KR100951266B1 - 세라믹 패키지 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹 패키지 밀봉장치에 관한 것으로, 카본재질의 지그(Carbon Jig)를 이용하여 금속접합제를 매개로 세라믹 패키지를 밀봉하는 세라믹 패키지 밀봉장치에 있어서, 상기 카본재질의 지그는 세라믹 패기지가 안착되는 적어도 하나의 안착홈이 구비되며, 전원공급부로부터 전원이 인가되면 저항열을 발생시키는 카본재질의 지그본체; 상기 지그본체에 구비되고, 상기 전원공급부로부터 전원을 인가받는 연결단자; 및 상기 안착홈의 저면에 구비되어 외부와 연결되는 관통홀;을 포함한다.

본 발명에 의하면, 세라믹 패키지를 안정적으로 밀봉할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

세라믹 패키지, 지그, 관통홀, 가압부재

Description

세라믹 패키지 밀봉장치{Apparatus for Sealing Ceramic Package}

본 발명은 세라믹 패키지 밀봉장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 세라믹 밀봉장치를 구성하는 카본 지그의 발열시 발생되는 가스를 용이하게 배출하기 위한 세라믹 패키지 밀봉장치에 관한 것이다.

세라믹 패키지 제조 기술은 RF(radio frequency) 설계 기술과 접목되어 이동 통신용 부품 개발에 유용한 개발 기반 기술이 되었으며, 이동 통신용 부품의 소형화, 저가격화, 경량화 및 기능 집적화에 유용한 기술로 활용되고 있다. 상기 세라믹 패키지 제조 기술은 주로 저온 동시 소성 세라믹(low temperature co-fired ceramic; 이하, 'LTCC'라 칭함)으로 이루어지는 복수의 시트(sheet)에 주어진 회로를 구현하기 위한 캐패시터(capacitor), 레지스터(resistor) 및 인덕터(inductor) 등의 수동 소자를 전기 전도도가 우수한 Ag 또는 Cu 등을 사용하는 스크린 프린팅(screen printing) 공정으로 구현하고, 각 시트를 적층한 후 세라믹과 금속을 800 내지 1000℃ 정도의 저온에서 동시 소성하여 제조하는 것을 말한다.

세라믹 패키지에 수정 진동자(Crystal Oscillator), SAW(surface acoustic wave) 필터(filter), PAM(power amp module) 및 IC(integrated circuit) 칩(chip) 등의 부품들을 실장하여 기능 복합화를 구현한다.

특히, 이러한 부품들을 세라믹 패키지에 실장하기 위하여, 복수의 세라믹 시트가 적층되어 형성되는 적층체 구조물 내에 캐비티를 가공하고, 이 캐비티 내에 부품들을 내장시킨다.

상기와 같이 캐비티 내에 수정진동자 등의 부품을 실장하는 것은 부품의 크기와 재료비 등의 절감이 가능하게 되는 장점이 있으며, 향후 추가적인 기능의 복합화와 제품의 소형화에 보다 유리한 설계방식으로 분류되고 있다.

그러나, 세라믹 시트 적층체 구조물의 캐비티 내에 부품을 실장하는 패키지에 있어서, 내장된 부품이 일정 수준 이상의 기밀도를 필요로 하는 경우, 상기 적층체 구조물은 그러한 기밀도를 유지하여 내장한 부품을 외부의 환경으로부터 보호하도록 하여 정상적인 작동이 가능하도록 하여야 한다.

도 1은 일반적인 세라믹 패키지의 밀봉공정을 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 세라믹 패키지는 칩부품이 실장되도록 개구된 캐비티(12)를 구비하는 세라믹 본체(10)와 상기 캐비티(12)를 덮는 리드(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 세라믹 본체(10)와 리드(40) 사이에는 코바(KOVAR) 재질로 이루어진 전도체 밀봉링(20)이 구비되어진다.

그리고 상기 리드(40)와 밀봉링(20)은 심실링(seam sealing)방식에 의해서 전극(50)에 공급되는 전원에 의해 밀봉링(20)을 따라 저항용접되어 금속접착제(30)를 매개로 상기 리드(40)와 세라믹 본체(10)가 부착되어 상기 캐비티(12)를 외부환경으로부터 보호하도록 밀봉된다.

그러나 최근 세라믹 패키지가 슬림화, 소형화 됨에 따라 강도가 취약해지고,이러한 세라믹 패키지의 밀봉 방식은 세라믹 패키지의 크랙(crack)을 초래하고, 부품 비용이 많이 들어가 제조 원가를 절감하는 데에도 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 세라믹 패키지에 구비되는 캐비티를 밀봉하기 위한 금속접합제를 용융시키기위해 세라믹 패키지를 카본지그에 넣고, 카본 지그를 가열시 카본 지그로부터 발생되는 가스를 용이하게 배출하여, 신뢰성있는 밀봉을 완료하기 위한 분위기를 조성하고자 하는 세라믹 패키지 밀봉장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 카본재질의 지그(Carbon Jig)를 이용하여 금속접합제를 매개로 세라믹 패키지를 밀봉하는 세라믹 패키지 밀봉장치에 있어서, 상기 카본재질의 지그는 세라믹 패기지가 안착되는 적어도 하나의 안착홈이 구비되며, 전원공급부로부터 전원이 인가되면 저항열을 발생시키는 카본재질의 지그본체; 상기 지그본체에 구비되고, 상기 전원공급부로부터 전원을 인가받는 연결단자; 및 상기 안착홈의 저면에 구비되어 외부와 연결되는 관통홀;을 포함하는 세라믹 패키지 밀봉장치를 제공한다.

바람직하게 상기 연결단자는 구리(Cu)로 이루어지고, 그 외부면은 니켈(Ni) 또는 니켈합금으로 이루어지는 도금층을 구비한다.

바람직하게 상기 세라믹 패키지 상부에 하중을 가하는 제1가압부재가 포함된다.

바람직하게 상기 안착홈의 상부에는 상기 세라믹 패키지를 덮는 지그커버가 구비된다.

더욱 바람직하게 상기 지그커버의 상부에 하중을 가하는 제1가압부재와, 상기 관통홀을 통과하여 상기 세라믹 패키지에 하중을 가하는 제2가압부재가 포함된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 세라믹 패키지가 안착되는 안착부에 관통홀이 구비되어 카본 지그 가열시 발생되는 가스를 배출하는 것이 용이해져 세라믹 패키지를 안정적으로 밀봉할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 카본지그에 구비되는 연결단자의 외부면을 니켈 또는 니켈 합금으로 도금함으로써, 연결단자의 산화를 방지하여, 카본지그에 전원을 인가하여 카본지그의 가열온도를 균일하게 유지시켜 세라믹 패키지를 안정적으로 밀봉할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 세라믹 패키지 밀봉장치를 구성하는 카본지그를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 세라믹 패키지 밀봉장치를 도시한 단면도이며, 도 4은 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 세라믹 패키지 밀봉장치를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 세라믹 패키지 밀봉장치는 칩부품이 실장되는 일정크기의 캐비티(186)를 갖는 세라믹 본체(182)와 상기 캐비티(186)를 덮는 리드(184)를 카본지그(110)를 이용하여 금속접착제(188)를 용융시켜 세라믹 패키지(180)를 밀봉하는 것으로, 상기 세라믹 패키지 밀봉장치를 구성하는 카본지그(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 지그본체(120), 연결단자(130), 관통홀(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 지그본체(120)는 세라믹 본체(182)에 리드(184)가 올려진 세라믹 패키지(180)가 안착되는 안착홈(122)이 복수개로 정렬되어 구비되는 지그구조물이다.

상기 지그본체(120)는 전원이 인가되면 저항열을 발생시키는 카본재질로 이루어진다.

상기 연결단자(130)는 지그본체(120)의 일단에 구비되어 전원공급부로부터 전원이 인가되는 전극부재이다.

상기 연결단자(130)는 전기전도율이 우수한 구리(Cu) 등의 재질로 이루어진다.

상기 연결단자(130)의 외부면에는 전원의 계속적인 공급시 산화를 방지하도록 니켈(Ni) 또는 니켈 합금이 일정두께로 도금되는 도금층(132)이 구비되어질 수 있다.

상기 관통홀(140)은 상기 안착홈(122)의 저면에 구비되어 외부와 연결되는 홀(hole)이다.

상기 세라믹 패키지(180)를 밀봉하기 위해 상기 카본지그(110)를 가열할때 밀봉에 악영향을 끼치는 가스가 발생되는데, 상기 관통홀(140)은 이러한 유해가스를 외부로 배출하여 상기 세라믹 패키지(180) 밀봉시 분위기를 안정적으로 유지시켜주는 역할을 한다.

또한 상기 관통홀(140)은 후술할 가압부재(170)가 삽입관통되는 통로 역할을 할 수 있다.

본 발명에 따른 세라믹 패키지 밀봉장치는 도 3에 도시된 바와 같이 안착홈(122)에 안착된 세라믹 패키지(180) 상부에 하중을 가하는 제1 가압부재(160)를 포함한다.

상기 제1 가압부재(160)는 상기 세라믹 패키지(180)에 구비되는 금속접착제(188)가 용융시 세라믹 본체(182)와 리드(184)의 접합이 용이하도록 하중을 가해 서로 밀착시킨다.

그리고 이때 가열된 카본지그(110)로부터 발생되는 가스는 상기 관통홀(140)을 통해 외부로 배출된다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명에 따른 세라믹 패키지 밀봉장치는 도 4에 도시된 바와 같이 안착홈(122)에 안착된 세라믹 패키지(180)의 상부에 하중을 가하는 제1 가압부재(160)와 세라믹 패키지(180)의 하부에 하중을 가하는 제2 가압부재(170)를 포함할 수 있다.

이때 상기 세라믹 패키지(180)가 안착된 안착홈(122)의 상부에는 상기 세라믹 패키지(180)를 덮는 지그커버(150)가 구비되고, 상기 제1가압부재(160)는 상기 지그커버(150)의 상부에서 하중을 가하게 된다.

그리고, 상기 제2가압부재(170)는 상기 관통홀(140)을 통과하여 삽입되어 상기 세라믹 패키지(180)의 하부에서 하중을 가하게 된다.

이렇게 지그커버(150)를 이용하여 상기 세라믹 패키지(180)를 상, 하부에 하중을 가하는 경우에 상기 세라믹 패키지는 상기 지그커버(150)에 밀착되어 상기 안착부(122)의 저면으로부터 일정거리 이격되어 떨어지게 된다.

이때 발생된 안착부(122) 저면의 공간을 통해 상기 카본 지그(110) 가열시 발생되는 가스가 상기 관통홀(140)을 통해 배출되는 것이 유리해질 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명은 특정한 실시 예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 일반적인 세라믹 패키지를 밀봉하는 공정을 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 세라믹 패키지 밀봉장치를 구성하는 카본지그를 도시한 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 세라믹 패키지 밀봉장치를 도시한 부분단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 의한 세라믹 패키지 밀봉장치를 도시한 부분단면도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

110 : 카본지그 120 : 지그본체

122 : 안착홈 130 : 연결단자

132 : 도금층 140 : 관통홀

150 : 지그커버 160 : 제1가압부재

170 : 제2가압부재 180 : 세라믹 패키지

Claims (5)

1. 카본재질의 지그(Carbon Jig)를 이용하여 금속접합제를 매개로 세라믹 패키지를 밀봉하는 세라믹 패키지 밀봉장치에 있어서, 상기 카본재질의 지그는

   세라믹 패기지가 안착되는 적어도 하나의 안착홈이 구비되며, 전원공급부로부터 전원이 인가되면 저항열을 발생시키는 카본재질의 지그본체;

   상기 지그본체에 구비되고, 상기 전원공급부로부터 전원을 인가받는 연결단자; 및

   상기 안착홈의 저면에 구비되어 외부와 연결되는 관통홀;을 포함하는 세라믹 패키지 밀봉장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연결단자는 구리(Cu)로 이루어지고, 그 외부면은 니켈(Ni) 또는 니켈합금으로 이루어지는 도금층을 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 패키지 밀봉장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 패키지 상부에 하중을 가하는 제1가압부재가 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 패키지 밀봉장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 안착홈의 상부에는 상기 세라믹 패키지를 덮는 지그커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 세라믹 패키지 밀봉장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 지그커버의 상부에 하중을 가하는 제1가압부재와, 상 기 관통홀을 통과하여 상기 세라믹 패키지에 하중을 가하는 제2가압부재가 포함되는 것을 특징으로 하는 세라믹 패키지 밀봉장치.

Images