KR101179118B1 - Heating plate with AlN-hBN composite substrate and manufacturing method of the same - Google Patents
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본 발명은 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 기계적으로 가공하여 표면조도를 부여하는 단계; b) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 플라즈마 처리하는 단계; c) 상기 플라즈마 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 촉매를 가하는 단계; d) 촉매가 가해진 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈을 무전해 도금하는 단계; 및 e) 니켈이 무전해 도금된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법을 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 약 11 GPa의 높은 경도값을 갖는 질화알루미늄과 그보다 상대적으로 낮은 경도값을 갖는 질화붕소를 복합체로 형성함으로써 질화알루미늄 단미로 형성되는 기판의 기계적 난가공성을 극복하여 기판표면의 기계적 가공에 의한 표면조도의 형성을 보다 용이하게 하도록 하는 작용효과가 있다. The present invention relates to a hot plate based on an aluminum nitride-h boron nitride composite and a method for manufacturing the same, and more particularly, a) mechanically processing a surface of an aluminum nitride-boron nitride composite substrate to impart surface roughness; b) plasma treating the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate surface; c) adding a catalyst to the plasma treated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; d) electroless plating nickel on the catalyst applied aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; And e) forming a nickel pattern on the nickel-electroless plated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, thereby providing a method of manufacturing a hot plate using the aluminum nitride-h boron nitride composite as a substrate.
According to the present invention as described above, by forming a composite of aluminum nitride having a high hardness value of about 11 GPa and boron nitride having a relatively lower hardness value as a composite to overcome the mechanical processability of the substrate formed of aluminum nitride single end substrate There is an effect that makes it easier to form the surface roughness by mechanical processing of the surface.
Description
본 발명은 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 기계적으로 가공하여 표면조도를 부여하는 단계; b) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 플라즈마 처리하는 단계; c) 상기 플라즈마 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 촉매를 가하는 단계; d) 촉매가 가해진 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈을 무전해 도금하는 단계; 및 e) 니켈이 무전해 도금된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a hot plate based on an aluminum nitride-h boron nitride composite and a method for manufacturing the same, and more particularly, a) mechanically processing a surface of an aluminum nitride-boron nitride composite substrate to impart surface roughness; b) plasma treating the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate surface; c) adding a catalyst to the plasma treated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; d) electroless plating nickel on the catalyst applied aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; And e) forming a nickel pattern on the nickel-electroless plated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, thereby providing a method of manufacturing a hot plate using the aluminum nitride-h boron nitride composite as a substrate.
최근 웨이퍼(wafer)의 대구경화 경향으로 인해 그 구경이 300mm, 450mm 등으로 증가되고 있으며, 구경이 증가되는 만큼 이전에 비하여 최종 웨이퍼 제품의 불량률도 늘어나고 있고, 따라서 웨이퍼의 수율 향상을 높이기 위하여 웨이퍼 베이크용 핫 플레이트(hot plate)의 온도를 정밀하게 제어할 필요성이 증대되고 있으며, 이에 핫 플레이트의 온도 제어를 위한 핫 플레이트 재료 선정기술, 핫 플레이트용 기판의 가공기술 등이 연구되고 있다. Recently, due to the large diameter tendency of wafers, the diameter has increased to 300mm, 450mm, etc., and as the diameter increases, the defect rate of the final wafer product is also increasing, and thus wafer baking to improve the yield of wafers. The necessity of precisely controlling the temperature of the hot plate is increasing, and thus, a hot plate material selection technology for controlling the temperature of the hot plate and a processing technology of a hot plate substrate have been studied.
일 예로, 핫 플레이트용 기판에는 무전해 도금(electroless plating) 기술이 적용되는데, 무전해 도금 기술은 전기도금에 비하여 도금층을 보다 치밀하게 형성할 수 있어 핫 플레이트의 미세한 온도 제어를 위하여 적극적으로 도입되고 있다. 보다 상세하게 살펴보면, 무전해 도금이란 외부로부터 전기에너지를 공급받아서 도금하는 대신, 환원제를 투입함으로써 금속염 수용액 중의 금속이온을 자기 촉매적으로 환원시켜 피도금체의 표면위에 금속을 석출시키는 과정으로 행해지는 도금방법으로 정의되는데, 화학도금 또는 자기촉매도금이라고도 한다. 이 때, 수용액 내의 포름알데히드나 히드리진 같은 환원제가 금속이온이 금속분자로 환원되도록 전자를 공급하는데, 이 반응은 촉매표면에서 일어난다. 가장 상용화된 도금용 금속체는 구리, 니켈-인, 니켈-보론 합금 등이 있다. 무전해 도금은 전기도금에 비해서 도금층이 치밀하고 대략 20㎛ 정도까지 균일한 두께를 가지며, 도체 뿐만 아니라 플라스틱이나 유기체 같은 다양한 기판에 대해서 적용할 수 있는 장점이 있다.For example, an electroless plating technique is applied to a substrate for a hot plate. The electroless plating technique can form a plating layer more densely than an electroplating process, and is actively introduced for fine temperature control of a hot plate. have. In more detail, electroless plating is performed by depositing a metal on the surface of a plated body by autocatalytically reducing metal ions in an aqueous metal salt solution by adding a reducing agent instead of plating by receiving electrical energy from the outside. It is defined as the plating method, also called chemical plating or self-catalyst plating. At this time, a reducing agent such as formaldehyde or hydrazine in the aqueous solution supplies electrons to reduce metal ions to metal molecules, and this reaction takes place on the surface of the catalyst. The most commonly used plating metal bodies include copper, nickel-phosphorus, nickel-boron alloys, and the like. Electroless plating has the advantage that the plating layer is dense and uniform thickness of about 20㎛ compared to the electroplating, and can be applied to various substrates such as plastics or organics as well as conductors.
일반적으로 인쇄회로기판(PCB) 상에 행해지는 무전해 도금 방법은 탈지, 에칭, 활성화처리로 이루어지는 전처리 단계를 거치는데, 세라믹 기판을 사용할 경우에는 소성 조건이나 조성에 따라 내약품성이 변화하므로 적절한 전처리 방법을 사용하는 것이 반드시 필요하다. In general, the electroless plating method performed on a printed circuit board (PCB) undergoes a pretreatment step of degreasing, etching, and activating treatment. In the case of using a ceramic substrate, chemical resistance varies depending on firing conditions and composition, and thus appropriate pretreatment. It is necessary to use the method.
또한, 종래의 금속 배선 형성 방법은 은 페이스트를 사용하여 실크스크린 방식으로 인쇄한 후 니켈-금 도금을 순차적으로 진행하는 방식이었다. 또한, 위 방식 이외에도 전처리된 세라믹 기판에 포토레지스트를 이용하여 패턴을 형성하고 선택적으로 금속이 도금이 되도록 하는 방법도 공지되어 있다. 그러나 위 공지된 방법은 형성되는 패턴의 수직 단면 모양이 직사각형의 비아 홀 단면에 대응하여 균일한 두께를 갖는 직사각형 형상이 되도록 하여야 함에도 불구하고, 다소 둥그렇게 구현되어 균일한 두께를 갖지 못하며, 따라서 2차 가공성이 나빠지고 실크스크린의 특성상 텐션을 갖기 때문에 설계치 대비 누적피치 등의 치수가 불안정해지는 문제가 있어 전기적 특성이 나쁘거나 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다. 더욱이 선폭이 보다 미세해지는 금속 패턴을 형성하기 위해서는 상기와 같은 문제점이 더욱 심각해져서 실질적으로 미세패턴을 형성하는 데 적용하기 어려운 문제점도 있었다.In addition, the conventional metal wiring forming method was a method of sequentially proceeding nickel-gold plating after printing in a silkscreen method using a silver paste. In addition to the above method, a method of forming a pattern using a photoresist on a pretreated ceramic substrate and optionally allowing a metal to be plated is also known. However, the above known method is somewhat rounded and does not have a uniform thickness, although the vertical cross-sectional shape of the pattern to be formed should be a rectangular shape having a uniform thickness corresponding to the rectangular via hole cross section. Because of poor workability and tension due to the characteristics of the silk screen, there is a problem that the dimensions such as the cumulative pitch compared to the design value become unstable, resulting in poor electrical properties or poor reliability. Furthermore, in order to form a metal pattern having a finer line width, the above-mentioned problems become more serious, and there is a problem that it is difficult to apply to form a fine pattern substantially.
한편, 핫 플레이트의 온도 제어 기술과는 독립적으로 핫 플레이트를 제조하기 위한 기본 재료들의 가공성도 기술개발의 중요한 요소가 될 수 있는데, 핫 플레이트에 적용되는 고온용 세라믹 재료들은 대개 높은 경도를 유지하고 있어 초기 가공과정에서 높은 가공 비용, 상대적으로 긴 가공 시간이 소요된다는 단점이 있었다. 특히 종래 핫 플레이트 재질로서 질화알루미늄(AlN), 탄화규소(SiC) 등 소결체단미가 사용되었는데, 위 질화알루미늄, 탄화규소는 열전도율이 좋고, 고절연성을 가지고 있으며, 독성도 없기 때문에 반도체 공업에 있어서 절연재료 혹은 패키지재료로서 유망한 재료로서 인정될 수는 있으나, 표면경도가 매우 높아 기계적 가공성 및 표면 에칭 등 표면의 화학적 처리가 곤란한 문제가 대두되었으며, 이에 따라 이러한 재료들을 독립적으로 사용하는 경우 공정이 복잡해지거나 공정상 비경제성이 초래되는 바, 가공성능이 높은 대체재료의 개발이 필요하게 되었다.Meanwhile, the processability of basic materials for manufacturing hot plates independently of the temperature control technology of the hot plate may also be an important factor in the development of the technology. The high temperature ceramic materials applied to the hot plate usually maintain high hardness. In the early machining process, there was a disadvantage that high processing cost and relatively long processing time are required. In particular, conventional sintered compacts such as aluminum nitride (AlN) and silicon carbide (SiC) have been used as hot plate materials. Since aluminum nitride and silicon carbide have high thermal conductivity, high insulation, and no toxicity, they are insulated in the semiconductor industry. Although it can be recognized as a promising material as a material or a package material, the surface hardness is very high, which makes it difficult to chemically process the surface such as mechanical workability and surface etching. Therefore, when these materials are used independently, the process becomes complicated or Due to process inefficiency, development of alternative materials with high processing performance is required.
따라서, 본 발명의 목적은 약 11 GPa의 높은 경도값을 갖는 질화알루미늄과 상대적으로 낮은 경도값을 갖는 h질화붕소를 복합체로 형성함으로써 질화알루미늄 또는 탄화규소 단미로 형성되는 기판의 기계적 난가공성을 극복하여 기판표면의 기계적 가공에 의한 표면조도의 형성을 보다 용이하게 하도록 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to overcome the mechanical hardenability of a substrate formed of aluminum nitride or silicon carbide by forming a composite of aluminum nitride having a high hardness value of about 11 GPa and boron nitride having a relatively low hardness value as a composite. The present invention provides a hot plate having an aluminum nitride-boron nitride composite as a substrate, which facilitates the formation of surface roughness by mechanical processing of the substrate surface, and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은 2차에 걸친 에칭으로 대표되는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 적합한 기계적 가공방법, 니켈의 무전해 도금 전처리방법 및 무전해 도금 방법을 도입하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판과의 밀착성이 높고 균일한 두께를 갖는 니켈 박막을 형성할 수 있는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판 및 그 제조방법을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to introduce an aluminum nitride-h nitride by introducing a mechanical processing method, an electroless plating pretreatment method of nickel and an electroless plating method suitable for the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate represented by secondary etching The present invention provides a hot plate having an aluminum nitride-h boron nitride composite having a high adhesion to a boron composite substrate and capable of forming a nickel thin film having a uniform thickness, and a method of manufacturing the same.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, a) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 기계적으로 가공하여 표면조도를 부여하는 단계; b) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 플라즈마 처리하는 단계; c) 상기 플라즈마 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 촉매를 가하는 단계; d) 촉매가 가해진 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈을 무전해 도금하는 단계; 및 e) 니켈이 무전해 도금된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법을 제공한다.The present invention to achieve the above object, a) mechanically machining the surface of the aluminum nitride-boron nitride composite substrate to give a surface roughness; b) plasma treating the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate surface; c) adding a catalyst to the plasma treated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; d) electroless plating nickel on the catalyst applied aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; And e) forming a nickel pattern on the nickel-electroless plated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, thereby providing a method of manufacturing a hot plate using the aluminum nitride-h boron nitride composite as a substrate.
a) 단계에서 기계적으로 가공하여 표면 조도를 부여하는 단계는, 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면에 대하여 그리트(grit) 또는 비드(bead) 블라스팅(blasting) 공정인 것이 바람직하다.Mechanically machining in step a) to impart surface roughness is preferably a grit or bead blasting process on the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate.
상기 b) 단계 이후에, b') 상기 기판의 표면을 1차에칭하는 단계; b") 상기 1차에칭된 기판을 탈지하고 2차에칭하는 단계;를 더 포함하여 구성되며, 상기 b') 단계의 1차에칭은, 순수 1L당 200~400g의 수산화나트륨이 용해된 수산화나트륨 희석액을 에칭액으로 하고 에칭시간을 20 내지 40분간 유지하는 것이 바람직하다.After step b), b ') first etching the surface of the substrate; b ") degreasing and secondary etching the first etched substrate; wherein the first etching of step b ') comprises sodium hydroxide in which 200-400 g of sodium hydroxide is dissolved per 1 liter of pure water. It is preferable to make a dilution liquid into etching liquid, and to hold the etching time for 20 to 40 minutes.
상기 b") 단계는, 유기산 또는 무기산을 이용하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면의 오염을 제거하는 탈지단계; 및 0.5 내지 10중량%의 불화염 용액으로 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 식각하는 2차에칭단계;인 것이 바람직하다.B)) is a degreasing step of removing contamination of the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate using an organic acid or an inorganic acid; and the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate with a 0.5 to 10% by weight fluoride solution. It is preferable that the second etching step; etching.
상기 불화염용액은 NaF 및 NH4F가 1: 1 내지 100 중량비로 혼합된 불화염 용액인 것이 바람직하다.The fluorinated solution is preferably a fluorinated salt solution in which NaF and NH 4 F are mixed in a weight ratio of 1: 1 to 100.
상기 d)단계의 니켈 무전해 도금은 컨디셔닝액으로 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 니켈염, 환원제 및 착화제로서 니트릴로트리스(메틸렌)트리포스폰산(NTPA)를 함유한 도금액에 침지하여 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.The nickel electroless plating of step d) is performed by immersing the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate treated with the conditioning solution in a plating solution containing nitrilotris (methylene) triphosphonic acid (NTPA) as a nickel salt, a reducing agent and a complexing agent. It is preferable to make it.
상기 e)단계는, 드라이필름을 이용하여 무전해 도금된 니켈층 상에 감광제 패턴을 형성하는 단계; 부식액을 이용하여 니켈을 에칭하는 단계; 및 감광제 패턴을 박리하는 단계;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The step e) may include forming a photoresist pattern on the electroless plated nickel layer using a dry film; Etching nickel using the corrosion solution; And peeling off the photosensitive agent pattern.
상기 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판은, 복합체 전체 중량대비 80 ~ 50 중량%의 질화알루미늄과 20 ~ 50 중량%의 h질화붕소를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 질화알루미늄과 h질화붕소를 환원분위기에서 1800 ~ 1950℃의 온도범위 및 20 ~ 30MPa의 가압조건으로 하여 가압소결하는 단계;에 의하여 제조되는 것이 바람직하다.The aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, comprising: mixing 80 to 50% by weight of aluminum nitride and 20 to 50% by weight of boron nitride relative to the total weight of the composite; It is preferably prepared by the step of sintering the mixed aluminum nitride and h boron nitride under reduced pressure in the temperature range of 1800 ~ 1950 ℃ and pressurization conditions of 20 ~ 30MPa.
상기 가압소결하는 단계 이전에, 상기 질화알루미늄과 h질화붕소의 혼합물을 6 ~ 15MPa의 가압조건으로 하여 성형하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.Prior to the pressure sintering, the step of molding the mixture of the aluminum nitride and boron nitride under a pressurized condition of 6 ~ 15MPa; more preferably.
상기 질화알루미늄과 h질화붕소에 이트리아를 더 혼합하는 것이 바람직하다.It is preferable to further mix yttria with the aluminum nitride and boron nitride.
상기 h질화붕소는 복합체 전체 부피 대비 15 내지 40 부피%의 함량범위를 이루는 것이 바람직하다.The boron nitride is preferably in the range of 15 to 40% by volume relative to the total volume of the composite.
또한, 본 발명은 전술한 방법에 의해 제조되는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판을 제공한다.The present invention also provides a hot plate having the aluminum nitride-h boron nitride composite produced by the method described above as a substrate.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 기판재질을 고경도의 세라믹 단미가 아닌 고경도의 질화알루미늄 및 상대적 저경도인 h질화붕소 간 복합체로 구현하도록 함으로써 고경도 세라믹 부분에 의한 열적 특성을 유지하고, 저경도 세라믹 부분에 의해 세라믹 기판의 가공성을 향상함으로써 기계적 가공성 및 화학적 표면처리 성능과 우수한 열적특성을 동시에 만족하도록 하는 복합체 기판을 제조할 수 있다.According to the present invention as described above, by maintaining the substrate material as a composite between a high hardness aluminum nitride and a relatively low hardness h boron nitride rather than a ceramic hardness of high hardness to maintain the thermal properties of the high hardness ceramic portion, By improving the processability of the ceramic substrate by the ceramic portion, it is possible to manufacture a composite substrate that satisfies mechanical workability, chemical surface treatment performance and excellent thermal characteristics simultaneously.
또한, 상기 복합체에 이트리아가 더 첨가되도록 함으로써, h질화붕소에 의해 야기될 수 있는 열적특성의 저하를 완충할 수 있다.In addition, by allowing yttria to be added to the complex, it is possible to buffer the degradation of thermal properties that may be caused by boron nitride.
또한, 질화알루미늄-h질화붕소 기판에 적합한 기계적 가공방법, 니켈의 무전해 도금 전처리방법 및 무전해 도금 방법을 도입함으로써 니켈과 질화알루미늄-h질화붕소 기판의 밀착성을 향상할 수 있으며, 또한 균일한 두께를 갖는 니켈 박막을 형성할 수 있다.In addition, by adopting a mechanical processing method, an electroless plating pretreatment method of nickel and an electroless plating method suitable for the aluminum nitride-h boron nitride substrate, the adhesion between the nickel and the aluminum nitride-h boron nitride substrate can be improved, and uniform A nickel thin film having a thickness can be formed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 질화알루미늄-h질화붕소 복합체의 h질화붕소 첨가량에 따른 경도 및 영률의 변화를 나타내는 그래프,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 질화알루미늄-h질화붕소 복합체의 h질화붕소 첨가량에 따른 밀도의 변화를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 질화알루미늄-h질화붕소 복합체의 h질화붕소 첨가량에 따른 기계적 가공에 대한 저항력을 나타내는 그래프
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 질화알루미늄-h질화붕소 복합체에 도금을 실시하고 도금층의 밀착력을 테스트한 시험성적서
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 질화알루미늄-h질화붕소 복합체의 h질화붕소 첨가량에 따른 이트리아 첨가량 및 그에 따른 열적특성의 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the change in hardness and Young's modulus according to the amount of h boron nitride added in the aluminum nitride-h boron nitride composite according to an embodiment of the present invention,
2 is a graph showing a change in density according to the amount of h boron nitride added in the aluminum nitride-h boron nitride composite according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a graph showing the resistance to mechanical processing according to the amount of h boron nitride of the aluminum nitride-h boron nitride composite according to an embodiment of the present invention
4 and 5 is a test report for plating the aluminum nitride-h boron nitride composite according to an embodiment of the present invention and tested the adhesion of the plating layer
FIG. 6 is a graph showing a change in yttria addition amount and thermal characteristics according to h boron nitride addition amount of the aluminum nitride-h boron nitride composite according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따르면, 기판 재질을 육각판상의 결정구조를 가져 상대적으로 경도가 낮은 h질화붕소(hexagonal Boron Nitride)를 복합체의 형태로 일부 수용함으로써 기계적 가공에 의한 표면조도의 형성을 보다 용이하게 함은 물론, 목표로 하는 표면경도까지 구현할 수 있도록 하였다.According to the present invention, since the substrate material has a hexagonal plate-like crystal structure and partially accommodates a relatively low hardness, boron nitride (hexagonal Boron Nitride) in the form of a composite to facilitate the formation of surface roughness by mechanical processing Of course, to achieve the target surface hardness.
또한, 표면조도 조절의 촛점을 기계적 가공이 아닌 표면에칭으로 이동시키는 경우, 기계적 가공 이후에 질화알루미늄-h질화붕소 기판 표면을 산소 플라즈마로 처리하고, 희석된 수산화나트륨 용액을 이용하여 표면에칭을 수행하여 소기의 표면 조도(roughness)를 구현할도 있다.In addition, when the focus of surface roughness control is shifted to surface etching rather than mechanical processing, the aluminum nitride-h boron nitride substrate surface is treated with oxygen plasma after mechanical processing, and the surface etching is performed using a diluted sodium hydroxide solution. The desired surface roughness can also be achieved.
아울러 니켈 무전해 도금막과 질화알루미늄-h질화붕소 기판의 밀착성이 향상될 수 있도록 표면조도를 구현하였다. In addition, the surface roughness was implemented to improve the adhesion between the nickel electroless plating film and the aluminum nitride-h boron nitride substrate.
또한 불화염으로서 불화나트륨 및 불화암모늄이 적절한 범위로 혼합된 에칭액을 사용하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 에칭함으로써 니켈 무전해 도금막의 기판과의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있었다. 또한, 니켈 무전해 도금시 도금액에 착화제로서 니트릴로트리스(메틸렌)트리포스폰산(NTPA)를 사용하는 경우 니켈 도금막이 보다 균일하게 형성되는 것을 확인할 수 있었다.Further, by etching the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate using an etchant in which sodium fluoride and ammonium fluoride were mixed in an appropriate range as the fluoride salt, the adhesion of the nickel electroless plated film to the substrate could be further improved. In addition, it was confirmed that the nickel plating film was more uniformly formed when nitrilotris (methylene) triphosphonic acid (NTPA) was used as the complexing agent in the plating solution during nickel electroless plating.
상기 산소 플라즈마는 산소가스, 또는 산소가스와 다른 가스의 혼합가스를 사용하여 플라즈마 형성한 것을 의미하며, 상기 니켈 도금은 니켈만을 단독으로 도금하거나 니켈과 다른 성분을 같이 도금하는 니켈 합금 도금을 모두 포함할 수 있다. 상기 니켈 합금으로서는 니켈-인, 니켈-붕소 합금 등이 있다.The oxygen plasma refers to plasma formed using oxygen gas or a mixed gas of oxygen gas and another gas, and the nickel plating includes all of nickel alloy plating for plating only nickel alone or plating nickel and other components together. can do. Examples of the nickel alloys include nickel-phosphorus and nickel-boron alloys.
또한 상기의 전처리 방법으로 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판상에 무전해 도금으로 니켈막을 형성한 후 포토리소그래피 공정으로 패턴을 형성하고 형성된 패턴에 따라 니켈막을 식각하여 니켈 패턴을 형성하는 방법을 사용함으로써 미세한 니켈 패턴을 제조할 수도 있게 되었다.
In addition, after forming a nickel film on the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate treated by the above pretreatment method by electroless plating, a pattern is formed by a photolithography process and the nickel film is etched according to the formed pattern to form a nickel pattern. By using it, the fine nickel pattern can also be manufactured.
이하, 본 발명을 그 실시례 및 첨부되는 도면을 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiments and the accompanying drawings.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art.
또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Repeated descriptions of the same technical constitution and operation as those of the conventional art will be omitted.
본 발명에 따른 니켈 패턴이 형성된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법은 a) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 기계적으로 가공하여 표면조도를 부여하는 단계; b) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 플라즈마 처리하는 단계; c) 상기 플라즈마 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 촉매를 가하는 단계; d) 촉매가 가해진 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈을 무전해 도금하는 단계; 및 e) 니켈이 무전해 도금된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 니켈 패턴이 형성된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판의 제조방법이다.The method of manufacturing a hot plate having a nickel patterned aluminum nitride-h boron nitride composite according to the present invention as a substrate includes a) mechanically machining a surface of an aluminum nitride-boron nitride composite substrate to impart a surface roughness; b) plasma treating the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate surface; c) adding a catalyst to the plasma treated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; d) electroless plating nickel on the catalyst applied aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; And e) forming a nickel pattern on the nickel-electroless plated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate. The method of manufacturing an aluminum nitride-h boron nitride composite substrate having a nickel pattern comprising a;
도 1에서는 h질화붕소를 질화알루미늄과 복합체로 형성할 때, h질화붕소의 양에 따른 경도와 영률의 변화를 그래프로 나타내었으며, 도 2에서는 h질화붕소의 함량에 따른 밀도변화를 나타내었다.In FIG. 1, when the boron nitride is formed with aluminum nitride, a change in hardness and Young's modulus according to the amount of boron nitride is shown as a graph, and in FIG. 2, the density change is shown according to the content of boron nitride.
도시된 바와 같이, 질화알루미늄보다 상대적으로 경도가 낮은 h질화붕소의 첨가량을 늘릴수록 복합체의 경도와 영률은 저하되었으며, 이는 h질화붕소의 밀도와도 관련이 있는데, h질화붕소가 복합체에서 차지하는 함량이 높을수록 복합체의 밀도가 저하됨을 알 수 있다.As shown, the hardness and Young's modulus of the composites decreased as the amount of h boron nitride, which was relatively harder than aluminum nitride, increased, which is related to the density of h boron nitride. It can be seen that the higher the lower the density of the composite.
한편, 도 3에서는 상용화 가능하며, 기계적 가공성이 우수하도록 하는 h질화붕소의 함량을 정하기 위하여 h질화붕소의 함량에 따른 절삭력을 측정하였는데, 도시된 바와 같이, 저항력의 저하가 h질화붕소의 함량이 15부피% 이상일 때 나타남을 알 수 있으며, 따라서, 복합체 내에 h질화붕소가 적어도 15부피%는 함유되도록 하여야 한다. Meanwhile, in FIG. 3, the cutting force was measured according to the content of boron nitride to determine the content of boron nitride, which is commercially available and has excellent mechanical workability. As shown in FIG. It can be seen that when the volume is more than 15% by volume, therefore, at least 15% by volume of boron nitride should be included in the composite.
바람직하게는 h질화붕소의 함유에 따른 기계적, 열적 물성 저하를 피하기 위해서는 h질화붕소의 함량을 40 부피% 이하가 되도록 한다. 따라서, 15 부피% 이상 40 부피% 이하의 h질화붕소의 함량은 그 범위에서 임계적 의의를 갖는다.Preferably, in order to avoid mechanical and thermal degradation due to the inclusion of boron nitride, the content of boron nitride is set to 40 vol% or less. Therefore, the content of boron nitride of 15 vol% or more and 40 vol% or less has a critical significance in the range.
상기 a) 단계에서, 질화알루미늄-h질화붕소의 기계적 가공에 의한 표면처리는 CNC선반을 이용하여 수행하였으며, 소결 다이아몬드(피삭재 경도의 약 4 ~ 5배)를 사용하여 수용성 절삭유를 흘려주면서 가공하였다. 가공 후 상기 질화알루미늄-h질화붕소의 표면조도를 맞추기 위하여 연마를 실시할 수도 있다.In the step a), the surface treatment by mechanical processing of aluminum nitride-boron nitride was carried out using a CNC lathe, and processed while flowing water-soluble cutting oil using sintered diamond (about 4 to 5 times the hardness of the workpiece). . After processing, polishing may be performed to match the surface roughness of the aluminum nitride-boron nitride.
상기 b) 단계의 플라즈마 처리 단계는 질화알루미늄-h질화붕소 기판의 표면을 산소 가스를 함유하는 가스의 플라즈마를 이용하여 처리하도록 하는 단계를 의미하며, 이로써 기판의 표면에 존재하는 유기물질을 제거함과 동시에 표면 상태를 개질하여 무전해 도금 니켈막과의 밀착력을 향상시키는 역할을 한다.The plasma treatment step of step b) means to treat the surface of the aluminum nitride-boron nitride substrate using a plasma of a gas containing oxygen gas, thereby removing the organic material present on the surface of the substrate and At the same time, the surface state is modified to improve adhesion to the electroless plating nickel film.
상기 플라즈마 처리 전에 그리트(grit) 또는 비드(bead) 블라스팅(blasting) 공정을 진행하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판의 표면 조도(roughness)를 더 증가시킬 수 있으며, 그 경우 반응에 참여하는 표면적이 증가하여 니켈 무전해 도금막의 밀착성이 보다 더 향상될 수 있다.A grit or bead blasting process may be performed prior to the plasma treatment to further increase the surface roughness of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, in which case the surface area participating in the reaction Increasingly, the adhesion of the nickel electroless plating film can be further improved.
한편, b) 단계 이후에, 기계적 가공에 의한 표면조도 조절의 촛점을 에칭에 의한 표면조도 조절의 방법으로 이동하는 경우, b')단계로서 수산화나트륨 희석액을 에칭액으로 사용하여 에칭을 수행하였는 바, 이는 표면조도를 향상시키거나 조절하기 위함이며, 위와 같은 농도 및 조건하에서 표면에칭을 수행하는 경우, 니켈 도금막과 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 표면간의 최적의 밀착력을 제공할 수 있는 표면 조도를 구현할 수 있다.On the other hand, after step b), when the focus of surface roughness control by mechanical processing is shifted to the method of surface roughness control by etching, etching was performed using the sodium hydroxide diluent as the etching solution as step b '). This is to improve or control the surface roughness, and when surface etching is performed under the above concentrations and conditions, it is possible to realize surface roughness that can provide the optimum adhesion between the nickel plated film and the aluminum nitride-boron nitride composite surface. Can be.
수산화나트륨이 위와 같은 범위의 농도를 벗어나는 경우, 농도가 범위보다 낮으면 에칭의 효과가 나타나지 않고, 농도가 범위보다 높으면 침식속도가 매우 빨라 에칭공정의 유지속도를 조절하기 용이하지 않으며, 딥핑 후 인상한 이후에도 지속적인 침식이 발생될 수 있다. 즉, 질화알루미늄-h질화붕소 복합체의 에칭을 위한 최적의 농도조건이라 할 것이며, 이러한 점에 임계적 의의가 있다.If sodium hydroxide is out of the range of the above range, if the concentration is lower than the range does not show the effect of etching, if the concentration is higher than the range, the erosion rate is very fast, so it is not easy to control the holding speed of the etching process, the impression after dipping Continued erosion can occur even after this. That is, it will be referred to as the optimum concentration condition for etching the aluminum nitride-h boron nitride composite, there is a critical significance in this regard.
아울러, 표면에칭 시간이 위와 같은 범위를 벗어나는 경우, 시간이 범위보다 짧으면 에칭의 효과가 나타나지 않고, 시간이 범위보다 길면 과에칭이 되므로, 기판의 형상이 변화되거나 표면성질이 변화하게 되어 도금조건이 달라질 수 있다. 따라서 위와 같은 시간범위가 니켈 도금막이 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판의 표면에 가장 잘 도금되도록 할 수 있는 시간의 임계적 의의가 된다 할 것이다.In addition, in the case where the surface etching time is out of the above range, if the time is shorter than the range, the effect of etching does not appear, and if the time is longer than the range, the etching is overetched. Can vary. Therefore, the above time range will be a critical meaning of the time that allows the nickel plated film is best plated on the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate.
또한, 표면조도는 위와 같은 범위를 갖는데, peel test에 의해 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 표면에 대한 니켈 도금막의 밀착력을 측정한 결과, 위 조도범위를 가질 때, 가장 높은 밀착력을 가짐을 알 수 있었다. 이에 관해서는 후술하기로 한다. In addition, the surface roughness has the same range as above, and the adhesion test of the nickel-plated film to the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite by the peel test showed that it had the highest adhesion when the roughness range was obtained. . This will be described later.
따라서 위 표면조도 값은 니켈 도금막이 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 표면에 가장 잘 밀착되도록 하는 최적의 표면조도값이며, 그 상한과 하한이 각각 임계적 의의를 갖는다 할 것이다. 이 때, peel test이라 함은 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면에 니켈 도금막을 형성하고, 이를 테이프를 이용하여 강제로 벗겨내는 방식으로 하여 반복 실험하는 것을 의미한다. Therefore, the above surface roughness value is the optimum surface roughness value that allows the nickel plated film to be in close contact with the surface of the aluminum nitride-boron nitride composite, and the upper and lower limits will have critical significance. In this case, the peel test means a nickel plating film is formed on the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, and repeated experiments are performed by forcibly peeling it off using a tape.
또한, 상기 b) 단계의 플라즈마 처리 후에 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면에 존재하는 이물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여러 방법이 있을 수 있으나, 브러쉬 등을 이용하여 기계적 방식으로 제거하는 것이 가장 바람직하다. 위와 같은 방법은 특히 플라즈마 처리 또는 블라스팅 공정에서 발생하는 이물질을 제거하기에 적합하다. 이물질을 제거하지 않는 경우 국부적으로 니켈 무전해 도금막이 기판과 밀착되지 못하는 불량이 발생하게 된다.The method may further include removing foreign substances present on the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate after the plasma treatment in step b), and there may be various methods, but may be removed by a mechanical method using a brush or the like. Most preferably. The above method is particularly suitable for removing foreign substances generated in the plasma treatment or blasting process. If the foreign substance is not removed, a defect may occur in which the nickel electroless plating layer may not come into close contact with the substrate.
또한, b")단계로서, 탈지 및 2차 에칭단계가 있는데, 위 단계는 유기산 또는 무기산을 이용하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면의 오염을 제거하는 탈지단계; 및 용액 전체 중량대비 불화염이 10 내지 20 중량% 함유된 용액을 사용하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 식각하는 에칭단계;로 이루어지며, 상기 c) 단계는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 컨디셔닝액으로 처리하는 단계, 촉매처리하는 단계를 포함하는데, 여기서 위 촉매로는 Pd를 사용하는 것이 바람직하며, 이 때, Sn-Pd 씨드 층을 형성하고, 이후 Sn을 제거하여 활성화된 Pd 핵을 형성하는 단계로 구성된다. In addition, b ") step, there is a degreasing and secondary etching step, the above step is a degreasing step to remove the contamination of the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate using an organic acid or an inorganic acid; Etching step of etching the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate using the solution containing 10 to 20% by weight, wherein step c) is treated with a conditioning liquid to the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate And catalytic treatment, wherein the catalyst is preferably Pd, and at this time, a Sn-Pd seed layer is formed, and then Sn is removed to form an activated Pd nucleus. It is composed.
또한 상기 활성화된 Pd 핵을 형성하는 단계는 HF 및 HBF4가 혼합된 불소화합물을 0.5 내지 10% 농도로 함유하는 악세레이터용액으로 처리하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 불소화합물이 함유된 악세레에터용액으로 처리하는 경우 종래의 염산 또는 황산 베이스의 용액으로 처리하는 경우에 비해 무전해 니켈 도금막의 성장속도가 우수하였다.In addition, the step of forming the activated Pd nucleus is characterized in that the treatment with an accelerator solution containing 0.5 to 10% concentration of fluorine compound mixed with HF and HBF 4 . In the case of treating with an accessory solution containing a fluorine compound according to the present invention, the growth rate of the electroless nickel plated film was superior to that of the conventional hydrochloric acid or sulfuric acid based solution.
질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 무전해 니켈 도금을 하기 위한 전처리 공정은 기계적 가공에 의한 표면 조도 형성, 플라즈마 표면처리 정면 , 탈지 , 1차에칭 , 2차에칭 , 콘디셔닝(conditioning) , 프리딥(Pre-Dip) , 촉매공정(catalyzing) , 촉진공정(accelerating)의 단계를 거치며, 각 단계와 단계 사이에서 세척 공정을 진행한다. 본 발명에서는 통상적으로 진행되는 상기 탈지 공정 전에 산소 플라즈마로 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The pretreatment process for electroless nickel plating on the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate includes surface roughness formation by mechanical machining, plasma surface treatment front, degreasing, primary etching, secondary etching, conditioning, pre-dip Pre-Dip, catalyzing, and accelerating processes are followed by cleaning processes between steps. The present invention is characterized in that it further comprises the step of treating the aluminum nitride-boron nitride nitride substrate with an oxygen plasma prior to the degreasing process that is typically performed.
본 발명은 질화알루미늄, 탄화규소 등을 사용하여 제조한 열판에 비하여 표면 경도가 낮아 가공성이 좋으므로, 기계적 가공에 의한 표면 조도 형성이 가능하다는 것이 특징이므로, 기계적 가공에 의해 목적하는 표면 조도의 형성이 완료되는 이상, 표면 조도를 더 부여하기 위한 에칭공정은 생략하여도 무방하다. Since the present invention has a low surface hardness and good workability compared to a hot plate manufactured using aluminum nitride, silicon carbide, or the like, the surface roughness can be formed by mechanical machining. Therefore, the desired surface roughness can be formed by mechanical machining. As long as this is completed, the etching process for further providing surface roughness may be omitted.
상기 플라즈마 표면 처리는 상술한 바와 같이 산소 함유 가스 플라즈마로 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면의 유기물 제거 및 표면 상태를 개질하여 니켈 무전해 도금막과의 밀착성을 향상시키는 공정이다.As described above, the plasma surface treatment is a step of improving adhesion to the nickel electroless plating film by removing an organic substance on the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate and modifying the surface state by an oxygen-containing gas plasma.
상기 탈지(grease removing)는 세라믹 표면상의 지문, 기름, 변색등의 유기계, 무기계 오염을 제거하고 세라믹 잔사를 제거하기 위한 목적으로 실시하는데, 중성 또는 산성 베이스의 약품을 사용하는 것이 좋으며, 알카리 베이스는 세라믹 소재에 도포된 페이스트(Paste)를 침식하기 때문에 피하는 것이 좋다. 탈지과정에서는 세라믹 소재의 혼합물 조성 및 오염의 정도에 따라 온도 및 처리시간을 조절하는 것이 바람직하며, 수세가 용이한 탈지제를 사용하는 것이 좋다.The grease removing is performed to remove organic and inorganic contaminants such as fingerprints, oils, and discoloration on the ceramic surface and to remove the ceramic residue, and it is preferable to use a neutral or acid based chemical. Avoid pasting the paste applied to the ceramic material. In the degreasing process, it is preferable to control the temperature and the treatment time according to the composition of the ceramic material and the degree of contamination, and it is preferable to use a degreasing agent that is easy to wash with water.
상기 1차에칭은 전술한 바와 같으며, 2차에칭(etching)은 유기산, 무기산으로 이루어진 에칭제를 사용하여 실시할 수 있으나, 불화나트륨(NaF), 불화암모늄(NH4F) 등이 함유된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 에칭액에 함유되는 불화염은 용액 전체 중량대비 10 내지 20 중량% 함유되도록 하는 것이 바람직한데 이는 상기 에칭액에 함유된 불화염이 10 중량% 미만인 경우에는 에칭에 의한 표면적 증가효과가 미미하여 니켈의 밀착성이 향상되지 않으며, 20 중량%를 초과하는 경우에는 과에칭이 발생하여 부분적인 패임 현상이 발생하여 후공정의 촉매제가 잘 흡착되지 않아 국부적으로 밀착력이 매우 나빠지게 된다. The first etching is as described above, the second etching (etching) can be carried out using an etchant consisting of an organic acid, inorganic acid, containing sodium fluoride (NaF), ammonium fluoride (NH 4 F) and the like It is preferable to use one. The fluorine salt contained in the etching solution of the present invention is preferably 10 to 20% by weight based on the total weight of the solution. When the fluorine salt contained in the etching solution is less than 10% by weight, the effect of increasing the surface area by etching is insignificant. If the adhesion is not improved, and if it exceeds 20% by weight, the over-etching occurs and a partial dent occurs, so that the catalyst of the post-process is not adsorbed very well, the adhesion is very poor locally.
본 발명에 따른 에칭액은 불화나트륨(NaF) 및 불화암모늄(NH4F)이 1: 1 내지 100 중량비로 혼합된 불화염 용액인 것이 바람직한데, 상기 중량비가 100이 넘을 경우에는 국부적으로 에칭되는 현상이 많이 나타나고, 상기 중량비가 1 미만일 경우에는 표면 거칠기(조도)가 별로 증가하지 않아 니켈과의 밀착성이 다소 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.The etchant according to the present invention is preferably a fluoride salt solution in which sodium fluoride (NaF) and ammonium fluoride (NH 4 F) are mixed in a weight ratio of 1 to 1 to 100, and when the weight ratio is greater than 100, the phenomenon is locally etched. If a lot appears, and the weight ratio is less than 1, the surface roughness (roughness) does not increase much, so that the problem with the nickel may be somewhat inferior.
상기 콘디셔닝(conditioning)은 후술하는 바와 같은 세라믹스의 촉매(catalyzing) 공정에서 세라믹스에 촉매가 잘 흡착될 수 있도록 친수성을 부여하는 공정으로서 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 아미노알콜을 함유한 컨디셔닝액을 사용한다. 계면활성제 성분은 공기 교반, 제품의 요동, 기계 교반을 실시하면 기포의 발생으로 약품이 분해되기 때문에 교반 없이 침적하여 처리하는 것이 바람직하여, 콘디셔닝 처리 후에는 50～70℃의 열수로 침적세정을 하고 3단 수세를 행하는 것이 바람직하다.Conditioning is a process of imparting hydrophilicity so that the catalyst can be adsorbed to the ceramics well in the catalyzing process of ceramics as described below. Conditioning containing cationic surfactant, anionic surfactant, and amino alcohol Use liquid. Surfactant components are preferably treated by dipping without agitation because the chemicals decompose due to air bubbles when air stirring, product shaking, and mechanical stirring are performed. After conditioning, the washing is carried out with hot water at 50 to 70 ° C. It is preferable to perform three steps of water washing.
상기 프리딥(Pre-Dip)은 촉매 약품조에 수세수가 들어가지 않도록 함으로써 촉매 약품조의 오염 및 농도의 희석을 방지하고자 실시하는 공정이다, 프리딥 공정은 반드시 있어야 하는 공정은 아니지만 가급적 사용하는 것이 바람직하다. 약품은 촉매 약품에서 금속(Pd-Sn)을 제외한 황산 및 염화암모늄 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. The pre-dip is a process for preventing contamination of the catalyst chemical tank and dilution of the concentration by preventing water from flowing into the catalyst chemical tank. The pre-dip is not necessarily a process but is preferably used. . The chemicals preferably use sulfuric acid and ammonium chloride mixtures except metal (Pd-Sn) in the catalyst chemicals.
상기 촉매공정(카탈라이징, catalyzing)은 예를 들어 Sn-Pd 씨앗(seed)층을 세라믹 기판에 형성하기 위한 것으로 염화제일석(SnCl2.2H2O)과 염화팔라듐(PdCl2)을 주성분으로 하는 콜로이드 입자를 세라믹 표면 및 비아 홀에 충진된 금속 페이스트(Paste)에 균일하게 전착시키는 공정이다. 고염산욕 촉매에 비해 비염산계 촉매는 와일드한 콜로이드 용액이므로 미세한 촉매를 형성하여 무전해 동도금이 균일하게 석출되도록 비염산계 첨가제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 촉매는 그 농도가 매우 낮고 불안정하므로 과황산 암모늄, 과산화수소, 염화제이동, 염화제이철, 계면활성제, 직사광선, 물 등의 불순물이 혼입되거나 활성탄 처리를 하면 약품의 분해를 촉진하기 때문에 반드시 피해야 하며, 가급적 공기가 들어가지 않도록 하는 것이 바람직하다. The catalytic process (catalyzing) is, for example, to form a Sn-Pd seed layer on a ceramic substrate, and is composed of first salt (SnCl 2 H 2 O) and palladium chloride (PdCl 2 ) as main components. The colloidal particles are uniformly electrodeposited on a metal paste filled in a ceramic surface and via holes. Since the non-hydrochloric acid-based catalyst is a wild colloidal solution compared to the high hydrochloric acid catalyst, it is preferable to use a non-hydrochloric acid-based additive to form a fine catalyst to uniformly deposit the electroless copper plating. In addition, the catalyst has a very low concentration and is unstable, so it should be avoided because impurities such as ammonium persulfate, hydrogen peroxide, ferric chloride, ferric chloride, surfactants, direct sunlight, water, etc. are mixed or activated carbon promotes the decomposition of the chemical, It is desirable to prevent air from entering as much as possible.
상기 촉진공정(Accelerating)은 위 촉매공정중에 도입된 Sn을 제거하여 활성화된 Pd 핵을 형성하는 단계이다. 카탈라이징 공정에서 Sn+2- Pd+2 착염을 흡착하고, 다음 수세 공정에서 흡착된 착염은 가수분해하여 Sn(OH)Cl인 2가 주석이온과 4가 주석, 팔라듐염이 공존하게 된다. 이 침전된 제 1 및 제 2 주석염을 악세레이팅 공정에서 용해 제거함으로써 활성화된 순수한 Pd 핵을 생성시킬 수 있다. 악세레이터 처리가 불충분하면 무전해 도금시 미도금이 발생하거나 석출속도가 저하되거나 밀착력이 저하되기 때문에 충분히 처리하는 것이 바람직하다. 악세레이터는 무기산 또는 염기가 함유된 용액을 사용하며, 무기산으로는 염산, 황산, 불산 등이 있고, 염기로는 수산화나트륨 등이 사용될 수 있으나, 불산 계열의 무기산이 함유된 악세레이터를 사용할 경우 무전해 도금 공정의 도막 속도가 향상됨을 알 수 있었다. 바람직한 불산 계열의 무기산의 함량은 악세레이터 용액에 0.5 내지 10중량%로 함유하는 바람직하다. 상기 농도가 0.5중량% 미만이면 무전해 니켈막의 미도금이 발생할 수 있으며, 상기 농도가 10중량%를 초과할 경우 니켈 표면의 거칠기가 증가하는 문제점이 있다.Accelerating is a step of forming activated Pd nuclei by removing Sn introduced during the catalytic process. Sn +2 -Pd +2 complex salt is adsorbed in the catalizing process, and the complex salt adsorbed in the next washing process is hydrolyzed to coexist with divalent tin ions, Sn (OH) Cl, tetravalent tin and palladium salts. The precipitated first and second tin salts can be dissolved and removed in an accelerating process to generate the activated pure Pd nuclei. If the accelerator treatment is insufficient, it is preferable to treat it sufficiently because unplating occurs during electroless plating, the deposition rate decreases, or the adhesion decreases. The accelerator may be a solution containing an inorganic acid or a base, and hydrochloric acid, sulfuric acid, and hydrofluoric acid may be used as the inorganic acid, and sodium hydroxide may be used as the base. However, when using an accelerator containing an inorganic acid of hydrofluoric acid, It was found that the coating film speed of the plating process was improved. The content of the preferred hydrofluoric acid-based inorganic acid is preferably 0.5 to 10% by weight in the accelerator solution. If the concentration is less than 0.5% by weight, unplating of the electroless nickel film may occur, and when the concentration exceeds 10% by weight, there is a problem in that the surface roughness of the nickel is increased.
상기 d) 단계와 같은 니켈 무전해 도금 공정은 상기 Pd 핵이 형성된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 니켈염, 환원제, 착화제 등을 포함한 무전해 도금액에 침지하여 이루어지는데, Pd가 촉매로서 도금액 중의 니켈 이온의 환원을 촉진시켜 니켈을 석출하게 되고 일단 니켈이 석출하면 니켈 자신이 촉매 역할을 하는 자기 촉매작용에 의해 석출반응이 계속된다. 상기 니켈염으로는 염화 니켈, 황산 니켈, 아세트산 니켈 등이 사용되고, 환원제로서는, 차아인산나트륨, 디메틸아민보란, 수소화붕소나트륨, 수소화붕소칼륨, 히드라진 등이 사용되며 착화제로서는 니켈 이온에 대하여 착화작용이 있는 화합물이 사용되나 본 발명에서는 니트릴로트리스(메틸렌)트리포스폰산(NTPA)을 착화제로 사용함으로써 보다 균일한 니켈 무전해 도금 막을 형성할 수 있었다. 상기 착화제의 함량은 도금액 중에 1～100g/L, 바람직하게는 5～50g/L의 범위이다. In the nickel electroless plating process as in step d), the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate on which the Pd nucleus is formed is immersed in an electroless plating solution containing a nickel salt, a reducing agent, a complexing agent, and the like. The reduction of nickel ions promotes the precipitation of nickel, and once nickel precipitates, the precipitation reaction continues by the self-catalytic action in which the nickel itself acts as a catalyst. Nickel chloride, nickel sulfate, nickel acetate, and the like are used as the nickel salt, and sodium hypophosphite, dimethylamine borane, sodium borohydride, potassium borohydride, hydrazine, and the like are used as reducing agents, and complexing with nickel ions as a complexing agent. Although a compound having this is used, in the present invention, by using nitrilotris (methylene) triphosphonic acid (NTPA) as a complexing agent, a more uniform nickel electroless plating film can be formed. The content of the complexing agent is in the range of 1 to 100 g / L, preferably 5 to 50 g / L in the plating liquid.
본 발명에 따른 니켈 패턴 형성 방법은 상술한 바와 같은 전처리 방법에 의해 전처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 상에 0.1~10㎛의 니켈 박막을 상기 니켈 도금액을 사용하여 무전해 도금 방식으로 형성한다. 보다 바람직하게는 상기 니켈 박막은 니켈-인 합금 박막이다.In the nickel pattern forming method according to the present invention, a nickel thin film having a thickness of 0.1 μm to 10 μm is formed on the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate pretreated by the pretreatment method as described above using the nickel plating solution. . More preferably, the nickel thin film is a nickel-phosphorus alloy thin film.
상기 e)단계는 니켈이 무전해 도금된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈 패턴을 형성하는 단계로서, 감광성 폴리머인 포토레지스트나 드라이필름을 이용하여 포토리소그라피 공정을 진행하여 감광성 폴리머 패턴을 형성하는 단계, 니켈을 에칭하는 단계, 감광성 폴리머를 제거하는 단계로 이루어진다. The step e) is a step of forming a nickel pattern on the nickel-electroless plated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, and performing a photolithography process using a photoresist or dry film, a photosensitive polymer to form a photosensitive polymer pattern And etching the nickel and removing the photosensitive polymer.
포토레지스트는 스핀코팅 방식으로 도포하며, 드라이필름은 감광성 고분자 필름으로 제조된 것을 사용하여 니켈 무전해 도금 막이 형성된 기판 상에 60 내지 100℃ 온도로 가열하여 부착한다. 포토레지스트나 드라이필름에 패턴을 형성하는 것은 마스크를 이용하여 노광하는 단계 및 현상 단계를 통하여 이루어진다.The photoresist is applied by a spin coating method, and the dry film is attached to the substrate by heating at a temperature of 60 to 100 ° C. on a substrate on which a nickel electroless plating film is formed using a photosensitive polymer film. Forming a pattern on the photoresist or dry film is performed through the steps of exposing and developing using a mask.
드라이필름을 이용하는 방법을 보다 구체적으로 설명하면, 드라이필름을 부착하는 단계, 드라이필름이 부착된 기판에 패턴이 형성된 패턴필름을 부착하는 단계, PT필름이 부착된 기판을 노광하는 단계, 및 노광된 기판의 노광부분의 드라이필름을 박리하는 단계로 이루어진다.In more detail, a method of using a dry film may include: attaching a dry film, attaching a pattern film having a pattern to a substrate on which the dry film is attached, exposing a substrate on which the PT film is attached, and exposing the substrate. Peeling the dry film of the exposed portion of the substrate.
감광성 폴리머로 패턴을 형성한 후 니켈을 에칭하는 단계는 부식액을 사용하여 니켈을 부식시켜 용해하는 방법을 사용한다. 본 발명에 따른 제조방법에서 상기 니켈 부식액으로는 HCl 및 NaClO3가 함유된 것이 바람직하며, 상기 부식액 중의 HCl 농도는 0.7 내지 1.3 mol/L, 상기 NaClO3는 5.0 내지 99 CAP인 것이 바람직하다.Etching the nickel after forming the pattern with the photosensitive polymer uses a method of etching and dissolving nickel using a corrosion solution. In the preparation method according to the present invention, the nickel corrosion solution preferably contains HCl and NaClO 3 , the HCl concentration in the corrosion solution is preferably 0.7 to 1.3 mol / L, and the NaClO 3 is 5.0 to 99 CAP.
니켈을 에칭한 후 감광성 폴리머를 제거하면 니켈 패턴이 형성된다. 여기에 금을 무전해 도금하여 니켈 패턴이 형성된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 완성한다. After etching the nickel, the photosensitive polymer is removed to form a nickel pattern. Gold is electroless plated thereon to complete the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate having the nickel pattern formed thereon.
아래에 실시예를 통하여 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명의 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 따라 한정되는 것은 아니다.
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. However, the following examples are only examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[제조예 1] 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판의 제조Preparation Example 1 Preparation of Aluminum Nitride-h Boron Nitride Composite Substrate
본 발명에 따른 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 제조하기 위한 제조공정은 다음과 같다.The manufacturing process for manufacturing the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate according to the present invention is as follows.
먼저, 복합체 전체 중량대비 80 ~ 50 중량%의 질화알루미늄과 20 ~ 50 중량%의 h질화붕소를 혼합한다.First, 80 to 50% by weight of aluminum nitride and 20 to 50% by weight of boron nitride are mixed with respect to the total weight of the composite.
혼합방법은 공지의 방법에 의하므로 설명은 생략하기로 한다.Since the mixing method is a well-known method, description thereof will be omitted.
이후, 상기 혼합된 질화알루미늄과 h질화붕소를 환원분위기에서 1800 ~ 1950℃의 온도범위 및 20 ~ 30MPa의 가압조건으로 하여 가압소결한다. Thereafter, the mixed aluminum nitride and boron nitride are sintered under reduced pressure in a temperature range of 1800 to 1950 ° C. and a pressurization condition of 20 to 30 MPa.
이 때, 위와 같이 가압소결하는 단계 이전에, 질화알루미늄과 h질화붕소의 혼합물을 6 ~ 15MPa의 가압조건으로 하여 가압 성형하는 것이 더 바람직하다. 위 가압성형방법은 공지된 가압성형의 방식을 따르므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
At this time, prior to the pressure sintering step as above, it is more preferable to press-mold the mixture of aluminum nitride and boron nitride under a pressure condition of 6 ~ 15MPa. Since the press molding method follows a known press molding method, a detailed description thereof will be omitted.
[제조예 2] 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조Production Example 2 Fabrication of Hot Plates Using Aluminum Nitride-H Boron Nitride Composites as Substrates
질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 사용하여 전처리 과정을 거쳐 니켈이 무전해 도금된 기판을 제조하였다. 아래에서 기재되지 않은 나머지 구성 성분은 탈이온수이다. Nickel plated electroless plated substrates were prepared by using an aluminum nitride-h boron nitride composite substrate. The remaining constituents not described below are deionized water.
전술한 바와 같이, 질화알루미늄-h질화붕소의 기계적 가공에 의한 표면처리는 CNC선반을 이용하여 수행하였으며, 소결 다이아몬드(피삭재 경도의 약 4 ~ 5배)를 사용하여 수용성 절삭유를 흘려주면서 가공하였다.As described above, the surface treatment by mechanical processing of aluminum nitride-boron nitride was carried out using a CNC lathe, and was processed while flowing water-soluble cutting oil using sintered diamond (about 4 to 5 times the hardness of the workpiece).
상기 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 플라즈마 처리 설비((주)제4기한국, Plasma Desmear System)에 도입하여 0.25 Torr 하에서 질소, CF4 및 산소 가스를 각각 100Kgf/cm2, 200gf/cm2, 1200gf/cm2 주입한 후 파워를 인가(3000LF/W)하여 플라즈마를 형성하고 1200초간 플라즈마 처리를 진행하였다. The aluminum nitride -h boron nitride composite substrate plasma processing equipment (Co. Quaternary South Korea, Desmear Plasma System) to 0.25 Torr in a nitrogen, 100Kgf / cm CF4 and oxygen gases, respectively 2, 200gf / cm 2 introduced, After injection of 1200gf / cm 2 , power was applied (3000LF / W) to form a plasma, and plasma treatment was performed for 1200 seconds.
플라즈마 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판의 표면 이물질을 제거하기 위해 정면 처리 설비(고려기계, 알루미나 재질)에 도입하여 브러쉬(0.15A 압력)로 표면의 이물질을 제거하였다. In order to remove the surface foreign matter of the plasma-treated aluminum nitride-boron nitride composite substrate, the foreign material on the surface was removed with a brush (0.15A pressure) by introducing into a front treatment facility (Korea Machinery, Alumina).
상기 브러쉬로 정면 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 순수 1L당 200~400g의 수산화나트륨이 용해된 수산화나트륨 희석액을 에칭액으로 하여 1차에칭하였으며, 에칭시간을 20 내지 40분간 유지하도록 함으로써 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판의 표면조도 산술평균값(Ra)이 0.6 ~ 0.8의 범위가 되도록 하였다. 이후, 도금 밀착력 강화를 위해서 수산화나트륨 에칭후 불화물 수용액 에칭을 추가하여 도금하였다.The aluminum nitride-h boron nitride composite substrate treated with the brush was first etched using a sodium hydroxide dilution solution containing 200 to 400 g of sodium hydroxide per pure water as an etching solution, and the etching time was maintained for 20 to 40 minutes. The surface roughness arithmetic mean value (Ra) of the aluminum-h boron nitride composite substrate was set in the range of 0.6 to 0.8. Subsequently, in order to enhance the adhesion of the plating, sodium hydroxide was etched and then fluoride aqueous solution was added to the plating.
그러나, 전술한 바와 같이, 기계적 가공에 의하여 표면조도의 산술평균값(Ra)이 0.6 ~ 0.8의 범위에 도달하는 경우에는 상기 에칭과정을 생략할 수도 있다. However, as described above, when the arithmetic mean value Ra of the surface roughness reaches a range of 0.6 to 0.8 by mechanical processing, the etching process may be omitted.
상기 1차에칭된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 황산 2중량% 및 0.1중량% 노닐페닐폴리에틸렌옥사이드가 함유된 탈지용액에 45도에서 6분간 침지하고 물에 넣어 수세한 후, 불화나트륨 0.1중량% 및 불화암모늄 5.0중량% 함유된 수용액에 45℃에서 7분간 2차에칭하였다.The primary etched aluminum nitride-h boron nitride composite substrate was immersed in a degreasing solution containing 2% by weight of sulfuric acid and 0.1% by weight of nonylphenylpolyethylene oxide at 45 ° C for 6 minutes, washed with water, and then washed with 0.1 weight of sodium fluoride. % And 5.0 wt% ammonium fluoride were secondary etched at 45 ° C. for 7 minutes.
2차에칭 공정을 진행한 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 수세한 후 3소듐트리니트로트리아세톤(3 Sodium trinitro triacetone) 0.5중량%, 라우릴트리메틸암모늄클로라이드(Lauryltrimethylammonium chloride) 0.3중량%, 트리에탄올아민 0.3중량% 및 폴리에틸렌알킬에스테르 0.1중량%를 함유한 컨디셔닝액에 60℃에서 8분간 침지하고 수세한 후, 소듐클로라이드(NaCl) 16중량%, 소듐바이설페이트(sodium bisulfate) 3.6중량%, 암모늄클로라이드(NH4Cl) 0.4중량%, 황산 0.5중량%, 염산 0.5중량%, 염화주석 1.1중량% 및 염화팔라듐 0.01중량%를 함유한 카탈라이징 용액에 25℃에서 5분간 침지하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면에 염화주석 및 염화팔라듐 입자를 전착시켰다. 카탈라이징된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 HF 0.3중량%, HBF4 1.3중량% 및 글루콘산 0.08중량%가 함유된 악세레이터수용액에 25도에서 8분간 침지하여 주석염을 용해 제거함으로써 활성화된 Pd핵을 생성시켰다.After washing the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate subjected to the secondary etching process, 0.5 wt% of 3 Sodium trinitro triacetone, 0.3 wt% of Lauryltrimethylammonium chloride, and 0.3% of triethanolamine After immersing in a conditioning liquid containing 60% by weight and 0.1% by weight of polyethylene alkyl ester for 8 minutes and washing with water, 16% by weight of sodium chloride (NaCl), 3.6% by weight of sodium bisulfate, and ammonium chloride (NH) 4 Cl) 0.4 wt%, 0.5 wt% sulfuric acid, 0.5 wt% hydrochloric acid, 1.1 wt% tin chloride, and 0.01 wt% palladium chloride were immersed at 25 ° C. for 5 minutes at an aluminum nitride-boron nitride composite substrate. Tin chloride and palladium chloride particles were electrodeposited on the surface. Pd activated by dissolving the catalized aluminum nitride-h boron nitride complex in an accelerator solution containing 0.3% by weight of HF, 1.3% by weight of HBF 4 and 0.08% by weight of gluconic acid at 25 degrees for 8 minutes to dissolve and remove the tin salt. Nuclei were generated.
황산니켈(17.75 중량%), 치아인산나트륨(10.35 중량%), 유산나트륨(11.13 중량% ), 순수(60.77 중량%) 용액을 순수 1Lt 당 100ml로 희석한 니켈 도금욕에 상기 활성화된 질화알루미늄-h질화붕소 기판을 83도에서 17분간 침지하여 4㎛정도 두께의 무전해 니켈도금 층을 형성하였다. The activated aluminum nitride-in a nickel plating bath in which a solution of nickel sulfate (17.75% by weight), sodium phosphate (10.35% by weight), sodium lactate (11.13% by weight) and pure water (60.77% by weight) was diluted to 100 ml per liter of pure water. h The boron nitride substrate was immersed at 83 degrees for 17 minutes to form an electroless nickel plated layer having a thickness of about 4 μm.
무전해 니켈 도금막의 밀착성을 평가하기 위해 도금층에 와이어를 솔더링 하고 (solder wiring) 푸시-풀 게이지를 이용하여 인장성능에 의한 도금막의 밀착성을 실험하였다. 시험 결과, 0.2 kgf 이상의 인장력을 보유하였다. 시험결과는 도 4 및 도 5에서와 같은 한국산업기술시험원의 시험성적서로부터 알 수 있다.
In order to evaluate the adhesion of the electroless nickel plated film, the wire was soldered to the plated layer and the adhesion of the plated film by the tensile performance was tested by using a push-pull gauge. The test resulted in a tensile force of at least 0.2 kgf. The test results can be seen from the test report of the Korea Testing Institute.
또한, 상기 플라즈마 처리 전에 알루미나 비드를 이용한 블라스팅 처리를 더 진행할 수도 있으며, 도금막의 밀착성 향상에 도움될 수 있다.
In addition, the blasting treatment using alumina beads may be further performed before the plasma treatment, and may help to improve adhesion of the plating layer.
한편, h질화붕소의 첨가로 인해 복합체의 열전도도가 전체적으로 저하될 수 있는 바, h질화붕소의 이러한 열전도도 저하 야기현상을 완충하기 위하여 이트리아를 더 첨가할 수 있으며, 이트리아 첨가에 따른 열적특성의 변화를 도 6에서와 같이 나타내었다. 도시된 바와 같이, h질화붕소의 함량이 많을수록 열적특성이 저하되므로, 이트리아의 함량이 더 많아야 하나, 적어도 이트리아를 첨가하였을 때의 열전도도(A)가 이트리아를 첨가하지 아니하였을 때의 열전도도(B)에 비하여 훨씬 우수함을 알 수 있었다. 도시된 바와 같이, h질화붕소는 복합체의 전체 부피 대비 15 ~ 40 부피%이며, 상기 h질화붕소의 함량 증가를 고려하여 이트리아는 복합체 중량 대비 8 내지 16중량%로 하여 첨가하였다.On the other hand, the addition of boron nitride may reduce the overall thermal conductivity of the complex, so that yttria may be further added to buffer the phenomenon of reducing the thermal conductivity of boron nitride, and thermal The change in characteristics is shown as in FIG. 6. As shown, the higher the boron nitride content, the lower the thermal characteristics, so that the more the content of yttria, the more the thermal conductivity (A) when at least yttria is not added. It was found to be much superior to the thermal conductivity (B). As shown, boron nitride is 15 to 40% by volume relative to the total volume of the complex, and yttria was added in an amount of 8 to 16% by weight based on the weight of the complex in consideration of the increase in the content of the boron nitride.
Claims (12)
b) 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 플라즈마 처리하는 단계;
c) 상기 플라즈마 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 촉매를 가하는 단계;
d) 촉매가 가해진 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈을 무전해 도금하는 단계; 및
e) 니켈이 무전해 도금된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에 니켈 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되되,
상기 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판에서 h질화붕소는 복합체 기판 전체 부피 대비 15 내지 40 부피%의 함량범위를 이루고, 상기 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판은 이의 제조시 기판의 열전도도 제어를 위하여 상기 h질화붕소의 함량에 따라 이트리아를 더 첨가하며, 상기 이트리아는 상기 h질화붕소의 상기 함량에 대하여 복합체 중량 대비 8중량% ~ 16중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법.a) mechanically machining the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate to impart surface roughness;
b) plasma treating the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate surface;
c) adding a catalyst to the plasma treated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate;
d) electroless plating nickel on the catalyst applied aluminum nitride-h boron nitride composite substrate; And
e) forming a nickel pattern on the electroless plated aluminum nitride-h boron nitride composite substrate;
In the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate, h boron nitride forms a content range of 15 to 40% by volume with respect to the total volume of the composite substrate, and the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate is used to control thermal conductivity of the substrate during its manufacture. The yttria is further added according to the content of the boron nitride, and the yttria is added in an amount of 8 wt% to 16 wt% based on the weight of the complex with respect to the content of the boron nitride. A method for producing a hot plate having a composite as a substrate.
a) 단계에서 기계적으로 가공하여 표면 조도를 부여하는 단계는, 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면에 대하여 그리트(grit) 또는 비드(bead) 블라스팅(blasting) 공정인 것을 특징으로 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법.The method of claim 1,
Mechanically machining in step a) to impart the surface roughness is aluminum nitride-h characterized in that the grit or bead blasting process on the surface of the aluminum nitride-boron nitride composite substrate A method for producing a hot plate having a boron nitride composite as a substrate.
상기 b) 단계 이후에,
b') 상기 기판의 표면을 1차에칭하는 단계;
b") 상기 1차에칭된 기판을 탈지하고 2차에칭하는 단계;
를 더 포함하여 구성되며,
상기 b') 단계의 1차에칭은, 순수 1L당 200~400g의 수산화나트륨이 용해된 수산화나트륨 희석액을 에칭액으로 하고 에칭시간을 20 내지 40분간 유지하는 것을 특징으로 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법.The method of claim 1,
After step b) above,
b ') first etching the surface of the substrate;
b ") degreasing and second etching the first etched substrate;
It is configured to include more
The first etching of step b ') is an aluminum nitride-h boron nitride composite characterized in that a sodium hydroxide dilution solution containing 200 to 400 g of sodium hydroxide per pure water is used as an etching solution and the etching time is maintained for 20 to 40 minutes. Method for producing a hot plate having a substrate.
상기 b") 단계는, 유기산 또는 무기산을 이용하여 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면의 오염을 제거하는 탈지단계; 및 0.5 내지 10중량%의 불화염 용액으로 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판 표면을 식각하는 2차에칭단계;인 것을 특징으로 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법.The method of claim 3, wherein
B)) is a degreasing step of removing contamination of the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate using an organic acid or an inorganic acid; and the surface of the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate with 0.5 to 10% by weight of a fluoride solution. A secondary etching step of etching; The method of manufacturing a hot plate using an aluminum nitride-boron nitride composite as a substrate.
상기 불화염용액은 NaF 및 NH4F가 1: 1 내지 100 중량비로 혼합된 불화염 용액인 것을 특징으로 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법.The method of claim 4, wherein
The fluoride salt solution is a method of manufacturing a hot plate with an aluminum nitride-h boron nitride composite, characterized in that the NaF and NH 4 F 1: fluoride salt solution mixed in a weight ratio.
상기 d)단계의 니켈 무전해 도금은 컨디셔닝액으로 처리된 질화알루미늄-h질화붕소 복합체 기판을 니켈염, 환원제 및 착화제로서 니트릴로트리스(메틸렌)트리포스폰산(NTPA)를 함유한 도금액에 침지하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법.The method of claim 1,
The nickel electroless plating of step d) is performed by immersing the aluminum nitride-h boron nitride composite substrate treated with the conditioning solution in a plating solution containing nitrilotris (methylene) triphosphonic acid (NTPA) as a nickel salt, a reducing agent and a complexing agent. A method of producing a hot plate comprising an aluminum nitride-h boron nitride composite as a substrate.
상기 e)단계는,
드라이필름을 이용하여 무전해 도금된 니켈층 상에 감광제 패턴을 형성하는 단계;
부식액을 이용하여 니켈을 에칭하는 단계; 및
감광제 패턴을 박리하는 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 질화알루미늄-h질화붕소 복합체를 기판으로 하는 열판의 제조방법.The method of claim 1,
In step e),
Forming a photoresist pattern on the electroless plated nickel layer using a dry film;
Etching nickel using the corrosion solution; And
Peeling off the photoresist pattern;
Method for producing a hot plate using an aluminum nitride-boron nitride composite as a substrate, characterized in that it comprises a.
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