
복합 시트 기판은 개별 구성 요소에 비해 우수한 특성을 가진 새로운 재료를 생성하기 위해 결합된 두 개 이상의 서로 다른 물리적 또는 화학적 단계로 구성된 일반적으로 시트 형태의 기본 재료를 의미합니다. 고급 산업 환경에서 이는 강도, 인성 및 기타 특정 기능적 특성의 균형을 달성하기 위해 견고하고 연성 매트릭스(예: 금속 또는 폴리머)를 단단한 강화 상(예: 세라믹 입자 또는 섬유)과 결합하는 것을 포함하는 경우가 많습니다.
이러한 기판은 추가 처리를 위한 기본 플랫폼 또는 까다로운 응용 분야의 핵심 구조 구성 요소 역할을 하도록 설계되었습니다.
맞춤형 특성: 가장 큰 장점은 단일 재료에서는 찾을 수 없는 특정 특성 세트를 사용하여 재료를 설계할 수 있다는 것입니다. 여기에는 다음을 위한 최적화가 포함됩니다.
높은 강도 대 중량 비율: 특히 탄소 또는 세라믹 섬유로 강화된 폴리머 또는 금속 매트릭스 복합재의 경우.
향상된 내마모성: 텅스텐 카바이드 또는 세라믹과 같은 단단한 입자를 금속 매트릭스에 내장하여 달성됩니다.
향상된 열 또는 전기 전도성: 전도성 섬유 또는 입자를 통합합니다.
제어된 열팽창: 전자공학에서 반도체의 팽창에 맞춰 매우 중요합니다.
다기능성: 단일 복합 시트는 구조적 지지, 내마모성 및 열 관리 제공과 같은 여러 역할을 동시에 수행하도록 설계할 수 있습니다.
이방성: 특성은 정렬된 섬유로 인해 한 방향으로 강한 등 방향성(이방성)으로 설계될 수 있으며 이는 특정 하중 지지 응용 분야에 이상적입니다.
"복합 시트 기판"은 광범위한 범주입니다. 주요 유형은 다음과 같습니다.
금속 매트릭스 복합재(MMC): 세라믹 입자(예: 탄화규소, 탄화붕소) 또는 섬유로 강화된 금속 베이스(예: 알루미늄, 구리)입니다.
세라믹 매트릭스 복합재(CMC): 세라믹 섬유로 강화된 세라믹 매트릭스(예: 탄화규소)로 모놀리식 세라믹에 비해 탁월한 고온 강도와 파괴 인성을 제공합니다.
폴리머 매트릭스 복합재(PMC): 연속 섬유(예: 탄소, 유리, 아라미드)로 강화된 폴리머 수지(예: 에폭시)입니다. 이는 항공우주 및 스포츠 용품에 사용되는 고전적인 "복합" 시트입니다.
적층 복합재: 다양한 재료(예: 금속, 폴리머)로 구성된 여러 층을 함께 결합하여 각 층에서 파생된 특성을 지닌 시트를 만듭니다.
복합 시트 기판은 첨단 산업의 기초입니다.
전자제품 포장: 반도체 칩 및 회로의 기판으로 사용됩니다. 예는 다음과 같습니다:
DBC(Direct Bonded Copper): 세라믹 시트(Al2O₃ 또는 AlN 등) 양면에 구리를 접착한 것으로 파워 모듈에 사용됩니다.
금속 코어 PCB: 유전체층과 회로층이 있는 금속 베이스(예: 알루미늄)로 LED 조명에 사용됩니다.
항공우주 및 방위: 경량 및 고강도가 중요한 항공기 외피, 위성 부품, 장갑 시스템용 구조 패널.
내마모성 라이너: 텅스텐 카바이드 또는 기타 경질상이 포함된 MMC 시트는 광업, 농업 및 자재 취급 장비를 라이닝하는 데 사용됩니다.
열 관리: 고전력 전자 장치의 방열판 또는 스프레더로서 열 전도성이 높은 복합재(예: Al-SiC)를 활용합니다.
다음 표에는 빠른 개요를 위한 주요 기능이 요약되어 있습니다.
| 특징 | 설명 | 장점 |
| 핵심 개념 | 두 가지 이상의 서로 다른 재료를 결합하여 만든 베이스 시트입니다. | 단일 재료로는 불가능한 속성 조합을 갖는 재료 생성이 가능합니다. |
| 핵심원리 | 시너지. 매트릭스와 보강재가 함께 작용하여 우수한 특성을 생성합니다. | 예를 들어 매트릭스의 인성과 강화재의 경도 등 최적의 균형을 달성합니다. |
| 공통 지원군 | 입자(탄화물, 세라믹), 섬유(탄소, 유리). | 내마모성 또는 고강도와 같은 특정 특성을 부여합니다. |
| 공통 행렬 | 금속(Al, Cu), 폴리머(에폭시), 세라믹(SiC). | 연속적인 단계를 제공하여 인성을 제공하고 보강재를 결합합니다. |
| 기본 드라이버 | 성능 및 기능. | 고급 엔지니어링을 통해 가볍고 효율적이며 내구성이 뛰어난 설계가 가능합니다. |
| 핵심산업 | 전자, 항공우주, 자동차, 국방, 고급 제조. | 해당 분야의 기술 발전을 가능하게 하는 소재입니다. |
요약하면, 복합 시트 기판 고도로 설계된 기초 재료입니다. 이는 단순한 원자재가 아니라 특정 기계적, 열적, 전기적 특성을 제공하기 위해 원자 수준에서 설계된 정교한 플랫폼으로, 현대 고성능 응용 분야에 없어서는 안 될 요소입니다.