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Al 기반 PCB

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PCB 프로토타입 및 제조 분야에서 10년 이상 경력을 쌓아온 당사는 품질, 배송, 비용 효율성 및 기타 까다로운 요구 사항 측면에서 다양한 산업 분야의 고객 요구 사항을 충족하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 

세계에서 가장 경험이 풍부한 PCB 제조업체 중 하나인 당사는 PCB 요구 사항의 모든 측면에서 최고의 비즈니스 파트너이자 좋은 친구임을 자랑스럽게 생각합니다.
맞춤문의

개요

우리가 알고 있듯이 PCB는 다양한 금속을 기판으로 사용하여 제조할 수 있습니다. 옵션 중 하나는 알루미늄입니다. 이 알루미늄 PCB는 열을 전도하고 전기를 절연하는 데 뛰어나기 때문에 많은 산업 분야에서 사용됩니다. 이러한 특성은 탁월한 성능에 기여합니다. 하지만 그들은 또 무엇을 제공할 수 있습니까? 이 종합적인 기사에서 알아 보겠습니다.

Al 기반 PCB 란 무엇입니까?

표준 FR4 재질과 함께 알루미늄 코어로 제작된 PCB 유형입니다. 유리 섬유나 플라스틱 대신에 이러한 PCB는 금속 기판을 사용합니다. 일반적으로 단면 및 양면 알루미늄 기반 PCB를 접하게 됩니다. 그러나 다층 PCB는 만들기가 어렵기 때문에 드물다. 

이것이 LED 생산에 주로 활용되는 이유이기도 합니다. 이러한 발광 물체는 열을 발생시키며, 이 열은 알루미늄에 의해 효과적으로 방향이 바뀌어 LED의 수명이 늘어납니다. 일부 예로는 가로등 및 가정용 조명의 알루미늄 기판이 있습니다. 다른 산업에서도 알루미늄 기반 PCB를 사용하지만 조명만큼 일반적이지는 않습니다.

Globalwell Al 기반 PCB 1

Al 기반 PCB의 유형은 무엇입니까?

다층 PCB: 블라인드 비아(Blind Via)를 갖는 유전체층이 여러 겹으로 되어 있어 열 방출에 좋습니다. 그러나 복잡한 장치의 방열에는 유리하지만 생산 비용이 상대적으로 높습니다. 따라서 주로 전원 공급 장치 제품에 사용됩니다. 

하이브리드 알루미늄 PCB: 알루미늄 모재와 비열재를 융합하면 하이브리드 알루미늄 PCB가 됩니다. 예를 들어 2층 또는 4층 FR-4 보드입니다. 유전체 재료를 사용하여 알루미늄 베이스에 부착할 수 있습니다. 

스루홀 알루미늄 PCB: 구멍이 이미 뚫려 있고 유전체로 채워져 있습니다. 시공 후 열에 적합한 적절한 물질로 방열재료를 양면에 적층합니다. 마지막으로 구멍이 뚫립니다. 이 구멍은 전기가 있어서는 안되는 곳으로 전기가 흐르지 않도록 해줍니다. 

높은 열 전도성 알루미늄 PCB: 이름에서 알 수 있듯이 열전도율이 뛰어납니다. 이러한 유형의 알루미늄 PCB의 절연층을 만들기 위해 에폭시 수지 재료가 사용됩니다. 

고주파 알루미늄 PCB: 상기와는 달리, 절연층은 폴리이미드 또는 폴리올레핀으로 구성된다. 경우에 따라 에폭시 수지에 유리섬유를 사용할 수도 있습니다. 그러나 제조에 어떤 재료를 사용하든 목표는 알루미늄 PCB의 유연성을 향상시키는 것입니다. 

범용 알루미늄 PCB: 에폭시 유리섬유 프리프레그에 유전체층을 형성합니다.

유연한 PCB: 폴리이미드 층에 세라믹 필터가 내장된 PCB 유형입니다. 두 가지 재료는 결과 PCB가 충분한 유연성, 열 효율 및 전기 절연성을 갖도록 보장합니다.  

또한 굽힘 능력도 높습니다. 그러나 이것이 지속적인 굽힘이 필요한 응용 분야에 사용될 수 있다는 의미는 아닙니다. 또한 비용 효율적이며 제작 시 케이블이나 커넥터가 필요하지 않습니다. 그러나 단점이 있습니다. 한번 제작되면 변경할 수 없습니다. 

Globalwell Al 기반 PCB

Al 기반 PCB의 생리학

구리층

1~10온스(oz) 두께의 전해 구리 호일 층이 이 층의 특징입니다. 구리 재료는 일반적으로 생산 중에 에칭됩니다. 일단 세팅되면 뒷면은 화학약품으로 산화되며, 표면은 아연, 황동으로 처리되어 부식을 방지합니다. 

이 계층의 주요 기능은 두 장치를 연결하고 기능을 향상시키는 것입니다. 

유전체층

열 전도성 유전층으로 구성되며 두께는 50μm에서 200μm 사이입니다. 전류가 PCB를 통해 흐르면 열 방출, 절연 및 기계적 응력 처리에 도움이 됩니다. 

알루미늄 베이스 레이어

이것이 이 PCB에 Al 기반 PCB라는 이름을 부여한 이유입니다. 이는 다른 레이어와 차별화되는 레이어이기도 합니다. 이 층의 코어는 알루미늄 기판으로 구성되어 있으며 드릴링, 절단 및 펀칭에 매우 적합합니다.

열전도율이 높고 견고하며 비용 효율적인 알루미늄 판을 찾는 것을 잊지 마세요. 금속(여기서는 Al)이 이러한 전제조건을 모두 충족한다면 좋을 것입니다. 그렇지 않은 경우 철, 구리 또는 실리콘을 추가하여 방열 능력을 향상시킵니다. 

베이스 멤브레인

다시 말하지만, 이 층은 알루미늄 합금 기판으로 구성됩니다. 이는 원치 않는 에칭 및 긁힘으로부터 기판 층을 보호하는 데 도움이 됩니다. 이 층은 두께가 1mm이며 일반 멤브레인(120°C 미만)과 내열성 멤브레인(250°C)으로 나눌 수 있습니다. 두 번째 멤브레인은 HASL 요구 사항을 준수하며 표면 마감으로 볼 수 있습니다. 

Al 기반 PCB 제작

하는 동안 Al 기반 PCB 만들기, 얇은 유전체 층이 회로와 베이스 사이에 바로 삽입됩니다. 그 후, 필요한 패턴을 얻을 수 있도록 회로 레이어가 에칭됩니다. 마지막으로, 유전층과 회로 기판이 함께 작용하여 발생된 열을 제거합니다. 

PCB 제조에 알루미늄을 사용하는 이유는 무엇입니까?

무게가 가벼워짐

PCB 사용의 장점 중 하나는 금속의 무게입니다. 알루미늄의 무게는 169파운드/입방 피트로 매우 가볍기 때문에 제조업체는 인쇄 회로 기판에 더 많은 전력과 탄력성을 쉽게 추가할 수 있습니다.

튼튼한

알루미늄은 금속으로서 내구성이 뛰어난 것으로 간주됩니다. 제작이나 배송 중 약간의 찢어짐 위험이 있더라도 안심하시기 바랍니다. 알루미늄 회로 기판을 포함하면 이러한 현상이 발생하지 않습니다. 뿐만 아니라 알루미늄은 세라믹 베이스나 유리섬유보다 강도가 더 좋은 것으로 알려져 있습니다. 

환경에 좋습니다. 

금속 물질은 100% 재활용이 가능하므로 환경에 좋습니다. Al-PCB를 더욱 좋게 만드는 것은 조립이 쉽고 독성이 없다는 것입니다. 

비용 효율성 

이 금속은 전천후 친화적이므로 훌륭한 투자입니다. 채굴과 정제가 쉬워 원자재 조달이 용이합니다. 결과적으로 생산 공정이 훨씬 저렴해집니다. 

우수한 방열성

PCB 구성 요소는 높은 열 온도로 인해 손상되기 쉽습니다. 그러나 알루미늄은 그렇지 않습니다. 이것은 열을 정말 잘 발산할 수 있는 유일한 물질 중 하나입니다. 이는 구성 요소에서 발생하는 열을 제거하여 필수 요소에 대한 위험을 제거합니다.

Al 기반 PCB의 단점

  • 이들은 단면적이다.. 알루미늄 PCB의 양면에 부품을 설치하는 것은 어렵습니다. 따라서 Al 기반 PCB는 단면 보드로만 사용됩니다. 
  • 값비싼. 이는 표준 PCB보다 제조업체에게 훨씬 더 많은 비용이 듭니다.
  • 특정 응용 프로그램에서만 작동: 이러한 회로는 주로 발열이 많은 곳에 적용되므로 일부 특정 전자부품에만 사용할 수 있습니다. 그 대표적인 것이 LED이다. 

Al 기반 PCB의 성능

치수 안정성

기존 PCB에 비해 알루미늄 PCB의 치수 안정성이 훨씬 높습니다. 예를 들어, 치수는 150°C까지 2.5 ~ 3.0%만 변경됩니다. 그러나 더 높은 온도에서는 이야기가 바뀔 수 있습니다. 

열 방출

FR4를 포함하여 PCB를 만드는 데 사용되는 여러 기판이 열 전도율이 좋지 않다는 것을 알고 계실 것입니다. 특정 PCB 설계를 포함하는 전자 장치에서 발생하는 열이 빠르게 이동하는 열을 발생시키면 상황은 더욱 악화됩니다. 두 가지가 결합되면 혼란을 야기할 수 있으며 때로는 전자 부품의 고장으로 이어질 수 있습니다. 알루미늄 기판은 이를 매우 잘 처리합니다. 

열 팽창

이미 논의한 바와 같이 알루미늄은 열을 고르게 분산시키는 데 뛰어나 부품에 손상이 발생하지 않습니다. 이는 본질적으로 재료의 팽창과 수축을 제어합니다. 따라서 PCB의 내구성과 신뢰성이 향상됩니다. 

기타 성과 지표

위의 세 가지 재료 외에도 세라믹 기판이라는 또 다른 재료가 있습니다. 이 물질은 열로부터 향상된 보호 기능을 제공하므로 결국 생산 비용이 절감됩니다. 

Globalwell Al 기반 PCB 2

알루미늄 PCB 및 솔루션 제조의 어려움 해결

이슈번호 1: 두꺼운 구리 포일 에칭

이러한 알루미늄 회로기판은 일반적으로 고출력 밀도의 가전제품에 사용되므로 두꺼운 동박이 필요합니다. 그러나 동박의 두께가 3oz보다 두꺼울 경우에는 선의 폭을 변경하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 에칭 후 트레이스 폭이 너무 넓거나 너무 좁아집니다. 따라서 모든 것이 잘 진행되도록 하려면 트레이스 폭을 디자인에 맞게 조정하십시오.

솔루션:

  • 트레이스 폭에 대한 에칭 보상을 올바르게 설계하십시오.
  • 에칭에 관련된 요소를 엄격하게 제어
  • 흔적 생성이 흔적의 폭이나 거리에 미칠 수 있는 영향을 제거합니다.

이슈번호 2: 기계 제조

Al 기반 PCB 제조에 포함되는 기계적 공정에는 밀링, 드릴링 및 성형이 포함됩니다. 이러한 과정이 진행되는 동안 v-scoring과 규석 구멍 안쪽에 남아 있을 수 있습니다. 이로 인해 전기 연결이 약해질 수 있습니다. 

솔루션: 이를 극복할 수 있는 방법은 다음과 같습니다. 

  • 소규모 제조에는 전문 밀링 커터와 전기 밀링을 사용하십시오.
  • 두꺼운 구리 알루미늄 PCB의 드릴링 매개변수를 조정합니다. 
  • 금형 성형 중 기술과 패턴을 주시하십시오.

문제 번호 3: 솔더 마스크 인쇄

알루미늄 PCB의 두꺼운 동박에 솔더 마스크를 적용하는 것은 어렵습니다. 따라서 구리가 평소보다 두꺼우면 에칭 후에도 트레이스 표면과 나머지 보드 사이에 구리가 보입니다. 이는 납땜 적용을 어렵게 만듭니다. 

솔루션: 

  • 2회 솔더 마스크 인쇄를 고려하십시오.
  • 고품질 솔더 마스크 오일을 사용하십시오.
  • 레진 충전 후 솔더 마스크를 사용하는 방법도 사용할 수 있습니다. 

Al 기반 PCB의 응용

  • 오디오 장비: 오디오 앰프, 파워 앰프, 프리앰프, 입력 및 출력 앰프, 밸런스 앰프 등
  • 통신 전자 장비: 고주파 증폭기, 필터 전기 회로, 
  • 컴퓨터: 전원 공급 장치, 마더보드 및 플로피 디스크 드라이브.
  • 전자 제어: 회로, 트랜지스터 베이스, 릴레이의 여러 구성 요소
  • 조명: LED 조명
  • 전원 모듈: 인버터, 정류기 브리지, 솔리드 릴레이
  • 전원 공급 장치: 컨디셔너, DC-AC 어댑터, 안정기
  • 자동 사무실: 모터 드라이버
  • 산업차량 : 점화장치, 자동안전제어장치, 조명변환장치, 전압조정기
  • 스위치: 반도체 장치, 반도체 장치, 모터 컨트롤러, 
  • 사무실: 모터 드라이버

이별의 생각

이제 여러분은 알루미늄 PCB가 높은 열 전도성과 방열 기능을 제공하고 세라믹 기판을 대체할 수 있다는 사실을 알고 계실 것입니다. 이를 통해 다양한 분야에서 사용하기에 완벽합니다. 그러나 이러한 보드는 신뢰할 수 있는 제조업체의 보드인지 확인해야 합니다. 따라서 귀하의 특정 요구 사항에 맞는 경험과 능력을 확인하십시오.

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