KR0166437B1 - 대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법 - Google Patents

대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR0166437B1
KR0166437B1 KR1019960006962A KR19960006962A KR0166437B1 KR 0166437 B1 KR0166437 B1 KR 0166437B1 KR 1019960006962 A KR1019960006962 A KR 1019960006962A KR 19960006962 A KR19960006962 A KR 19960006962A KR 0166437 B1 KR0166437 B1 KR 0166437B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
ceramic substrate
porous ceramic
sintering
green sheet
Prior art date
Application number
KR1019960006962A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970065457A (ko
Inventor
양진
김남수
장감용
정재현
Original Assignee
우덕창
쌍용양회공업주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 우덕창, 쌍용양회공업주식회사 filed Critical 우덕창
Priority to KR1019960006962A priority Critical patent/KR0166437B1/ko
Publication of KR970065457A publication Critical patent/KR970065457A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0166437B1 publication Critical patent/KR0166437B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0051—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/102—Oxide or hydroxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/02—Cellular or porous
    • B32B2305/026—Porous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3436—Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
    • C04B2235/3445—Magnesium silicates, e.g. forsterite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6025—Tape casting, e.g. with a doctor blade

Abstract

본 발명은 테이프캐스팅, 롤 프로세스, 페이퍼 케스팅 등의 방법으로 얇은 그린 시트를 제조하고, 이들을 적층하여 소결함으로써 휘거나 크랙의 발생이 없이 진공척이나 산기관등에 사용하는데 적합한 대면적을 갖는 다공성 세라믹 기판을 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 대면적을 갖는 다공성 세라믹 기판을 제조하는 방법은 고순도 또는 조대한 입자의 알루미나 분말을 주원료하고 여기에 첨가제를 혼합하여 슬러리화하고, 이를 테이프 캐스팅법을 이용해서 두께가 일정한 그린 시트를 성형한후 최종 생성물의 용도에 맞게 절단하고 적층한 상태로 1300내지 1500℃의 온도범위에서 소결처리하여 기공율을 10내지 80%로 하고, 직경을 16내지 40cm로 하여서 제조를 한다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 대면적의 다공성 세라믹 기판은 진공척에서 웨이퍼를 고정시키기 위한 척테이블로 사용하는데도 문제가 없으며, 산기관에 적용시 대용량의 공기를 방출할 수 있으며, 그 이외에 대형화되는 열교환기, 수처리용 또는 대기용 분리막 및 지지체등에 사용이 가능하다.

Description

대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법
제1도는 종래의 방법으로 압축 성형된 그린 바디에 가해지는 압력 분포와 이로인한 불균일한 세라믹 분말의 충진 밀도 분포의 개략도이다.
제2도는 종래의 압축 성형 과정과 본 발명에 따른 적층 소결과정을 예시하기 위한 개략도이다.
제3도는 대면적 다공성 세라믹 기판이 사용되는 진공척과 산기관의 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프레스 2 : 그린 바디
3 : 세라믹 중량체 4 : 그린시트
5 : 웨이퍼 6 : 척 테이블
7 : 구동부 8 : 대면적 다공성 세라믹 기판
본 발명은 대면적 다공성 세라믹 기판의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 테이프 캐스팅, 롤 프로세스, 페이퍼 케스팅 등의 방법으로 얇은 그린 시트를 제조하고, 이들을 적층하여 소결함으로써 휘거나 크랙의 발생이 없이 대면적을 갖는 다공성 세라믹 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
지금까지 다공성 세라믹 기판을 제조하기 위해서는 압축 성형법이 주로 사용되어 왔는데 이 방법은 세라믹 분말을 압축 성형하고 이를 소결하는 것으로 공정이 비교적 간단하여 각종 기계 부품 제조에 많이 사용되고 있다.
그러나, 종래의 압축 성형법으로는 대면적의 세라믹 기판을 제조하는 것이 용이하지 않았다. 즉, 첨부 도면 제1도는 압축 성형법으로 제조하였을때의 성형체의 불균일한 압력 분포[제1(a)도]와 밀도 분포[제1(b)도]를 보여 주고 있다.
제1(b)도에서 보여주는 불균일한 밀도 분포는 성형 후 그린 바디의 취급을 힘들게 할 뿐만 아니라 소결 시 크랙을 발생시키거나 휘게함으로써 대면적의 다공성 세라믹 기판을 제조하는 것을 어렵게 하였다.
또한, 종래의 방법으로 제조된 그린 바디는 두께가 두꺼워 건조 시간이 오래 걸리고 두께 방향으로의 불균일한 분말 분포로 인해 소결시 다공성 기판이 휘는 현상이 나타나게 된다.
그 이유는 첨부 도면 제2(a)도와 같이 종래 방법으로 제조된 그린 바디(2)는 프레스(1)가 접촉하는 부분 모서리, 내부의 압력 차이가 달라 세라믹 분말의 밀도 분포가 불균일하게 되므로 대면적의 다공성 세라믹 기판을 제조하는 것이 쉽지않고, 대용량의 프레스 등 많은 고가의 제조 장비를 요구하게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하는 방법으로 일정 두께로 성형된 그린 시트를 적층하고 소결함으로써 대면적의 다공성 세라믹 기판을 용이하게 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 고순도 또는 조대한 입자의 알루미나 분말을 주원료하고 여기에 첨가제를 혼합하여 통상의 방법으로 슬러리화하고, 이를 테이프 캐스팅법을 이용해서 두께가 일정한 그린 시트를 성형한 후 최종 생성물의 용도에 맞게 절단하고 적층한 상태로 1300 내지 1500℃의 온도 범위에서 소결처리하여 기공율을 10 내지 80%로 하고, 직경을 16내지 40cm로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 대면적을 갖는 다공성 세라믹 기판의 제조 방법인 것이다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 다공성 세라믹 기판을 반도체 장비의 웨이퍼 고정 장치, 수처리용 기포 발생 장치인 산기관, 열교환기, 수처리용 분리막, 기체 분리막 및 각종 지지체 등에 사용하는 방법인 것이다.
이하 본발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 원료, 첨가제, 승온 조건 등을 조절하면 다양한 용도의 대면적 세라믹 기판을 제조할 수 있으며, 이러한 대면적의 세라믹 기판은 알루미나(Al2O3), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 지르코니아(ZrO2), 코디어라이트(2MgO·2Al2O3·5SiO2), 뮬라이트(2Al2O3·3SiO2)등을 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명의 방법에 의하여 각종 다공성 세라믹 기판은 물론 지지체(Support), 분리막(Membrane) 및 기계 부품 등을 만들 수 있다. 특히 본 발명의 방법에 따라 제조된 대면적의 세라믹 기판으로 표면이 평활한 정밀 부품을 제조할 수 있기 때문에 반도체 웨이퍼(Wafer)를 고정하는 진공척(Vaccum Chuck)이나 미세기공을 발생시키는 대면적의 산기관에 적용할 수 있다. 그 밖에도 본 발명에 따라 제조된 세라믹 기판은 수처리용, 기체 분리용 멤브레인(Membrane)또는 그 지지체등을 보다 용이하게 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 방법으로 다공성 세라믹 기판을 제조하면 종래의 방법으로는 제제가 어려운 크기의 세라믹 다공성 기판을 휘는 현상이나 크랙의 발생 없이 제조할 수 있다. 특히, 진공척의 경우 일반적으로 3,4,5,6,8인치의 웨이퍼가 사용되고 있고, 향후 웨이퍼의 직경은 점점 커질것으로 예상되는 바 종래의 방법으로는 제조가 어려운 크기의 다공성 세라믹 기판을 본 발명으로 용이하게 제조할 수 있다. 산기관에 있어서도 대용량의 공기를 방출할 수 있는 대면적 다공성 세라믹 기판을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 방법으로 진공척에 사용되는 다공성 세라믹기판의 제조과정을 설명하면 다음과 같다.
즉, 대면적의 다공성 세라믹 기판은 알루미나(Al2O3), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 지르코니아(ZrO2), 코디어라이트(2MgO.2Al2O3.5SiO2),뮬라이트(2Al2O3.3SiO2)등을 사용하여 제조할 수 있으며 그 가운데 코디어라이트를 예로 제조하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.
즉, 무게비로 알루미나 분말을 4내지 12중량%, 카올린(Kaloin)을 8내지 18중량%, 하소 카올린을 7 내지 18중량%, 활석을 15 내지 25중량%를 섞고, 볼밀에서 혼합을 한다.
혼합된 분말에 조공제를 3 내지 8중량%, 해교제를 1내지 3중량%, 에틸알코올 등의 용매를 20내지 35중량% 첨가한후, 볼밀에서 다시 혼합한다. 여기에 결합제를 2내지 10%, 가소제를 5 내지 10중량% 첨가하여 습식 혼합한 후 일정 시간 탈포하여 최종 슬러리를 제조한다.
상기 슬러리를 테이프 캐스팅법으로 성형할 때 그린 시트는 건조시 약 50% 수축하므로 이를 고려하여 두께를 조절한다. 두께에 따라 건조 시간에 큰 차이가 있으므로 원료, 첨가물 등을 고려하여 적당한 두께에 따라 건조 시간에 큰 차이가 있으므로 이를 고려하여 절단하고 적층한다. 이때, 건조후의 그린 시트의 두께는 약1내지 2mm로 두껍게 하는 것이 바람직하다.
그후 1300내지 1500℃의 범위에서 소결을 행하고, 노냉하여 코디어라이트 다공성 기판을 제조한다. 코디어라이트는 첨가하는 조공제의 양과 승온 조건에 따라 기공율을 10내지 80%로 조절할 수 있다. 상기의 방법에서 일정한 두께로 제조된 그린 시트를 약10내지 20mm의 두께로 적층하고 소결하면 대면적의 다공질 세라믹기판을 제조할 수 있다.
이와 같이 테이프 캐스팅법으로 제조된 그린 시트는 그 밀도가 기존 방법으로 제조된 것에 비해 훨씬 균일하여 소결 시 휘거나 크랙이 발생하는 문제점이 없다. 테이프 캐스팅법 자체의 높은 평활도로 제조된 그린 시트는 기존의 방법에 비해 두께가 일정하여 이를 적층하여 소결하면 대면적의 다공성 세라믹 기판을 용이하게 제조할 수 있다. 따라서 상기의 방법은 기존의 방법에 비해 대면적의 다공성 세라믹 기판을 높은 평활도를 갖도록 용이하게 제조할 수 있는 방법이라 할 수 있다.
본 발명을 적용할 수 있는 또 다른 하나의 예로 고순도 분말을 사용하지 않고 조대한 입자의 세라믹 입자를 사용하여 세라믹 다공성 기판의 산기관을 제조예는 다음과 같다.
즉, 산기관에 사용되는 다공성 세라믹기판을 제조하기 위해서 알루미나 분말과 Al2O3-SiO2-V2O3등의 성분을 포함한 조대한 용융 세라믹스 골재 입자를 전제 중량에 대해 50내지 70중량% 혼합하고, 이에 탄산칼슘1내지 5중량%, 활석1내지 3중량%를 첨가한다. 그후 혼합된 분말에 에틸알코올 20내지 25중량%, 분산제 1내지 3중량%, 가소제1내지 5중량%, 결합제 3내지 5중량%를 첨가하고 습식 혼합하여 슬러리를 제조한다. 상기 슬러리를 일정시간 탈포하여 최종슬러리를 만든다.
최종 슬러리를 닥터블레이드(Doctor Blade)의 높이를 조절하여 일정한 두께로 테이프 캐스팅법에 의해 제조하고 이를 상온 건조한다. 일정한 두께, 예를 들면 약1내지 2mm로 제조된 그린 시트는 소결시 수축하므로 일정한 두께로 절단하여 약 10내지 20mm의 두께로 적층하고 소결한다. 소결조건은 소정의 소결온도까지 온도를 상승시킨 후 일정 시간 유지하여 상온까지 노냉한다.
상기의 방법으로 제조된 산기관은 소결시 크랙이 발생하지 않아 종래의 방법으로는 제조가 불가능한 대면적의 산기관의 제조가 가능하다.
첨부도면 제2(b)도는 본 발명의 적층 방법으로 다공성 세라믹 기판을 제조하는 과정을 예시한 개략도이다.
즉, 본 발명으로 제작된 그린 시트(4)를 적층하고 소결하거나 또는 상부에 고온에서도 반응하지 않는 무거운 세라믹 중량체(3)를 얹고 소결하면 대면적의 세라믹 기판이 휘거나, 크랙의 발생없이 제조될 수 있다.
본 발명에서는 그린 시트를 적층하여 소결하는 방법으로 제조된 진공척(Vacuum Chuck)과 산기관(Aerator)에 대해 다음에서 설명하기로 한다.
즉, 제3도는 본 발명의 방법으로 제조된 웨이퍼 고정장치[제3(a)도]와 산기관[제3(b)도]의 개략도이다. 반도체 제조 공정중 웨이퍼(Wafer:5)를 절단하거나 이송할 때 웨이퍼를 고정시키는 장치가 진공척이며, 이 장치에서 웨이퍼가 놓이는 척 테이블(Chuck Table:6)이 다공성 세라믹이다. 척 테이블(6)로 사용되는 다공성 세라믹 기판은 반도체 공정중의 에칭(Etching)에서 발생하는 산 등에 대한 내식성과 절단 및 진공 과정에 요구되는 적절한 강도를 가져야 한다.
제3(b)도는 폐수 처리 장치에서 미세 기포를 발생시키는 산기관의 개략도이다. 산기관 장치에는 미세 기포를 발생시키는 다공성 세라믹 기판(8)이 사용되며, 이 기관은 폐수의 성상에 따라 산·염기에 내식성이 높고, 고압에서도 견딜 수 있는 내구성이 필요하다. 본 발명의 방법으로 제조된 세라믹 다공성 기판은 높은 강도와 내식성을 갖고 있어 폐수처리장치에 사용이 가능하다.
보다 구체적으로 설명하면, 다공성 세라믹 기판을 이용한 웨이퍼 고정장치는 크게 척테이블(Chuck Table:6)과 이를 구동하는 장치(7)로 구성된다. 웨이퍼(5)가 높이는 척테이블(6)은 다공질 세라믹 기판으로 만들어져 있고 척테이블(6) 하부의 구동부(7)는 진공을 발생하는 부분과 척테이블(6)을 회전시키기 위한 AC모타, 이를 연결하는 하모닉 기아(Harmonicgear)로 구성되어 있다. 제3(a)도는 웨이퍼(5)가 척테이블(6)위에 놓이고 이외에도 진공척 장비는 프레임(Frame)을 고정시키는 크램프(Clamp), 절삭수의 유입을 방지하는 스프레쉬 커버(Splash Cover)등으로 구성된다.
웨이퍼(5)를 효과적으로 부착하기 위해서는 다공성 세라믹 기판의 표면 조도와 기공율이 조절되어야 한다. 표면 조도(Roughness)는 Ra값으로 표현되며, 이 값이 작을수록 표면이 매끄럽다는 것을 나타낸다. 일반적으로 기공율이 증가할수록 진공 펌프의 진공압이 웨이퍼에 쉽게 전달되어 바람직하거나 기공율이 증가하면 표면 조도가 증가하여 각각의 수준을 모두 만족하는 적절한 값을 갖도록 제조하는 것이 중요하다.
이와 같이 본 발명으로 다공성 세라믹 기판을 제조하면 종래의 방법으로는 불가능한 크기의 세라믹 다공성 기판을 휘는 현상이나 크랙의 발생없이 제조할 수 있다. 진공척의 경우 점차 웨이퍼가 대형화 됨에 따라 척테이블도 대형화되는 추세에 있다. 이런 추세에서 종래의 방법으로는 대면적의 다공성 세라믹 기판을 제조하기가 어려웠고, 웨이퍼를 고정시키는 진공척으로의 사용도 불가능하였다.
하지만, 본 발명의 방법에 의하면 대면적의 다공성 세라믹 기판의 제조가 용이하고, 웨이퍼를 고정시키기 위한 척테이블로 사용하는데도 문제가 없다. 산기관에 있어서도 대용량의 공기를 방출할 수 있는 대면적 다공성 세라믹 기판을 제조할 수 있으며, 이외에도 열교환기, 수처리용 또는 대기용 분리막 및 지지체 등을 대형화할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
알루미나 분말을 7중량%, 카올린(Kalion)을 9중량%, 하소카올린을 12중량%, 활석을18중량%섞고 볼밀에서 혼합한다. 혼합된 분말에 조공제로서 흑연을 4중량%, 해교제로서 피시 오일(Fish Oil)을 2중량%, 에틸알코올31중량%첨가한 후 볼밀에서 혼합한다. 여기에 결합제로서 폴리비닐부티랄(PVB)을7중량%, 가소제로서 디부틸 프탈레이트(DBP)를10중량%첨가하여 습식혼합한후 15분간 탈포한다. 테이프 캐스팅 방법에서 닥터브레이드의 높이를 조절하여 1mm의 두께를 갖는 그린 시트를 제조하고 48시간 상온 건조한다. 건조된 시트를 수축율을 고려하여 일정 크기로 절단하여 10mm의 두께로 적층한다. 시트 상부에 고온에서도 그린시트와 반응하지 않는 중량체를 얹고 조대한 알루미나 분말을 뿌린다.
최고온도 1500℃까지 일정한 온도조건으로 소결을 행하여 소결 후 직경이 16cm인 다공성 세라믹 기판을 제조한다. 기공율과 표면의 조도Ra, 크랙 발생 유무를 측정한다.
[실시예 2]
실시예1에서 최후 소결체의 직경이 22cm가 되도록 그린시트를 절단하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조한다.
[실시예 3]
실시예1에서 최후 소결체의 직경이 28cm가 되도록 그린시트를 절단하는것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조한다.
[실시예 4]
알루미나 분말과 Al2O3-SiO2-V2O3등의 성분을 포함한 조대한 용융세라믹스 골재입자를 60중량%혼합하고 이에 탄산칼슘3중량%, 활석2중량%를 첨가한다. 그후 혼합된 분말에 에틸알코올을 30중량%, 분산제2중량%, 가소제로서 디부틸 프탈레이트(DBP)를 3중량%, 결합제로서 폴리비닐부티랄(PVB)을 4중량%를 첨가하고 습식혼합하여 슬러리를 제조한다. 슬러리를 8분간 탈포하여 최종슬러리를 만든다. 테이프 캐스팅 방법에서 닥터브레이드의 높이를 조절하여 2mm의 두께를 갖는 그린시트를 제조하고 24시간 동안 상온 건조한다. 건조된 시트를 수축율을 고려하여 일정 크기로 절단하여 20mm의 두께로 적층한다.
시트 상부에 고온에서도 그린시트와 반응하지 않는 중량체를 얹고 조대한 알루미나 분말을 뿌린다. 최고온도 1400℃까지 일정한 온도 조건으로 소결을 행하여 소결 후 직경이 23cm인 다공성 세라믹 기판을 제조한다. 기공율과 크랙 발생유무를 측정한다.
[실시예 5]
실시예4에서 최후 소결체의 직경이 30cm가 되도록 그린시트를 절단하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조한다.
[실시예 6]
실시예4에서 최후 소결체의 직경이 40cm가 되도록 그린시트를 절단하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 제조한다.
코디어라이트를 원료로 진공척을 만들때 종래의 압축 성형법으로 제조하면 기판의 크기가 직경 12cm이상이 되면 소결시 휘는 현상이 나타났고 직영 16cm로 제조하였을때 크랙이 발생하여 이 이상의 크기는 제조가 불가능하였다. 알루미나를 원료로 산기관을 만들때 종래의 방법으로는 불가능한 직경 40cm에서도 크랙의 발생이 없는 대면적의 다공성 세라믹 기판을 제조할 수 있었으며 3점 곡강도값에서는 큰 차이가 없었다.

Claims (5)

  1. 고순도 또는 조대한 입자의 알루미나 분말을 주원료하고 여기에 첨가제를 혼합하여 통상의 방법으로 슬러리화하고, 이를 테이프 캐스팅법을 이용해서 두께가 일정한 그린 시트를 성형한 후 최종 생성물의 용도에 맞게 절단하고 적층한 상태로 1300내지 1500℃의 온도 범위에서 소결 처리하여 기공율을 10내지 80%로 하고, 직경을 16내지 40cm로 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 대면적을 갖는 다공성 세라믹 기판의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 고순도의 알루미나 분말을 사용할 경우 해당 분말4내지 12중량%에 첨가제로서 카올린8내지 18중량%, 하소카올린7내지 18중량%, 활석15내지 25중량%, 조공제3내지 8중량%, 해교제1내지 3중량%, 에틸알코올20내지 35중량%, 결합제2내지 10중량%및 가소제 5내지 10중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 다공성 세라믹 기판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 조대한 입자의 알루미나 분말을 사용할 경우 해당 분말을 포함한 용융 세라믹스 골재 입자 50내지 70중량%에 첨가제로서 탄산칼슘 1내지5중량%, 활석 1내지3중량%, 에틸알코올20내지 25중량%, 분산제 1내지 3중량%, 결합제 3내지 5중량%및 가소제 1내지 5중량%를 첨가하는 것을 특징으로 하는 다공성 세라믹 기판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 그린 시트의 두께는 약1내지 2mm로 하고, 적층 두께는 약10내지 20mm로하여서 되는 것을 특징으로 하는 다공성 세라믹 기판의 제조방법
  5. 제1항에 있어서, 상기 소결은 상기 그린 시트를 단순적층하여 실시하거나 적층체 위에 고온에서 반응하지 않는 무거운 세라믹 중량체를 얹고 실시하는 것을 특징으로 하는 다공성 세라믹 기판의 제조방법.
KR1019960006962A 1996-03-15 1996-03-15 대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법 KR0166437B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960006962A KR0166437B1 (ko) 1996-03-15 1996-03-15 대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960006962A KR0166437B1 (ko) 1996-03-15 1996-03-15 대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970065457A KR970065457A (ko) 1997-10-13
KR0166437B1 true KR0166437B1 (ko) 1999-01-15

Family

ID=19453160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960006962A KR0166437B1 (ko) 1996-03-15 1996-03-15 대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR0166437B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100759834B1 (ko) * 2006-07-26 2007-10-04 한국과학기술연구원 미세기포 발생용 실리카 또는 알루미나 세라믹 멤브레인산기관, 그의 제조방법 및 제조장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR970065457A (ko) 1997-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100276154B1 (ko) 테이프 캐스트 탄화규소 더미웨이퍼
US5955392A (en) Zirconia ceramic green sheet
JP4176278B2 (ja) セラミックス多孔体及びその製造方法
CN112407936B (zh) 一种多孔真空吸盘及其制备方法
US5620637A (en) Preparation of sintered zirconia body
CN1203206A (zh) 陶瓷基板的流延法制备工艺
JP6527139B2 (ja) 多孔質板状フィラー、断熱膜、及び多孔質板状フィラーの製造方法
KR0166437B1 (ko) 대면적 다공성 세라믹 기판의 제조방법
US6395117B1 (en) Method for producing ceramic green sheet
JP2008100892A (ja) 多孔質アルミナ質焼結体からなる真空チャック用部材およびその製造方法
Persson Surface and colloid chemistry in ceramic casting operations
US5968426A (en) Method of producing porous silicon nitride ceramics having high strength and low thermal conductivity
JP2022159414A (ja) 窒化珪素基板
JP4615873B2 (ja) 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法
JP3210478B2 (ja) 部分多孔質セラミックの製造方法及びこの製造方法によって得られた流体軸受け
JP2506503B2 (ja) 積層セラミック多孔体
CN111410540A (zh) 一种定向孔结构多孔氮化硅陶瓷的制备方法
KR20200021023A (ko) 180 W/mk 내지 230 W/mk의 열전도성을 갖는 질화알루미늄 기판의 제조방법
JP6366976B2 (ja) 多孔質セラミックス製の熱処理用部材
TWI768726B (zh) 陶瓷加熱器以及其製造方法
JP7278325B2 (ja) 窒化ケイ素焼結体
JP7201734B2 (ja) 窒化ケイ素焼結体
EP1683629A1 (en) A composed substrate and method of production thereof
JP2003071555A (ja) Ｓｉ−ＳｉＣ複合材の製造方法
JPH0797275A (ja) セラミック焼結体の製造方法およびその製造方法を用いた製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20011220

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee