
Un substrat de làmina composta es refereix a un material base, normalment en forma de làmina, que es compon de dues o més fases físiques o químiques diferents combinades per crear un nou material amb propietats superiors en comparació amb els seus components individuals. En contextos industrials avançats, això implica sovint combinar una matriu dúctil i resistent (com un metall o un polímer) amb una fase dura i de reforç (com partícules o fibres ceràmiques) per aconseguir un equilibri de força, duresa i altres propietats funcionals específiques.
Aquests substrats estan dissenyats per servir com a plataforma fonamental per al processament posterior o com a component estructural bàsic en aplicacions exigents.
Propietats a mida: l'avantatge principal és la capacitat de dissenyar un material amb un conjunt específic de propietats que no es troben en un sol material. Això inclou l'optimització per a:
Alta relació resistència/pes: especialment en compostos de polímer o matriu metàl·lica reforçats amb fibres de carboni o ceràmiques.
Resistència al desgast millorada: s'aconsegueix incrussant partícules dures com el carbur de tungstè o la ceràmica en una matriu metàl·lica.
Millora de la conductivitat tèrmica o elèctrica: mitjançant la incorporació de fibres o partícules conductores.
Expansió tèrmica controlada: crític en electrònica per coincidir amb l'expansió dels semiconductors.
Multifuncionalitat: una única làmina composta es pot dissenyar per realitzar múltiples funcions, com ara proporcionar suport estructural, resistència al desgast i gestió tèrmica simultàniament.
Anisotropia: les propietats es poden dissenyar per ser direccionals (anisòtropes), com ara ser fortes en una direcció a causa de les fibres alineades, que és ideal per a aplicacions específiques de càrrega.
El "substrat de làmina composta" és una categoria àmplia. Els tipus clau inclouen:
Composites de matriu metàl·lica (MMC): una base metàl·lica (per exemple, alumini, coure) reforçada amb partícules ceràmiques (per exemple, carbur de silici, carbur de bor) o fibres.
Composites de matriu ceràmica (CMC): una matriu ceràmica (per exemple, carbur de silici) reforçada amb fibres ceràmiques, que proporciona una resistència a alta temperatura i una resistència a la fractura excepcionals en comparació amb la ceràmica monolítica.
Composites de matriu de polímers (PMC): una resina de polímer (per exemple, epoxi) reforçada amb fibres contínues (per exemple, carboni, vidre, aramida). Aquestes són les clàssiques làmines "composites" utilitzades en articles aeroespacials i esportius.
Composites laminats: múltiples capes de diferents materials (per exemple, metalls, polímers) s'uneixen per crear una làmina amb propietats derivades de cada capa.
Els substrats de làmines compostes són fonamentals en les indústries d'alta tecnologia:
Embalatge electrònic: s'utilitza com a substrat per a xips i circuits semiconductors. Alguns exemples inclouen:
Coure enllaçat directe (DBC): una làmina ceràmica (com Al₂O₃ o AlN) amb coure unit a les dues cares, que s'utilitza per als mòduls de potència.
PCB de nucli metàl·lic: una base metàl·lica (com l'alumini) amb una capa dielèctrica i una capa de circuit, utilitzada per a il·luminació LED.
Aeroespacial i defensa: com a panells estructurals per a pells d'avions, components de satèl·lit i sistemes de blindatge, on el pes lleuger i l'alta resistència són fonamentals.
Revestiments resistents al desgast: les làmines MMC que contenen carbur de tungstè o altres fases dures s'utilitzen per alinear equips en mineria, agricultura i manipulació de materials.
Gestió tèrmica: com a dissipadors de calor o dispersors en electrònica d'alta potència, aprofitant compostos amb alta conductivitat tèrmica (per exemple, Al-SiC).
La taula següent resumeix les característiques principals per a una visió general ràpida:
| Característica | Descripció | Avantatge |
| Concepte bàsic | Una làmina base feta combinant dos o més materials diferents. | Permet la creació de materials amb combinacions de propietats impossibles per a un sol material. |
| Principi clau | Sinèrgia. La matriu i el reforç treballen junts per crear propietats superiors. | Aconsegueix un equilibri òptim, per exemple, duresa de la matriu i duresa del reforç. |
| Reforços comuns | Partícules (Carbur, Ceràmica), Fibres (Carboni, Vidre). | Aporta propietats específiques com la resistència al desgast o alta resistència. |
| Matrius comuns | Metalls (Al, Cu), Polímers (Epoxi), Ceràmiques (SiC). | Proporciona la fase contínua, oferint duresa i unint el reforç. |
| Conductor principal | Rendiment i funcionalitat. | Permet dissenys lleugers, eficients i duradors en enginyeria avançada. |
| Indústries clau | Electrònica, Aeroespacial, Automoció, Defensa, Fabricació de gamma alta. | El material habilitant per a l'avenç tecnològic en aquests sectors. |
En resum, a Substrat de làmina composta és un material de base altament dissenyat. No és una simple matèria primera, sinó una plataforma sofisticada dissenyada des del nivell atòmic per proporcionar propietats mecàniques, tèrmiques i elèctriques específiques, la qual cosa la fa indispensable per a aplicacions modernes d'alt rendiment.