KR0173233B1 - Manufacturing method of low dielectric rate multi-ceramic circuit board - Google Patents

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KR0173233B1
KR0173233B1 KR1019950023553A KR19950023553A KR0173233B1 KR 0173233 B1 KR0173233 B1 KR 0173233B1 KR 1019950023553 A KR1019950023553 A KR 1019950023553A KR 19950023553 A KR19950023553 A KR 19950023553A KR 0173233 B1 KR0173233 B1 KR 0173233B1
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Abstract

본 발명은 LIS 소자 및 일반 전자소자를 실장하기 위한 다층 세라믹 회로기판을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 고분자 공극형성 원료의 첨가없이도 내부에 적당한 크기 및 양의 폐쇄기공을 형성시켜 절연성 및 내습성이 우수하고 유전율이 낮을 뿐만 아니라 굴절강도도 우수한 다층 세라믹 회로기판을 제조하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic circuit board for mounting LIS devices and general electronic devices, and to form a closed pore of a suitable size and amount inside without adding a polymer pore-forming raw material to provide insulation and moisture resistance. The purpose of the present invention is to manufacture a multilayer ceramic circuit board with excellent refractive index as well as excellent dielectric constant.

본 발명은 평균입경이 9-20㎛인 분말:50-90wt% 및 평균입경이 3㎛ 이하인 분말:10-50wt%로 이루어진 Pb-Zn-B계 유리분말:30-70wt%와 세라믹스 분말:30-70wt%를 혼합하는 단계; 상기와 같이 혼합된 혼합물과 유기 바인더를 용제용매에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps 이하인 슬러리(slurry)를 제조하는 단계; 상기 슬러리를 캐스팅(casting)하여 그린시이트(green sheet)를 형성하는 단계; 상기 그린 시이트의 소정위치에 관통홀(through-hole)을 형성하는 단계; 칼슘 실리케이트 결정화 유리분말과 유기바인더를 용제용매에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps 이하인 슬러리를 제조한 다음, 상기와 같이 그린 시이트를 형성하고, 그린시이트의 소정위치에 관통홀을 형성하는 단계; 상기와 같이 형성된 각각의 관통홀에 도체전극을 주입하고, 각각의 시이트 표면에 도체전극을 인쇄하는 단계; 상기와 같이 도체전극이 인쇄된 기판을 적층한 후 열압착하는 단계; 및 상기와 같이 압착한 시이트를 탈 바인더 시킨 후 750-900℃에서 소성하는 단계를 포함하여 자유전율 다층 세라믹 회로 기판을 제조하는 방법을 그 요지로 한다.The present invention is Pb-Zn-B-based glass powder: 30-70wt% and ceramic powder: 30-90wt% of powder having an average particle diameter of 9-20㎛ and powder of 10-50wt% of an average particle diameter of 3㎛ or less. Mixing -70 wt%; Preparing a slurry having a viscosity of 3000 cps or less by uniformly dispersing the mixed mixture and the organic binder in a solvent solvent; Casting the slurry to form a green sheet; Forming a through-hole at a predetermined position of the green sheet; Dispersing the calcium silicate crystallized glass powder and the organic binder uniformly in a solvent solvent to prepare a slurry having a viscosity of 3000 cps or less, forming a green sheet as described above, and forming a through hole at a predetermined position of the green sheet; Injecting a conductor electrode into each of the through holes formed as described above, and printing the conductor electrode on each sheet surface; Stacking the substrates on which the conductor electrodes are printed as described above and then thermocompressing them; And de-bindering the crimped sheet as described above, and then firing at 750-900 ° C. to produce a free-electric multilayer ceramic circuit board.

Description

저유전율 다층 세라믹 회로 기판의 제조방법Manufacturing method of low dielectric constant multilayer ceramic circuit board

제1도는 본 발명에 따라 다층 세라믹 회로기판을 제조하는 공정의 개략도.1 is a schematic diagram of a process for manufacturing a multilayer ceramic circuit board in accordance with the present invention.

제2도는 본 발명에 따라 제조된 다층 세라믹 기판의 단면 모식도.2 is a schematic cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate prepared according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따라 제조된 다층 세라믹 기판의 파단면에 대한 광학현미경 사진.3 is an optical micrograph of the fracture surface of the multilayer ceramic substrate prepared according to the present invention.

제4도는 기판의 소성온도 변화에 따른 수축량 변화를 나타내는 그래프.4 is a graph showing a change in shrinkage with a change in firing temperature of a substrate.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 관통홀 2 : 치밀한 세라믹 절연층1 through hole 2 dense ceramic insulating layer

3 : 다공성 세라믹 절연층 4 : 도체전극3: porous ceramic insulation layer 4: conductor electrode

본 발명은 LIS 소자 및 일반 전자소자를 실장하기 위한 다층 세라믹 회로기판을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 내부에 적당한 폐쇄기공을 도입하여 절연성 및 내습성이 우수하고 저유전율을 갖는 다공성 다층 세라믹 회로기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic circuit board for mounting a LIS device and a general electronic device, and more particularly, by introducing a suitable closed pores therein and having excellent insulation and moisture resistance and low dielectric constant. The present invention relates to a method for manufacturing a porous multilayer ceramic circuit board.

최근 반도체 소자의 고집적도화, 미세화 및 고속화에 따라 실장용 기판에 대해서도 고밀도 배선, 신호의 고속 전송, 고주파화 및 고열방산등이 요구되고 있다.In recent years, with high integration, miniaturization, and high speed of semiconductor devices, high-density wiring, high-speed transmission of signals, high frequency, high heat dissipation, and the like are required for mounting substrates.

과거에 사용해 왔던 Al2O3기판은 1500℃의 고온에서 소성해야 하며 또 고온에서 동기 신호의 고속 전송에 있어서 상기 재료의 유전율, 및 도체배선의 전기저항, 그리고 전기배선 패턴의 미세화등에서 그 한계점이 드러나고 있다. 또 최근 개발한 저온 소성 다층세라믹 기판은 유전율이 낮고 1000℃이하의 저온에서 소성하는 절연재료를 사용하므로 도체배선 재료로서 전지저항이 낮은 Au, Ag, Cu 등을 사용할 수 있으며, 고속전송 및 고밀도실장 등에 어느정도 만족하다고 볼수 있다. 전기신호의 고속전송에 있어서 신호의 전송지연 시간은 사용기판의 유전율의 제곱근(√ε)과 비례하여 기판의 유전율을 감소하는 것이 매우 중요하다. Al2O3기판의 유전율은 약 10정도이며 최근 개발한 저온소성 세라믹스 기판도 유전율면(약 9-4정도)에서 충분하다고 볼 수 없으며 이에 대한 개선이 요구되고 있는 실정이다.Al 2 O 3 substrates, which have been used in the past, must be fired at a high temperature of 1500 ° C., and the limitations of the Al 2 O 3 substrates in the high speed transmission of a synchronous signal at high temperatures, the electrical resistance of the conductor wiring, and the miniaturization of the electric wiring pattern are limited. It is revealed. In addition, the recently developed low-temperature calcined multilayer ceramic substrate has low dielectric constant and uses insulating material which is fired at low temperature below 1000 ℃, so it is possible to use Au, Ag, Cu, etc. with low battery resistance as conductor wiring material. I'm satisfied with my back. In high speed transmission of electrical signals, it is very important to reduce the dielectric constant of the substrate in proportion to the square root (√ε) of the dielectric constant of the substrate used. The dielectric constant of the Al 2 O 3 substrate is about 10, and recently developed low-temperature fired ceramic substrates are not sufficient in terms of dielectric constant (about 9-4), and there is a need for improvement.

한편, 기판의 유전율을 감소시키는 효과적인 방법으로는 기판에 기공을 도입하는 방법을 들 수 있다. 즉 공기의 유전율이 1이기 때문에 다공성 세라믹 기판의 유전율은 하기 식(1)로 표시할 수 있다.On the other hand, an effective method of reducing the dielectric constant of the substrate is a method of introducing pores into the substrate. That is, since the dielectric constant of air is 1, the dielectric constant of the porous ceramic substrate can be expressed by the following formula (1).

여기서 ε은 다공성 기판의 유전율, εθ는 재료고유의 유전율, 그리고 P는 기판의 기공율이다. 상기 식(1)에 의하면 P의 증가에 따라 기판의 유전율은 감소하며 기판에 기공을 도입하는 것이 기판의 유전율 감소에 가장 효과적이라고 볼 수 있다. 그러나, 기판에 과다의 기공 도입은 기판의 강도를 저하시키며 또 기공이 개기공(open pore)으로 될 경우 기판의 절연특성 및 내습특성을 악화시킨다. 따라서 기판내에 적당한 고립된 폐쇄기공을 형성시키는 것이 매우 중요하다.Where ε is the dielectric constant of the porous substrate, εθ is the dielectric constant of the material, and P is the porosity of the substrate. According to Equation (1), the dielectric constant of the substrate decreases as P increases, and introducing pores into the substrate is the most effective for reducing the dielectric constant of the substrate. However, excessive pore introduction into the substrate lowers the strength of the substrate and deteriorates the insulating and moisture resistance characteristics of the substrate when the pores become open pores. Therefore, it is very important to form suitable isolated closed pores in the substrate.

한편, 기판내에 적당한 고립된 폐쇄기공을 형성시켜 유전율을 낮추는 방법으로는 일본공개특허공보 평 2-116196호에 제시되어 있는 방법을 들 수 있는데, 이 방법은 폐쇄기공을 형성시키기 위하여 고분자의 공극형성 재료가 반드시 첨가되어야 한다On the other hand, the method of lowering the dielectric constant by forming a suitable isolated closed pores in the substrate may be a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-116196, this method is to form a pore of the polymer to form a closed pore Ingredients must be added

따라서, 상기한 종래방법은 상기 고분자 공극형성 재료의 밀도차이에 의해 균일한 혼합이 일어나기 어려워 균일한 분산이 이루어지기 어려우므로, 기공의 균일한 분포를 얻기 어려운 문제점이 있다.Therefore, the above-described conventional method is difficult to achieve uniform dispersion due to difficulty in uniform mixing due to the density difference of the polymer pore-forming material, and thus it is difficult to obtain uniform distribution of pores.

또한, 상기 고분자 공극형성 재료는 유기 바인더에 용해되어서는 안되므로, 상기 고분자 공극형성 재료의 선택이 제한을 받게 될 뿐만 아니라 고분자 공극형성 재료를 제조하는 공정도 어려운 문제점이 있다.In addition, the polymer pore-forming material should not be dissolved in an organic binder, so that the selection of the polymer pore-forming material is not only limited, but also a process of preparing the polymer pore-forming material is difficult.

이에, 본 발명자는 상기한 종래 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 세라믹스 분말과 함께 혼합되는 Pb-Zn-B 계 유리(Lead-Zinc-Borate Glass)분말의 입도를 두가지로 분류하고 입도가 분류된 분말의 혼합비를 적절히 조절된 그린 시이트와 칼슘 실리케이트(calcium silicate) 결정화 유기분말을 사용한 그린 시이트를 제조한 다음, 상기 두 그린 시이트를 교대로 적층한 후 저온에서 소성하므로써, 고분자 공극형성원료의 첨가없이도 내부에 적당한 크기 및 양의 폐쇄기공을 형성시켜 절연성 및 내습성이 우수하고 유전율이 낮을 뿐만 아니라 굴절강도도 우수한 다층 세라믹 회로기판을 제조하고자 하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present inventors have conducted research and experiments to solve the problems of the prior arts described above, and have proposed the present invention based on the results, and the present invention is a Pb-Zn-B system mixed with ceramic powder. After preparing the green sheet using the green sheet and the calcium silicate crystallized organic powder in which the particle size of the glass (Lead-Zinc-Borate Glass) powder is classified into two, and the mixing ratio of the powders classified in the particle size is appropriately prepared, By stacking the two green sheets alternately and firing at low temperature, they form an appropriate size and quantity of closed pores inside without adding polymer pore-forming raw materials to provide excellent insulation and moisture resistance, low dielectric constant, and excellent refractive strength. The purpose is to manufacture a ceramic circuit board.

이하 본 발명에 대하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명은 평균입경이 9-20μm인 분말을 10-50wt%의 비율로, 평균입경이 3μm이하인 분말을 50-90wt%의 비율로 하여 이루어진 Pb-Zn-B 계 유리분말을 준비하고 준비된 유리분말을 30-70wt%의 비율로 하고 여기에 세라믹스 분말을 30-70wt%의 비율로 하여 혼합하는 단계; 상기와 같이 혼합된 혼합물과 유기 바인더를 용제용매에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps 이하인 슬러리(slurry)를 제조하는 단계; 상기 슬러리를 캐스팅(casting)하여 그린시이트(green sheet)를 형성하는 단계; 상기 그린시이트의 소정위치에 관통홀(through-hole)을 형성하는 단계; 칼슘 실리케이트 결정화 유리분말과 유기바인더를 용제에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps 이하인 슬러리를 제조한 다음, 상기와 같이 그린 시이트를 형성하고, 그린시이트의 소정위치에 관통홀을 형성하는 단계; 상기와 같이 형성된 각각의 관통홀에 도체 전극을 주입하고, 각각의 시이트 표면에 도체전극을 인쇄하는 단계; 상기와 같이 도체전극이 인쇄된 시이트를 서로 번갈아 가면서 적층한 후, 열압착하는 단계; 및 상기와 같이 압착된 시이트를 탈바인더 시킨 후 750-900℃에서 소성하는 단계를 포함하여 구성되는 다층 세라믹 회로 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a glass powder prepared by preparing a Pb-Zn-B-based glass powder comprising a powder having an average particle diameter of 9-20 μm at a ratio of 10-50 wt% and a powder having an average particle diameter of 3 μm or less at a ratio of 50-90 wt%. Mixing at a rate of 30-70 wt% and mixing ceramic powder therein at a rate of 30-70 wt%; Preparing a slurry having a viscosity of 3000 cps or less by uniformly dispersing the mixed mixture and the organic binder in a solvent solvent; Casting the slurry to form a green sheet; Forming a through-hole at a predetermined position of the green sheet; Uniformly dispersing the calcium silicate crystallized glass powder and the organic binder in a solvent to prepare a slurry having a viscosity of 3000 cps or less, forming a green sheet as described above, and forming a through hole at a predetermined position of the green sheet; Injecting a conductor electrode into each of the through holes formed as described above, and printing the conductor electrode on each sheet surface; Stacking the sheets printed with the conductor electrodes alternately with each other as described above, and then thermally compressing the sheets; And debinding the sheet compacted as described above and firing at 750-900 ° C.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명에 따라 다층 세라믹 회로기판을 제조하기 위해서는 본 발명의 제조공정을 개략적으로 나타내는 제1도에서와 같이 우선 Al2O3분말등과 같은 세라믹스 분말과 Pb-Zn-B 계 유리분말을 혼합한다.In order to manufacture a multilayer ceramic circuit board according to the present invention, first, a ceramic powder such as Al 2 O 3 powder or the like and a Pb-Zn-B-based glass powder are mixed as shown in FIG. 1 schematically showing the manufacturing process of the present invention. .

상기 세라믹스 분말의 첨가량은 30-70wt%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 첨가량이 30wt%이하인 경우에는 기판의 강도가 저하될 뿐만 아니라 변형될 우려가 있고 70wt%이상인 경우에도 강도가 저하되기 때문이다.It is preferable to limit the amount of the ceramic powder added to 30-70wt%, because if the amount is less than 30wt%, not only the strength of the substrate is lowered but also the strain may be deformed. Because.

또한, 상기한 Pb-Zn-B 계 유리분말로는 평균입경이 9-20μm인 제1분말과 평균입경이 3μm이하인 제2분말을 함께 사용하며, 상기 제1분말의 양은 10-50wt%, 상기 제2분말의 양은 50-90wt%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.In addition, the Pb-Zn-B-based glass powder is used with a first powder having an average particle diameter of 9-20 μm and a second powder having an average particle diameter of 3 μm or less, and the amount of the first powder is 10-50 wt%, The amount of the second powder is preferably limited to 50-90wt%, for the following reason.

상기 제1의 분말의 평균입경이 9μm이하인 경우에는 기공크기가 작아져 유전율의 감소효과가 적고, 20μm이상인 경우에는 기공크기가 너무 커 기판의 강도가 떨어지게 되므로, 상기한 제1의 분말의 평균입경은 9-20μm로 제한하는 것이 바람직하다.When the average particle diameter of the first powder is 9 μm or less, the pore size is small, so that the effect of reducing the dielectric constant is small, and when the average particle size is 20 μm or more, the pore size is too large, so that the strength of the substrate is decreased, so that the average particle diameter of the first powder is Is preferably limited to 9-20 μm.

또한, 상기 제2의 분말의 평균입경이 3μm이상인 경우에는 소성후 작은 기공이 형성되어 밀도를 감소시켜 강도를 저하시키므로, 상기 제2의 분말의 평균입경은 3μm로 제한하는 것이 바람직하다.In addition, when the average particle diameter of the second powder is 3 μm or more, small pores are formed after firing to decrease the density to decrease the strength. Therefore, the average particle diameter of the second powder is preferably limited to 3 μm.

그리고 상기한 제1의 분말의 양이 10wt%이하인 경우에는 큰 기공수가 적어지고, 50wt%이상인 경우에는 기판의 강도가 저하되므로, 상기한 제1 분말의 양은 10-50wt%로 제한하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 30-50wt%이다.When the amount of the first powder is less than 10wt%, the number of large pores decreases, and if the amount of the first powder is more than 50wt%, the strength of the substrate is lowered. Therefore, the amount of the first powder is preferably limited to 10-50wt%. More preferably, it is 30-50 wt%.

또한, 상기한 제2 분말의 양은 50-90wt%로 제한하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 50-70wt%이다.In addition, the amount of the second powder is preferably limited to 50-90wt%, more preferably 50-70wt%.

다음에, 상기와 같이 혼합된 혼합분말은 유기바인더와 함께 용제용매에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps이하인 슬러리를 제조한다.Next, the mixed powder mixed as described above is uniformly dispersed in a solvent solvent with an organic binder to prepare a slurry having a viscosity of 3000 cps or less.

상기 유기바인더로는 PVA, PVB 및 아크릴수지등이 바람직하다.The organic binder is preferably PVA, PVB, acrylic resin, or the like.

상기 슬러리의 점도가 3000cps 이상인 경우에는 그린시이트의 캐스팅시 유동성이 불량하여 형상결함 및 표면결함이 발생되므로 상기 슬러리의 점도는 3000cps 이하로 제한하는 것이 바람직하다.When the slurry has a viscosity of 3000 cps or more, it is preferable to limit the viscosity of the slurry to 3000 cps or less since poor flowability during casting of the green sheet causes shape defects and surface defects.

다음에, 상기와 같이 제조된 슬러리를 닥터브래드(doctor blade) 성막법등에 의해 캐스팅하여 용도에 적합한 두께의 그린시이트를 형성한다.Next, the slurry prepared as described above is cast by a doctor blade film forming method or the like to form a green sheet having a thickness suitable for the application.

다음에, 상기 그린 시이트의 소정위치에 관통홀을 형성한다.Next, a through hole is formed at a predetermined position of the green sheet.

다음에, 칼슘실리케이트 결정화 유리분말과 유기바인더를 용제에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps 이하인 슬러리를 제조한 다음, 상기와 같이 그린 시이트를 형성하고 그린 시이트의 소정위치에 관통홀을 형성한다.Next, the calcium silicate crystallized glass powder and the organic binder are uniformly dispersed in a solvent to prepare a slurry having a viscosity of 3000 cps or less, then a green sheet is formed as described above, and a through hole is formed at a predetermined position of the green sheet.

다음에, 스크린 인쇄법등에 의해 Ag와 같은 도체전극을 상기 각각의 관통홀에 주입하고 상기 각각의 시이트 표면에 Ag와 같은 도체전극을 인쇄한다.Next, a conductor electrode such as Ag is injected into the respective through holes by screen printing or the like, and a conductor electrode such as Ag is printed on the surface of each sheet.

다음에, 상기와 같이 도체전극이 인쇄된 각각의 시이트를 서로 번갈아 가면서 적층한 열압착한다.Next, as described above, the respective sheets on which the conductor electrodes are printed are alternately stacked and thermally compressed.

상기한 열압착 공정은 통상적인 방법으로 행해지며, 바람직하게는 80℃정도에서 2000psi 정도의 압력으로 행하는 것이다.The above-mentioned thermocompression bonding step is carried out in a conventional manner, preferably at a pressure of about 80 psi to about 2000 psi.

다음에, 상기와 같이 열압착된 시이트를 탈바인더 시킨 후 750-900℃에서 소성하므로써, 다층 세라믹 회로기판이 제조된다.Next, the binder sheet is de-bindered as described above, and then fired at 750-900 ° C., thereby producing a multilayer ceramic circuit board.

상기한 소성온도가 750℃ 이하인 경우에는 유리가 용융되지 않아 치밀화가 일어나지 않을 뿐만 아니라 조대한 가공이 형성되지 않고, 900℃이상인 경우에는 온도가 너무 높아 소성시 액상인 유리의 점도가 너무 낮아져 기판의 변형이 발생될 우려가 있으므로, 상기한 소성온도는 750-900℃로 제한하는 것이 바람직하다.When the firing temperature is 750 ° C. or lower, the glass does not melt and densify, and coarse processing is not formed. When the firing temperature is 900 ° C. or higher, the temperature of the glass is too high and the viscosity of the liquid glass during firing is too low. Since deformation may occur, the above-mentioned firing temperature is preferably limited to 750-900 ° C.

본 발명의 제조방법에 있어 그 제조조건은 직경이 5-30μm인 고립기공을 10-40vol% 함유하는 다층 세라믹 회로기판이 제조되도록 조절되는 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the present invention, the manufacturing conditions are preferably adjusted to produce a multilayer ceramic circuit board containing 10-40 vol% of isolated pores having a diameter of 5-30 μm.

상기에서도 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 동일성분인 큰 입자들이 일정비율로 함유되어 있는 Pb-Zn-B계 유리분말과 세라믹스 분말을 혼합하여 제조된 그린 시이트와 칼슘 실리케이트 결정화 유리분말의 그린 시이트를 교대로 적층하여 유리융점 이상의 온도에서 액상소성하므로써, 큰 유리입자가 용융상태로 가열될 때 용융액체가 큰 입자 주변의 세라믹 입자간의 틈새의 모세관력(capillary force)에 의해 흡입되어 큰 Pb-Zn-B 계 유리입자의 위치에 폐쇄기공이 형성되어 기판의 유전율을 낮추게 된다.As can be seen from the above, in the present invention, a green sheet prepared by mixing a Pb-Zn-B-based glass powder and ceramic powder containing large particles of the same component at a constant ratio and a green sheet of calcium silicate crystallized glass powder By alternately laminating and liquid-firing at a temperature above the glass melting point, when large glass particles are heated in a molten state, the molten liquid is sucked by the capillary force of the gap between ceramic particles around the large particles, thereby causing a large Pb-Zn. Closed pores are formed at the position of the -B-based glass particles to lower the dielectric constant of the substrate.

따라서, 기공의 크기는 큰 유리입자의 크기로 제어가능하며, 기판 전체의 기공율은 큰 유리입자의 함유량으로 제어가능하게 된다.Therefore, the pore size can be controlled by the size of the large glass particles, and the porosity of the entire substrate can be controlled by the content of the large glass particles.

특히, 본 발명의 경우에는 치밀한 구조의 칼슘 실리케이트 결정화 유리 분말의 그린시이트를 Pb-Zn-B 계 유리분말의 그린시이트와 교대로 적층하므로써, 기판의 굴절강도가 보다 높게 된다.In particular, in the case of the present invention, by stacking the green sheet of the calcium silicate crystallized glass powder of dense structure alternately with the green sheet of the Pb-Zn-B-based glass powder, the refractive strength of the substrate becomes higher.

본 발명에 따라 제조된 다공성 다층 세라믹 회로기판의 모식도가 제2도에 나타나있다.A schematic diagram of the porous multilayer ceramic circuit board manufactured according to the present invention is shown in FIG.

제2도에서 부호 1은 관통홀, 2 은 치밀한 세라믹 절연층, 3은 다공성 세라믹 절연층 및 4는 도체전극을 각각 나타낸다.In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a through hole, 2 denotes a dense ceramic insulating layer, 3 denotes a porous ceramic insulating layer, and 4 denotes a conductor electrode.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시예]EXAMPLE

Al2O3세라믹 분말과 Pb-Zn-B 계 유리분말을 하기 표 1과 같은 혼합비로 혼합하였다.Al 2 O 3 ceramic powder and Pb-Zn-B-based glass powder were mixed in a mixing ratio as shown in Table 1 below.

이때, 상기 Pb-Zn-B 계 유리분말로는 평균입경이 15μm인 것과 평균입경이 2μm인 것을 하기 표 1과 같은 혼합비로 혼합하였다.At this time, the Pb-Zn-B-based glass powder was mixed with an average particle diameter of 15μm and an average particle diameter of 2μm in the mixing ratio as shown in Table 1 below.

다음에, 폴리비닐 부티랄(poly-vinyl-butyral)을 디옥틸-프탈레이트(dioctyl-phthalate)를 주성분으로 한 용제용매에 용해하여 상기와 같이 혼합된 혼합분말을 균일하게 분산한 후 점도 2000cps 인 슬러리를 제조하였다.Next, polyvinyl-butyral was dissolved in a solvent solvent containing dioctyl-phthalate as a main component, uniformly dispersing the mixed powder mixed as described above, and then having a viscosity of 2000 cps. Was prepared.

다음에, 상기와 같이 제조된 슬러리를 닥터 브래드(doctor blade) 성박법에 의해 두께 100μm의 그린 시이트를 제조하였다.Next, a green sheet having a thickness of 100 μm was prepared by the doctor blade forming method of the slurry prepared as described above.

다음에 평균입경이 1.5μm인 칼슘실리케이트를 상기한 유기바인더와 함께 상기한 유기용제 용매에 용해하여 점도 2000cps인 슬러리를 제조한 후 100μm 두께의 그린 시이트를 제조하였다.Next, a calcium silicate having an average particle diameter of 1.5 µm was dissolved in the organic solvent solvent together with the organic binder to prepare a slurry having a viscosity of 2000 cps, and then a green sheet having a thickness of 100 µm was prepared.

상기와 같이 제조된 각각의 그린시이트의 정해진 위치에 직경 150μm의 관통홀을 형성한 후, 스크린 인쇄법으로 Ag 도체를 주입하고, 시이트 표면에 Ag 도체전극을 인쇄하였다.After forming a through hole having a diameter of 150 μm at a predetermined position of each of the green sheets manufactured as described above, Ag conductors were injected by screen printing, and Ag conductor electrodes were printed on the sheet surface.

상기와 같이 인쇄된 그린 시이트를 서로 번갈아 가면서 적층한 후 약 80℃에서 2000psi의 압력을 가하여 압착하였다.The green sheets printed as described above were laminated alternately with each other and then pressed by applying a pressure of 2000 psi at about 80 ° C.

상기와 같이 압착한 시이트를 300℃에서 탈바인더 시킨 후 하기 표 1과 같은 소성온도 조건에서 소성하여 다층 세라믹 회로기판을 제조하였다.The crimped sheet as described above was debindered at 300 ° C., and then calcined at the firing temperature conditions as shown in Table 1 to manufacture a multilayer ceramic circuit board.

상기와 같이 제조된 다층 세라믹 회로기판에 대한 물성을 조사하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the multilayer ceramic circuit board manufactured as described above were investigated, and the results are shown in Table 1 below.

그리고 하기 표 1중의 발명예(3)에 따라 제조된 기판의 피단면에 대한 광학현미경 사진을 제3도에 나타내었다.And an optical micrograph of the cross section of the substrate prepared according to Inventive Example (3) in Table 1 is shown in FIG.

한편 하기 표 1의 발명예(3)에 대하여 소성온도 변화에 따른 수축율 변화를 측정하고, 그 결과를 제4도에 나타내었다.On the other hand, with respect to Inventive Example (3) in Table 1, the shrinkage change with the change in the firing temperature was measured, and the results are shown in FIG.

제4도에서 소성은 공기중에서 행해졌으며, 승온속도는 분당 10℃이었다.Firing in FIG. 4 was carried out in air, and the rate of temperature increase was 10 ° C. per minute.

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 조건으로 기판이 제조되는 경우[발명예(1-5)에는 절연저항이 10 Ω이상이고, 유전율이 7.0이하이고, 그리고 굴절강도는 1720㎏f/㎠이상으로 기판의 물성이 우수한 반면에, 본 발명의 조건을 벗어나는 경우 [비교예(1-3)]에는 굴절강도가 1300㎏f/㎠이하로서 낮고 또한 비교예(3)의 경우에는 유전율 8.0으로 나타남을 알 수 있다.As shown in Table 1 above, when the substrate is manufactured under the conditions in accordance with the present invention [Invention Example (1-5), the insulation resistance is 10 Ω or more, dielectric constant is 7.0 or less, and the refractive strength is 1720kgf / cm2 or more, while the physical properties of the substrate are excellent, the refractive strength is 1300 in [Comparative Example (1-3)] outside the conditions of the present invention. It can be seen that the dielectric constant is 8.0 as low as kgf / cm 2 or lower and in the case of Comparative Example (3).

또한, 제3도에 나타난 바와같이, 본 발명에 따라 제조된 기판의 경우에는 큰 폐쇄기공이 균일하게 분포되어 있는 다공성층과 치밀층이 적층되어 있음을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, in the case of the substrate manufactured according to the present invention, it can be seen that the porous layer and the dense layer in which the large closed pores are uniformly distributed are stacked.

한편, 제4도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 소성온도는 750-900℃정도가 바람직함을 알 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 4, it can be seen that the firing temperature of the present invention is preferably about 750-900 ℃.

상기한 바와 같이, 본 발명은 세라믹스 분말과 함께 혼합되는 Pb-Zn-B 계 유리분말이 입도를 두가지로 분류하고 입도가 분류된 분말의 혼합비를 적절히 조절된 그린 시이트와 칼슘 실리케이트(calcuim silicate)결정화 유리분말을 사용한 그린 시이트를 제조한 다음, 상기 두 그린 시이트를 교대로 적층한 후 저온에서 소성하므로써, 고분자 공극형성 원료의 첨가 없이도 내부에 적당한 크기 및 양의 폐쇄기공을 형성시켜 절연성 및 내습성이 우수하고 유전율이 낮을 뿐만 아니라 굴절강도도 우수한 다층 세라믹 회로기판을 보다 경제적으로 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, in the present invention, the Pb-Zn-B-based glass powder mixed with the ceramic powder is classified into two particle sizes, and the mixing ratio of the powders classified into particle sizes is appropriately adjusted to green sheet and calcium silicate crystallization. By manufacturing green sheet using glass powder, and then laminating the two green sheets alternately and firing at low temperature, insulation and moisture resistance can be formed by forming closed pores of appropriate size and amount inside without adding polymer pore-forming raw materials. It is effective to manufacture multilayer ceramic circuit boards which are excellent and have low dielectric constant as well as excellent refractive strength.

Claims (4)

평균입경이 9-20μm인 분말을 10-50wt%의 비율로, 평균입경이 3μm이하인 분말을 50-90wt%의 비율로 하여 이루어진 Pb-Zn-B 계 유리분말을 준비하고 준비된 유리분말을 30-70wt%의 비율로 하고 여기에 세라믹스 분말을 30-70wt%의 비율로 하여 혼합하는 단계; 상기와 같이 혼합된 혼합물과 유기 바인더를 용제용매에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps 이하인 슬러리(slurry)를 제조하는 단계; 상기 슬러리를 캐스팅(casting)하여 그린시이트(green sheet)를 형성하는 단계; 상기 그린 시이트의 소정위치에 관통홀(through-hole)을 형성하는 단계; 칼슘 실리케이트 결정화 유리분말과 유기바인더를 용제용매에 균일하게 분산시켜 점도가 3000cps 이하인 슬러리를 제조한 다음, 상기와 같이 그린 시이트를 형성하고, 그린시이트의 소정위치에 관통홀을 형성하는 단계; 상기와 같이 형성된 각각의 관통홀에 도체 전극을 주입하고, 각각의 시이트 표면에 도체전극을 인쇄하는 단계; 상기와 같이 도체전극이 인쇄된 시이트를 서로 번갈아 가면서 적층한 후, 열압착하는 단계; 및 상기와 같이 압착한 시이트를 탈바인더 시킨 후 750-900℃에서 소성하는 단계를 포함하여 구성되는 저유전율 다층 세라믹 회로 기판의 제조방법.Prepare a Pb-Zn-B-based glass powder composed of a powder having an average particle diameter of 9-20 μm at a ratio of 10-50 wt%, and a powder having an average particle diameter of 3 μm or less at a ratio of 50-90 wt%. Mixing 70 wt% and mixing ceramic powder at a rate of 30-70 wt%; Preparing a slurry having a viscosity of 3000 cps or less by uniformly dispersing the mixed mixture and the organic binder in a solvent solvent; Casting the slurry to form a green sheet; Forming a through-hole at a predetermined position of the green sheet; Dispersing the calcium silicate crystallized glass powder and the organic binder uniformly in a solvent solvent to prepare a slurry having a viscosity of 3000 cps or less, forming a green sheet as described above, and forming a through hole at a predetermined position of the green sheet; Injecting a conductor electrode into each of the through holes formed as described above, and printing the conductor electrode on each sheet surface; Stacking the sheets printed with the conductor electrodes alternately with each other as described above, and then thermally compressing the sheets; And debindering the crimped sheet as described above and firing at 750-900 ° C. A method of manufacturing a low dielectric constant multilayer ceramic circuit board. 제1항에 있어서, 상기 Pb-Zn-B 계 유리분말은 평균입경이 9-20μm인 분말30-50wt%와 평균입경이 3μm이하인 분말 50-70wt%로 이루어진 것을 특징으로 하는 저유전율 다층 세라믹 회로 기판의 제조방법.The low dielectric constant multilayer ceramic circuit of claim 1, wherein the Pb-Zn-B-based glass powder is composed of 30-50 wt% of powder having an average particle diameter of 9-20 μm and 50-70 wt% of powder having an average particle diameter of 3 μm or less. Method of manufacturing a substrate. 제1항에 있어서, 세라믹스 분말이 Al2O3분말인 것을 특징으로 하는 저유전율 다층 세라믹 회로 기판의 제조방법.The method of manufacturing a low dielectric constant multilayer ceramic circuit board according to claim 1, wherein the ceramic powder is Al 2 O 3 powder. 제1항에서 제3항 중의 어느 한항에 있어서, 유기바인더가 PVA, PVB 및 아크릴수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 저유전율 다층 세라믹 회로 기판의 제조방법.The method of manufacturing a low dielectric constant multilayer ceramic circuit board according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic binder is one selected from the group consisting of PVA, PVB, and acrylic resin.
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