KR101963274B1 - Multi-layer ceramic substrate and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다층 세라믹 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판은 제1 표면층, 제2 표면층 및 상기 제1 표면층과 상기 제2 표면층 사이에 개재된 내층으로 구성된 세라믹층; 및 상기 제1 표면층 또는 상기 제2 표면층의 노출면에 구형 금속 분말로 형성된 표층 전극;을 포함하며, 상기 제1 및 제2 표면층은 제1 구형 세라믹 분말로 형성되고, 상기 내층은 엽형 세라믹 분말로 형성된다.The present invention relates to a multilayer ceramic substrate and a method of manufacturing the same, wherein the multilayer ceramic substrate according to the present invention comprises: a ceramic layer composed of a first surface layer, a second surface layer, and an inner layer sandwiched between the first surface layer and the second surface layer; And a surface layer electrode formed of a spherical metal powder on an exposed surface of the first surface layer or the second surface layer, wherein the first and second surface layers are formed of a first spherical ceramic powder, and the inner layer is a leaf- .
Description
본 발명은 다층 세라믹 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a multilayer ceramic substrate and a manufacturing method thereof.
최근 RF, IC, 센서칩, X-TAl LED 등 경박단소화된 칩과 함께 고주파 대역에서 특성이 안정적으로 구현되고, 방열 및 표면실장이 용이하고, 제품의 신뢰성이 높은 세라믹 패키지가 요구되고 있다.In recent years, there has been a demand for a ceramic package that can reliably realize characteristics in a high frequency band, facilitate heat dissipation and surface mounting, and have high reliability in products, together with light-weight shortened chips such as RF, IC, sensor chip and X-TAl LED.
이러한 세라믹 패키지 대응을 위해서는, 내부패턴의 정렬이 잘되고, 비아(via) 전극에 전극 충진율이 충분히 확보되며, 또한, 휨 변형이 적으며, 패턴간의 간격이 일정한 패키지가 요구된다.In order to cope with such a ceramic package, a package is required in which the internal patterns are well aligned, the electrode filling rate of the via electrode is sufficiently secured, the warpage is small, and the interval between the patterns is constant.
특히, 세라믹 기판과 외부 패턴 전극 간의 고착강도는 세라믹 패키지의 신뢰성에 있어서 매우 중요하다.Particularly, the bonding strength between the ceramic substrate and the external pattern electrode is very important for the reliability of the ceramic package.
이를 위해서, 세라믹 조성의 기판, 외부 패턴 형성을 위한 전극, 비아 충진을 위한 전극 등의 이종 재료에 대한 소성시 수축거동의 매칭(matching)과 계면 결합력이 충분히 확보되어야 한다. 또한, 전극의 구조와 세라믹 기판의 조성 설계도 중요하게 요구된다.
For this purpose, matching of shrinkage behavior and interfacial bonding strength during firing of different materials such as substrates for ceramic composition, electrodes for external pattern formation, and electrodes for via filling should be ensured. In addition, the structure of the electrode and the composition of the ceramic substrate are also important.
본 발명은 세라믹층과 전극층 간 고착강도를 향상시킴과 동시에 휨(Warpage)을 개선할 수 있는 다층 세라믹 기판이 제공됨에 발명의 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a multilayer ceramic substrate which can improve the bonding strength between a ceramic layer and an electrode layer and improve warpage.
또한, 본 발명은 세라믹과 전극의 동시소성시에 수축거동 제어, 소성밀도 향상 및 휨 개선 등이 가능한 다층 세라믹 기판의 제조방법이 제공됨에 발명의 또 다른 목적이 있다.
It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a multilayer ceramic substrate which can control shrinkage, increase plasticity and warp during simultaneous firing of ceramics and electrodes.
본 발명의 상기 목적은, 세라믹층과 표층 전극층을 동시소성(Co-fired)하여 다층 세라믹 기판을 제작함에 있어서, 이종 재료의 미스매칭(mismatching)에 의한 세라믹층과 전극층 간 고착강도 저하와 기판의 휨 변형을 방지하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a multilayer ceramic substrate in which the ceramic layer and the surface layer electrode are co-fired to produce a multilayer ceramic substrate, the mismatching of the dissimilar materials reduces the adhesion strength between the ceramic layer and the electrode layer, So as to prevent bending deformation.
이를 위하여, 세라믹층을 구성하는 층들 중, 상, 하 표면층은 구형(Sphere shape) 세라믹 분말로 형성되고, 상, 하 표면층들 사이에 개재되는 내층은 엽형(leaf shape) 세라믹 분말로 형성된 세라믹층을 포함하도록 다층 세라믹 기판을 제공함에 의해서 달성될 수 있다.For this purpose, of the layers constituting the ceramic layer, the upper and lower surface layers are formed of sphere-shaped ceramic powders, and the inner layer interposed between the upper and lower surface layers is formed of a ceramic layer formed of leaf- Layer ceramic substrate so as to include a multi-layer ceramic substrate.
이때, 구형 세라믹 분말로 형성된 표면층은 표층 전극과의 고착강도 향상과 소성시의 수축율 제어에 기여하고, 엽형 세라믹 분말로 형성된 내층은 박막 구현 및 강도 향상에 기여한다.At this time, the surface layer formed of the spherical ceramic powder contributes to improvement of the adhesion strength with the surface layer electrode and control of the shrinkage rate during firing, and the inner layer formed of the leaf ceramic powder contributes to the thin film implementation and strength enhancement.
또한, 이러한 세라믹층의 구성에 의해, 기판의 휨 발생이 억제될 수 있다.Further, the occurrence of warpage of the substrate can be suppressed by the constitution of such a ceramic layer.
또한, 세라믹층의 내층은 표면층에서보다 평균 입자 크기가 작은 구형 세라믹 분말을 더 포함하여 구성됨으로써 소성밀도를 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the inner layer of the ceramic layer may further include a spherical ceramic powder having an average particle size smaller than that of the surface layer, so that the plastic density can be further improved.
또한, 세라믹층은 서로 이웃한 내층들 사이에 표면층에서보다 평균 입자 크기가 작은 구형 세라믹 분말로 형성된 서브 내층을 더 포함하여 구성됨으로써 세라믹층과 비아 전극 간 계면 결합력을 향상시킬 수 있다.
The ceramic layer may further include a sub inner layer formed of spherical ceramic powder having an average particle size smaller than that of the surface layer between adjacent inner layers, thereby improving interfacial bonding strength between the ceramic layer and the via electrode.
본 발명에 따른 다층 세라믹 기판은 각 층을 구성하는 분말의 형상을 제어한 세라믹층에 의해 동시소성으로 형성되더라도 세라믹층과 표층 전극 간 고착강도가 우수하고, 기판의 휨 발생이 억제되고, 강도가 우수하다.Even if the multilayer ceramic substrate according to the present invention is formed by co-firing by the ceramic layer controlling the shape of the powder constituting each layer, the adhesion strength between the ceramic layer and the surface layer electrode is excellent, the occurrence of warpage of the substrate is suppressed, great.
또한, 본 발명에 따르면 엽형 세라믹 분말을 포함하는 세라믹층용 그린 시트에 의해 그린 시트 내 공극을 감소시킴으로써 기존보다 낮은 소성온도를 이용한 세라믹 기판의 제작이 가능하다.
Further, according to the present invention, it is possible to manufacture a ceramic substrate using a lower firing temperature than that of the prior art by reducing the pores in the green sheet by the green sheet for the ceramic layer containing the leaf-type ceramic powder.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 제조방법이 도시된 공정도로서,
도 4는 세라믹 그린 시트 형성 후의 단면도이고,
도 5는 비아 전극 형성 후의 단면도이고,
도 6은 표층 전극 형성 후의 단면도이고,
도 7은 동시소성 후의 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 제조방법이 도시된 공정도로서,
도 8은 세라믹 그린시트 형성 후의 단면도이고,
도 9는 비아 전극 형성 후의 단면도이고,
도 10은 표층 전극 형성 후의 단면도이고,
도 11은 동시소성 후의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate according to a second embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate according to a third embodiment of the present invention.
4 to 7 are process drawings illustrating a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to a first embodiment of the present invention,
4 is a sectional view after forming the ceramic green sheet,
5 is a cross-sectional view after the via electrode is formed,
6 is a cross-sectional view after the surface layer electrode is formed,
7 is a cross-sectional view after co-firing.
8 to 11 are process drawings illustrating a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to a third embodiment of the present invention,
8 is a sectional view after forming the ceramic green sheet,
9 is a sectional view after the via electrode is formed,
10 is a cross-sectional view after the surface layer electrode is formed,
11 is a cross-sectional view after co-firing.
본 명세서에 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바의 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only, and is not intended to be limiting of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as excluding the presence or addition of the mentioned forms, numbers, steps, operations, elements, elements and / It is not.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. The terms first, second, etc. in this specification are used to distinguish one element from another element, and the element is not limited by the terms.
이하, 도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a multilayer ceramic substrate and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 11. FIG.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 세라믹 기판(100)은 세라믹층(110) 및 세라믹층(110)의 양면에 형성된 표층 전극(120)을 포함하고, 이에 더하여 세라믹층(110) 내부에 비아 전극(130)을 포함한다. 이러한 세라믹층(110), 표층 전극(120) 및 비아 전극(130)은 동시소성(Co-fired)으로 형성된다.
1, the multilayer
표층 전극(120)은 다층 세라믹 기판(100) 상에 실장될 전자부품과의 전기적 연결이나 외부 단자와의 전기적 연결을 위한 접속 단자 등으로 사용될 수 있다.The
표층 전극(120)은 전도성 재질, 예컨대, 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt) 등에서 선택되는 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.The
이러한 표층 전극(120)은 약 0.5~2㎛의 평균 입자 크기를 가지는 구형(Sphere shape) 금속 분말(122)로 형성될 수 있다. 여기서, 구형 금속 분말(122)은 구형 금속합금 분말을 포함한다.The
한편, 도 1에서는, 세라믹층(110)의 양면에 형성되는 표층 전극(120)을 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 표층 전극(120)의 형성 위치 및 개수 등은 다층 세라믹 기판(100)의 설계에 따라 세라믹층(110)의 일면에 단수 또는 복수개가 형성되는 것으로 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.
Although the
세라믹층(110)은 판상의 시트(Sheet)가 복수개 적층된 다층 세라믹 시트로서, 상, 하로 배치된 제1 및 제2 표면층(110a, 110b)과, 제1 표면층(110a)과 제2 표면층(110a, 110b) 사이에 개재된 내층(110c)으로 구성된다.The
이러한 구성에 의해, 세라믹층(110)은 위에서부터 차례로 제1 표면층(110a), 내층(110c) 및 제2 표면층(110b)으로 이루어지는 적층 구조를 갖는다. With this configuration, the
이러한 구성의 세라믹층(110)은 상, 하 표면층 세라믹 그린 시트(ceramic green sheet)와 상, 하 표면층 세라믹 그린 시트 사이에 개재된 내층용 세라믹 그린 시트가 표층 전극(120)과 동시에 소성에 의해 접합되어 형성된다.
The
세라믹층(110)을 구성하는 층들 중, 제1 및 제2 표면층(110a, 110b)은 외부로 노출되어 표층 전극(120)과 접촉되는 층이다.Among the layers constituting the
통상적으로, 세라믹과 금속은 열팽창계수(coefficient of expansion; CTE)가 서로 다르다. 이 때문에, 세라믹층과 금속층을 동시소성(Co-fired)하는 경우, 소성시 이종 재료 간 수축률의 차이에 의한 미스매칭(mismatching)으로 인해 기판의 휨(Warpage) 변형이 발생되거나, 세라믹층과 금속층과의 계면(interface)에 내재된 응력으로 인해 세라믹층과 금속층과의 고착강도가 저하되는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.Typically, ceramics and metals have different coefficients of expansion (CTE). Therefore, when the ceramic layer and the metal layer are co-fired, warpage deformation of the substrate may occur due to mismatching due to difference in shrinkage ratio between the different materials during firing, It is known that the bonding strength between the ceramic layer and the metal layer is lowered due to the stress inherent in the interface between the ceramic layer and the metal layer.
따라서, 본 발명은 이종 재질의 동시소성에 따른 미스매칭으로 인한 문제점을 개선하고자 세라믹층(110)의 구성을 변경하였으며, 그 구체적인 적용예는 아래에서 후술하기로 한다.
Accordingly, the present invention has been modified in the structure of the
본 발명의 제1 실시예에서, 세라믹층(110)을 구성하는 층들 중, 표층 전극(120)과 접촉되는 표면층(110a, 110b)은 표층 전극(120)을 구성하는 구형 금속 분말(122)과 동일한 형상을 갖는 구형 세라믹 분말(112)로 형성된다.The
표면층(110a, 110b)을 구성하는 구형 세라믹 분말(112)은 소성시 표층 전극(120)을 구성하는 구형 금속 분말(122)과 그레인 바운더리(grain boundry)를 형성하여 구형 금속 분말(122)과의 계면적을 증가시켜 구형 금속 분말(122)이 구형 세라믹 분말(112)에 잘 결합되도록 한다.The spherical
결과적으로, 구형 세라믹 분말(112)에 의해, 세라믹층(110)과 표층 전극(120) 간의 계면 결합력이 증대됨으로써 세라믹층(110)과 표층 전극(120)과의 고착강도가 향상될 수 있다.As a result, the bonding strength between the
이러한 구형 세라믹 분말(112)은 구형 금속 분말(122)과의 계면적 증대 및 수축률 제어 관점에서, 구형 금속 분말(122)과의 평균 입자 크기의 차가 5㎛이내일 수 있다. 상기 범위 내에서, 구형 세라믹 분말(112)은 평균 입자 크기가 구형 금속 분말(122)과 동일하거나, 구형 금속 분말(122)보다 작거나 클 수 있다.The spherical
구형 세라믹 분말(112)의 평균 입자 크기가 상기한 범위를 만족하는 경우, 소성시 표면층(110a, 110b)의 소성 치밀화가 가능하게 되어 저수축 제어가 가능하게 되는 효과를 볼 수 있다. 한편, 구형 세라믹 분말(112)의 평균 입자 크기가 상기한 범위를 초과하면, 세라믹층(110)과 표층 전극(120) 간의 고착 강도가 저하될 수 있다.When the average particle size of the spherical
일례로, 구형 세라믹 분말(112)은 0.5~2㎛의 평균 입자 크기를 갖는 것이 바람직하고, 0.8~1.2㎛의 평균 입자 크기를 갖는 것이 더욱 바람직하다.For example, the spherical
또한, 구형 세라믹 분말(112)은 고온 동시소성 세라믹(High Temperature Co-fired Ceramic: HTCC) 재료로 사용되는 일반적인 산화물 또는 질화물일 수 있으며, 일례로 형상 제조가 용이한 알루미나(Al2O3)일 수 있다.
In addition, the spherical
세라믹층(110)을 구성하는 층들 중, 표면층(110a, 110b)과는 달리 표층 전극(120)과 접촉되지 않는 내층(110c)은 엽형(leaf shape) 세라믹 분말(114)로 형성된다.The
엽형 세라믹 분말(114)은 그 형상이 지니는 특성상 구형 세라믹 분말(112)에 비해 막 내에서의 공극을 감소시킬 수 있어 막을 보다 치밀화할 수 있다는 장점을 지닌다. 이 때문에, 엽형 세라믹 분말(114)로 구성된 내층(110c)은 구형 세라믹 분말(112)로 구성된 표면층(110a, 110b)보다 공극 감소에 의한 소성 치밀화가 우수하여 다층 세라믹 기판(100)의 강도 향상에 보다 기여할 수 있다.The shape of the leaf-shaped
이러한 엽형 세라믹 분말(114)은 HTCC 재료로 사용되는 일반적인 산화물 또는 질화물일 수 있으며, 일례로 엽형으로의 제조가 용이한 알루미나(Al2O3)일 수 있다.The leaf-type
일례로, 엽형 세라믹 분말(114)은 대략 장축의 길이가 3~10㎛이고, 두께가 0.1~0.3㎛인 알루미나가 사용될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
For example, alumina having a major axis length of 3 to 10 mu m and a thickness of 0.1 to 0.3 mu m may be used as the leaf-type
이와 같이 구성된 세라믹층(110)은 상대적으로 소성밀도가 높은 내층(110c)에 의해 소성수축이 균일하게 이루어져서 휨(Warpage) 발생이 방지됨으로써 균일한 평탄도가 확보된 기판 제작이 가능하다.The
또한, 세라믹층(110)은 엽형 세라믹 분말(114)에 의해 내층(110c)에서의 공극이 감소되므로 기존 1500℃~1600℃ 온도보다 낮은 1300℃~1400℃ 범위의 소성온도에서 패키지 제작이 가능하다.
Since the porosity in the
세라믹층(110)에 있어서, 표면층(110a, 110b)과 내층(110c)을 구성하는 각 분말(112, 114)들의 비율은 특별히 한정되지는 않지만, 소성밀도 향상 및 휨 개선 등의 관점에서 세라믹층(110)의 전체 면적 대비 표면층(110a, 110b) 70~90%, 내층(110c) 10~30%의 비율로 형성됨이 바람직하다.The ratio of each of the
이때, 표면층(110a, 110b)의 비율이 70% 미만이거나 내층(110c)의 비율이 10% 미만이면, 소성시 수축거동을 제어하기가 어렵고, 충분한 고착강도를 확보하기 어려울 수 있다. 이에 반해, 표면층(110a, 110b)의 비율이 90%를 초과하거나 내층(110c)의 비율이 30%를 초과하면, 더 이상의 고착강도의 향상 없이 상대적으로 고가인 엽형 세라믹 분말로 인해 재료비 상승만을 초래할 수 있다.
At this time, if the ratio of the
비아 전극(130)은 세라믹층(110) 내부를 관통하여 표층 전극(120)과 전기적으로 연결된다.The via
비아 전극(130)은 전도성 재질, 예컨대, 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt) 등에서 선택되는 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.The via
비아 전극(130)은 충진 밀도 향상을 위하여 약 0.2~0.3㎛의 평균 입자 크기를 가지는 구형 금속 분말(미도시)로 형성될 수 있다. The via
한편, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여, 세라믹층(110) 내부에 비아 전극(130)만을 도시하였으나, 세라믹층(110)은 내부에 내층 회로층 또는 패드 등으로 사용되는 전도성 패턴(미도시)을 적어도 하나 이상 더 포함할 수 있고, 이 경우, 비아 전극(130)은 세라믹층(110)의 각 층들을 관통하도록 형성되어 전도성 패턴과 표층 전극(120)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
Although only the via
상술한 바에 의해, 다층 세라믹 기판(100)은 세라믹층(110)과 표층 전극(120) 간의 고착강도가 우수함을 알 수 있다. 즉, 다층 세라믹 기판(100)은 세라믹층(110)과 표층 전극(120) 간의 계면 접착력 향상으로 인해 세라믹층(110)과 표층 전극(120)이 분리되는 디라미네이션(delamination) 불량을 억제할 수 있고, 이를 통해 고온 고습에 따른 다층 세라믹 기판(100)의 열화를 방지하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.It can be seen from the above description that the multilayer
또한, 다층 세라믹 기판(100)은 세라믹층(110)을 구형 세라믹 분말(112)과 엽형 세라믹 분말(114)로 구성함으로써, 소성 치밀도 향상을 통해 소성 후막 두께의 패키지 제작을 가능케 함과 동시에 고강도 소성체의 특성을 가지게 된다.The
이와 같이 구성된 다층 세라믹 기판(100)은 소성 수축률과 패턴 정밀도의 구현이 가능하여 대면적 세라믹 기판 및 패키지 제작이 가능함으로써, RF모듈, 센서 모듈 및 패키지 제작을 위한 설계 자유도를 확보할 수 있다.
The multilayer
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate according to a second embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층 세라믹 기판(100a)은 도 1의 다층 세라믹 기판(100)과 세라믹층(110)의 내층(110c)의 구성이 일부 상이하다. Referring to FIG. 2, the multilayer
그러나, 다층 세라믹 기판(100a)은 세라믹층(110)의 내층(110c)의 구성을 제외하고 나머지 표면층(110a, 110b), 표층 전극(120) 및 비아 전극(130)의 구성과 효과는 전술한 도 1의 다층 세라믹 기판(100)과 동일할 수 있으므로, 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 후술하기로 한다.However, in the multilayer
본 발명의 제2 실시예에서, 세라믹층(110)을 구성하는 층들 중, 표층 전극(120)과 접촉되지 않는 내층(110c)은 엽형 세라믹 분말(114)과 구형 세라믹 분말(116)이 혼합되어 형성된다.In the second embodiment of the present invention, among the layers constituting the
이러한 구형 세라믹 분말(116)은 엽형 세라믹 분말(114)에 의해 내층(110c)에 발생된 공극을 감소시키기 위하여 첨가되는 것으로, 표면층(110a, 110b)에 포함된 구형 세라믹 분말(112)보다 평균 입자 크기가 작은 것을 이용하는 것이 바람직하다.The spherical
구형 세라믹 분말(116)의 평균 입자 크기는 특별히 한정되지는 않지만, 입자간 공극 감소 관점에서 0.2~0.3㎛의 평균 입자 크기를 갖는 것이 이용될 수 있다.The average particle size of the spherical
또한, 내층(110c)은 엽형 세라믹 분말(114)과 구형 세라믹 분말(116)의 혼합 비율을 적절히 조절하여 치밀성을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the
이러한 구형 세라믹 분말(116)은 HTCC 재료로 사용되는 일반적인 산화물 또는 질화물일 수 있으며, 일례로 형상 제조가 용이한 알루미나(Al2O3)일 수 있다.The spherical
도 2와 같이 구성된 세라믹층(110)은 내층(110c)에서 입자 간의 공극이 최소화되므로, 기존1500℃~1600℃ 온도보다 낮은 1300℃~1400℃의 소성온도에서 패키지 제작이 가능하고, 비아 전극(130)과 세라믹층(110) 간의 계면 결합력이 향상된다.
The
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate according to a third embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 세라믹 기판(100b)은 서로 이웃한 내층(110c)들 사이에 서브 내층(110d)을 더 포함하는 구성이 도 2의 다층 세라믹 기판(100a)과 상이하다.Referring to FIG. 3, the multilayer
그러나, 다층 세라믹 기판(100b)은 서브 내층(110d)을 제외하고 나머지 표면층(110a, 110b), 표층 전극(120) 및 비아 전극(130)의 구성과 효과는 전술한 도 1의 다층 세라믹 기판(100)과 동일하고, 내층(110c)의 구성과 효과는 전술한 도 2의 다층 세라믹 기판(100a)과 동일할 수 있으므로, 중복 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 후술하기로 한다.However, in the multilayer
본 발명의 제3 실시예에서, 세라믹층(110)을 구성하는 층들 중, 내층(110c)과 동일층에 형성되는 서브 내층(110d)은 표면층(110a, 110b)에 포함된 구형 세라믹 분말(112)보다 평균 입자 크기가 작은 구형 세라믹 분말(118)로 형성된다.In the third embodiment of the present invention, among the layers constituting the
복수개의 세라믹 그린 시트를 적층하여 제조되는 다층 세라믹 기판에서는 각 층간 회로의 전기적 연결을 위해 다수의 비아홀을 형성하고, 그 내부를 도전성 전극 물질로 충진하고 있다. In a multilayer ceramic substrate manufactured by laminating a plurality of ceramic green sheets, a plurality of via holes are formed for electrical connection of each interlayer circuit, and the inside thereof is filled with a conductive electrode material.
그런데, 소성시에 세라믹 그린 시트의 수축이 두께 방향보다 주면 방향으로 더 많이 일어날 경우, 소성 후 비아 전극이 외부로 돌출되면서 비아 홀 주면에 기공이 발생할 수 있고, 이 기공에 의해 세라믹층과 비아 전극 간의 계면 결합력이 저하될 수 있다.However, if the ceramic green sheet shrinks more in the main surface direction than the thickness direction during firing, the via electrode may protrude outward after firing, and pores may be formed in the main surface of the via hole. By this pore, The interfacial bonding force between the electrodes can be deteriorated.
본 발명의 제3 실시예에서는 구형 세라믹 분말(118)로 형성된 서브 내층(110d)이 서로 이웃한 내층(110c)들 사이에 형성됨으로써, 비아 전극(130) 인접 영역의 공극을 감소시켜 비아 전극(130)과 세라믹층(110) 간의 계면 결합력을 향상시킬 수 있다.In the third embodiment of the present invention, the sub
구형 세라믹 분말(118)의 평균 입자 크기는 특별히 한정되지는 않지만, 약 0.2~0.3㎛의 평균 입자 크기를 갖는 것을 이용하는 것이 서브 내층(110d)과 비아 전극(130) 간의 고착강도 향상면에서 바람직하다.Although the average particle size of the spherical
이러한 구형 세라믹 분말(118)은 HTCC 재료로 사용되는 일반적인 산화물 또는 질화물일 수 있으며, 일례로 형상 제조가 용이한 알루미나(Al2O3)일 수 있다.The spherical
도 3과 같은 구성의 세라믹층(110)은 상, 하 표면층 세라믹 그린 시트와, 상, 하 표면층 세라믹 그린 시트 사이에 개재된 복수의 내층용 세라믹 그린시트 및 복수의 내층용 세라믹 그린 시트들 사이에 개재된 복수의 서브 내층용 세라믹 그린 시트가 소성에 의해 접합되어 형성된다.
The
도 1과 같이 구성된 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판의 제조방법에 대하여 아래 도시된 도4 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the present invention constructed as shown in FIG. 1 will now be described with reference to FIGS.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 제조방법이 도시된 공정도로서, 도 4는 세라믹 그린 시트 형성 후의 단면도이고, 도 5는 비아 전극 형성 후의 단면도이고, 도 6은 표층 전극 형성 후의 단면도이며, 도 7은 동시소성 후의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic substrate according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view after forming the ceramic green sheet, FIG. 5 is a cross- Fig. 7 is a cross-sectional view after co-firing. Fig.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 다층 세라믹 기판의 제조방법은 먼저, 세라믹층을 구성하기 위한 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c')을 준비한다.As shown in FIG. 4, the method for manufacturing the multilayer ceramic substrate of the present embodiment first prepares ceramic
이때, 세라믹 그린 시트들(110a', 110b')은 표면층용 세라믹 그린 시트로서, 각각은 0.5~2㎛의 평균 입자 크기, 바람직하게는 0.8~1.2㎛의 평균 입자 크기를 갖는 구형 세라믹 분말(112), 바인더 및 용제를 혼합하여 페이스트를 제조하고, 이 페이스트를 닥터 블레이드법 등으로 캐리어 필름 상에 도포 후 건조하여 수 mm의 두께를 갖는 시트 형태로 제작할 수 있다.At this time, the ceramic
세라믹 그린 시트(110c')는 내층용 세라믹 그린 시트로서, 장축의 길이가 3~10㎛이고, 두께가 0.1~0.3㎛인 엽형 세라믹 분말(114), 바인더 및 용제를 혼합하여 페이스트를 제조하고, 이 페이스트를 닥터 블레이드법 등으로 캐리어 필름 상에 도포 후 건조하여 수 mm의 두께를 갖는 시트 형태로 제작할 수 있다.
The ceramic
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c') 각각의 비아 전극(130, 도 7 참조)이 형성될 예정 영역을 레이저 드릴 또는 기계드릴 등을 이용하여 식각하여 비아홀(V)을 형성한 후, 이 비아홀(V) 내부에 도전성 페이스트를 충진하여 비아 전극용 페이스트층(130')을 형성한다.Next, as shown in Fig. 5, the area where the via electrodes 130 (see Fig. 7) of each of the ceramic
이때, 도전성 페이스트는 평균 입자 크기 약 0.2~0.3㎛인 구형 금속 분말, 유기 바인더 및 용제로 구성될 수 있다. At this time, the conductive paste may be composed of a spherical metal powder having an average particle size of about 0.2 to 0.3 μm, an organic binder, and a solvent.
이 단계에서는, 표면층용 세라믹 그린 시트(110a', 110b') 대비 내층용 세라믹 그린 시트(110c')의 비율이 70~90% 대 10~30%가 될 수 있도록, 각 그린 시트의 두께 및 각 그린 시트에 함유되는 세라믹 분말의 함량 등을 적절히 조절할 수 있다.
In this step, the thickness and angle of each
다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 표면층용 세라믹 그린 시트(110a', 110b')의 일면에 도전성 페이스트를 인쇄하여 구형 금속 분말(122)로 구성되는 표층 전극용 페이스트층(120')을 형성한다. 6, a conductive paste is printed on one surface of the ceramic
이때, 도전성 페이스트는 평균 입자 크기 약 0.5~2㎛인 구형 금속 분말, 유기 바인더 및 용제로 구성될 수 있다.At this time, the conductive paste may be composed of a spherical metal powder having an average particle size of about 0.5 to 2 μm, an organic binder, and a solvent.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 표층 전극용 페이스트층(120', 도 6 참조)이 노출되도록 표면층용 세라믹 그린 시트(110a', 110b', 도 6 참조)들 사이에 내층용 세라믹 그린 시트(110c', 도 6 참조)를 개재시킨 후, 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c', 도 6 참조), 표층 전극용 페이스트층(120', 도 6 참조) 및 비아 전극용 페이스트층(130', 도 6 참조)을 1300℃~1400℃의 온도에서 동시에 소성시킨다. Next, as shown in FIG. 7, an inner layer ceramic
이 경우, 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c', 도 6 참조), 표층 전극용 페이스트층(120', 도 6 참조) 및 비아 전극용 페이스트층(130', 도 6 참조)이 동시에 소성되며 동시에 수축하는데, 이러한 공정을 동시소성 공정이라 일컫는다.In this case, the ceramic
동시소성 공정에 의해, 도 6의 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c')이 소성되면서 접합되어 위로부터 제1 표면층(110a), 내층(110c) 및 제2 표면층(110b)의 적층체로 구성된 세라믹층(110)으로 형성된다. 그리고, 표층 전극용 페이스트층(120', 도 6 참조) 및 비아 전극용 페이스트층(130', 도 6 참조)은 소성되어 표층 전극(120) 및 비아 전극(130)으로 형성된다. 이로써, 다층 세라믹 기판(100)이 제작된다.The ceramic
동시소성 공정 중, 세라믹층(110)과 표층 전극(120) 사이의 계면에서 치밀화가 이루어져 이들의 고착 강도가 향상된다.During the co-firing process, densification is performed at the interface between the
본 단계에서, 소성 공정이 1300℃ 미만에서 실시될 경우, 소성이 불충분할 수 있고, 반면에 1400℃를 초과하여 실시될 경우, 소성 효과와는 무관하게 원가상승만을 초래할 수 있다.In this step, firing may be insufficient when the firing process is performed at a temperature lower than 1300 ° C., and may be increased only when the firing temperature is higher than 1400 ° C. regardless of the firing effect.
본 발명은, 엽형 세라믹 분말(114)로 내층용 세라믹 그린 시트(110c', 도 4 참조)를 구성하여 시트 내 공극이 감소됨에 따라 기존 1500℃~1600℃ 온도보다 낮은 1300~1400℃ 범위의 소성온도에서 동시소성이 가능하다.The present invention relates to a ceramic green sheet for internal layer (110c ') (see FIG. 4) composed of a leaf-type
이와 같은 구성과 제조방법으로 제작되는 본 실시예의 다층 세라믹 기판(100)은 세라믹층(110)과 표층 전극(120)을 동시소성으로 형성하더라도 세라믹층(110)과 표층 전극(120) 간의 고착강도가 우수하고, 휨 변형이 비교적 작은 고강도 기판이다.Even if the
이와 같이 구성된 다층 세라믹 기판(100)은 소성 수축률과 패턴 정밀도의 구현이 가능하여 대면적 세라믹 기판 및 패키지 제작이 가능함으로써, RF모듈, 센서 모듈 및 패키지 제작을 위한 설계 자유도를 확보할 수 있다.The multilayer
한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 도 2에 따른 다층 세라믹 기판(100a)의 제조방법은 도 4에서 내층용 세라믹 그린 시트(110c')를 장축의 길이가 3~10㎛이고, 두께가 0.1~0.3㎛인 엽형 세라믹 분말(114)과 평균 입자 크기 0.2~0.3㎛인 구형 세라믹 분말을 포함하는 페이스트를 이용하여 시트를 제조하는 것을 제외하고, 나머지 과정은 도 4 내지 도 7을 참조하여 전술한 방법과 동일할 수 있으므로 생략하기로 한다.
2, the multilayer
도 3과 같이 구성된 본 발명에 따른 다층 세라믹 기판의 제조방법에 대하여 아래 도시된 도8 내지 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to the present invention constructed as shown in FIG. 3 will now be described with reference to FIGS. 8 to 11 as follows.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 제조방법이 도시된 공정도로서, 도 8은 세라믹 그린시트 형성 후의 단면도이고, 도 9는 비아 전극 형성 후의 단면도이고, 도 10은 표층 전극 형성 후의 단면도이며, 도 11은 동시소성 후의 단면도이다. 8 to 11 are sectional views after forming a ceramic green sheet, FIG. 9 is a cross-sectional view after forming a via electrode, and FIG. 10 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic substrate according to a third embodiment of the present invention. Fig. 11 is a cross-sectional view after co-firing. Fig.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 다층 세라믹 기판의 제조방법은 먼저, 세라믹층을 구성하기 위한 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c', 110d')을 준비한다.As shown in FIG. 8, the method for manufacturing a multilayer ceramic substrate of the present embodiment first prepares ceramic
다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c', 110d') 각각의 비아 전극(130, 도 11 참조)이 형성될 예정 영역에 비아홀(V)을 형성한 후, 이 비아홀(V) 내부에 도전성 페이스트를 충진하여 비아 전극용 페이스트층(130')을 형성한다.Next, as shown in FIG. 9, a via hole V is formed in a region where the via electrodes 130 (see FIG. 11) of each of the ceramic
다음, 도 10에 도시된 바와 같이, 표면층용 세라믹 그린 시트(110a', 110b')의 일면에 도전성 페이스트를 인쇄하여 구형 금속 분말(122)로 구성되는 표층 전극용 페이스트층(120')을 형성한다. 10, a conductive paste is printed on one surface of the surface ceramic
다음, 도 11에 도시된 바와 같이, 표층 전극용 페이스트층(120', 도 10 참조)이 노출되도록 표면층용 세라믹 그린 시트(110a', 110b', 도 10 참조)들 사이에 복수의 내층용 세라믹 그린 시트(110c', 도 10 참조)와 복수의 서브 내층용 세라믹 그린 시트(110d')를 교호로 개재시킨 후, 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c', 110d', 도 10 참조), 표층 전극용 페이스트층(120', 도 10 참조) 및 비아 전극용 페이스트층(130', 도 10 참조)을 1300℃~1400℃의 온도에서 동시에 소성시킨다. Next, as shown in FIG. 11, a plurality of
도 8 내지 도 11의 제조방법에 따르면, 도 8에서 내층용 세라믹 그린 시트(110c')의 구성을 달리하고, 서브 내층용 세라믹 그린 시트(110d')를 추가로 형성하고, 도 9에서 서브 내층용 세라믹 그린 시트(110d')에 비아홀(V)을 형성하고, 도 10 및 도 11에서 내층용 세라믹 그린 시트(110c')들 사이에 서브 내층용 세라믹 그린 시트(110d')를 배치시켜 동시소성한 것을 제외하고, 나머지 구성에 따른 제조방법은 도 4 내지 도 7의 전술한 방법과 동일할 수 있으므로 중복된 설명은 생략한다.According to the manufacturing method of Figs. 8 to 11, the constitution of the inner layer ceramic
도 8에 도시된 세라믹 그린 시트(110c')는 내층용 세라믹 그린 시트로서, 장축의 길이가 3~10㎛이고, 두께가 0.1~0.3㎛인 엽형 세라믹 분말(114)과 평균 입자 크기 0.2~0.3㎛인 구형 세라믹 분말(116), 바인더 및 용제를 혼합하여 페이스트를 제조하고, 이 페이스트를 닥터 블레이드법 등으로 캐리어 필름 상에 도포 후 건조하여 수 mm의 두께를 갖는 시트 형태로 제작할 수 있다.The ceramic
세라믹 그린 시트(110d')는 비아 전극(130, 도 11 참조) 인접 영역의 공극 감소를 위한 서브 내층용 세라믹 그린 시트로서, 평균 입자 크기 0.2~0.3㎛인 구형 세라믹 분말(118), 바인더 및 용제를 혼합하여 페이스트를 제조하고, 이 페이스트를 닥터 블레이드법 등으로 캐리어 필름 상에 도포 후 건조하여 수 mm의 두께를 갖는 시트 형태로 제작할 수 있다.The ceramic
동시소성 공정에 의해, 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c', 110d', 도 10 참조), 표층 전극용 페이스트층(120', 도 10 참조) 및 비아 전극용 페이스트층(130', 도 10 참조)이 동시에 소성되며 동시에 수축한다.The ceramic
그리고, 도 10의 세라믹 그린 시트들(110a', 110b', 110c', 110d')이 소성되면서 접합되어 위로부터 제1 표면층(110a), 내층(110c) 또는 서브 내층(110d), 및 제2 표면층(110b)의 적층체로 구성되고, 내층(110c)과 서브 내층(110d)이 서로 접합된 세라믹층(110)이 형성된다. 그리고, 표층 전극용 페이스트층(120', 도 10 참조) 및 비아 전극용 페이스트층(130', 도 10 참조)은 소성되어 표층 전극(120) 및 비아 전극(130)으로 형성된다. 이로써, 다층 세라믹 기판(100b)이 제작된다.The ceramic
이때에는 전술한 도 7의 다층 세라믹 기판(100)과 비교하여 세라믹층(110)과 비아 전극(130) 간의 고착 강도가 개선되는 효과를 추가로 얻을 수 있다.
At this time, the bonding strength between the
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
1. One. 시편의 제조Manufacture of specimens
실시예Example
평균 입자 크기 1.0㎛인 구형 알루미나(Al2O3) 분말 94중량%를 염소화폴리에틸렌(CPE) 6 중량%와 혼합한 후 닥터 블레이드법으로 기재 상에 도포하여 0.2mm 두께의 표면층용 세라믹 그린시트 두 장을 제조하였다.94% by weight of spherical alumina (Al 2 O 3 ) powder having an average particle size of 1.0 μm was mixed with 6% by weight of chlorinated polyethylene (CPE) and coated on a substrate by a doctor blade method to prepare a ceramic green sheet for surface layer Lt; / RTI >
그리고, 장축의 길이가 3㎛이고, 두께가 0.2㎛인 엽형 알루미나(Al2O3) 분말 94중량%를 CPE 6 중량%와 혼합한 후 닥터 블레이드법으로 기재 상에 도포하여 0.03mm 두께의 내층용 세라믹 그린시트 한 장을 제조하였다.94% by weight of leaf-like alumina (Al 2 O 3 ) powder having a major axis length of 3 μm and a thickness of 0.2 μm was mixed with 6% by weight of CPE and coated on a substrate by a doctor blade method to prepare a 0.03 mm- Layer ceramic green sheet was prepared.
구형 은(Ag) 분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛이며, 80중량%의 Ag 분말을 포함하는 페이스트를 두 장의 표면층용 세라믹 그린시트의 일면에 인쇄하여 8~10 ㎛ 두께의 표층 전극을 형성하였다.A paste containing 80% by weight of Ag powder was printed on one surface of two sheets of ceramic green sheets for surface layer to form a surface layer electrode having a thickness of 8 to 10 탆, and the average particle size of spherical silver (Ag) powder was 1.0 탆.
이후, 표층 전극이 노출되도록 두 장의 표면층용 세라믹 그린시트 사이에 내층용 세라믹 그린시트를 위치시킨 후, 1300℃~1400℃로 유지된 오븐에서 1시간 동안 소성하여 총 0.25mm 두께의 다층 세라믹 기판을 제조하였다.
Thereafter, the inner layer ceramic green sheet was placed between the two ceramic green sheets for the surface layer so that the surface electrode was exposed, and then fired in an oven maintained at 1300 ° C to 1400 ° C for 1 hour to obtain a multilayer ceramic substrate having a total thickness of 0.25 mm .
비교예Comparative Example
평균 입자 크기 20㎛인 구형 Al2O3 분말 90중량%를 염소화폴리에틸렌(CPE) 10 중량%와 혼합한 후 닥터 블레이드법으로 기재 상에 도포하여 0.2mm 두께의 세라믹 그린시트를 제조하였다.90 wt% of spherical Al 2 O 3 powder having an average particle size of 20 μm was mixed with 10 wt% of chlorinated polyethylene (CPE) and coated on a substrate by a doctor blade method to prepare a ceramic green sheet having a thickness of 0.2 mm.
이후 구형 은(Ag) 분말의 평균 입자 크기가 1.0㎛이며, 80중량%의 Ag 분말을 포함하는 페이스트를 두 장의 표면층용 세라믹 그린시트의 일면에 인쇄하여 8~10㎛ 두께의 표층 전극을 형성하였다. Thereafter, a paste containing 80 wt% Ag powder was printed on one surface of two sheets of ceramic green sheets for surface layer to form a surface layer electrode having a thickness of 8 to 10 mu m, the average particle size of spherical silver (Ag) powder being 1.0 mu m .
이후, 1500℃~1600℃로 유지된 오븐에서 1시간 동안 소성하여 총 0.25mm 두께의 다층 세라믹 기판을 제조하였다.
Thereafter, the resultant was fired in an oven maintained at 1500 ° C to 1600 ° C for 1 hour to prepare a multilayer ceramic substrate having a total thickness of 0.25 mm.
2. 물성 평가2. Property evaluation
실시예에 따라 제작된 동일 시료들 중 선택된 10개의 시편 A1~A10 및 비교예에 따라 제작된 동일 시료들 중 선택된 10개의 시편 B1~B10의 수축률, 굽힘강도, 휨 및 고착강도를 평가하여 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.The shrinkage percentage, flexural strength, flexural strength and adhesion strength of the ten specimens A1 to A10 selected from among the same specimens prepared according to the examples and the ten specimens B1 to B10 selected from the same specimens prepared according to the comparative example were evaluated, Are shown in Table 1 below.
각각의 평가방법은 아래와 같다.Each evaluation method is as follows.
<수축율><Shrinkage ratio>
소성전 기판 x, y 치수 대비 소성후 x, y 치수에 대한 변화율을 평가하였다. (여기서, x는 가로 길이, y는 세로 길이를 의미함.)The change rate of x, y dimension after firing was evaluated. (Where x is the width and y is the height).
<굽힘강도>≪ Bending strength >
3점 굽힘강도 테스트로 평가하였다.Point bending strength test.
<휨 평가>≪ Evaluation of flexure &
소성후, 최대 기판 두께와 최소 기판 두께의 차이를 평가하였다.After firing, the difference between the maximum substrate thickness and the minimum substrate thickness was evaluated.
<고착강도> ≪ Adhesion strength &
PCB에 제조된 다층 세라믹 기판을 실장하여 리플로우(reflow)한 다음 이 시료에 대해서 전단 시험(Shear test)을 통하여 표층전극이 PCB와 박리되었을 때의 강도를 평가하였다.The multilayer ceramic substrate manufactured on the PCB was mounted and reflowed, and then the shear test was performed to evaluate the strength of the surface layer electrode when it was peeled off from the PCB.
(%)(%)
(GPa)(GPa)
(mm)(mm)
(Kgf/㎠)(Kgf / cm2)
(%)(%)
(GPa)(GPa)
(mm)(mm)
(Kgf/㎠)(Kgf / cm2)
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 시편 A1~A10의 경우, 비교예에 따라 제조된 시편 B1~B10에 비해 치밀도가 높고, 평균 굽힘강도 및 평균 고착강도 모두 현저히 높았으며, 휨 변형이 현저히 낮음을 확인할 수 있었다.
Referring to Table 1, the specimens A1 to A10 produced according to the embodiment of the present invention had higher density, higher average bending strength and average bonding strength than the specimens B1 to B10 prepared according to the comparative example , And the warpage was significantly low.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and that various changes, substitutions and alterations can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. However, it should be understood that such substitutions, changes, and the like fall within the scope of the following claims.
100, 100a, 100b : 다층 세라믹 기판
110 : 세라믹층 110a : 제1 표면층
110b : 제2 표면층 110c : 내층
110d : 서브 내층
112, 116, 118 : 구형 세라믹 분말
114 : 엽형 세라믹 분말 120 : 표층 전극
122 : 구형 금속 분말 130 : 비아 전극
V : 비아홀100, 100a, 100b: multilayer ceramic substrate
110:
110b:
110d: Sub-
112, 116 and 118: spherical ceramic powder
114: leaf-shaped ceramic powder 120: surface layer electrode
122: spherical metal powder 130: via electrode
V: Via hole
Claims (14)
상기 제1 표면층 또는 상기 제2 표면층의 노출면에 구형 금속 분말로 형성된 표층 전극;을 포함하며,
상기 제1 및 제2 표면층은 제1 구형 세라믹 분말로 형성되고, 상기 내층은 엽형 세라믹 분말로 형성되는 다층 세라믹 기판.
A ceramic layer composed of a first surface layer, a second surface layer, and an inner layer sandwiched between the first surface layer and the second surface layer; And
And a surface layer electrode formed of a spherical metal powder on an exposed surface of the first surface layer or the second surface layer,
Wherein the first and second surface layers are formed of a first spherical ceramic powder and the inner layer is formed of a leaf-type ceramic powder.
상기 세라믹층과 상기 표층 전극은 동시소성된 것인 다층 세라믹 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic layer and the surface layer electrode are co-fired.
상기 내층은 상기 제1 및 제2 표면층보다 소성밀도가 높은 다층 세라믹 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the inner layer has a higher plastic density than the first and second surface layers.
상기 제1 구형 세라믹 분말은 상기 구형 금속 분말과의 평균 입자 크기 차가 5㎛ 이내인 다층 세라믹 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the first spherical ceramic powder has an average particle size difference with the spherical metal powder of 5 m or less.
상기 제1 및 제2 표면층의 면적의 합의 비율은 상기 세라믹층의 전체 면적 대비 70~90%이고, 상기 내층의 비율은 상기 세라믹층의 전체 면적 대비 10~30%인 다층 세라믹 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the sum of the areas of the first and second surface layers is 70 to 90% of the total area of the ceramic layer and the ratio of the inner layer is 10 to 30% of the total area of the ceramic layer.
상기 세라믹층은 상기 표층 전극과 전기적으로 연결되는 비아 전극이 더 포함된 다층 세라믹 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the ceramic layer further includes a via electrode electrically connected to the surface layer electrode.
상기 내층은 상기 제1 구형 세라믹 분말보다 평균 입자 크기가 작은 제2 구형 세라믹 분말이 더 포함된 다층 세라믹 기판.
The method according to claim 6,
Wherein the inner layer further comprises a second spherical ceramic powder having an average particle size smaller than that of the first spherical ceramic powder.
상기 세라믹층은 서로 이웃한 상기 내층들 사이에, 내부에 비아 전극이 형성된 서브 내층이 더 포함되며,
상기 서브 내층은 상기 제1 구형 세라믹 분말보다 평균 입자 크기가 작은 제3 구형 세라믹 분말로 형성되는 다층 세라믹 기판.
8. The method of claim 7,
Wherein the ceramic layer further includes a sub-inner layer in which a via electrode is formed between the adjacent inner layers,
Wherein the sub inner layer is formed of a third spherical ceramic powder having an average particle size smaller than that of the first spherical ceramic powder.
상기 표면층용 세라믹 그린 시트들의 일면에 구형 금속 분말로 형성된 표층 전극용 페이스트층을 형성하는 단계; 및
상기 표층 전극용 페이스트층이 노출되도록 상기 표면층용 세라믹 그린 시트들 사이에 상기 내층용 세라믹 그린 시트를 개재시킨 후 동시소성하는 단계;를 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.
Preparing ceramic green sheets for a surface layer formed of a first spherical ceramic powder and ceramic green sheets for an inner layer formed of a leaf ceramic powder;
Forming a surface layer paste layer formed of a spherical metal powder on one surface of the surface ceramic green sheets; And
And simultaneously firing the interlayer ceramic green sheet between the ceramic green sheets for the surface layer so that the surface layer paste layer is exposed.
상기 동시소성은 1300~1400℃에서 실시되는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the co-firing is performed at 1300 to 1400 占 폚.
상기 표층 전극용 페이스트층 형성 전,
상기 표면층용 세라믹 그린 시트들 및 상기 내층용 세라믹 그린 시트에 비아 전극용 페이스트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Before forming the surface layer paste layer,
And forming a via electrode paste layer on the ceramic green sheets for the surface layer and the ceramic green sheets for the inner layer.
상기 내층용 세라믹 그린 시트를 준비하는 단계는
상기 제1 구형 세라믹 분말보다 평균 입자 크기가 작은 제2 구형 세라믹 분말을 더 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The step of preparing the ceramic green sheet for inner layer
And a second spherical ceramic powder having an average particle size smaller than that of the first spherical ceramic powder.
상기 내층용 세라믹 그린 시트를 준비하는 단계에서,
상기 내층용 세라믹 그린 시트와 동일층에서 비아 전극 형성 영역을 포함할 서브 내층용 세라믹 그린 시트를 더 준비하되,
상기 서브 내층용 세라믹 그린 시트는 상기 제1 구형 세라믹 분말보다 평균 입자 크기가 작은 제3 구형 세라믹 분말로 형성되는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
In the step of preparing the inner layer ceramic green sheet,
Further comprising a ceramic green sheet for a sub-layer including a via-electrode forming region in the same layer as the ceramic green sheet for inner layer,
Wherein the sub-layer ceramic green sheet is formed of a third spherical ceramic powder having an average particle size smaller than that of the first spherical ceramic powder.
상기 표층 전극용 페이스트층 형성 전,
상기 서브 내층용 세라믹 그린 시트에 비아 전극용 페이스트층을 형성하는 단계를 더 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.14. The method of claim 13,
Before forming the surface layer paste layer,
And forming a paste layer for a via electrode on the ceramic green sheet for sub-in-layer.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001335359A (en) | 2000-05-25 | 2001-12-04 | Toshiba Corp | Ceramic sintered compact and its manufacturing method |
JP2012025647A (en) | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Buffer sheet for firing ceramic substrate and method for manufacturing ceramic substrate using the same |
JP2012236743A (en) | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Mitsubishi Materials Corp | CERAMIC SINTERED PLATE CONTAINING UNIAXIALLY ORIENTED ACICULAR Si3N4 PARTICLE |
CN202787623U (en) | 2011-11-29 | 2013-03-13 | 李子现 | Brick made of light and temperature-preservation materials |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0551264A (en) * | 1991-08-23 | 1993-03-02 | Taiyo Yuden Co Ltd | Production of plate-shaped ceramic |
JP2003017851A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-17 | Murata Mfg Co Ltd | Manufacturing method of multilayer ceramic substrate |
KR100905855B1 (en) * | 2007-11-06 | 2009-07-02 | 삼성전기주식회사 | Contraining green sheet and manufacturing method of multi-layer ceramic substrate |
KR101179330B1 (en) | 2010-07-30 | 2012-09-03 | 삼성전기주식회사 | Low temperature co-fired ceramic composition, low temperature co-fired ceramic substrate comprising the same and method for manufacturing the same |
-
2014
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001335359A (en) | 2000-05-25 | 2001-12-04 | Toshiba Corp | Ceramic sintered compact and its manufacturing method |
JP2012025647A (en) | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Buffer sheet for firing ceramic substrate and method for manufacturing ceramic substrate using the same |
JP2012236743A (en) | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Mitsubishi Materials Corp | CERAMIC SINTERED PLATE CONTAINING UNIAXIALLY ORIENTED ACICULAR Si3N4 PARTICLE |
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