세라믹 필러는 복합 재료, 특히 정밀한 열 및 전기 성능이 요구되는 애플리케이션에서 유리 강화재에 비해 뚜렷한 이점을 제공합니다.높은 열전도율과 조정 가능한 유전체 특성으로 인해 RF 시스템에 이상적이며, 등방성 특성으로 인해 고주파에서 유리 강화 소재를 괴롭히는 섬유 직조 효과를 제거할 수 있습니다.이러한 장점은 세라믹의 고유한 미세 구조와 구성에서 비롯되며, 섬유 유리의 방향성 제한 없이 특정 애플리케이션 요구 사항을 충족하도록 설계할 수 있습니다.
핵심 포인트 설명:
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향상된 열 전도성
- 세라믹 필러는 일반적으로 유리 강화재보다 2~10배 높은 열전도율을 나타냅니다(예: 알루미나 세라믹은 ~30W/mK, 유리는 1-1.5W/mK).
- 따라서 전자 패키징, LED 기판 및 파워 일렉트로닉스에서 열 방출을 개선할 수 있습니다.
- 방향성이 있는 유리 섬유에 비해 무작위로 분산된 세라믹 입자를 사용하면 열 경로를 더 효율적으로 만들 수 있습니다.
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조정 가능한 유전체 특성
- 다양한 세라믹 조성(예: 알루미나 대 이산화티타늄 혼합)을 선택하여 유전율(Dk)을 4에서 100+까지 정밀하게 조정할 수 있습니다.
- 특히 필러 크기에 비해 파장이 큰 30GHz 미만의 RF/마이크로파 회로에서 임피던스 정합에 중요합니다.
- 유리 강화재는 일반적으로 구성 유연성이 떨어지고 제한된 Dk 범위(4~6)를 제공합니다.
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섬유 직조 효과 제거
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유리 섬유는 직조 구조로 인해 주기적인 유전체 변화를 일으켜 신호 왜곡을 유발합니다:
- 고속 디지털 회로의 신호 왜곡(>25Gbps)
- 밀리미터파 안테나의 공진 아티팩트(24~100GHz)
- 세라믹 필러는 입자가 무작위로 분산되어 등방성 특성을 제공하므로 신호 전파 방향에 관계없이 일관된 성능을 보장합니다.
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유리 섬유는 직조 구조로 인해 주기적인 유전체 변화를 일으켜 신호 왜곡을 유발합니다:
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기계적 특성의 장점
- 유리보다 높은 경도 및 내마모성(예: Mohs 9의 SiC 필러와 5-6의 유리).
- 일반 기판과의 CTE 불일치가 낮아 열 사이클링 시 치수 안정성이 향상됩니다.
- 패키징 스트레스를 줄이기 위해 반도체(예: Si 또는 GaAs)의 CTE와 일치하도록 배합할 수 있습니다.
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공정 이점
- 섬유 직조 무결성을 위해 최소 두께가 필요하지 않으므로 더 얇은 최종 제품(50μm 이하)을 만들 수 있습니다.
- 유리 섬유가 파손되거나 바람직하지 않게 정렬될 수 있는 사출 성형 및 3D 프린팅 공정과 호환됩니다.
- 섬유 \"프린트 스루\"가 없기 때문에 금속화 공정에서 표면 마감 품질이 우수합니다.
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특수 응용 분야
- 레이더 흡수 재료(RAM)는 맞춤형 유전체/자성 세라믹 블렌드의 이점을 누릴 수 있습니다.
- 고전압 절연 시스템은 세라믹의 우수한 유전체 강도(>10kV/mm)를 활용합니다.
- 우주 분야에서는 내방사선성 및 가스 배출 안정성 때문에 세라믹을 선호합니다.
요약 표:
| 기능 | 세라믹 필러 | 유리 보강재 |
|---|---|---|
| 열 전도성 | 2~10배 높음(알루미나의 경우 ~30W/mK) | 1-1.5W/mK |
| 유전체 튜닝 | 조정 가능한 Dk(4-100+) | 제한된 범위(4-6) |
| 아이소트로피 | 무작위 파티클 분포(위브 효과 없음) | 방향성 속성(직조 구조) |
| 기계적 특성 | 높은 경도, 내마모성, CTE 매칭 | 낮은 경도, CTE 불일치 |
| 처리 유연성 | 박막, 3D 프린팅과 호환 | 무결성을 위해 필요한 최소 두께 |
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