일반 FR4 기판에서 전자 부품의 과열 문제를 경험해 보신 적이 있으신가요? 바로 금속 코어 PCB(MCPCB)입니다. MCPCB는 기존 기판과 달리 기판의 표면을 금속으로 제작하여 기존 기판에서 흔히 사용되는 유리 섬유 소재를 대체합니다. 덕분에 기판 전체가 강력한 방열 장치 역할을 합니다. MCPCB의 주요 목적은 섬세한 부품의 열을 효과적으로 방출하여 손상을 방지하고 사용 시간을 연장하는 것입니다. 절연 금속 기판(IMS) PCB라고도 불리는 이 PCB는 더 나은 열 제어 기능을 제공하도록 설계된 기판이라는 의미입니다.

PCB 코어 재질 선택은 전적으로 프로젝트의 특성에 따라 달라집니다. 가장 일반적인 옵션은 알루미늄 코어 PCB로, 특히 LED용 금속 코어 PCB에서 비용 대비 우수한 열전도율을 제공합니다. 만약 설계에서 발생하는 열이 매우 크고 최고의 성능이 요구되는 경우, 구리 코어 PCB가 최적의 솔루션입니다. 구리 코어 PCB는 가격이 더 높지만 열 성능 면에서는 타의 추종을 불허합니다. 또한, 추가적인 강성과 내구성이 필요할 경우에는 강철 합금을 사용할 수 있습니다.

프로젝트의 성공은 적절한 금속 코어 PCB 소재 선택에 달려 있습니다. 열 요구 사항, 비용, 그리고 기계적 필요성에 따라 결정해야 합니다. 특수 합금 소재도 있지만, 주요 대안은 알루미늄과 구리입니다.

알루미늄 코어 PCB

알루미늄 코어 PCB는 대부분의 프로젝트에 이상적인 솔루션입니다. 뛰어난 열전도율과 낮은 비용 대비 경량성을 제공합니다. 제조가 용이하여 특히 LED 금속 코어 PCB 분야에서 업계 표준으로 자리 잡았습니다.

구리 코어 PCB

최고의 열 성능이 요구되는 설계에는 구리 코어 PCB가 필수적입니다. 구리는 알루미늄보다 열 전도성이 높아 극한의 전력이 필요한 애플리케이션에 더욱 적합합니다. 하지만 무겁고 비싸며 제조가 복잡하기 때문에 가장 까다로운 설계에 사용하는 것이 좋습니다.

코어 및 구리 두께

금속 코어 PCB는 30~125mil 두께로 지정할 수 있습니다. 기판은 1~ 10oz 두께의 구리 호일을 사용하여 제작할 수 있습니다.

설계에 따라 금속 코어 PCB는 다양한 방식으로 제작될 수 있습니다. 금속 코어와 회로 층의 배치 방식에 따라 PCB를 분류합니다. 이러한 유형을 파악하면 용도에 맞는 금속 코어 PCB 제조업체에서 최적의 보드를 선택할 수 있습니다.

단일 레이어 MCPCB

이것은 IMS PCB의 가장 기본적인 형태입니다. 구조는 단순하지만 효과적입니다. 상단에는 구리 회로층 한 층이 있습니다. 이 층은 알루미늄이나 구리로 된 열전도성 유전체로 차폐되어 있습니다. 널리 사용되는 저비용 옵션입니다.

COB MCPCB

COB는 Chip-on-Board 의 약자입니다 . 이 방식에서는 베어칩 다이를 금속 코어에 직접 장착합니다. 이를 통해 열 분산을 위한 직접적인 통로가 만들어져 유전체 층을 통한 불균일한 열 전달을 방지합니다. 이 기술은 최상의 열 성능을 제공하며, 까다로운 LED 금속 코어 PCB 설계에 이상적입니다.

이중층 MCPCB

금속 코어의 같은 면에 두 겹의 구리 회로가 있는 기판입니다. 견고한 금속 베이스는 맨 아래에 위치합니다. 이 디자인은 단층 기판보다 배선이 더 복잡할 수 있습니다. 하지만 부품은 윗면에만 장착할 수 있습니다.

양면 MCPCB

금속 코어는 샌드위치 구조처럼 양면 MCPCB의 중앙에 위치합니다. 상단과 하단 모두 구리 회로가 있습니다. 양쪽 면은 비아로 연결되어 있으며, 그 후 양쪽에 부품을 배치할 수 있습니다. 이러한 설계는 회로 밀도를 극대화하는 데 매우 유용합니다.

다층 MCPCB

다층 금속 코어 PCB는 가장 복잡한 설계에도 사용할 수 있습니다. 이 보드는 하단의 견고한 금속 기판 위에 여러 회로가 층으로 쌓여 있습니다. 블라인드 비아 및 매몰 비아를 포함한 고급 비아와 호환됩니다 . 고밀도 및 고출력 제품에 완벽한 솔루션입니다.

금속 코어 PCB는 뛰어난 열 관리 성능과 뛰어난 기계적 강도를 모두 갖추고 있어 매우 다양한 까다로운 응용 분야에 적합합니다. 뛰어난 방열 성능 덕분에 부품이 높은 열 부하를 받는 모든 환경에서 필수적인 부품으로 자리 잡았습니다.

• LED 조명: MCPCB는 가장 널리 사용되는 부품으로, 고출력 LED에서 발생하는 심각한 열을 처리하는 데 필수적입니다. 이러한 열 에너지를 효과적으로 방출하여 헤드라이트와 투광등을 포함한 모든 최신 조명 시스템의 높은 성능과 수명을 보장합니다.
• 전원 스위칭: 전력 전자 분야에서 MCPCB는 전력 변환기의 안정성과 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다. MCPCB는 산업용 솔리드 스테이트 릴레이 및 전력 반도체 AC-DC 컨버터와 같은 고전력 스위칭 전력 소자에 널리 사용되며, 적절한 열 관리를 통해 성공적인 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
• 자동차 전자 장치: 고온의 혹독한 자동차 환경에는 강력한 열 솔루션이 필요합니다. MCPCB는 열에 직접 반응하는 전자 장치의 필수 부품이며, 특히 엔진 제어 장치(ECU)에 사용되는 경우가 많습니다. ECU는 금속 코어 기판을 기반으로 엔진 열을 흡수하여 열을 방출하고 최대 신뢰성을 달성합니다.