KR20000050864A - Low temperature cofired ceramic on metal module - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A low temperature cofired ceramic-on-metal(LTCC-M) module coupled to a flat-plate type insulator is provided to eliminate a short problem on a side and a bottom of the LTCC-M. CONSTITUTION: A low temperature cofired ceramic-on-metal(LTCC-M) module coupled to a flat-plate type insulator comprises a metal substrate(10), a ceramic stack(20), an electrode(40), a flat-plate type insulator(50), a lead frame fixing element(55) and a clip type lead frame(60). The ceramic stack is stacked on the metal substrate. The electrode is formed at a side on the ceramic stack. The flat-plate type insulator has a portion adhered by adhesive to a position corresponding to the electrode on the bottom of the metal substrate. The lead frame fixing element is printed at a position corresponding to the electrode on the bottom of the flat-plate type insulator. The clip type lead frame is fixed by dipping after contacting the electrode and lead frame fixing element.

Description

평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈{LOW TEMPERATURE COFIRED CERAMIC ON METAL MODULE}LOW TEMPERATURE COFIRED CERAMIC ON METAL MODULE}

본 발명은 저온소결기판 모듈에 관한 것으로서, 특히 금속 서브스트레이트에 세라믹을 적층하여 저온에서 동시에 소성시키는 저온 소결기판(Low Temperature Cofired Ceramic on Metal, 이하 LTCC-M이라 한다) 모듈 제작공정에서 평판형 절연체를 이용하여 클립형 리드 프레임과 금속 서브스트레이트 사이가 이격되도록 함으로써 동작의 안정성을 보장하고 제작공정 및 비용을 줄인 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low temperature sintered substrate module, and in particular, a low temperature sintered substrate (Low Temperature Cofired Ceramic on Metal, hereinafter referred to as LTCC-M) that laminates ceramic on a metal substrate and simultaneously bakes at low temperature. The present invention relates to a low-temperature sintered substrate module in which a plate-type insulator is coupled to a space between a clip-type lead frame and a metal substrate to ensure operation stability and to reduce manufacturing processes and costs.

회로를 이용한 전자제품이 상용화 및 대중화 경향을 띄게 된 것은 복잡한 회로를 부피를 적게 차지하는 기판으로 대치하게 되면서부터라 해도 과언이 아니다. 기판형태의 회로를 필요에 따라 주장치와 탈착 및 부착이 용이한 모듈의 형태로 제작하기 위해서는 사용하게 된 것이 리드 프레임이다. 상기 리드 프레임은 기판의 형태에 따라 다양한 형태로 변경 및 발전되고 있다. 반도체 디바이스의 진보에 따라 고집적화, 고밀도화, 고성능화, 및 고신뢰도화가 요구되고 있다. 그 결과로서 저가격화를 달성하는 것이 반도체 디바이스의 목표가 되고 있으며 이를 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 이러한 저가격화 요구에 부응하기 위하여 공정수의 감소 및 저비용이며 실시용이한 공정개발의 일환으로 클립형 리드 프레임을 부착한 LTCC-M 모듈이 고안되었다. 그런데, 상기 리드 프레임이 부착되는 기판의 재료가 전기적으로 절연성 재료인 경우에는 큰 문제가 되지 않지만, 전기적으로 도전성 재료인 경우에는 쇼트를 일으킬 수 있는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 종래에 제안된 클립형 리드 프레임이 부착된 저온소결기판 모듈을 아래에서 설명한다.It is no exaggeration to say that electronic products using circuits tend to be commercialized and popularized by replacing complex circuits with less-volume substrates. The lead frame is used to fabricate a circuit in the form of a substrate in the form of a module that is easily removable and attached to the main device as needed. The lead frame is changed and developed in various forms according to the shape of the substrate. As semiconductor devices advance, high integration, high density, high performance, and high reliability are required. As a result, achieving low cost has become a goal of semiconductor devices, and various studies have been conducted for this purpose. In order to meet these low price requirements, LTCC-M module with clip-type lead frame was devised as a part of process reduction and low cost and easy process development. By the way, when the material of the substrate to which the lead frame is attached is an electrically insulating material, it is not a big problem, but in the case of an electrically conductive material, there is a disadvantage that may cause a short. In order to overcome this disadvantage, a low temperature sintered substrate module with a clip-type lead frame proposed in the related art will be described below.

도 1은 클립형 리드 프레임이 부착된 종래의 저온소결기판 모듈의 제작공정을 나타낸 순서도이고, 및 도 2의 (가) 내지 (사)는 도 1에 도시된 공정에 따라 클립형 리드 프레임이 부착된 종래의 저온소결기판 모듈의 종단면들을 도시한 도이다.1 is a flow chart showing a manufacturing process of a conventional low temperature sintered substrate module with a clip-type lead frame, and Figure 2 (a) to (g) is a conventional clip-type lead frame is attached according to the process shown in FIG. Figure 11 shows longitudinal sections of a low temperature sintered substrate module.

도 1에서, 참조번호 101은 상기 LTCC-M 소자의 금속 서브스트레이트 저면에 유전체를 프린팅하는 단계를 나타낸다. 상기 유전체는 전압 유무에 따라 전기적 특성이 정해지는 물질로써 폴리머 계열이다. 상기 유전체 프린팅 단계(101)가 완료되면, 상기 프린팅된 유전체를 약 95도 정도의 온도에서 10분 정도 건조시키는 제 1 건조단계(102)를 수행한다. 상기 제 1 건조단계(102)가 완료되면 상기 유전체는 약 200℃에서 2시간 가열되는 제 1 화이어링 단계(103)를 거친다. 상기 제 1 화이어링 단계(103)가 완료되면, 전극 프린팅단계(104)가 수행된다. 상기 전극 프린팅 단계(104)는 상기 유전체상의 소정 위치에 전극을 프린팅하는 것이다. 상기 전극 프린팅 단계(104)가 완료되면 약 95도 정도의 온도에서 약 10분간 건조시키는 제 2 건조단계(105)가 수행된다. 상기 제 2 건조단계(105)가 완료되면, 상기 LTCC-M 소자에 프린팅된 전극을 굽는 제 2 화이어링 단계(106)가 수행된다. 상기 제 2 화이어링 단계(106)는 상기 LTCC-M 소자와 프린팅된 전극을 안정되게 결합시키기 위한 것이다. 상기 제 2 화이어링 단계(106)가 완료되면, 클립형 리드 프레임과 전극을 결합하는 리드 프레임 결합단계(107)가 수행된다. 이 때 사용되는 클립형 리드 프레임은 상기 LTCC-M 소자의 측면과 접촉되는 위치에 폴리머 계열물질을 도포하여 형성한 절연부를 가진다. 따라서, 상기 LTCC-M 소자의 측면과 상기 리드 프레임 사이에는 상기 절연부가 개재되고 상기 리드 프레임은 상기 전극들과 접촉 고정된다. 상기 리드 프레임 결합 단계(107)가 완료되면, 상기 전극과 상기 클립형 리드 프레임의 접속을 고정하기 위한 딥핑단계(108)가 수행된다. 상기 딥핑단계(108)는 상기 클립형 리드 프레임이 결합된 LTCC-M 소자를 약 230도 내지 약 260도 정도의 납조에 3 내지 5초간 담구었다가 꺼내는 과정으로써 균일한 접속과 접착강도를 보장하기 위한 것이다.In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a step of printing a dielectric on the bottom of a metal substrate of the LTCC-M device. The dielectric is a polymer-based material whose electrical properties are determined depending on the presence or absence of voltage. When the dielectric printing step 101 is completed, a first drying step 102 is performed to dry the printed dielectric material at a temperature of about 95 degrees for about 10 minutes. When the first drying step 102 is completed, the dielectric is subjected to a first firing step 103 which is heated at about 200 ° C. for 2 hours. When the first firing step 103 is completed, the electrode printing step 104 is performed. The electrode printing step 104 is to print an electrode at a predetermined position on the dielectric. When the electrode printing step 104 is completed, a second drying step 105 for drying for about 10 minutes at a temperature of about 95 degrees is performed. When the second drying step 105 is completed, a second firing step 106 of baking the electrode printed on the LTCC-M device is performed. The second firing step 106 is for stably coupling the LTCC-M device and the printed electrode. When the second firing step 106 is completed, a lead frame joining step 107 for joining the clip type lead frame and the electrode is performed. The clip-type lead frame used at this time has an insulating portion formed by coating a polymer-based material at a position in contact with the side of the LTCC-M device. Therefore, the insulating part is interposed between the side of the LTCC-M device and the lead frame, and the lead frame is fixed in contact with the electrodes. When the lead frame joining step 107 is completed, a dipping step 108 for fixing the connection between the electrode and the clip-type lead frame is performed. The dipping step 108 is to immerse and remove the LTCC-M device coupled to the clip-type lead frame in a tub of about 230 degrees to about 260 degrees for 3 to 5 seconds to ensure uniform connection and adhesive strength will be.

도 2의 (가)는 다수의 회로들이 내장된 LTCC-M 소자의 종단면을 도시한 것이다. 참조번호 1은 상기 LTCC-M 소자의 금속 서브스트레이트를 나타낸다. 상기 금속서브스트레이트(1) 상에 다단의 회로들이 내장된 세라믹 적층부(2)가 적층되어 있다. 상기 금속 서브스트레이트(1)와 세라믹 적층부(2)는 코바(kovar)에 의해 봉합된다. 도 2의 (나)는 전압이 걸렸을 때 전류를 흘리지 않는 유전체(3)가 상기 LTCC-M 소자의 금속부(1) 저면에 프린팅된 상태를 도시한다. 즉, 도 1에 도시된 상기 유전체 프린팅 단계(101)가 완료된 상태의 LTCC-M 소자의 종단면을 나타낸 것이다. 도 2 의 (다)는 상기 프린팅된 유전체(3)가 고온의 열처리에 의해 상기 금속 서브스트레이트(1)에 안정된 상태를 도시한다. 즉, 도 1의 상기 제 1 건조단계(102) 및 제 1 화이어링 단계(103)가 완료된 상태의 LTCC-M소자의 종단면을 도시한 것이다. 도 2의 (라)는 상기 LTCC-M 소자 내에 내장된 회로들이 동작할 수 있도록 회로가 연결된 전극(4)이 프린팅된 상태를 도시한다. 즉, 도 1의 전극 프린팅 단계(104)가 완료된 후의 LTCC-M 소자의 종단면을 도시한 것이다. 상기 프린팅된 전극(4)은 도 1의 상기 제 2 건조단계(105) 및 제 2 화이어링 단계(106)와 같은 고온처리에 의해 도 2의 (마)에 도시된 바와 같이 LTCC-M 소자에 안정적으로 결합된다. 도 2의 (바)는 클립형 리드 프레임(5)을 도시하고 있다. 상기 클립형 리드 프레임(5)은 상기 LTCC-M 소자의 측면과 접촉되는 부분에 쇼트를 방지하기 위한 절연체(6)가 입혀져 있다. 상기 클립형 리드 프레임(5)은 탄성을 가지며 도전체이다. 도 1의 상기 리드 프레임 결합단계(107)는, 도 2의 (바)에 도시한 바와 같이, 상기 클립형 리드 프레임(5)을 도시된 화살표 방향으로 밀어넣어 끼워줌으로써 수행된다. 도 2의 (사)는 상기 클립형 리드 프레임(5)과 전극들이 접촉된 상태에서 상기 LTCC-M 소자를 납조에 넣어 딥핑시킨 후의 클립형 리드 프레임이 결합된 LTCC-M 모듈의 종단면을 도시한 것이다.2A illustrates a longitudinal section of an LTCC-M device in which a plurality of circuits are embedded. Reference numeral 1 denotes a metal substrate of the LTCC-M device. On the metal substrate 1 is laminated a ceramic laminate 2 having multiple circuits therein. The metal substrate 1 and the ceramic laminate 2 are sealed by a koba. FIG. 2B shows a state in which a dielectric 3 that does not flow when a voltage is applied is printed on the bottom surface of the metal part 1 of the LTCC-M device. That is, the longitudinal cross-sectional view of the LTCC-M device in the dielectric printing step 101 shown in Figure 1 is completed. 2 (c) shows a state in which the printed dielectric material 3 is stable to the metal substrate 1 by high temperature heat treatment. That is, the longitudinal cross-sectional view of the LTCC-M device in the state in which the first drying step 102 and the first firing step 103 of FIG. 1 are completed is shown. 2 (d) shows a state in which an electrode 4 connected to a circuit is printed so that circuits embedded in the LTCC-M device can operate. That is, the longitudinal cross-section of the LTCC-M device after the electrode printing step 104 of FIG. 1 is completed is shown. The printed electrode 4 is applied to the LTCC-M device as shown in FIG. 2E by high temperature treatment such as the second drying step 105 and the second firing step 106 of FIG. 1. It is reliably combined. 2 (bar) shows a clip-shaped lead frame 5. The clip-shaped lead frame 5 is coated with an insulator 6 for preventing a short at a portion in contact with the side surface of the LTCC-M element. The clipped lead frame 5 is elastic and is a conductor. The lead frame joining step 107 of FIG. 1 is performed by pushing the clip-shaped lead frame 5 in the direction of the arrow shown in FIG. 2 (bar). 2 (g) shows a longitudinal section of the LTCC-M module to which the clip type lead frame is coupled after the LTCC-M element is placed in a lead bath while the clip type lead frame 5 and the electrodes are in contact with each other.

그러나, 상기와 같은 클립형 리드 프레임이 결합된 LTCC-M 모듈은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the LTCC-M module to which the clip type lead frame is coupled has the following problems.

첫째, 상기 딥핑단계에서 약 230도 내지 260도의 납조에 상기 클립형 리드 프레임이 결합된 LTCC-M 소자를 담그므로, 상기 폴리머 계열의 물질인 클립형 리드 프레임의 절연부가 녹는다. 따라서, 상기 금속 서브스트레이트와 상기 클립형 리드 프레임이 쇼트되는 측면쇼트 현상이 일어나고 이로인해 상기 LTCC-M 모듈이 오동작할 수 있다.First, in the dipping step, the LTCC-M device in which the clip type lead frame is coupled is immersed in a lead bath of about 230 degrees to 260 degrees, and the insulating portion of the clip type lead frame, which is the polymer material, is melted. Accordingly, a side short phenomenon occurs in which the metal substrate and the clip-type lead frame are shorted, thereby causing the LTCC-M module to malfunction.

둘째, 상기 딥핑단계에서 약 230도 내지 260도의 납조에 상기 클립형 리드 프레임이 결합된 LTCC-M 소자를 담그므로, 상기 폴리머 계열의 물질인 유전체가 녹는다. 따라서, 브레이크 다운 전압으로 인해 상기 금속 서브스트레이트의 저면쇼트 현상이 일어나고 이로인해 LTCC-M 모듈이 오동작할 수 있다.Second, in the dipping step, the LTCC-M device in which the clip type lead frame is coupled is immersed in a lead bath of about 230 degrees to 260 degrees, so that the dielectric material of the polymer material melts. Therefore, the bottom short phenomenon of the metal substrate may occur due to the breakdown voltage, which may cause the LTCC-M module to malfunction.

셋째, 종래의 저온소결기판모듈은 유전체 및 전극 프린팅 단계 이후에 각각 건조 및 화이어링 단계를 거쳐 제작된다. 이 단계들은 각각 95도 및 750도 정도의 고온에서 수행되는 것으로 이러한 공정환경을 만들기 위하여 시간 및 비용 소요가 많다. 따라서, 칩 제조비용이 상당히 증가된다.Third, the conventional low temperature sintered substrate module is manufactured through a drying and firing step after the dielectric and electrode printing step, respectively. These steps are performed at high temperatures of 95 degrees and 750 degrees, respectively, which is time consuming and costly to create such a process environment. Thus, the chip manufacturing cost is significantly increased.

넷째, 상기 클립형 리드 프레임에 절연부를 만들기 위한 별도의 처리단계가 필요하다.Fourth, a separate processing step for making an insulation part in the clip-type lead frame is required.

다섯째, 종래의 저온소결기판 모듈은 딥핑에 의하여 상기 클립형 리드 프레임이 상기 금속 서브스트레이트에 일점고정되므로 잦은 삽입 및 착탈시 충분한 결합강도를 얻을 수 없다.Fifth, in the conventional low temperature sintered substrate module, since the clip type lead frame is fixed to the metal substrate by one point, sufficient bonding strength cannot be obtained during frequent insertion and detachment.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 첫 번째 목적은 LTCC-M 측면 쇼트 문제를 해결할 수 있는 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판모듈을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, the first object of the present invention is to provide a low-temperature sintered substrate module is coupled to the plate type insulator that can solve the LTCC-M side short problem.

본 발명의 두 번째 목적은 LTCC-M 저면 쇼트문제를 해결할 수 있는 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판모듈을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a low temperature sintered substrate module incorporating a flat plate insulator that can solve the LTCC-M bottom shot problem.

본 발명의 세 번째 목적은 저온소결기판모듈의 제작공정을 감소시킨 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판모듈을 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide a low temperature sintered substrate module incorporating a flat plate insulator which reduces the manufacturing process of the low temperature sintered substrate module.

본 발명의 네 번째 목적은 저온소결기판모듈의 제작공정중 시간 및 비용이 많이 드는 공정의 공정환경을 개선함으로써 제조비용을 감소시킨 저온소결기판모듈을 제공하는 것이다.A fourth object of the present invention is to provide a low temperature sintered substrate module which reduces manufacturing cost by improving the process environment of a time and costly process during the manufacturing process of a low temperature sintered substrate module.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따라 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈은 금속 서브스트레이트; 상기 금속 서브스트레이트 상에 적층된 세라믹 적층부; 상기 세라믹 적층부 상면 일측에 형성된 전극; 상기 금속 서브스트레이트의 하면 상기 전극과 대응되는 위치에 접착제를 이용하여 접착되는 부분을 가지는 평판형 절연체; 상기 평판형 절연체의 하면상의 상기 전극과 대응되는 위치에 프린팅된 리드프레임 고정부; 및 상기 전극 및 상기 리드프레임 고정부와 접촉되어 딥핑됨으로써 고정되는 클립형 리드 프레임으로 구성된다. 상기 평판형 절연체는 상기 금속 서브스트레이트로부터 소정길이 돌출된 상태로 접착된다. 상기 평판형 절연체는 그린쉬트이다.In order to achieve the above object, according to the present invention, a low temperature sintered substrate module having a flat plate type insulator is coupled to a metal substrate; A ceramic laminate stacked on the metal substrate; An electrode formed on one side of an upper surface of the ceramic laminate; A flat plate insulator having a portion bonded to the bottom surface of the metal substrate by using an adhesive at a position corresponding to the electrode; A lead frame fixing part printed at a position corresponding to the electrode on the bottom surface of the flat plate insulator; And a clip type lead frame which is fixed by being in contact with the electrode and the lead frame fixing part. The planar insulator is bonded in a state where a predetermined length protrudes from the metal substrate. The flat plate insulator is a green sheet.

도 1은 클립형 리드 프레임이 부착된 종래의 저온소결기판 모듈의 제작공정을 나타낸 순서도이고,1 is a flow chart showing a manufacturing process of a conventional low temperature sintered substrate module with a clip-type lead frame,

도 2의 (가) 내지 (사)는 도 1에 도시된 공정에 따라 클립형 리드 프레임이 부착된 종래의 저온소결기판 모듈의 종단면들을 도시한 도이고,Figure 2 (a) to (g) is a view showing the longitudinal section of the conventional low-temperature sintered substrate module with a clip-type lead frame attached to the process shown in Figure 1,

도 3은 본 발명에 따른 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈의 제작공정을 나타낸 순서도이고, 및Figure 3 is a flow chart showing the manufacturing process of the low-temperature sintered substrate module coupled to the insulator according to the present invention, and

도 4의 (a) 내지 (f)는 도 3에 도시된 공정에 따라 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈의 종단면들을 도시한 도이다.4A to 4F are longitudinal cross-sectional views of a low temperature sintered substrate module to which a flat plate insulator is coupled according to the process illustrated in FIG. 3.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 금속 서브스트레이트 20 : 세라믹 적층부10: metal substrate 20: ceramic laminate

30 : 접착제 40 : 전극30 adhesive 40 electrode

50 : 평판형 절연체 55 : 리드프레임 고정부50: flat insulator 55: lead frame fixing part

60 : 클립형 리드 프레임60: clip type lead frame

이하, 본 발명에 따른 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판모듈을 첨부된 도 3 및 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈의 제작공정을 나타낸 순서도이고, 및도 4의 (a) 내지 (f)는 도 3에 도시된 공정에 따라 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈의 종단면들을 도시한 도이다.Hereinafter, the low-temperature sintered substrate module coupled to the insulator according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. Figure 3 is a flow chart showing the manufacturing process of the low-temperature sintered substrate module coupled to the insulator according to the present invention, and (a) to (f) of Figure 4 is coupled to the insulator in accordance with the process shown in FIG. Figure 8 shows the longitudinal section of the low temperature sintered substrate module.

도 3에서, 참조번호 310은 상기 LTCC-M 소자의 금속 서브스트레이트 저면에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계를 나타낸다. 상기 접착제는 무기물 접착제이다. 상기 무기물 접착제는 120도 정도의 온도에서 30분 가열시 완전경화되는 물질이며, 120도 이상의 온도에서 가열하더라도 녹지 않는다. 본 발명에서는 상기 무기물 접착제로서 세라믹 본드를 사용하였다. 상기 접착제 도포단계(310)가 완료되면 상기 도포된 무기물 접착제 위에 리드프레임 고정부가 프린팅되어 있는 평판형 절연체를 부착하는 절연체 부착단계(320)가 수행된다. 상기 절연체 부착단계(320)에서 상기 평판형 절연체의 일부는 상기 LTCC-M 소자로부터 소정길이 돌출되어 상기 무기물 접착제에 의해 가고정(假固定)된다. 상기 평판형 절연체는 250도 이상의 고온에서도 녹지 않는 물질이다. 본 발명에서는 상기 절연체로서 그린 쉬트를 사용하였다. 상기 무기물 접착제는 접착강도를 얻기 위하여 약 70도에서 30분 정도 건조하여 가경화시켜야 한다. 상기와 같은 건조단계가 참조번호 330으로 표시되어 있다. 다음으로, 상기 평판형 절연체에 프린트된 리드프레임 고정부와 LTCC-M 소자의 전극에 클립형 리드 프레임을 접촉시켜 결합시키는 리드 프레임 결합단계(340)가 수행된다. 상기 프레임 결합단계(340)에서 상기 평판형 절연체가 상기 LTCC-M 소자의 측면으로부터 소정거리만큼 돌출되어 있으므로 상기 클립형 리드 프레임은 상기 LTCC-M 소자와 상기 평판형 절연체가 돌출된 거리만큼 이격되어 결합된다. 상기 리드 프레임 결합단계(340)가 완료되면 상기 클립형 리드 프레임이 결합된 LTCC-M 소자를 납조에 담구어 상기 프린팅된 전극 및 상기 리드프레임 고정부와 상기 클립형 리드 프레임을 두 점에서 고정결합시키기 위한 딥핑단계(350)가 수행된다. 상기 딥핑단계(350)는 230 내지 260도의 온도에서 5초간 수행되므로 상기 무기물 접착제는 완전히 경화된다. 또한, 상기 평판형 절연체는 그린쉬트이므로 250도 이상의 온도에도 녹지않고, 상기 무기물 접착제의 경화에 따라 상기 LTCC-M 소자와 상기 클립형 리드 프레임 사이에 개재되어 측면 및 저면 쇼트를 방지할 수 있다.In FIG. 3, reference numeral 310 denotes an adhesive application step of applying an adhesive to the bottom of the metal substrate of the LTCC-M device. The adhesive is an inorganic adhesive. The inorganic adhesive is a material that is completely cured when heated for 30 minutes at a temperature of about 120 degrees, and does not melt even when heated at a temperature of 120 degrees or more. In the present invention, a ceramic bond was used as the inorganic adhesive. When the adhesive application step 310 is completed, an insulator attachment step 320 for attaching a flat insulator on which the lead frame fixing part is printed is applied on the applied inorganic adhesive. In the insulator attaching step 320, a portion of the flat plate insulator protrudes a predetermined length from the LTCC-M element and is temporarily fixed by the inorganic adhesive. The flat plate insulator is a material that does not melt even at a high temperature of 250 degrees or more. In the present invention, a green sheet is used as the insulator. The inorganic adhesive should be temporarily cured by drying at about 70 degrees for 30 minutes to obtain adhesive strength. Such a drying step is indicated by reference numeral 330. Next, a lead frame coupling step 340 is performed in which the lead frame fixing part printed on the flat plate insulator and the clip type lead frame are brought into contact with the electrodes of the LTCC-M device. In the frame coupling step 340, the flat plate insulator protrudes from the side surface of the LTCC-M element by a predetermined distance, and the clip type lead frame is spaced apart by the distance protruding from the LTCC-M element and the plate insulator. do. When the lead frame joining step 340 is completed, the LTCC-M device to which the clip-type lead frame is coupled is dipped in a lead bath to fix the printed electrode, the lead frame fixing part, and the clip-type lead frame at two points. The dipping step 350 is performed. Since the dipping step 350 is performed for 5 seconds at a temperature of 230 to 260 degrees, the inorganic adhesive is completely cured. In addition, since the flat sheet insulator is a green sheet, it does not melt at a temperature of 250 degrees or more, and is interposed between the LTCC-M element and the clip type lead frame according to the curing of the inorganic adhesive to prevent side and bottom shorts.

도 4의 (a)는 다수의 회로들이 내장된 저온소결기판 모듈의 종단면을 도시한 것이다. 도 4의 (a)에서 참조번호 10은 상기 LTCC-M 소자의 금속 서브스트레이트를 나타낸다. 상기 금속 서브스트레이트(10) 상에 다단의 회로들이 내장된 세라믹 적층부(20)가 적층되어 있다. 상기 금속 서브스트레이트(10)와 세라믹 적층부(20)는 코바에 의해 봉합된다. 상기 코바는 금속과 유리 및 세라믹과의 봉합 부분에 사용되는 철, 니켈 코발트 합금이다. 도 4의 (b)는 상기 접착제 도포 단계(310)를 거친 LTCC-M 소자의 종단면을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 접착제(30)는 상기 금속 서브스트레이트(10) 하면 일부를 커버하도록 도포된다. 상기 접착제(30)는 두껍게 도포된 것으로 도시되었지만 이는 도시를 위한 것으로서 실제 도포시에는 접착가능한 점도를 낼 수 있으면서 가능한한 얇게 도포한다.다음으로, 도 4의 (c)는 리드프레임 고정부(55)가 프린팅된 상태의 평판형 절연체(50)와 상기 LTCC-M 소자의 종단면을 도시한 것이다. 도 4의 (d)는 상기 절연체 부착 단계(320)를 거친 LTCC-M 소자의 종단면을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 상기 평판형 절연체(50)는 상기 금속 서브스트레이트(10)의 하면 일측 모서리로부터 소정길이만큼 돌출된 상태로 상기 금속 서브스트레이트(10)의 하면에 접착된다. 상기 평판형 절연체(50)는 그린쉬트로 형성되어 250도 이상의 고온에서도 녹지 않는다. 도 4의 (e)는 클립형 리드 프레임(60)을 도시하고 있다. 상기 클립형 리드 프레임(60)은 상기 LTCC-M 소자의 전극(40)과 상기 평판형 절연체(50)에 프린트된 리드프레임 고정부(55)에 접촉되도록 화살표 방향으로 이동함으로써 상기 LTCC-M 소자와 결합된다. 상기 클립형 리드 프레임(60)의 양 말단부들은 탄성에 의하여 상기 전극과 결합되도록 형성되어 있으며 도전체이다. 도 4의 (f)는 상기 리드 프레임 결합단계(340) 및 딥핑단계(350)가 완료된 후의 LTCC-M 소자의 종단면을 도시한 것이다. 상기 클립형 리드 프레임(60)이 상기 전극(40) 및 상기 리드프레임 고정부(55)에 접촉된 상태로 가고정된 상태에서 상기 LTCC-M 소자를 납조에 넣어 딥핑한다. 상기 딥핑단계(350)가 완료되면, 상기 LTCC-M 소자의 측면과 상기 클립형 리드 프레임(60) 사이는 상기 평판형 절연체(50)가 돌출된 길이만큼의 이격되고, 상기 금속 서브스트레이트(10)와 상기 클립형 리드 프레임(60)은 상기 접착제(30)에 의해 고정된 평판형 절연체에 의해 절연된다. 상기 클립형 리드 프레임(60)은 상기 딥핑단계에서 상기 전극(40) 및 상기 평판형 절연체(50) 위에 프린팅된 리드프레임 고정부(55)에 의해 상기 LTCC-M 소자에 2점 고정되어 저온소결기판 모듈을 형성한다. 즉, 상기 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈은 금속 서브스트레이트(10), 상기 금속 서브스트레이트(10) 상에 적층된 세라믹 적층부(20), 상기 세라믹 적층부(20)의 상면 일측에 형성된 전극(40), 상기 금속 서브스트레이트(10)의 하면 상기 전극(40)과 대응되는 위치에 접착제(30)를 이용하여 접착되는 부분을 가지는 평판형 절연체(50), 상기 평판형 절연체(50)의 하면상의 상기 전극(40)과 대응되는 위치에 프린팅된 리드프레임 고정부(55), 및 상기 전극(40) 및 상기 리드프레임 고정부(55)와 접촉되어 딥핑됨으로써 고정되는 클립형 리드 프레임(60)으로 구성된다.Figure 4 (a) shows the longitudinal section of the low temperature sintered substrate module with a plurality of circuits built. In FIG. 4A, reference numeral 10 denotes a metal substrate of the LTCC-M device. The ceramic laminate 20 in which the circuits of multiple stages are built is stacked on the metal substrate 10. The metal substrate 10 and the ceramic laminate 20 are sealed by a cobar. The cobar is an iron, nickel cobalt alloy used for sealing portions of metal, glass and ceramic. Figure 4 (b) shows a longitudinal section of the LTCC-M device that went through the adhesive application step 310. As shown, adhesive 30 is applied to cover a portion of the lower surface of the metal substrate 10. Although the adhesive 30 is shown as being thickly coated, this is for illustration purposes, and in actual application, the adhesive 30 is applied as thin as possible while giving an adhesive viscosity. Next, FIG. 4C shows the lead frame fixing part 55. ) Shows a planar insulator 50 in a printed state and a longitudinal section of the LTCC-M device. FIG. 4D illustrates a longitudinal cross section of the LTCC-M device that has undergone the insulator attaching step 320. As shown in the drawing, the flat plate insulator 50 is attached to the bottom surface of the metal substrate 10 in a state where the flat plate insulator 50 protrudes from a corner of the bottom surface of the metal substrate by a predetermined length. The flat plate insulator 50 is formed of a green sheet and does not melt even at a high temperature of more than 250 degrees. FIG. 4E shows the clip type lead frame 60. The clip-type lead frame 60 moves in the direction of the arrow to contact the electrode 40 of the LTCC-M element and the lead frame fixing part 55 printed on the flat plate insulator 50 and the LTCC-M element. Combined. Both ends of the clip-shaped lead frame 60 are formed to be coupled to the electrode by elasticity and are conductors. 4 (f) shows a longitudinal section of the LTCC-M device after the lead frame combining step 340 and the dipping step 350 are completed. The LTCC-M element is placed in a solder tank and dipped in a state in which the clip type lead frame 60 is temporarily fixed while being in contact with the electrode 40 and the lead frame fixing part 55. When the dipping step 350 is completed, the side of the LTCC-M device and the clip-shaped lead frame 60 are spaced apart by the length of the planar insulator 50 protruding from the metal substrate 10. And the clip-shaped lead frame 60 are insulated by a flat plate insulator fixed by the adhesive 30. The clip-type lead frame 60 is fixed to the LTCC-M element by two points by a lead frame fixing part 55 printed on the electrode 40 and the plate-type insulator 50 in the dipping step, so that the low temperature sintered substrate Form a module. That is, the low-temperature sintered substrate module to which the flat plate type insulator is coupled may include a metal substrate 10, a ceramic laminate 20 stacked on the metal substrate 10, and one side of an upper surface of the ceramic laminate 20. The formed plate 40 and the plate insulator 50 having a portion bonded to each other by using the adhesive 30 at a position corresponding to the electrode 40 on the lower surface of the metal substrate 10. A lead frame fixing part 55 printed at a position corresponding to the electrode 40 on a lower surface of the bottom surface, and a clip type lead frame fixed by being dipped in contact with the electrode 40 and the lead frame fixing part 55 60).

따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 저온소결기판모듈의 효과는 다음과 같다.Therefore, the effects of the low temperature sintered substrate module according to the present invention as described above are as follows.

첫째, 상기 평판형 절연체는 딥핑온도에서도 녹지않는 그린 쉬트에 리드프레임 고정부를 프린팅함으로써 클립형 리드 프레임의 접착강도를 증가시킬 수 있다. 그에 따라 LTCC-M 모듈의 신뢰성과 내구성이 증가되어 LTCC-M 모듈을 주회로의 소켓에 빈번히 삽입 및 탈착하더라도 안정된 동작을 보장받을 수 있다.First, the plate type insulator may increase the adhesive strength of the clip type lead frame by printing the lead frame fixing part on the green sheet which does not melt even at a dipping temperature. This increases the reliability and durability of the LTCC-M module, ensuring stable operation even when the LTCC-M module is frequently inserted and removed from the socket of the main circuit.

둘째, 상기 평판형 절연체는 상기 금속 서브스트레이트와 상기 클립형 리드 프레임이 소정거리 이격되도록 상기 금속 서브스트레이트의 하면에 접착되므로 금속 서브스트레이트와 클립형 리드 프레임 사이의 측면 쇼트를 방지할 수 있다.Second, since the plate insulator is adhered to the lower surface of the metal substrate so that the metal substrate and the clip-shaped lead frame are separated by a predetermined distance, the side short between the metal substrate and the clip-type lead frame may be prevented.

셋째, 상기 접착제에 의해 조립된 평판형 절연체 및 클립형 리드 프레임이 서로 결합된 상태에서 딥핑함으로써 종래의 클립형 리드 프레임이 결합된 LTCC-M 모듈 제작공정들 중 유전체 도포단계로부터 제 2 화이어링 단계까지의 단계들을 줄일 수 있다.Third, from the dielectric coating step to the second firing step in the LTCC-M module fabrication processes in which the conventional clip type lead frame is coupled by dipping in a state where the flat plate insulator and the clip type lead frame assembled by the adhesive are bonded to each other. Steps can be reduced.

넷째, 종래의 클립형 리드 프레임이결합된 LTCC-M 모듈 제작공정중 시간 및 비용이 많이 드는 건조 및 화이어링 단계를 줄여 공정환경을 개선함으로써 제조비용을 감소시킬 수 있다.Fourth, the manufacturing cost can be reduced by improving the process environment by reducing the time and costly drying and firing step of the LTCC-M module manufacturing process combined with the conventional clip-type lead frame.

이상, 본 발명을 상기한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니고, 당업자의 통상의 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated concretely by the above-mentioned Example, this invention is not limited to this, The deformation | transformation and improvement are possible within the range of common knowledge of a person skilled in the art.

Claims (4)

금속 서브스트레이트; 상기 금속 서브스트레이트 상에 적층된 세라믹 적층부; 상기 세라믹 적층부 상면 일측에 형성된 전극; 상기 금속 서브스트레이트의 하면 상기 전극과 대응되는 위치에 접착제를 이용하여 접착되는 부분을 가지는 평판형 절연체; 상기 평판형 절연체의 하면상의 상기 전극과 대응되는 위치에 프린팅된 리드프레임 고정부; 상기 전극 및 상기 리드프레임 고정부와 접촉되어 딥핑됨으로써 고정되는 클립형 리드 프레임으로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈.Metal substrates; A ceramic laminate stacked on the metal substrate; An electrode formed on one side of an upper surface of the ceramic laminate; A flat plate insulator having a portion bonded to the bottom surface of the metal substrate by using an adhesive at a position corresponding to the electrode; A lead frame fixing part printed at a position corresponding to the electrode on the bottom surface of the flat plate insulator; The low temperature sintered substrate module coupled to the flat plate insulator, characterized in that consisting of a clip-type lead frame is fixed by being in contact with the electrode and the lead frame fixing portion. 제1항에 있어서, 상기 평판형 절연체는 그린쉬트인 것을 특징으로 하는 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈.The low temperature sintered substrate module according to claim 1, wherein the flat plate insulator is a green sheet. 제1항에 있어서, 상기 평판형 절연체는 상기 금속 서브스트레이트로부터 소정길이만큼 돌출된 상태로 접착되는 것을 특징으로 하는 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈.The low temperature sintered substrate module as claimed in claim 1, wherein the flat plate insulator is bonded in a state of protruding from the metal substrate by a predetermined length. 제 1 항에 있어서, 상기 클립형 리드 프레임은 딥핑에 의해 상기 전극 및 상기 리드 프레임 고정부에 이점고정되는 것을 특징으로 하는 평판형 절연체가 결합된 저온소결기판 모듈.2. The low temperature sintered substrate module as claimed in claim 1, wherein the clip type lead frame is advantageously fixed to the electrode and the lead frame fixing part by dipping.
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