PCB Blog - セラミックPCB：96%と99%アルミナ 板はどのように選べばいいですか？

高性能電子機器を設計する際には、適切な材料を選択することが重要です。様々な利用可能な選択肢の中で、アルミナ 板（Al₂O₃）はその優れた熱電性能のためにセラミックプリント配線板（PCB）の優れた選択肢となっている。しかし、すべてのアルミナが同じではありません！セラミックPCB製造において、基板材料としてアルミナ（Al₂O₃）が使用され、96%と99%アルミナはどのように選択すればよいのかという問題が発生する可能性があります。

アルミナとは？なぜセラミックPCBに使用されているのですか。

アルミナセラミックス基板は主に白色非晶質粉末からなり、一般にアルミナまたはAl₂O₃と呼ばれる。それは3.9-4.0 g/立方センチメートルの密度を持ち、融点は2050℃、沸点は2980℃である。アルミナは水に溶けず、様々な用途で優れた性能を示している。

一般的なアルミナセラミックスは、そのAl₂O₃含有量に基づいて分類され、99%、95%、90%、96%、85%を含み、場合によっては80%または75%のアルミナ変種を含む。99%アルミナ 板とは、純度が99.5%または99.8%に達するアルミナを指す。白や象牙色を呈し、高い耐摩耗性、耐酸アルカリ腐食性、高温（1600〜1700℃）で優れたパフォーマンスを発揮するなど、卓越した属性を持っています。また、良好な化学安定性、高い電気絶縁性、強い吸着能力、耐摩耗性を示している。そのため、灯具、電子部品、サンドブラストノズル、自動車部品、耐摩耗部品など、様々な用途に広く使用されている。

一方、96%アルミナ 板の純度は99%アルミナよりやや低いが、良好な熱伝導性と絶縁性を提供すると同時に、依然として経済効果がある。

96%アルミナ 板

その名の通り、96%アルミナは96%の純アルミナと4%の他の微量元素から構成されている。このタイプは、バランスのとれた性能とコスト効率のため、さまざまな電子アプリケーションに広く使用されています。次はその典型的なプロパティのいくつかです。

熱伝導率：良好な熱伝導率は効率的に高出力素子を放熱することができる。

誘電強度：満足できる誘電強度はPCB上の導電線間の信頼できる絶縁を確保する。

機械的強度：その強固な性質はセラミックスPCBの全体的な機械的完全性に役立つ。

経済性：より高純度の対応物よりも、96%アルミナの方がコスト効率が高く、コストに敏感なプロジェクトの魅力的な選択となっています。

99%アルミナ 板

99%アルミナは96%アルミナに比べて、印象的な99%純度レベルを持ち、最小の不純物を伴う良質な変異体である。卓越した機械的、電気的、熱的、または耐食性を必要とする最も厳しいシナリオに適しています。以下は99%アルミナの主な利点である。

均一加熱と急速放熱：96%アルミナより優れた熱伝導性能のため、99%アルミナは材料全体が均一に熱を受けることを確保し、効率的な放熱に役立つ。この特性は、運転中に大量の熱を発生する装置にとって特に重要である。

構造が簡単でコンパクトで、体積が小さい：この材料固有の特性はそれを簡単でコンパクトな設計を行うことができて、設備の体積がもっと小さいことをもたらします。この利点は、スペース制限を適用する上で特に重要です。

平らで滑らかな表面、強度が高い：99%アルミナは平らで滑らかな表面を持ち、その機械的強度を高めた。これにより、使用中に材料が強固に保たれ、損傷しにくいことが保証されます。

耐酸アルカリ腐食、耐久性：その高純度のため、99%アルミナは優れた耐酸アルカリ腐食性を示し、腐食環境における材料の長寿と耐久性を確保した。

精度と正確性：99%アルミナのより高い純度は、様々な電気特性上のより良い精度と安定性をもたらす。この特性は、一貫した信頼性の高い性能を要求する高精度の電子応用に特に有利である。

一般的に、基板選択アルミナは、良好な熱伝導性、抵抗が大きく、硬度が高く、電気絶縁性が高く、耐食性が強いなどの特徴を備えているため、市場で最もよく使われているセラミックスPCBの一つである。96%と99%の濃度では、どのように選択しますか。

1、96%濃度アルミナ 板

コスト効果：99%アルミナに対して、96%アルミナはコストが低く、コストに敏感なプロジェクトに適している。

性能のバランス：ほとんどの低〜中電力要求の電子部品の中で、96%アルミナは安定で経済的で効率的な性能を提供することができる。

加工の利便性：99%アルミナより加工しやすく、切断、穴あけなどの処理に適し、各種形状の基板の製造に便利である。

応用分野：低電力電子部品、センサ、コンデンサ、マイクロリレー、マイクロ波部品などに適用する。

2、99%濃度アルミナ 板

高純度：99%以上の純度を持ち、より高い化学純度と密度をもたらし、性能に極めて高い要求があるシーンに適している。

卓越した性能：より良い熱伝導性能を持ち、材料全体が均一に熱を受けることを確保し、効率的な放熱に役立つ。高出力LED、高圧集積回路、高温センサ、高周波電子部品などに適用する。

機械的強度：硬度が高く、機械的強度が大きく、大きな力と圧力に耐えられ、材料が複雑な環境の中で堅固なままであることを確保する。

耐食性：その高純度のため、優れた耐酸アルカリ腐食性を示し、材料の腐食環境における長寿と耐久性を確保する。

高精度：各種の電気性能特性においてより良い精度と安定性を有し、一致した信頼性性能を要求する高精度電子応用に適している。

3、アルミナ 板はどうやって選びますか。

プロジェクトの需要：まず、プロジェクトの電力、電圧、温度に対する具体的な要求を明確にし、高電力、高電圧、高温環境下で、99%アルミナはより良い選択である。

コストの考慮：プロジェクトの予算に基づいて、材料のコストと性能の需要を考慮して、コストを考慮するならば、96%アルミナはもっと良いです。

応用場面：高熱伝導、高耐食性、高機械強度を必要とする場合、優先的に99%アルミナを選択する。

多機能設計：設備に複数の機能領域がある場合、高性能領域で99%アルミナを使用し、性能要求の低い領域で96%アルミナを選択することを考慮して、コストと性能のバランスを実現することができる。

セラミックPCBに適した適切なアルミナ 板材料を選択することは、プロジェクト要件、予算制限、設備設計など、複数の要素に依存します。