KR100340399B1 - 고주파형 세라믹 공진자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 전자부품에 사용되는 세라믹 공진자(resonator)의 제조방법에 관한 것이며; 그 목적은 종래방법에 비하여 상대적으로 간단한 공정을 행하므로써 공정이 매우 단순화되고 제조수율 또한 향상되는 세라믹 공진자의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 분극된 서브웨이퍼에 전극을 형성시 먼저 서브웨이퍼의 중앙부에 레지스트층을 형성한 다음, 이어서 증착을 통해 전극을 형성하고, 세정을 통해 상기 레지스트층을 제거함을 포함하여 구성되는 세라믹 공진자의 제조방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

고주파형 세라믹 공진자의 제조방법{A Method for Manufacturing a High-Frequency Ceramic Resonator}

본 발명은 각종 전자부품에 사용되는 세라믹 공진자(resonator)의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보다 공정이 간단하게 되는 새로운 세라믹 공진자의 제조방법에 관한 것이다.

어떤 진동 전류의 주파수에 동조해서 전기적으로 진동하는 전기 회로 소자인 세라믹 공진자(ceramic resonator)는 일반적으로 도1과 같은 과정을 거쳐 제조된다. 즉, 도1a와 같이, 먼저 유전체로 이루어진 일정 크기의 세라믹 웨이퍼(ceramicwafer)(10)를 슬라이스(slice)형태로 절단하여 세라믹서브웨이퍼(sub wafer)(11)를 얻는다. 그 다음, 상기 서브웨이퍼의 양단에 분극용 전극(11a)(11b)을 형성하여 이 전극을 통해 전압을 인가하여 서브웨이퍼를 분극시킨다. 도1b는 분극용 전극(11a)(11b)이 마련된 도1a의 서브웨이퍼의 A-A' 단면을 보이고 있다. 이후, 도1c와 같이 분극된 서브웨이퍼(11)는 전면을 Cu, Ag로 증착하여 증착층(12)를 형성하고, 증착된 서브웨이퍼(11)은 도1d와 같이 레지스트(resist)를 인쇄하여 레지스트층(13)을 형성한다. 그 다음, 서브웨이퍼(11)를 패턴필름(pattern film)으로 노광시켜 도1e와 같이 노광된 면이외의 면에 대해서 증착층(12)을 에칭하고, 레지스트를 제거하여 도1f와 같은 전극이 형성된 서브웨이퍼를 얻는다. 상기와 같이 전극이 형성된 서브웨이퍼는, 이후 도2a와 같이 주파수별로 구분하여 칩(chip)(11c)으로 절단하고, 그 양측에 리드프레임(lead frame)(14)을 납땜한다. 상기 리드프레임(14)의 납땜연결에 앞서, 리드프레임(14)을 연결하기 위한 전극을 추가적으로 형성해야 한다. 이와 같이, 추가적으로 리드프레임 연결용 전극을 형성하는 것은, 리드 프레임을 연결하기 위해서는 상기 리드프레임에 적합한 패턴을 갖는 전극이 요구되나, 각각 양단 측면을 포함하여 분극을 형성해야 하는 분극용 전극(11a,11b)으로는 리드프레임을 연결하기 위한 적합한 패턴을 얻을 수 없기 때문이다.

그 다음, 공공을 형성하기 위해 왁스(wax)를 부착시키고, 왁스가 부착된 칩을 에폭시수지에 침적시켜 건조하면 도2b와 같은 세라믹 공진자가 제조된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 세라믹 공진자의 제조방법은 여러 공정의 노광, 현상 및 에칭을 거쳐 작업손실이 크고 비용이 증가할 뿐만아니라 제조수율이 크게 저하되는 단점이 있다. 더욱이 종래의 방법은 에칭작업으로 인한 환경오염이 발생되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 세라믹 공진자 제조방법에 비하여 상대적으로 간단한 공정을 행하므로서 공정이 매우 단순화되고 제조수율 또한 향상되는 세라믹 공진자의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도1는 종래의 세라믹 공진자의 제조공정도

도2는 일반적인 세라믹 공진자의 개략적인 구조도

도3은 본 발명에 의한 세라믹 공진자의 일부 제조공정도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

21: 서브웨이퍼 22: 전극

23: 레지스트

상기한 목적달성을 위한 본 발명은 세라믹 웨이퍼를 일정두께의 서브세라믹웨이퍼로 절단하고, 절단된 서브세라믹웨이퍼의 양단에 분극용 전극을 형성하여 상기 서브웨이퍼들을 분극시킨 다음, 분극된 서브웨이퍼의 양단에 다시 전극을 형성하고, 전극이 형성된 웨이퍼를 세라믹 칩으로 절단하고, 상기 칩 양단의 전극에 리드프레임을 연결한 후, 상기 칩을 수지처리함을 포함하여 구성되는 세라믹 공진자의 제조방법에 있어서,

상기 분극된 서브웨이퍼의 양단에 마련되는 전극은 우선, 서브웨이퍼의 중앙부위를 레지스트로 인쇄하고, 레지스트가 인쇄된 서브웨이퍼를 건조한 다음, 건조된 서브웨이퍼를 증착하고, 증착된 서브웨이퍼를 세정하여 형성함을 포함하여 구성되는 세라믹 공진자의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도면을 통하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 제조방법은 도1과 같이 세라믹 웨이퍼를 일정두께의 서브세라믹웨이퍼로 절단하고, 절단된 서브세라믹웨이퍼의 양단에 분극용 전극을 형성하여 상기서브웨이퍼들을 분극시킨 다음, 분극된 서브웨이퍼의 양단에 다시 전극을 형성하고, 전극이 형성된 웨이퍼를 세라믹 칩으로 절단하고, 상기 칩 양단의 전극에 리드프레임을 연결한 후, 상기 칩을 수지처리하여 제조되는 세라믹 공진자의 제조방법이면 어느 것이나 적용가능하다.

도3은 본 발명의 제조공정을 보이고 있다. 본 발명은 종래방법과는 달리 서브웨이퍼에 전극을 형성시 먼저 레지스트층을 형성한 다음, 증착을 통해 전극을 형성함에 특징이 있다. 즉, 본 발명은 도3a와 같이, 서브웨이퍼(21)의 양단에 분극용 전극(21a)(21b)을 형성하여 상기 서브웨이퍼(21)를 분극시킨 다음, 도3b와 같이, 상기 분극된 서브웨이퍼의 중앙부위를 레지스트로 인쇄하여 레지스트층(23)을 형성하고, 상기 레지스트가 인쇄된 서브웨이퍼를 건조한다. 이때, 상기 레지스트층(23)은 서브웨이퍼(21)의 양단에 형성될 전극부위를 제외한 부분에 스크린인쇄(screen printing)을 실시하므로써 형성함이 바람직하다. 상기 레지스트인쇄시 사용되는 레지스트는 포지티브레지스트(positive) 또는 열경화성 에폭시수지를 사용함이 바람직하다.

이와같이 레지스트층이 형성되고 건조된 서브웨이퍼(21)는 증착하면 도c와 같이 서브웨이퍼의 양단에만 증착층(22)이 형성된다. 따라서, 본 발명의 제조방법에 있어서는 에칭을 하지 않고 초음파 세정 등의 세정만을 통해 레지스트층(23)을 제거하므로써 도3d와 같이 서브웨이퍼(21)의 양단에 전극형성이 가능하다. 이후 전극이 형성된 서브웨이퍼는 종래방법과 동일한 방법을 통해 칩으로 절단하고, 이어서 리드프레임을 납땜하고, 소자의 내부에 공공을 형성한 다음, 에폭시수지를 침적하여건조하면 신뢰성있는 세라믹 공진자로 제조될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하는데 본 발명은 이들 대표적인 실시예로 국한되지 않는다.

[실시예]

PZT 분말을 약 19.0톤/cm의 성형압으로 가압하고 약 1070℃에서 2시간 동안 소결하여 26.5mm X 26.5mm X 0.3mmt 크기를 갖는 웨이퍼를 제조하였다. 제조된 세라믹 웨이퍼는 26.5 X 6.8mm X 0.3mmt 크기의 서브세라믹웨이퍼로 절단하고, 절단된 서브세라믹웨이퍼의 양단에 Ag페이스트를 도포하여 약 180℃에서 2시간 정도 건조하였다. 이후, 상기 서브웨이퍼들을 약 100℃의 온도에서 23~27Kv의 전압을 인가하여 분극시켰다. 그리고, 상기 분극된 서브웨이퍼의 중앙부위에 스크린인쇄하여 포지티브 레지스트층을 형성하고, 상기 레지스트가 인쇄된 서브웨이퍼를 자외선 경화시켰다. 이같이 레지스트층이 형성된 서브웨이퍼의 양단에 약 1.5㎛ 두께의 Cu층과 약 0.5㎛ 두께의 Ag층을 증착시켰다. 이때, 증착은 약 5 X 10^-6torr하 170℃에서 실시하였다. 증착된 서브웨이퍼는 NaOH용액에서 초음파 세척하여 레지스트층을 제거하였다. 이러한 방법으로 전극이 형성된 서브웨이퍼(21)는 약 6.8mm X 1mm X 0.3mmt 크기의 칩으로 절단하고, 이어서 상기 칩의 양전극에 리드프레임을 납땜하고, 칩소자의 내부에 공공을 형성한 다음, 에폭시수지를 침적, 건조하여 최종적으로 고주파형 세라믹 공진자로 제조하였다.

이렇게 제조된 세라믹 공진자의 특성을 평가한 결과 종래방법에 의해 제조된 공진자에 비해 동등이상으로 매우 양호하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 세라믹 공진자 제조방법에 비하여 상대적으로 간단한 공정을 행하므로써 공정이 매우 단순화되고 제조수율 또한 향상되는 세라믹 공진자를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 세라믹 웨이퍼를 일정두께의 서브세라믹웨이퍼로 절단하고, 절단된 서브세라믹웨이퍼의 양단에 분극용 전극을 형성하여 상기 서브웨이퍼들을 분극시킨 다음, 분극된 서브웨이퍼의 양단에 다시 전극을 형성하고, 전극이 형성된 웨이퍼를 세라믹 칩으로 절단하고, 상기 칩 양단의 전극에 리드프레임을 연결한 후 칩을 수지처리함을 포함하여 구성되는 세라믹 공진자의 제조방법에 있어서,

   상기 분극된 서브웨이퍼의 양단에 마련되는 전극은 우선, 서브웨이퍼의 중앙부위를 레지스트로 인쇄하고, 레지스트가 인쇄된 서브웨이퍼를 건조한 다음, 건조된 서브웨이퍼를 증착하고, 증착된 서브웨이퍼를 세정하여 형성함을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 세라믹 공진자의 제조방법
2. 제1항에 있어서, 상기 레지스트인쇄는 서브웨이퍼의 양단에 형성될 전극부위를 제외한 부분에 스크린인쇄에 의해 실시함을 특징으로 하는 제조방법
3. 제1항에 있어서, 상기 레지스트는 포지티브레지스트 또는 열경화성 에폭시수지를 사용함을 특징으로 하는 제조방법
4. 제1항에 있어서, 상기 전극의 증착은 레지스트인쇄후 세정을 하지 않고 실시함을 특징으로 하는 제조방법

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