KR102429043B1 - Ceramic Board Manufacturing Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹 기판 제조 방법 및 이 제조방법으로 제조된 세라믹 기판에 관한 것으로 시드층이 형성된 세라믹기재와, 금속박을 가공하여 기설계된 회로패턴에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴을 준비한 후 기설계된 회로패턴에 맞는 복수의 패턴홈부가 형성된 지그의 상기 패턴홈부에 상기 금속박 패턴을 삽입하고, 상기 세라믹 기재와 상기 금속박 패턴 사이에 브레이징 필러층을 개재한 상태에서 브레이징하는 것으로 세라믹 기재 상에 회로패턴의 형상에 맞게 정확하게 위치시켜 브레이징 접합할 수 있어 브레이징 접합 과정에서의 불량을 방지하며 금속박 패턴과 세라믹기재의 부착력을 크게 향상시킨 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic substrate and to a ceramic substrate manufactured by the manufacturing method, wherein a ceramic substrate having a seed layer formed thereon and a plurality of metal foil patterns separated according to a pre-designed circuit pattern by processing a metal foil are prepared and then a pre-designed circuit pattern Inserting the metal foil pattern into the pattern groove portion of a jig in which a plurality of pattern groove portions suitable for It can be precisely positioned and brazed to prevent defects in the brazing bonding process, and the adhesion between the metal foil pattern and the ceramic substrate is greatly improved.

Figure R1020150149788
Figure R1020150149788

Description

세라믹 기판 제조 방법 {Ceramic Board Manufacturing Method}Ceramic Board Manufacturing Method

본 발명은 세라믹 기판 제조 방법 및 이 제조방법으로 제조된 세라믹 기판에 관한 것으로 보다 구체적으로는 브레이징 방법을 이용하여 금속박을 세라믹 기재에 견고하게 부착하는 세라믹 기판 제조 방법 및 이 제조방법으로 제조된 세라믹 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic substrate and a ceramic substrate manufactured by the manufacturing method, and more particularly, to a method for manufacturing a ceramic substrate in which a metal foil is firmly attached to a ceramic substrate using a brazing method, and a ceramic substrate manufactured by the manufacturing method is about

일반적으로 세라믹기재의 일 예로, 세라믹기재에 동박과 같은 금속박을 일체로 부착시킨 세라믹 DBC 기판이 많이 이용되고 있으며, 상기 세라믹 DBC 기판은 반도체 전력 모듈 등에서 사용되는 것으로서 리드를 기존의 방열소재 위에 배치하는 경우 보다 높은 방열 특성을 가질 뿐만 아니라, 방열판의 접착상태에 대한 검사 공정을 필요로 하지 않기 때문에 신뢰성이 향상되고 생산성과 일관성이 향상된 반도체 전력 모듈 등을 제공할 수 있다는 장점을 가진 기판이다.In general, as an example of a ceramic substrate, a ceramic DBC substrate in which a metal foil, such as copper foil, is integrally attached to a ceramic substrate is widely used, and the ceramic DBC substrate is used in semiconductor power modules, etc. It is a substrate having the advantage of providing a semiconductor power module with improved reliability and improved productivity and consistency because it not only has higher heat dissipation characteristics than the case of the case, and does not require an inspection process for the adhesive state of the heat sink.

상기 세라믹 DBC 기판은 전기 자동차의 증가와 함께 자동차의 전력 반도체 모듈로 사용 범위가 점차 확산되고 있다.The ceramic DBC substrate is being used as a power semiconductor module of an automobile with an increase in the number of electric vehicles.

상기 세라믹 DBC 기판은 세라믹기재와 구리 동박을 고온의 소성 공정을 통한 계면 결합으로 제조되고 있다.The ceramic DBC substrate is manufactured by interfacial bonding of a ceramic substrate and copper foil through a high-temperature firing process.

일 예로, 세라믹 DBC 기판은 알루미나(Al2O3) 세라믹기재와 CuO 산화막이 형성된 구리동박을 1000℃ ~ 1100℃로 소성하여 알루미나(Al2O3) 세라믹기재와 CuO 산화막을 계면 결합하여 제조되고 있다.For example, the ceramic DBC substrate is manufactured by interfacingly bonding an alumina (Al 2 O 3 ) ceramic substrate and a copper copper foil having a CuO oxide film formed thereon at 1000° C. to 1100° C. have.

다른 예로, 세라믹 DBC 기판은 AIN 세라믹기재의 표면에 Al2O3층을 고온 산화로 형성한 후 AIN 세라믹기재의 표면에 구리동박을 적층한 후 1000℃ ~ 1100℃로 소성하여 알루미나(Al2O3) 세라믹 기판과 CuO 산화막을 계면 결합하여 제조되고 있다.As another example, the ceramic DBC substrate is formed by forming an Al 2 O 3 layer on the surface of the AIN ceramic substrate by high-temperature oxidation, then laminating a copper foil on the surface of the AIN ceramic substrate and firing at 1000° C. to 1100° C. to obtain alumina (Al 2 O 3 ) It is manufactured by interfacial bonding of a ceramic substrate and a CuO oxide film.

종래의 세라믹 DBC 기판은 제조 시 세라믹기재와 구리동박을 계면 결합하기 위해 고온의 소성 공정이 요구되고, 고온의 소성 공정 시 Cu 산화 방지를 위해 환원 분위기를 유지해야 한다.A conventional ceramic DBC substrate requires a high-temperature firing process to interface-bond the ceramic substrate and copper foil during manufacturing, and a reducing atmosphere must be maintained to prevent Cu oxidation during the high-temperature firing process.

즉, 종래 세라믹 DBC 기판을 제조하기 위해서는 소성 중 환원분위기 조성이 가능한 소성 장치를 준비해야 하므로 소성 장치를 준비하는 비용이 많이 소요되고 이로써 제조비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.That is, in order to manufacture the conventional ceramic DBC substrate, it is necessary to prepare a firing device capable of forming a reducing atmosphere during firing.

또한, 종래 세라믹 DBC 기판은, 1000℃ ~ 1100℃로 소성하여 세라믹기재와 구리동박을 계면 결합하므로 소성을 위한 고온 가열에 따른 제조비용이 많이 소요되며, 제조 시간이 오래 소요되어 생산성이 낮은 문제점이 있었다.In addition, since the conventional ceramic DBC substrate is fired at 1000°C to 1100°C to interfacially bond the ceramic substrate and copper foil, the manufacturing cost is high due to high-temperature heating for firing, and the manufacturing time is long, resulting in low productivity. there was.

또한, 종래 세라믹 DBC 기판은, 계면 결합을 위해 구리동박에 CuO 산화막을 형성하거나, AIN 세라믹기재의 표면에 Al2O3층을 고온 산화로 형성한 후 소성 과정을 거치게 되므로 제조 과정이 복잡한 문제점이 있었다.In addition, the conventional ceramic DBC substrate forms a CuO oxide film on the copper copper foil for interfacial bonding or forms an Al 2 O 3 layer on the surface of the AIN ceramic substrate by high-temperature oxidation and then undergoes a firing process, so the manufacturing process is complicated. there was.

또한, 종래 세라믹 DBC 기판은, 구리동박과 세라믹기재 간의 부착력 문제로 인해 사용 중 오작동이 발생되어 작동 신뢰성이 저하되는 문제점이 있고, 특히 전력 반도체 모듈로 사용 시 발열과 냉각 등에 의한 열충격 발생 시 구리동박과 세라믹기재 간의 부착력 문제가 발생될 위험이 높은 것이다.In addition, the conventional ceramic DBC substrate has a problem in that a malfunction occurs during use due to an adhesion problem between the copper foil and the ceramic substrate, thereby lowering the operational reliability. There is a high risk of adhesion problems between the ceramic and the ceramic substrate.

또한, 종래 세라믹 DBC 기판은,구리동박을 세라믹기재에 소성을 통해 계면 결합한 후 회로패턴을 형성하기 위해 별도의 에칭과정을 거쳐야 하는 번거로움이 있었다.In addition, the conventional ceramic DBC substrate, after interfacial bonding of copper copper foil to the ceramic substrate through firing, was inconvenient to undergo a separate etching process to form a circuit pattern.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 브레이징 공정을 통해 금속박을 일체화시킴으로써 금속박의 부착 강도를 크게 향상시키며, 에칭 공정을 최소화하여 회로패턴을 형성함으로써 제조공정을 단순화하는 세라믹 기판 제조 방법 및 이 제조방법으로 제조된 세라믹 기판을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above points, and by integrating the metal foil through a brazing process, the adhesion strength of the metal foil is greatly improved, and the etching process is minimized to form a circuit pattern, thereby simplifying the manufacturing process of a ceramic substrate. And it is an object to provide a ceramic substrate manufactured by this manufacturing method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 세라믹 기판 제조방법은, 시드층이 형성된 세라믹 기재와, 금속박을 가공하여 기설계된 회로패턴에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴을 준비하는 단계, 기설계된 회로패턴에 맞는 복수의 패턴홈부가 형성된 지그의 상기 패턴홈부에 상기 금속박 패턴을 삽입하는 단계 및 상기 세라믹 기재와 상기 금속박 패턴 사이에 브레이징 필러층을 개재한 상태에서 브레이징하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes the steps of: preparing a plurality of separated metal foil patterns according to a pre-designed circuit pattern by processing a ceramic substrate having a seed layer and a metal foil; Inserting the metal foil pattern into the pattern groove portion of a jig in which a plurality of pattern groove portions suitable for the designed circuit pattern are formed, and brazing with a brazing filler layer interposed between the ceramic substrate and the metal foil pattern; characterized.

본 발명에서 상기 금속박 패턴을 준비하는 단계는, 상기 금속박을 절단 또는 타발할 수 있다.In the present invention, preparing the metal foil pattern may include cutting or punching the metal foil.

본 발명에서 상기 지그의 상기 패턴홈부에 상기 금속박 패턴을 삽입하는 단계와 상기 브레이징하는 단계의 사이에서 상기 지그의 사이 패턴홈부 내에 삽입된 상기 금속박 패턴을 상기 세라믹기재의 상기 시드층 상으로 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the present invention, between the step of inserting the metal foil pattern into the pattern groove portion of the jig and the step of brazing, transferring the metal foil pattern inserted into the pattern groove portion between the jig onto the seed layer of the ceramic substrate may further include.

본 발명에서 상기 전사하는 단계에서 상기 금속박 패턴은 상기 브레이징 단계에서 제거되는 접착제에 의해 상기 세라믹기재로 전사될 수 있다.In the present invention, in the transferring step, the metal foil pattern may be transferred to the ceramic substrate by an adhesive removed in the brazing step.

본 발명에서 상기 세라믹 기재를 준비하는 단계는, 시드층을 형성하는 과정을 포함하고, 상기 시드층을 형성하는 과정은, 상기 세라믹 기재 상에 세라믹 기재와의 결합력을 확보하는 제1시드층을 형성하는 과정; 및 상기 제1시드층 상에 브레이징 필러와의 결합력을 확보하는 제2시드층을 형성하는 과정을 포함할 수 있다.In the present invention, the preparing of the ceramic substrate includes forming a seed layer, and the forming of the seed layer includes forming a first seed layer on the ceramic substrate to secure bonding strength with the ceramic substrate. process; and forming a second seed layer on the first seed layer to secure bonding strength with the brazing filler.

본 발명에서 상기 세라믹 기재를 준비하는 단계는, 상기 시드층을 형성하는 과정 전에 상기 세라믹 기재의 표면을 거칠게 하는 표면 개질 과정을 포함할 수 있다.In the present invention, the step of preparing the ceramic substrate may include a surface modification process of roughening the surface of the ceramic substrate before the process of forming the seed layer.

본 발명에서 상기 세라믹 기재를 준비하는 단계는, 상기 제2시드층 상에 브레이징 필러층을 형성하는 과정을 더 포함할 수 있다.In the present invention, the preparing of the ceramic substrate may further include forming a brazing filler layer on the second seed layer.

본 발명에서 상기 금속박 패턴을 준비하는 단계는 금속박을 절단 또는 타발하기 전에 상기 금속박의 일면에 브레이징 필러층을 형성하는 과정을 더 포함할 수 있다.In the present invention, the step of preparing the metal foil pattern may further include forming a brazing filler layer on one surface of the metal foil before cutting or punching the metal foil.

본 발명에서 상기 브레이징 필러층을 형성하는 과정은, 도금으로 브레이징 필러 도금층을 형성할 수 있다. In the process of forming the brazing filler layer in the present invention, the brazing filler plating layer may be formed by plating.

본 발명에서 상기 브레이징 필러 도금층을 형성하는 단계는, 도금으로 0초과 10㎛ 이하의 두께로 브레이징 필러 도금층을 형성할 수 있다.In the present invention, the forming of the brazing filler plating layer may include forming the brazing filler plating layer to a thickness of greater than 0 and less than or equal to 10 μm by plating.

본 발명에서 상기 브레이징하는 단계는, 상기 브레이징 필러층을 용융시켜 형성되는 브레이징층을 통해 상기 금속박 패턴을 상기 시드층 상에 접합시키며, 상기 금속박 패턴의 측면으로 상기 브레이징 필러층이 일부 돌출되게 형성할 수 있다. In the present invention, the brazing step comprises bonding the metal foil pattern onto the seed layer through a brazing layer formed by melting the brazing filler layer, and forming the brazing filler layer to partially protrude from the side of the metal foil pattern. can

본 발명의 일 실시예에 의한 세라믹 기판 제조방법은, 상기 브레이징하는 단계 후 상기 시드층을 에칭하는 에칭단계를 더 포함하며, 상기 에칭하는 단계는, 상기 금속박 패턴의 측면으로 돌출되는 상기 브레이징층을 장벽으로 하여 상기 시드층을 에칭하여 제거할 수 있다.The method of manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention further includes an etching step of etching the seed layer after the brazing step, wherein the etching step includes: forming the brazing layer protruding from the side of the metal foil pattern; It can be removed by etching the seed layer as a barrier.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 세라믹 기판은 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법으로 제조되며, 세라믹 기재, 상기 세라믹 기재 상에 형성된 시드층, 상기 시드층 상에 형성된 브레이징층; 및 상기 브레이징층에 의해 상기 시드층에 접합되고, 기설계된 회로패턴 형상에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴을 포함할 수 있다.A ceramic substrate according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is manufactured by the method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention, comprising: a ceramic substrate, a seed layer formed on the ceramic substrate, a brazing layer formed on the seed layer; and a plurality of metal foil patterns joined to the seed layer by the brazing layer and separated according to a pre-designed circuit pattern shape.

본 발명에서 상기 복수의 금속박 패턴은 전력모듈용 전력 반도체를 실장할 수 있는 회로를 형성하는 회로패턴일 수 있다.In the present invention, the plurality of metal foil patterns may be a circuit pattern for forming a circuit capable of mounting a power semiconductor for a power module.

본 발명에서 상기 세라믹 기재의 표면에는 미세 돌기부가 형성될 수 있다.In the present invention, fine protrusions may be formed on the surface of the ceramic substrate.

본 발명에서 상기 시드층은, 상기 세라믹 기재와의 결합력을 가지는 제1시드층; 및 상기 브레이징층과의 결합력을 가지는 제2시드층을 포함할 수 있다.In the present invention, the seed layer may include a first seed layer having a bonding force with the ceramic substrate; and a second seed layer having a bonding force with the brazing layer.

본 발명에서 상기 브레이징층과 상기 시드층은 회로패턴의 형상과 대응되게 형성되되 상기 금속박 패턴의 측면으로 일부 돌출되게 형성될 수 있다. In the present invention, the brazing layer and the seed layer may be formed to correspond to the shape of the circuit pattern and partially protrude from the side of the metal foil pattern.

본 발명은 기존에 소성공정에 의한 계면 결합 대신에 브레이징을 통해 절단되거나 타발된 금속박 패턴과 세라믹기재를 일체화시키는 구성으로 금속박과 세라믹기재의 부착력을 크게 향상시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of greatly improving the adhesion between the metal foil and the ceramic substrate by integrating the metal foil pattern cut or punched through brazing instead of the interfacial bonding by the conventional firing process and the ceramic substrate.

본 발명은 소성 장치가 필요없고, 고온의 소성공정을 거치지 않고 제조가 가능하므로 제조비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.The present invention does not require a firing apparatus and can be manufactured without going through a high-temperature firing process, thereby greatly reducing manufacturing costs.

본 발명은 절단되거나 타발된 복수의 금속박 패턴을 지그를 이용하여 세라믹 기재 상에 회로패턴의 형상에 맞게 정확하게 위치시켜 브레이징 접합할 수 있어 브레이징 접합 과정에서의 불량을 방지하는 효과가 있다. According to the present invention, a plurality of cut or punched metal foil patterns can be accurately placed on a ceramic substrate according to the shape of the circuit pattern using a jig to be brazed, thereby preventing defects in the brazing bonding process.

본 발명은 브레이징 접합 후 에칭과정을 단순화하여 생산성을 향상시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving productivity by simplifying the etching process after brazing bonding.

도 1은 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법의 일 실시예를 도시한 공정도
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법의 일 실시예를 도시한 개략도
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법의 일 실시예를 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법의 다른 실시 예를 도시한 개략도
도 5는 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법의 또 다른 실시 예를 도시한 개략도
도 6은 본 발명에 따른 세라믹 기판의 일 실시예를 도시한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 세라믹 기판의 다른 실시예를 도시한 단면도1 is a process diagram illustrating an embodiment of a method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention;
2 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention;
3 is a perspective view illustrating an embodiment of a method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention;
4 is a schematic diagram showing another embodiment of a method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention;
5 is a schematic diagram showing another embodiment of a method for manufacturing a ceramic substrate according to the present invention;
6 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of a ceramic substrate according to the present invention;
7 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of a ceramic substrate according to the present invention;

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Here, repeated descriptions, well-known functions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention, and detailed descriptions of configurations will be omitted. The embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 세라믹 기판 제조 방법은, 시드층(20)이 형성된 세라믹기재(10)을 준비하는 단계(S100), 금속박을 가공하여 기설계된 회로패턴에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴(40)을 준비하는 단계(S200), 기설계된 회로패턴에 맞는 복수의 패턴홈부(4a)가 형성된 지그(4)의 상기 패턴홈부(4a)에 상기 금속박 패턴(40)을 삽입하는 단계 및 상기 세라믹 기재와 상기 금속박 패턴(40) 사이에 브레이징 필러층(31)을 개재한 상태에서 브레이징하는 단계(S400)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , in the method of manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention, a step of preparing a ceramic substrate 10 on which a seed layer 20 is formed (S100), a metal foil is processed to fit a pre-designed circuit pattern. Preparing a plurality of separated metal foil patterns 40 (S200), the metal foil pattern 40 in the pattern groove portion 4a of the jig 4 in which a plurality of pattern groove portions 4a suitable for a pre-designed circuit pattern are formed. inserting and brazing with a brazing filler layer 31 interposed between the ceramic substrate and the metal foil pattern 40 (S400).

도 2를 참고하면, 상기 세라믹기재(10)를 준비하는 단계(S100)는, 시드층(20)을 형성하는 과정(S110)을 포함할 수 있고, 상기 시드층(20)을 형성하는 과정(S110)은, 상기 세라믹기재(10) 상에 세라믹기재(10)와의 결합력을 확보하는 제1시드층(21)을 형성하는 과정(S111); 및 Referring to FIG. 2 , the step ( S100 ) of preparing the ceramic substrate 10 may include a process ( S110 ) of forming the seed layer 20 , and the process of forming the seed layer 20 ( S110) includes a process of forming a first seed layer 21 on the ceramic substrate 10 to secure a bonding force with the ceramic substrate 10 (S111); and

상기 제1시드층(21) 상에 브레이징 필러와의 결합력을 확보하는 제2시드층(22)을 형성하는 과정(S112)을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable to include a step (S112) of forming the second seed layer 22 on the first seed layer 21 to secure bonding strength with the brazing filler.

상기 시드층(20)을 형성하는 과정은, 물리적 증착법으로 상기 시드층(20)을 형성하고, 상기 물리적 증착법은 진공증착, 열증착(Evaporation), 이빔(ebeam)증착, 레이저(laser) 증착, 스퍼터링(Sputtering), 아크이온플레이팅(Arc Ion Plating) 중 어느 하나인 것을 일 예로 한다.The process of forming the seed layer 20 includes forming the seed layer 20 by a physical vapor deposition method, and the physical vapor deposition method includes vacuum deposition, thermal evaporation, e-beam deposition, laser deposition, For example, any one of sputtering and arc ion plating is used.

즉, 상기 제1시드층(21)을 형성하는 과정(S111)은, Ti 등과 같이 상기 세라믹기재(10)와의 결합력이 우수한 재료를 타겟재료로 하여 상기 세라믹기재(10) 상에 진공 증착하는 것을 일 예로 한다.That is, in the process of forming the first seed layer 21 ( S111 ), vacuum deposition on the ceramic substrate 10 is performed using a material having excellent bonding strength with the ceramic substrate 10 , such as Ti, as a target material. Take it as an example.

또한, 상기 제2시드층(22)을 형성하는 과정(S112)은, Cu 또는 Ag 등과 같이 Cu 계열 브레이징 필러 또는 Ag 계열 브레이징 필러 등의 브레이징 필러와 결합력이 우수한 재료를 타겟재료로 하여 상기 제1시드층(21) 상에 진공 증착하는 것을 일 예로 한다. In addition, in the process of forming the second seed layer 22 ( S112 ), a material having excellent bonding strength with a brazing filler such as Cu or Ag, such as Cu or Ag, as a target material, is used as a target material to form the first seed layer 22 . Vacuum deposition on the seed layer 21 is taken as an example.

상기 세라믹기재(10)를 준비하는 단계(S100)는, 상기 시드층(20)을 형성하는 과정(S110) 전에 상기 세라믹기재(10)의 표면을 거칠게 하는 표면 개질 과정을 포함하여 시드층(20)과 세라믹기재(10)간의 부착력을 더 견고하게 하는 것이 바람직하다.The step (S100) of preparing the ceramic substrate (10) includes a surface modification process of roughening the surface of the ceramic substrate (10) before the process (S110) of forming the seed layer (20). ) and it is preferable to make the adhesion between the ceramic substrate 10 more robust.

상기 표면 개질 과정은 약품을 이용한 화학적 처리 또는 연마, 샌드 블라스트 등을 이용한 물리적 처리로 상기 세라믹기재(10)의 표면을 거칠게 하여 미세돌기부를 형성하는 것을 일 예로 하며, 이외에도 상기 세라믹기재(10)의 표면을 거칠게 하는 어떠한 예로도 변형실시될 수 있음을 밝혀둔다.The surface modification process is an example of forming microprotrusions by roughening the surface of the ceramic substrate 10 by chemical treatment using chemicals or physical treatment using polishing, sand blasting, etc., in addition to the ceramic substrate 10 It should be noted that any example of roughening the surface may be modified.

한편, 도 3을 참고하면, 상기 지그(4)의 상기 패턴홈부(4a)에 상기 금속박 패턴(40)을 삽입하는 단계(S300)는, 레이저, 커터로 절단하거나 타발하여 회로패턴에 맞게 서로 분리된 복수의 금속박 패턴(40)을 지그(4)의 패턴홈부(4a)에 삽입하는 것이다.On the other hand, referring to FIG. 3 , the step of inserting the metal foil pattern 40 into the pattern groove portion 4a of the jig 4 ( S300 ) is cut or punched with a laser or cutter to separate them from each other according to the circuit pattern. The plurality of metal foil patterns 40 is to be inserted into the pattern groove portion (4a) of the jig (4).

상기 지그(4)는 기설계된 회로패턴에 맞는 복수의 패턴홈부(4a)가 일면에 형성된 것으로 상기 복수의 패턴홈부(4a)는 상기 복수의 금속박 패턴(40)에 각각 대응되는 형상을 가진다.The jig 4 has a plurality of pattern grooves 4a that fit a pre-designed circuit pattern formed on one surface, and the plurality of pattern grooves 4a have a shape corresponding to the plurality of metal foil patterns 40 , respectively.

즉, 상기 복수의 금속박 패턴(40)은 각각 상기 지그(4)의 패턴홈부(4a) 내로 삽입된다.That is, each of the plurality of metal foil patterns 40 is inserted into the pattern groove portion 4a of the jig 4 .

또한, 상기 지그(4)는 외측 둘레가 상기 세라믹기재(10)와 일치되는 형상을 가져 상기 세라믹기재(10)의 외측 둘레와 일치되게 배치되는 경우 상기 세라믹기재(10) 상에 상기 복수의 금속박 패턴(40)을 설계된 회로패턴에 맞게 정확한 위치로 위치시키게 되는 것을 일 예로 한다. In addition, the jig 4 has an outer periphery of the ceramic substrate 10 and has a shape that coincides with the outer periphery of the ceramic substrate 10 when disposed to coincide with the ceramic substrate 10 on the plurality of metal foils. For example, positioning the pattern 40 in an accurate position to match the designed circuit pattern.

상기 금속박 패턴(40)은 상기 지그(4)를 상기 세라믹기재(10) 상에 겹쳐서 상기 패턴홈부(4a) 내에 삽입된 상태에서 상기 세라믹기재(10)의 상기 시드층(20) 상에 직접 브레이징 접합될 수도 있다.The metal foil pattern 40 is directly brazed on the seed layer 20 of the ceramic substrate 10 in a state in which the jig 4 is superimposed on the ceramic substrate 10 and inserted into the pattern groove portion 4a. may be joined.

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 세라믹 기판 제조 방법은, 상기 지그(4)의 상기 패턴홈부(4a)에 상기 금속박 패턴(40)을 삽입하는 단계(S300)와 상기 브레이징하는 단계(S400)의 사이에서 상기 지그(4)의 사이 패턴홈부(4a) 내에 삽입된 상기 금속박 패턴(40)을 상기 세라믹기재(10)로 전사하는 단계(S310)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Referring back to FIGS. 1 and 2 , in the method for manufacturing a ceramic substrate according to an embodiment of the present invention, inserting the metal foil pattern 40 into the pattern groove portion 4a of the jig 4 ( S300 ) and transferring the metal foil pattern 40 inserted in the pattern groove portion 4a between the jig 4 to the ceramic substrate 10 between the brazing step (S400) (S310) further comprising (S310) it is preferable

또한, 상기 전사하는 단계(S310)에서 상기 금속박 패턴(40)은 상기 브레이징 단계에서 제거되는 접착제(4b)에 의해 상기 세라믹기재(10)로 전사되며, 전사 시 상기 세라믹기재(10)와 상기 금속박 패턴(40)의 사이에는 브레이징 필러층(31)이 개재된다. In addition, in the transferring step (S310), the metal foil pattern 40 is transferred to the ceramic substrate 10 by the adhesive 4b removed in the brazing step, and when transferred, the ceramic substrate 10 and the metal foil A brazing filler layer 31 is interposed between the patterns 40 .

상기 접착제(4b)는 세라믹 본드인 것을 일 예로 한다.As an example, the adhesive 4b is a ceramic bond.

상기 접착제(4b)는 상기 금속박 패턴(40) 상에 도포되고, 상기 금속박 패턴(40)은 상기 접착제(4b)에 의해 상기 세라믹 기재로 접착되어 상기 지그(4)에서 분리된다.The adhesive 4b is applied on the metal foil pattern 40 , and the metal foil pattern 40 is adhered to the ceramic substrate by the adhesive 4b and separated from the jig 4 .

상기 브레이징하는 단계(S400)는 상기 세라믹 기재 상에 전사된 상기 금속박 패턴(40)을 브레이징 로 내에서 가열, 가압하여 상기 금속박 패턴(40)을 상기 세라믹 기재 상에 브레이징 접합하며 이 때 상기 접착제(4b)는 브레이징 로 내의 고열에 의해 제거되는 것이다. In the brazing step (S400), the metal foil pattern 40 transferred on the ceramic substrate is heated and pressed in a brazing furnace to braze the metal foil pattern 40 onto the ceramic substrate, and at this time, the adhesive ( 4b) is to be removed by high heat in the brazing furnace.

상기 회로패턴은 전력모듈용 전력 반도체를 실장할 수 있는 회로인 것을 일 예로 한다.As an example, the circuit pattern is a circuit capable of mounting a power semiconductor for a power module.

복수의 상기 금속박 패턴(40)은 각각 다수의 브릿지에 의해 일체로 연결되어 기설계된 회로패턴에 맞게 형성되어 상기 세라믹기재(10) 상에 설계된 회로패턴의 형상으로 정확하게 위치될 수 있다. A plurality of the metal foil patterns 40 are integrally connected by a plurality of bridges, respectively, and are formed to fit a pre-designed circuit pattern, so that they can be precisely positioned in the shape of the designed circuit pattern on the ceramic substrate 10 .

상기 세라믹기재(10)를 준비하는 단계(S100)는, 상기 제2시드층(22) 상에 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120)을 더 포함할 수 있다.The step of preparing the ceramic substrate 10 ( S100 ) may further include a step ( S120 ) of forming a brazing filler layer 31 on the second seed layer 22 .

도 4를 참고하면, 상기 복수의 금속박 패턴(40)을 준비하는 단계(S200)는, 금속박을 절단 또는 타발하기 전에 상기 금속박의 일면에 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S130)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the step of preparing the plurality of metal foil patterns 40 ( S200 ) includes forming a brazing filler layer 31 on one surface of the metal foil before cutting or punching the metal foil ( S130 ). may include

상기 복수의 금속박 패턴(40)을 준비하는 단계(S200)는, 상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S130) 후에 상기 금속박과 상기 브레이징 필러층(31)을 함께 레이저, 커터로 절단하거나 타발하여 회로패턴에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴(40)을 형성하는 과정을 포함한다.The step of preparing the plurality of metal foil patterns 40 ( S200 ) is, after the process of forming the brazing filler layer 31 ( S130 ), the metal foil and the brazing filler layer 31 are cut together with a laser or a cutter, or and forming a plurality of metal foil patterns 40 separated according to the circuit pattern by punching.

금속박에 상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 경우 상기 금속박 패턴(40)을 전사하는 접착제(4b)는 상기 세라믹기재(10) 상에 도포됨을 밝혀둔다. When forming the brazing filler layer 31 on the metal foil, it is noted that the adhesive 4b for transferring the metal foil pattern 40 is applied on the ceramic substrate 10 .

도 2 및 도 4에서 상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120, S130)은, 브레이징 시트를 적층하는 것을 일 예로 한다.The process ( S120 , S130 ) of forming the brazing filler layer 31 in FIGS. 2 and 4 is an example of laminating a brazing sheet.

상기 브레이징 시트는, Ag와 Cu가 혼합된 합금 브레이징 시트일 수도 있고, Ag층과 Cu층이 적층된 적층 구조의 브레이징 시트일 수도 있다.The brazing sheet may be an alloy brazing sheet in which Ag and Cu are mixed, or a brazing sheet having a laminated structure in which an Ag layer and a Cu layer are laminated.

상기 적층 구조의 브레이징 시트의 일 예로 제1Ag층, 상기 제1Ag층 상에 적층되는 Cu층, 상기 Cu층 상에 적층되는 제2Ag층을 포함할 수 있고, 상기 적층 구조의 브레이징 시트의 다른 예로 제1Cu층, 상기 제1Cu층 상에 적층되는 Ag층, 상기 Ag층 상에 적층되는 제2Cu층을 포함할 수 있다.An example of the brazing sheet of the laminated structure may include a 1Ag layer, a Cu layer laminated on the 1Ag layer, and a 2Ag layer laminated on the Cu layer, as another example of the brazing sheet of the laminated structure It may include a 1Cu layer, an Ag layer stacked on the first Cu layer, and a second Cu layer stacked on the Ag layer.

상기 브레이징 시트는 복수의 조각으로 구분한 것일 수도 있고, 복수의 구멍이 형성되어 상기 제2시드층(22) 상의 일부만 덮도록 형성되는 것이 바람직하다. The brazing sheet may be divided into a plurality of pieces, and it is preferable that a plurality of holes are formed to cover only a portion of the second seed layer 22 .

이는 상기 브레이징하는 단계(S400)에서 상기 브레이징 필러층(31)의 퍼짐성을 확보하여 상기 브레이징 필러층(31)이 용융되어 상기 시드층(20)과 상기 금속박 패턴(40) 사이에서 균일하고 고르게 퍼질 수 있도록 하며, 상기 브레이징 필러층(31)이 용융되어 상기 세라믹기재(10)와 상기 금속박 패턴(40)의 측면으로 과도하게 유출되는 것을 방지한다. This ensures the spreadability of the brazing filler layer 31 in the brazing step (S400) so that the brazing filler layer 31 is melted to spread evenly and evenly between the seed layer 20 and the metal foil pattern 40. and prevents the brazing filler layer 31 from being melted and excessively flowing out to the side surfaces of the ceramic substrate 10 and the metal foil pattern 40 .

상기 브레이징 시트의 구멍은 원형일 수도 있고, 사각 형상일 수도 있으며 상기 세라믹기재(10)의 크기 및 형상, 상기 브레이징 시트의 종류에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.The hole of the brazing sheet may have a circular shape or a square shape, and it should be noted that various modifications may be made according to the size and shape of the ceramic substrate 10 and the type of the brazing sheet.

또한, 상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120, S130)은 페이스트 형태의 브레이징 필러를 인쇄하여 브레이징 필러층(31)을 형성할 수도 있다. In addition, in the process ( S120 , S130 ) of forming the brazing filler layer 31 , the brazing filler layer 31 may be formed by printing the brazing filler in the form of a paste.

상기 브레이징 필러는, 브레이징 필러 분말과 솔벤트를 포함한 페이스트 형태로 형성된 것이며, 바인더 등을 더 포함할 수 있다.The brazing filler is formed in the form of a paste including brazing filler powder and a solvent, and may further include a binder.

상기 브레이징 필러는 상기 브레이징 필러 분말을 100wt%로 할 때 Ag 65 ~ 75wt%, Cu 35 ~ 25wt%를 포함하는 것을 일 예로 한다.As an example, the brazing filler includes 65 to 75 wt% of Ag and 35 to 25 wt% of Cu when the brazing filler powder is 100 wt%.

상기 브레이징 필러층(31)은, 스크린 인쇄로 상기 시드층(20)을 노출시키는 복수의 구멍이 형성될 수 있다.The brazing filler layer 31 may have a plurality of holes exposing the seed layer 20 by screen printing.

이는 상기 브레이징하는 단계(S400)에서 상기 브레이징 필러층(31)의 퍼짐성을 확보하여 상기 브레이징 필러층(31)이 용융되어 상기 시드층(20)과 상기 금속박 패턴(40) 사이에서 균일하고 고르게 퍼질 수 있도록 하며, 상기 브레이징 필러층(31)이 용융되어 상기 세라믹기재(10)와 상기 금속박 패턴(40)의 측면으로 과도하게 유출되는 것을 방지한다.This ensures the spreadability of the brazing filler layer 31 in the brazing step (S400) so that the brazing filler layer 31 is melted to spread evenly and evenly between the seed layer 20 and the metal foil pattern 40. and prevents the brazing filler layer 31 from being melted and excessively flowing out to the side surfaces of the ceramic substrate 10 and the metal foil pattern 40 .

상기 브레이징 필러층(31)의 구멍은 원형일 수도 있고, 사각 형상일 수도 있으며 상기 세라믹기재(10)의 크기 및 형상, 상기 브레이징 필러의 종류에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.It should be noted that the hole of the brazing filler layer 31 may have a circular shape or a rectangular shape, and may be variously deformed according to the size and shape of the ceramic substrate 10 and the type of the brazing filler.

즉, 상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120, S130)은, 스크린 인쇄로 상기 브레이징 필러층(31)이 상기 시드층(20) 상의 일부분만 덮도록 형성할 수 있고, 기판 설계 시 브레이징 필러층(31)의 퍼짐성을 확보할 수 있는 다양한 형상으로 용이하게 상기 브레이징 필러층(31)을 형성할 수 있는 것이다. That is, in the processes ( S120 and S130 ) of forming the brazing filler layer 31 , the brazing filler layer 31 may be formed to cover only a portion of the seed layer 20 by screen printing, and when designing a substrate The brazing filler layer 31 can be easily formed in various shapes capable of securing the spreadability of the brazing filler layer 31 .

또한, 상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120, S130)은, 도금으로 브레이징 필러 도금층을 형성할 수도 있다. In addition, in the processes ( S120 and S130 ) of forming the brazing filler layer 31 , the brazing filler plating layer may be formed by plating.

상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120, S130)은, 도금으로 0초과 10㎛ 이하의 두께로 브레이징 필러 도금층을 형성할 수 있다.In the process of forming the brazing filler layer 31 ( S120 , S130 ), the brazing filler plating layer may be formed to a thickness of greater than 0 and less than or equal to 10 μm by plating.

즉, 상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120, S130)은, 도금을 통해 브레이징 필러층(31)을 10㎛ 이하의 얇은 두께로 형성할 수 있고, 이는 브레이징 시트 또는 페이스트 형태의 브레이징 필러를 인쇄하여 형성되는 브레이징 필러층(31)에서 구현할 수 없는 두께이다.That is, in the processes ( S120 and S130 ) of forming the brazing filler layer 31 , the brazing filler layer 31 may be formed to a thin thickness of 10 μm or less through plating, which is a brazing sheet or paste type brazing. It is a thickness that cannot be implemented in the brazing filler layer 31 formed by printing the filler.

상기 브레이징 필러 도금층은, 도금 공정으로 0초과 10㎛ 이하의 두께로 형성되어 추후 브레이징 공정 후 상기 금속박 패턴(40)과 상기 세라믹기재(10) 사이에 배치되는 브레이징층(30)의 두께를 최소화하여 세라믹 기판의 전체 두께를 슬림하게 하고, 상기 금속박 패턴(40)에서 발생되는 열을 상기 세라믹기재(10)로 원활하게 전달하여 방출될 수 있도록 한다.The brazing filler plating layer is formed to a thickness of greater than 0 and less than or equal to 10 μm by a plating process, and after the brazing process, the brazing layer 30 disposed between the metal foil pattern 40 and the ceramic substrate 10 is minimized. The overall thickness of the ceramic substrate is made slim, and heat generated from the metal foil pattern 40 is smoothly transferred to the ceramic substrate 10 to be discharged.

상기 브레이징 필러 도금층은 Ag와 Cu가 혼합된 합금으로 형성된 Ag - Cu 합금도금층일 수도 있고, Ag도금층과 Cu도금층이 적층된 적층 구조의 복수의 도금층을 포함할 수도 있다.The brazing filler plating layer may be an Ag-Cu alloy plating layer formed of an alloy in which Ag and Cu are mixed, or may include a plurality of plating layers having a stacked structure in which an Ag plating layer and a Cu plating layer are stacked.

상기 적층 구조의 브레이징 필러 도금층의 일 예로 제1Ag도금층, 상기 제1Ag도금층 상에 적층되는 Cu도금층, 상기 Cu도금층 상에 적층되는 제2Ag도금층을 포함할 수 있고, 상기 적층 구조의 브레이징 필러 도금층의 다른 예로 제1Cu도금층, 상기 제1Cu도금층 상에 적층되는 Ag도금층, 상기 Ag도금층 상에 적층되는 제2Cu도금층을 포함할 수 있다.An example of the brazing filler plating layer of the laminated structure may include a first Ag plating layer, a Cu plating layer laminated on the first Ag plating layer, and a second Ag plating layer laminated on the Cu plating layer, and another of the brazing filler plating layer of the laminate structure. For example, it may include a first Cu plating layer, an Ag plating layer stacked on the first Cu plating layer, and a second Cu plating layer stacked on the Ag plating layer.

상기 브레이징 필러층(31)을 형성하는 과정(S120, S130)은, 절연마스킹을 통해 상기 시드층(20)을 노출시키는 복수의 구멍을 가지는 상기 브레이징 필러 도금층을 형성하는 것이 바람직하다.In the process of forming the brazing filler layer 31 ( S120 and S130 ), it is preferable to form the brazing filler plating layer having a plurality of holes exposing the seed layer 20 through insulating masking.

이는 상기 브레이징하는 단계(S400)에서 상기 브레이징 필러의 퍼짐성을 확보하여 상기 브레이징 필러 도금층이 용융되어 상기 시드층(20)과 상기 금속박 패턴(40) 사이에서 균일하고 고르게 퍼질 수 있도록 하며, 상기 브레이징 필러 도금층이 용융되어 상기 세라믹기재(10)와 상기 금속박 패턴(40)의 측면으로 유출되는 것을 방지한다. This ensures spreadability of the brazing filler in the brazing step (S400) so that the brazing filler plating layer is melted and evenly and evenly spread between the seed layer 20 and the metal foil pattern 40, and the brazing filler It prevents the plating layer from being melted and flowing out to the side surfaces of the ceramic substrate 10 and the metal foil pattern 40 .

상기 브레이징 필러 도금층의 구멍은 원형일 수도 있고, 사각 형상일 수도 있으며 상기 세라믹기재(10)의 크기 및 형상, 상기 브레이징 필러 도금층의 종류에 따라 다양하게 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.It should be noted that the hole of the brazing filler plating layer may have a circular shape or a rectangular shape, and may be variously modified according to the size and shape of the ceramic substrate 10 and the type of the brazing filler plating layer.

한편, 상기 브레이징하는 단계(S400)는, 상기 세라믹기재(10) 상에 상기 브레이징 필러층(31)과 상기 금속박 패턴(40)이 적층된 상태에서 브레이징을 통해 접합시킨다. 즉, 상기 브레이징하는 단계(S400)는, 상기 금속박 패턴(40)과 상기 제2시드층(22)의 사이에 상기 브레이징 필러층(31)이 개재된 상태에서 상기 브레이징 필러층(31)을 용융시켜 형성되는 브레이징층(30)을 통해 상기 금속박 패턴(40)을 상기 제2시드층(22) 상에 접합시킨다. On the other hand, in the brazing step ( S400 ), the brazing filler layer 31 and the metal foil pattern 40 are laminated on the ceramic substrate 10 and joined through brazing. That is, in the brazing step (S400), the brazing filler layer 31 is melted with the brazing filler layer 31 interposed between the metal foil pattern 40 and the second seed layer 22 . The metal foil pattern 40 is bonded to the second seed layer 22 through the brazing layer 30 formed by the above process.

상기 브레이징하는 단계(S400)는, 브레이징 로(1) 내에서 상기 금속박 패턴(40)과 상기 세라믹기재(10) 사이에서 상기 브레이징 필러층(31)을 800℃ ~ 900℃가열하는 중에 가압하는 것을 일 예로 한다.The brazing step (S400) includes pressing the brazing filler layer 31 between the metal foil pattern 40 and the ceramic substrate 10 in the brazing furnace 1 while heating at 800° C. to 900° C. Take it as an example.

즉, 상기 브레이징 로(1) 내에는 상기 세라믹기재(10)가 올려지는 하부 가압지그부(2), 상기 하부 가압지그부(2)의 상부에서 상기 금속박 패턴(40)과 이격되게 위치하는 상부 가압지그부(3)를 포함하고, 상기 하부 가압지그부(2)와 상기 상부 가압지그부(3) 중 적어도 어느 하나를 상, 하 이동시켜 상기 브레이징 필러층(31)을 가열 중에 상기 금속박 패턴(40)과 상기 세라믹기재(10) 사이에서 가압하는 것을 일 예로 한다.That is, in the brazing furnace 1, the lower pressing jig part 2 on which the ceramic substrate 10 is mounted, and the upper part positioned to be spaced apart from the metal foil pattern 40 in the upper part of the lower pressing jig part 2 It includes a pressing jig part 3, and moves at least one of the lower pressing jig part 2 and the upper pressing jig part 3 up and down to heat the brazing filler layer 31 while heating the metal foil pattern. As an example, pressing between the (40) and the ceramic substrate (10).

상기 브레이징하는 단계(S400)에서 상기 금속박 패턴(40)을 상기 세라믹 기재로 전사시킨 접착제(4b)는 브레이징 로 내의 고열에 의해 제거되고, 상기 금속박 패턴(40)은 상기 시드층(20) 상에 브레이징층(30)에 의해 브레이징 접합된다. In the brazing step ( S400 ), the adhesive 4b from which the metal foil pattern 40 is transferred to the ceramic substrate is removed by high heat in the brazing furnace, and the metal foil pattern 40 is formed on the seed layer 20 . It is brazed by the brazing layer 30 .

상기 브레이징 필러층(31)은 브레이징 로(1) 내에서 가열되어 용융되며 상기 하부 가압지그부(2)와 상기 상부 가압지그부(3)의 사이에서 가압되어 상기 제2시드층(22)과 상기 금속박 패턴(40) 사이에 고르고 균일하게 퍼져 상기 금속박 패턴(41)을 접합하는 브레이징층(30)으로 형성된다.The brazing filler layer 31 is heated and melted in the brazing furnace 1 and is pressed between the lower pressing jig part 2 and the upper pressing jig part 3 to form the second seed layer 22 and It is formed as a brazing layer 30 that evenly and uniformly spreads between the metal foil patterns 40 and bonds the metal foil patterns 41 .

또한, 상기 브레이징하는 단계(S400)는, 상기 세라믹기재(10)를 브레이징 로(1)에서 인출하여 냉각시키는 과정을 포함하고, 상기 냉각하는 과정을 통해 최종적으로 상기 금속박 패턴(41)이 상기 세라믹기재(10)에 접합되는 것이다.In addition, the brazing step (S400) includes the process of withdrawing the ceramic substrate 10 from the brazing furnace 1 and cooling it, and finally, the metal foil pattern 41 is the ceramic material through the cooling process. It is to be bonded to the substrate (10).

상기 브레이징하는 단계(S400)는 상기 금속박 패턴(41)의 측면으로 상기 브레이징 필러층(31)이 일부 돌출되게 형성하는 것이 바람직하다. 이는 상기 브레이징 필러의 접촉면적을 넓혀 상기 금속박 패턴(41)의 부착력을 더 강화시킬 수 있다.In the brazing step (S400), it is preferable to form the brazing filler layer 31 to partially protrude from the side of the metal foil pattern 41 . This may increase the contact area of the brazing filler to further strengthen the adhesion of the metal foil pattern 41 .

한편, 상기 브레이징하는 단계(S400) 후에는 상기 시드층(20) 즉, 상기 제1시드층(21)과 상기 제2시드층(22)을 에칭하는 단계(S500)를 통해 최종 회로패턴을 형성할 수 있다.Meanwhile, after the brazing step (S400), the final circuit pattern is formed through the step (S500) of etching the seed layer 20, that is, the first seed layer 21 and the second seed layer 22 (S500). can do.

즉, 상기 금속박이 상기 제2시드층(22) 상의 전면을 커버하는 경우 상기 금속박, 상기 제1시드층(21), 상기 제2시드층(22)은 별도의 에칭액을 사용하여 복수의 에칭과정을 거쳐야하는 데 본 발명은 상기 금속박 패턴(40)이 회로패턴의 형상으로 형성되므로 금속박을 에칭할 필요 없이 상기 제1시드층(21)과 상기 제2시드층(22)만 에칭하여 회로패턴을 형성할 수 있는 것이다. That is, when the metal foil covers the entire surface of the second seed layer 22 , the metal foil, the first seed layer 21 , and the second seed layer 22 are subjected to a plurality of etching processes using a separate etching solution. In the present invention, since the metal foil pattern 40 is formed in the shape of a circuit pattern, there is no need to etch the metal foil, only the first seed layer 21 and the second seed layer 22 are etched to form a circuit pattern. that can be formed

상기 에칭하는 단계(S500)는 상기 금속박 패턴(40)을 장벽으로 하여 상기 브레이징층(30) 및 상기 시드층(20)을 에칭하여 상기 회로패턴에 대응되는 부분을 제외한 부분을 상기 세라믹기재(10) 상에서 제거할 수 있다. In the etching step (S500), the brazing layer 30 and the seed layer 20 are etched using the metal foil pattern 40 as a barrier, so that a portion excluding a portion corresponding to the circuit pattern is removed from the ceramic substrate 10 ) can be removed from the

또한, 상기 에칭하는 단계(S500)는, 상기 금속박 패턴(40)의 측면으로 돌출되는 상기 브레이징층을 장벽으로 하여 상기 시드층(20)을 에칭하여 제거하는 것이다. In addition, in the etching step ( S500 ), the seed layer 20 is etched and removed using the brazing layer protruding from the side of the metal foil pattern 40 as a barrier.

상기 에칭하는 단계(S500)는, 상기 금속박 패턴(40)의 측면으로 돌출되는 상기 브레이징층을 장벽으로 하여 상기 시드층(20)을 에칭하여 상기 금속박 패턴(40)의 측면으로 상기 브레이징층(30)과 상기 시드층(20)이 일부 노출되게 한다. In the etching (S500), the seed layer 20 is etched using the brazing layer protruding from the side of the metal foil pattern 40 as a barrier to form the brazing layer 30 toward the side of the metal foil pattern 40. ) and the seed layer 20 are partially exposed.

한편, 도 5를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 세라믹 기판 제조방법은, 상기 세라믹기재(10)의 양면에 각각 상기 브레이징 필러층(31)과 상기 금속박 패턴(40)을 적층하여 브레이징을 통해 각각 접합시킬 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 5 , in the method of manufacturing a ceramic substrate according to another embodiment of the present invention, the brazing filler layer 31 and the metal foil pattern 40 are laminated on both sides of the ceramic substrate 10, respectively. Each can be joined by brazing.

한편, 도 6을 참고하면 본 발명의 일 실시예에 의한 세라믹 기판은, 세라믹기재(10)를 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 6 , the ceramic substrate according to an embodiment of the present invention includes a ceramic substrate 10 .

상기 세라믹기재(10)는, 알루미나(Al2O3) 세라믹 기판, AIN 세라믹 기판, SiN 세라믹 기판, Si3N4 세라믹 기판 중 어느 하나인 것을 일 예로 하고, 이외에도 반도체 전력 모듈 등에 사용 가능한 세라믹 소재로 변형 실시 가능함을 밝혀둔다.The ceramic substrate 10 may be an alumina (Al 2 O 3 ) ceramic substrate, an AIN ceramic substrate, a SiN ceramic substrate, or a Si 3 N 4 ceramic substrate. It should be noted that it is possible to carry out transformation into

상기 세라믹기재(10)의 표면에는 화학약품 또는 물리적 연마로 미세 돌기부가 형성되는 것이 바람직하다. 상기 미세 돌기부는 브레이징층(30)과의 부착력을 강화시킨다.It is preferable that fine protrusions are formed on the surface of the ceramic substrate 10 by chemical or physical polishing. The fine protrusions strengthen the adhesion to the brazing layer 30 .

상기 세라믹기재(10) 상에는 시드층(20)이 구비되고, 상기 시드층(20) 상에는 브레이징층(30)을 통해 기설계된 회로패턴에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴(40)이 금속박 패턴(40)이 접합된다. 상기 브레이징층(30)은 브레이징 필러가 용융된 후 경화되어 형성되는 것으로 상기 금속박 패턴(40)을 상기 세라믹기재(10)에 접합시키는 역할을 한다.A seed layer 20 is provided on the ceramic substrate 10 , and a plurality of metal foil patterns 40 separated according to a pre-designed circuit pattern through a brazing layer 30 are formed on the seed layer 20 . ) is joined. The brazing layer 30 is formed after the brazing filler is melted and then hardened, and serves to bond the metal foil pattern 40 to the ceramic substrate 10 .

복수의 상기 금속박 패턴(40)은 금속박을 회로패턴의 형상으로 절단 또는 타발하여 형성한 것으로 서로 개별적으로 분리되며 기설계된 회로패턴에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴(40)은 전력모듈용 전력 반도체를 실장할 수 있는 회로를 형성하는 회로패턴인 것을 일 예로 한다.A plurality of the metal foil patterns 40 are formed by cutting or punching a metal foil in the shape of a circuit pattern, and are separated from each other, and a plurality of metal foil patterns 40 separated according to a pre-designed circuit pattern is a power semiconductor for a power module. A circuit pattern that forms a circuit that can be mounted is taken as an example.

또한, 상기 시드층(20)은 브레이징층(30)을 통해 금속박 패턴(40)을 견고히 접합시키는 역할을 한다.In addition, the seed layer 20 serves to firmly bond the metal foil pattern 40 through the brazing layer 30 .

상기 시드층(20)은, Ti 등과 같이 상기 세라믹기재(10)와의 결합력이 높은 재료로 형성된 제1시드층(21), Cu 또는 Ag 등과 같이 Cu 계열의 상기 브레이징층(30) 또는 Ag 계열의 상기 브레이징층(30)과의 결합력이 우수한 재료로 형성되는 제2시드층(22)을 포함한다.The seed layer 20 includes the first seed layer 21 formed of a material having high bonding strength with the ceramic substrate 10 such as Ti, the Cu-based brazing layer 30 such as Cu or Ag, or an Ag-based material. and a second seed layer 22 formed of a material having excellent bonding strength with the brazing layer 30 .

상기 제1시드층(21)은 상기 세라믹기재(10)와의 결합력이 우수한 재료로 형성된 진공증착층이고, 상기 제2시드층(22)은 상기 브레이징층(30)과의 결합력이 우수한 재료로 형성된 진공증착층인 것을 일 예로 한다.The first seed layer 21 is a vacuum deposition layer formed of a material having excellent bonding strength with the ceramic substrate 10 , and the second seed layer 22 is formed of a material having excellent bonding strength with the brazing layer 30 . A vacuum deposition layer is taken as an example.

상기 브레이징층(30)은, Ag와 Cu가 혼합된 것을 일 예로 하고, 중량%로 Ag 65 ~ 75%, Cu 35 ~ 25%를 포함한 것을 일 예로 한다. 이는 브레이징 로(1) 내에서 브레이징 온도 제어가 용이한 브레이징 필러 조성으로 브레이징 로(1) 내의 가열 온도를 860℃ 내외로 제어하여 효율적인 브레이징 공정이 이루어질 수 있도록 한다. The brazing layer 30 is a mixture of Ag and Cu as an example, and includes 65 to 75% of Ag and 35 to 25% of Cu as an example by weight. This allows an efficient brazing process to be performed by controlling the heating temperature in the brazing furnace 1 to about 860° C. with a brazing filler composition that allows easy brazing temperature control in the brazing furnace 1 .

상기 브레이징층(30)은 상기 제2시드층(22)과 견고히 접합되어 상기 세라믹기재(10)에 상기 금속박 패턴(40)을 최종적으로 견고하게 접합시키는 것이다.The brazing layer 30 is firmly bonded to the second seed layer 22 to finally firmly bond the metal foil pattern 40 to the ceramic substrate 10 .

상기 금속박 패턴(40)은, 알루미늄박 또는 동박인 것을 일 예로 한다.The metal foil pattern 40 may be an aluminum foil or a copper foil as an example.

상기 브레이징층(30) 및 상기 시드층(20)은 상기 금속박 패턴(40)을 장벽으로 하여 에칭되어 상기 회로패턴에 대응되는 부분을 제외한 부분이 상기 세라믹기재(10) 상에서 제거될 수 있다. The brazing layer 30 and the seed layer 20 may be etched using the metal foil pattern 40 as a barrier, so that portions other than a portion corresponding to the circuit pattern may be removed from the ceramic substrate 10 .

상기 브레이징층(30)과 상기 시드층(20)은 회로패턴의 형상과 대응되게 형성되되 상기 금속박 패턴(40)의 측면으로 일부 돌출되게 형성되어 상기 금속박 패턴(40)의 부착력을 더 증대시키는 것이 바람직하다. The brazing layer 30 and the seed layer 20 are formed to correspond to the shape of the circuit pattern and partially protrude from the side of the metal foil pattern 40 to further increase the adhesion of the metal foil pattern 40 . desirable.

도 6을 참고하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 세라믹 기판은, 상기 세라믹기재(10)의 양면에 금속박 패턴(40)이 상기 브레이징층(30)을 통해 접합될 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the ceramic substrate according to another embodiment of the present invention, a metal foil pattern 40 may be bonded to both surfaces of the ceramic substrate 10 through the brazing layer 30 .

이 경우 상기 세라믹기재(10)의 양면에 상기 미세 돌기부가 형성되고, 상기 시드층(20)이 각각 형성되는 것이다.In this case, the fine protrusions are formed on both surfaces of the ceramic substrate 10 , and the seed layer 20 is formed, respectively.

본 발명은 기존에 소성공정에 의한 계면 결합 대신에 브레이징을 통해 금속박 패턴(40)과 세라믹기재(10)를 일체화시키는 구성으로 금속박과 세라믹기재(10)의 부착력을 크게 향상시킨다. The present invention greatly improves the adhesion between the metal foil and the ceramic substrate 10 by integrating the metal foil pattern 40 and the ceramic substrate 10 through brazing instead of interfacial bonding by the conventional firing process.

본 발명은 소성 장치가 필요없고, 고온의 소성공정을 거치지 않고 제조가 가능하므로 제조비용을 크게 절감할 수 있다.The present invention does not require a sintering apparatus and can be manufactured without going through a high-temperature sintering process, so that manufacturing costs can be greatly reduced.

본 발명은 절단되거나 타발된 복수의 금속박 패턴(40)을 지그(4)를 이용하여 세라믹 기재 상에 회로패턴의 형상에 맞게 정확하게 위치시켜 브레이징 접합할 수 있어 브레이징 접합 과정에서의 불량을 방지한다. According to the present invention, a plurality of cut or punched metal foil patterns 40 can be accurately positioned on a ceramic substrate according to the shape of the circuit pattern using a jig 4 to be brazed, thereby preventing defects in the brazing bonding process.

본 발명은 브레이징 접합 후 에칭과정을 단순화하여 생산성을 향상시킨다. The present invention improves productivity by simplifying the etching process after brazing bonding.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.Within the scope of the basic technical idea of the present invention, many other modifications are possible for those of ordinary skill in the art, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims. will be.

4 : 지그 4a : 패턴홈부
4b : 접착제 10 : 세라믹 기재
20 : 시드층 21 : 제1시드층
22 : 제2시드층 31 : 브레이징 필러층
30 : 브레이징층 40 : 금속박 패턴 4: jig 4a: pattern groove
4b: adhesive 10: ceramic substrate
20: seed layer 21: first seed layer
22: second seed layer 31: brazing filler layer
30: brazing layer 40: metal foil pattern

Claims (17)

시드층이 형성된 세라믹 기재와, 금속박을 가공하여 기설계된 회로패턴에 맞게 분리된 복수의 금속박 패턴을 준비하는 단계;
지그에 형성된 상기 기설계된 회로패턴에 맞는 복수의 패턴홈부에 상기 금속박 패턴을 삽입하는 단계;
상기 세라믹 기재와 상기 금속박 패턴 사이에 브레이징 필러층을 개재한 상태에서 브레이징하는 단계; 및
상기 금속박 패턴을 장벽으로 하여 상기 브레이징 필러층이 용융되어 형성된 브레이징층 및 상기 시드층을 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조방법.preparing a plurality of separated metal foil patterns according to a pre-designed circuit pattern by processing a ceramic substrate having a seed layer formed thereon and a metal foil;
inserting the metal foil pattern into a plurality of pattern grooves that fit the pre-designed circuit pattern formed in a jig;
brazing with a brazing filler layer interposed between the ceramic substrate and the metal foil pattern; and
and etching the brazing layer and the seed layer formed by melting the brazing filler layer using the metal foil pattern as a barrier. 제1항에 있어서,
상기 지그의 상기 패턴홈부에 상기 금속박 패턴을 삽입하는 단계와 상기 브레이징하는 단계의 사이에서 상기 지그의 사이 패턴홈부 내에 삽입된 상기 금속박 패턴을 상기 세라믹기재의 상기 시드층 상으로 전사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조방법.The method of claim 1,
Between the step of inserting the metal foil pattern into the pattern groove portion of the jig and the step of brazing, the method further comprising transferring the metal foil pattern inserted into the pattern groove portion between the jig onto the seed layer of the ceramic substrate A method of manufacturing a ceramic substrate, characterized in that 제2항에 있어서,
상기 전사하는 단계에서 상기 금속박 패턴은 상기 브레이징 단계에서 제거되는 접착제에 의해 상기 세라믹기재로 전사되는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조방법.3. The method of claim 2,
In the transferring step, the metal foil pattern is transferred to the ceramic substrate by an adhesive removed in the brazing step. 제1항에 있어서,
상기 세라믹 기재를 준비하는 단계는, 상기 시드층 상에 브레이징 필러층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조방법.The method of claim 1,
The preparing of the ceramic substrate may include forming a brazing filler layer on the seed layer. 제1항에 있어서,
상기 금속박 패턴을 준비하는 단계는
상기 금속박의 일면에 브레이징 필러층을 형성하는 단계; 및
상기 금속박을 절단 또는 타발하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조방법.The method of claim 1,
The step of preparing the metal foil pattern is
forming a brazing filler layer on one surface of the metal foil; and
Cutting or punching the metal foil; ceramic substrate manufacturing method comprising the. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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