메탈 코어 PCB: 설계, 소재, 고온 응용 분야

2021년 12월 6일

전자 기술 발전, 공정 자동화, 다양한 가전제품 및 기기 수요 급증, 전자기계 장치 등으로 인해 PCB 제조 수요가 끊임없이 증가하고 있습니다. 이 외에도 PCB의 수많은 응용 분야는 PCB 소재, 기판, 레이어 수 등에서 각기 다른 요구사항을 가집니다. 일부 애플리케이션은 고온 환경에 적합한 PCB를 요구하며, 여기서 메탈 코어 인쇄 회로 기판이 사용됩니다. 메탈 코어 보드는 FR4나 기타 실리콘 또는 폴리머 소재를 PCB 베이스로 사용하는 것보다 많은 이점을 제공합니다. 메탈 코어 보드는 알루미늄, 구리 같은 도체 금속을 베이스 소재로 하는 보드입니다. 이 글에서는 메탈 코어 PCB의 세부 사항, 이점 등을 다룹니다.

메탈 코어 PCB 심층 분석

이 메탈 코어 보드는 열 PCB, 열 클래드 PCB, 절연 금속 기판이라고도 불리며, 그만한 이유가 있습니다. 이는 열을 코어의 양방향으로 그리고 위아래 모든 층에 거의 균일하게 분산시키기 때문입니다. 이는 보드와 부품을 손상으로부터 보호합니다. 이 PCB는 구리 포일, 금속 플레이트, 열 절연 층으로 구성됩니다. 이 외에도 솔더 마스크, 회로 층, 유전체 층, 열 분산체 역할을 하는 메탈 코어 층이 있습니다. 과열은 대부분의 전기 부품에서 문제이며, 보통 케이스나 인클로저 내부에 장착된 냉각 팬이나 배기 팬으로 해결합니다. 그러나 메탈 코어 PCB에서는 열 확산이 전도 냉각을 통해 이루어지므로(열이 뜨거운 영역에서 차가운 영역으로 균일하게 전달) 냉각 팬이 필요하지 않습니다. 일반적으로 알루미늄이 이 PCB에서 가장 흔한 코어 소재로 사용되는데, 이는 열 방산율이 좋기 때문입니다. 알루미늄은 금속으로서 견고하면서도 가볍습니다. 구리도 특정 애플리케이션에서 코어 소재로 좋은 옵션이지만 무겁고 비쌉니다. 제작 측면에서도 알루미늄이 구리보다 가공하기 쉽습니다. 메탈 코어 보드는 일반적으로 3층으로 나뉩니다.

• 구리 포일 층
• 열 전도성을 위한 얇은 유전체 층
• 두꺼운 구리 또는 알루미늄 코어 층

일반적으로 메탈 PCB에는 관통 구멍(through hole) 대신 표면 실장 기술(SMT)을 사용하는 것이 일반적입니다. 코어가 도체 금속이므로 관통 구멍 실장 시 단락 위험이 있기 때문입니다. 이는 LED 같은 전기 애플리케이션에서 특히 그렇습니다.

메탈 코어 PCB의 이점

고온 애플리케이션에서 증가하는 열은 회로 기판과 그 위에 장착된 부품의 온도를 높일 수 있습니다. 특히 FR4나 유사한 플라스틱으로 만들어진 경우 열 방산이 사용 가능한 히트싱크로 제한되어 과열로 이어질 수 있습니다. 이는 기능 저하나 손상을 초래할 수 있습니다. 따라서 메탈 코어 PCB가 이러한 애플리케이션에 사용되며, 금속이 열을 히트싱크 쪽으로 밀어내어 보드와 부품의 과열을 방지합니다. 메탈 코어 PCB의 몇 가지 이점은 다음과 같습니다.

• 금속은 열과 전기의 양호한 도체이므로 더 빠른 열 전달을 촉진합니다.
• 이 메탈 코어는 회로 기판에 에칭되어 중앙 부품과 배선에서 열을 멀리 유지하는 데 도움이 됩니다.
• 알루미늄, 구리 같은 금속은 내구성이 뛰어나고 안전하며 오래 지속되며 납 같은 독성 문제가 없습니다.
• 내진동성이 있어 고진동 애플리케이션에서 부품이 떨어지는 것을 방지합니다.
• 메탈 코어는 보드에 더 나은 구조적, 치수적 안정성과 강도를 제공합니다.
• 금속은 재활용 가능하며, 실제로 알루미늄은 대부분의 에폭시와 FR4보다 가볍습니다.

PCB 조립품을 장비에 설치하거나 통합 시스템의 일부로 요구하는 까다로운 고온 애플리케이션이 있다면 메탈 코어 PCB를 선택하는 것이 현명한 결정입니다. 이는 특히 LED 조명 시스템 OEM에게 해당되며, 메탈 코어 PCB는 이 분야에서 엄청난 응용 분야를 가집니다. 그러나 귀사의 요구사항을 이해하고 그에 맞게 맞춤화할 수 있는 신뢰할 수 있고 경험 많은 PCB 제조업체 및 서비스 제공업체와 파트너십을 맺어야 합니다. Creative Hi-Tech는 맞춤형 PCB 설계 및 조립을 전문으로 하는 잘 알려진 PCB 제조업체 및 조립 서비스 제공업체입니다. 그들은 까다로운 애플리케이션을 위한 메탈 코어 PCB를 제공합니다.

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