KR102442892B1 - 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법 - Google Patents

반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법 Download PDF

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김지태
고병재
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신성전자정밀 주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발열체 회로가 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 준비된 기판에 페이스트 상태의 용가재를 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 박막형 저항 온도 센서를 마운팅하는 단계와, 상기 센서가 마운팅된 기판을 브레이징로에 투입하여 600~700℃의 온도에서 브레이징함으로써, 상기 센서를 접합하는 단계를 포함하되, 상기 용가재는 은(Ag)이 베이스 성분인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법에 의하면, Thin Film RTD 센서의 접합 강도가 우수하고, 열화로 인한 금속간 화합물의 성장과 Void의 발생이 없어 고신뢰성을 갖는다는 장점이 있다. 또한, 공정의 단순화로 인하여 Thin Film RTD 센서의 데미지가 없어 감도가 우수하고, 제조 원가 역시 절감된다는 장점이 있다.

Description

반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법{Method for bonding RTD sensor on ceramic heater for semiconductor}
본 발명은 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 브레이징 공정으로 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 세라믹 기판에 다이렉트로 접합함으로써, 센서 패드가 사용되지 않아 제조 공정이 단순화되며, 제조비용이 절감될 뿐 아니라, 접합 강도가 우수하고, 감도가 우수하며, 보이드(Void)의 발생이 없는 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법에 관한 것이다.
반도체용 세라믹 히터는 일반적으로 상기 세라믹 기판상에 형성되는 발열체 회로, 상기 발열체 회로에 접합되는 단자 및 상기 발열체 회로상의 단자가 접합되는 부분을 제외한 나머지 부분에 형성되는 절연막으로 구성된다. 또한, 상기 기판상에는 발열체 회로가 형성되지 않은 부분에 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서) 등이 접합된다.
이러한 반도체용 세라믹 히터는 온도의 안정성을 유지하며, 균일하게 열을 전달해야 하기 때문에 히터의 열선이나 전원 공급부 등의 품질 유지가 매우 중요한 요소이다. 아울러, 이러한 온도 균일성 갖게 하기 위한 온도 센서의 센싱으로 온도 출력 제어를 컨트롤할 수 있게 해주는 온도 센서의 역할 또한 매우 중요한 사항이다.
현재 Thin Film RTD 센서(세라믹 기판 위에 측온체 소재를 얇게 증착시킨 것) 등을 세라믹 기판상에 접합하기 위한 방법으로는, 솔더링(soldering) 방식이 이용되고 있다. 그리고 솔더로는 Sn-Ag 또는 Sn-Ag-Cu(SAC)가 사용되고 있다.
이러한 솔더링 방식은, 도 1과 같이, 세라믹 기판상에 먼저 Ag/Pd 센서 패드를 형성하고, 이에 솔더(solder cream)를 프린팅하며, Thin Film RTD 센서에는 Ag paste를 프린팅하여 metalizing한 후 열처리하고, 이를 다시 상기 솔더가 프린팅된 세라믹 기판 상에 연결하여 솔더링하는 방법이다.
이러한 방법은 열처리 공정이 다회 요구되어 Thin Film RTD 센서 자체에 데미지가 있으며, 이에 따라 원가가 상승하는 문제가 있다.
또한, 이러한 솔더들은 낮은 젖음성(wettability)과 낮은 연성을 가지며, 열화 특성으로 인해 솔더 접합부의 신뢰도를 저하시키는 문제가 있다. 특히 Sn-Ag 또는 Sn-Ag-Cu와 같은 솔더는 입자의 조대화로 인해 고온에서 낮은 신뢰도를 보인다.
즉, 고온에서 사용되는 솔더는 접합부 계면에서 금속간 화합물(IMC) 인 2차 상이 형성이 되며, 열화로 인한 금속간 화합물 성장과 Void의 형성은 마이크로 크랙(micro crack)을 발생시킬 수 있는 요인으로 작용하여, 크랙 확장과 아크 발생 등으로 인한 취성파괴의 형태를 보일 수 있다.
또한, 리플로우 공정시 솔더의 젖음성이 저하되고, 전극부 표면의 산화 진행으로 인해 솔더링 후 접합부에 Void가 다량 존재하게 되며, 높은 Void 분율은 솔더를 약화시키며, Void로 인해 솔더의 단면적이 작아지면서 열 이송 능력을 현저히 떨어뜨리는 문제가 있다. 또한, Void로 인해 접합 강도가 저하되고, 고온 사용 환경을 고려할 때, 사용시간이 길어짐에 따라 솔더 접합부의 기계적 특성이 저하되어 내구 수명을 저하시키는 원인으로 작용하게 되는 문제가 있다.
KR 10-1579885 B1 KR 10-2252979 B1
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 Thin Film RTD 센서 접합방법이 갖는 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, Thin Film RTD 센서를 세라믹 기판상에 저온에서 브레이징하여 다이렉트로 접합함으로써, 열화로 인한 금속간 화합물의 성장과 Void의 발생이 없고, 접합 강도가 우수하며, 감도가 우수한 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 열처리 공정의 단순화로 인하여 Thin Film RTD 센서 자체의 데미지를 축소시키고, 원가를 절감하는 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법은, 발열체 회로가 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 준비된 기판에 페이스트 상태의 용가재를 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 박막형 저항 온도 센서를 마운팅하는 단계와, 상기 센서가 마운팅된 기판을 브레이징로에 투입하여 600~700℃의 온도에서 브레이징함으로써, 상기 센서를 접합하는 단계를 포함하되, 상기 용가재는 은(Ag)이 베이스 성분인 것을 특징으로 한다.
상기 용가재는 고상선(solidus)이 550~610℃이고, 액상선(liquidus)이 600~630℃인 것을 특징으로 한다.
상기 용가재는 구리(Cu) 20~30wt%, 인듐(In) 10~30wt%, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 하프늄(Hf) 및 탄탈럼(Ta) 중 1종 이상의 것 1~5wt% 및 잔부의 은(Ag)으로 구성된 재료를 페이스트 형태로 제조한 것임을 특징으로 한다.
상기 브레이징은, 10-5Torr 이하의 고진공도에서 수행되며, 상기 브레이징로의 온도는 제1 내지 3단계로 조절하되, 제1단계는 3~5℃/min의 속도로 승온하여 150~250℃에서 10~30분간 유지하고, 제2단계는 5~10℃/min의 속도로 승온하여 500~600℃에서 10~30분간 유지하며, 제3단계는 3~5℃/min의 속도로 승온하여 600~700℃에서 10~30분간 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서를 접합하는 단계 후, 상기 센서가 접합된 기판을 냉각하는 단계를 더 포함하되, 상기 냉각은 상기 센서가 접합된 기판을 200℃까지 자연냉각하고, 이후 실온까지 질소 또는 아르곤 가스로 퍼지(purge) 냉각하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판에 페이스트 상태의 용가재를 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 박막형 저항 온도 센서를 마운팅하는 단계에서, 상기 기판에 페이스트 상태의 용가재를 와이어 클립을 접합할 지점에도 프린팅하고, 이에 와이어 클립을 마운팅하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법에 의하면, Thin Film RTD 센서의 접합 강도가 우수하고, 열화로 인한 금속간 화합물의 성장과 Void의 발생이 없어 고신뢰성을 갖는다는 장점이 있다. 또한, 공정의 단순화로 인하여 Thin Film RTD 센서의 데미지가 없어 감도가 우수하고, 제조 원가 역시 절감된다는 장점이 있다.
도 1은 종래 솔더링 타입에 의해 접합된 Thin Film RTD 센서의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 브레이징 타입에 의해 접합된 Thin Film RTD 센서의 모식도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 세라믹 히터용 와이어 클립의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 실시예 1의 단면 SEM 촬영 사진이다.
도 5는 본 발명에 의한 실시예 1의 단면 EDS 분석 결과이다.
도 6은 본 발명에 의한 실시예 1의 X-ray 비파괴 검사 결과를 나타낸 사진이다.
도 7은 솔더링 방식에 의해 솔더링된 Thin Film RTD 센서의 X-ray 비파괴 검사 결과를 나타낸 사진이다.
도 8은 본 발명에 의한 실시예 1의 전단강도 테스트 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 반도체용 세라믹 히터의 기본 구성은 종래와 동일하게, 세라믹 기판, 상기 세라믹 기판상에 인쇄되는 발열체 회로, 상기 발열체 회로에 접합되는 단자, 상기 세라믹 기판상에 접합되는 Thin Film RTD 센서 및 상기 발열체 회로상의 단자가 접합되는 부분을 제외한 나머지 부분에 형성되는 절연막으로 구성된다.
본 발명은 이러한 구성 중 상기 발열체 회로가 인쇄된 세라믹 기판에 Thin Film RTD 센서를 접합하는 방법에 특징이 있는 것으로, 이러한 접합 방법 외에는 종래 게시된 세라믹 히터의 제조방법에 의하는 것이므로, 이외 부분에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 의한 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법은, 도 2의 모식도에서와 같이, 발열체 회로가 형성된 기판을 준비하는 단계와, 상기 준비된 기판에 페이스트 상태의 용가재를 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 박막형 저항 온도 센서를 마운팅하는 단계와, 상기 센서가 마운팅된 기판을 브레이징로에 투입하여 600~700℃의 온도에서 브레이징함으로써, 상기 센서를 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이를 단계별로 상세히 설명한다.
발열체 회로가 형성된 기판을 준비하는 단계
먼저, 발열체 회로가 형성된 기판을 준비한다.
여기서, 상기 기판은 종래 일반적으로 사용되는 질화알루미늄(AlN) 기판을 의미하는바, 상기 질화알루미늄은 열전도율이 좋고 고절연성을 가지고 있어 가장 많이 사용된다.
그리고 상기 발열체 회로는 상기 기판상에 크게 두 가지 방법으로 형성할 수 있는바, Ni을 포함하는 화합물을 도금처리 후, 에칭하여 형성하거나, Ag 계열의 재료를 페이스트 형태로 하여 인쇄하는 것이다. 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이, 기판, 발열체 회로의 구성은 종래 기술에 따르는바, 그 방법을 제한하지 않는다.
아울러, 상기 발열체 회로상의 단자가 접합되지 않는 면에는 절연막이 형성되는바, 상기 절연막의 구성 및 그 형성방법 역시 종래 기술에 의하는 것이다. 또한, 필요에 따라 상기 발열체 회로를 추가 도금하거나 추가 표면 처리할 수도 있는 것으로, 이 역시 종래기술에 의하는 것이라면 제한하지 않는다.
다만, 최종 니켈 도금된 발열체 회로가 형성된 기판을 사용할 경우, 단자의 접합 강도가 조금 더 상승하나, 이의 사용은 제한하지 않는다.
상기 준비된 기판에 페이스트 상태의 용가재를 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 박막형 저항 온도 센서를 마운팅하는 단계
다음으로, 상기 준비된 기판에 페이스트 상태의 용가재를 Thin Film RTD 센서를 접합할 지점에 프린팅한다. 그리고 상기 프린팅된 용가재에 Thin Film RTD 센서를 마운팅한다. 이때, 상기 용가재의 프린팅 두께는 제한하지 않으며, 예시적으로 50~100㎛일 수 있다.
본 발명은 용가재를 페이스트 상태로 기판에 다이렉트로 프린팅하고, 이에 Thin Film RTD 센서를 마운팅하여 센서 패드의 사용 없이 저온 브레이징으로 접합한다는 데 가장 큰 특징이 있는 것인바, 이를 위해 상기 용가재로 은(Ag) 베이스의 용가재를 사용함으로써, 기판과 센서와의 접합 강도를 높이고, 저온 브레이징이 가능토록 하는 것이다. 즉, 상기 용가재로 은을 베이스로 하고, 이에 구리, 인듐 등의 활성금속을 배합하여, 고상선(solidus)이 550~610℃이고, 액상선(liquidus)이 600~630℃이 되도록 함으로써, 저온 브레이징이 가능토록 하는 것이다.
더욱 구체적으로 상기 용가재로는 구리(Cu) 20~30wt%, 인듐(In) 10~30wt%, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 하프늄(Hf) 및 탄탈럼(Ta) 중 1종 이상의 것 1~5wt% 및 잔부의 은(Ag)으로 구성된 재료를 사용하는 것인바, 이에 용매 및 결합제를 혼합하여 페이스트 형태로 제조한 것을 사용하는 것이다. 상기 용가재의 재료에 용매 및 결합제를 혼합하여 페이스트 형태로 제조하는 기술은 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 방법에 의하는 것이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에서 상기 용가재로 은을 베이스로 하는 이유는, 상기 발열체 회로에 형성되는 절연막은 800~850℃ 정도의 열처리를 통해 형성되므로, 열에 의한 데미지, 예시적으로 열선의 저항 변화, 절연막 손상을 최소화하기 위하여 저온에서 브레이징해야하기 때문이다. 또한, 은과 구리 등은 중앙부에 편석하여 연질층을 형성함으로써, 응력완화 효과를 가지므로, 접합 강도의 향상에 기여하며, 융점이 높아 IMC 층의 변형이나 성장이 없고, 인듐은 브레이징 온도를 낮춰주며, 티타늄, 지르코늄, 니오븀, 하프늄, 탄탈럼 등은 금속간 친화력 및 세라믹과의 접합성이 우수한 금속으로, 접합 강도를 현저히 개선해 주기 때문에 사용된다. 이때, 상기한 용가재 재료의 성분비가 상기한 범위를 벗어날 경우 브레이징 온도가 높아져 센서가 파손되고, 오류가 발생하며, 접합 강도가 낮아지는 등의 문제가 있으므로, 상기한 범위 내에서 사용함이 바람직하다.
그리고 상기 Thin Film RTD 센서는 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 것이라면 어떠한 것이라도 사용 가능하다.
상기 센서가 마운팅된 기판을 브레이징로에 투입하여 600~700℃의 온도에서 브레이징함으로써, 상기 센서를 접합하는 단계
다음으로, 상기 센서가 마운팅된 기판을 브레이징로에 투입하고, 600~700℃의 온도에서 브레이징함으로써, 상기 센서를 기판에 접합한다.
앞서 설명한 바와 같이, 브레이징 온도를 800℃ 이상으로 하게 되면 발열체 회로의 저항값이 변화하거나, 절연막의 손상을 야기시킨다. 즉, 상기 발열체 회로와 절연막의 데미지를 최소화하려면, 상기 발열체 회로와 절연막의 열처리 온도 이하, 즉 800℃ 미만의 온도에서 브레이징을 실시해야 한다. 따라서, 본 발명은 은 베이스의 용가재를 이용하여 600~700℃의 비교적 저온에서 브레이징하여 센서를 접합함으로써, 접합 강도는 개선하면서도, 주변부의 손상을 야기시키지 않도록 하는 것이다.
가장 바람직하게 상기 브레이징은 브레이징로를 승온하면서 세 구간에 걸쳐 유지시간을 두는 것이다. 구체적으로, 상기 브레이징로의 온도는 제1 내지 3단계로 조절하되, 3~5℃/min의 속도로 승온하여 150~250℃에서 10~30분간 유지하는 제1단계와, 5~10℃/min의 속도로 승온하여 500~600℃에서 10~30분간 유지하는 제2단계와, 3~5℃/min의 속도로 승온하여 600~700℃에서 10~30분간 유지하는 제3단계로 조절한다.
상기 제1단계는 용가재에서 발생되는 유기용제와 유기물을 기화시켜 제거하기 위한 구간이며, 제2단계는 브레이징로 내 투입된 제품의 열전대(제품 자체가 브레이징 설정 온도까지 도달하는)를 형성하고, 안정화시키는 구간이고, 제3단계는 용가재를 용융시켜 센서를 접합 고정하는 구간으로, 제1단계 및 제2단계 없이 제3단계로 바로 진입할 경우 유기용제 및 유기물의 제거가 충분하지 않아 유기가스에 의해 금속 소재가 일부 산화되며, 열전대가 온전히 형성되지 않아 센서의 접합 강도가 저하되는 등의 단점이 있다.
또한, 상기 브레이징은 10-5Torr 이하, 예시적으로 10-9~10-5Torr의 고진공도에서 수행됨이 바람직한바, 이는 금속의 산화를 방지하기 위함이다.
상기와 같이 브레이징을 통해 센서를 접합한 후, 상기 센서가 접합된 기판을 냉각하는 단계를 더 포함한다.
상기 냉각은 세라믹과 금속간 열팽창 계수의 차이로 급랭은 지양하며, 200℃까지는 자연냉각하고, 이후 실온까지는 질소 또는 아르곤 가스로 퍼지(purge) 냉각하는 것이 바람직하나, 이를 제한하는 것은 아니다.
상기와 같은 본 발명의 접합방법에 의하면, 센서의 접합 강도가 우수한 것은 물론, 주변부의 손상이 없고, Void의 발생이 없으며, 센서 패드를 사용하지 않으며, 열처리 공정의 단순화로 인하여 원가를 절감할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 상기 기판에 페이스트 상태의 용가재를 Thin Film RTD 센서를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 Thin Film RTD 센서를 마운팅하는 단계에서, 상기 기판에 페이스트 상태의 용가재를 와이어 클립(1)을 접합할 지점에도 프린팅하고, 이에 와이어 클립을 마운팅함으로써, 와어이 클립(1) 역시 동시에 브레이징 할 수 있다.
상기 와이어 클립(1)은 세라믹 히터용 와이어를 고정하기 위하여 사용되는 것으로, 도 3과 같이, 상기 기판에 고정되는 정착구(10) 및 정착구(10)에 의해 기판에 정착되며 세라믹 히터용 와이어를 고정하는 고정수단(22a)이 형성된 고정부(20)를 포함할 수 있다.
이러한 와이어 클립(1)으로는 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 다양한 것을 사용할 수 있는바, 예시적으로 대한민국 등록특허 제10-2265323호 등에 게시된 와이어 클립(1)을 적용할 수 있으나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니며, 기타 공지된 와이어 클립(1) 중 어떠한 것이라도 적용 가능함은 당연하다.
다만, 본 발명은 솔더링 방식이 아닌 상기 와이어 클립(1) 역시 용가재를 이용하여 저온 브레이징 방식으로 접합하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 Thin Film RTD 센서를 위해 용가재를 프린팅할 시, 상기 와이어 클립(1)을 위해서도 용가재를 프린팅하고, 이에 와이어 클립(1)을 마운팅하여 동시에 저온 브레이징하여 접합함으로써, 그 제조공정을 단순화하는 것이다.
또한, 앞선 종래기술과 같이 기판에 상기 정착구(10)가 수용되는 포켓을 매립하고, 이에 페이스트 상태의 용가재를 프린팅한 후, 와이어 클립(1)을 삽입하여 브레이징할 수도 있는 것으로, 그 실시를 제한하지 않는다.
본 발명에 의하면, 센서, 와이어 클립 등을 동시에 브레이징하여 접합할 수 있으며, 동일한 용가재를 사용하여 접합할 수 있음으로써, 그 제조공정을 단순화하고, 제조비용을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
(실시예 1)
하기와 같은 베이스 기판, 센서 및 용가재를 준비하고, 기판에 용가재를 프린팅한 후, 센서를 마운팅하고, 하기의 브레이징 조건으로 브레이징하였다. 그리고 실온에서 200℃까지 냉각하고, 실온까지는 Ar 가스로 퍼지 냉각하였다.
베이스 기판: AlN plate
센서 : Thin Film RTD 센서
용가재: Ag 54wt%, Cu 25wt%, In 20wt%, Ti 0.2wt%, Zr 0.2wt%, Nb 2wt%, Hf 2wt%, Ta 2wt% : paste type
브레이징 조건: 200℃(20 min)-> 550℃(20 min)->660℃(20 min), 10-6 Torr
(시험예 1)
제품의 Void의 형성 확인을 위하여 SEM 사진 촬영 및 EDS 분석을 진행하고, X-ray 비파괴 검사를 진행하였으며, 그 결과를 도 4 내지 6에 나타내었다.
도 4는 실시예 1의 단면 SEM 촬영 사진이고, 도 5는 실시예 1의 단면 EDS 분석 결과로, 용가재의 침투 및 IMC 층의 형성이 고루 잘 되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
도 6은 실시예 1의 X-ray 비파괴 검사 결과를 나타낸 사진으로, Void의 발생이 전혀 없음을 확인할 수 있었다. 도 7은 대조군으로서, 솔더링에 의해 솔더링된 Thin Film RTD 센서의 X-ray 비파괴 검사 결과를 나타낸 사진으로, 다수의 Void가 발생되었음을 확인할 수 있었다.
(시험예 2)
제품의 전단강도를 테스트하였다. 전단강도의 테스트는 Shear speed : 200㎛/s , Shear height : 1,000㎛의 조건에서 실시하였다. 그 결과는 도 8에 나타내었다.
도 8에서와 같이, Shear Strength는 80kgf~120kgf 이상(Soldering 의 경우 Shear Strength : 20~30kgf 수준)에서 세라믹 기판 모재가 파단됨을 확인할 수 있었다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : AlN 히터용 와이어 클립 10 : 정착구
20 : 고정부 22a : 고정수단

Claims (6)

  1. 발열체 회로가 형성된 기판을 준비하는 단계와,
    상기 준비된 기판에 페이스트 상태의 용가재를 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 박막형 저항 온도 센서를 마운팅하는 단계와,
    상기 센서가 마운팅된 기판을 브레이징로에 투입하여 600~700℃의 온도에서 브레이징함으로써, 상기 센서를 접합하는 단계를 포함하되,
    상기 용가재는 구리(Cu) 20~30wt%, 인듐(In) 10~30wt%, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 하프늄(Hf) 및 탄탈럼(Ta) 중 1종 이상의 것 1~5wt% 및 잔부의 은(Ag)으로 구성된 재료를 페이스트 형태로 제조한 것이고,
    상기 용가재는 고상선(solidus)이 550~610℃이고, 액상선(liquidus)이 600~630℃인 것을 특징으로 하는 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 브레이징은,
    10-5Torr 이하의 고진공도에서 수행되며,
    상기 브레이징로의 온도는 제1 내지 3단계로 조절하되,
    제1단계는 3~5℃/min의 속도로 승온하여 150~250℃에서 10~30분간 유지하고,
    제2단계는 5~10℃/min의 속도로 승온하여 500~600℃에서 10~30분간 유지하며,
    제3단계는 3~5℃/min의 속도로 승온하여 600~700℃에서 10~30분간 유지하는 것을 특징으로 하는 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서를 접합하는 단계 후,
    상기 센서가 접합된 기판을 냉각하는 단계를 더 포함하되, 상기 냉각은 상기 센서가 접합된 기판을 200℃까지 자연냉각하고, 이후 실온까지 질소 또는 아르곤 가스로 퍼지(purge) 냉각하는 것을 특징으로 하는 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 페이스트 상태의 용가재를 박막형 저항 온도 센서(Thin Film RTD 센서)를 접합할 지점에 프린팅하고, 이에 박막형 저항 온도 센서를 마운팅하는 단계에서,
    상기 기판에 페이스트 상태의 용가재를 와이어 클립을 접합할 지점에도 프린팅하고, 이에 와이어 클립을 마운팅하는 것을 특징으로 하는 반도체용 세라믹 기판 히터의 박막형 저항 온도 센서 접합방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR0138444B1 (en) * 1995-11-27 1998-04-25 Daewoo Heavy Ind Co Ltd Brazing alloys of bonding ceramics to metals
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