KR20050030552A - 머시너블 세라믹 - Google Patents

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Abstract

고정밀도로 미세 기계 가공 가능한 머시너블 세라믹은 실리콘의 열팽창 계수에 가까운 열팽창 계수 및 바람직하게는 기계 가공된 부품의 화상 처리에 용이한 균일한 흑색계 칼라(blackish color)를 갖는다. 세라믹은 주성분(main constituent)과 소결 조제(sintering aid)를 포함한다. 주성분은 질화 붕소(boron nitride) 30 내지 59.95질량%, 지르코니아(zirconia) 40 내지 69.95질량%, 선택적으로 질화 규소(silicon nitride) 20질량%까지 및, C, Si, 장주기형 주기표(long form periodic table)의 제4 주기 IIIA 내지 IVB족 원소, 제5 주기 IVA 내지 VB족 원소 및 제6 주기 IVA 내지 VIB족의 원소 및 이들 원소의 화합물로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 첨가제 0.05 내지 2.5질량%(원소로 계산됨)를 포함한다.

Description

머시너블 세라믹{MACHINABLE CERAMIC}
본 발명은 머시너블 세라믹에 관한 것으로, 특히 낮은 반사성을 갖도록 균일한 칼라일 수 있으며, 목적 용도에 따라 소망하는 범위로 되게 제어될 수 있는 열팽창 계수를 갖는 고강도 머시너블 세라믹에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 머시너블 세라믹의 제조 방법, 및 절단, 연삭(grinding), 및/또는 드릴링(drilling)과 같은 기계 가공에 의해 이러한 세라믹으로부터 제조되는 프로브 가이드와 같은 기계 가공 부품에 관한 것이다.
일반적으로, 세라믹은 양호한 기계적 특성 및 절연성뿐만 아니라 양호한 고온 특성을 가지며, 반도체 제조장비용 장치의 부품으로서 사용하기 위한 재료로서 주목을 받고 있다. 세라믹을 생산하기 위한 소결중 수축량이 큰 것에 기인하여, 이러한 부품은 소망하는 형상 및 치수를 고정확성으로 제공하기 위해서는 연삭과 같은 기계 가공에 의해 소결 조제로부터 제조되어야 한다. 그러나, 대부분의 세라믹은 기계 가공이 어렵다.
세라믹의 가공성은 세라믹에, 또는 결정화된 글래스 세라믹의 경우에, 글래스 매트릭스에 분산되는 마이카(mica) 또는 질화 붕소와 같은 쪼갤 수 있는(cleavable) 세라믹 성분을 내포함으로써 개선될 수 있다. 이러한 유형의 세라믹은 일반적으로 머시너블 세라믹(machinable ceramic)으로 언급된다. 양호한 기계 가공성의 관점에서, 머시너블 세라믹은 종종 양호한 절연 특성을 가져야 하며, 고정밀 미세 가공을 수행하는 것이 가능해야 하는 반도체 검사 장치의 일부 부품을 제조하기 위해 사용된다.
그러나, 실리콘의 열팽창 계수에 근접한 열팽창 계수와 더불어, 고정밀 미세 가공에 요구되는 고강도와 뛰어난 가공성을 갖는 재료는 거의 없다. 또한, 종래 머시너블 세라믹의 칼라는 균일하지 않으며, 이에 의해 재료로부터 만들어진 상품의 가치를 저하하는 조잡한 외관(poor appearance)을 갖는다. 또한, 이들 세라믹은 높은 반사성을 갖는 백색 또는 엷은(pale) 칼라를 가지며, 이는 세라믹으로부터 형성된 기계 부품의 화상 처리에 의해 정확한 검사 및 측정을 방해한다.
IC, LSI와 같은 반도체 소자의 전기적 특성은 통상 검사용의 다수의 프로브를 갖는 프로브 카드를 사용하여 검사된다. 검사는 반도체 소자의 전극 패드와 프로브 카드의 모든 프로브가 동시에 접촉하게 함으로써 실행된다.
도 1a는 반도체 소자를 검사하기 위한 검사 프로브를 갖는 프로브 카드의 개략적인 수직 단면도이다. 세라믹과 같은 절연 재료로부터 형성된 프로브 카드(1)는 대략 그 중앙에 검사되는 반도체 소자와 거의 동일하거나 또는 더 큰 치수를 갖는 개구부(10)를 갖는다. 개구부(10)는 도시한 바와 같이 상방으로 윗쪽으로 넓어진 형상으로 되는 것이 보통이다. 프로브 카드(1)의 상면에는 반도체 소자에 형성된 전극 패드와 동수인 검사용 프로브(2)가 예컨대 접착제에 의해 프로브 카드(1)의 최상부 표면에 고정된다.
검사용 프로브(2)는 일반적으로 금속 도전 재료로 만들어진다. 대략 L자형으로 절곡된 프로브(2)의 선단은 반도체 소자의 전극 패드로서 동일한 패턴으로 배열되도록 개구부(10)를 통해서 프로브 카드(1)의 하면으로부터 약간 돌출한다. 도시되지 않지만, 프로브(2)의 타단은 프로브 카드(1)의 최상부 표면에 형성된 도전 회로에 땜납 등에 의해 전기 접속된다. 각 프로브(2)가 서로 접촉하지 않게 하기 위해, 그 선단을 제외한 프로브(2)의 주위가 내열 수지 또는 유사 재료에 의해 피복될 수도 있다.
반도체 소자(도시되지 않음)의 전기적 특성은 개구부(10)를 통해 돌출하는 검사용 프로브(2)의 선단은 반도체 소자의 전극 패드와 접촉하도록 검사되는 반도체 소자의 위에 프로브 카드(1)를 배치하고 프로브 카드(1)를 가압하여 검사된다. 검사를 정확하게 실행하기 위해서, 다수의 검사용 프로브 전부가 동시에 그 아래에 위치된 반도체 소자의 전극 패드와 확실하게 접촉해야만 한다. 그러나, 프로브는 통상 가는(slender) 금속 재료로 만들어지므로, 프로브 카드(1)가 가압될 때 쉽게 구부러지며, 굽힘(bending)에 기인하여, 프로브(2) 선단의 위치가 슬립(slip)하기 쉽다. 그 결과, 프로브(2)가 전극 패드와 확실하게 접촉하는 것이 어렵다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 반도체 소자의 전극 패드와 검사용 프로브가 정확하게 정렬하는 것을 용이하게 하기 위해서, 절연 플레이트로부터 형성된 프로브 가이드(3)가 개구부(10)를 차단하기 위해 프로브 카드(1)의 개구부(10) 내에 끼워 맞추어질 수 있다. 프로브 가이드(3)는 프로브(2)의 선단이 프로브 가이드(3)의 하부 표면으로부터 돌출하도록 프로브(2)가 통과하는 관통 구멍(12)을 갖는다. 관통 구멍(12)은 전극 패드와 같은 패턴으로 배열된다. 프로브 가이드(3)는 굽힘에 기인한 프로브(2)의 횡방향 이동을 제한하여, 프로브(2)가 전극 패드와 보다 확실히 접촉하게 하는 기능을 한다.
이 프로브 가이드(3)에는, 검사용 프로브(2)보다 다소 큰 직경을 갖는 관통 구멍(12)이 전극 패드와 같은 피치로 형성된다. 상당히 높은 실장 밀도(mounting density)를 달성하고 있는 최근의 LSI에서, 전극 패드의 피치가 1OO㎛ 이하로 되는 것도 보기 드문 것은 아니다.
예컨대, 도 1c 및 도 1d에서 평면도 및 단면도로 각각 도시된 바와 같이, 전극 패드의 피치가 70㎛일 때, 각 관통 구멍(12)의 직경이 60㎛이면, 인접해 있는 관통 구멍들 간의 벽 두께(구멍들 사이의 최소 거리)는 1O㎛의 아주 작은 값으로 된다. 이에 의해, 이러한 소직경, 얇은 벽의 관통 구멍은 예컨대, 드릴링에 의해 프로브 가이드에 매우 정확하게 형성되어야 한다.
프로브 가이드의 상이한 형식이 도 2의 사시도에 도시된다. 도 2에서, 절연 패널로부터 조립되거나 일체형 절연 부품 중 어느 하나 일수도 있는 프레임 형 프로브 가이드(3a)는 검사되는 반도체 소자(도시되지 않음)의 전극 패드와 동일 피치를 갖는 프레임의 적어도 1개의 사이드 부재, 통상 2개 또는 4개의 사이드 부재 상에 수직 슬릿(14)을 갖는다. 프로브 가이드(3a)는 프로브 카드의 각 프로브(2)가 상응하는 슬릿(14)을 통해 연장하도록 아래로부터 프로브 카드의 개구부로 삽입함으로써 프로브 카드(도시되지 않음)의 개구부 내로 끼워맞추어질 수도 있다. 다시, 프로브(2)의 횡방향 이동이 프로브 가이드의 슬릿에 의해 제한되어, 프로브는 전극 패드와 더 정확하게 접촉하게 될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 슬릿(14)을 갖는 프레임 형 프로브 가이드(3a)의 일측 사이드 부재의 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 슬릿(14)의 형상은 각 슬릿의 깊이와 폭 및 인접하는 슬릿 사이의 거리인 벽 두께에 의해 일반적으로 정의된다. 프로브 가이드의 슬릿은 통상 깊고 미세하며 얇은 벽 두께를 갖는다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 슬릿(14)은 깊이 300㎛, 폭 40㎛, 두께 15㎛를 가질 수도 있다. 이러한 슬릿은 연삭 숫돌 및/또는 연삭 휠을 사용하는 연삭에 의해 일반적으로 형성된다.
당연히, 프로브 가이드는 검사용 프로브들 간에 회로 단락을 방지하기 위해서 전기 절연성이 요구된다. 프로브 가이드의 부피 고유저항으로는 적어도 1.O ×1O10 Ω·cm 인 것이 필요하다.
종래의 프로브 가이드는 플라스틱 또는 Al2O3, Si02, K20를 구비하는 기계 가공용 결정화 글래스 세라믹으로 만들어진다. 최근에, 프로브 가이드는, 질화 붕소를 포함하는 머시너블 세라믹으로부터 만들어질 수도 있다.
플라스틱 프로브 가이드는 일반적으로 고온에서의 검사에는 사용될 수 없다. 또한, 전극 패드의 더욱 작은 피치를 갖는 고밀도의 반도체 소자를 검사하기 위해서 관통 구멍 또는 슬릿의 충분한 치수 정확도를 얻을 수 없다.
결정화 글래스 세라믹으로부터 만들어진 프로브 가이드는 고온 검사를 실행할 수 있다. 그러나, 결정화 글래스 세라믹의 열팽창 계수는 반도체 소자의 열팽창 계수에 비해 크며, 검사 온도에 따라, 위치 일탈이 검사 프로브와 검사되는 반도체 소자의 전극 패드 사이에서 발생할 수도 있다. 또한, 결정화 글래스 세라믹의 강도가 크지 않아서, 드릴링 또는 다른 기계 가공 중 칩핑 및 크래킹이 쉽게 발생하여, 충분한 치수 정확도가 얻어질 수 없다. 일본국 특개소 58-165056(1983년) 참조.
또한 종래의 결정화 글래스 세라믹은 백색이다. 그러므로, 프로브 가이드에 형성된 작은 관통 구멍 또는 슬릿의 치수를 검사하거나, 프로브 가이드를 프로브 카드에 위치 결정을 실행하기 위해 화상 처리가 실행될 때, 프로브 가이드의 세라믹 표면으로부터 광이 반사되기 쉽고, 이에 의해, 정확한 화상을 얻기가 어려워진다. 또한, 백색에 기인하여, 세라믹의 외측에 오염이 눈에 띄기 쉬워, 세라믹으로부터 제조된 제품의 가치가 감소한다. 일본국 특개소 58-165056(1983년) 참조.
질화 알루미늄(aluminum nitride)과 질화 붕소를 구비하는 복합 세라믹 재료는 실리콘의 열팽창 계수에 가까운 열팽창 계수를 갖는다. 그러므로, 이러한 재료로 만들어진 프로브 가이드를 사용할 때, 열팽창에 기인하여 야기되는 위치 일탈은 작다. 그러나, 이 재료의 기계 가공성이 좋지 않아, 고정밀 미세 기계 가공에 적절하지 않다. 또한, 이로부터 만들어진 제품의 가치를 감소시키는 불규칙한 색을 갖는다. 일본국 특개소 60-195059호 공보 참조(1985).
고강도 기계 가공용 질화 규소/질화 붕소 복합 세라믹 재료가 제안되어 있지만, 그 열팽창 계수는 실리콘의 열팽창 계수에 비해 작다. 따라서, 프로브 가이드와 같은 반도체 검사용 지그(jig)에 사용될 때, 검사 온도에 따라 위치 일탈이 쉽게 발생한다. 일본국 특개 2000-327402호 공보 참조.
따라서, 고정밀로 미세 가공에 의해 가공될 수 있으며, 낮은 반사성을 갖도록 균일한 색채일 수 있으며, 실리콘의 열팽창 계수에 가까운 열팽창 계수를 갖는 고강도 머시너블 세라믹에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명은 강도 240 MPa을 갖는 고강도 머시너블 세라믹을 제공한다. 또한, 이는 K-10형 초경 공구(cemented carbide tool)에서 5분 동안 기계 가공에 의해 테스트 될 때, 여유면 마모대 폭(width of flank wear land)(VB)이 0.2 mm 이하이고 또한 기계 가공된 표면의 표면 거칠기(Rmax)가 5㎛ 이하로 측정되는 양호한 기계 가공성을 갖는다. 이러한 고강도 머시너블 세라믹은 미크론 레벨로 미세 가공 또는 고정밀 가공을 가능하게 한다. 또한, 균일한 흑색계 칼라 및 실리콘에 가까운 열팽창 계수를 가지므로, 전기 절연 재료로서, 예컨대 프로브 가이드 및 유사 장비에 유용하다.
본 발명의 일 실시예에서, 고강도 머시너블 세라믹은 주성분과 소결 조제를 구비하며, 주성분은 질화 붕소 30 내지 59.95질량%, 지르코니아 40 내지 69.95질량%, 및 질화 규소 O 내지 20질량%, 또한 세라믹은 흑색계 칼라를 갖는다. 세라믹은 바람직하게는 25 내지 600℃의 온도 범위에서 3 내지 5 ×10-6/℃의 열팽창 계수를 갖는다.
세라믹의 흑색계 칼라는 세라믹의 주성분에서 착색 첨가제를 내장함으로써 제공될 수 있다. 착색 첨가제는 C, Si, 장주기형 주기표의 제4 주기에서 IIIA 내지 IVB족의 원소, 제5 주기에서 IVA 내지 VB족의 원소 및 제6 주기에서 IVA 내지 VIB족의 원소로부터 선택된 적어도 하나의 원소이다. 이들 원소는 원소의 단체 또는 화합물을 중 어느 하나로 존재할 수도 있다. 착색 첨가제의 총량은 세라믹의 주성분에 기초한 원소로서 0.O5 내지 2.5질량% 이다.
여기서 사용된 용어 "주성분"은 세라믹 본체를 구성하는 고체 분자를 언급하는 것이며, 소결 조제는 포함하지 않는다. 본 발명에 따른 세라믹의 주성분은 질화 붕소, 지르코니아, 및 선택적인 질화 규소 및 착색 첨가제의 조합이다.
여기서 사용된 용어 "소결 조제"는 소결 중 액상(liquid phase)을 형성하여 소결을 증진시키는 물질을 언급한다. 소결의 완료시, 주성분 결정립계(grain boundary)에서 부정형 상태로 잔존하며, 또한 소결 중, 그 일부가 휘발할 수도 있다.
지르코니아는 온도 상승에 따라 3개의 결정 형태, 즉 단사정계(monoclinic), 정방정계(tetragonal), 입방정계(cubic)를 갖는다. 상온에서의 지르코니아의 일반 적인 형태는 단사정계이다. 결정 변환(crystal transformation)에 의해 야기되는부피 팽창 또는 수축에 기인한 크랙의 형성을 회피하기 위해서는, 지르코니아 세라믹은 통상 상온에서 정방정계 또는 입방정계 또는 양자의 형태를 갖는 안정화된 지르코니아 형태로 사용된다. 이러한 안정화된 지르코니아는 완전 안정상 지르코니아(FSZ, 입방정 형태), 부분 안정상 지르코니아(PSZ, 입방정 및 정방정 형태), 및 정방정 지르코니아 다결정체(TZP, 정방정 형태)를 포함한다. 일반적으로, PSZ 및 TZP는 FSZ보다 더 큰 거칠기(toughness)를 갖는다.
본 발명에 따른 세라믹에서 고강도 및 자유 기계 가공성 양자를 얻기 위해서는, 지르코니아가 PSZ 또는 TZP에 비해 기계 가공이 비교적 용이한 FSZ와 같은 입방정 형태를 갖는 것이 바람직하다.
질화 붕소, 지르코니아, 및 선택적으로 질화 규소를 구비하는 주성분과 적어도 하나의 착색 첨가제 또는 원료 분말을 얻기위해 주성분에 기초하여 소결 조제의 1 내지 15 질량%를 갖는 프리커서(precursor)의 혼합(mixing) 및 고온 압력하의 원료 분말의 소결(sintering)을 포함하는 처리에 의해, 본 발명에 따른 머시너블 세라믹이 생산될 수 있다. 프로브 가이드와 같은 기계 가공된 부품은 슬릿(slit)을 형성하기 위한 절단(cutting) 및 연삭(grinding) 및/또는 관통 구멍을 형성하기 위한 드릴링(drilling)을 포함할 수도 있는 기계 가공에 의해 세라믹으로부터 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹은 25℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 열팽창 계수가 3 내지 5 ×10-6/℃로 실리콘에 가까운 열팽창 계수를 갖는 동시에 균일한 흑색계 칼라를 갖는 하기(1), (2)와 같은 신규 세라믹 가공 부품을 제조하기 위해 사용될 수 있다:
(1) 슬릿 사이에 형성된 벽 두께가 적어도 5㎛ 이고 20㎛ 미만이며, 슬릿 깊이 대 벽 두께 비가 15 이상 또한 슬릿의 피치의 정밀도가 ±4㎛ 이내인, 연삭에 의해 형성된 복수의 슬릿을 갖는 세라믹 가공 부품, 및
(2) 구멍 직경이 65㎛ 이하, 구멍(벽 두께) 사이 최소 간격이 5㎛ 이상 20㎛ 미만, 구멍 깊이 대 벽 두께 비가 15 이상 또한 구멍 직경과 구멍 피치의 정밀도가 각각 ±4㎛ 이내인, 드릴 가공에 의해 형성된 복수의 구멍을 구비한 세라믹 가공 부품.
세라믹 가공 부품의 예시는 반도체 소자 검사용 프로브가 통과할 수 있는 복수의 슬릿 및/또는 구멍을 구비한 프로브 가이드이다.
이러한 가공 부품은, 주성분의 원료(질화 붕소, 지르코니아, 선택적으로 첨가되는 질화 규소 및 착색 첨가제를 포함함)와, 적정 소결 조제를 구비하는 소결용 원료 분말을 준비하는 공정, 예컨대 열간 프레스(hot press) 또는 HIP를 사용하여 고온 가압 하에 원료 분말을 소결하여 세라믹 소결체를 얻는 공정, 및 세라믹 소결체를 연삭 또는 드릴에 의해 가공하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
원료 분말 중 질화 붕소, 지르코니아는 평균 입경 1㎛ 미만의 것이 바람직하다. 질화 붕소를 첨가함으로써 그 원래의 양호한 기계 가공성에 부가하여 고열 전도성도 부여하는 것으로 되어, 이들 2개의 특성의 조합으로 세라믹에 훌륭한 기계 가공성이 부여된다. 지르코니아는 고강도이긴 하나 규소의 열팽창보다 큰 열팽창 계수를 갖는다. 질화 규소는 선택적인 성분이며, 그 열팽창 계수가 규소의 열팽창 계수보다 낮고, 고강도를 갖는다.
이에 의해, 세라믹의 열팽창 계수가 원료 분말에 첨가되는 지르코니아, 질화 붕소, 및 질화 규소량을 조정함으로써 제어될 수 있다. 질화 규소의 첨가는 세라믹의 강도 개선을 수행한다.
착색 첨가제는 C, Si나 장주기형 주기표에 있어서의 제4 주기 IIIA 내지 IVB족 및 제5 주기 IVA 내지 VB족 및 제6 주기 IVA 내지 VIB족의 원소로부터 선택된 적어도 하나의 원소이다. 이들 원소 각각은 단체 형태 또는 질화물, 탄화물, 붕화물, 산화물, 규화물, 산수화물, 질산염, 탄산염, 초산염, 또는 황산염 등과 같은 화합물의 형태 중 하나로 사용될 수 있다. 착색 첨가제는 주성분 중에 존재하는 화합물은 포함하지 않는다. 낮은 반사성을 갖는 균일한 흑색계 칼라를 갖는 세라믹이 단지 질화 붕소, 지르코니아에 의해서만 생산될 수는 없다.
착색 첨가제의 원료는 소결 이전 및/또는 소결 중 가열에 의한 반응을 겪을 수도 있다. 이에 의해, 원료는 소결된 세라믹에 존재하는 착색 첨가제의 프리커서일 수도 있다. 예컨대, 유기 수지가 C의 프리커서로서 사용될 수도 있으며, 또는 금속염(metal salt)이 금속 산화물의 프리커서로서 사용될 수 있다. 특히, 후자의 경우, 원료 분말은 소결하기 전에 금속염 또는 다른 프리커서를 금속 산화물로 전환하기 위해서 공기 중 또는 다른 산화 분위기 중에서 생석회화될(calcined) 수도 있다. 이러한 생석회화는 소결 조제의 첨가 이전 또는 첨가 이후에 실행될 수도 있다.
C 및 Si는 탄소, 규소 단체 또는 탄화규소로 첨가될 수 있다. 그 이외의 경우에는, C 및 Si가 금속 탄화물 또는 규소화물로서 함유되어 있을 때는, 금속 원소의 탄화물 또는 규소화물로서 취급된다.
제4 주기 IIIA 내지 IVB족의 원소의 예시는 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, 및 Ge이다. 제5 주기 IVA 내지 VB족의 원소의 예시는 Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, 및 Sb이다. 제6 주기 lVA 내지 VIB족의 원소의 예시는 Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, 및 Po이다.
이들 원소중에서도, 단체 및/또는 산화물의 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, 또는 W 등의 천이 원소(transition element)가 바람직하다. 이러한 천이 원소 또는 산화물이 착색 첨가제로서 첨가될 때, 특히 소결 중 산화물이 이의 금속 또는 저 원자가(lower valence)의 산화물로 환원되고, 이에 의해 흑색화가 일어나고, 특히 세라믹 소결체가 균일한 흑색계 칼라를 갖게 된다. 또한, 금속 산화물은 일반적으로 금속 질화물, 탄화물 또는 붕화물보다도 저경도로 세라믹 가공성에 악영향을 덜 미친다.
단체 및/또는 산화물로서의 Ti의 첨가는 불규칙한 색이 눈에 띄지 않는 특히 균일한 색채를 발생시키기고 가공성에 최소의 영향을 미치기 때문에, Ti는 착색 원소로서 특히 적합하다.
C(탄소)의 첨가도 가공성에의 영향이 적기 때문에 바람직하다. 탄소는 탄소 분말이나 탄소수지의 형태로 바람직하게 사용된다. 탄소수지가 사용될 때, 탄화후에 소망의 첨가율이 되도록 첨가량이 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹은 240MPa 이상의 고강도인 동시에 양호한 기계 가공성을 갖는다. 그러므로, 고정밀 미세 가공을 할 수 있다. 25℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 열팽창 계수가 3 내지 5 ×10-6/℃이어서, 이는 실리콘의 열팽창 계수 4 ×10-6/℃와 가깝다. 그 결과, 반도체 검사 장치에서 프로브 가이드의 재료로서 사용될 때, 온도변화가 있을지라도 검사되는 반도체 소자에 대한 위치 편차가 발생하지 않는다. 그러므로, 고밀도 LSI에 효과적으로 사용될 수 있는 반도체 소자용 검사 장치가 실현될 수 있다.
본 발명에 따른 세라믹은 또한, 균일한 흑색계 칼라로 착색될 수 있으므로, 화상 처리에 의한 가공 부품의 측정 또는 검사가 정확하게 실행될 수 있다. 또한, 외관이 훌륭하여 세라믹으로부터 형성된 제품의 가치가 증가된다.
세라믹 가공 부품을 착색하기 위해서, 금속 또는 세라믹의 증기 증착에 의한 가공 부품의 피복 또는 수지 피복이 고려된다. 예컨대, 피막(coated film)은 쉽게 박리(peel off)될 수 있으며, 피막 자체가 약 1O㎛ 정도의 두께를 가지며, 막두께도 불균일하게 되기 쉽기 때문에, 가공 부품의 치수 정밀도를 유지하기 어렵다. 그러므로, 세라믹 재료 자체를 착색하는 것이 바람직하다.
착색 첨가제의 첨가량이 너무 작다면, 반사성이 낮은 균일한 칼라를 갖는 소결체가 얻어질 수 없다. 반대로, 착색 첨가제의 첨가량이 너무 높다면, 소결체의 강도가 저하함과 동시에 기계 가공성도 열화하므로, 미세 기계 가공을 수행하는 능력이 손상된다. 또한, 세라믹의 절연성도 저하하고, 반도체 검사 장치용 프로브 가이드로서 사용될 때, 인접하는 프로브 사이의 단락(short circuit)과 같은 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에서, 낮은 반사성을 갖는 균일한 흑색계 칼라는 흑색, 회색, 남색(dark blue), 진보라색(dark purple), 진녹색(dark green) 및 유사한 색을 포함한다. 더 구체적으로는, 흑색계 칼라는 먼셀 표색계(Munsll color system)(JIS Z8721에 기입된 칼라의 삼속성(3 factor)에 의한 색의 표시방법) 8.5 이상의 먼셀 값으로서 정의된다.
본 발명에 따른 머시너블 세라믹을 제조하기 위해서는, 질화 붕소 30 내지 59.95 질량%과 지르코니아 40 내지 69.95 질량%, 질화 규소 0 내지 20질량% 및 착색 첨가제로 이루어지는 주성분 분말에 소결 조제를 첨가하여 소결용 원료 분말이 준비된다.
원료 분말 성분은 예컨대, 습식 볼 밀(wet ball mill)과 같은 적절한 장치를 사용하여 서로 완전 혼합될 수 있다.
질화 붕소는 육방정 형태(h-BN)일 수도 있다. 미세 가공시 요구되는 고강도를 얻기 위해서, 주성분 원료 분말, 특히 질화 붕소 분말은 1㎛ 미만의 평균 입경(average particle diameter)을 갖는 것이 바람직하다. 지르코니아에 관해서도 동일하게, 고강도 머시너블 세라믹을 얻기 위해서, 질화 규소 분말은 1㎛ 미만의 평균 입경, 보다 바람직하게는 0.5㎛ 미만의 평균 입경을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 소결 조제는 질화 규소 또는 질화 붕소의 소결에 종래부터 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다. 바람직한 소결 조제는 산화 알루미늄(알루미나), 산화 마그네슘(마그네시아), 산화 이트리움(yttrium oxide)(이트리아), 및 란타노이드(lanthanoid) 금속의 산화물 및 스피넬(spinel)과 같은 복합 산화물중 하나 이상이다. 보다 바람직하게는, 알루미나와 이트리아의 혼합물, 또는 알루미나, 이트리아 및 마그네시아의 혼합물이다.
주성분 원료 분말에 첨가되는 소결 조제량은 주성분 원료 분말의 1 내지 15질량%, 특히 3 내지 10질량%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 소결 조제량이 지나치게 적다면, 소결이 불충분해져, 소결체의 강도가 저하한다. 소결 조제량이 지나치게 많으면, 강도가 낮은 입계 글래스상(grain boundary glass phase)이 증가된 량으로 형성되어, 이에 의해 소결체의 강도 저하를 초래한다.
원료 분말이 소결 조제 첨가후 착색 첨가제의 프리커서로서 금속염을 금속 산화물로 변환하기 위해 생석회화될 때, 분말은 생석회화 중 정상적으로 응집화(agglometrate)될 수도 있으므로, 그 결과의 생석회화된 분말을 응집화 제거를 위해 다시 습식 볼 밀링을 행한다.
주성분 원료 분말과 소결 조제의 분말 혼합인, 원료 분말이 고온 가압하에 소결된다. 고온 가압 소결법 중 하나는 열간 프레스(hot press)가 있으며, 이는 질소 분위기중 또는 가압 질소 분위기중에서 실행될 수도 있다. 열간 프레스 온도에 적당한 범위는 1400 내지 1800℃이다. 적당한 압력은 20 내지 50MPa의 범위이다. 열간 프레스이 실행되는 시간의 길이는 온도와 형성되는 소결체의 치수에 의존하지만, 통상 약 1 내지 4시간이다.
고온 가압소결은 HIP(hot isostatic pressing)에 의해서도 실행될 수 있다. HIP의 소결 조건도 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.
얻어진 소결체는 착색 첨가제가 존재한다면 균일한 흑색계 칼라를 가질 수도 있다. 소결체의 열팽창 계수는 소결 조제의 종류나 소결 조제량 및 (첨가된다면) 지르코니아와 질화 규소의 비율을 적절히 선택함으로써, 25℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 3 내지 5 ×10-6/℃가 될 수 있다.
본 발명에 따른 소결 세라믹의 미세조직을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 바, 세라믹의 주성분을 구성하는 질화 붕소, 지르코니아, 및 선택 성분인 질화 규소 및 착색 첨가제 모두 평균 입경이 5㎛ 이하이었다.
이 소결 세라믹은 기계 가공성이 뛰어나고, 또한 고강도를 가지며, 미세한 슬릿 또는 구멍을 형성하게 고정밀도로 기계 가공될 수 있다. 그러므로, 얇은 벽 두께를 갖는 미세한 슬릿 또는 관통 구멍을 갖는, 반도체 검사 장치에 사용되는 프로브 가이드를 제조하는데 적합하다. 프로브 가이드의 열팽창 계수는, 온도 변화가 있더라도 피검사반도체 소자의 전극 패드와 검사 프로브 사이 위치편차를 방지하기 위해 실리콘의 열팽창 계수에 가깝게 제어될 수 있다. 또한, 주성분 중 착색 첨가제의 침입에 의한 낮은 반사성을 갖는 균일한 흑색계 칼라를 갖는다. 그 결과, 화상 처리에 의한 프로브 가이드의 검사 및 위치 결정이 기계 가공후 증기 증착 또는 피복과 같은 특별한 착색 처리에 대한 필요없이 정확하게 실행될 수 있다. 이러한 처리는 가공 부품의 치수의 정확도를 감소시킨다. 또한, 뛰어난 균일한 외관을 가지며, 상품의 가치가 높아진다.
본 발명에 따른 프로브 가이드와 같은 세라믹 가공 부품은 일반적으로 도 1b 및 도 2에 도시된 바와 같이 판 또는 프레임 형상일 수도 있다. 연삭의 의해 형성된 복수 개의 슬릿 및/또는 드릴에 의해 형성된 복수 개의 관통 구멍을 갖는다. 프로브 가이드의 외형은 프로브 가이드가 장착되는 프로브 카드의 개구에 적합하도록 결정될 수도 있다.
슬릿 사이 또는 구멍 사이의 벽 두께는 예컨대, 5㎛ 이상 20㎛ 미만과 같이 매우 작으며, 소망하는 벽 두께가 양호한 정확도로 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 가공 부품이 프로브 가이드로서 사용될 때, 프로브 검사 위치가 고정확도로 유지될 수 있으며, 피검사 반도체 소자의 전극 패드와 프로브 사이의 배치의 정확도가 증가되어, 프로브 가이드를 채용하는 검사 장치의 신뢰성이 증가된다.
이러한 방법으로 제조되며, 균일한 흑색계 칼라를 가지고, 실리콘의 열팽창 계수에 가까운 열팽창 계수를 가질수도 있는 고강도 기계 가공 세라믹의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 반도체 소자의 검사에 사용되는 프로브 카드에 장착되는 프로브 가이드로서 유용하다.
〈실시예〉
하기 예시는 제한하려는 의도없이 본 발명을 설명한다. 하기의 설명에서, 특별히 지정되지 않는다면, %는 질량%이며, 부품은 질량에 의한 부품을 의미한다.
[실시예 1]
평균 입경 0.9㎛ 및 순도 99%의 육방정 질화 붕소(h-BN)분말, 평균 입경 0.1㎛의 지르코니아 분말 및 평균 입경 O.1㎛의 탄소 분말이 주성분 원료 분말을 준비하기 위해 표 1에 도시된 비율로 혼합되었다. 주성분 원료 분말에 기초하여 2%의 알루미나와 6%의 이트리아로 구성하는 소결 조제가 주성분 원료 분말로 첨가되었고, 용매로서 에틸 알코올을 사용하여 습식 볼 밀에서 혼합되었다. 볼 밀은 폴리 에틸렌제 포트(pot)를 가졌으며, 매개체로서 지르코니아 볼이 사용되었다. 얻어진 슬러리(slurry)가 진공 증발기(vacuum evaporator)에서 건조되어 원료 분말을 얻었다.
원료 분말이 흑연제 다이(graphite die)에 충전되었으며, 질소 분위기 중 30 MPa의 압력을 가하면서 160O℃에서 2시간 열간 프레스 소결을 행하여 65mm ×65mm, 두께10mm의 세라믹 소결체를 얻었다.
소결체로부터 시험편이 절단되어, 시험편의 파괴 강도가 3점 굽힘 시험(three-point bending test)에 의해 측정되었다. 파괴 강도는 표 1에서 굽힘 강도로서 표시된다.
기계 가공성을 평가하기 위해서, 초경 K-10형식 공구를 사용하여, 연삭 속도 18 m/min, 송출 속도 0.03 mm/rev, 및 절단 깊이 O.l mm의 조건으로 연삭함으로써 기계 가공성 시험이 실행되었다. 5분후, 기계 가공된 재료의 표면 거칠기와 공구의 여유면의 마모폭(공구의 마모 정도를 표시함)이 측정되었다.
또한, 소결체의 열팽창 계수가 실온(25℃) 내지 600℃의 온도 범위에서 측정되었으며, 또한 실온에서 부피 고유 저항(volume resistivity)이 측정되었다.
칼라에 관해서는 65 mm ×65 mm 소결체의 표면층의 연삭제거후 육안으로 평가되었다. 표 1의 "균일성"의 란에서, 색의 불규칙없이 착색되어 있으면 0, 색의 불규칙이 존재하면 ×로 지시한다. 표 1의 "착색정도"의 란에서, 가공 형상(구멍 형상, 구멍 위치 등)의 화상 처리 측정이 원활하게 실행될 수 있었던 경우를 0, 광 반사에 기인하여 원활하게 측정할 수 없던 경우를 ×로 지시한다. 또한, 각 소결체의 접지면의 색은 기준 색표와 색을 비교함으로써 먼셀 표색계(JIS Z 8721)에 기입된 먼셀 색 밸류로 평가되었다.
연삭 휠(수지에 접합된 다이아몬드 숫돌 No. 200, 두께 40㎛, 외경 50mm)을 사용하여, 도 3에 도시된 형상의 슬릿(폭 4O㎛, 벽 두께 15㎛, 깊이 300㎛, 피치 55㎛) 100개가 소결체에 형성되었다. 표 1의 "슬릿"의 란에서, 슬릿이 형성될 수 없던 경우를 ×, 슬릿이 형성될 수 있지만, 슬릿의 정밀도가 불충분(피치 정밀도가 ±4㎛을 초과함)하거나, 크랙킹(cracking) 및/또는 칩핑(chipping)이 발생된 경우를 △, 슬릿이 충분한 정밀도로 형성될 수 있고, 크랙킹이나 칩핑이 발생하지 않는 경우를 0으로 지시한다.
또다른 기계 가공 시험에서, 두께 300㎛의 얇은 판이 소결체로부터 절단되었으며, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 벽 두께 10㎛를 갖는 20열(총 200개 구멍) 관통 구멍이 직경 50㎛의 초경 드릴(SKH9로 제작됨)을 사용하여 판에 형성된다. 각각의 구멍은 직경 60㎛, 깊이 300㎛을 갖는다.
얻어진 관통 구멍의 구멍 직경과 구멍 피치의 정밀도가 측정되었다. 표 1의 "구멍"의 란에서, 정밀도가 ±4㎛ 이내이며, 깨짐이나 결함이 없는 경우를 O, 구멍이 형성될 수 있지만, 정밀도가 불충분하거나, 깨짐이나 결함이 발생한 경우를 △, 구멍이 형성될 수 없는 경우를 ×로 지시한다.
이들 시험 결과가 또한 표 1에 도시된다.
[실시예 2 내지 실시예 24]
이들 예시에서, 세라믹 소결체는 상이한 착색 첨가제가 사용되었으며, 및/또는 주성분 원료 분말이 평균 입경 O.1㎛의 질화 규소 분말을 더 포함하는 점을 제외하고 실시예 1과 같은 방법으로 제조되어 시험되었다.
질화 붕소, 지르코니아, 및 질화 규소의 비율에 따라 표 1에 그 결과가 도시된다.
각각의 예시에서 주성분 원료 분말을 준비하기 위해 사용된 착색 첨가제는 다음과 같았으며, 표 1에 도시된 원소의 비율을 제공하기 위한 양이 첨가되었다.
실시예 2 : 평균 입경 0.1㎛의 탄소 분말;
실시예 3 : 탄화(carbonization)후 표 2에 도시된 C의 비율을 제공하에 충분한 량의 페놀 수지;
실시예 4 : 몰리브덴산(H2MoO4);
실시예 5 내지 실시예 8 : 산화 티타늄(TiO2);
실시예 9 : 탄화 티타늄(TiC);
실시예 10 : 질화 티타늄(TiN);
실시예 11 : 붕화 티타늄(TiB2);
실시예 12 : 탄화 텅스텐(WC)
실시예 13 : 염기성 탄산 코발트(Ⅱ)(basic cobalt(Ⅱ) carbonate);
실시예 14 : 평균 입경 0.1㎛ 및 순도99.9%의 니켈 분말;
실시예 15 : 초산망간(Ⅱ) 4수화물(manganese(Ⅱ) acetate tetrahydrate);
실시예 16 : 질산동(Ⅱ) 3수화물(copper(Ⅱ) nitrate trihydrate);
실시예 17 : 산화 은(Ⅰ)(Ag20);
실시예 18 : 산화 스칸듐(Sc203);
실시예 19 : 산화 바나듐(V2O5);
실시예 20 : 산화 아연(ZnO);
실시예 21 : 산화 갈륨(Ⅲ)(Ga2O3);
실시예 22 : 질산철(Ⅲ) 9수화물;
실시예 23 : 산화 크롬(Cr2O3);
실시예 24 : 산화 주석(Ⅱ)(SnO).
실시예 13, 15, 16 및 22에서, 착색 첨가제는 금속염의 형태 즉, 염기성 탄산 코발트(Ⅱ), 초산망간(Ⅱ) 4수화물, 질산동(Ⅱ) 3수화물, 및 질산철(Ⅲ) 9수화물에서 각각 프리커서였다. 이들 예시에서,혼합된 주성분 원료 분말은 실시예 1에 설명된 방법과 동일한 방법으로 습식 볼 밀링에 의해 소결 조제와 혼합되었다. 그 결과 원료 분말은 400℃의 공기에 의해 생석회화되어, 염(salt)과 각각의 산화물 즉, 산화 코발트, 산화 망간, 산화 동, 및 산화 철로 각각 분해되며, 생석회화된 분말은 실시예 1에 설명된 방법과 동일한 방법으로 세라믹 소결체를 생산하고 이들을 시험하기 위해 분말이 사용되기 이전에 응집화를 제거하기 위해 습식 볼 밀링이 추가로 실시되었다.
[비교예 1 내지 3]
비교를 위해, 질화 붕소, 지르코니아, 질화 규소 및 착색 첨가제의 질량비가 본 발명의 범위 밖이었던 점을 제외하고는 실시예 1 내지 실시예 24와 동일한 방법으로 소결체가 제작되어, 평가되었다. 결과는 표 1에 도시된다.
[비교예 4]
비교를 위해, 슬릿 형성 및 구멍 형성은 실시예에서 동일한 방법으로 종래 기술의 기계 가공용 결정화 글래스 세라믹 재료로 실행되었다. 재료의 강도는 약하며, 미세 가공중 결함이 발생되어, 구멍 형성이 정확하게 실행될 수 없었다. 이 종래의 머시너블 세라믹 재료의 기계가공 결과와 각종 특성이 표 1에 도시된다.
[비교예 5]
슬릿 형성과 구멍 형성이 질화 알루미늄과 질화 붕소의 복합재로 구성된 종래의 머시너블 세라믹 재료를 실시예와 동일한 벙법으로 실행되었다. 재료의 기계 가공성이 나쁘며, 구멍이 양호한 정확도로 형성될 수 없었다. 이 종래의 머시너블 세라믹 재료의 기계가공 결과와 각종 특성이 표 1에 도시된다.
표 1
본 발명에 따른 머시너블 세라믹은 균일한 흑색계 칼라로 착색되어 있기 때문에 반사가 적고, 가공후에 금속이나 세라믹의 증착, 수지피막에서의 피복처리 등 가공치수 정확도의 저하를 가져오는 특별한 처리를 행할 필요가 없으며, 그 때문에 화상 처리와 같은 측정이나 위치 결정을 정확히 할 수 있고, 외관상도 우수하므로 상품가치도 높다.
도 1a는 종래의 프로브 카드의 개략적인 수직 단면도이다.
도 1b는 프로브가 연장하는 관통 구멍을 갖는 프로브 가이드가 장착된 프로브 카드의 개략적인 수직 단면도이다.
도 1c는 프로브 가이드의 관통 구멍의 배열을 도시하는 평면도이다.
도 1d는 도 1c의 프로브 가이드의 개략적인 수직 단면도이다.
도 2는 프레임 형상이며, 프로브를 수용하기 위해 각 측면에 슬릿을 구비하는 프로브 가이드의 다른 형식의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 프레임 형상 프로브 가이드의 일측 부재의 개략적인 수직 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 프로브 카드 2 : 검사용 프로브
3 : 프로브 가이드 10 : 개구부
12 : 관통 구멍 14 : 슬릿

Claims (8)

  1. 주성분(main constituent)과 소결 조제(sintering aid)를 포함하는 머시너블 세라믹(machinable ceramic)에 있어서,
    상기 주성분은, 질화 붕소 30 내지 59.95 질량%, 지르코니아 40 내지 69.95 질량% 및 질화 규소 0 내지 20 질량%를 포함하며, 상기 세라믹은 흑색계 칼라를 갖는, 머시너블 세라믹.
  2. 주성분과 소결 조제를 포함하는 머시너블 세라믹에 있어서,
    상기 주성분은, 질화 붕소 30 내지 59.95질량%, 지르코니아 40 내지 69.95질량%, 질화 규소 0 내지 20 질량%, 및 C, Si, 장주기형 주기표(long form periodic table)의 제4 주기 IIIA 내지 IVB족, 제5 주기 IVA 내지 VB 족 및 제6 주기 IVA 내지 VIB 족의 원소로부터 선택된 1종 이상의 착색 첨가제 0.05 내지 2.5질량%(원소로 계산됨)를 포함하는, 머시너블 세라믹.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 1종 이상의 착색 첨가제는 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo 및 W 금속 및 이들 금속의 산화물로부터 선택되는, 머시너블 세라믹.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주성분은 질화 규소 20 질량% 이하를 포함하는, 머시너블 세라믹.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    25℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 열팽창 계수가 3 내지 5 ×10-6/℃인, 머시너블 세라믹.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 머시너블 세라믹을 제조하는 제조 방법에 있어서,
    질화 붕소 및 지르코니아를 포함하는 주성분 원료 분말과, 상기 주성분 원료 분말에 기초하여 소결 조제 1 내지 15질량%를 갖는 1종 이상의 착색 첨가제를 혼합하여 원료 분말을 얻는 단계 및 소결체를 얻기 위해 상기 원료 분말을 고온 가압하에 소결하는 단계를 포함하는, 머시너블 세라믹의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 주성분 원료 분말은 질화 규소를 더 포함하는, 머시너블 세라믹의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 머시너블 세라믹을 포함하는 프로브 가이드에 있어서,
    프로브가 통과할 수 있는 복수 개의 슬릿 및/또는 관통 구멍을 갖는, 프로브 가이드.
KR1020040074574A 2003-09-25 2004-09-17 머시너블 세라믹 KR100616001B1 (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072524A (ko) * 2017-10-20 2020-06-22 가부시키가이샤 페로텍 머티리얼 테크놀로지즈 세라믹스, 프로브 안내 부품, 프로브 카드 및 패키지 검사용 소켓
CN113122747A (zh) * 2021-04-22 2021-07-16 合肥工业大学 一种具有优异力学性能的Cu-(WC-Y2O3)复合材料制备方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070085008A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Seagate Technology Llc Ceramic corona discharge emitter tip
US7749931B2 (en) * 2006-02-13 2010-07-06 Fujifilm Corporation Ceramic optical parts and production methods thereof
WO2008013145A1 (fr) * 2006-07-24 2008-01-31 Nhk Spring Co., Ltd. élément céramique, SUPPORT de sonde, et procédé de fabrication d'élément céramique
ATE464274T1 (de) * 2007-08-28 2010-04-15 Esk Ceramics Gmbh & Co Kg Gesinterte, polykristalline mischwerkstoffe auf basis von bornitrid und zirkoniumdioxid, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
KR101151209B1 (ko) * 2010-10-26 2012-05-31 한국세라믹기술원 머시너블 흑색 세라믹 복합체 및 그 제조방법
KR101151208B1 (ko) 2010-10-26 2012-05-31 한국세라믹기술원 머시너블 세라믹 복합체 및 그 제조방법
TWI458985B (zh) * 2011-02-23 2014-11-01 King Yuan Electronics Co Ltd 高硬度耐磨探針與其製作方法
JPWO2013108759A1 (ja) 2012-01-18 2015-05-11 日本発條株式会社 スペーストランスフォーマおよびプローブカード
CN103420676A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 浙江大学 一种高致密高抗热震性复合材料及其制备方法
CN103755352B (zh) * 2014-01-23 2015-04-08 哈尔滨工业大学 一种多孔BN/Si3N4复合陶瓷封孔层的制备方法
US10107523B2 (en) 2015-12-07 2018-10-23 Carbo Ceramics Inc. Ceramic particles for use in a solar power tower
US11002761B2 (en) * 2017-07-25 2021-05-11 Keithley Instruments, Llc Probe card system for testing an integrated circuit
KR102505460B1 (ko) * 2017-11-10 2023-03-03 가부시키가이샤 페로텍 머티리얼 테크놀로지즈 세라믹스, 프로브 안내 부품, 프로브 카드 및 패키지 검사용 소켓
CN109437890A (zh) * 2018-10-12 2019-03-08 东莞市煜田新材料有限公司 一种氧化锆陶瓷烧结助剂及其制法与应用
CN110002867A (zh) * 2019-04-22 2019-07-12 万华化学集团股份有限公司 一种绿色系氧化锆陶瓷及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776218A (en) * 1952-05-17 1957-01-01 Carborundum Co Article comprising boron nitride and zirconia
JPS604153B2 (ja) * 1976-05-29 1985-02-01 東芝セラミツクス株式会社 溶融金属用耐火物
JPS58165056A (ja) 1982-03-25 1983-09-30 Nippon Denshi Zairyo Kk プロ−ブカ−ド
JPS60195059A (ja) * 1984-03-15 1985-10-03 株式会社トクヤマ 複合焼結体
JP2826585B2 (ja) * 1989-05-17 1998-11-18 工業技術院長 立方晶窒化硼素含有無機複合焼結体の製造法
JPH04118159A (ja) 1990-09-05 1992-04-20 Kawasaki Steel Corp 連続鋳造用ノズルとその製造方法
US5083687A (en) * 1989-10-19 1992-01-28 Kawasaki Steel Corporation Nozzle for continuous casting and method of producing
JPH03268849A (ja) * 1990-03-20 1991-11-29 Akechi Ceramics Kk 連続鋳造用浸漬ノズル
JPH0492868A (ja) * 1990-08-03 1992-03-25 Tokuyama Soda Co Ltd 焼結体の製造方法
SE468558B (sv) 1991-01-09 1993-02-08 Abb Powdermet Ab Saett att framstaella en keramisk kropp innehaallande bornitrid
JP3697942B2 (ja) 1999-05-13 2005-09-21 住友金属工業株式会社 セラミック加工部品とその製造方法
JP4066591B2 (ja) * 2000-06-09 2008-03-26 住友金属工業株式会社 プローブガイド
JP4089261B2 (ja) 2002-03-27 2008-05-28 住友金属工業株式会社 快削性セラミックスとその製造方法およびプローブ案内部品

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072524A (ko) * 2017-10-20 2020-06-22 가부시키가이샤 페로텍 머티리얼 테크놀로지즈 세라믹스, 프로브 안내 부품, 프로브 카드 및 패키지 검사용 소켓
CN113122747A (zh) * 2021-04-22 2021-07-16 合肥工业大学 一种具有优异力学性能的Cu-(WC-Y2O3)复合材料制备方法
CN113122747B (zh) * 2021-04-22 2021-11-16 合肥工业大学 一种具有优异力学性能的Cu-(WC-Y2O3)复合材料制备方法

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