酸化アルミニウムPCBは、電子機器の熱管理を強化します

高温、高周波、過酷な条件下が常識となっている業界では、従来のプリント基板（PCB）ではしばしば性能が不足します。アルミナ（Al ₂ O ₃ ）セラミックPCBは、優れた熱的、電気的、機械的特性を提供し、優れた代替品として登場しました。96%のアルミナで構成されたこれらのセラミック基板は、LED照明から医療機器まで、さまざまな用途で採用が拡大しています。

アルミナ96%セラミックは、バランスの取れた性能とコスト効率のため、セラミックPCBおよびパッケージングに最も広く使用されている材料です。その主な特性には以下が含まれます。

• 熱管理: 熱伝導率22～24 W/mKのアルミナは、熱を効率的に放散または均一な加熱を可能にし、パワーエレクトロニクスや高輝度LEDに不可欠です。
• 高周波互換性: 低誘電率（1MHzで9.8）と最小限の誘電損失により、RFおよびマイクロ波アプリケーションでの信号完全性が保証されます。
• 機械的堅牢性: 400 MPaの曲げ強度とほぼゼロの吸水率（0%）により、過酷な環境や密閉パッケージングに最適です。
• 熱安定性: 350℃まで動作し、熱膨張係数（6～8 ppm/℃）が低いため、はんだ接合部の応力を軽減します。

アルミナPCBの汎用性により、専門分野での使用が可能になります。

• LED照明: 高反射率（94%）と熱放散により、輝度と寿命が向上します。
• 医療用電子機器: 生体適合性と信頼性により、埋め込み型および診断デバイスの厳しい安全基準を満たしています。
• パワーエレクトロニクス: モータードライブやパワーコンバーターの高電流密度に対応します。
• 航空宇宙および自動車: 振動、熱サイクル、腐食性環境に耐えます。

アルミナ基板を金属化するには、主に2つの方法が採用されています。

• 厚膜印刷: 銀（Ag）ペーストを使用し、多層設計や高温用途に適しています。
• 直接めっき銅（DPC）: 優れた導電性のために銅（Cu）を電気めっきし、高出力および高周波回路に好まれます。

ENIG（無電解ニッケル浸漬金）やガラスベースのソルダーマスクなどの表面仕上げは、特に硫黄を多く含む環境での耐久性をさらに向上させます。

アルミナPCBは従来のFR4ボードと類似していますが、設計者は以下を考慮する必要があります。

• 熱膨張のミスマッチ: クラックを避けるために、取り付けられたコンポーネントに互換性のある材料を使用してください。
• 層の制限: 標準的なプロセスでは最大4層まで対応していますが、高度な技術ではそれ以上も可能です。
• パネルサイズ: 一般的な製造パネルは最大180 × 180 mm（7 × 7インチ）です。

アルミナPCBはFR4よりも高価ですが、統合設計では金属コア代替品（例：IMS）よりも優れています。金属コアPCBの誘電層の熱障壁をなくすことで、アルミナは、その控えめな導電性にもかかわらず、全体的な熱抵抗を低減します。

コスト重視のプロジェクトでは、基板サイズの最小化や統合機会（例：組み込みコンポーネント）の活用により、材料費を相殺できます。