Grandi schede di circuiti che sopportano il calore

L’iniziativa Clean Sky è una partnership pubblica/privata esclusiva e ambiziosa tra la Commissione Europea e l’industria per portare a un cambiamento radicale nell’impatto ambientale dell’aviazione. Molte idee innovative si concentrano sulla minimizzazione del consumo di carburante e sulle emissioni associate. L’UE sta finanziando il progetto LHTFPCB (“Demonstration of a large, high temperature, flexible printed circuit board”) che favorisce il progresso dell’elettronica, per soddisfare gli obiettivi correlati.

Gli scienziati stanno sviluppando i materiali e i processi che porteranno a produrre PCB intere integrate e testate a livello di motore, con un TRL (technology readiness level, livello di maturità tecnologica) pari a 6. Sfruttando i polimeri esistenti e quelli nuovi, i ricercatori stanno cercando di aumentare la temperatura di esercizio rispetto alla temperatura massima corrente all’avanguardia di 200 °C. L’obiettivo è un intervallo tra 260 °C minimo e 400 °C massimo. Inoltre, materiali e processi devono agevolare queste prestazioni a elevata temperatura in un’area estesa con una lunghezza complessiva richiesta di 5 metri, tutto su un’unica PCB multistrato monopezzo senza giunzioni.

Nel primo periodo di rendicontazione, sono stati preparati diversi campioni di PCB multistrato da una vasta gamma di polimeri avanzati. Gli scienziati le hanno sottoposte a test di iterazione termici nella gamma da 260 a 330 °C, oltre a condurre prove di vibrazioni casuali. L’analisi della microsezione successiva alla serie di test ha permesso ai ricercatori di trarre importanti conclusioni relative alla degradazione dei polimeri. Nello specifico, hanno determinato la velocità di propagazione della degradazione dei polimeri dal bordo della scheda PCB, permettendo di identificare regole di progettazione per le schede PCB. Inoltre, avendo identificato l’ossidazione come principale causa della degradazione dei polimeri, il team si è concentrato sul miglioramento della robustezza della barriera di ossigeno per ottimizzare le performance della scheda PCB.

I ricercatori del progetto LHTFPCB prevedono di consegnare PCB multistrato flessibili monopezzo intere (lunghe 5 metri) in grado di sopportare almeno 260 °C e di conseguire un livello di maturità TRL pari 6 nei test a livello di motore. La tecnologia supporterà l’iniziativa Clean Sky per l’industria aerospaziale, offrendo un’alternativa leggera ai cablaggi attuali. Con buone probabilità attirerà l’attenzione anche di altri settori, inclusi l’industria petrolifera e del gas.