KR100188227B1 - 알루미나를 이용한 기판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고 순도의 알루미나 세라믹을 이용하여 제작함으로서, 매우 높은 주파수를 사용하는 RF 전력 분배기 등에 사용할 수 있는 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법에 관한 것으로, 알루미나(Al2O3) 세라믹 기판에 티타늄(Ti), 파라듐(pd), 그리고 구리(Cu)등을 차례로 D·C스퍼터링 방식으로 소정의 두께로 입히는 단계와, 음성 감광제를 기판에 부착한 다음 설계된 회로의 마스크를 대고 자외선 단색 광원으로 음성 감광제를 감광 시킨 후 현상 공정을 거쳐 불필요한 감광제를 제거하는 단계와, 전도체인 구리 (Cu), 니켈(Ni), 그리고 금(Au)을 차례로 전기 도금 방식으로 소정의 두께로 입힌 다음 하우징에 은 에폭시로 접합하는 단계와, 소정의 위치에 은에폭시를 사용하여 컨넥터를 부착하고 2Ag/62Sn/36Pn의 솔더를 이용하여 소자 및 핀등을 부착하는 단계로 이루어진다.
상기와 같은 방법으로 이루어진 알루미나 세라믹을 이용한 기판은 그 성능과 그 신뢰성이 우수하여 매우 높은 주파수를 사용하는 이동통신용 전력 분배기 등에 적용할 수 있는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히 고 순도의 알루미나 세라믹을 이용하여 제작함으로서, 매우 높은 주파수에서 사용 할 수 있는 RF 전력 분배기 등에 사용할 수 있는 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신에 사용되는 주파수 800~900㎒ 대역으로 매우 높고, 회로를 구성하는 경우, 낮은 주파수를 사용하는 회로보다 많은 점을 고려해야 한다. 즉, 주파수가 높아지게되면 인덕턴스에 의한 임피던스가 매우 커지고 캐패시턴스에 의한 임피던스가 매우 작아져, 금접한 회로 구성 요소 및 선로간의 간섭에 의한 영향이 매우 크게 되어 회로가 처음 설계한 의도대로 동작하지 않고, 또 상기의 회로가 동작하지 않는 이유를 찾아내는데 큰 어려움을 겪게 되는 것이다.
종래에는 기판의 베이스를 주로 테프론, E-10등을 재료로 하여 제작하고 럼프드 (Lumped)소자를 이용하여 수 작업을 하였으므로 생산성, 품질 및 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 매우 높은 주파수 대역에서 사용할 수 있는 회로 기판으로, 알루미나 세라믹을 이용함으로서, 마이크로 스트립 라인을 응용하여 적용할 수 있고, 칩 저항을 장착할 수 있는 장비를 이용하여 제품을 생산할 수 있게 함으로서, 생산성 및 품질을 높일 수 있는 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
제1도는 본 발명에 따라 제작된 기판의 단면도 이고,
제2도는 본 발명에 따른 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법에 대한 공정도 이고,
제3도는 본 발명의 일 실시예에 의한 컨넥터와의 결합 구조도 이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 알루미늄 하우징 15 : 은(Ag)에폭시
20 : 2Ag/62Sn/36Pd 납 25 : 컨넥터 핀
30 : 접합 구멍 40 : SMA 컨넥터
50 : 와셔 60 : 너트
100 : 알루미나 기판 110 : Ti
120 : Pd 130 : Cu
140 : Ni 150 : Au
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 알루미나(Al2O3) 세라믹 기판에 티타늄(Ti), 파라듐(pd), 그리고 구리(Cu)등을 순서대로 D·C스퍼터링 방식을 이용하여 소정의 두께로 입히는 단계와, 음성 감광제를 기판에 부착한 다음 설계된 회로의 마스크를 대고 자외선 단색 광원으로 음성 감광제를 감광 시킨 후, 현상 공정을 거쳐 불 필요한 감광제를 제거하는 단계와, 전도체인 구리 (Cu), 니켈(Ni), 그리고 금(Au)을 차례로 전기 도금 방식으로 소정의 두께로 입힌 다음 하우징에 은 에폭시로 접합하는 단계와, 소정의 위치에 은 에폭시를 사용하여 컨넥터를 부착하고 2Ag/62Sn/36Pn의 솔더를 이용하여 소자 및 컨넥터 핀등을 부착하는 단계로 이루어지는 알우미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법을 제공한다.
이하에 본 발명에 따른 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 사용하여 상세하게 설명한다.
제1도는 본 발명에 따라 제작된 기판의 단면도 이고, 제2도는 본 발명에 따른 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법에 대한 공정도 이고, 제3도는 본 발명의 일 실시예에 의한 컨넥터와 결합 구조도이다.
본 발명은 알루미나(Al2O3) 세라믹 기판(100)을 투입하는 단계(S1)와, 상기의 단계(S1)에서 투입된 알루미나 기판(100)에 티타늄(Ti)(110), 파라듐(Pd)(120), 그리고 구리(Cu)(130)등을 차례로 D·C스퍼터링 방식으로 소정의 두께를 형성하는 1차 금속층 형성 단계(S2)와, 상기 단계(S2)에서 형성된 1차 금속층위에 음성 감광제를 부착하는 단계(S3)와, 회로설계 단계(S41)와, 마스크 제작 단계(S42)를 통하여 완성된 회로의 마스크를 부착하고, 자외선의 단색 광원으로 음성 감광제를 감광시킨후, 현상 공정을 거쳐 불필요한 감광제를 제거하는 단계(S4)와, 전도체인 구리 (Cu)(130), 니켈(Ni)(140), 그리고 금(Au)(150)의 2차 금속층을 순서에 의해 전기 도금 방식으로 소정의 두께로 형성하는 단계(S5)와 상기 단계(55)에서 완성된 알루미나 기판(100)을 알루미늄 하우징(10)에 은(Ag) 에폭시(15)로 접합하는 단계(S6)와, 알루미늄 하우징(10)의 소정 위치에 은(Ag) 에폭시(15)를 사용하여 SMA 컨넥터(40)를 부착하는 단계(S7)와, 상기의 단계(S6,S7)에서 접합된 알루미나 기판(100)과 SMA 컨넥터(40)의 핀(25)을 2Ag/62Sn/36Pn의 솔더(20)를 이용하여 부품 소자 및 핀 등을 부착하는 단계(S8)와 세척 단계(S9), 검사 단계(S10) 및 시험 단계(S11)로 구성되어 이루어진다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 유전율 대비 99.5%의 순도인 알루미나 세라믹기판(100)위에 티타늄(Ti)(110), 파라듐(Pd)(120), 및 구리(Cu)(130)의 1차 금속층을 차례로 D·C 스퍼터링 방식을 이용하여 전체 약 0.5㎛정도의 두께로 형성한다(S1,S2).
이어서, 음성(Negative) 감광제를 상기의 단계(S2)를 거친 알루미나 세라믹 기판(100,110,120,130)양면에 도포한 후(S3)를 윌킨슨 전력 분배 기법을 응용해 설계된 회로(S41)가 제작된 마스크(S42)를 이용하여 자외선 단색 광원으로 음성 감광제를 노광 및 감광 시키고, 현상 공정을 거쳐 Ti/Pd/Cu로 된 1차 금속의 도전층을 패터닝 항 후 불 필요한 감광제를 제거한다(S4).
상기의 단계(S4)를 거친 후, 다시 2차 금속의 도전층을 전도체인 구리(Cu)(130) , 니켈(Ni)(140), 금(Au)(150)의 순서대로 전기 도금 방식을 이용하여 20~25㎛정도의 두께가 되도록 형성 (S5)함으로서, 상기 단계(S4)에서 패터링 한 부분에 의해 필요한 부분에만 제2금속층을 전기 도금 형성한다.
즉, 마이크로 스트립 라인 및 칩 저항을 장착할 수 있는 패턴 등이 형성된, 완전한 전력 분배기용 알루미나 기판(100)을 제작한다. 상기의 단계(S5)에서 형성된 기판(100)을 알루미늄으로 된 하우징(10)에 접착하기 위하여 전도성 은 (Ag) 에폭시(15)를 상기의 알루미나 기판(100)의 밑면에 프린팅하고, 상기의 단계(S5)에서 마이크로 스트립 라인이 형성된 기판(100)을 완벽하게 하우징(10)에 그라운딩(Grounding)시키고 (S6), 또한 SMA타입의 컨넥터(40)를 사용함으로서, 패키지의 전체 높이를 축소하였다(S7).
SMA 컨넥터(40)가 삽입되어 결합되는 부분인 하우징(10)의 구멍(30)은 엔드밀(End-mill)가공을 통하여 형성한다.
상기의 알루미늄 하우징(10)에 SMA 컨넥터(40)를 장착하는 방법에는 컨넥터(40)의 2~3개 나사산에 은(Ag) 에폭시(15)를 발라 알루미늄 하우징(10)의 구멍(30)에 삽입함으로서, 컨넥터(40) 고유의 전기적 특성인 50 오옴() 임피던스가 완벽하게 정합(Matching) 되도록 하였으며, 그 외부에 와셔(50) 및 너트(60)를 이용하여 고정함으로써 SMA컨넥터(40)의 고정에 대한 신뢰성을 확보하였다.
그리고, 상기 알루미나 기판(100)의 50 오옴() 패턴과 상기SMA 컨넥터(40)의 핀(25)을 접합하는 방식은, 상기 알루미나 기판(100)이 은 에폭시(15)에 의하여 접합된 하우징(10)의 온도가 140~160℃인 핫 플레이트 위에 올려놓고2Ag/62Sn/36Pn 비율로 조성된 땜납(20)으로 솔더링(S8)한다.
상기의 과정을 거친후, 세척 단계(S9), 검사 단계(S10), 시험 단계(S11)를 통하여 종료된다.
상기와 같은 단계로 이루어진 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법은 매우 높은 주파수를 사용하는 이동통신용 전력 분배기의 마이크로 스트립 라인 등에 적용할 수 있고, 칩 저항 등의 부품을 장착 할수 있음으로, 고주파 회로에서 근접한 회로 구성요소 및 선로간의 간섭에 의한 영향을 줄일 수 있고, 이동통신과 같은 높은 주파수 영역에서 안정된 성능으로 동작하며, 이동통신 시스템의 전체적인 신뢰성을 향상시키는 효과를 제공한다.
Claims (1)
- 알루미나(Al2O3) 세라믹 기판위에 D·C 스퍼터링 방식을 이용하여 전도성 금속인 티타늄(Ti), 파라듐(Pd) 및 구리(Cu)를 순서대로 일정 두께를 형성하는 단계와, 상기의 단계를 거친 기판에 음성 감광제를 도포한 후 설계된 회로의 마스크를 부착하고 단색의 자외선 광원으로 상기 음성 감광제를 감광 시키고 현상을 거쳐 불 필요한 감광제를 제거하는 단계와, 전도성 금속인 구리(Cu), 니켈(Ni), 및 금(Au)을 순서대로 전기 도금 방식을 이용하여 소정의 두께로 형성하는 단계와, 상기의 단계에서 완성된 알루미나 세라믹 기판을 은 에폭시를 사용하여 하우징에 접합하는 단계와, 소정의 위치에 은 에폭시를 사용하여 컨넥터를 부착하고 2Ag/62Sn/36Pn의 솔더를 이용하여 소자 및 컨넥터 핀 등을 부착하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미나 세라믹을 이용한 기판의 제조방법.
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Cited By (1)
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| KR100467200B1 (ko) * | 2002-03-28 | 2005-01-24 | (주) 케이엠씨 테크놀러지 | 이동통신용 세라믹 고주파 전력분배기 제조방법 |
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1995
- 1995-11-24 KR KR1019950043682A patent/KR100188227B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
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| KR100467200B1 (ko) * | 2002-03-28 | 2005-01-24 | (주) 케이엠씨 테크놀러지 | 이동통신용 세라믹 고주파 전력분배기 제조방법 |
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| KR970030218A (ko) | 1997-06-26 |
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