KR101018100B1 - Multilayer ceramic substrate, Method of forming conductive vias having multi-electrode and Method of fabricating multilayer ceramic substrate using the same - Google Patents

Multilayer ceramic substrate, Method of forming conductive vias having multi-electrode and Method of fabricating multilayer ceramic substrate using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 다층 세라믹 기판, 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법 및 다층 세라믹 기판의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다층 세라믹 기판은, 복수의 세라믹층이 적층된 세라믹 적층체; 상기 복수의 세라믹층 중 적어도 일부 세라믹층에 형성된 적어도 하나 이상의 도전성 비아 및 도전성 라인으로 이루어진 회로부를 가지며, 상기 도전성 비아 중 적어도 하나는, 해당 도전성 비아의 비아홀 내벽의 다른 영역에서 서로 전기적으로 절연되도록 이격되며, 상기 세라믹층의 두께방향을 따라 형성된 복수의 비아 전극요소를 가짐으로써, 하나의 도전성 비아로 다중 신호 라인을 형성할 수 있다. The present invention relates to a multilayer ceramic substrate, a method of forming a conductive via having multiple electrodes, and a method of manufacturing the multilayer ceramic substrate. The multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention includes a ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated; At least one of the plurality of ceramic layers has a circuit portion consisting of at least one conductive via and a conductive line formed in the ceramic layer, at least one of the conductive vias, so as to be electrically insulated from each other in other regions of the inner wall of the via hole of the conductive via By having a plurality of via electrode elements formed along the thickness direction of the ceramic layer, multiple signal lines may be formed of one conductive via.

비아홀, 도전성 비아, 다중 신호 라인 Via Hole, Conductive Vias, Multiple Signal Lines

Description

다층 세라믹 기판, 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판의 제조방법{Multilayer ceramic substrate, Method of forming conductive vias having multi-electrode and Method of fabricating multilayer ceramic substrate using the same}Multilayer ceramic substrate, Method of forming conductive vias having multi-electrode and Method of fabricating multilayer ceramic substrate using the same

본 발명은 다층 세라믹 기판, 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 하나의 도전성 비아에 다중 전극을 형성함으로써 설계 자유도를 개선할 수 있는 다층 세라믹 기판, 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer ceramic substrate, a method of forming a conductive via having multiple electrodes, and a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate using the same, and in particular, a multilayer ceramic substrate capable of improving design freedom by forming multiple electrodes in one conductive via. The present invention relates to a method of forming a conductive via having multiple electrodes and a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate using the same.

일반적으로, HTCC, LTCC와 같은 MLC(Multi Layer Ceramic) 기판(이하, 다층 세라믹 기판이라 함)은 3차원 구조의 층간 회로 구현이 가능하므로, 높은 설계 유연성을 가지고 있어, 반도체 IC 칩과 같은 능동 소자와 캐패시터, 인덕터 및 저항과 같은 수동소자를 복합화한 부품으로 사용되거나, 또는 단순한 반도체 IC 패키지로 사용되고 있다. 보다 구체적으로, 다층 세라믹 기판은 PA 모듈 기판, RF 다이오 드 스위치, 필터, 칩 안테나, 각종 패키지 부품, 복합 디바이스 등 다양한 전자 부품을 구성하기 위하여 널리 사용되고 있다. In general, MLC (Multi Layer Ceramic) substrates (hereinafter, referred to as multilayer ceramic substrates) such as HTCC and LTCC can implement a three-dimensional interlayer circuit, and thus have high design flexibility, thereby enabling active devices such as semiconductor IC chips. And passive components such as capacitors, inductors and resistors, or as simple semiconductor IC packages. More specifically, the multilayer ceramic substrate is widely used to construct various electronic components such as PA module substrates, RF diode switches, filters, chip antennas, various package components, and composite devices.

이러한 다층 세라믹 기판은 각각의 개별 시트 위에 전극 패턴과 층간 연결용 도전성 비아(via)를 형성하여 원하는 회로패턴에 따라 시트들을 적층한 후 소성을 통해 제조되며, 이때 만들어진 전극 패턴과 도전성 비아의 연결을 통해서 신호를 전달받게 되므로 비아 형성은 매우 중요하다. 비아가 원래 설계치 대로 만들어지지 않을 경우, 기판 자체의 성능 구현이 불가능해진다. The multilayer ceramic substrate is manufactured by firing an electrode pattern and conductive vias for interlayer connection on each individual sheet, stacking sheets according to a desired circuit pattern, and then firing the electrode patterns and the conductive vias. Via formation is very important as it is signaled through. If the vias are not made as originally designed, performance of the substrate itself will be impossible.

또한, 최근 소형화, 고기능화 되는 고주파 부품 시장에서 다층 세라믹 기판의 활용도는 점차 높아지고 있다. 이러한 요구에 따라 다층 세라믹 기판의 구조가 복합화, 정밀화되면서 내부 전극 패턴 및 도전성 비아 구조의 설계 마진이 점차 감소함에 따라 그 사이즈가 작아지고 있다. In addition, the utilization of multilayer ceramic substrates is gradually increasing in the miniaturized and highly functional high frequency component market. In accordance with these requirements, as the structure of the multilayer ceramic substrate is compounded and refined, the size of the internal electrode pattern and the conductive via structure is gradually reduced, and the size thereof is decreasing.

이에 종래 방식에 따른 다층 세라믹 기판의 제조방법을 설명하면, 먼저, 세라믹과 바인더를 섞어서 복수개의 세라믹 그린 시트를 제작한다. 세라믹 그린 시트를 제작한 다음, 세라믹 기판 전체를 고려하여 정확한 위치에 비아홀을 펀칭해야 한다. 펀칭 공정은 신호선이 되는 전극 패턴을 먼저 인쇄하고 비아홀을 펀칭할 수도 있고, 비아홀을 먼저 형성한 후에 신호선이 되는 전극 패턴을 인쇄할 수도 있다. Thus, a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to a conventional method will be described first. First, a plurality of ceramic green sheets are manufactured by mixing a ceramic and a binder. After fabricating the ceramic green sheet, the via hole should be punched in the correct position in consideration of the entire ceramic substrate. The punching process may first print an electrode pattern serving as a signal line and punch a via hole, or print an electrode pattern serving as a signal line after forming a via hole first.

비아홀을 형성한 후에는 비아홀에 전극 물질을 채워 넣는 비아 필(via fill)을 진행한다. 이와 같이 개별적으로 만들어진 세라믹 그린 시트들을 일정한 배치 순서에 의해 적층하여 그린 세라믹 기판이 제작된다. 이 그린 세라믹 기판을 소성하여 다층 세라믹 기판을 완성한다.After the via hole is formed, a via fill in which an electrode material is filled in the via hole is performed. The green ceramic substrate is manufactured by stacking the ceramic green sheets individually made in a predetermined arrangement order. The green ceramic substrate is fired to complete the multilayer ceramic substrate.

이와 같이 제작된 다층 세라믹 기판에서, 하나의 신호라인에 하나의 비아가 연결되어 신호를 전달하도록 제작된다. 이때, 비아의 사이즈 및 전극 재료를 채우기 위한 방법은 층 전체에 형성 가능한 비아 개수 및 이에 연결되는 전극 패턴의 수와 간격을 결정 짓는 중요한 변수이다. 즉, 비아 사이즈가 크게 되면 세라믹 기판의 한층 내에 설계 가능한 요소가 줄어 들며, 선간 선폭의 설계 자유도가 떨어져집적도가 높은 기판을 제작하기 어렵다. 반면에 비아 사이즈가 너무 작아지면 집적도는 향상되지만 비아 펀칭이 어렵고, 전극 재료를 적절히 채워 넣는데 어려움을 갖게 되어 이에 의한 비아 불량이 발생한다.In the multilayer ceramic substrate manufactured as described above, one via is connected to one signal line to manufacture a signal. At this time, the size of the via and the method for filling the electrode material are important parameters that determine the number of vias that can be formed in the entire layer and the number and spacing of electrode patterns connected thereto. In other words, when the via size is increased, designable elements are reduced in one layer of the ceramic substrate, and the design freedom of line width is reduced, making it difficult to manufacture a highly integrated substrate. On the other hand, if the via size is too small, the degree of integration is improved but via punching is difficult, and it is difficult to properly fill the electrode material, resulting in via failure.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다층 세라믹 기판의 설계 자유도를 개선할 수 있는 다층 세라믹 기판, 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to improve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic substrate, a method of forming a conductive via having multiple electrodes and a multilayer ceramic substrate using the same can improve the design freedom of the multilayer ceramic substrate To provide a method.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 일실시 형태에 따른 다층 세라믹 기판은, 복수의 세라믹층이 적층된 세라믹 적층체; 상기 복수의 세라믹층 중 적어도 일부 세라믹층에 형성된 적어도 하나 이상의 도전성 비아 및 도전성 라인으로 이루어진 회로부를 가지며, 상기 도전성 비아 중 적어도 하나는, 해당 도전성 비아의 비아홀 내벽의 다른 영역에서 서로 전기적으로 절연되도록 이격되며, 상기 세라믹층의 두께방향을 따라 형성된 복수의 비아 전극요소를 갖는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above technical problem, a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention, a ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are laminated; At least one of the plurality of ceramic layers has a circuit portion consisting of at least one conductive via and a conductive line formed in the ceramic layer, at least one of the conductive vias, so as to be electrically insulated from each other in other regions of the inner wall of the via hole of the conductive via And a plurality of via electrode elements formed along the thickness direction of the ceramic layer.

이 경우, 상기 복수 개의 비아 전극요소는 상기 해당 도전성 비아의 비아홀에서 서로 대향하는 부분에 2개 형성되거나, 상기 복수 개의 비아 전극요소는 상기 해당 도전성 비아의 비아홀에 3개 이상 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 복수의 비아 전극요소는 Ag, Cu, Mo, Ni 및 Ag-Pd 중 적어도 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다. In this case, the plurality of via electrode elements may be formed in two portions facing each other in the via holes of the conductive vias, or the plurality of via electrode elements may be formed in three or more via holes of the conductive vias. The plurality of via electrode elements may include at least one metal of Ag, Cu, Mo, Ni, and Ag-Pd.

또한, 상기 도전성 비아 중 적어도 하나는, 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 상기 해당 도전성 비아의 비아홀 내부에 충전된 유전성 또는 절연성 물질을 갖거나, 상기 복수의 비아 전극요소에 코팅된 유전성 또는 절연성 물질을 더 갖는 것을 특징으로 하며, 상기 유전성 또는 절연성 물질은 상기 세라믹층의 구성물질과 동일한 물질이거나, 상기 세라믹층의 구성물질과 다른 물질인 것을 특징으로 한다. In addition, at least one of the conductive vias may have a dielectric or insulating material filled in the via holes of the conductive vias so that the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other, or coated on the plurality of via electrode elements. Or an insulating material, wherein the dielectric or insulating material is the same material as the material of the ceramic layer or is different from the material of the ceramic layer.

또한, 상기 복수의 비아 전극요소는 각각 복수의 도전성 라인에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 복수의 비아 전극요소가 형성된 도전성 비아의 상면에 형성된 캐치 패드;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the plurality of via electrode elements may be electrically connected to a plurality of conductive lines, respectively, and catch pads formed on an upper surface of the conductive via in which the plurality of via electrode elements are formed.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법은, 세라믹 그린 시트에 그 상하면을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 비아홀 내벽의 다른 영역에 각각 서로 이격되도록 상기 세라믹 그린시트의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계;를 포함한다. On the other hand, the conductive via forming method having a multi-electrode according to another embodiment of the present invention, forming a via hole penetrating the upper and lower surfaces in the ceramic green sheet; And forming a plurality of via electrode elements along the thickness direction of the ceramic green sheet so as to be spaced apart from each other in different regions of the inner wall of the via hole.

이 경우, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀의 일부 내벽이 개방되도록 제1 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 개방된 비아홀의 일부 내벽에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 제1 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하며, 또한, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀의 내벽 중 상기 일부 내벽과 이격된 다른 영역이 개방되도록 제2 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 개방된 다른 영역에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 제2 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함한다. In this case, the forming of the plurality of via electrode elements may include forming a first mask layer on the ceramic green sheet to open a portion of an inner wall of the via hole; And removing the first mask layer after forming a via electrode element on an inner wall of the open via hole, and forming the plurality of via electrode elements. Forming a second mask layer such that another area of the inner wall of the via hole spaced apart from the inner wall of the via hole is opened; And removing the second mask layer after forming a via electrode element in the other open area.

또한, 상기 방법은, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소의 상면을 제외하고, 상기 복수의 비아 전극요소와 인접한 일부 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 제4 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 유전성 또는 절연성 물질로 상기 복수의 비아 전극요소를 코팅한 후 상기 제4 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a fourth mask layer on the ceramic green sheet to open a portion of the via hole adjacent to the plurality of via electrode elements except for the upper surfaces of the plurality of via electrode elements; And removing the fourth mask layer after coating the plurality of via electrode elements with a dielectric or insulating material to electrically insulate the plurality of via electrode elements from each other.

또한, 상기 방법은, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소를 제외한 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 제3 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 개방된 영역에 유전성 또는 절연성 물질을 충전한 후 상기 제3 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a third mask layer on the ceramic green sheet such that regions of the via holes other than the plurality of via electrode elements are opened; And removing the third mask layer after filling the open area with a dielectric or insulating material.

또한, 상기 방법은, 상기 복수의 비아 전극요소의 상면에 각각 캐치 패드를 형성하는 단계;를 더 포함한다.The method may further include forming catch pads on upper surfaces of the plurality of via electrode elements, respectively.

한편, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 다층 세라믹 기판 제조방법은, 복수의 세라믹 그린 시트 중 적어도 일부 세라믹 그린 시트에 그 상하면을 관통하는 적어도 하나 이상의 비아홀을 형성하는 단계; 상기 비아홀 내벽의 다른 영역에 각각 서로 이격되도록 상기 세라믹 그린 시트의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계; 상기 복수의 비아 전극요소와 각각 전기적으로 연결된 도전성 라인을 형성하는 단계; 상기 복수의 세라믹 그린 시트들을 적층하여 원하는 회로부를 갖는 미소결된 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계; 및 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 소성하는 단계;를 포함한다. On the other hand, the method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to another embodiment of the present invention, forming at least one via hole penetrating the upper and lower surfaces in at least some of the ceramic green sheet of the plurality of ceramic green sheets; Forming a plurality of via electrode elements along the thickness direction of the ceramic green sheet so as to be spaced apart from each other in different regions of the inner wall of the via hole; Forming conductive lines electrically connected to the plurality of via electrode elements, respectively; Stacking the plurality of ceramic green sheets to form a micro multilayered ceramic substrate having a desired circuit portion; And firing the green multilayer ceramic substrate.

이 경우, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀의 일부 내벽이 개방되도록 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 개방된 비아홀의 일부 내벽에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하며, 또한, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀 중 상기 일부 내벽과 이격된 다른 영역의 내벽이 개방되도록 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 개방된 다른 영역의 내벽에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함한다. In this case, the forming of the plurality of via electrode elements may include forming a mask layer on the ceramic green sheet to open a portion of an inner wall of the via hole; And removing the mask layer after forming a via electrode element on an inner wall of the open via hole, and forming the plurality of via electrode elements, wherein the via hole element is formed on the ceramic green sheet. Forming a mask layer to open an inner wall of another region spaced apart from the inner wall; And removing the mask layer after forming a via electrode element on the inner wall of the other open area.

또한, 상기 방법은, 상기 도전성 라인을 형성하는 단계 전에, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소의 상면을 제외하고, 상기 복수의 비아 전극요소와 인접한 일부 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 유전성 또는 절연성 물질로 상기 복수의 비아 전극요소를 코팅한 후 상기 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a mask layer on the ceramic green sheet to open a portion of the via hole adjacent to the plurality of via electrode elements, except for the upper surfaces of the plurality of via electrode elements. Forming a; And removing the mask layer after coating the plurality of via electrode elements with a dielectric or insulating material such that the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other.

또한, 상기 방법은, 상기 도전성 라인을 형성하는 단계 전에, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소를 제외한 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 마스크층을 형성하는 단계; 및 상기 개방된 영역에 유전성 또는 절연성 물질을 충전한 후 상기 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a mask layer on the ceramic green sheet to open an area of the via hole except for the plurality of via electrode elements before the forming of the conductive line; And removing the mask layer after filling the open area with a dielectric or insulating material.

또한, 상기 방법은 상기 복수의 비아 전극 상면에 각각 캐치 패드를 형성하는 단계;를 더 포함한다.The method may further include forming catch pads on upper surfaces of the plurality of via electrodes, respectively.

본 발명에 의하면, 하나의 도전성 비아를 분할하여 다중의 신호 라인을 형성함으로써 하나의 도전성 비아를 통해 층간 신호를 연결하는 전극 패턴의 수를 늘릴 수 있고, 이로 인해 전체 층 내에 형성 가능한 신호 라인의 수를 증가시켜서 다층 세라믹 기판의 층 수를 줄이거나 전체 기판의 사이즈를 줄일 수 있다. 이와 같은 방법을 통해 다층 세라믹 기판의 설계 자유도를 높여 고집적도의 다층 세라믹 기판을 제조할 수 있다. According to the present invention, by dividing one conductive via to form multiple signal lines, the number of electrode patterns connecting interlayer signals through one conductive via can be increased, thereby increasing the number of signal lines that can be formed in the entire layer. Increasing may reduce the number of layers in the multilayer ceramic substrate or reduce the size of the entire substrate. Through this method, it is possible to manufacture a multilayer ceramic substrate having a high degree of integration by increasing the degree of freedom in designing the multilayer ceramic substrate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.

본 발명에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법은, 세라믹 그린 시트에 그 상하면을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 비아홀 내벽의 다른 영역에 각각 서로 이격되도록 상기 세라믹 그린시트의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계;를 포함하며, 또한, 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 상기 복수의 비아 전극요소를 유전성 또는 절연성 물질로 코팅하거나, 상기 비아홀 중 내부에 유전성 또는 절연성 물질을 충전하는 단계;를 더 포함한다. A method of forming a conductive via having multiple electrodes according to the present invention includes forming a via hole penetrating the upper and lower surfaces of a ceramic green sheet; And forming a plurality of via electrode elements along the thickness direction of the ceramic green sheet so as to be spaced apart from each other in different areas of the inner wall of the via hole. The plurality of via electrode elements may be electrically insulated from each other. Coating a plurality of via electrode elements with a dielectric or insulating material, or filling a dielectric or insulating material therein with one of the via holes;

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법을 설명하기 위한 공정별 수직 단면도이다. 여기서, 본 발명에 따른 도전성 비아는 복수의 비아 전극요소를 갖도록 형성되는 것이나, 설명의 편의를 위해, 두개의 비아 전극요소를 형성하는 것에 대해서 설명한다. 1 is a vertical cross-sectional view for each process for explaining a method of forming a conductive via having a multiple electrode according to an exemplary embodiment of the present invention. Here, the conductive via according to the present invention is formed to have a plurality of via electrode elements, but for convenience of description, the description will be given to forming two via electrode elements.

도 1 (a)에 도시한 바와 같이, 세라믹 그린 시트(110)에 그 상하면을 관통하는 비아홀(120)을 형성한다. 여기서, 세라믹 그린 시트(110)는 아래와 같은 공정 과정을 거쳐 제조된다. As shown in FIG. 1A, a via hole 120 penetrating the upper and lower surfaces of the ceramic green sheet 110 is formed. Here, the ceramic green sheet 110 is manufactured through the following process.

먼저, 유리-세라믹 분말에 소정의 수지, 분산제 및 혼합용매를 첨가한다. 분산제를 소정량 첨가함으로써 유리-세라믹 분말을 분산시킬 수 있다. 그리고, 수지로는 아크릴계 수지가 사용될 수 있으며, 혼합용매로는 톨루엔과 에탄올이 사용될 수 있다. 이러한 혼합액은 볼밀을 이용한 분산, 슬러리화, 여과 및 탈포 공정 등을 거치고, 닥터 블레이드법을 이용해 원하는 두께의 세라믹 그린 시트로 성형된다. 세라믹 그린 시트를 일정 크기로 재단하여 사용한다.First, a predetermined resin, a dispersant, and a mixed solvent are added to the glass-ceramic powder. The glass-ceramic powder can be dispersed by adding a predetermined amount of the dispersant. An acrylic resin may be used as the resin, and toluene and ethanol may be used as the mixed solvent. This mixed solution is subjected to dispersion, slurrying, filtration and defoaming processes using a ball mill, and formed into a ceramic green sheet having a desired thickness using a doctor blade method. The ceramic green sheet is cut to a certain size and used.

그런 후, 세라믹 그린 시트(110)에 펀칭 공정을 수행하여 비아홀(120)을 형성한다. Thereafter, the via hole 120 is formed by performing a punching process on the ceramic green sheet 110.

이어서, 도 1 (b)에 도시한 바와 같이, 비아홀(120)이 형성된 세라믹 그린 시트(110) 위에 비아홀(120)의 일측 내벽이 개방되도록 제1 마스크층(121)을 형성한다. 여기서, 제1 마스크층(121)은 금속 마스크이며, 비아홀(120)의 일측 내벽이 개방된 패턴(122)을 갖는다. Subsequently, as shown in FIG. 1B, the first mask layer 121 is formed on the ceramic green sheet 110 having the via holes 120 so as to open one inner wall of the via holes 120. Here, the first mask layer 121 is a metal mask and has a pattern 122 in which one side inner wall of the via hole 120 is opened.

그런 후, 제1 마스크층(121)에 의해 개방된 비아홀(120)의 일측 내벽에만 금 속 페이스트를 이용하여 세라믹 그린 시트의 두께방향에 따라 비아 전극요소를 형성한다. 여기서, 금속 페이스트를 비아홀의 일측 내벽에 충전하는 방법은 스루 필(through fill) 방식을 사용한다. 상기 스루 필 방식을 사용하여, 비아홀(120)의 일측 내벽을 따라 금속 페이스트가 적용됨으로써 비아홀(120)의 내측 일부에만 비아 전극요소가 형성된다. Thereafter, via electrodes are formed along the thickness direction of the ceramic green sheet using metal paste only on one inner wall of the via hole 120 opened by the first mask layer 121. Here, the method of filling the inner wall of one side of the via hole using a through fill method. By using the through-fill method, a metal paste is applied along an inner wall of one side of the via hole 120 to form a via electrode element only in an inner portion of the via hole 120.

비아홀(120)의 일측 내벽에만 제1 비아 전극요소(130a)를 형성한 후, 제1 마스크층(121)을 제거한다. 이때, 비아 전극요소를 형성하기 위한 금속 페이스트는 Ag, Cu, Mo, Ni 및 Ag-Pd 중 적어도 어느 하나의 금속을 함유한 것일 수 있으며, 바람직하게는 Ag를 사용하는 것이 좋다. After forming the first via electrode element 130a only on one inner wall of the via hole 120, the first mask layer 121 is removed. In this case, the metal paste for forming the via electrode element may contain at least one metal of Ag, Cu, Mo, Ni, and Ag-Pd, and preferably, Ag is used.

이어서, 도 1 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 비아 전극요소(130a)가 형성된 세라믹 그린 시트(110) 위에 비아홀(120)의 일측 내벽과 이격된 다른 영역의 내벽이 개방되도록 제2 마스크층(123)을 형성한다. 여기서, 제2 마스크층(123)은 제1 마스크층(121)과 동일한 금속 마스크이며, 비아홀(120)의 일측 내벽과 이격된 다른 영역의 내벽이 개방된 패턴(124)을 갖는다. Subsequently, as shown in FIG. 1C, the second mask is opened on the ceramic green sheet 110 on which the first via electrode element 130a is formed to open the inner wall of another region spaced apart from the inner wall of one side of the via hole 120. Form layer 123. Here, the second mask layer 123 is the same metal mask as the first mask layer 121 and has a pattern 124 in which an inner wall of another region spaced apart from one inner wall of the via hole 120 is opened.

그런 후, 제2 마스크층(123)에 의해 개방된 비아홀(120)의 일측 내벽과 이격된 다른 영역의 내벽에만 금속 페이스트를 이용하여 제2 비아 전극요소(130b)를 형성한다. 여기서, 금속 페이스트를 충전하는 방법은, 상기 제1 비아 전극요소(130a) 를 형성하는 방법과 동일하게, 스루 필 방식을 사용한다. 상기 스루 필 방식을 사용하여, 비아홀(120)의 일측 내벽과 이격된 다른 영역의 내벽을 따라 금속 페이스트가 적용됨으로써 제2 비아 전극요소(130b)가 형성된다. 그런 후, 제2 마스크층(123)을 제거한다. Thereafter, the second via electrode element 130b is formed using the metal paste only on the inner wall of another region spaced apart from the inner wall of one side of the via hole 120 opened by the second mask layer 123. Here, the filling method of the metal paste is the same as the method of forming the first via electrode element 130a. Using the through-fill method, the second via electrode element 130b is formed by applying a metal paste along an inner wall of another region spaced apart from an inner wall of one side of the via hole 120. Thereafter, the second mask layer 123 is removed.

이때, 비아홀(120)에는 스루 필 방식에 의해 제1 비아 전극요소(130a) 및 제2 비아 전극요소(130b)가 서로 이격되도록 형성되며, 비아홀(120)의 원주면에 서로 연결되지 않고 이격되어 형성된다. 예를 들어, 제1 비아 전극요소(130a)가 비아홀(120)의 일측 내벽에 형성되고, 제2 비아 전극요소(130b)는 대향되도록 타측 내벽에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 이격되어 전기적으로 절연되도록 형성되기만 하면 된다. In this case, the first via electrode element 130a and the second via electrode element 130b are formed in the via hole 120 so as to be spaced apart from each other, and are not connected to each other on the circumferential surface of the via hole 120. Is formed. For example, the first via electrode element 130a may be formed on one inner wall of the via hole 120, and the second via electrode element 130b may be formed on the other inner wall to face each other, but is not limited thereto. It only needs to be spaced apart and electrically insulated.

이어서, 도 1 (d)에 도시한 바와 같이, 비아홀(120)에 서로 이격되도록 제1비아 전극요소(130a) 및 제2 비아 전극요소(130b)가 형성되면, 비아홀(120) 중 제1비아 전극요소(130a) 및 제2 비아 전극요소(130b)를 제외한 영역의 비아홀(120) 내부를 유전성 또는 절연성 물질로 채우기 위해, 세리믹 그린 시트(110) 위에 제3 마스크층(125)을 형성한다. 여기서, 제3 마스크층(125)은 금속 마스크이며, 비아홀(120) 중 제1비아 전극요소(130a) 및 제2 비아 전극요소(130b)을 제외한 영역이 개방된 패턴(126)을 갖는다.Subsequently, as shown in FIG. 1D, when the first via electrode element 130a and the second via electrode element 130b are formed in the via hole 120 to be spaced apart from each other, the first via of the via hole 120 is formed. A third mask layer 125 is formed on the ceramic green sheet 110 in order to fill the inside of the via hole 120 except for the electrode element 130a and the second via electrode element 130b with a dielectric or insulating material. . Here, the third mask layer 125 is a metal mask and has a pattern 126 in which the regions except for the first via electrode element 130a and the second via electrode element 130b are opened in the via hole 120.

그런 후, 제3 마스크층(125)에 의해 개방된 영역에 유전성 또는 절연성 물질(140)을 충전한다. 여기서, 유전성 또는 절연성 물질을 충전하는 방법은, 비아 필(via fill) 방식을 사용한다. 비아 필 방식을 사용하여, 제1 비아 전극요소(130a) 및 제2 비아 전극요소(130b)를 제외한 비아홀(120) 내부를 유전성 또는 절연성 물질(140)로 충전함으로써 상기 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연된다. 그런 후, 제3 마스크층(125)을 제거한다. 이때, 유전성 또는 절연성 물질(140)은 제1 비아 전극요소(130a)와 제 2비아 전극요소(130b)를 전기적으로 절연시킴으로써 이후, 비아 전극요소와 연결되는 도전성 라인과 두 개의 신호 라인이 형성되도록 한다.Thereafter, the dielectric or insulating material 140 is filled in the area opened by the third mask layer 125. Here, the filling method of the dielectric or insulating material uses a via fill method. By using the via fill method, the via electrode elements are electrically filled with the dielectric or insulating material 140 by filling the inside of the via hole 120 except for the first via electrode element 130a and the second via electrode element 130b. Insulated. Thereafter, the third mask layer 125 is removed. In this case, the dielectric or insulating material 140 electrically insulates the first via electrode element 130a and the second via electrode element 130b so that a conductive line connected to the via electrode element and two signal lines are formed. do.

그 결과, 도 1 (e)에 도시한 바와 같이, 세라믹 그린 시트(110)에 제1 비아 전극요소(130a) 및 제2 비아 전극요소(130b)와 같은 다중 전극을 갖는 도전성 비아가 완성된다.As a result, as shown in FIG. 1E, a conductive via having multiple electrodes, such as the first via electrode element 130a and the second via electrode element 130b, is completed in the ceramic green sheet 110.

이와 같이, 본 발명에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아는 도 1에 도시된 제1 비아 전극요소 및 제2 비아 전극요소로 한정되는 것은 아니며, 비아홀 원주면 중 서로 다른 영역에 이격되도록 세라믹 그린시트의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소가 형성될 수 있으며, 이 경우에 대한 자세한 설명은 도 4에서 설명하도록 한다.As described above, the conductive via having multiple electrodes according to the present invention is not limited to the first via electrode element and the second via electrode element shown in FIG. 1, and the ceramic green sheet may be spaced apart from different regions of the circumferential surface of the via hole. A plurality of via electrode elements may be formed along the thickness direction, which will be described in detail with reference to FIG. 4.

또한, 본 발명에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아는 각 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 하기 위해, 유전성 또는 절연성 물질(140)을 비아홀 내부에 충전되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 각 비아 전극요소(130a, 130b)에 코팅된 형태로 형성될 수도 있다. 또, 본 발명에 따른 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 형성되므로, 유전성 또는 절연성 물질을 형성하지 않을 수도 있다. 이러한 각 실시 형태를 도 5에 상세히 나타낸다.In addition, the conductive via having the multi-electrode according to the present invention has been described as being filled with a dielectric or insulating material 140 in the via hole so that each via electrode element is electrically insulated from each other, but is not limited thereto. It may be formed in a form coated on the electrode elements (130a, 130b). In addition, since the plurality of via electrode elements according to the present invention are formed to be electrically insulated from each other, a dielectric or insulating material may not be formed. Each such embodiment is shown in detail in FIG.

한편, 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판 제조방법은, 복수의 세라믹 그린 시트 중 적어도 일부 세라믹 그린 시트에 그 상하면을 관통하는 적어도 하나 이상의 비아홀을 형성하는 단계; 상기 비아홀 내벽의 다른 영역에 각각 서로 이격되도록 상기 세라믹 그린 시트의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계; 상기 복수의 비아 전극요소와 각각 전기적으로 연결된 도전성 라인을 형성하는 단계; 상기 복수의 세라믹 그린 시트들을 적층하여 원하는 회로부를 갖는 미소결된 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계; 및 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 소성하는 단계;를 포함하며, 또한, 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소에 유전성 또는 절연성 물질로 코팅하거나, 상기 비아홀 중 내부에 유전성 또는 절연성 물질을 충전하는 단계;를 더 포함한다. On the other hand, the method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the present invention, forming at least one via hole penetrating the upper and lower surfaces in at least some of the ceramic green sheet of the plurality of ceramic green sheets; Forming a plurality of via electrode elements along the thickness direction of the ceramic green sheet so as to be spaced apart from each other in different regions of the inner wall of the via hole; Forming conductive lines electrically connected to the plurality of via electrode elements, respectively; Stacking the plurality of ceramic green sheets to form a micro multilayered ceramic substrate having a desired circuit portion; And firing the microcrystalline multilayer ceramic substrate, wherein the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other or coated with a dielectric or insulating material on the plurality of via electrode elements of the via holes. Filling the inside of the dielectric or insulating material; further comprises.

도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다층 세라믹 기판 제조방법을 설명하 기 위한 공정별 수직 단면도이다. 여기서, 본 제조방법은 도 1에서 설명한 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법을 이용하여 도전성 비아를 형성한다. 그리고, 본 발명에 따른 도전성 비아는 복수의 비아 전극요소를 갖도록 형성되는 것이나, 설명의 편의를 위해, 두개의 비아 전극요소를 형성하는 것에 대해서 설명한다.2 is a vertical cross-sectional view for each process for explaining a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to one embodiment of the present invention. Here, the manufacturing method forms a conductive via using the method of forming a conductive via having the multiple electrodes described with reference to FIG. 1. In addition, the conductive via according to the present invention is formed to have a plurality of via electrode elements, but for convenience of description, the description will be given to forming two via electrode elements.

도 2 (a)에 도시한 바와 같이, 복수의 세라믹 그린 시트를 제작한 후, 일부 세라믹 그린 시트(210)에 비아홀(220)을 형성한다. 여기서, 세라믹 그린 시트(210)는 도 1 (a)에서 설명한 세라믹 그린 시트(110)의 제조 과정과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. As illustrated in FIG. 2A, after the plurality of ceramic green sheets are manufactured, the via holes 220 are formed in some ceramic green sheets 210. Here, the ceramic green sheet 210 is the same as the manufacturing process of the ceramic green sheet 110 described in FIG.

그리고, 비아홀(220)은 설계하고자 하는 회로패턴에 따라 각 세라믹 그린 시트(210)에 펀칭 공정을 통해 형성된다. The via holes 220 are formed in each ceramic green sheet 210 through a punching process according to a circuit pattern to be designed.

이어서, 도 2 (b)에 도시한 바와 같이, 각 세라믹 그린 시트(210)에 형성된 비아홀(220) 내벽의 다른 영역에 각각 서로 이격되도록 세라믹 그린 시트(210)의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소와, 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 비아홀 중 내부에 유전성 또는 절연성 물질을 충전하여 다중 전극을 갖는 도전성 비아를 형성한다. 여기서, 다중 전극을 갖는 도전성 비아는 도 1에서 설명한 공정 과정을 통해 제조되는 것이다. Subsequently, as illustrated in FIG. 2B, a plurality of via electrodes are disposed along the thickness direction of the ceramic green sheet 210 so as to be spaced apart from each other in different regions of the inner wall of the via hole 220 formed in each ceramic green sheet 210. A conductive via having multiple electrodes is formed by filling a dielectric or insulating material inside of the via holes so that the element and the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other. Here, the conductive via having multiple electrodes is manufactured through the process described with reference to FIG. 1.

구체적으로, 먼저, 비아홀(220)의 일측 내벽에 제1 비아 전극요소(230a)를 형성하고, 일측 내벽과 이격된 다른 영역의 내벽에 제2 비아 전극요소(230b)를 형성한다. 이때, 제1 비아 전극요소(230a)와 제2 비아 전극요소(230b)는 상기 비아홀(220)의 원주면을 따라 서로 이격되도록 세라믹 그린 시트의 두께방향을 따라 형성된다.Specifically, first, the first via electrode element 230a is formed on one inner wall of the via hole 220, and the second via electrode element 230b is formed on the inner wall of another region spaced apart from the one inner wall. In this case, the first via electrode element 230a and the second via electrode element 230b are formed along the thickness direction of the ceramic green sheet to be spaced apart from each other along the circumferential surface of the via hole 220.

그런 후, 제1 비아 전극요소(230a)와 제2 비아 전극요소(230b)가 전기적으로 절연되도록 유전성 또는 절연성 물질(240)을 충전한다. 여기서, 유전성 또는 절연성 물질(240)은 제1 비아 전극요소(230a)와 제2 비아 전극요소(230b)가 형성된 영역을 제외한 비아홀(220) 내부에 충전된다. Then, the dielectric or insulating material 240 is filled to electrically insulate the first via electrode element 230a and the second via electrode element 230b. Here, the dielectric or insulating material 240 is filled in the via hole 220 except for the region in which the first via electrode element 230a and the second via electrode element 230b are formed.

상기 유전성 또는 절연성 물질(240)은 세라믹 그린 시트(210)와 동일한 조성의 구성물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유전성 또는 절연성 물질(240)은 세라믹 그린 시트(210)와 다른 조성의 구성물질일 수도 있으며, 전극 설계시 고려된 유전율의 한도 범위 내에 해당하는 유전체 물질을 사용할 수도 있다. The dielectric or insulating material 240 may be a material having the same composition as that of the ceramic green sheet 210, but is not limited thereto. The dielectric or insulating material 240 may be configured to be different from the ceramic green sheet 210. The material may be used, or a dielectric material may be used within the limits of permittivity considered in electrode design.

이와 같이, 각 세라믹 그린 시트(210)에 다중 전극을 갖는 도전성 비아가 형성되면, 제1 비아 전극요소(230a)와 제2 비아 전극요소(230b) 상면에 각각 캐치 패드(250a, 250b)를 형성한다. As such, when conductive vias having multiple electrodes are formed in each ceramic green sheet 210, catch pads 250a and 250b are formed on upper surfaces of the first via electrode element 230a and the second via electrode element 230b, respectively. do.

캐치 패드(250a, 250b)는 복수의 세라믹 그린 시트가 적층될 때, 도전성 비아의 단면적을 넓게 하는 기능을 하여 도전성 비아의 적층과, 도전성 비아와 도전성 라인의 연결을 용이하게 하는 역할을 한다. 이러한 캐치 패드(250a, 250b)는 본 발명에서 꼭 필요한 필수 구성요소는 아니며, 생략 가능하다. When the plurality of ceramic green sheets are stacked, the catch pads 250a and 250b serve to widen the cross-sectional area of the conductive vias, thereby facilitating the stacking of the conductive vias and the connection between the conductive vias and the conductive lines. These catch pads 250a and 250b are not necessary components in the present invention and may be omitted.

그런 후, 설계하고자 하는 회로패턴에 따라 상기 도전성 비아에 전기적으로 연결된 도전성 라인(260)을 형성한다. 이때, 도전성 비아의 제1 비아 전극요소(230a)와 제 2비아 전극요소(230b)에 각각 도전성 라인(260)이 형성되어 서로 독립적인 제1 및 제2 신호라인이 형성된다. Thereafter, conductive lines 260 electrically connected to the conductive vias are formed according to the circuit pattern to be designed. In this case, conductive lines 260 are formed in the first via electrode element 230a and the second via electrode element 230b of the conductive via, respectively, to form first and second signal lines independent of each other.

여기서, 도전성 패턴(260)은 스크린 인쇄에 의해 형성되며, 제1 비아 전극요소(230a)와 제2 비아 전극요소(230b)를 형성하는 금속 페이스트와 동일한 물질을 사용하며, 이때, 금속 페이스트는 Ag, Cu, Mo, Ni 및 Ag-Pd 중 적어도 어느 하나의 금속을 함유한 것일 수 있으며, 바람직하게는 Ag를 사용하는 것이 좋다.Here, the conductive pattern 260 is formed by screen printing, and uses the same material as the metal paste for forming the first via electrode element 230a and the second via electrode element 230b, wherein the metal paste is Ag , Cu, Mo, Ni, and Ag-Pd may contain at least one metal, preferably Ag is preferably used.

한편, 본 발명에서는 도전성 라인(260)을 도전성 비아를 형성한 후에 형성하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도전성 비아를 형성하기 전, 비아홀이 형성된 세라믹 그린 시트에 도전성 패턴을 먼저 형성할 수도 있다.Meanwhile, in the present invention, the conductive lines 260 are formed after the conductive vias are formed. However, the conductive lines 260 are not limited thereto. Before the conductive vias are formed, the conductive patterns may be first formed on the ceramic green sheet having the via holes. have.

이어서, 도 2 (c)에 도시한 바와 같이, 설계하고자 하는 회로패턴에 따라 도 전성 라인과, 다중 전극을 갖는 도전성 비아가 형성된 복수의 세라믹 그린 시트(210)를 적층하여 회로부를 갖는 미소결 다층 세라믹 기판을 형성한다. 즉, 미소결 다층 세라믹 기판에서 제1 비아 전극요소(230a)와 제2 비아 전극요소(230b)는 도전성 라인(260)과 전기적으로 연결되며, 각각 다른 세라믹 그린 시트의 회로부와 전기적으로 연결되어 각각 전기적으로 독립된 제1 및 제2 신호라인을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2 (c), a plurality of ceramic green sheets 210 in which conductive lines and conductive vias having multiple electrodes are formed are laminated according to the circuit pattern to be designed, and thus a multi-layered multilayer having a circuit portion is provided. To form a ceramic substrate. That is, in the multi-layered ceramic substrate, the first via electrode element 230a and the second via electrode element 230b are electrically connected to the conductive line 260, and are electrically connected to the circuit portions of the different ceramic green sheets, respectively. Form first and second signal lines that are electrically independent.

그런 후, 미소결 다층 세라믹 기판을 소성한다. 이때, 미소결 다층 세라믹 기판의 소성 공정은 무수축 소성을 수행할 수 있으며, 이를 위해, 도시하지는 않았지만, 미소결 다층 세라믹 기판의 최상하부면에 수축 억제용 세라믹 그린 시트를 적층한 후 소성을 실시함으로써 주면방향의 수축을 억제할 수 있다. 수축 억제용 세라믹 그린 시트는 세라믹 그린 시트(210)의 소성 개시 온도보다 높은 온도에서 소성을 개시하는 난소결성 물질을 포함하며, 이러한 구속층은 소성 공정이 끝나면 에칭액 등을 이용한 세정 공정을 통해 쉽게 제거된다. Then, the green multilayer ceramic substrate is fired. At this time, the firing process of the microcrystalline multilayer ceramic substrate may perform non-shrinkage firing. For this purpose, although not illustrated, the firing is performed after laminating a ceramic green sheet for suppressing shrinkage on the uppermost surface of the microcrystalline multilayer ceramic substrate. By doing so, shrinkage in the main surface direction can be suppressed. The shrinkage inhibiting ceramic green sheet includes a non-sinterable material that starts firing at a temperature higher than the firing start temperature of the ceramic green sheet 210. When the firing process is finished, the restraining layer is easily removed by a cleaning process using an etchant. do.

이어서, 도 2 (d)에 도시한 바와 같이, 소성이 완료된 다층 세라믹 기판은 하나의 도전성 비아에 형성된 제1비아 전극 및 상기 제2비아 전극과 각각 전기적으로 연결되도록 도전성 라인을 형성하여 제1 및 제2 신호라인을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2 (d), the multilayer ceramic substrate having completed firing forms conductive lines so as to be electrically connected to the first via electrode and the second via electrode formed in one conductive via, respectively. A second signal line is formed.

즉, 본 다층 세라믹 기판은 복수의 세라믹층 중 적어도 일부 세라믹층에 형성된 도전성 비아 및 도전성 라인으로 이루어진 회로부를 가지며, 도전성 비아 중 적어도 하나는 해당 도전성 비아의 비아홀 내벽의 다른 영역에서 서로 전기적으로 절연되도록 이격되며, 세라믹층의 두께방향을 따라 형성된 복수의 비아 전극요소와, 해당 도전성 비아의 비아홀 내부에 충전된 유전성 또는 절연성 물질을 갖는 것을 특징으로 한다.That is, the multilayer ceramic substrate has a circuit portion formed of conductive vias and conductive lines formed in at least some ceramic layers of the plurality of ceramic layers, and at least one of the conductive vias is electrically insulated from each other in another region of the inner wall of the via hole of the conductive via. And a plurality of via electrode elements spaced apart from each other and formed along the thickness direction of the ceramic layer, and a dielectric or insulating material filled in the via holes of the conductive vias.

따라서 본 발명은 다중 전극을 갖는 도전성 비아를 형성함으로써 하나의 도전성 비아로 다중의 신호 라인을 형성할 수 있으므로, 다층 세라믹 기판의 설계 자유도를 높여 고집적도의 다층 세라믹 기판을 제작할 수 있다.Therefore, the present invention can form a plurality of signal lines with one conductive via by forming a conductive via having multiple electrodes, thereby increasing the design freedom of the multilayer ceramic substrate, thereby manufacturing a highly integrated multilayer ceramic substrate.

도 3은 도 2 (d)에 도시한 다층 세라믹 기판에 형성된 도전성 비아의 상면(A)을 나타낸 평면도이다. FIG. 3 is a plan view illustrating the top surface A of the conductive via formed in the multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 2D.

도 3에 도시한 바와 같이, 도전성 비아의 상면(A)은 도전성 비아의 양측에 형성된 제1 비아 전극요소와 제2 비아 전극요소의 상면에 각각 캐치 패드(250a, 250b)가 형성되며, 캐치 패드(250a, 250b)에 겹치도록 도전성 라인(260)이 형성된다. 이때, 캐치 패드(250a, 250b)는 반원의 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 비아 전극요소 및 제2 비아 전극요소와 도전성 라인을 전기적으로 연결할 수 있는 형상이면 어떤 형태라도 가능하다. As shown in FIG. 3, catch pads 250a and 250b are formed on upper surfaces A of the conductive vias, respectively, and on the upper surfaces of the first and second via electrode elements formed on both sides of the conductive via, respectively. Conductive lines 260 are formed to overlap 250a and 250b. At this time, the catch pads 250a and 250b are illustrated as having a semicircular shape, but the present invention is not limited thereto, and the catch pads 250a and 250b may have any shape as long as they can electrically connect the first via electrode element and the second via electrode element to the conductive line. It is possible.

그리고, 도전성 라인(260)은 캐치 패드(250a, 250b)와 겹쳐지도록 형성되었 으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 비아 전극요소와 전기적으로 연결되도록 형성되기만 하면 된다. 이처럼, 도전성 비아의 제1 비아 전극요소와 제2 비아 전극요소에 각각 연결되는 도전성 라인(260)에 의해 두 개의 신호 라인이 형성된다.The conductive line 260 is formed to overlap the catch pads 250a and 250b, but is not limited thereto. The conductive line 260 may be formed to be electrically connected to the via electrode element. As such, two signal lines are formed by conductive lines 260 respectively connected to the first via electrode element and the second via electrode element of the conductive via.

도 4는 본 발명의 다른 일실시 형태에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아의 상면(A')을 나타낸 평면도이다.4 is a plan view illustrating a top surface A ′ of a conductive via having multiple electrodes according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 도전성 비아는 두 개의 비아 전극요소뿐만 아니라, 세 개 이상의 비아 전극요소가 형성될 수 있으며, 각 비아 전극요소에는 도전성 라인이 형성된다. As shown in FIG. 4, in the conductive via according to the present invention, not only two via electrode elements but also three or more via electrode elements may be formed, and conductive lines are formed in each via electrode element.

즉, 복수의 비아 전극요소(미도시)가 비아홀의 내벽에 서로 다른 영역에 각각 이격되도록 세라믹층의 두께방향을 따라 형성되며, 각 비아 전극요소의 상면에 캐치 패드(470a, 470b, 470c)가 형성되고, 각 캐치 패드(470a, 470b, 470c)에 도전성 라인(460)이 형성되어 비아 전극요소와 전기적으로 연결된다.That is, a plurality of via electrode elements (not shown) are formed along the thickness direction of the ceramic layer so as to be spaced apart from each other on the inner wall of the via hole, and catch pads 470a, 470b, and 470c are formed on the upper surface of each via electrode element. And conductive lines 460 are formed on the catch pads 470a, 470b, and 470c and are electrically connected to the via electrode elements.

도 5는 도 1에 도시한 도전성 비아 형성 방법에 따라 제조된 다중 전극을 갖는 도전성 비아의 다른 실시예를 나타낸 수직 단면도이다. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of another embodiment of a conductive via having multiple electrodes manufactured according to the method of forming a conductive via shown in FIG. 1.

도 5 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비 아는 세라믹층(510)에 형성된 비아홀에 복수의 비아 전극요소(530a, 530b)가 서로 전기적으로 절연되도록 형성되면, 유전성 또는 절연성 물질을 형성하지 않을 수도 있다.As shown in FIG. 5 (a), when the conductive via having multiple electrodes according to the present invention is formed such that the plurality of via electrode elements 530a and 530b are electrically insulated from each other in the via hole formed in the ceramic layer 510, It may not form a dielectric or insulating material.

그리고, 도 5 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아는 세라믹층(510)에 형성된 비아홀에 복수의 비아 전극요소(530a, 530b)가 서로 전기적으로 절연되도록 이격되어 형성되고, 각 비아 전극요소(530a, 530b)가 서로 전기적으로 절연된 상태가 유지되도록 코팅된 형태의 유전성 또는 절연성 물질(540)을 형성할 수도 있다. As shown in FIG. 5B, conductive vias having multiple electrodes according to the present invention are spaced apart from each other so that the plurality of via electrode elements 530a and 530b are electrically insulated from each other in via holes formed in the ceramic layer 510. And the via electrode elements 530a and 530b may be formed to have a dielectric or insulating material 540 coated in such a manner that the via electrode elements 530a and 530b are electrically insulated from each other.

이때, 유전성 또는 절연성 물질로 코팅하는 방법은 도 1 및 도 2에 설명된 제 1 및 제 2 비아 전극요소를 형성하는 방법과 동일하다. 다만, 비아 전극요소(530a, 530b)에 유전성 또는 절연성 물질을 코팅하기 위한 제4 마스크층을 세라믹 그린 시트에 형성된 비아홀 중 각 비아 전극요소의 상면을 제외하면서 인접한 일부 영역이 개방되도록 형성한다. 그런 다음, 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 유전성 또는 절연성 물질로 상기 복수의 비아 전극요소를 코팅한 후 상기 제4 마스크층을 제거하고 이를 소성한다. 이로써, 도 5 (b)에 도시된 바와 같은 다중 전극을 갖는 도전성 비아가 형성된다.In this case, the method of coating with a dielectric or insulating material is the same as the method of forming the first and second via electrode elements described in FIGS. 1 and 2. However, a fourth mask layer for coating a dielectric or insulating material on the via electrode elements 530a and 530b is formed such that adjacent portions are opened while excluding the top surface of each via electrode element among the via holes formed in the ceramic green sheet. Then, the plurality of via electrode elements are coated with a dielectric or insulating material such that the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other, and then the fourth mask layer is removed and fired. As a result, a conductive via having multiple electrodes as shown in Fig. 5B is formed.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.It is intended that the invention not be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but rather by the claims appended hereto. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. something to do.

도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법을 설명하기 위한 공정별 수직 단면도이다.1 is a vertical cross-sectional view for each process for explaining a method of forming a conductive via having a multiple electrode according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 다층 세라믹 기판 제조방법을 설명하기 위한 공정별 수직 단면도이다. 2 is a vertical cross-sectional view for each process for explaining a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to another embodiment of the present invention.

도 3은 도 2 (d)에 도시한 다층 세라믹 기판에 형성된 도전성 비아의 상면(A)을 나타낸 평면도이다. FIG. 3 is a plan view illustrating the top surface A of the conductive via formed in the multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 2D.

도 4는 본 발명의 다른 일실시 형태에 따른 다중 전극을 갖는 도전성 비아의 상면(A')을 나타낸 평면도이다.4 is a plan view illustrating a top surface A ′ of a conductive via having multiple electrodes according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 1에 도시한 도전성 비아 형성 방법에 따라 제조된 다중 전극을 갖는 도전성 비아의 다른 실시예를 나타낸 수직 단면도이다. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of another embodiment of a conductive via having multiple electrodes manufactured according to the method of forming a conductive via shown in FIG. 1.

Claims (22)

복수의 세라믹층이 적층된 세라믹 적층체;A ceramic laminate in which a plurality of ceramic layers are stacked; 상기 복수의 세라믹층 중 적어도 일부 세라믹층에 형성된 적어도 하나 이상의 도전성 비아 및 도전성 라인으로 이루어진 회로부를 가지며,A circuit portion including at least one conductive via and conductive lines formed in at least some ceramic layers of the plurality of ceramic layers, 상기 도전성 비아 중 적어도 하나는, 해당 도전성 비아의 비아홀 내벽의 다른 영역에서 서로 전기적으로 절연되도록 이격되며, 상기 세라믹층의 두께방향을 따라 형성된 복수의 비아 전극요소를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.At least one of the conductive vias is spaced apart from each other to be electrically insulated from another area of the inner wall of the via hole of the conductive via, and has a plurality of via electrode elements formed along the thickness direction of the ceramic layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수 개의 비아 전극요소는 상기 해당 도전성 비아의 비아홀에서 서로 대향하는 부분에 2개 형성된 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.And the plurality of via electrode elements are formed in two portions of the via via of the corresponding conductive via facing each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수 개의 비아 전극요소는 상기 해당 도전성 비아의 비아홀에 3개 이상 형성된 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.And the plurality of via electrode elements are formed in at least three via holes of the corresponding conductive vias. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 비아 전극요소는 Ag, Cu, Mo, Ni 및 Ag-Pd 중 적어도 어느 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The plurality of via electrode elements include at least one metal of Ag, Cu, Mo, Ni, and Ag-Pd. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전성 비아 중 적어도 하나는, 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 상기 해당 도전성 비아의 비아홀 내부에 충전된 유전성 또는 절연성 물질을 더 갖는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.Wherein at least one of the conductive vias further has a dielectric or insulating material filled inside the via hole of the conductive via so that the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도전성 비아 중 적어도 하나는, 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 상기 복수의 비아 전극요소에 코팅된 유전성 또는 절연성 물질을 더 갖는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.At least one of the conductive vias further has a dielectric or insulating material coated on the plurality of via electrode elements such that the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 유전성 또는 절연성 물질은 상기 세라믹층의 구성물질과 동일한 물질인 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The dielectric or insulating material is a multilayer ceramic substrate, characterized in that the same material as the constituent material of the ceramic layer. 제5항 또는 제6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 유전성 또는 절연성 물질은 상기 세라믹층의 구성물질과 다른 물질인 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The dielectric or insulating material is a multilayer ceramic substrate, characterized in that the material different from the constituent material of the ceramic layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 비아 전극요소는 각각 복수의 도전성 라인에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.And the plurality of via electrode elements are each electrically connected to a plurality of conductive lines. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 비아 전극요소가 형성된 도전성 비아의 상면에 형성된 캐치 패드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.And a catch pad formed on an upper surface of the conductive via in which the plurality of via electrode elements are formed. 세라믹 그린 시트에 그 상하면을 관통하는 비아홀을 형성하는 단계; 및Forming a via hole penetrating the upper and lower surfaces of the ceramic green sheet; And 상기 비아홀 내벽의 다른 영역에 서로 전기적으로 절연되도록 이격되며, 상기 세라믹 그린시트의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계;를 포함하는 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법.And forming a plurality of via electrode elements spaced apart from each other in the other region of the inner wall of the via hole to be electrically insulated from each other and along the thickness direction of the ceramic green sheet. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는, Forming the plurality of via electrode elements, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀의 일부 내벽이 개방되도록 제1 마스크층을 형성하는 단계; 및Forming a first mask layer on the ceramic green sheet to open a portion of the inner wall of the via hole; And 상기 개방된 비아홀의 일부 내벽에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 제1 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법.And removing the first mask layer after forming a via electrode element on a portion of inner walls of the open via hole. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는,Forming the plurality of via electrode elements, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀의 내벽 중 상기 일부 내벽과 이격된 다른 영역이 개방되도록 제2 마스크층을 형성하는 단계; 및Forming a second mask layer on the ceramic green sheet so that other regions of the inner wall of the via hole spaced apart from the partial inner wall are opened; And 상기 개방된 다른 영역에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 제2 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법.And removing the second mask layer after forming a via electrode element in the other open area. 제11항 또는 제13항에 있어서,The method according to claim 11 or 13, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소를 제외하고, 상기 복수의 비아 전극요소와 인접한 일부 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 제4 마스크층을 형성하는 단계; 및Forming a fourth mask layer on the ceramic green sheet to open some regions adjacent to the plurality of via electrode elements except for the plurality of via electrode elements in the via holes; And 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 유전성 또는 절연성 물질로 상기 복수의 비아 전극요소를 코팅한 후 상기 제4 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법.And removing the fourth mask layer after coating the plurality of via electrode elements with a dielectric or insulating material such that the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other, the conductive material having multiple electrodes. How to Form Vias. 제11항 또는 제13항에 있어서,The method according to claim 11 or 13, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소를 제외한 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 제3 마스크층을 형성하는 단계; 및Forming a third mask layer on the ceramic green sheet to open an area except the plurality of via electrode elements in the via hole; And 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 상기 개방된 영역에 유전성 또는 절연성 물질을 충전한 후 상기 제3 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법.And removing the third mask layer after filling the open region with a dielectric or insulating material such that the plurality of via electrode elements are electrically insulated from each other, forming the conductive via having multiple electrodes. Way. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 복수의 비아 전극요소의 상면에 각각 캐치 패드를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전극을 갖는 도전성 비아 형성 방법.And forming catch pads on upper surfaces of the plurality of via electrode elements, respectively. 복수의 세라믹 그린 시트 중 적어도 일부 세라믹 그린 시트에 그 상하면을 관통하는 적어도 하나 이상의 비아홀을 형성하는 단계;Forming at least one via hole through the upper and lower surfaces of at least some of the plurality of ceramic green sheets; 상기 비아홀 내벽의 다른 영역에 각각 서로 이격되도록 상기 세라믹 그린 시트의 두께방향에 따라 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계;Forming a plurality of via electrode elements along the thickness direction of the ceramic green sheet so as to be spaced apart from each other in different regions of the inner wall of the via hole; 상기 복수의 비아 전극요소와 각각 전기적으로 연결된 도전성 라인을 형성하는 단계;Forming conductive lines electrically connected to the plurality of via electrode elements, respectively; 상기 복수의 세라믹 그린 시트들을 적층하여 원하는 회로부를 갖는 미소결된 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계; 및Stacking the plurality of ceramic green sheets to form a micro multilayered ceramic substrate having a desired circuit portion; And 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 소성하는 단계;를 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조방법.Firing the microcrystalline multilayer ceramic substrate. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는, Forming the plurality of via electrode elements, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀의 일부 내벽이 개방되도록 제1 마스크층을 형성하는 단계; 및Forming a first mask layer on the ceramic green sheet to open a portion of the inner wall of the via hole; And 상기 개방된 비아홀의 일부 내벽에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 제1 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조방법.And removing the first mask layer after forming a via electrode element on the inner wall of the open via hole. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 복수의 비아 전극요소를 형성하는 단계는,Forming the plurality of via electrode elements, 상기 세라믹 그린 시트 위에 상기 비아홀 중 상기 일부 내벽과 이격된 다른 영역의 내벽이 개방되도록 제2 마스크층을 형성하는 단계; 및Forming a second mask layer on the ceramic green sheet to open inner walls of other regions spaced apart from the inner walls of the via holes; And 상기 개방된 다른 영역의 내벽에 비아 전극요소를 형성한 후 상기 제2 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조방법.And removing the second mask layer after forming a via electrode element on the inner wall of the other open area. 제17항 또는 제19항에 있어서,The method of claim 17 or 19, 상기 도전성 라인을 형성하는 단계 전에, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소를 제외하고, 상기 복수의 비아 전극요소와 인접한 일부 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 제4 마스크층을 형성하는 단계; 및Before forming the conductive line, forming a fourth mask layer on the ceramic green sheet to open a portion of the via holes adjacent to the plurality of via electrode elements except for the plurality of via electrode elements; And 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 유전성 또는 절연성 물질로 상기 복수의 비아 전극요소를 코팅한 후 상기 제4 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조방법.And removing the fourth mask layer after coating the plurality of via electrode elements with a dielectric or insulating material to electrically insulate the plurality of via electrode elements from each other. Way. 제17항 또는 19항에 있어서,The method of claim 17 or 19, 상기 도전성 라인을 형성하는 단계 전에, 상기 비아홀 중 상기 복수의 비아 전극요소를 제외한 영역이 개방되도록 상기 세라믹 그린 시트 위에 제3 마스크층을 형성하는 단계; 및Before forming the conductive line, forming a third mask layer on the ceramic green sheet such that regions of the via holes other than the plurality of via electrode elements are opened; And 상기 복수의 비아 전극요소가 서로 전기적으로 절연되도록 상기 개방된 영역에 유전성 또는 절연성 물질을 충전한 후 상기 제3 마스크층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판 제조방법.And removing the third mask layer after filling the open area with a dielectric or insulating material to electrically insulate the plurality of via electrode elements from each other. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 복수의 비아 전극 상면에 각각 캐치 패드를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판 제조방법.Forming a catch pad on the upper surface of the plurality of via electrodes, respectively; The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate further comprising.
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