KR100310908B1 - Fabrication Process of Metal Surface Low Temperature Co-fired Ceramic Substrates with Flat Surface - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표면이 평탄한 금속상 저온 동시 소성 세라믹 기판을 제작하는 공정에 관한 것으로, 플립-칩의 결합이 용이한 표면이 평탄한 금속상 저온 동시 소성세라믹 기판의 제작 공정을 제공하는데 그 목적이 있다. 본 발명에 따른 표면이 평탄한 금속상 저온 동시 소성 세라믹 기판의 제작 공정은 금속 베이스 및 다수의 저은 동시 소성 세라믹 그린 테이프를 개별적으로 준비하는 단계; 상기 준비된 다수의 저온 동시 소성 세라믹 그린 테이프를 기초로 하여 제1 및 제2 그린 테이프 적층체를 준비하는 단계; 상기 준비된 금속 베이스의 상부면 및 하부면에 각각 상기 제1 그린 테이프 적층체 및 제2 그린 테이프 적층체를 부착시켜 가압하여 압착체를 형성하는 단계; 상기 압착체를 동시 소성하여 동시 소성된 LTCC-M 소형체를 형성하는 단계; 상기 동시 소성된 LTCC-M 기판의 양면의 세라믹 표면을 연마하는 단계; 및 상기 평탄하게 연마된 세라믹 표면에 회로 패턴을 형성하여 기판을 완성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 저온 소성 세라믹을 금속 베이스 양면에 부착시켜 소성후 캠버를 최소화하고, 이 세라믹의 표면을 연마하여 기판내 캠버 편차가 10cm당 ±50㎛ 내에 들어가는 기판의 제작이 가능하다. 후 소성에서의 캠버 변화를 억제하여 후소성 전의 표면 평면도를 유지하게 할 수 있어 플립-칩이 금속상 저온동시 소성 세라믹 기판에 용이하게 결합될 수 있도록 한다.The present invention relates to a process for producing a low-temperature, co-fired ceramic substrate having a flat surface, and an object thereof is to provide a process for producing a low-temperature, co-fired ceramic substrate having a flat surface with easy flip-chip bonding. According to the present invention, a manufacturing process of a low-temperature co-fired ceramic substrate having a flat surface includes preparing a metal base and a plurality of low co-fired ceramic green tapes separately; Preparing first and second green tape laminates based on the prepared plurality of low temperature cofired ceramic green tapes; Attaching and pressing the first green tape laminate and the second green tape laminate to the upper and lower surfaces of the prepared metal base to form a compact; Co-firing the compact to form a co-fired LTCC-M compact; Polishing the ceramic surfaces on both sides of the co-fired LTCC-M substrate; And forming a circuit pattern on the flat polished ceramic surface to complete the substrate. According to the present invention, the low temperature calcined ceramic is attached to both sides of the metal base to minimize the camber after firing, and the surface of the ceramic is polished to produce a substrate having a camber variation within ± 50 μm per 10 cm. The camber change in post-firing can be suppressed to maintain the surface planarity before post-firing so that the flip-chip can be easily bonded to the low-temperature, simultaneous firing ceramic substrate on the metal.
Description
본 발명은 금속상 저온 동시 소성 세라믹 (low temperature cofired ceramic on metal; LTCC-M) 기판에 관한 것으로, 특히, 표면이 평탄한 LTCC-M 기판을 제작하는 공정에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to low temperature cofired ceramic on metal (LTCC-M) substrates and, more particularly, to a process for fabricating flat surface LTCC-M substrates.
LTCC-M 기판을 이용하여 모듈을 제작하는데 있어서 중요한 조립 공정 중의 하나로 플립-칩(flip-chip)의 부착이 있는데, 이때 기판의 평면도가 10cm당 ±50㎛내에 들어야 할 정도로 우수해야만 부착이 가능하다.One of the important assembly processes in the fabrication of modules using LTCC-M substrates is the attachment of flip-chips, which can be attached only when the top view of the substrate is good enough to be within ± 50㎛ per 10cm. .
도 1(a)에는 종래의 방법에 의해 생성된 LTCC-M 기판(100)에서의 세라믹(102)의 열팽창 계수(αL)가 금속 베이스(104)의 열팽창계수(αM) 보다 큰 경우(αL>αM) LTCC-M 기판(100)의 단면도가 도시되어 있다. LTCC-M 기판(100)은 아래로 볼록한 캠버(102a)를 갖는다. 도 1(b)에는 종래의 방법에 의해 생성된 LTCC-M 기판(200)에서의 금속 베이스(204)의 열팽창계수(αM)가 그린 테이프(202)의 열팽창 계수(αL) 보다 큰 경우(αM>αL), LTCC-M 기판의 단면도가 도시되어 있다. LTCC-M 기판(200)은 위로 볼록한 캠버(202a)를 갖는다.FIG. 1A shows a case where the coefficient of thermal expansion α L of the ceramic 102 in the LTCC-M substrate 100 produced by the conventional method is larger than the coefficient of thermal expansion α M of the metal base 104 ( A cross sectional view of α L > α M ) LTCC-M substrate 100 is shown. The LTCC-M substrate 100 has a camber 102a that is convex downward. 1 (b) shows a case where the coefficient of thermal expansion α M of the metal base 204 in the LTCC-M substrate 200 produced by the conventional method is larger than the coefficient of thermal expansion α L of the green tape 202. (α M > α L ), a cross-sectional view of the LTCC-M substrate is shown. The LTCC-M substrate 200 has a camber 202a that is convex upward.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 방법에 의해 생성된 LTCC-M 기판에서는 그린 테이프의 열팽창 계수(αL)와 금속 베이스의 열팽창계수(αM)가 차이가 있어서 캠버가 발생하여 기판의 평탄화에 어려움이 있다. 그리고 종래의 기판 구조에서는 금속 베이스의 초기 캠버 자체도 제어하기가 매우 어렵기 때문에 소성된 기판 위에플립-칩을 올리기가 어렵다. 또한 단면 기판은 소성후의 후공정에 의해서도 캠버가 변하기 때문에 이를 방지하기 위해서는 구조적인 변화가 필요하다.As shown in FIG. 1, in the LTCC-M substrate produced by the conventional method, the thermal expansion coefficient α L of the green tape and the thermal expansion coefficient α M of the metal base are different so that a camber is generated to flatten the substrate. There is a difficulty. In the conventional substrate structure, the initial camber of the metal base is also very difficult to control, so it is difficult to put the flip-chip on the fired substrate. In addition, since the camber changes even after the post-firing of the single-sided substrate, a structural change is necessary to prevent this.
이에 본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플립-칩 결합이 용이한 표면이 평탄한 LTCC-M 기판의 제작 공정을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a manufacturing process of an LTCC-M substrate having a flat surface that is easy to flip-chip bonding.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 금속 베이스 및 다수의 저온 동시 소성 세라믹 그린 테이프를 개별적으로 준비하는 단계; (b) 단계 (a)에서 준비된 상기 다수의 저온 동시 소성 세라믹 그린 테이프를 기초로 하여 제1 및 제2 그린 테이프 적층체를 준비하는 단계; (c) 단계 (a)에서 준비된 금속 베이스의 상부면 및 하부면에 각각 상기 단계 (b)에서 준비된 상기 제1 그린 테이프 적층체 및 제2 그린 테이프 적층체를 부착시켜 가압하여 압착체를 형성하는 단계; (d) 상기 압착체를 동시 소성하여 동시 소성된 LTCC-M 소형체를 형성하는 단계; (e) 상기 동시 소성된 LTCC-M 기판의 양면의 세라믹 표면을 연마하는 단계; 및 (f) 상기 평탄하게 연마된 세라믹 표면에 회로 패턴을 형성하여 기판을 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면이 평탄한 금속상 저온 동시 소성 세라믹 기판의 제작 공정을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of (a) separately preparing a metal base and a plurality of low temperature co-fired ceramic green tape; (b) preparing first and second green tape laminates based on the plurality of low temperature cofired ceramic green tapes prepared in step (a); (c) attaching the first green tape laminate and the second green tape laminate prepared in step (b) to the upper and lower surfaces of the metal base prepared in step (a), respectively, to press to form a compact step; (d) co-firing the compact to form co-fired LTCC-M compacts; (e) polishing ceramic surfaces on both sides of the cofired LTCC-M substrate; And (f) forming a circuit pattern on the flat polished ceramic surface to complete the substrate.
도 1(a)는 종래의 방법에 의해 생성된 LTCC-M 기판에서의 세라믹의 열팽창 계수가 금속 베이스의 열팽창계수 보다 큰 경우 LTCC-M 기판의 단면도.1 (a) is a cross-sectional view of an LTCC-M substrate when the thermal expansion coefficient of the ceramic in the LTCC-M substrate produced by the conventional method is larger than the thermal expansion coefficient of the metal base.
도 2(b)는 종래의 방법에 의해 생성된 LTCC-M 기판에서의 금속 베이스의 열팽창계수가 세라믹의 열팽창 계수 보다 큰 경우 LTCC-M 기판의 단면도.Figure 2 (b) is a cross-sectional view of the LTCC-M substrate when the thermal expansion coefficient of the metal base in the LTCC-M substrate produced by the conventional method is larger than the thermal expansion coefficient of the ceramic.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 제작된 LTCC-M 기판의 단면도로서, 열팽창 계수가 금속 베이스 보다 작은 세라믹을 금속 베이스의 양면에 부착시켰을 때 금속 베이스와 세라믹 계면 사이의 응력 상태를 나타낸 LTCC-M 기판의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of an LTCC-M substrate fabricated according to a first preferred embodiment of the present invention, illustrating the stress state between the metal base and the ceramic interface when a ceramic having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the metal base is attached to both surfaces of the metal base. FIG. Cross-sectional view of the LTCC-M substrate shown.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LTCC-M 기판용 금속 베이스를 준비하는 과정을 설명하기 위한 도면들.3 is a view for explaining the process of preparing a metal base for LTCC-M substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 LTCC-M 기판용 그린 테이프를 나타낸 도면.4 is a view showing a green tape for LTCC-M substrate produced in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 5(a) 내지 도 5(e)는 도 4에 도시된 그린 테이프를 기초로 하여 다수의 회로 패턴을 갖는 상부면 그린 적층체를 준비하는 과정을 설명하기 위한 도면들.5 (a) to 5 (e) are views for explaining a process of preparing a top green laminate having a plurality of circuit patterns based on the green tape shown in FIG.
도 5(f) 및 도 5(g)는 도 4에 도시된 그린 테이프를 기초로 하여 하부면 그린 적층체를 준비하는 과정을 설명하기 위한 도면들.5 (f) and 5 (g) are views for explaining a process of preparing a bottom green laminate based on the green tape shown in FIG.
도 6은 도 3(e) 및 도 3(f), 도 5(e), 및 도 5(g)에 각각 도시된 금속 베이스, 다수의 회로 패턴을 갖는 상부면 그린 적층체, 및 하부면 그린 적층체로 구성된 압착체의 단면도.6 is a metal base shown in FIGS. 3 (e) and 3 (f), 5 (e), and 5 (g), a top green laminate having a plurality of circuit patterns, and a bottom green, respectively. Sectional drawing of the crimp body comprised of a laminated body.
도 7(a)은 도 6에 도시된 상기 압착체를 소성하여 형성한 LTCC-M 기판의 단면도.FIG. 7 (a) is a sectional view of the LTCC-M substrate formed by firing the press body shown in FIG.
도 7(b)는 도 7(a)에 도시된 동시 소성된 LTCC-M 기판의 양면 세라믹을 연마한 상태를 나타낸 단면도.Fig. 7 (b) is a cross-sectional view showing a polished double-sided ceramic of the co-fired LTCC-M substrate shown in Fig. 7 (a).
도 7(c)은 도 7(b)에 도시된 상기 연마된 내부 회로가 구성되어 있는 상부면 세라믹 표면에 회로 패턴을 형성한 LTCC-M 기판을 나타낸 도면이다.FIG. 7C is a view showing an LTCC-M substrate having a circuit pattern formed on an upper surface ceramic surface on which the polished internal circuit shown in FIG. 7B is formed.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
400 : 금속 베이스 402 : 금속400: metal base 402: metal
404 : 금속 도금층 406 : 금속 산화물층404: metal plating layer 406: metal oxide layer
410 : 접착제 500 : 평탄화된 금속상 저온 소성 세라믹 기판410 adhesive 500 flattened low-temperature plastic ceramic substrate
502 : 그린 테이프 504 : 비어 홀502: green tape 504: empty hole
506 : 회로 패턴을 갖는 그린 테이프 508: 회로 패턴506 green tape having a circuit pattern 508 circuit pattern
510 : 상부면 그린 적층체 512: 하부면 그린 적층체510: upper surface green laminate 512: lower surface green laminate
514 : 그린 압착체 516 : 소성된 LTCC-M 기판514: green compact 516: fired LTCC-M substrate
518 : 연마된 LTCC-M기판 520 : 후공정에서의 표면회로패턴518: polished LTCC-M substrate 520: surface circuit pattern in a later process
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따라 제작된 LTCC-M 기판의 단면도로서, 열팽창 계수가 금속 베이스 보다 작은 세라믹을 금속 베이스의 양면에 부착시켰을 때 금속 베이스와 세라믹 계면 사이의 응력 상태를 나타낸 LTCC-M 기판의 단면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 열팽창 계수(αL)가 금속 베이스(304)의 열팽창 계수 보다 작은 세라믹(302)을 금속 베이스 양면에 부착하여 소성된 기판은 상하부면에서의 캠버의 상쇄 효과에 의해 캠버가 거의 없는 LTCC-M기판(300)이 된다. 이 세라믹 표면을 연마하면 평면도가 우수한 기판이 되며, 후공정에서도 캠버의 상쇄 효과에 의해 평면도를 유지할 수 있다. 또한 양면의 세라믹에 압축 응력이 형성되므로 세라믹의 강도를 높이는 부가 효과도 얻게 된다.FIG. 2 is a cross-sectional view of an LTCC-M substrate manufactured according to a first preferred embodiment of the present invention, illustrating the stress state between the metal base and the ceramic interface when a ceramic having a coefficient of thermal expansion smaller than that of the metal base is attached to both surfaces of the metal base. A cross-sectional view of the LTCC-M substrate shown is shown. As shown in FIG. 2, the substrate sintered by attaching the ceramic 302 having a thermal expansion coefficient α L smaller than the thermal expansion coefficient of the metal base 304 to both sides of the metal base is caused by the offset effect of the camber on the upper and lower surfaces thereof. An LTCC-M substrate 300 having almost no camber is obtained. Polishing this ceramic surface makes the substrate excellent in flatness, and the flatness can be maintained by the offsetting effect of the camber even in a later step. In addition, since compressive stress is formed on both surfaces of the ceramic, an additional effect of increasing the strength of the ceramic is also obtained.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LTCC-M 기판용 금속 베이스를 준비하는 과정을 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LTCC-M 기판용 금속 베이스를 준비하는 과정이 설명되어 있다.A process of preparing a metal base for an LTCC-M substrate according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. 3 illustrates a process of preparing a metal base for an LTCC-M substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
금속판을 원하는 치수로 절삭하여 도 3(a)에 도시된 바와 같이 금속(402)을 준비한다. 상기 금속 재료의 예에는 Cu, Ni, Al, 스테인레스강, 저탄소강, 인바아(Invar), 및 코바아(Kovar)가 있다. 상기 금속(402)의 표면에 도금용 금속을 도금하여 도 5에 도시된 바와 같이 금속 도금층(404)을 형성한다. 상기 금속 도금층(404)의 재료의 예에는 Cu, Ni, Cu/Ni가 있다. 그 후, 상기 금속 도금층(404)을 산화하여 도 6에 도시된 바와 같이 금속 산화물층(406)을 형성한다. 상기 금속 산화물층(406)은 NiO 및 CuO를 포함한다. 그 후 도 3(d)에 도시된 바와 같이 금속 산화물층(406)의 한 면에 결합제 및 용제로 구성된 접착제(410)를 도포한 후 용제를 건조시킨다. 그 후 도 3(e)에 도시된 바와 같이 반대면 상화물층에 접착제(410)을 도포한 후 용제를 건조시켜 양면에 접착제를 도포한 금속 베이스(400)를 준비한다.The metal plate is cut to the desired dimensions to prepare the metal 402 as shown in FIG. 3 (a). Examples of such metal materials are Cu, Ni, Al, stainless steel, low carbon steel, Invar, and Kovar. A plating metal is plated on the surface of the metal 402 to form a metal plating layer 404 as shown in FIG. 5. Examples of the material of the metal plating layer 404 include Cu, Ni, and Cu / Ni. Thereafter, the metal plating layer 404 is oxidized to form a metal oxide layer 406 as shown in FIG. The metal oxide layer 406 includes NiO and CuO. Thereafter, as shown in FIG. 3 (d), an adhesive 410 composed of a binder and a solvent is applied to one side of the metal oxide layer 406, and then the solvent is dried. Thereafter, as shown in FIG. 3 (e), the adhesive 410 is applied to the opposite side upper layer, and then the solvent is dried to prepare the metal base 400 coated with the adhesive on both sides.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LTCC-M 기판용 그린 테이프를 준비하는 과정을 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제작된 그린 테이프를 나타낸 도면이다.A process of preparing a green tape for an LTCC-M substrate according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. 4 is a view showing a green tape manufactured according to a preferred embodiment of the present invention.
ZnO-MgO-B2O3-SiO2-Al2O3로 구성된 결정화 유리 분말 150g, CaO-Al2O3-ZnO-B2O3로 구성된 부분 결정화 유리 분말 26.26g, 충전제로서 포스테라이트 분말 10.12g, 착색제 Cr2030.5g을 예비 혼합한다. 상기 충전제는 결정화를 촉진하고 열팽창 계수를 조절한다. 열팽창 계수를 조절하기 위해 포스테라이트 외에도 코디어라이트, SiO2등이 이용될 수 있다.150 g of crystallized glass powder composed of ZnO-MgO-B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 , 26.26 g of partially crystallized glass powder composed of CaO-Al 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 , forsterite as filler Premix 10.12 g of powder and 0.5 g of colorant Cr 2 0 3 . The filler promotes crystallization and adjusts the coefficient of thermal expansion. Cordierite, SiO 2, etc. may be used in addition to forsterite to adjust the coefficient of thermal expansion.
분산제 및 용제로 구성된 분산 용액 39.1g; 결합제, 가소제, 및 용제로 구성된 수지 용액 32.7g을 상기 예비 혼합된 원료와 함께 1ℓ 알루미나 단지(도시안됨)에 넣고 85∼100rpm으로 2 시간 밀링하여 슬러리를 생성한다. 이때 밀링 매체로서 지르코니아 볼 150∼300㎖를 사용한다.39.1 g of a dispersion solution consisting of a dispersant and a solvent; 32.7 g of a resin solution composed of a binder, a plasticizer, and a solvent were put together with the premixed raw material into a 1 L alumina jar (not shown) and milled at 85 to 100 rpm for 2 hours to form a slurry. At this time, 150-300 ml of zirconia balls are used as a milling medium.
밀링이 끝난 후, 상기 생성된 슬러리 내의 기포를 제거하기 위해 탈포를 실시한다. 슬러리 표면에 스킨이 생기는 것을 방지하기 위해 교반기(도시안됨)를 고속으로 회전시키면서 진공에서 2∼3분 유지하여 기포를 제거한다. 캐스터에 필름 및 블레이드(blade)를 세팅한 후, 필름을 이송시키면서 슬러리를 투입하여 도 9에도시된 바와 같은 그린 테이프(502)를 만든다.After milling, defoaming is performed to remove bubbles in the resulting slurry. In order to prevent skin formation on the surface of the slurry, bubbles are removed by holding the stirrer (not shown) in a vacuum at a high speed for 2-3 minutes. After setting the film and the blade on the caster, the slurry is introduced while the film is transferred to make the green tape 502 as shown in FIG.
상기 그린 테이프(502)를 기초로 하여 다층 회로 패턴을 갖는 상부면 그린 적층체(510)를 준비하는 과정을 도 5(a) 내지 도 5(c)를 참조하여 설명한다. 도 5(a) 내지 도 5(e)에는 도 4에 도시된 그린 테이프(502)를 기초로 하여 다층 회로패턴을 갖는 상부면 그린 적층체(510)를 준비하는 과정이 설명되어 있다.A process of preparing the upper surface green laminate 510 having a multilayer circuit pattern based on the green tape 502 will be described with reference to FIGS. 5A to 5C. 5 (a) to 5 (e) illustrate a process of preparing the top green laminate 510 having the multilayer circuit pattern based on the green tape 502 shown in FIG.
건조된 그린 테이프를 필름에서 분리한 후, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 원하는 치수로 절단하고, 펀처를 이용하여 도 5(b)에 도시된 바와 같이 원하는 위치에 비어 홀(504)을 형성한다. 그 후 인쇄기를 이용하여 비어 홀을 도전체 페이스트로 채운다. 다층 회로를 구성하기 위해서 각 층에 알맞은 회로를 스크린으로 만든 후 인쇄기를 이용하여 도 5(c)에 도시된 바와 같이 페이스트를 인쇄, 회로 패턴(508)을 형성시킨다. 이 때 도 5(d)에 도시된 바와 같이 원한 수 만큼의 다수의 회로 패턴을 갖는 그린 테이프(506)가 준비될 수 있다. 상기 다수의 회로가 인쇄된 그린 테이프(506)을 건조시킨 후, 이를 적층하여 그린 적층체(510), 즉 하나의 성형체로 만듬으로써 상부면 그린 적층체(510)를 준비할 수 있다. 4˝ 치수의 경우 10∼15톤의 압력으로 85∼100℃에서 4∼5분 가압하여 적층체를 만든다.After the dried green tape is separated from the film, it is cut to a desired dimension as shown in Fig. 5 (a), and the via hole 504 is placed at a desired position as shown in Fig. 5 (b) using a puncher. Form. The via hole is then filled with conductor paste using a printing press. In order to form a multilayer circuit, a circuit suitable for each layer is made into a screen, and then a paste is printed and a circuit pattern 508 is formed using a printing machine as shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 5 (d), a green tape 506 having a desired number of circuit patterns may be prepared. After drying the green tape 506 printed with the plurality of circuits, the upper surface green laminate 510 may be prepared by stacking the green tape 506 to form the green laminate 510. In the case of the 4 ˝ dimension, the laminate is pressurized at 85 to 100 ° C. for 4 to 5 minutes at a pressure of 10 to 15 tons.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부면 그린 적층체를 준비하는 과정을 도 5(f) 및 도 5(g)을 참조하여 설명한다. 도 5(f) 및 도 5(g)에는 도 4에 도시된 그린 테이프(502)를 기초로 하여 하부면 그린 적층체를 준비하는 과정이 설명되어 있다.A process of preparing the bottom green laminate according to the preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 (f) and 5 (g). 5 (f) and 5 (g) illustrate a process of preparing a lower surface green laminate based on the green tape 502 shown in FIG.
상기 준비된 그린 테이프를 원하는 치수로 절단하여 상부면 그린 적층체와같은 층수에 해당하는 만큼의 그린 테이프(502)를 도 5(f)에 도시된 바와 같이 준비한다. 이를 적층, 가압하여 하나의 성형체로 만듬으로써 하부면 그린 적층체(512)를 준비할 수 있다. 하부면 그린 적층체(512)는 소성후의 캠버 발생을 최소화하는 역할을 하며, 필요한 경우 다층 회로를 포함하여 준비할 수 있다.The prepared green tape is cut into desired dimensions to prepare as many green tapes 502 as shown in Fig. 5 (f) corresponding to the number of layers such as the top green laminate. The lower surface green laminate 512 may be prepared by laminating and pressing the same to form a molded body. The lower green laminate 512 serves to minimize the generation of camber after firing, and may be prepared including a multilayer circuit if necessary.
적층된 상부면 그린 적층체(510) 및 하부면 그린 적층체(512)를 상기 준비된 금속 베이스(400)의 양면에 부착하고 다시 가압하여 도 6에 도시된 바와 같은 그린 압착체(514)를 형성한다. 적층시의 1/3의 압력으로 85∼100℃에서 2∼3분 가압한다.The stacked top green laminate 510 and bottom green laminate 512 are attached to both surfaces of the prepared metal base 400 and pressurized again to form a green press body 514 as shown in FIG. 6. do. It pressurizes for 2-3 minutes at 85-100 degreeC by the pressure of 1/3 at the time of lamination | stacking.
상기 그린 압착체(514)를 벨트 로를 이용하여 850∼900℃의 온도에서 소성한다. 소성이 끝나면 도 7(a)에 도시된 바와 같이 상하면에 세라믹이 결합된 LTCC-M기판(516)이 형성된다. 상기 소성된 LTCC-M 기판(516)의 상하면의 세라믹을 평탄하게 연마하여 표면이 평탄화된 LTCC-M 기판(518)을 형성한다. 도 7(b)에는 상기 소성된 LTCC-M 기판의 양면 세라믹 표면을 연마한 상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있다. 상기 평탄하게 연마된 상부면 세라믹 표면에 회로 패턴(520)을 인쇄하고 이를 700∼750℃의 온도에서 다시 소성하여 표면 회로를 형성하므로써 표면이 평탄한 LTCC-M 기판(500)의 제작을 완료한다. 상하면 세라믹의 캠버 상쇄 작용에 따라 단면 기판에서 나타나는 재소성 후 캠버의 변화가 효과적으로 억제되어 평탄한 표면 상태를 유지할 수 있어 플립-칩이 기판 위에 용이하게 결합될 수 있다. 도 7(c)에는 상기 표면이 평탄한 LTCC-M 기판의 개요도가 도시되어 있다.The green compact 514 is fired at a temperature of 850 to 900 ° C. using a belt furnace. After the firing is completed, as shown in FIG. 7 (a), an LTCC-M substrate 516 having ceramics bonded to upper and lower surfaces thereof is formed. The ceramics on the upper and lower surfaces of the fired LTCC-M substrate 516 are smoothly polished to form an LTCC-M substrate 518 having a flat surface. FIG. 7B is a cross-sectional view showing a polished double-sided ceramic surface of the fired LTCC-M substrate. The circuit pattern 520 is printed on the smoothly polished upper surface ceramic surface and fired again at a temperature of 700 to 750 ° C. to form a surface circuit, thereby completing the manufacture of the LTCC-M substrate 500 having a flat surface. According to the camber offset action of the upper and lower ceramics, the change of the camber after refiring on the single-sided substrate is effectively suppressed to maintain a flat surface state so that the flip-chip can be easily coupled onto the substrate. Fig. 7 (c) shows a schematic of the LTCC-M substrate with the flat surface.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 저온 소성 세라믹을 금속 베이스 양면에 부착시켜 소성후 캠버를 최소화하고, 이 세라믹의 표면을 연마하여 기판내 캠버편차가 10cm당 ±50㎛ 내에 들어가는 기판의 제작이 가능하다. 후 소성에서의 캠버변화를 억제하여 후소성 전의 표면 평면도를 유지하게 할 수 있어 플립-칩이 금속상 저온 동시 소성 세라믹 기판에 용이하게 결합될 수 있도록 한다.As described above, according to the present invention, the low temperature calcined ceramic is attached to both sides of the metal base to minimize the camber after firing, and the surface of the ceramic is polished to produce a substrate having a camber deviation within ± 50 μm per 10 cm. It is possible. The camber change in post-firing can be suppressed to maintain the surface planarity before post-firing, so that the flip-chip can be easily bonded to the metal phase low temperature co-fired ceramic substrate.
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|---|---|---|---|---|
| KR101038180B1 (en) | 2010-12-28 | 2011-05-31 | 세미텍 주식회사 | Ltcc substrate foxing method of semiconductor packaging process |
Citations (1)
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| JPH07106465A (en) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Mitsubishi Materials Corp | Low-temperature-fired board and its manufacture |
-
1998
- 1998-12-30 KR KR1019980061754A patent/KR100310908B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101038180B1 (en) | 2010-12-28 | 2011-05-31 | 세미텍 주식회사 | Ltcc substrate foxing method of semiconductor packaging process |
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