알루미늄{0} 기반 인쇄 회로 기판(MCPCB)은 알루미늄 합금 재료를 열 방출 기판으로 활용하는 특수 회로 기판 구조를 나타냅니다.- 이 기술은 1960년대에 처음으로 고전력 군용 전자 장비에 적용되었습니다.- 핵심 혁신은 기존 FR4 소재보다 열전도율이 훨씬 높은 금속 기판을 채택한 데 있습니다. 일반적인 구성에서 회로층은 열 전도성이 높은 절연 유전층을 통해 알루미늄 베이스에 적층되어 전기적 상호 연결과 효율적인 열 방출을 동시에 촉진하는 복합 기판을 형성합니다. 전력 전자 장치가 소형화되고 전력 밀도가 높아지는 추세에 따라 열 관리 영역에서 알루미늄{8}} 기반 기판의 가치가 점점 더 중요해지고 있습니다.
알루미늄- 기반 기판의 가장 근본적인 장점은 열 관리 측면에 있습니다. 열전도 계수 범위는 1~12W/(m·K)-로 기존 에폭시-수지- 기반 기판에 비해 약 10배 향상되었습니다. 이러한 특성은 알루미늄 금속의 특정 결정 구조에서 비롯되며, 결정 격자 내에서 자유 전자의 이동으로 인해 열 에너지가 매우 효율적으로 전달됩니다. 전력 모듈 애플리케이션에서 경험적 테스트 데이터는 동일한 작동 조건에서 알루미늄{9}} 기반 기판이 칩 접합 온도를 30~45도 낮춰 반도체 재료의 열적 저하를 효과적으로 완화할 수 있음을 보여줍니다.
알루미늄 합금 기판은 회로 기판에 탁월한 구조적 안정성을 부여합니다. 6061-T6 알루미늄 합금의 인장 강도는 290 MPa에 도달할 수 있으며 굴곡 강성 지수는 FR4 소재보다 4.7배 더 높습니다. 이러한 특성은 진동에 취약한 환경에서 특히 중요합니다. 자동차 전자 장치에 대해 실시한 가속 노화 테스트에서는 10~2000Hz의 주파수 스펙트럼에 걸친 무작위 진동 조건에서 알루미늄 기반 PCB의 솔더 접합 실패 확률이 62% 감소하는 것으로 나타났습니다. 또한 금속 기판은 구조적 구성 요소로서 이중 역할을 수행하여 산업용 모터 드라이브와 같은 응용 분야에서 방열판 및 장착 브래킷의 기능적 통합을 가능하게 합니다.
