세라믹, FR-4, MCPCB PCB: 차이점은 무엇인가?

세라믹 PCB, FR-4, MCPCB 차이점은?

PCB 사용 시 표준 FR-4 보드 쓸 수도 있고, 메탈 코어 PCB(MCPCB) 선택할 수도 있습니다. 세라믹 PCB는 선호할 수 있는 메탈 코어 PCB 유형 중 하나. FR-4 보드에 분명 문제없고, 귀사 비즈니스에서 효과적으로 써왔다면 계속 그렇게 하실 겁니다. 하지만 표준 FR-4와 메탈 코어 보드 간 차이 이해해두는 건 좋은 생각입니다.

선택은 PCB 사용할 특정 애플리케이션 요구사항에 달려 있습니다. 그럼 FR-4 vs MCPCB/세라믹 보드 다양한 장단점은?

FR-4 vs MCPCB

FR-4 대신 세라믹 회로 기판이나 다른 MCPCB 보드 피하는 주된 이유 중 하나는 열전달(Heat transfer)입니다. 질화 알루미늄(AlN), 산화 알루미늄(Al2O3) 같은 세라믹 PCB는 극도로 열전도율 높음. FR-4 PCB 소재는 아님. 열이 실질적 이슈인 애플리케이션(예: LED 조명)에서 보드 쓴다면 표준 FR-4에서 세라믹 보드나 다른 메탈 코어 PCB로 이동 원할 것. 메탈 코어 보드는 반도체 접합 수명 줄이는 핫스팟에서 과도 열 더 쉽게 운반해 궁극적으로 보드 손상 방지.

알루미늄, 베릴륨 외 다른 메탈 코어 PCB 소재로 구리, 강철 합금 포함 가능. 강철 합금은 구리/알루미늄서 못 얻는 강성 제공하나 열전달 효과는 덜함. 구리가 PCB 일부로 열 전달/방산 능력 최고지만 다소 비쌈 → 예산 위주 다량 PCB 생산/구매 기업은 알루미늄을 FR-4 대비 저렴하면서 여전히 고효율 방열 대안으로 선택.

알루미늄 인쇄 회로 기판

대부분 비즈니스에 가장 비용 효율적 솔루션은 알루미늄 베이스 메탈 코어 PCB. 합리적 가격에 좋은 강성과 열전도율 확보. 이 이유로 메탈 코어 PCB 주문 시 구리 지정 안 하면 보통 알루미늄 코어 기대 가능.

메탈 코어 PCB 열 방산 원리

메탈 코어 PCB가 FR-4 보드보다 열 방산 훨씬 효과적인 이유는 열전도율 높은 유전체 소재가 IC 부품에서 메탈 플레이트로 열적 다리(Thermal bridge) 역할 → 열 코어 통해 히트싱크로 자동 전도 때문. FR-4 보드면 별도 토픽 히트싱크 추가해 보드 통해 열 전달 안 하면 잠재적 손상 핫스팟 생성.

MCPCB 기타 장점

핫스팟 방지 외 메탈 코어 PCB 열전도율 물성은 열팽창 감소 → 더 큰 치수 안정성 결과. 열팽창으로 보드 각 층 다른 형태/크기 가질 수 있어 보드 무결성/기능 영향. 열팽창 보호 바람직.

세라믹 회로 기판 또는 메탈 코어 PCB 사용처

FR-4 보드 사용 적절하고 완벽히 수용 가능한 상황 많음 이해 중요. 하지만 특정 애플리케이션은 제품 위험 피하기 위해 세라믹/기타 메탈 코어 PCB 요구. 이에는 다음 포함:

• LED 조명, 특히 스포트라이트와 고전류 LED
• 자동차, 특히 파워 컨트롤러, 가변 광학 시스템, 교환 컨버터, 파워 레귤레이터
• 산업용 파워 장비
• 프린터
• IC 어레이
• 반도체 냉장 장치
• 오디오 앰프
• 고전력 트랜지스터/트랜지스터 어레이
• 태양전지 기판
• DC 컨버터/레귤레이터 등 기타 파워 애플리케이션

사용 가능한 메탈 코어 PCB 유형

메탈 코어 인쇄 회로 기판은 단층 PCB, 단층 칩온보드(Chip-on-Board) PCB, 이층 PCB, 양면 PCB, 다층 PCB로 제공. 다시 한번, 선택은 귀사 PCB 애플리케이션 니즈에 달려 있음.

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