¿Qué son los Sustratos de Vidrio?
Sustratos de vidrio es un término general para designar los sustratos planos de vidrio a los que se han asignado funciones específicas para el uso al que están destinados.
Hay distintos tipos de vidrio en función del contenido alcalino y el grosor de la lámina, y su lisura y propiedades eléctricas difieren de las de la lámina de vidrio ordinaria. Tiene una amplia gama de aplicaciones, desde monitores de ordenador y pantallas de smartphones hasta células solares.
También existe el sustrato de vidrio epoxi, que se fabrica impregnando fibras de vidrio tejidas con resina epoxi y moldeándolas. Los sustratos de vidrio epoxi pueden fabricarse a bajo coste y sobre ellos se montan componentes electrónicos para formar los circuitos electrónicos que hacen funcionar los equipos electrónicos. También suelen denominarse circuitos impresos.
Usos de los Sustratos de Vidrio
Los sustratos de vidrio se utilizan en una gran variedad de aplicaciones que van desde los equipos de consumo a los industriales. Las aplicaciones específicas son las siguientes
1. Aplicaciones de Pantallas y Cubiertas de Vidrio
Los sustratos de vidrio se utilizan en dispositivos móviles como teléfonos inteligentes y tabletas que usamos a diario, así como en pantallas para sistemas de navegación de automóviles. Son tan finos como 0,5-1,1 mm de grosor, y la transparencia y la suavidad son requisitos especialmente exigentes.
Cuando se utilizan para pantallas LCD de televisión, es importante mantener el contenido alcalino por debajo del 0,1% para reducir la contaminación del material de cristal líquido y su efecto en las características del transistor si se incluyen componentes alcalinos.
También hay aplicaciones de vidrio de recubrimiento para paneles táctiles y sensores de imagen, para los que se utilizan sustratos de vidrio a los que se ha dado una resistencia cinco veces superior a la de los sustratos de vidrio ordinarios mediante agentes químicos.
2. Aplicaciones en Equipos Eléctricos y Electrónicos
Los sustratos de vidrio epoxi se utilizan en placas base de ordenadores y cámaras digitales. Los sustratos de vidrio epoxi son las placas de circuito impreso más utilizadas y favorecen el funcionamiento estable de los equipos eléctricos y electrónicos.
Principios de los Sustratos de Vidrio
A diferencia del vidrio ordinario, los sustratos de vidrio para pantallas requieren un rendimiento muy elevado. Para mostrar con precisión las imágenes y vídeos de gran nitidez que aparecen en las pantallas LCD y OLED, la superficie se procesa para que sea lo más lisa posible, con un mínimo de irregularidades.
Las normas también son tan estrictas que cualquier materia extraña que pueda entrar en la pantalla se hace invisible. La demanda de Ssustratos de vidrio delgados y rígidos aumenta a medida que las pantallas se hacen más grandes y ligeras.
Los sustratos de vidrio epoxi se fabrican impregnando fibras de vidrio con resina epoxi y curando el material, por lo que tienen la ventaja de que los cambios dimensionales son pequeños aunque varíe la temperatura ambiente. Otra ventaja es que el material en sí es duro y tiene una excelente resistencia al calor, absorción de humedad y propiedades eléctricas.
Los costes de producción son relativamente bajos y el material es muy versátil, ya que está disponible en diversos grosores de lámina de cobre. Es fácil fabricar placas de doble cara y multicapa y se utiliza mucho en equipos electrónicos. Por otro lado, tiene la desventaja de requerir equipos especializados para su producción.
Tipos de Sustratos de Vidrio
El vidrio es una mezcla inorgánica de arena de sílice, sosa y alúmina. Se pueden producir distintos tipos de sustratos de vidrio en función de la proporción de contenido de los materiales constituyentes. Las características de los distintos tipos de sustratos de vidrio son las siguientes
1. Vidrio sin Álcalis
Vidrio con un contenido de óxido alcalino del 0,1%, que se utiliza principalmente para aplicaciones de pantallas de cristal líquido. Pueden fabricarse sustratos de vidrio de paredes delgadas, con algunos sustratos de vidrio de tan sólo 0,3 mm de espesor. Tiene una excelente suavidad y resistencia al calor.
2. Vidrio Reforzado Químicamente
El vidrio químicamente reforzado es aproximadamente cinco veces más resistente que los sustratos de vidrio ordinarios. También se utiliza para paneles táctiles, vidrio para discos ópticos y vidrio de cubierta para sensores de imagen.
3. Sustratos de Vidrio Epoxi
Tradicionalmente, los sustratos de papel fenólico y papel epoxi de bajo coste se han utilizado mucho en la electrónica de consumo, pero en los últimos años los sustratos de vidrio epoxi se han convertido en los más utilizados de todos los circuitos impresos. Los sustratos epoxídicos de vidrio representan la mayor parte de los sustratos de una cara, doble cara y multicapa.
4. Sustratos de Teflón
Son placas de circuito impreso fabricadas impregnando tela de vidrio con resina de politetrahidrofurano (PTFE). Los fluoropolímeros tienen una constante dieléctrica baja y, por tanto, excelentes características de alta frecuencia.