15+
년 알루미늄 PCB 경험
500+
명 전문 인력
8.0
W/mK 최대 열전도율
0.1%
미만 불량률
알루미늄 PCB, 왜 중요한가?
고전력 반도체가 발생시키는 열은 회로 기판의 신뢰성을 갉아먹습니다. FR-4 기판의 열전도율은 고작 0.3 W/mK. 열이 빠져나가지 못하면 접합부 온도가 치솟고, 수명은 반토막 나고, 결국 현장 고장으로 이어집니다. 알루미늄 PCB는 이 문제를 소재 차원에서 해결합니다.
알루미늄 베이스(5052, 6061 합금)가 열 고속도로 역할을 하고, 유전체 층이 전기 절연을 담당하며, 동박 층이 회로를 형성하는 3층 구조. 단순하지만 효과적입니다. 당사는 이 3층의 균형 — 열전도율, 내전압, 기계적 강도 — 을 15년 동안 다듬어 왔습니다.
알루미늄 PCB 제조 역량
표준 단층부터 다층 MCPCB까지, 고객의 열관리 요구사항에 맞춘 알루미늄 기판 솔루션을 제공합니다.
고방열 알루미늄 기판
열전도율 1.0~8.0 W/mK의 알루미늄 코어 기판으로 고전력 LED, 파워 모듈, 모터 드라이버의 열 집중 문제를 해결합니다. FR-4 대비 5~10배 향상된 방열 성능을 제공합니다.
1~6층 MCPCB 제조
단층 알루미늄 PCB부터 6층 다층 메탈코어 PCB까지. 다층 설계에서도 유전체 층의 열저항을 최소화하여 방열과 신호 무결성을 동시에 확보합니다.
LED 조명 전용 설계
고휘도 LED 어레이의 열 밀도를 효과적으로 분산시키는 전용 레이아웃. COB LED, SMD LED, 하이파워 LED 모듈에 최적화된 서멀 비아와 동포일 설계를 적용합니다.
UL 인증 & IPC 품질
UL 94V-0 난연성, IPC-6012 Class 2/3 기준으로 제조. 자동차 전장과 산업용 전원 장치에 요구되는 엄격한 신뢰성 테스트를 모든 로트에 적용합니다.
유연한 생산 규모
시제품 5장부터 월 50만 장까지. 48시간 퀵턴 프로토타입과 대량 양산을 동일한 품질 기준으로 제공합니다. 긴급 프로젝트도 전담 라인으로 대응합니다.
맞춤형 마감 & 가공
V커팅, 밀링, 펀칭, 카운터싱크 등 다양한 기계 가공으로 복잡한 형상의 알루미늄 PCB를 완성합니다. ENIG, HASL, OSP 등 표면 처리도 애플리케이션에 맞게 선택 가능합니다.
알루미늄 PCB 사양 비교
당사의 알루미늄 PCB 제조 역량과 산업 표준을 비교합니다. 방열 성능에서 왜 알루미늄 기판이 필수적인지, 그리고 당사가 어디서 차별화되는지 한눈에 확인하세요.
| 파라미터 | FR-4 기판 | 표준 알루미늄 PCB | 당사 MCPCB 역량 |
|---|---|---|---|
| 열전도율 | 0.3 W/mK | 1.0~2.0 W/mK | 1.0~8.0 W/mK |
| 유전체 내전압 | N/A (기판 자체) | ≥1.5 kV AC | ≥4.0 kV AC (100μm) |
| 최대 층수 | 32층+ | 2층 | 1~6층 |
| 최소 라인/스페이스 | 3/3 mil | 6/6 mil | 4/4 mil |
| 알루미늄 두께 | N/A | 1.0~2.0 mm | 0.5~3.0 mm |
| 동박 두께 | 0.5~3.0 oz | 1~2 oz | 0.5~10 oz |
| 유전체 두께 편차 | ±10% | ±10% | ±5% |
| 난연성 등급 | UL 94V-0 | UL 94V-0 | UL 94V-0 |
* 열전도율 측정 기준: ASTM D5470. 유전체 내전압 기준: IPC-6012. 동박 두께 10 oz(350μm)는 대전류 버스바 설계에 적용됩니다.
알루미늄 PCB, 언제 필요한가?
모든 프로젝트에 알루미늄 기판이 정답은 아닙니다. 하지만 아래 조건 중 하나라도 해당된다면, FR-4로는 한계가 있습니다.
컴포넌트 열밀도 ≥ 1 W/cm²
하이파워 LED, MOSFET, IGBT 모듈이 집중 배치되는 영역의 열밀도가 이 기준을 넘으면 FR-4로는 열이 막힙니다. 알루미늄 기판이 아니면 히트싱크를 추가해야 하는데, 그러면 조립 공정과 BOM이 복잡해집니다.
접합부 온도를 20°C 이상 낮춰야 하는 경우
반도체 수명은 접합부 온도에 지수적으로 반비례합니다. 10°C 낮추면 수명이 약 2배 연장됩니다(참고: Arrhenius 모델). 알루미늄 기판은 FR-4 대비 30~50°C의 온도 강하를 실현합니다.
히트싱크 없이 방열을 완료해야 하는 경우
조명 기구, 휴대용 전원, 밀폐형 하우징 — 공간 제약 때문에 히트싱크를 넣을 수 없는 설계에서 알루미늄 기판은 기판 자체가 방열판 역할을 합니다. 부품 수를 줄이고 조립을 단순화합니다.
자동차 전장 · 산업용 전원
진동, 온도 사이클, 서지 전압이 동시에 가해지는 환경입니다. 알루미늄 기판의 기계적 강성과 열안정성은 이런 가혹 조건에서 FR-4보다 확실히 유리합니다. AEC-Q200 기준을 만족하는 설계가 가능합니다.
알루미늄 PCB 제조 공정
설계 검토부터 출하 검사까지, 각 공정에서 방열 성능과 전기 신뢰성을 어떻게 확보하는지 설명합니다.
설계 검토 & DFM 분석
고객의 Gerber 파일과 BOM을 접수하면 24시간 이내에 DFM 분석 결과를 전달합니다. 알루미늄 PCB의 유전체 두께, 서멀 비아 배치, 동포일 영역 등 방열에 직접 영향을 미치는 설계 파라미터를 집중 검토합니다. — 여기서 잡은 설계 이슈 하나가 양산 단계 불량률을 10배 차이냅니다.
소재 선정 & 라미네이션
애플리케이션의 열부하와 전압 요구사항에 따라 알루미늄 베이스(5052, 6061)와 유전체 층(EP, PP, 세라믹 필러 혼합)을 선정합니다. 열전도율 1.0 W/mK 표준부터 8.0 W/mK 초고방열 소재까지, 코스트와 성능의 균형을 맞춥니다. 라미네이션 공정에서 유전체 층의 균일성이 방열 성능을...
회로 패턴 & 드릴 가공
알루미늄 기판의 회로 패턴은 동박 에칭으로 형성합니다. 최소 라인/스페이스 4/4mil(0.1/0.1mm)까지 대응하며, 서멀 비아는 0.2mm 드릴로 가공 후 동충전으로 열경로를 확보합니다. 다층 MCPCB의 경우 내층 정렬 오차를 ±2mil 이내로 관리합니다.
표면 처리 & 마스크 인쇄
LED 조명용은 백색 솔더 마스크로 반사율을 극대화하고, 전원용은 녹색/흑색으로 내열성을 높입니다. 표면 처리는 ENIG(무전해 닉켈/금), HASL, OSP를 제공하며, 와이어 본딩이 필요한 경우 ENEPIG도 가능합니다. 솔더 마스크 실린의 정밀도가 후공정 조립 수율에 직결됩니다.
기계 가공 & V커팅
알루미늄 기판은 FR-4보다 기계 가공이 까다롭습니다. 당사는 CNC 밀링, 라우팅, V커팅, 펀칭을 자체 보유하여 외주 가공으로 인한 리드타임 지연을 없앴습니다. 카운터싱크 홀이 필요한 파워 모듈 장착용 보드도 1공정에 완성합니다.
전수 검사 & 출하
모든 로트에 전기적 오픈/쇼트 테스트(플라잉 프로브 또는 베드 오브 네일), 내전압 테스트(유전체 내전압 ≥1.5 kV), 서멀 이미징 검사를 실시합니다. IPC-6012 Class 2/3 기준에 따라 패널 100%를 검사하며, 자동차용은 AEC-Q200 추가 테스트를 적용합니다.
유전체 층 — 알루미늄 PCB의 핵심
알루미늄 PCB의 성능은 유전체 층(dielectric layer)이 결정합니다. 이 얇은 층이 전기 절연과 열전도라는 두 가지 상충하는 요구사항을 동시에 만족해야 합니다. 두꺼우면 내전압은 높아지지만 열저항도 증가합니다. 얇으면 방열은 좋지만 절연 신뢰성이 떨어집니다.
당사는 세 가지 유전체 옵션을 제공합니다. 표준 EP(Epoxy) 유전체는 1.0~2.0 W/mK로 비용 효율적이며, LED 조명과 일반 전원 애플리케이션에 충분합니다. PP(Polypropylene) 유전체는 2.0~3.0 W/mK로 내열성이 우수하여 고온 환경에 적합합니다. 그리고 세라믹 필러 혼합 유전체는 3.0~8.0 W/mK로, 대전력 인버터나 고휘도 LED 어레이 같은 극한 열부하 조건에서 차이를 만듭니다.
실제 팁 하나. 유전체 두께 75μm와 100μm 사이의 선택은 단가 차이보다 내전압 여유도의 차이가 훨씬 큽니다. 75μm에서 내전압 테스트를 패스해도, 서지 전압이나 온도 사이클링 후에는 마진이 얇아집니다. (ask me how I know — 75μm 유전체를 선택했다가 현장 서지 테스트에서 3회 연속 불량이 났던 프로젝트가 있었습니다.) 100μm의 안전 여유가 장기적으로 더 저렴합니다.
유전체 열전도율 측정은 IPC 표준 시험 방법과 ASTM D5470에 따라 측정됩니다. 유전체 두께 편차는 당사 기준 ±5% 이내로, 업계 평균 ±10% 대비 열저항 편차를 절반으로 줄입니다.
Case Study: LED 스트리트라이트 알루미늄 PCB
Challenge
유럽 스마트시티 프로젝트용 200W LED 스트리트라이트. 기존 FR-4 기판에서 LED 접합부 온도가 125°C에 도달하여 5,000시간 내 광축 저하 발생. 요구 수명 50,000시간(L80 기준) 달성 불가. 히트싱크 추가는 하우징 설계 변경이 필요하여 프로젝트 지연 우려.
Solution
2.0 mm 5052 알루미늄 기판에 세라믹 필러 혼합 유전체(열전도율 3.0 W/mK, 두께 100μm) 적용. 동박 2 oz로 서멀 패드 영역 확대, 백색 솔더 마스크로 광 반사율 92% 확보. 서멀 비아 0.3mm φ를 LED 패드 주변에 12개 배치하여 알루미늄 코어로 직접 열전도.
Results
LED 접합부 온도 125°C → 78°C로 38% 감소. 50,000시간 L80 수명 달성 확인. 히트싱크 제거로 BOM 비용 22% 절감. 전체 조립 공정 1단계 축소. 납기 6주 → 3주로 단축. 18개월 현장 운영 후 고장률 0%.
적용 산업 분야
알루미늄 PCB는 열관리가 핵심 과제인 산업에서 필수적인 솔루션입니다.
LED 조명
실내·실외 LED, 스트리트라이트, 그로우라이트. 백색 마스크로 광 반사율 극대화.
파워 전자
SMPS, 인버터, 컨버터, 모터 드라이버. 대전력 스위칭 소자의 열 집중 해소.
자동차 전장
헤드램프 LED, DC-DC 컨버터, 배터리 관리 시스템. AEC-Q200 대응 설계.
산업 제어
서보 드라이버, PLC 전원부, 용접기 제어 보드. 가혹 환경 열사이클 대응.
방열 성능, 숫자로 확인하기
실제 측정 데이터로 알루미늄 PCB의 방열 효과를 검증했습니다. 동일한 50W COB LED 모듈을 FR-4 기판과 당사의 알루미늄 기판(열전도율 3.0 W/mK)에 각각 장착하여 열화상 카메라로 1시간 연속 접합부 온도를 측정했습니다.
결과? FR-4 기판에서 LED 접합부 온도는 118°C에 수렴했습니다. 알루미늄 기판에서는 71°C. 47°C 차이입니다. 이 온도 차이는 LED 수명으로 환산하면 약 8배의 차이를 의미합니다(절대온도 기준 Arrhenius 방정식 적용).
그리고 이건 대부분의 가이드에서 언급하지 않는 부분인데 — 알루미늄 기판의 진짜 장점은 정상 상태 온도만이 아닙니다. 과도 응답 특성이 완전히 다릅니다. FR-4 기판은 전원 인가 후 온도가 천천히 올라가지만 열관성 때문에 식지도 않습니다. 알루미늄 기판은 온도가 빠르게 상승하지만, 전원 차단 시에도 빠르게 냉각됩니다. 사이클링 부하가 걸리는 애플리케이션에서 이 차이가 열피로 수명을 결정합니다.
열 시뮬레이션은 JEDEC JESD51 시리즈 표준에 따른 테스트 보드 구성으로 수행되었습니다.
자주 묻는 질문
알루미늄 PCB 최소 주문 수량과 리드타임은 어떻게 되나요?
시제품은 5장부터 주문 가능하며, 퀵턴 서비스 기준 48시간 내 출하됩니다. 양산 기준 MOQ는 100장, 리드타임은 5~8 영업일입니다. 다층 MCPCB(4층 이상)는 라미네이션 공정 추가로 2~3일 더 소요됩니다.
알루미늄 PCB와 FR-4 PCB를 언제 선택해야 하나요?
컴포넌트의 열밀도가 1 W/cm²를 초과하거나, 접합부 온도를 주변 온도 대비 20°C 이상 낮춰야 하는 경우 알루미늄 PCB를 권장합니다. LED 조명, 모터 드라이버, 파워 컨버터가 대표적입니다. 일반 디지털 회로는 FR-4로 충분합니다.
견적 요청 시 어떤 파일을 제공해야 하나요?
Gerber 파일(RS-274X), 드릴 파일(Excellon), BOM, 그리고 알루미늄 기판 사양(두께, 열전도율 요구사항, 표면 처리 방식)이 필요합니다. 가능하면 ODB++ 포맷도 함께 제공해 주시면 DFM 분석이 더 정확해집니다.
알루미늄 기판의 유전체 내전압은 얼마인가요?
표준 EP 유전체 층(두께 100μm) 기준 내전압은 4 kV AC 이상입니다. 두께 75μm 유전체는 3 kV AC, 50μm는 1.5 kV AC 수준입니다. 고전압 애플리케이션은 유전체 두께를 100μm 이상으로 설계하는 것이 안전합니다.
다층 알루미늄 PCB도 제조 가능한가요?
네, 1층부터 6층까지 제조 가능합니다. 다층 MCPCB는 알루미늄 코어를 중간에 배치하거나 외층에 배치하는 구조 모두 대응합니다. 4층 이상의 경우 유전체 층의 열저항 증가를 최소화하기 위해 세라믹 필러 혼합 유전체(열전도율 3.0 W/mK 이상)를 권장합니다.
알루미늄 PCB에 어떤 인증이 적용되나요?
UL 94V-0 난연성 인증, IPC-6012 Class 2/3 제조 기준, RoHS 준수가 기본 적용됩니다. 자동차용은 IATF 16949 품질경영시스템 인증 공장에서 생산하며, AEC-Q200 신뢰성 테스트 요구사항에 따라 검사합니다.
열전도율 8.0 W/mK 소재와 1.0 W/mK 소재의 가격 차이는 얼마나 되나요?
8.0 W/mK 초고방열 소재(세라믹 필러 고함유)는 표준 1.0 W/mK EP 유전체 대비 패널 단가 기준 약 2.5~3배 높습니다. 하지만 히트싱크 축소나 서멀 패드 제거로 인한 BOM 절감을 고려하면, 총 시스템 코스트는 오히려 낮아지는 경우가 많습니다.
관련 서비스
알루미늄 PCB와 함께 활용할 수 있는 WIRINGO의 제조 서비스입니다.
PCB 조립 서비스
알루미늄 기판에 SMT 및 THT 컴포넌트를 장착하는 완전 조립 서비스. 리플로우 솔더링 프로파일을 메탈코어 기판에 최적화하여 납땜 품질을 보장합니다.
퀵턴 PCB 제조
48시간 내 알루미늄 PCB 시제품 제작. 설계 검증 단계에서 빠른 반복이 필요한 프로젝트에 최적화된 서비스입니다.
플렉스 회로 제조
알루미늄 기판의 강성이 제약이 되는 애플리케이션에 플렉스 회로 대안. 곡면 장착과 동적 굴곡이 필요한 설계에 적합합니다.
케이블 어셈블리
알루미늄 PCB가 장착된 모듈과 외부 시스템을 연결하는 맞춤형 케이블 어셈블리. 커넥터 호환성과 EMI 대책을 통합 설계합니다.