KR100806755B1 - Photo-imaginable low-temperature co-fired ceramic composition and the manufacturing method therof - Google Patents

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Abstract

A photo-imaginable low-temperature co-sintered ceramic composition is provided to be used for micro-patterning, show excellent microwave dielectric property and be able to be sintered with an inner conductor. A photo-imaginable low-temperature co-sintered ceramic composition consists of a photo-imaginable organic composition including a binder polymer, a monomer, a photoinitiator, a dispersant and a precipitation preventive agent and a functional inorganic composition including a glass-cordierite(2MgO-2Al2O3-5SiO2) filler complex ceramics or an amorphous cordierite composition(MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2), wherein the weight ratio of the organic composition and the inorganic composition is in the range of 30:70-80:20. A method for preparing the photo-imaginable low-temperature co-sintered ceramic composition comprises the steps of: (a) dissolving at least one acrylic based resin having at least one glass transition temperature in an organic solvent to prepare a binder polymer solution; (b) adding the monomer, photoinitiator, dispersant and precipitation preventive agent to the binder polymer solution to prepare an excipient for paste; (c) mixing the excipient with a low-temperature sintered ceramic composition consisting of the glass-cordierite(2MgO-2Al2O3-5SiO2) filler complex ceramics or the amorphous cordierite composition(MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2) to prepare a photoimaginable low-temperature co-sintered ceramic paste; and (d) sintering the paste at a temperature of 800-950 deg.C.

Description

감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물 및 그 제조방법 {PHOTO-IMAGINABLE LOW-TEMPERATURE CO-FIRED CERAMIC COMPOSITION AND THE MANUFACTURING METHOD THEROF}Photosensitive low-temperature co-fired ceramic composition and its manufacturing method {PHOTO-IMAGINABLE LOW-TEMPERATURE CO-FIRED CERAMIC COMPOSITION AND THE MANUFACTURING METHOD THEROF}

도 1a-1d는 실시예 1의 감광성 LTCC 페이스트를 식각한 패턴의 SEM 사진.1A-1D are SEM images of a pattern etched from the photosensitive LTCC paste of Example 1. FIG.

도 2a-2d는 실시예 2의 감광성 LTCC 페이스트를 식각한 패턴의 SEM 사진.2A-2D are SEM photographs of patterns etched from the photosensitive LTCC paste of Example 2. FIG.

도 3a, 3b는 실시예 3의 감광성 LTCC 페이스트를 식각한 패턴의 SEM 사진.3A and 3B are SEM photographs of patterns obtained by etching the photosensitive LTCC paste of Example 3. FIG.

본 발명은 감광성 저온 동시소성 세라믹(Low Temperature Co-Fired Ceramics: LTCC) 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 미세 패터닝이 가능하면서도 우수한 마이크로파 유전특성을 지니고 내부 도체와의 동시소성이 가능한 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low temperature Co-Fired Ceramics (LTCC) composition and a method of manufacturing the same. Particularly, the present invention relates to a low temperature co-fired ceramics (LTCC) composition and a method of manufacturing the same. A calcined ceramic composition and a method for producing the same.

최근 들어 디지털 컨버전스 및 유비쿼터스용 차세대 휴대용 정보통신기기에 적용 가능한 고집적 세라믹 다층 집적화 모듈의 제작을 위하여, 미세회로용 소자 및 기판 재료로서 특히 RF, 마이크로파 및 밀리미터파 용 마이크로파 소자 및 모듈에 사용되는 우수한 유전특성의 저온동시 소성용 마이크로파 소재에 대한 관심이 고조되고 있다. In recent years, for the fabrication of highly integrated ceramic multilayer integrated modules that can be applied to the next generation of portable information communication devices for digital convergence and ubiquitous, the excellent dielectric materials used for the microcircuit devices and the substrate materials, especially the microwave devices and modules for the RF, microwave and millimeter wave There is a growing interest in microwave materials for low temperature simultaneous firing.

특히 집적화 모듈의 미세회로 구현에 있어서, 종래에는 주로 2차원적 집적화를 목적으로 하는 전기 신호 전달용의 전도성 전극 소재의 미세화에 치중하여 왔으나, 향후 3차원 초고집적 시스템 모듈의 제조를 위해서는 전극회로 패턴의 미세화뿐만 아니라 RF 소자 및 3차원 접속용 기능성 세라믹 유전체 조성물의 구조도 미세 형상으로 가공되어야 할 필요성이 대두되고 있다. In particular, in the implementation of the microcircuit of the integrated module, conventionally focused on the miniaturization of the conductive electrode material for the electrical signal transmission mainly for the purpose of two-dimensional integration, the electrode circuit pattern for the manufacture of the three-dimensional ultra-high integration system module in the future In addition to miniaturization of the structure, the structure of the RF element and the functional ceramic dielectric composition for three-dimensional connection is also required to be processed into a fine shape.

따라서, 미세패턴의 가공이 가능할 뿐만 아니라, 마이크로파 유전특성이 우수하면서도, 다층 집적화 모듈에 있어서의 내부 도체들과의 동시소성이 가능하도록 저온소성이 가능한 세라믹 소재인 저온 동시소성 세라믹(LTCC) 페이스트가 요구되고 있다. 이러한 LTCC 페이스트는 회로 구현을 위한 사진 식각(photolithography)에 의한 패터닝을 위하여 감광성을 지니도록 제조될 수 있다.Therefore, a low temperature cofired ceramic (LTCC) paste, which is a ceramic material capable of processing micropatterns and having excellent microwave dielectric properties and capable of simultaneously firing with internal conductors in a multilayer integrated module, is available. It is required. Such LTCC paste may be prepared to have photosensitivity for patterning by photolithography for circuit realization.

일반적으로 후막 페이스트를 이용한 회로구현 방법은 스크린 인쇄법(screen printing)으로서 통상 100㎛ 정도의 패턴 해상도를 제공하며, 일부 특수 스크린(캘린더 형 또는 식각 메쉬를 적용하는)을 사용할 경우에는 패턴 해상도가 50-70㎛ 이하까지도 가능하다고 보고되고 있으나, 이 경우 실제로 얻어지는 막의 거칠기나 edge가 선명하지 못하다는 치명적인 단점이 있다. 더구나 이 때문에 비아홀(via hole)과 같은 접속 구조물은 제공하지도 못한다. 현재 비아홀은 패턴 해상도가 기계적 펀칭법에 의하여는 약 100㎛까지, 레이저 가공법에 의하여는 약 50㎛까지 가능하다고 보고되고 있지만, 이들 방법은 고가의 장비, 치구 금형의 잦은 교체, 고해상도에서의 한계 및 다양한 형상 구현의 제약 등의 문제점을 가진다.In general, a circuit implementation method using a thick film paste is a screen printing method, which typically provides a pattern resolution of about 100 μm, and a pattern resolution of 50 is used when using some special screens (such as calendar type or etching mesh). Although it is reported that even up to -70㎛, in this case, there is a fatal disadvantage that the roughness or edge of the film actually obtained is not clear. Moreover, this also prevents the provision of connection structures such as via holes. Currently, via holes are reported to be capable of pattern resolutions up to about 100 μm by mechanical punching and up to about 50 μm by laser processing, but these methods are expensive equipment, frequent replacement of jig molds, limitations at high resolution, and There are problems such as constraints on various shapes.

또한, 종래의 감광성 특성을 갖는 세라믹 페이스트의 조성 물질은 여러 가지가 보고되었지만, 그 대부분이 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP)의 격벽이나 기판의 제조방법(예를 들어, 국내특허 제295110호 및 국내특허공개 제2003-13783호 참조)이나 전도성 전극물질 분야에 한정된다. 종래의 일반적 미세 패턴 구현 방법은 기능성 소재(전극 또는 세라믹층)를 인쇄하고 소성한 후, 그 상부에 반도체 식각 공정과 유사하게 감광성 수지를 도포하고 이에 UV(Ultra Violet) 노광 및 현상 공정을 행하여 미세 패턴을 얻는 방식이다(미국특허 제4885963호 및 제5209688호 참조). 특히, 미국특허 제5209688호는 전사방법에 의한 방법을, 일본 특허공개 평3-57138호는 감광성 수지를 먼저 식각하여 틀을 형성하고 그 틀에 유전체 페이스트를 충전하는 방법을, 미국특허 제5116271호는 감광성 유기 필름을 사용하는 방법을, 국내특허 제491669호는 드라이 필름 레지스트와 유전체 그린시트(green sheet)를 각각 제조한 후 이를 라미네이팅하여 식각하는 방법 등을 제안하였으나, 이들 모두 다수의 공정을 거쳐야 하는 단점이 있으며 고해상도의 구현에는 어려움이 있다. 또한, 이들 방법은 단위 층에만 국한하고 열처리 공정을 두 번이나 거치므로, 다층화 기술에는 적합하지 않다. In addition, various composition materials of ceramic pastes having conventional photosensitivity properties have been reported, but most of them have a method of manufacturing barrier ribs or substrates of a plasma display panel (PDP) (for example, Korean Patent No. 295110). And Korean Patent Publication No. 2003-13783) or the conductive electrode material field. In the conventional general fine pattern realization method, after printing and firing a functional material (electrode or ceramic layer), a photosensitive resin is applied to the upper part similarly to the semiconductor etching process, and UV (Ultra Violet) exposure and development are performed to perform fine A pattern is obtained (see US Pat. Nos. 4885963 and 5209688). In particular, US Pat. No. 5209688 describes a method by a transfer method, and Japanese Patent Laid-Open No. 3-57138 discloses a method of etching a photosensitive resin first to form a mold and filling a dielectric paste in the mold. Is a method of using a photosensitive organic film, and Korean Patent No. 491669 proposes a method of manufacturing a dry film resist and a dielectric green sheet and laminating the same, but all have to go through a number of processes. There is a disadvantage in that high resolution is difficult to implement. In addition, these methods are limited to only the unit layer and undergo two heat treatment steps, and thus are not suitable for the multilayer technology.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 미세 패터닝이 가능하면서도 우수한 마이크로파 유전특성을 지니고 내부 도체와의 동시소성이 가능한 감광성 저온동시소성 세라믹 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition capable of fine patterning and having excellent microwave dielectric properties and co-fired with an internal conductor, and to manufacture the same. To provide a way.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 의한 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물은 감광성 유기물 조성과 기능성 무기물 조성으로 이루어지는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물에 있어서, 상기 감광성 유기물 조성은 바인더 폴리머와 모노머와 광개시제와 분산제 및 침강방지제를 포함하고, 상기 기능성 무기물 조성은 [글라스+알루미나(Al2O3) 필러] 복합계 세라믹스와 [글라스+코디어라이트(2MgO-2Al2O3-5SiO2) 필러] 복합계 세라믹스 및 비정질 코디어라이트 조성물(MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2) 중의 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, the photosensitive low-temperature cofired ceramic composition according to an aspect of the present invention includes a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition comprising a photosensitive organic composition and a functional inorganic composition, wherein the photosensitive organic composition comprises a binder polymer, a monomer, a photoinitiator, And a dispersant and a sedimentation inhibitor, wherein the functional inorganic composition is composed of a glass + alumina (Al 2 O 3 ) filler-based ceramics and a glass + cordierite (2MgO-2Al 2 O 3-5 SiO 2 ) filler-based composite system. At least one of the ceramics and the amorphous cordierite composition (MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ).

또한, 상기 감광성 유기물 조성과 상기 기능성 무기물 조성의 중량비는 30:70 내지 80:20의 범위로 될 수 있다. 이때, 상기 바인더 폴리머는 전이온도(Tg)가 상이한 2개의 아크릴계 수지가 1:1 내지 1:3의 중량비로 혼합되어 이루어질 수 있다. 또한, 상기 바인더 폴리머는 상기 감광성 유기물 조성 총량의 30 내지 50wt로, 상기 모노머는 상기 감광성 유기물 조성 총량의 20 내지 35wt%로, 상기 광개시제는 상기 감광성 유기물 조성 총량의 5 내지 10wt%로, 상기 분산제는 상기 전체 감광성 유기물 총량의 1 내지 5wt%로, 상기 침강방지제는 상기 전체 감광성 유기물 총량의 0.5 내지 5wt%로 포함될 수 있다.In addition, the weight ratio of the photosensitive organic composition and the functional inorganic composition may be in the range of 30:70 to 80:20. In this case, the binder polymer may be formed by mixing two acrylic resins having different transition temperatures (T g ) in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3. In addition, the binder polymer is 30 to 50wt of the total amount of the photosensitive organic composition, the monomer is 20 to 35wt% of the total amount of the photosensitive organic composition, the photoinitiator is 5 to 10wt% of the total amount of the photosensitive organic composition, the dispersing agent 1 to 5wt% of the total amount of the total photosensitive organic material, the anti-settling agent may be included in 0.5 to 5wt% of the total amount of the total photosensitive organic material.

또한, 상기 감광성 유기물 조성은 UV 흡수를 돕고 그 굴절율을 상승시키기 위하여 Benzotriazole을 더 포함할 수 있다.In addition, the photosensitive organic composition may further include Benzotriazole to help the UV absorption and increase the refractive index.

또한, 본 발명의 다른 일 관점에 의한 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물 의 제조방법은 적어도 1개 이상의 유리전이온도를 갖는 적어도 1개 이상의 아크릴계 수지를 혼합하여 유기용제에 용해시킨 바인더 폴리머 용액을 제조하는 제1단계와, 상기 바인더 폴리머 용액에 모노머와 광개시제와 분산제 및 침강방지제를 첨가하여 페이스트용 부형제를 제조하는 제2단계와, [글라스+알루미나(Al2O3) 필러] 복합계 세라믹스와 [글라스+코디어라이트(2MgO-2Al2O3-5SiO2) 필러] 복합계 세라믹스 및 비정질 코디어라이트 조성물(MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2) 중의 적어도 어느 하나로 이루어지는 저온소성 세라믹 조성물을 상기 페이스트용 부형제와 혼합하여 감광성 저온 동시소성 세라믹 페이스트를 제조하는 제3단계와, 상기 감광성 저온 동시소성 세라믹 페이스트를 800 내지 950℃에서 소성하는 제4단계를 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the method for producing a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition according to another aspect of the present invention is to prepare a binder polymer solution in which at least one acrylic resin having at least one glass transition temperature is mixed and dissolved in an organic solvent. A first step, a second step of preparing a paste excipient by adding a monomer, a photoinitiator, a dispersant and an antisettling agent to the binder polymer solution, [glass + alumina (Al 2 O 3 ) filler] composite ceramics and [glass + cordierite (2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2) filler; composite ceramics and amorphous cordierite composition (MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2) to the low-temperature co-fired ceramic composition comprising at least any one of paste A third step of preparing a photosensitive low-temperature cofired ceramic paste by mixing with an excipient for use, and the photosensitive low-temperature cofired ceramic paste It can be achieved by a fourth step of firing at 800 to 950 ℃.

또한, 상기 제3단계는 상기 저온소성 세라믹 조성을 상기 페이스트용 부형제와 혼합하기 이전에 상기 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물에 유기 용제를 추가로 첨가하여 그의 점도 조절을 하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the third step may further comprise the step of adjusting the viscosity by additionally adding an organic solvent to the photosensitive low-temperature co-fired ceramic composition before mixing the low-temperature fired ceramic composition with the paste excipient.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

먼저, 본 발명의 바람직한 일 구현예에 의한 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물은 감광성 유기물 조성과, 기능성 무기물로서 저온소성이 가능한 저온 동시소성 세라믹(Low Temperature Co-Fired Ceramics: LTCC) 조성물을 혼합하여 제공될 수 있다. 이때, 상기 감광성 유기물 조성과 상기 LTCC 조성의 중량비는 30:70 내지 80:20, 바람직하기로는 40:60 내지 70:30으로 된다. First, the photosensitive low-temperature cofired ceramic composition according to the preferred embodiment of the present invention may be provided by mixing a photosensitive organic composition and a low temperature co-fired ceramic (LTCC) composition capable of low-temperature firing as a functional inorganic material. Can be. In this case, the weight ratio of the photosensitive organic compound composition and the LTCC composition is 30:70 to 80:20, preferably 40:60 to 70:30.

또한, 상기 감광성 유기물 조성은 바인더 폴리머(binder polymer), 유기 용매(organic solvent), 감광성 모노머(photosensitive monomer), 광개시제(photoinitiator), 분산제(dispersant) 및 침강방지제(anti-setting agent)를 포함하여 구성됨이 바람직하다. In addition, the photosensitive organic substance composition includes a binder polymer, an organic solvent, a photosensitive monomer, a photoinitiator, a dispersant, and an anti-setting agent. This is preferable.

이때, 상기 바인더 폴리머는 전이온도(Tg)가 80℃인 아크릴계 수지와 123℃인 아크릴계 수지를 그 중량비가 1:1 내지 1:3, 바람직하기로는 1:3으로 되도록 혼합하여 제조될 수 있으며, 상기 바인더 폴리머의 양은 상기 전체 감광성 유기물 총량의 30-50wt%로 됨이 바람직하다. 또한, 상기 전이온도(Tg)가 80℃인 아크릴계 수지는 예를 들어 PB-2648RD(Mitsubishi Rayon사)를, 상기 전이온도(Tg)가 123℃인 아크릴계 수지는 예를 들어 PB-2656RD(Mitsubishi Rayon사)를 사용할 수 있다. At this time, the binder polymer may be prepared by mixing an acrylic resin having a transition temperature (T g ) of 80 ° C. and an acrylic resin having a temperature of 123 ° C. in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3, preferably 1: 3. The amount of the binder polymer is preferably 30-50 wt% of the total amount of the photosensitive organic material. Further, the acrylic resin having a transition temperature T g of 80 ° C. is, for example, PB-2648RD (Mitsubishi Rayon), and the acrylic resin having a transition temperature T g of 123 ° C. is, for example, PB-2656RD ( Mitsubishi Rayon) can be used.

또한, 상기 유기 용매로서는 γ-Butyrolactone(C4H6O2), 모노머로서는 Triphenylamine(C18H15N: 예를 들어 TPA 330(Nippon Kayaku사))를 사용함이 바람직하며, 광개시제로서는 예를 들어 IRACURE 369(Ciba Specialty Chemical사), 분산제로서는 예를 들어 Nopco 092(Sun Nopco사), 침강방지제로서는 예를 들어 Flownon SP-1000(Kyoeisha Chemical사)를 사용할 수 있다. 이때, 상기 모노머는 상기 전체 감광성 유기물 총량의 20-35wt%, 상기 광개시제는 상기 전체 감광성 유기물 총량의 5-10wt%, 상기 분산제는 상기 전체 감광성 유기물 총량의 1-5wt%, 상기 침강방지제는 상기 전체 감광성 유기물 총량의 0.5-5wt%로 됨이 바람직하다. In addition, it is preferable to use γ-Butyrolactone (C 4 H 6 O 2 ) as the organic solvent and triphenylamine (C 18 H 15 N: for example, TPA 330 (Nippon Kayaku Co.)) as the monomer, and for example, as a photoinitiator, As IRACURE 369 (Ciba Specialty Chemical Co., Ltd.), a dispersing agent, Nopco 092 (Sun Nopco Co., Ltd.), and a sedimentation inhibitor, for example, Flownon SP-1000 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) can be used. In this case, the monomer is 20-35wt% of the total amount of the total photosensitive organic material, the photoinitiator is 5-10wt% of the total amount of the total photosensitive organic material, the dispersant is 1-5wt% of the total amount of the total photosensitive organic material, the antisettling agent is the total Preferably, the total amount of the photosensitive organic substance is 0.5-5 wt%.

또한, 상기 감광성 유기물 조성에는 UV 흡수를 높이고 유기물의 굴절율을 상승시키기 위하여 Benzotriazole(BT: C6H5N3)을 소량 첨가할 수도 있다.In addition, a small amount of Benzotriazole (BT: C 6 H 5 N 3 ) may be added to the photosensitive organic compound in order to increase UV absorption and increase the refractive index of the organic material.

또한, 상기 LTCC 조성으로서는 [글라스(glass)+알루미나(Al2O3) 필러(filler)], [글라스+코디어라이트(cordierite: 2MgO-2Al2O3-5SiO2) 필러] 등의 복합계(composite) LTCC, 비정질 코디어라이트 조성물 (MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2)의 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 이때, 상기 LTCC의 평균입도는 0.5-3.0㎛ 범위로 됨이 바람직하다.Further, as the LTCC composition, a composite system such as [glass + alumina (Al 2 O 3 ) filler], [glass + cordierite: 2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) filler, etc. (composite) At least one of LTCC, an amorphous cordierite composition (MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) may be used. At this time, the average particle size of the LTCC is preferably in the range of 0.5-3.0㎛.

이때, 상기 복합계 LTCC에 사용되는 상기 알루미나 조성의 유전특성은 유전율(dielectric constant:εr)이 대략 7.5-7.8, 유전손실(tanδ)이 대략 0.0025-0.0033, 열팽창계수(Thermal Coefficient of Expansion: TCE)가 대략 5.4-5.6 ppm/℃이다. 또한, 상기 복합계 LTCC에 사용되는 상기 코디어라이트 조성(2MgO-2Al2O3-5SiO2)은 순수 코디어라이트 결정질 조성으로서 1200℃ 이상의 고온에서 완전한 결정상을 나타내며, 그 유전율(εr)은 약 4.2, 유전손실(tanδ)은 약 0.0015(@100kHz), 열팽창계수(TCE)는 약 2.83 ppm/℃이다. 이때, 상기 복합계 LTCC 조성에 사용되는 글라스 분말은 유전율(εr)이 약 4, 유전손실(tanδ)이 약 0.0015, 열팽창계수(TCE)가 약 4.2 ppm/℃이고, 유리전이온도(Tg)는 대략 350-430℃이며 연화점은 대략 650-680℃이다. 따라서, 상기 글라스를 포함하는 복합계 LTCC는 저온 소성이 가능해지며, 특히 상기 [글라스+코디어라이트 필러] 조성의 경우는 유리전이온도(Tg)가 650-820℃까지 저하될 수 있어 우수한 유전특성을 지니면서도 저온소성이 가능해진다. 이때, 그 굴절율은 2.5 이하, 바람직하게는 1.5-2.0이다. In this case, the dielectric properties of the alumina composition used in the composite LTCC are dielectric constant (ε r ) of about 7.5-7.8, dielectric loss (tanδ) of about 0.0025-0.0033, and thermal coefficient of expansion (TCE). ) Is approximately 5.4-5.6 ppm / ° C. In addition, the cordierite composition (2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) used in the composite LTCC is a pure cordierite crystalline composition and shows a complete crystal phase at a high temperature of 1200 ° C. or higher, and its dielectric constant (ε r ) is About 4.2, dielectric loss (tanδ) is about 0.0015 (@ 100 kHz), and coefficient of thermal expansion (TCE) is about 2.83 ppm / ° C. In this case, the glass powder used in the composite LTCC composition has a dielectric constant (ε r ) of about 4, a dielectric loss (tanδ) of about 0.0015, a thermal expansion coefficient (TCE) of about 4.2 ppm / ° C, and a glass transition temperature (T g). ) Is approximately 350-430 ° C and the softening point is approximately 650-680 ° C. Therefore, the composite LTCC including the glass can be calcined at a low temperature, and in the case of the [glass + cordierite filler] composition, the glass transition temperature (T g ) may be lowered to 650-820 ° C., resulting in an excellent dielectric. It is possible to have low temperature firing while having characteristics. At this time, the refractive index is 2.5 or less, Preferably it is 1.5-2.0.

또한, 상기 비정질 코디어라이트 조성물(MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2)은 그 유리전이온도(Tg)가 675-810℃이므로 저온소성이 가능하다. 따라서, 이 조성물은 800-850℃에서 2시간 유지시 소결될 수 있다. 그 유전율(εr)은 약 6.7, 유전손실(tanδ)은 대략 1.4x10-3(@1MHz), 열팽창계수(TCE)는 약 5.3 ppm/℃이다. 또한, 상기 비정질 코디어라이트 조성물의 평균 입도는 1.8-2.8㎛이며, 미세패턴을 얻기 위한 감광성 식각공정에서 50㎛이하의 해상도를 얻기 위해서는 평균 입경이 2.5㎛, D90은 가능한 10㎛이하, 바람직하게는 5㎛ 이하로 되어야 한다. 특히, 상기 비정질 코디어라이트 조성물 분말은 굴절율이 1.5-1.7, 바람직하게는 약 1.65로서 기존의 복합계 LTCC에 비해 매우 낮아 페이스트에 사용된 유기물과의 굴절율차가 아주 작다.In addition, the amorphous cordierite composition (MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) has a glass transition temperature (T g ) of 675-810 ° C., thus enabling low temperature firing. Thus, the composition can be sintered at 2 hours holding at 800-850 ° C. The dielectric constant (ε r ) is about 6.7, the dielectric loss (tanδ) is about 1.4x10 -3 (@ 1 MHz), and the coefficient of thermal expansion (TCE) is about 5.3 ppm / ° C. In addition, the average particle size of the amorphous cordierite composition is 1.8-2.8㎛, in order to obtain a resolution of 50㎛ or less in the photosensitive etching process to obtain a fine pattern, the average particle diameter is 2.5㎛, D 90 is 10㎛ or less possible, preferably Preferably less than 5 μm. In particular, the amorphous cordierite composition powder has a refractive index of 1.5-1.7, preferably about 1.65, which is very low compared to the conventional composite LTCC, and has a very small refractive index difference with the organic material used in the paste.

본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의한 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물의 제조방법은 감광성 유기물을 제조하는 단계와, 기능성 무기물로서 LTCC 분말을 전처리하는 단계 및, 상기 LTCC 분말을 상기 감광성 유기물과 혼합하여 감광성 LTCC 조성물을 제조하는 단계로 이루어질 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, a method for preparing a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition includes preparing a photosensitive organic material, pretreating the LTCC powder as a functional inorganic material, and mixing the LTCC powder with the photosensitive organic material. It may consist of preparing the LTCC composition.

이때, 상기 감광성 유기물을 제조하는 단계는 우선 바인더 폴리머와 유기 용매를 교반 혼합하여 용해시켜 소정의 용액을 제조하는 단계와, 상기 용액에 감광성 모노머와, 광개시제, 분산제 및 침강방지제 등의 첨가제를 혼합하여 감광성 유기물을 제조하는 단계로 이루어질 수 있다.In this case, the step of preparing the photosensitive organic material is prepared by first mixing and dissolving the binder polymer and the organic solvent to prepare a predetermined solution, by mixing the photosensitive monomer and additives such as photoinitiator, dispersant and anti-settling agent in the solution The photosensitive organic material may be prepared.

또한, 본 발명의 바람직한 다른 일 구현예에 의한 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물의 제조방법은 후막(thick film) 페이스트를 형성하고 이를 패터닝하는 것으로서, 상기와 같이 감광성 LTCC 페이스트를 제조한 후 이를 코팅 및 인쇄에 적합한 점도로 조정하는 단계와, 기능성 후막의 미세 패터닝을 위하여 기판상에 후막 페이스트로 도포하는 단계와, 상기 도포된 감광성 LTCC 후막을 건조하고 이를 자외선 노광, 현상 및 식각하여 미세 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 또한, 이때 상기 패터닝이 완료된 후에는 800-900℃에서 2시간 동안 대기 분위기로 열처리하는 단계를 더 포함할 수도 있다.In addition, the method of manufacturing a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition according to another preferred embodiment of the present invention is to form a thick film paste and pattern the same, and after coating the photosensitive LTCC paste as described above, coating and printing Adjusting the viscosity to a suitable viscosity, applying a thick film paste onto the substrate for fine patterning of the functional thick film, and drying the applied photosensitive LTCC thick film and ultraviolet light exposure, development and etching to form a fine pattern. It may further include. In addition, in this case, after the patterning is completed, the method may further include a heat treatment at 800-900 ° C. for 2 hours in an atmospheric atmosphere.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하며 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 하술하는 실시예들은 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공되는 것이며, 본 발명은 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the embodiments described below are provided to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is not limited only to the following examples.

실시예Example 1 One

본 실시예에서는 감광성 유기물 조성과, LTCC 조성으로서 [글라스+알루미나(Al2O3) 필러]의 복합계 LTCC로 되는 감광성 LTCC 세라믹 페이스트를 제조하였다. In this embodiment, a photosensitive LTCC ceramic paste including a photosensitive organic compound composition and a composite LTCC of [glass + alumina (Al 2 O 3 ) filler] as an LTCC composition was prepared.

먼저, 상기 감광성 유기물 조성에 있어서 바인더 폴리머의 경우 유리전이온도(Tg)가 각각 80℃와 123℃인 아크릴계 수지 PB-2648RD(Mitsubishi Rayon사) 및 PB-2656RD(Mitsubishi Rayon사)를 사용하여 1:3의 중량비로 혼합하였다. 혼합된 상 기 폴리머 바인더 수지에 유기용제(γ-Butyrolactone: γ-BL)를 첨가하여 60-70℃의 온도에서 교반하여 완전히 용해시켰다. 그 다음 모노머로서 Triphenylamine(TPA 330(Nippon Kayaku사))를, 광개시제로서 IRACURE 369(Ciba Specialty Chemical사)를, 분산제로서 Nopco 092(Sun Nopco사)를, 침강방지제로서 Flownon SP-1000(Kyoeisha Chemical사)를, 그리고 감광페이스트의 UV 흡수율 증가와 굴절율 보정을 위해 Benzotriazole(BT)를 포함한 유기물을 각각 첨가하여 페이스트용 부형제(vehicle)를 제조하였다. First, in the photosensitive organic composition, in the case of the binder polymer, glass transition temperature (Tg) of 80 ° C and 123 ° C was respectively obtained using acrylic resins PB-2648RD (Mitsubishi Rayon) and PB-2656RD (Mitsubishi Rayon). Mix by weight ratio 3. An organic solvent (γ-Butyrolactone: γ-BL) was added to the mixed polymer binder resin and stirred at a temperature of 60-70 ° C. to completely dissolve it. Triphenylamine (TPA 330 (Nippon Kayaku)) as a monomer, IRACURE 369 (Ciba Specialty Chemical) as a photoinitiator, Nopco 092 (Sun Nopco) as a dispersant, and Flownon SP-1000 (Kyoeisha Chemical as a sedimentation agent) ), And paste excipients were prepared by adding organic materials including Benzotriazole (BT) to increase UV absorption and refractive index correction of photosensitive paste.

그리고, 상기 [글라스+알루미나 필러]의 복합계 LTCC 분말은 300-400℃에서 4시간 정도 유지하여 수분을 제거한 후, 상기 페이스트용 부형제와 혼합하였다. 이때, 페이스트의 혼합은 먼저 상기 LTCC 분말과 상기 부형제를 70:30의 중량비로 혼합함에 있어서 고속 원심 믹서로 1차 혼합(약 2,000rpm)하고, 그 다음 상기 페이스트 혼합물을 3-roll mill로 3-5회 반복 혼합하여 페이스트의 응집물을 분쇄하고 레올로지(rheology)를 균일화하였다. 그리고, 최종적으로 이에 유기 용제(γ-BL)를 추가로 첨가하면서 재혼합하여 스핀코팅 또는 스크린 인쇄에 적합한 점도를 갖도록 하였다. The composite LTCC powder of [glass + alumina filler] was kept at 300-400 ° C. for about 4 hours to remove moisture, and then mixed with the paste excipient. At this time, the mixing of the paste is first mixed with a high-speed centrifugal mixer (about 2,000rpm) in the first mixing the LTCC powder and the excipient in a weight ratio of 70:30, then the paste mixture in a 3-roll mill 3- The mixture was mixed five times to break up the aggregates of the paste and to homogenize the rheology. Finally, an organic solvent (γ-BL) was further added thereto, followed by remixing to have a viscosity suitable for spin coating or screen printing.

이상과 같은 본 실시예의 조성비를 아래 표 1에 정리하여 나타내며, 중량비에 있어서 ( )안의 수치는 점도 조절시 추가로 첨가되어 재혼합된 유기용제(γ-BL)의 중량비를 나타낸다:The composition ratio of the present embodiment as described above is summarized in Table 1 below, and the numerical value in parentheses in the weight ratio indicates the weight ratio of the organic solvent (γ-BL) added and remixed when the viscosity is adjusted:

표 1Table 1

페이스트 성분Paste ingredients 중량비(wt%)Weight ratio (wt%) 비고Remarks LTCCLTCC [Glass+알루미나][Glass + Alumina] 70.070.0 감광성 유기물 조성    Photosensitive organic composition TPA330TPA330 7.27.2 PolymerPolymer 15.015.0 IRACURE 369IRACURE 369 3.63.6 Sudan ⅣSudan Ⅳ 0.10.1 Nopco 092Nopco 092 0.50.5 BTBT 3.153.15 Flownon SP-1000Flownon SP-1000 0.70.7 유기 용제Organic solvents γ-BLγ-BL 20 (+15)20 (+15) ( )안은 추가첨가된 유기 용제() Is the organic solvent added 합계Sum 100 (+20-35)100 (+ 20-35)

실시예Example 2 2

본 실시예에서는 감광성 유기물 조성과, LTCC 조성으로서 [글라스+코디어라이트 필러]의 복합계 LTCC로 되는 감광성 LTCC 세라믹 페이스트를 제조하였으며, 상기 코디어라이트는 2MgO-2Al2O3-5SiO2 조성의 결정질 코디어라이트였다. 그리고, 그 외의 모든 공정은 실시예 1과 동일하게 하였다.In this embodiment, a photosensitive LTCC ceramic paste including a photosensitive organic compound composition and a composite LTCC of [glass + cordierite filler] as an LTCC composition was prepared, and the cordierite was composed of 2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 . It was crystalline cordierite. And all other processes were the same as Example 1.

본 실시예의 조성비를 아래 표 2에 정리하여 나타내며, 중량비에 있어서 ( )안의 수치는 점도 조절시 추가로 첨가되어 재혼합된 유기용제(γ-BL)의 중량비를 나타낸다:The composition ratio of this example is summarized in Table 2 below, and the numerical value in parentheses in the weight ratio indicates the weight ratio of the organic solvent (γ-BL) added and remixed when the viscosity is adjusted:

표 2TABLE 2

페이스트 성분Paste ingredients 중량비(wt%)Weight ratio (wt%) 비고Remarks LTCCLTCC [Glass+코디어라이트][Glass + cordier light] 63.063.0 결정질 코디어라이트 (2MgO-2Al2O3-5SiO2)Crystalline Cordierite (2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) 감광성 유기물 조성    Photosensitive organic composition TPA330TPA330 8.18.1 PolymerPolymer 17.517.5 IRACURE 369IRACURE 369 3.53.5 Sudan ⅣSudan Ⅳ 0.50.5 Nopco 092Nopco 092 0.60.6 BTBT 7.07.0 Flownon SP-1000Flownon SP-1000 0.80.8 유기 용제Organic solvents γ-BLγ-BL 20 (+10)20 (+10) ( )안은 추가첨가된 유기 용제() Is the organic solvent added 합계Sum 100 (+20-30)100 (+ 20-30)

실시예Example 3 3

본 실시예에서는 감광성 유기물 조성과, LTCC 조성으로서 비정질 코디어라이 트 조성물 (MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2)로 되는 감광성 LTCC 세라믹 페이스트를 제조하였으며, 그 외의 모든 공정은 실시예 1과 동일하게 하였다.In this embodiment, a photosensitive LTCC ceramic paste having a photosensitive organic composition and an amorphous cordierite composition (MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) as an LTCC composition was prepared, and all other processes were the same as in Example 1. It was made.

본 실시예의 조성비를 아래 표 3에 정리하여 나타내며, 중량비에 있어서 ( )안의 수치는 점도 조절시 추가로 첨가되어 재혼합된 유기용제(γ-BL)의 중량비를 나타낸다:The composition ratio of this example is summarized in Table 3 below, and the numerical value in parentheses in the weight ratio indicates the weight ratio of the organic solvent (γ-BL) which is added and remixed during viscosity adjustment.

표 3TABLE 3

페이스트 성분Paste ingredients 중량비(wt%)Weight ratio (wt%) 비고Remarks LTCCLTCC 비정질 코디어라이트Amorphous cordierite 63.063.0 MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2 MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 감광성 유기물 조성    Photosensitive organic composition TPA330TPA330 8.18.1 PolymerPolymer 17.517.5 IRACURE 369IRACURE 369 3.53.5 Sudan ⅣSudan Ⅳ 0.50.5 Nopco 092Nopco 092 0.60.6 BTBT 7.07.0 Flownon SP-1000Flownon SP-1000 0.80.8 유기 용제Organic solvents γ-BLγ-BL 20 (+10)20 (+10) ( )안은 추가첨가된 유기 용제() Is the organic solvent added 합계Sum 100 (+20-30)100 (+ 20-30)

실시예Example 4 4

본 실시예에서는 이상과 같은 실시예들 1-3으로 제조된 감광성 LTCC 페이스트를 사용하여 후막 페이스트를 형성하고 이를 패터닝하였다. In this embodiment, a thick film paste was formed and patterned using the photosensitive LTCC paste prepared in Examples 1-3.

먼저, 상기 감광성 LTCC 세라믹 페이스트를 UV 경화시키기 위한 노광기의 출력은 350-450W로 설정하고 노광조건은 365nm 파장의 500mW급 UV 램프를 사용하여 30-90초 동안, 특히 바람직하게는 350W에서 40초간 노광하여 경화시켰으며 이는 각 LTCC 분말의 함량에 따라 증감하였다. 현상액은 NaCO3 또는 diethanolamine(DEA)를 탈이온수에 용해시킨 0.25-2 mol% 농도, 바람직하게는 0.5-0.75 mol% 농도의 수용액을 사용하여 스프레이 분무한 후 탈이온수로 세정하였으며, 상기 수용액의 온도 는 20-25℃로 하였다. 그리고, 현상은 30-90초 동안 상기 수용액으로 식각하였으며, 패터닝이 완료된 후에는 800-950℃에서 2시간 동안 대기 분위기로 열처리하였다.First, the output of the exposure machine for UV curing the photosensitive LTCC ceramic paste is set to 350-450W and the exposure conditions are exposed for 30-90 seconds, particularly preferably 350W for 40 seconds using a 500mW UV lamp of 365nm wavelength It was cured and it was increased and decreased according to the content of each LTCC powder. The developer was spray-sprayed using an aqueous solution of 0.25-2 mol%, preferably 0.5-0.75 mol%, in which NaCO 3 or diethanolamine (DEA) was dissolved in deionized water, and then washed with deionized water. Was set to 20-25 ° C. Then, the development was etched with the aqueous solution for 30-90 seconds, and after the patterning was completed, the heat treatment in an atmospheric atmosphere at 800-950 ℃ for 2 hours.

도 1a-1d와 도 2a-2d 및 도 3a, 3b는 상기와 같이 마이크로 비아홀로 패터닝된 각 실시예 1-3의 페이스트의 전자현미경(SEM) 사진을 각 소정의 확대도에 따른 크기로 나타내며, 특히, 도 3a 및 3b는 패터닝을 한 후 800-900℃에서 2시간 동안 대기 분위기로 열처리한 것이다. 즉, 도 1a-1d는 실시예 1의 SEM 사진을, 도 2a-2d는 실시예 2의 SEM 사진을, 도 3a, 3b는 실시예 3의 SEM 사진을 각각 나타낸다.1A-1D, 2A-2D, and 3A, 3B show electron microscopy (SEM) photographs of pastes of Examples 1-3 patterned with micro via holes as described above in sizes according to respective predetermined magnifications, In particular, Figures 3a and 3b is a heat treatment in an atmospheric atmosphere for 2 hours at 800-900 ℃ after patterning. That is, FIGS. 1A-1D show the SEM picture of Example 1, FIGS. 2A-2D show the SEM picture of Example 2, and FIGS. 3A and 3B show the SEM picture of Example 3, respectively.

표 1과 도 1a-1d를 참조하면, 실시예 1은 [글라스+알루미나 필러]의 복합계 LTCC로 되는 감광성 LTCC 세라믹 페이스트로서, UV 식각된 미세 비아홀의 해상도가 그다지 좋지 못함을 알 수 있다. 더욱이 50㎛ 이하의 비아홀인 경우에는 원래의 원형 패턴을 거의 구현하지 못하였다. 이는 유전율의 차이에 따른 굴절율의 차이에 기인한다. 즉, [글라스+알루미나 필러]의 복합계 LTCC는 유전율이 4인 유리와 유전율이 9인 알루미나의 혼합물로서 평균 유전율이 7.5 이상으로서 큰 값을 가진다. 그런데, 후막형 페이스트 인쇄물을 광식각할 경우, UV 광선의 투과는 유기물의 굴절율 및 충진 무기물의 굴절율에 의해 영향을 받고, 또한 일반적으로 물질의 굴절율은 유전율과 정비례한다. 따라서, 상기 [글라스+알루미나 필러]의 복합계 LTCC의 굴절율은 유기물의 평균 굴절율 1.33-1.45와 큰 차이를 갖게 되어 상기 후막에 조사된 UV광선의 산란율이 커지게 된다. 이에 따라 감광 수지의 UV 경화시 불규칙한 경계면을 형성하고 UV 투과율도 저하되므로 해상도가 저하된다.Referring to Table 1 and FIGS. 1A-1D, Example 1 is a photosensitive LTCC ceramic paste which is a composite LTCC of [glass + alumina filler], and it is understood that the resolution of the UV-etched fine via holes is not very good. Furthermore, in the case of the via hole of 50 μm or less, the original circular pattern was hardly realized. This is due to the difference in refractive index according to the difference in dielectric constant. In other words, the composite LTCC of [glass + alumina filler] is a mixture of glass having a dielectric constant of 4 and alumina having a dielectric constant of 9 and has a large value with an average dielectric constant of 7.5 or more. However, in the case of photoetching the thick-film paste printed matter, the transmission of UV light is affected by the refractive index of the organic material and the refractive index of the filled inorganic material, and in general, the refractive index of the material is directly proportional to the dielectric constant. Therefore, the refractive index of the composite LTCC of the [glass + alumina filler] has a large difference from the average refractive index of 1.33-1.45 of the organic material, and the scattering rate of UV rays irradiated to the thick film is increased. As a result, an irregular interface is formed during UV curing of the photosensitive resin and the UV transmittance is also lowered, thereby lowering the resolution.

또한, 표 2와 도 2a-2d를 참조하면, 실시예 2는 [글라스+코디어라이트 필러]의 복합계 LTCC로 되는 감광성 LTCC 세라믹 페이스트로서, 유전율이 4인 유리와 유전율이 4.2로 비교적 낮은 코디어라이트 조성으로 구성되므로, 감광성 유기물과 LTCC 간의 굴절율 차이를 최소화하여 노광시 UV의 산란을 억제함으로써 실시예 1의 경우보다 더욱 선명한 패턴을 얻을 수 있게 된다.In addition, referring to Table 2 and FIGS. 2A-2D, Example 2 is a photosensitive LTCC ceramic paste which is a composite LTCC of [glass + cordierite filler], having a glass having a dielectric constant of 4 and a relatively low dielectric constant of 4.2. Since the composition is composed of an alight, the difference in refractive index between the photosensitive organic material and the LTCC is minimized to suppress scattering of UV during exposure, thereby obtaining a more clear pattern than in the case of the first embodiment.

또한, 표 3과 도 3a 및 3b를 참조하면, 실시예 3은 비정질 코디어라이트의 LTCC로 되는 감광성 LTCC 세라믹 페이스트로서, 굴절율이 약 1.65로서 여타 복합계 LTCC에 비해 매우 낮으므로, 감광성 유기물과의 굴절율차가 아주 작다. 따라서, 미세 비아홀의 경계면이 뚜렷하며, 비아홀 직경 25㎛의 해상도까지 식각 가능하다. In addition, referring to Table 3 and FIGS. 3A and 3B, Example 3 is a photosensitive LTCC ceramic paste which becomes an LTCC of amorphous cordierite, and has a refractive index of about 1.65, which is much lower than that of other composite LTCCs. The refractive index difference is very small. Therefore, the interface of the fine via hole is clear and can be etched up to a resolution of the via hole diameter of 25 μm.

이상과 같이, 본 실시예들에 있어서 감광성 유기물 조성과 LTCC 조성으로 제조되는 감광성 LTCC 세라믹 페이스트의 경우, 상기 감광성 유기물과 상기 LTCC 조성 간의 굴절율 차이를 최소화하도록 상기 LTCC 조성을 선택함으로써 노광시 UV의 산란이 억제되며, 이에 따라 해상도가 향상된 마이크로 패터닝이 가능해진다. 또한, LTCC 세라믹 조성을 포함하므로, 800 내지 950℃ 범위의 저온에서 소성이 가능하다.As described above, in the case of the photosensitive LTCC ceramic paste manufactured by using the photosensitive organic composition and the LTCC composition, by selecting the LTCC composition to minimize the difference in refractive index between the photosensitive organic material and the LTCC composition, UV scattering during exposure It is suppressed, thereby enabling micro patterning with improved resolution. In addition, since the LTCC ceramic composition is included, firing is possible at a low temperature in the range of 800 to 950 ° C.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예들에 있어서, 이상과 같은 바인더 폴리머, 유기 용매, 감광성 모노머, 광개시제, 분산제, 침강방지제 등에 관하여 예시된 물질 및/또는 제품 이외에도 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 물질 및/또는 제품들이 응당 본 발명을 구현하는데 매우 용이하게 선택되어 사용될 수 있다는 사실은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 극히 당연한 것이다.On the other hand, in the preferred embodiments of the present invention, in addition to the materials and / or products exemplified with respect to the binder polymer, organic solvent, photosensitive monomer, photoinitiator, dispersant, anti-settling agent and the like as described above, and / or materials commonly used in the art Alternatively, the fact that the products can be selected and used very easily to implement the present invention is quite natural to those skilled in the art.

또한, 이상 기술한 본 발명의 바람직한 실시예들의 패터닝 특성은 조성분말의 평균입도, 분포 및 비표면적과 같은 분말특성과, 원료의 순도, 불순물 첨가량 및 소결 조건에 따라 통상적인 오차범위 내에서 다소 변동이 있을 수 있음은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 지극히 당연하다.In addition, the patterning characteristics of the preferred embodiments of the present invention described above vary slightly within the usual error range depending on the powder characteristics such as the average particle size, distribution and specific surface area of the composition powder, the purity of the raw material, the amount of impurity addition and the sintering conditions. It can be quite natural for one of ordinary skill in the art to be there.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.On the other hand, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, anyone of ordinary skill in the art will be possible to various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications, changes And additions should be regarded as within the scope of the claims.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 감광성 LTCC 세라믹 조성물은 감광성 유기물 조성과 소정의 LTCC 조성으로 이루어짐으로써 저유전율 및 저유전손실 등의 우수한 유전특성을 지니고 저온 소성으로서 내부 도체와의 동시소성이 가능하면서도, 패턴 해상도가 50㎛ 이하로서 미세 비아홀 직경 및 선폭 이격 거리가 최소 25㎛까지 미소화되는 미세 패터닝이 가능해진다.As described above, the photosensitive LTCC ceramic composition according to the present invention is composed of a photosensitive organic material composition and a predetermined LTCC composition, and has excellent dielectric properties such as low dielectric constant and low dielectric loss, and can be simultaneously fired with the internal conductor by low temperature firing. At the same time, the pattern resolution is 50 μm or less, so that fine patterning is possible in which the fine via hole diameter and the line width separation distance are micronized to at least 25 μm.

또한, 이에 따라 본 발명에 의한 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물은 초고속 및 고효율 전송을 위한 3차원 세라믹 복합모듈의 핵심소재로의 적용이 유망하다.In addition, the photosensitive low-temperature cofired ceramic composition according to the present invention is promising as a core material of the three-dimensional ceramic composite module for ultra-high speed and high efficiency transmission.

Claims (11)

감광성 유기물 조성과 기능성 무기물 조성으로 이루어지는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물에 있어서,In the photosensitive low-temperature cofired ceramic composition comprising a photosensitive organic composition and a functional inorganic composition, 상기 감광성 유기물 조성은 바인더 폴리머와 모노머와 광개시제와 분산제 및 침강방지제를 포함하고,The photosensitive organic substance composition includes a binder polymer, a monomer, a photoinitiator, a dispersant, and a sedimentation inhibitor, 상기 기능성 무기물 조성은 [글라스+코디어라이트(2MgO-2Al2O3-5SiO2) 필러] 복합계 세라믹스 또는 비정질 코디어라이트 조성물(MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The functional inorganic material composition comprising the [glass + cordierite (2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2) filler; composite ceramics or amorphous cordierite composition (MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2) A photosensitive low-temperature cofired ceramic composition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 감광성 유기물 조성과 상기 기능성 무기물 조성의 중량비는 30:70 내지 80:20의 범위로 되는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The weight ratio of the photosensitive organic composition and the functional inorganic composition is in the range of 30:70 to 80:20 photosensitive low temperature cofired ceramic composition. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 바인더 폴리머는 전이온도(Tg)가 80℃인 아크릴계 수지와 123℃인 아크릴계 수지가 1:1 내지 1:3의 중량비로 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The binder polymer is a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition, characterized in that the transition temperature (T g ) is an acrylic resin of 80 ℃ and 123 ℃ acrylic resin is mixed in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 바인더 폴리머는 상기 감광성 유기물 조성의 30 내지 50wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The binder polymer is a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition, characterized in that it comprises 30 to 50wt% of the photosensitive organic composition. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 모노머는 상기 감광성 유기물 조성의 20 내지 35wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The monomer is a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition, characterized in that it comprises 20 to 35wt% of the photosensitive organic composition. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 광개시제는 상기 감광성 유기물 조성의 5 내지 10wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The photoinitiator is a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition, characterized in that it comprises 5 to 10wt% of the photosensitive organic composition. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 분산제는 상기 전체 감광성 유기물 조성의 1 내지 5wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The dispersant is a photosensitive low-temperature co-fired ceramic composition, characterized in that it comprises 1 to 5wt% of the total photosensitive organic composition. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 침강방지제는 상기 전체 감광성 유기물 조성의 0.5 내지 5wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The anti-settling agent is a photosensitive low-temperature cofired ceramic composition, characterized in that it comprises 0.5 to 5wt% of the total photosensitive organic composition. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 감광성 유기물 조성은 그 굴절율을 상승시키기 위하여 Benzotriazole을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물.The photosensitive organic composition is a photosensitive low-temperature co-fired ceramic composition, characterized in that it further comprises Benzotriazole to increase the refractive index. 적어도 1개 이상의 유리전이온도를 갖는 적어도 1개 이상의 아크릴계 수지를 혼합하여 유기용제에 용해시킨 바인더 폴리머 용액을 제조하는 제1단계와;A first step of preparing a binder polymer solution in which at least one acrylic resin having at least one glass transition temperature is mixed and dissolved in an organic solvent; 상기 바인더 폴리머 용액에 모노머와 광개시제와 분산제 및 침강방지제를 첨가하여 페이스트용 부형제를 제조하는 제2단계와;A second step of preparing a paste excipient by adding a monomer, a photoinitiator, a dispersant and an antisettling agent to the binder polymer solution; [글라스+코디어라이트(2MgO-2Al2O3-5SiO2) 필러] 복합계 세라믹스 또는 비정질 코디어라이트 조성물(MgO-CaO-2Al2O3-5SiO2)로 이루어지는 저온소성 세라믹 조성물을 상기 페이스트용 부형제와 혼합하여 감광성 저온 동시소성 세라믹 페이스트를 제조하는 제3단계와;[Glass + Cordierite (2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) Filler] The paste is a low-temperature fired ceramic composition comprising a composite ceramic or an amorphous cordierite composition (MgO-CaO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ). A third step of preparing a photosensitive low-temperature cofired ceramic paste by mixing with the excipient; 상기 감광성 저온 동시소성 세라믹 페이스트를 800 내지 950℃에서 소성하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물의 제조방법.And a fourth step of baking the photosensitive low-temperature cofired ceramic paste at 800 to 950 ° C. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제3단계는 상기 저온소성 세라믹 조성을 상기 페이스트용 부형제와 혼합하기 이전에 상기 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물에 유기 용제를 추가로 첨가하여 그의 점도 조절을 하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 감광성 저온 동시소성 세라믹 조성물의 제조방법.The third step further comprises the step of adjusting the viscosity by additionally adding an organic solvent to the photosensitive low-temperature co-fired ceramic composition before mixing the low-temperature fired ceramic composition with the paste excipient. Method for producing a low temperature cofired ceramic composition.
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