KR100791222B1 - 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를이용한 투광성 캐필러리 - Google Patents

사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를이용한 투광성 캐필러리 Download PDF

Info

Publication number
KR100791222B1
KR100791222B1 KR1020060019588A KR20060019588A KR100791222B1 KR 100791222 B1 KR100791222 B1 KR 100791222B1 KR 1020060019588 A KR1020060019588 A KR 1020060019588A KR 20060019588 A KR20060019588 A KR 20060019588A KR 100791222 B1 KR100791222 B1 KR 100791222B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
capillary
injection molding
molded body
temperature
powder
Prior art date
Application number
KR1020060019588A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070089486A (ko
Inventor
이강열
Original Assignee
비아이 이엠티 주식회사
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 비아이 이엠티 주식회사 filed Critical 비아이 이엠티 주식회사
Priority to KR1020060019588A priority Critical patent/KR100791222B1/ko
Publication of KR20070089486A publication Critical patent/KR20070089486A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100791222B1 publication Critical patent/KR100791222B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H01L2224/78309—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01024—Chromium [Cr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

본 발명은 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 미세 알루미나 분말, 산화 크롬 분말, 산화 마그네슘 분말이 혼합된 미세 복합분말과, 에틸렌 수지류 및 왁스류로 이루어진 바인더와 혼합하는 슬러리 조성단계와; 상기 슬러리 조성단계에서 조성된 슬러리를 사출성형방식에 의해 캐필러리 형상의 성형체를 성형하는 캐필러리 성형단계와; 상기 캐필러리 성형단계에서 성형된 성형체에 포함된 바인더를 제거하기 위해 수행하는 디바인딩단계와; 상기 디바인딩단계에서 바인더가 제거된 캐필러리 성형체를 소결시키는 소결단계와; 상기 소결단계에서 소결된 캐필러리 성형체의 조직의 치밀화 및 기공결함의 제거를 위해 상기 소결된 캐필러리 성형체를 소정 압력이 가해진 조건하에 1250℃ 내지 1500℃까지 순차적으로 가열하고 자연 냉각시키는 열간정수압소결(HIP; Hot Isostatic Pressing)단계를 포함하여 구성된다.

Description

사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를 이용한 투광성 캐필러리{METHOD FOR MAMUFACTURING A TRANSPARENT CAPILLARY FOR SEMICONDUCTOR WIRE BONDING USING INJECTION MOLDING AND CAPILLARY FOR SEMICONDUCTOR WIRE BONDING USING THEREOF}
도 1은 사출성형법을 이용한 캐필러리의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 캐필러리가 가공된 상태를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법을 나타내는 공정도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리를 주사 현미경으로 촬영한 사진도,
도 5는 종래 일반적인 반도체 조립용 캐필러리를 주사 현미경으로 촬영한 사진도,
도 6은 본 발명의 의한 사출성형법에 의한 투광성 캐필러리의 결함을 주사 현미경으로 찍은 사진도,
도 7은 종래의 캐필러리의 결함을 주사 현미경으로 찍은 사진도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 캐필러리 12: 홀
100: 슬러리 조성공정 200: 캐필러리 성형공정
300: 디바인딩공정 400: 소결공정
500: 열간정수압소결공정
본 발명은 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법 및 이를 이용한 투광성 캐필러리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체의 와이어 본딩시에 금, 백금, 알루미늄, 구리의 이동을 안내하는 부품으로 사용되는 투광성 캐필러리의 제조방법 및 이를 이용한 투광성 캐필러리에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정에서는 반도체 칩상의 본딩 패드와 리드 프레임을 접합하기 위해서는 와이어 본딩(Wire bonding) 작업이 수행되는데, 이와 같은 와이어 본딩 작업에 사용되는 와이어 본더(Wire bonder)에는 금선(Gold wire)과 같이 와이어를 안내하여 본딩 작업이 수행되도록 하는 캐필러리(capillary)가 요구되는 바, 이와 같은 캐필러리(10)는 도 1a에 도시된 바와 같이 내부에 홀(12)이 형성된 구조로 성형된 상태에서 도 1b에 도시된 바와 같이 선, 후부가 가공되어 형성되는 것이다.
그리고 상기와 같이 형성된 캐필러리의 내부 홀에 금, 백금, 알루미늄,구리 등으로 가공된 도전성 와이어를 삽입한 상태에서 와이어의 단부에 초음파 또는 방전에 의하여 볼(ball) 형태로 되어 본딩 패드와 리드 프레임과의 본딩과정을 수행 하게 되는데, 이때 캐필러리의 팁(tip) 부분의 직경이 대략 35㎛ - 80㎛ 정도의 미세한 직경을 갖는 것이므로 반복되는 본딩작업에 의해 기계적, 열적으로 큰 부화가 적용되어 부러짐이나, 캐필러리 팁(Tip)부분의 이물질 증착이 발생되므로 정밀한 와이어 본딩이 불가능하게 되고 잦은 교체로 인해 반도체 생산량이 감소되고 생산원가가 증가되는 문제점이 있었다.
그리고 캐필러리를 구성하는 순수 알루미나(고순도 99.99% 이상) 소결체는 기공 함유율이 높고 조직이 치밀하지 못하여 파괴인성이 낮다. 또한 순수 알파-알루미나의 소결과정에서 소성 온도가 높고, 입자가 비대해져 입자의 밀도가 낮아지고 표면 평탄도 및 비커스 경도가 저하되므로 순수 알루미나로 구성된 캐필러리의 팁은 고밀도, 고경도 및 내충격성이 좋지 않다. 더구나 초음파를 이용하여 와이어 본딩을 수행하는 경우 내부 기공에 의해 초음파가 차단되어 캐필러리 내에 삽입된 와이어 끝 분부에 볼이 정확하게 형성되지 않아 와이어 본딩 동작을 수행하기가 매우 곤란한 문제점 등이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 미세 입자 알루미나를 이용하여 미세 알루미나 - 산화 크롬- 산화 마그네슘 복합분말을 바인더와 혼합한 후 사출성형방식을 이용하여 성형체를 형성하고, 디바인딩, 소성, 그리고 열간정수압소결공정(HIP)을 거쳐 기공 함유율을 감소시키고 조직이 미세 균일하면서 치밀한 고밀도, 고경도 및 내충격성이 뛰어난 투광성 캐필러리의 제조방법 및 그 제조방법을 이용한 투광성 캐필러리를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리는 미세 알루미나 분말, 산화 크롬 분말, 산화 마그네슘 분말이 혼합된 미세 복합분말과, 에틸렌 수지류 및 왁스류로 이루어진 바인더와 혼합하는 슬러리 조성단계와; 상기 슬러리 조성단계에서 조성된 슬러리를 사출성형방식에 의해 캐필러리 형상의 성형체를 성형하는 캐필러리 성형단계와; 상기 캐필러리 성형단계에서 성형된 성형체에 포함된 바인더를 제거하기 위해 수행하는 디바인딩단계와; 상기 디바인딩단계에서 바인더가 제거된 캐필러리 성형체를 소결시키는 소결단계와; 상기 소결단계에서 소결된 캐필러리 성형체의 조직의 치밀화 및 기공결함의 제거를 위해 상기 소결된 캐필러리 성형체를 소정 압력이 가해진 조건하에 1250℃ 내지 1500℃까지 순차적으로 가열하고 자연 냉각시키는 열간정수압소결(HIP; Hot Isostatic Pressing)단계를 포함하여 구성된다. 본 발명에 따른 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법이 도 3에 도시되어 있다.
이하, 본 발명에 의한 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법을 순차적으로 살펴보기로 한다.
상기 슬러리는 미세 알루미나 분말 90.0중량% 내지 99중량%, 산화 크롬 분말 0.5중량% 내지 5.0중량%, 산화 마그네슘 분말 0.5중량% 내지 5중량%가 혼합된 미세 알루미나 - 산화 크롬- 산화 마그네슘 복합분말과 에틸렌 수지류와 왁스류로 이루어진 바인더가 혼합한 것을 사용한다.
상기 슬러리는 미세 알루미나 - 산화 크롬- 산화 마그네슘 복합분말 75중량% 내지 85중량%, 에틸렌 수지 5중량% 내지 20중량%, 왁스류 5중량% 내지 10중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 이는 사출기상에 설치되어 있는 금형에 투입하기 위한 유동성을 고려한 것이다.
그리고 상기 미세 알루미나 분말은 입자 크기가 0.1㎛ 내지 0.3㎛인 입도를 가지고, 순도는 95.5%정도이며 소성 조건이 1550℃ 이하에서도 소결되는 원료를 선택하는 것이 바람직하고, 상기 산화 크롬 분말은 입자 크기 0.1㎛ 내지 0.8㎛인 입도를 가지고, 소성 조건이 1550℃ 이하에서도 소결되는 원료를 선정하는 것이 바람직하다. 상기 산화 마그네슘 분말은 입자 크기 0.1㎛ 내지 0.5㎛인 입도를 가지고, 소성에서 알루미나의 입자성장을 억제하는 역할을 수행하며 투광성 캐필러리 조직의 치밀화 및 성형 후에 충분한 강도를 위함이다.
또한, 상기 미세 알루미나 - 산화 크롬- 산화 마그네슘 복합분말은 미세 알루미나 분말을 90.0중량% 내지 99중량%, 산화 크롬 분말 0.5중량% 내지 5.0중량%, 산화 마그네슘 분말 0.5중량% 내지 5중량%가 혼합하여 48시간을 볼밀링 한 후, 80℃ 내지 100℃에서 24시간 회전 건조하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 미세 알루미나-산화크롬 복합분말은 메쉬(mesh) 크기가 서로 다른 체를 통과한 분말이 소정 비율로 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 일례로 상기 미세 알루미나 - 산화 크롬- 산화 마그네슘 복합분말은 100메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 7중량% 내지 12중량%, 200메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 18중량% 내지 23중량%, 325메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 38중량% 내지 43중량%, 500메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 27중량% 내지 32중량%의 비율로 혼합하여 제조할 수 있다. 이는 캐필러리 성형체의 치밀화를 극대화하기 위함이다(100).
상기와 같이 조성된 슬러리는 사출기상에 설치되어 서로 밀착된 상, 하금형의 내부 성형홀상에 채워져 사출성형된다. 사출성형방식에 의해 캐필러리 성형체를 성형함으로써 고경도, 고밀도 및 내충격성을 향상시킬 수 있으며, 도 1에 나타낸 캐필러리 성형체를 한번 성형공정으로 4개, 8개의 성형체를 동시에 성형할 수 있다.
그리고 상기 캐필러리 성형단계에서 취출된 캐필러리 성형체에는 바인더가 포함되어 있으므로 이를 제거할 필요가 있다. 바인더를 제거하기 위해 탈지로 내부에 소정형상의 캐필러리 성형체를 투입하여 200℃ 내지 800℃까지 순차적으로 가열하고, 자연 냉각시킨다. 상기 과정은 다음과 같이 진행된다(300).
먼저 상기 캐필러리 성형단계에서 성형된 성형체를 탈지로 내부에 투입하여 소정속도로 승온시켜 200℃ 내지 300℃의 온도에서 10시간 내지 15시간 동안 그 온도를 유지시킨다. 상기 과정에 소정속도라 함은 다양하게 변화될 수 있으나, 그 일례로 55시간 동안 가열하여 200℃까지 상승시키는 방법을 채택할 수 있다(310).
그 다음 캐필러리 성형체를 소정속도로 승온시켜 400℃ 내지 500℃의 온도에서 25시간 내지 30시간 동안 그 온도를 유지시킨다(320). 그런 다음, 소정속도를 승온시켜 700℃ 내지 800℃의 온도에서 10시간 내지 15시간 동안 그 온도를 유지시킨 후, 로냉(자연냉각)시킨다. 이 경우 냉각은 300℃까지 냉각시킨 후 로랭시키는 방법을 취하는 것이 바람직하다. 이는 캐필러리 성형체 조직의 치밀화를 위함이다 (330).
상기의 디바인딩공정(310~330)을 수행한 후, 바인더가 제거된 캐필러리 성형체를 1000℃ 내지 1550℃의 온도로 순차적으로 가열하고 자연 냉각하여 소결시킨다(400). 이는 다음과 같은 단계로 진행된다.
상기 디바인딩단계를 거쳐 바이더가 제거된 캐필러리 성형체를 소정속도로 승온시켜 1000℃ 내지 1200℃의 온도에서 1시간 내지 2시간 동안 그 온도를 유지시킨다(410). 그런다음 소정속도로 승온시켜 1400℃ 내지 1550℃의 온도에서 1시간 내지 2시간 동안 그 온도를 유지시킨 후, 자연 냉각하여 소결시킨다(420).
상기 소결단계(410~420)에서 소결된 캐필러리 성형체의 조직의 치밀화 및 기공결함의 제거를 위해 열간정수압소결(HIP)단계가 수행된다. 열간정수압소결이라함은 분체의 성형과 소결의 두 가지 작업을 동시에 처리하는 통상적인 세라믹스 제조기술로서 본 발명에서는 소결된 캐필러리 성형체 조직을 치밀화하고, 결함을 제거하기 위해 수행된다. 이는 다음과 같은 단계로 진행된다.
상기 소결단계(410~420)에서 소결된 캐필러리 성형체는 500bar 내지 1500bar의 압력 하에서 1250℃ 내지 1500℃까지 순차적으로 가열되고, 자연 냉각되는 과정을 거쳐 최종 소결체가 완성된다(500).
상기의 과정(100~500)을 거쳐 제조된 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리는 표 1에 기재된 것과 같은 물성치를 갖는다.
특성/소재 본 발명의 의한 캐필러리
주원료 알루미나-산화크롬-산화 마그네슘
조성(wt%) Al2O3:90.0 ~ 99wt% Cr2O3:0.5~ 5.0wt% MgO : 0.5~5.0wt%
소결밀도(g/cm3) (99.5~99.9%)
경도(GPa) 18.8 ~ 19.2
탄성율(GPa) 390~420
파괴인성 (MPa·m1/2) 4.7 ~ 5.3
색깔 투광한 붉은색
Grain Size(ㅅm) 알루미나 0.5~1.5
():상대밀도(%)
상기 표 1에 측정된 물성은 다음과 같은 방법을 이용하였다.
상대밀도: Gas Infiltration Method, 경도: Micro Vicker Indentation Method, 탄성율: Ultra-Sonic Method(Pulse Echo Method) 파괴인성: Calculated(Indentation Method)
상기 표 1에 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리를 주사현미경으로 찍은 사진이 도 4에 도시되어 있고, 종래 일반적인 반도체 조립용 캐필러리를 주사현미경으로 찍은 사진이 도 5에 도시되어 있다.
상기 도 4와 도 5를 비교하여 살펴보면, 도 5에 도시된 종래의 캐필러리의 미세구조에는 알루미나 그레인(Grain) 크기가 1.5 ~ 2.0㎛크기 이지만, 도4에 도시된 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 미세구조는 알루미나 그레인(Grain) 크기가 0.5 ~ 1.5㎛크기로 구성되고 그레인(Grain)들이 등분포되어 조직이 균일하면서도 고밀도, 고경도 및 내충격성이 뛰어난 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 6은 본 발명의 의한 사출성형법에 의한 투광성 캐필러리의 결함을 주사 현미경으로 찍은 사진도이고, 도 7은 종래의 캐필러리의 결함을 주사 현미경으로 찍은 사진도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리가 결함이 줄어들었음을 육안으로 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 구성을 중심으로 실시예와 비교예를 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기저의 범위 내에 있는 것으로 본다.
또한, 본 발명에서의 바람직한 범위의 범위 한정은 그 효과를 더욱 극대화 시키기 위한 것으로서, 한정 범위가 좁혀짐으로써 더욱 만족스러운 기술적 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법 및 이를 이용한 투광성 캐필러리는 미세조직과 치밀성을 가지며, 고밀도, 고경도, 내충격성이 향상된 제품을 얻음으로 인해 본딩 작업성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
그리고 캐필러리의 성형공정이 종래와 같이 분말을 압축하여 성형하는 압축성형방식이 아니라 슬러리로 제조하여 사출성형방식에 의해 수행되므로 캐필러리를 구성하는 미세 알루미나-산화 크롬-산화 마그네슘 복합체는 밀도가 높고 균일해지게 되어 마모와 내구성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 고순도 미세 입자 알루미나를 이용하고 산화크롬과 산화 마그네슘을 혼합함으로 투광성이 있는 붉은 계통의 투광성 캐필러리를 얻을 수 있다는 효과도 있다.

Claims (12)

  1. 입자 크기가 0.1㎛ 내지 0.3㎛인 입도를 가진 미세 알루미나 분말 90.0중량% 내지 99중량%, 입자 크기가 0.1㎛ 내지 0.8㎛인 입도를 가진 산화 크롬 분말 0.5중량% 내지 5.0중량%, 산화 마그네슘 분말 0.5중량% 내지 5중량%를 혼합하여 48시간을 볼밀링 한 후, 80℃ 내지 100℃에서 24시간 회전 건조하여 제조된 미세 알루미나-산화 크롬-산화 마그네슘 복합분말 75중량% 내지 85중량%와, 에틸렌 수지류 5중량% 내지 20중량% 및 왁스류 5중량% 내지 10중량%로 이루어진 바인더와 혼합하는 슬러리 조성단계와;
    상기 슬러리 조성단계에서 조성된 슬러리를 사출성형방식에 의해 캐필러리 형상의 성형체를 성형하는 캐필러리 성형단계와;
    상기 캐필러리 성형단계에서 성형된 성형체에 포함된 바인더를 제거하기 위해 상기 성형체를 탈지로 내부에 투입하여 200℃ 내지 800℃까지 순차적으로 가열시키고 자연 냉각하여 바인더를 제거시키는 디바인딩단계와;
    상기 디바인딩단계에서 바인더가 제거된 캐필러리 성형체를 1000℃ 내지 1550℃의 온도로 순차적으로 가열하고 자연 냉각하여 소결시키는 소결단계와;
    상기 소결단계에서 소결된 캐필러리 성형체의 조직의 치밀화 및 기공결함의 제거를 위해 상기 소결된 캐필러리 성형체를 소정 압력이 가해진 조건하에 1250℃ 내지 1500℃까지 순차적으로 가열하고 자연 냉각시키는 열간정수압소결(HIP)단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세 알루미나 - 산화 크롬- 산화 마그네슘 복합분말은 캐필러리 성형체의 조직의 치밀화를 위해 메쉬(mesh) 크기가 서로 다른 체를 통과한 분말이 소정 비율로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미세 알루미나 - 산화 크롬- 산화 마그네슘 복합분말은 100메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 7중량% 내지 12중량%, 200메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 18중량% 내지 23중량%, 325메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 38중량% 내지 43중량%, 500메쉬 크기의 체를 통과한 분말이 27중량% 내지 32중량%의 비율로 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바인딩단계는 상기 캐필러리 성형단계에서 성형된 성형체를 탈지로 내부에 투입하여 소정속도로 승온시켜 200℃ 내지 300℃의 온도에서 10시간 내지 15시간 동안 그 온도를 유지시키는 제1디바인딩단계와;
    상기 제1디바인딩단계 후, 소정속도로 승온시켜 400℃ 내지 500℃의 온도에서 25시간 내지 30시간 동안 그 온도를 유지시키는 제2디바인딩단계와;
    상기 제2디바인딩단계 후, 소정속도를 승온시켜 700℃ 내지 800℃의 온도에서 10시간 내지 15시간 동안 그 온도를 유지시킨 후, 자연 냉각시키는 제3디바인딩단계로 구성된 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소결단계는 상기 디바인딩단계를 거쳐 바인더가 제거된 캐필러리 성형체를 소정속도로 승온시켜 1000℃ 내지 1200℃의 온도에서 1시간 내지 2시간 동안 그 온도를 유지시키는 제1소결단계와;
    상기 제1소결단계 후, 소정속도로 승온시켜 1400℃ 내지 1550℃의 온도에서 1시간 내지 2시간 동안 그 온도를 유지시킨 후, 자연 냉각하여 소결시키는 제2소결단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 열간정수압소결(HIP)단계는 500bar 내지 1500bar의 압력이 가해진 조건에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 제조방법.
  10. 제 1 항, 제 5 항, 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 의한 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리의 미세구조에는 알루미나 그레인 (Grain) 크기 0.5 ~ 1.5㎛인 것을 포함하여 구성되는 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리는 상대밀도가 99.5% 내지 99.9%이고, 경도는 18.8GPs 내지 19.2GPa이고, 파과인성이 4.7MPa·m1/2 내지 5.3MPa·m1/2 인 것을 특징으로 하는 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리.
KR1020060019588A 2006-02-28 2006-02-28 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를이용한 투광성 캐필러리 KR100791222B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060019588A KR100791222B1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를이용한 투광성 캐필러리

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060019588A KR100791222B1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를이용한 투광성 캐필러리

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070089486A KR20070089486A (ko) 2007-08-31
KR100791222B1 true KR100791222B1 (ko) 2008-01-03

Family

ID=38614470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060019588A KR100791222B1 (ko) 2006-02-28 2006-02-28 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를이용한 투광성 캐필러리

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100791222B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100932636B1 (ko) * 2007-12-26 2009-12-21 비아이 이엠티 주식회사 알루미나 복합체 캐필러리의 제조방법
CN111454067B (zh) * 2020-05-30 2022-07-01 浙江昶研新材料有限公司 一种透明陶瓷正畸托槽及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040014824A (ko) * 2002-08-12 2004-02-18 비아이 이엠티 주식회사 와이어 본딩용 캐필러리 소결제, 이를 이용한 와이어본딩용 캐필러리 소결체의 제조방법 및 이를 적용한와이어 본딩용 캐필러리 제조방법
KR20050099197A (ko) * 2004-04-09 2005-10-13 비아이 이엠티 주식회사 반도체 조립용 캐필러리 및 그 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040014824A (ko) * 2002-08-12 2004-02-18 비아이 이엠티 주식회사 와이어 본딩용 캐필러리 소결제, 이를 이용한 와이어본딩용 캐필러리 소결체의 제조방법 및 이를 적용한와이어 본딩용 캐필러리 제조방법
KR20050099197A (ko) * 2004-04-09 2005-10-13 비아이 이엠티 주식회사 반도체 조립용 캐필러리 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070089486A (ko) 2007-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10632537B2 (en) Manufacturing method of multilayer shell-core composite structural component
EP1561737B1 (en) Silicon carbide matrix composite material, process for producing the same and process for producing part of silicon carbide matrix composite material
KR100932636B1 (ko) 알루미나 복합체 캐필러리의 제조방법
KR100791221B1 (ko) 사출성형법을 이용한 알루미나-지르코니아 캐필러리의제조방법 및 이를 이용한 와이어 본딩용 캐필러리
KR100791222B1 (ko) 사출성형법을 이용한 투광성 캐필러리 제조방법 및 이를이용한 투광성 캐필러리
US4952537A (en) Ceramic products and process for producing the same
KR100334242B1 (ko) 와이어 본딩용 캐필러리 소결제, 이를 이용한 와이어본딩용 캐필러리 소결체의 제조 방법 및 이를 적용한 와이어 본딩용 캐필러리 제조 방법
JP2729204B2 (ja) 多結晶セラミックス製品及びその製造方法
CN113387705B (zh) 一种碳化硼陶瓷的制备方法
KR100612611B1 (ko) 반도체 조립용 캐필러리의 제조방법
KR101139018B1 (ko) 구리 와이어 본딩용 캐필러리의 제조 방법 및 이에 의한 구리 와이어 본딩용 캐필러리
JPS63312931A (ja) セラミック−金属複合体の製造方法
KR100413034B1 (ko) 와이어 본딩용 다색채 캐필러리 소결체 및 그의 제조 방법
JPH0688832B2 (ja) 多結晶セラミックス製品及びその製造方法
KR100478773B1 (ko) 와이어 본딩용 캐필러리 소결제, 이를 이용한 와이어 본딩용 캐필러리 소결체의 제조방법 및 이를 적용한 와이어 본딩용 캐필러리 제조방법
KR102573024B1 (ko) 와이어 본딩용 캐필러리 및 그 제조방법
KR101139019B1 (ko) 와이어 본딩용 캐필러리의 제조 방법 및 이에 의한 와이어 본딩용 캐필러리
KR100696414B1 (ko) 와이어 본딩용 캐필러리 소결체 및 그 제조방법
CN114380610B (zh) 一种无压液相烧结碳化硅陶瓷研磨盘的制作方法
JP5252595B2 (ja) チタンシリコンカーバイドの製造方法
KR100389108B1 (ko) 와이어 본딩용 다결정 사파이어 캐필러리 소결체 및 그의 제조 방법
KR100362138B1 (ko) 몰딩에 의한 캐필러리 제조방법
KR100413033B1 (ko) 와이어 본딩용 다결정 루비 캐필러리 소결체 및 그의 제조방법
KR20030003897A (ko) 와이어 본딩용 알루미나-지르코니아 복합체 캐필러리소결체 및 그의 제조 방법
JPH08245259A (ja) 多結晶セラミックス及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121210

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131224

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141222

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151221

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181227

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191224

Year of fee payment: 13