단면·양면·다층 알루미늄 PCB, 무엇이 달라서 불량이 생길까?

세 가지 구조는 먼저 어떻게 구분하면 될까요?

단면 알루미늄 PCB는 어떻게 구성되나요?

층 구조는 왜 가장 단순한가요?

부품과 회로가 있는 동박층 아래에 열전도 절연층과 알루미늄 베이스가 놓입니다. 층간 연결이 없으므로 전기적 비아를 만들 필요가 없고, 열은 부품 패드에서 절연층을 지나 금속 베이스로 전달됩니다.

어떤 제품에 가장 적합한가요?

LED 조명, 단순 전원 보드, 모터 구동부처럼 배선이 한 면에 들어가고 발열 부품을 금속 하우징 쪽으로 냉각할 수 있는 제품에 적합합니다. 제조 단계가 적어 가격과 납기 예측도 가장 쉽습니다.

양면 알루미늄 PCB는 무엇이 가장 어렵나요?

일반 FR-4 스루 홀을 그대로 쓰면 왜 위험한가요?

중앙 알루미늄 코어는 도체입니다. FR-4처럼 드릴 후 바로 동도금하면 홀 배럴이 금속 코어와 접촉해 단락될 수 있습니다. 따라서 제조사 승인 없이 일반 스루 홀 비아를 배치하면 안 됩니다.

두 회로면은 어떻게 연결해야 하나요?

가장 보수적인 방법은 금속 코어를 관통하지 않는 블라인드 비아로 필요한 층만 연결하는 것입니다. 일부 전문 공정은 알루미늄 코어를 더 크게 선가공하고 절연 수지로 채운 다음 작은 홀을 다시 드릴·도금하는 절연 도금 스루 홀(PTH)도 구현할 수 있습니다. 즉, ‘모든 스루 홀이 불가능’한 것은 아니지만 일반 FR-4 방식은 불가능하며, 절연 간격과 홀 크기는 제조업체의 별도 DFM 승인이 필요합니다.

비용과 설계 자유도는 어떻게 달라지나요?

양쪽에 절연층과 동박을 형성하고 비아 절연까지 관리해야 하므로 단면보다 공정 수와 검사 항목이 늘어납니다. 홀 주변에는 알루미늄 클리어런스와 수지 절연 폭이 필요해 일반 FR-4보다 비아가 커지고 배치 간격도 넓어질 수 있습니다.

 그림 1. 단면·양면·다층 알루미늄 PCB 스택업과 비아 위험 비교(이해를 돕기 위한 AI 기반 개념도)

다층 알루미늄 PCB는 일반 다층 FR-4와 무엇이 다른가요?

금속 코어가 어느 위치에 들어가나요?

다층 알루미늄 PCB는 여러 동박·절연층으로 만든 회로 서브스택을 알루미늄 베이스 위에 적층하거나, 금속 코어 양쪽에 회로층을 구성할 수 있습니다. 금속의 위치에 따라 열 경로와 사용 가능한 비아 구조가 달라지므로 ‘4층’이라는 층수만 전달해서는 충분하지 않습니다.

왜 순차 적층과 특수 비아가 필요한가요?

내층 연결은 블라인드 비아 또는 베리드 비아를 이용하며, 금속 코어를 가로지르는 연결은 절연 구조가 필요합니다. 적층 횟수, 정렬, 수지 충진과 동도금 검사가 추가되므로 일반 FR-4 다층판보다 제조 난이도와 리드타임이 커집니다.

열성능도 항상 단면보다 좋은가요?

회로층이 많아지면 열원이 알루미늄까지 도달하기 전에 여러 절연층을 통과할 수 있습니다. 따라서 다층 구조가 배선 밀도는 높여도 열저항까지 자동으로 낮추지는 않습니다. 발열 부품 아래의 전체 열 경로를 별도로 계산해야 합니다.

어떤 구조를 선택해야 할까요?

설계자가 자주 오해하는 부분은 무엇인가요?

양면 알루미늄 PCB도 일반 2층 FR-4와 같다고 생각합니다

알루미늄 코어는 전도성 금속이므로 홀 절연과 클리어런스가 추가됩니다. 기존 2층 Gerber를 소재만 바꿔 주문하면 안 됩니다.

양면이면 무조건 블라인드 비아만 가능하다고 단정합니다

블라인드 비아가 안전한 기본 방향이지만, 전문 제조사는 절연 PTH를 제공할 수 있습니다. 다만 표준 공정으로 가정하지 말고 견적 전에 구조도와 홀 단면을 제출해 확인해야 합니다.

다층일수록 방열도 좋아진다고 생각합니다

층수가 늘면 절연층과 계면도 늘 수 있습니다. 배선 밀도 때문에 다층이 필요한지, 열 때문에 필요한지를 구분해야 합니다.

제작 전에 어떤 정보를 전달해야 하나요?

층수만 적지 말고 알루미늄 위치, 각 동박·절연층 두께, 목표 열전도율, 홀 종류와 연결 층, 최소 절연 간격, 완성 두께, 체결 구조와 수량을 함께 전달해야 합니다.

제조업체에 문의하기 전 알루미늄 PCB 제작 사양 안내에서 기본 구조를 확인하고, 맞춤형 스택업은 PCB 제작 온라인 견적에 단면도와 Gerber를 함께 제출해 DFM 검토를 요청하는 것이 좋습니다. 구조와 두께는 별개의 설계 변수이므로 회로층 수, 전체 두께, 절연 구조를 각각 명시해야 합니다.

FAQ

양면 알루미늄 PCB에는 스루 홀을 절대 사용할 수 없나요?

직접 금속 코어에 닿는 일반 스루 홀은 사용할 수 없습니다. 제조업체가 절연 수지와 확대 클리어런스를 적용하는 전용 PTH 공정을 지원한다면 가능할 수 있으므로 사전 승인이 필요합니다.

단면 보드의 부품 홀도 모두 위험한가요?

비도금 장착 홀은 필요한 절연 거리와 금속 노출을 관리하면 사용할 수 있습니다. 전기적으로 연결되는 도금 홀과 구분해 도면에 표시해야 합니다.

언제 다층 알루미늄 PCB가 필요한가요?

단면이나 양면으로 배선이 불가능하고, 동시에 금속 베이스를 통한 열 확산이 필요한 경우에 검토합니다. 단순히 방열이 필요하다는 이유만으로 다층을 선택할 필요는 없습니다.