KR100888770B1 - 이종접합 세라믹스의 제조방법 - Google Patents

이종접합 세라믹스의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100888770B1
KR100888770B1 KR1020070107887A KR20070107887A KR100888770B1 KR 100888770 B1 KR100888770 B1 KR 100888770B1 KR 1020070107887 A KR1020070107887 A KR 1020070107887A KR 20070107887 A KR20070107887 A KR 20070107887A KR 100888770 B1 KR100888770 B1 KR 100888770B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal oxide
ceramics
heterojunction
oxide layers
ions
Prior art date
Application number
KR1020070107887A
Other languages
English (en)
Inventor
신효순
여동훈
김종희
박지훈
장의경
Original Assignee
한국산업기술평가원(관리부서:요업기술원)
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 한국산업기술평가원(관리부서:요업기술원) filed Critical 한국산업기술평가원(관리부서:요업기술원)
Priority to KR1020070107887A priority Critical patent/KR100888770B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100888770B1 publication Critical patent/KR100888770B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/003Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62802Powder coating materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/10Glass interlayers, e.g. frit or flux
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32Ceramic
    • C04B2237/34Oxidic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 이종접합을 위해 임베디드된 희생 글래스층과 이종소재 세라믹스 간의 접촉각을 조절함으로써 적층시 발생가능한 박리를 방지하여 효율적인 접합구조를 달성할 수 있는 이종접합 세라믹스의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 복수의 이종 금속산화물층들과 이들 간에 각각 임베디드되는 희생 글래스층을 적층하고 소결에 의해 상기 이종 금속산화물층들에 상기 희생 글래스층을 함침시키는 이종접합 세라믹스의 제조방법에 있어서, 상기 이종 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말은 상기 글래스와의 접촉각을 저하하는 기능성 이온으로 코팅된다. 이때, 상기 기능성 이온은 실리콘 이온으로 될 수 있으며, 이는 실란(SiH4), TEOS [Si(OC2H5)4], 실란 커플링제 중의 어느 하나 이상으로 공급될 수 있고, 바람직하기로는 2 내지 20 wt% 첨가될 수 있다.
이종접합세라믹스, 희생글래스층, 실리콘코팅, 접촉각, 박리, LTCC.

Description

이종접합 세라믹스의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF HETERO-JUNCTIONED CERAMICS}
본 발명은 이종접합 세라믹스의 제조방법에 관한 것으로, 특히 상기 이종접합을 위해 임베디드된 희생 글래스층과 이종소재 세라믹스 간의 접촉각을 조절함으로써 적층시 발생가능한 박리(delamination)를 방지하여 효율적인 접합구조를 달성할 수 있는 이종접합 세라믹스의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전자세라믹스 부품은 모듈화 공정을 통하여 집적도를 높이기 위한 방향으로 진전되고 있다. 이를 위하여, 일반적으로 상기 모듈용 기판으로는 유전율이 10 이하의 저유전율을 지니는 저온동시소성 세라믹스(Low Temperature Co-Fired Ceramics: LTCC)를 이용하여 기존의 에폭시 기판이나 알루미나 기판을 대체하면서 수동소자를 일부내장하여 집적도를 높인 모듈 형태로 개발이 이루어지고 있다.
그러나, 높은 유전율 또는 많은 적층 수를 필요로 하는 고용량 커패시터의 경우는 한정된 기판 두께에서 상기와 같은 저유전율의 저온동시소성 세라믹스만으로는 구현하기 어렵기 때문에, 이를 해결하기 위하여 고유전율의 소자를 기판에 내 장하는 수동소자 임베딩(passive embedding) 방법이 요구된다. 즉, 고용량의 커패시터를 내장할 수 있다는 것은 보다 좁은 면적에 보다 많은 커패시터를 구현할 수 있다는 것을 의미할 뿐만 아니라 그동안 용량의 부족으로 인하여 내장할 수 없었던 커패시터를 추가로 내장할 수 있다는 것을 의미한다.
상기 수동소자 내장은 일반적으로 중 또는 고 유전율의 기능성 기판 후막시트(thick film sheet)와 저유전율의 기판 후막시트를 함께 적층하는 소위 이종접합으로써 달성된다. 그러나, 이와 같은 이종접합을 하여 상기 후막시트들을 동시소성하는 경우, 다음과 같은 여러 문제가 수반된다:
첫째, 이종재료 간 최종 수축율 차이에 의한 휨(warpage)과 박리(delamination) 현상이 발생한다. 즉, 실험적으로 최종 수축율의 차이가 1-2% 정도만 되어도 수% 이상의 휨이 나타나게 된다. 또한, 비록 최종 수축율이 같다고 해도, 만일 수축 거동이 달라지면, 이종재료 간에 서로 소결제한 현상이 발생하게 되어 소성수축이 현저히 감소하는 결과를 초래하게 된다.
둘째, 소성 온도에서 이종재료 간의 상호 화학반응이 발생한다.
따라서, 상기 문제들을 최소화하면서 신뢰성 있는 접합을 달성하는 것이 이종접합의 근본적인 문제이다.
이러한 문제들을 해결하기 위한 한 방법으로서, 이종 금속산화물층들간에 글래스층을 임베딩(embedding)하여 소성 시 액상으로 되는 상기 글래스를 이들 이종 금속산화물층 내부로 함침시킴으로써 이들 이종 금속산화물층 간의 수축율 차이를 최소화시키는 방법이 제안된 바 있다.
그러나, 이러한 방법의 경우 이종 금속산화물층들 간에 그 내부로 상기 글래스가 함침되는 속도와 깊이의 층간 차이가 필연적으로 발생하게 되어 무수축 이종 접합의 달성에 문제가 발생한다.
도 1은 이러한 문제의 일 예를 설명하기 위한 것으로, 소결온도 구간에서 액상인 공통의 글래스와 각각의 이종 금속산화물간의 접촉각(wetting angle) 변화를 나타내며, 이때 이종금속산화물 1은 Al2O3, 이종금속산화물 2는 BaTiO3 조성이다.
일반적으로 접촉각이 클수록 함침 깊이는 낮아지는 것으로 알려져 있으며, 따라서 소성 시간이 충분히 주어짐에도 불구하고, 함침속도가 빠른 금속 산화물층 내부로는 상기 글래스가 과도하게 함침되는 데 반하여, 함침속도가 느린 금속 산화물층 내부에는 글래스가 부족한 상태가 지속되어, 결국 심각한 박리가 발생하게 된다.
따라서, 도 1에서 예시된 이종금속산화물 1(Al2O3)과 이종산화물 2(BaTiO3)로 적층되는 이종접합의 경우, 소결온도 범위 전반에 걸쳐 이종금속산화물 1의 접촉각이 이종산화물 2보다 상대적으로 훨씬 커 함침 깊이가 상대적으로 낮으므로, 아무리 소결시간을 충분히 설정한다 하더라도 이종금속산화물 2에 비해 이종금속산화물 1로 함침되는 글래스가 부족한 상태가 지속되어 결국 심각한 박리를 유발하게 된다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 적층되는 이종 금속산화물층들과 이들 간에 임베디드되는 공통 글래스층간의 각 접촉각들의 차이를 최소화하여 상기 글래스의 함침 속도 및 깊이를 증가시키는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 의한 이종접합 세라믹스의 제조방법은 복수의 이종 금속산화물층들과 이들 간에 각각 임베디드되는 희생 글래스층을 적층하고 소결에 의해 상기 이종 금속산화물층들에 상기 희생 글래스층을 함침시키는 이종접합 세라믹스의 제조방법에 있어서, 상기 이종 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말은 상기 글래스와의 접촉각을 저하하는 기능성 이온으로 코팅될 수 있다.
이때, 상기 기능성 이온은 실리콘 이온으로 될 수 있으며, 이는 실란(SiH4), TEOS [Si(OC2H5)4], 실란 커플링제 중의 어느 하나 이상으로 공급될 수 있고, 바람직하기로는 2 내지 20 wt% 첨가될 수 있다.
또한, 상기 기능성 이온은 이것이 용해된 용액에 코팅하고자 하는 상기 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리하여 코팅되거나, 또는 상기 기능성 이온을 졸로 제조하고 이에 상기 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리하여 코팅될 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 적어도 2개 이상의 이종 금속산화물층들과 이들 간에 임베디드되는 글래스 층으로 구성되는 적층 세라믹스 모듈 구조에 있어서, 소결공정 동안 상기 적층된 이종 금속산화물층들의 액상 글래스에 대한 접촉각 차이를 최소화하도록 각 금속산화물층들에 첨가되는 실리콘 등 기능성 이온이 함유된 코팅제의 량을 임의로 조절함으로써, 상기 접촉각들의 차이를 최소화하고 상기 글래스의 함침 속도 및 깊이를 증가시킬 수 있게 된다. 이로써, 발생할 수 있는 박리현상이 최소화된다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명은 적층되는 이종 금속산화물층들과 이들 간에 임베디드되는 공통 글래스층으로 구성되는 이종접합구조에 기초한다. 이의 일 예는 도 2에 도시되는 바와 같이 이종의 금속산화물층들(100, 200)이 각각 상부와 하부에 적층되며, 그 각각에 글래스층(300)이 임베디드되는 구조로 된다. 또한, 이 외에도 본 발명은 2개 이상의 이종 금속산화물층들이 도 2에 예시된 방식으로 적층되는 구조도 포함한다.
또한, 본 발명에 있어서는 상기 이종의 금속산화물층들(100, 200)의 금속산화물 분말들이 접촉각에 변화를 가져 올 수 있는 기능성 이온이 함유된 코팅제로 코팅된다. 따라서, 상기 코팅제로 인하여 소결시 글래스층(300)으로부터 용융되어 함침되는 글래스에 대한 각 금속산화물층들(100, 200)의 접촉각이 작아지며, 결국 이는 함침 깊이를 더 깊게 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 있어서는 상기 금속산화물층(100, 200) 조성분말의 접촉각 특성에 따라, 상기 금속산화물층들(100, 200) 간의 접촉각 차이를 최소화하도록 각 금속산화물층들(100, 200)에 첨가되는 상기 기능성 이온이 함유된 코팅제의 량을 임의로 조절함이 바람직하다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 두 금속산화물층들(100, 200) 분말 모두에 각각 소정량의 코팅제가 첨가되어 코팅되거나, 또는 본 발명의 다른 일 실시예에서는 이들 금속산화물층들(100, 200)의 어느 하나에만 소정량의 코팅제가 첨가되어 코팅될 수도 있다. 이때, 상기 코팅제가 첨가되는 각 소정량들은 상기 금속산화물층들의 글래스에 대한 흡수율 또는 접촉각에 따라 실험적으로 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 구현예에 있어서, 상기 기능성 이온은 실리콘(Si) 이온으로 될 수 있다. 이러한 실리콘 이온을 함유하는 코팅제로는 실란(Silane) SiH4 및 TEOS [Si(OC2H5)4]와, (RO)3Si(CH2)3-X, (R'O)3SiR, (R'O)3Si-R-Si-(R'O)3, Ph-Si(OCH3)3, NH2(CH2)3Si(OCH2CH3), NH2(CH2)3NH(CH2)2Si(OCH3)3 등의 실란 커플링제(Silane Coupling Agents)를 포함하며, 이에 한정되지 아니한다. 또한, 상기 기능성 이온을 함유하는 코팅제는 2-20wt%, 바람직하기로는 5-10wt% 첨가됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 기능성 이온을 코팅하기 위한 방법으로서 상기 기능성 이온을 용해한 용액에 코팅하고자 하는 금속산화물 분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리할 수 있다. 또는, 상기 기능성 이온을 코팅하기 위한 방법으로서 본 발명의 다른 일 실시예에서는 상기 기능성 이온을 졸(sol)로 제조하여 이에 금속산화물 분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리할 수 있다. 이때, 상기 건조 및 열처리에는 분무법이 이용될 수 있다.
또한, 상기 금속산화물층(100, 200)은 금속 산화물 분말을 후막 성형 공정을 통하여 그린시트(green sheet) 등의 시트 형태로 가공하여 사용할 수 있으며, 그 재질로는 Al2O3, BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, Ba(Mg,Ta)O3 중의 어느 하나 이상 또는 이들의 혼합물에 상기 기능성 이온을 코팅한 분말로 될 수 있다.
또한, 상기 글래스층(300)은 상기 금속산화물층들(100, 200) 사이에 개재되어 소결과정에서 용융되어 금속산화물층들(100, 200) 내부로 함침 흡수되어 없어지게 되며, 상기 각 금속산화물층(100 또는 200)의 두께 대비 70-110% 두께로 형성될 수 있다. 또한, 글래스층(300)의 조성은 그 주성분이 비정질의 붕규산염 유리(Borosilicate Glass), 연붕규산염 유리(Lead Borosilicate Glass), 알칼리 혹은 알칼리 토금속을 포함한 붕규산염 유리의 어느 하나 이상을 포함하며,그 밖에 금속 산화물층(100, 200)에 용이하게 함침되어 접착성을 유지한다면 어떠한 유리성분도 모두 가능하다.
또한, 도 2와 같이 적층된 시트들의 소결온도로서는 750-900℃, 특히 850℃ 가 바람직하며, 소결시간으로서 5-40분, 특히 15분 정도가 바람직하다. 이러한 소결온도를 인가하는 동안, 금속산화물층들(100, 200) 내부에 존재하는 다수의 기공(pore)에 용융된 글래스가 채워져 치밀화되며, 이로써 금속산화물층들(100, 200) 의 수축이 방지된다.
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 실시예들로만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 - 금속산화물층 분말의 SiO 2 기 코팅(1)
본 실시예에서는 BaTiO3와 Al2O3를 적층되는 각 금속산화물층의 조성으로 하고 PbO-B2O3-SiO2 글래스를 층간 함침 유리로 사용하는 모듈을 제조함에 있어서, 소결시 Al2O3 층으로 상기 글래스가 함침되는 흡수율이 BaTiO3 층보다 저조하므로, 상기 Al2O3 금속산화물층의 흡수율을 개선하기 위하여 Al2O3 분말만을 SiO2기로 코팅하였다.
즉, SiO2기를 코팅하기 위하여 Al2O3 분말과 Si를 포함하는 실란을 Al2O3 대비 무게비로 5-15wt%를 에탄올 용매에 함께 넣고 이를 2시간 동안 볼밀링(ball milling) 하였다. 혼합된 슬러리는 건조와 분쇄과정을 거쳐 600℃에서 2시간 동안 열분해를 하였다.
실시예 2 - 금속산화물층 분말의 SiO 2 기 코팅(2)
본 실시예에서는 실시예 1과 마찬가지로 Al2O3 층의 흡수율을 개선하기 위하여 Al2O3 분말만을 SiO2기로 코팅하였다. 다만, 실시예 1과 다르게 SiO2기를 코팅하 기 위하여 실리카 졸을 사용하였다.
즉, 실리카졸(SiO2)을 Al2O3 대비 무게비로 5-20wt%를 에탄올 용매에 함께 넣고 2시간 동안 볼밀링한 후, 건조와 분쇄 과정을 거쳐 600℃에서 2시간 동안 열분해하였다.
실시예 3 - 그린시트 제조 및 모듈 제조
실시예 1 또는 실시예 2에서 얻은 실리콘 코팅된 Al2O3 분말과 BaTiO3 분말을 각 금속산화물층의 조성으로 하고 PbO-B2O3-SiO2 글래스를 층간 함침 유리로 사용하는 모듈을 제조하였다.
즉, 결합제와 가소제, 분산제로서 각각 폴리비닐부티랄, 디부틸 프탈레이트, 에스테르계 계면활성제형 분산제를 사용하여 닥터 블레이드(doctor blade)법으로 알려진 테이프 캐스팅 공정을 행하여 그린시트를 제조하였다. 이때, 사용된 용매는 공비 조건의 톨루엔과 에탄올의 혼합 용액이었으며, 지르코니아 볼을 이용하여 유리 분말 또는 알루미나 분말과 분산제 및 용매를 첨가하여 24시간 동안 1차 분산하였다. 분산된 슬러리는 결합제와 가소제를 넣고 24시간 동안 2차 밀링하여 최종 슬러리를 제조하였다. 이와 같이 제조된 슬러리는 200메쉬 스크린으로 걸러 낸 후, 기포를 제거하고 12시간 동안 에이징(aging)하였다. 그리고, 닥터 블레이드를 이용하여 성형속도 2.4m/min, 건조온도 80℃로 두께가 약 25-50㎛의 균일한 그린시트를 제조하였다.
이후, 상기 Al2O3 조성 시트 상에 상기 층간 함침 유리 시트를 올리고 이 위 에 다시 상기 BaTiO3 조성 시트를 올려 이를 300초 동안 열간 압착하였으며, 250bar로 등압성형을 가한 후 일정한 크기로 절단하였다. 제조된 시트는 적층체 내에 존재하는 유기물을 제거하기 위하여 450℃까지 가열 후 1시간 동안 유지하여 탈바인더 하였다. 유기물이 제거된 시료는 750℃, 800℃, 850℃, 900℃ 각각에서 15분간 소결하여 모듈을 제조하였다.
이에, 다음 표 1, 2와 같은 결과를 얻었다:
표 1
함침 깊이(소결온도: 900℃)
Al2O3 D50 1.7㎛ Al2O3 D50 0.45㎛
실리콘 비코팅 43.2 32
실리콘 5wt% 코팅 78 54
실리콘 10wt% 코팅 62.5 35.4
실리콘 15wt% 코팅 47.6 33.2
표 2
Al2O3 분말 750℃ 800℃ 850℃ 900℃
실리콘 비코팅 D50 1.7㎛ 14.2 32.3 38.6 43.2
D50 0.45㎛ - 19.8 22.7 32
실리콘 5wt% 코팅 D50 1.7㎛ 14.8 34.3 56.8 78
D50 0.45㎛ 14.1 25.6 46.2 54
이때, 표 1, 2에 있어서 D50 1.7㎛ 및 D50 0.45㎛는 Al2O3 분말의 입자크기를 나타낸다.
도 3a는 비교예로서, 실리콘이 코팅되지않은 Al2O3 분말 입자들의 전자현미경 사진을, 도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 실리콘이 코팅된 Al2O3 분말 입자들의 전자현미경 사진을 각각 나타낸다. 또한, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서 Al2O3 층 분말의 실리콘 코팅에 따른 접촉각의 변화를 나타낸다. 그리고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서 실리콘 코팅된 Al2O3 층을 사용하여 BaTiO3 층과 적층한 후 소결하여 제조된 모듈 접합면의 전자현미경 사진이다.
도 4를 참조하면, Al2O3 분말에 실리콘을 코팅한 후 접촉각이 작아졌음을 알 수 있고, 이에 따라 표 1, 2에서 나타내는 바와 같이 실리콘 코팅 시 함침 깊이가 더 커졌음을 알 수 있다. 즉, 이는 Al2O3 층으로 상기 글래스가 함침되는 흡수율이 현저히 개선되었음을 의미하며, 이로써 상대적으로 흡수율이 큰 BaTiO3 층과의 흡수율 격차가 감소되고, 도 5에 나타내는 바와 같이 박리현상이 방지된 접합이 달성된다.
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.
또한, 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.
도 1은 소결온도 구간에서 액상인 공통의 글래스와 각 이종 금속산화물간의 접촉각(wetting angle) 변화를 나타내는 그래프(이때, 이종금속산화물 1은 Al2O3, 이종금속산화물 2는 BaTiO3 조성이다).
도 2는 본 발명에 있어서 적층되는 이종 금속산화물층들과 이들 간에 임베디드되는 공통 글래스층으로 구성되는 이종접합구조의 일 예.
도 3a는 비교예로서, 실리콘이 코팅되지않은 Al2O3 분말 입자들의 전자현미경 사진.
도 3b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서 실리콘이 코팅된 Al2O3 분말 입자들의 전자현미경 사진.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서 Al2O3 층 분말의 실리콘 코팅에 따른 접촉각의 변화를 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서 실리콘 코팅된 Al2O3 층을 사용하여 BaTiO3 층과 적층한 후 소결하여 제조된 모듈 접합면의 전자현미경 사진.

Claims (14)

  1. 복수의 이종 금속산화물층들과 이들 간에 각각 임베디드되는 희생 글래스층을 적층하여 상기 이종 금속산화물층들에 상기 희생 글래스층을 각각 함침시키는 이종접합 세라믹스의 제조방법에 있어서,
    상기 이종 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말은 상기 글래스와의 접촉각을 저하하는 기능성 이온으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 이온은 실리콘 이온으로 되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실리콘 이온은 실란(SiH4), TEOS [Si(OC2H5)4], 실란 커플링제 중의 어느 하나 이상으로 공급되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능성 이온은 2 내지 20 wt% 첨가되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 기능성 이온이 용해된 용액에 코팅하고자 하는 상기 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 기능성 이온을 졸로 제조하고 이에 상기 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 복수의 이종 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말을 실리콘 이온을 함유하는 용액으로 코팅하는 제1단계와;
    상기 코팅된 이종 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말로부터 각각 해당되는 하나 이상의 시트들을 제조하는 제2단계와;
    상기 각 시트들과 이들 간에 희생 글래스층을 각각 임베딩하여 적층하고 가압 성형하여 모듈을 제조하는 제3단계와;
    상기 모듈을 소결하여 상기 각 시트들 내로 상기 희생 글래스층을 각각 함침시키는 제4단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제1단계의 상기 코팅은 상기 기능성 이온이 용해된 용액에 코팅하고자 하는 상기 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    제1단계의 상기 코팅은 상기 기능성 이온을 졸로 제조하고 이에 상기 금속산화물층들 중 하나 이상의 조성분말을 분산시킨 후 이를 건조 및 열처리하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘 이온은 실란(SiH4), TEOS [Si(OC2H5)4], 실란 커플링제 중의 어 느 하나 이상으로 공급되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  12. 제8항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속산화물층들의 조성은 Al2O3, BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3, Ba(Mg,Ta)O3 중의 어느 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 희생 글래스층의 조성은 붕규산염 유리, 연붕규산염 유리, 알칼리 또는 알칼리 토금속을 포함한 붕규산염 유리 중의 어느 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
  14. 제8항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 소결 온도는 750 내지 900 ℃로 되는 것을 특징으로 하는 이종접합 세라믹스의 제조방법.
KR1020070107887A 2007-10-25 2007-10-25 이종접합 세라믹스의 제조방법 KR100888770B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070107887A KR100888770B1 (ko) 2007-10-25 2007-10-25 이종접합 세라믹스의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070107887A KR100888770B1 (ko) 2007-10-25 2007-10-25 이종접합 세라믹스의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100888770B1 true KR100888770B1 (ko) 2009-03-17

Family

ID=40698245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070107887A KR100888770B1 (ko) 2007-10-25 2007-10-25 이종접합 세라믹스의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100888770B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10177372B2 (en) 2015-08-13 2019-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal oxide composite and method of preparing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100710459B1 (ko) 2006-02-24 2007-04-24 요업기술원 희생글래스층을 포함하는 무수축 저온동시소성세라믹쉬트의 제조 방법 및, 이것을 이용한 전자세라믹스 모듈

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100710459B1 (ko) 2006-02-24 2007-04-24 요업기술원 희생글래스층을 포함하는 무수축 저온동시소성세라믹쉬트의 제조 방법 및, 이것을 이용한 전자세라믹스 모듈

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문1: 전기전자재료학회논문지
논문2: 한국분말야금학회

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10177372B2 (en) 2015-08-13 2019-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal oxide composite and method of preparing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101179330B1 (ko) 저온 동시 소성 세라믹 조성물, 이를 포함하는 저온 동시 소성 세라믹 기판 및 이의 제조방법
US6588097B2 (en) Method of manufacturing multilayered ceramic substrate and green ceramic laminate
KR100731220B1 (ko) 고 유전상수 세라믹 재료의 코어를 갖는 다성분 ltcc기판 및 그의 개발 방법
JPS6036369A (ja) 磁器製造法
JP5032772B2 (ja) 低温共焼成セラミック構造物およびその製造方法
JP2610375B2 (ja) 多層セラミック基板の製造方法
KR100888770B1 (ko) 이종접합 세라믹스의 제조방법
KR100930165B1 (ko) 구속용 그린시트 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판의 제조방법
KR100872263B1 (ko) 구속용 그린시트 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판의 제조방법
US7879169B2 (en) Method for producing ceramic compact
KR100369118B1 (ko) 스크린 프린팅에 의한 고밀도 세라믹 후막 제조방법
JP2004022706A (ja) セラミック多層基板の製造方法
KR20230171960A (ko) 다층 구조물의 제조 방법
JP2014529573A (ja) 低k低温同時焼成複合(ltcc)テープ用組成物、およびそれより形成された低収縮多層ltcc構造物
KR100981299B1 (ko) 무소성 세라믹스 하이브리드 후막기판의 제조방법
KR102195633B1 (ko) 저온동시소결용 복합체의 제조방법
KR101025973B1 (ko) 캐패시터 내장형 저온동시소성 세라믹 기판 및 그 제조 방법
JP4372471B2 (ja) 電子部品内蔵基板の製造方法
JP5300527B2 (ja) 多層基板およびその製造方法
KR100973059B1 (ko) 저온동시소성세라믹스 모듈의 제조방법
JP4416342B2 (ja) 回路基板およびその製造方法
KR100900636B1 (ko) 무수축 세라믹 기판의 제조 방법
JP2007201272A (ja) 配線基板の製造方法
CN115196978A (zh) 基于ltcc基片等静压叠层的陶瓷制备方法
KR20130036446A (ko) 저온동시소성세라믹스 기판의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130312

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140310

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150309

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160308

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee