PCB뉴스 - 세라믹 인쇄 회로 기판 재료 - 알루미나(Al2O3)

고성능 전자 장치를 설계할 때 올바른 재료를 선택하는 것이 중요합니다. 다양한 옵션 중에서 알루미나(Al2O3)은 탁월한 열전 특성으로 인해 세라믹 인쇄 회로 기판(PCB)에 탁월한 선택입니다. 그러나 모든 산화알루미늄이 동일한 것은 아닙니다! 세라믹 PCB 제조에서 알루미나(Al2O₃)가 기판 재료로 사용되면 다음과 같은 질문에 직면할 수 있습니다. 96%와 99% 알루미나 중에서 선택하는 방법은 무엇입니까?

알루미나란 무엇입니까? 세라믹 PCB에 왜 사용됩니까?

알루미나 세라믹 기판은 일반적으로 알루미나 또는 간단히 Al2O3로 알려진 백색 무정형 분말로 주로 구성됩니다. 밀도는 3.9~4.0g/cm3, 녹는점은 2050°C, 끓는점은 2980°C입니다. 알루미나는 물에 녹지 않으며 다양한 응용 분야에서 탁월한 성능을 나타냅니다.

일반적인 알루미나 세라믹은 Al2O3 함량에 따라 99%, 95%, 90%, 96%, 85%, 때로는 80% 또는 75% 알루미나 변형으로 분류됩니다. 99% 알루미나는 순도 99.5% 또는 99.8%의 알루미나를 말합니다. 흰색 또는 아이보리 색상으로 제공되며 높은 내마모성, 산 및 알칼리 부식에 대한 저항성, 고온(섭씨 1600~1700도)에서 탁월한 성능 등 우수한 특성을 가지고 있습니다. 또한 우수한 화학적 안정성, 높은 전기 절연성, 강력한 흡착 능력 및 내마모성을 나타냅니다. 결과적으로 조명 기구, 전자 장치, 샌드블라스팅 노즐, 자동차 부품, 내마모성 부품 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다.

반면, 96% 알루미나는 99% 알루미나에 비해 순도가 약간 낮지만 여전히 경제적이면서도 우수한 열 전도성과 절연 특성을 제공합니다.

96% 산화알루미늄

이름에서 알 수 있듯이 96% 알루미나는 순수 알루미나 96%와 기타 미량원소 4%로 구성됩니다. 균형 잡힌 성능과 비용 효율성으로 인해 이 유형은 다양한 전자 응용 분야에 널리 사용됩니다. 다음은 일반적인 속성 중 일부입니다.

열 전도성: 좋은 열 전도성은 고전력 구성 요소의 열을 효과적으로 발산할 수 있습니다.

유전체 강도: 만족스러운 유전체 강도는 PCB의 전도성 라인 사이의 안정적인 절연을 보장합니다.

기계적 강도: 강력한 특성은 세라믹 PCB의 전반적인 기계적 무결성에 기여합니다.

경제성: 96% 알루미나는 순도가 높은 알루미나보다 비용 효율적이므로 비용에 민감한 프로젝트에 매력적인 옵션입니다.

99% 산화알루미늄

96% 알루미나에 비해 99% 알루미나는 최소한의 불순물과 함께 인상적인 99% 순도 수준을 갖춘 프리미엄 제품입니다. 뛰어난 기계적, 전기적, 열적 성능 또는 내식성이 요구되는 가장 까다로운 시나리오에 사용하기에 적합합니다. 99% 알루미나의 주요 장점은 다음과 같습니다.

균일한 가열 및 빠른 방열 : 96% 알루미나보다 우수한 열전도율로 인해 99% 알루미나는 재료 전체의 균일한 가열을 보장하고 효율적으로 열을 방출하는 데 도움을 줍니다. 이 기능은 작동 중에 많은 양의 열을 발생시키는 장비에 특히 중요합니다.

간단하고 컴팩트한 구조, 작은 크기: 재료 고유의 특성으로 인해 간단하고 컴팩트한 디자인이 가능하므로 장비의 크기가 작아집니다. 이러한 장점은 공간이 제한된 애플리케이션에 특히 중요합니다.

평평하고 매끄러운 표면, 고강도: 99% 산화알루미늄은 표면이 평평하고 매끄러워 기계적 강도가 향상됩니다. 이렇게 하면 사용 중에 재료가 견고하게 유지되고 쉽게 손상되지 않습니다.

산 및 알칼리 부식에 대한 저항성, 내구성: 99%의 산화알루미늄은 고순도이므로 산 및 알칼리 부식에 대한 저항성이 뛰어나 부식 환경에서 재료의 수명과 내구성을 보장합니다.

정밀도 및 정확성: 99% 알루미나의 더 높은 순도는 다양한 전기 성능 특성 전반에 걸쳐 더 나은 정밀도와 안정성을 제공합니다. 이 기능은 일관되고 안정적인 성능이 필요한 고정밀 전자 애플리케이션에 특히 유용합니다.

일반적으로 알루미나는 우수한 열 전도성, 높은 저항, 높은 경도, 높은 전기 절연성 및 강한 내식성 때문에 기판으로 선택됩니다. 이는 시장에서 가장 일반적으로 사용되는 세라믹 PCB 중 하나입니다. 96%와 99% 농도 중에서 선택하는 방법은 무엇입니까?

1. 96% 농도의 알루미나

비용 효율성: 99% 알루미나에 비해 96% 알루미나는 더 저렴하고 비용에 민감한 프로젝트에 적합합니다.

균형 잡힌 성능: 저전력 및 중간 전력 요구 사항을 갖춘 대부분의 전자 부품에서 96%의 산화알루미늄은 안정적이고 비용 효과적인 성능을 제공합니다.

가공편의성 : 99% 알루미나에 비해 가공이 용이하여 절단, 드릴링 등에 적합하며 다양한 형태의 기판 준비에 편리합니다.

응용 분야: 저전력 전자 부품, 센서, 커패시터, 마이크로 릴레이, 마이크로파 부품 등에 적합합니다.

2. 99% 농도의 알루미나

고순도: 99% 이상의 순도로 더 높은 화학적 순도와 밀도를 제공하며 매우 높은 성능 요구 사항이 있는 시나리오에 적합합니다.

탁월한 성능: 열전도율이 높아 재료 전체가 균일하게 가열되고 효율적으로 열을 발산하는 데 도움이 됩니다. 고전력 LED, 고전압 집적 회로, 고온 센서, 고주파 전자 부품 등에 적합합니다.

기계적 강도: 높은 경도와 기계적 강도로 더 큰 힘과 압력을 견딜 수 있어 복잡한 환경에서도 재료가 강하게 유지됩니다.

내식성: 순도가 높기 때문에 산 및 알칼리 부식에 대한 저항성이 뛰어나 부식 환경에서 재료의 수명과 내구성을 보장합니다.

높은 정밀도: 다양한 전기 성능 특성에서 정밀도와 안정성이 향상되어 일관되고 안정적인 성능이 요구되는 고정밀 전자 응용 분야에 적합합니다.

3. 알루미나를 선택하는 방법은 무엇입니까?

프로젝트 요구 사항: 먼저, 고전력, 고전압 및 고온 환경에서 프로젝트의 특정 요구 사항을 명확히 합니다. 99% 알루미나가 더 나은 선택입니다.

비용 고려 사항: 프로젝트 예산에 따라 재료 비용과 성능 요구 사항을 비교하십시오. 비용을 고려하려면 96% 알루미나가 더 좋습니다.

적용 시나리오: 높은 열 전도성, 높은 내식성, 높은 기계적 강도를 원한다면 99% 알루미나가 선호됩니다.

다기능 설계: 장비에 여러 기능 영역이 있는 경우 고성능 영역에는 99% 알루미나를 사용하고 성능 요구 사항이 낮은 영역에는 96% 알루미나를 사용하여 비용과 성능 간의 균형을 맞추는 것을 고려하십시오.

세라믹 PCB에 적합한 알루미나 재료를 선택하는 것은 프로젝트 요구 사항, 예산 제약 및 장비 설계를 포함한 여러 요소에 따라 달라집니다.