알루미늄 PCB는 알루미늄으로 만들어진 PCB로, 금속 코어 프린트 회로 기판(MCPCB)으로 알려져 있으며, 회로 기판 제품군에서 중요한 역할을 합니다.
알루미늄 PCB 표면에는 일반적으로 열전도성과 전기절연성을 갖는 얇은 층이 결합되어 있어 뛰어난 열전도성과 전기전도성을 가지고 있습니다.
이러한 이유로 알루미늄 PCB는 자동차 전자 장비, 고출력 LED 조명 및 기타 고열 발생 장치와 같이 발열이 필요한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
알루미늄 기반 회로 기판은 주로 열전도성이 필요한 산업에서 사용됩니다. 다양한 요구 사항에 따라 일반적으로 다음 세 가지 유형의 알루미늄 기판 중 하나를 선택할 수 있습니다:
단면 알루미늄 기판은 금속 알루미늄 판으로 된 기판층과 기판 한쪽 면에 결합된 전도성 구리층으로 구성됩니다. 단면 알루미늄 기판은 설계가 간단하지만, LED 조명, 자동차 전자장비, 전원 공급 장치 등 방열 성능이 요구되는 시장에서 널리 사용되고 있습니다.
양면 알루미늄 기판은 두 개의 알루미늄 기판층으로 구성되며, 양면에 구리층이 덮여 있습니다. 단면 알루미늄 기판과 비교해 설계의 유연성과 기능성이 더 높습니다. 기판의 양면에 부품을 장착할 수 있어 높은 부품 밀도와 복잡한 회로 설계 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 보다 뛰어난 열 성능과 전기 절연이 요구되는 전력 변환 장치, 모터 드라이브 등과 같은 응용 분야에 적합합니다.
메탈 코어 PCB의 기판은 일반적으로 알루미늄 또는 구리 합금으로 만들어지며, 절연층과 구리 호일 사이에 샌드위치 형태로 구성됩니다. FR-4와 같은 기존 PCB에 비해 메탈 코어 PCB는 뛰어난 열전도성과 방열 성능을 가지고 있습니다. MCPCB는 알루미늄 클래드 PCB(Aluminum-clad PCB)라고도 하며, 단면, 이면, 다층의 세 가지 유형이 있습니다.
최고의 열전도성을 얻기 위해 알루미늄 기판 PCB 제조 시 다음의 핵심 단계에 집중해야 합니다.
먼저 적합한 소재를 선택하는 것이 성공의 첫 단계입니다. 우리는 흔히 6061 및 5052 알루미늄 합금을 사용하는데, 이는 뛰어난 열전도성을 갖추고 있기 때문입니다.
우리는 강한 열전도성과 우수한 전기 절연 성능을 가진 소재(예: 폴리이미드 또는 에폭시 수지)를 찾아내고, 이를 알루미늄 코어와 접합해야 합니다.
제조 공정 동안 구리층의 두께를 합리적인 범위 내에서 유지함으로써 완성된 기판이 우수한 방열 성능, 전기적 특성을 가질 수 있도록 해야 한다.
도체선은 표준 PCB 에칭 공정을 통해 제작된다.
알루미늄의 높은 열전도율은 발열 부품의 열을 신속하게 배출시켜 과열 위험을 줄이고 장비의 수명을 연장한다.
알루미늄 기판과 구리 회로의 조합은 낮은 열저항과 높은 열전도율이라는 장점을 가지며, 고출력 응용 분야에 적합하다.
경량과 좁은 공간을 요구하는 장치에서는 알루미늄 기판이 경량이자 콤팩트한 특성으로 인해 종종 최선의 선택이 된다.
악조건의 환경에서는 알루미늄 기판도 최고의 선택입니다. 알루미늄 기판 PCB는 우수한 기계적 강도와 내구성을 가지므로 혹독한 환경에서도 계속 작동할 수 있습니다.
액체 냉각 및 히트싱크에 비해 알루미늄 기판 PCB는 열 요구사항 해결에 있어 더 경제적이며, 더 높은 수준의 열 관리 솔루션을 제공하고, PCB 설계가 보다 간단하여 제작이 용이합니다.
일반적으로 단층 알루미늄 기판과 이중층 알루미늄 기판만 제조할 수 있습니다. 제조 공정의 한계로 인해 다층 알루미늄 기판은 제조가 어렵기 때문에 복잡한 다층 설계의 요구를 충족시킬 수 없습니다.
알루미늄 금속 소재는 강성이 높고 유연성이 낮아 폴리이미드나 폴리에스터 기판만큼 유연하지 않습니다. 따라서 반복적인 굽힘이 필요한 응용 분야에는 적합하지 않습니다.
알루미늄 기판의 열팽창 계수는 상대적으로 높으며, 일부 부품 및 솔더 재료와는 차이가 있습니다. 두 재료의 열팽창 계수 불일치로 인해 솔더 조인트 손상 또는 박리 현상이 발생하기 쉬워 전체 신뢰성에 영향을 줄 수 있습니다.
일반적인 기판에 비해 알루미늄 기판의 금속 특성은 제조 및 조립 과정에서 더 많은 고려 시간이 필요로 하며, 이는 공정 복잡성과 비용을 증가시킵니다.
알루미늄 기판이 열 관리 측면에서 상당한 장점을 가지고 있지만, 기존의 FR4 소재와 비교했을 때 알루미늄 기반 PCB는 높은 소재 비용과 특수 제조 공정, 표면 처리 요구사항을 가지고 있어 전체적인 제조 비용이 증가합니다.
기능 |
능력 |
| 기판 소재（16px） | 5052, 6061, 7075, 두께 1.6mm~9mm |
| 구리 두께 | 1oz~12oz (35μm~420μm) |
| 절연층 두께 | 0.1mm~0.2mm (Bergquist Thermal-Clad, Larid Tlam) |
| 층 수 | 1-8층 |
| 최소 선 폭 | 4mil~5mil（0.1mm~0.127mm） |
| 최소 라인 간격 | 4mil~5mil（0.1mm~0.127mm） |
| 최소 조리개 | 0.3mm~1.0mm |
| 최대 패널 크기 | 600mm×1170mm |
| 열전도성 | 1.0~12.0 W/m·K |
| 표면 처리 | HASL, OSP, ENIG |
| 솔더 마스크 간격 | ≥ 3mil(0.075mm) |
| 솔더 마스크 색상 | 흰색, 녹색, 검정색 |
| 실크스크린 면 | 파일에 따라 |
| 스크린 인쇄층 간격 | ≥0.15mm |
| 완제품 포장 | 폼/버블 패드 |
전자 시스템의 지속적인 발전에 따라 알루미늄 기판 PCB는 넓은 전망을 가지고 있습니다. 현재 주요 연구 개발 방향은 절연 재료의 열전도율을 향상시켜 제조 효율을 높이고 비용을 절감하는 것입니다. 알루미늄 기판은 5G, 통신, 사물인터넷(IoT), 재생 가능 에너지 등 신규 분야에서도 사용될 예정입니다.
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