KR20070043244A - Method of manufacturing a multi-layer ceramic substrate and multi-layer ceramic substrate using the same - Google Patents

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KR20070043244A
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고상기
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Abstract

다층 세라믹 기판 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 다층 세라믹 기판이 개시되어 있다. 다층 세라믹 기판 제조 방법은 먼저, 복수 매의 미소결 세라믹시트들을 적층 하여 복수개의 관통홀들을 갖는 미소결 다층 세라믹 기판을 형성한다. 미소결 다층 세라믹 기판의 상하면에 미소결 다층 세라믹 기판의 수축을 억제하기 위한 미소결 수축 방지 시트들을 각각 배치한다. 미소결 다층세라믹 기판을 소결하여 다층세라믹 기판을 형성한 후, 다층 세라믹 기판으로부터 미소결 수축방지 시트들을 제거하고, 관통공을 재 가공하여 비아 홀을 형성한다.A method of manufacturing a multilayer ceramic substrate and a multilayer ceramic substrate manufactured using the same are disclosed. In the method of manufacturing a multilayer ceramic substrate, first, a plurality of green ceramic sheets are stacked to form a green multilayer ceramic substrate having a plurality of through holes. On the upper and lower surfaces of the green multi-layer ceramic substrate, the micro-shrinkage prevention sheets for suppressing the shrinkage of the green multi-layered ceramic substrate are respectively disposed. After sintering the microcrystalline multilayer ceramic substrate to form a multilayer ceramic substrate, the non-shrink shrink-resistant sheets are removed from the multilayer ceramic substrate, and the through holes are reworked to form via holes.

Description

다층 세라믹 기판 제조 방법 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판{METHOD OF MANUFACTURING A MULTI-LAYER CERAMIC SUBSTRATE AND MULTI-LAYER CERAMIC SUBSTRATE USING THE SAME}METHOD OF MANUFACTURING A MULTI-LAYER CERAMIC SUBSTRATE AND MULTI-LAYER CERAMIC SUBSTRATE USING THE SAME

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 제조 방법에 의하여 형성된 미소결 다층 세라믹 기판을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a micro multilayered ceramic substrate formed by a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 미소결 다층 세라믹 시트를 제조하는 과정을 도시한 공정도이다.FIG. 2 is a process diagram illustrating a process of manufacturing the green multilayer ceramic sheet shown in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 공정에 의하여 제조된 미소결 세라믹 시트를 관통하여 형성된 관통공을 드릴 장치를 이용하여 형성하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the formation of a through hole formed through a green ceramic sheet manufactured by the process illustrated in FIG. 2 using a drill apparatus.

도 4는 도 2에 도시된 공정에 의하여 제조된 미소결 세라믹 시트를 관통하여 형성된 관통공을 레이저빔을 이용하여 형성하는 것을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the formation of a through hole formed through a green ceramic sheet manufactured by the process illustrated in FIG. 2 using a laser beam.

도 5는 도 3 또는 도 4에 도시된 미소결 세라믹 시트들을 얼라인 키를 이용하여 상호 정렬하는 것을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating the alignment of the green ceramic sheets illustrated in FIG. 3 or 4 by using an alignment key.

도 6은 도 3 또는 도 4에 도시된 미소결 세라믹 시트들을 얼라인 홀 및 얼라인 로드를 이용하여 상호 정렬하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the alignment of the green ceramic sheets illustrated in FIG. 3 or 4 using an alignment hole and an alignment rod.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의하여 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 것을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating the formation of a multi-layered ceramic substrate according to another embodiment of the present invention.

도 8은 도 1에 도시된 미소결 다층 세라믹 기판의 양쪽에 미소결 수축 방지 시트를 배치한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating disposing a shrinkage preventing sheet on both sides of the green multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 1.

도 9는 도 8에 도시된 미소결 수축 방지 시트가 장착된 미소결 다층 세라믹 기판을 소결 하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the sintering of a green multilayer ceramic substrate on which the green shrink shrink prevention sheet shown in FIG. 8 is mounted.

도 10은 도 9에 도시된 다층 세라믹 기판에 부착된 미소결 수축 방지 시트를 제거하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating removing a micro shrink shrink sheet attached to the multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 9.

도 11은 도 10에 도시된 다층 세라믹 기판의 홀을 재 가공하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating reworking holes in the multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 10.

도 12는 도 11의 일부를 도시한 평면도이다.12 is a plan view of a portion of FIG. 11.

도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 다층 세라믹 기판을 도시한 단면도이다.13 is a cross-sectional view illustrating a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다층 세라믹 기판 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 다층 세라믹 기판에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 정밀한 사이즈를 갖는 홀을 지정된 위치에 형성하기에 적합한 다층 세라믹 기판 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 다층 세라믹 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate and a multilayer ceramic substrate manufactured using the same. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate suitable for forming a hole having a precise size at a designated position, and a multilayer ceramic substrate manufactured using the same.

일반적으로 세라믹 기판(ceramic substrate)은 반도체 장치 분야, 전기-전자 분야 등에 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 세라믹 기판은 반도체 제조 분야 중 웨이퍼(wafer)를 검사하는 EDS(electrical die sorting) 공정에 적용되는 프로브 카 드(probe card)의 프로브 핀(probe pin)을 지정된 위치에 가이드 하는 가이드 플레이트(guide plate)로 사용될 수 있다. 프로브 핀은 가이드 플레이트로 사용되는 세라믹 플레이트에 형성된 미세한 홀(hole)에 결합된다. 이와 다르게, 세라믹 기판은 반도체 제조 분야 중 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 공정에서 공정가스를 분사하는 분사 헤드에도 적용될 수 있다. 이 밖에도 세라믹 기판은 다양한 분야에서 폭 넓게 사용될 수 있다.In general, ceramic substrates are widely used in the field of semiconductor devices, electric-electronics, and the like. For example, a ceramic substrate may be a guide plate for guiding a probe pin of a probe card to a predetermined position, which is applied to an electrical die sorting (EDS) process for inspecting wafers in semiconductor manufacturing. It can be used as a guide plate. The probe pins are coupled to minute holes formed in the ceramic plate used as the guide plate. Alternatively, the ceramic substrate may be applied to an injection head that injects a process gas in a chemical vapor deposition (CVD) process in the semiconductor manufacturing field. In addition, the ceramic substrate may be widely used in various fields.

종래 세라믹 기판을 제조하기 위해서는 몰드(mold)를 이용하여 성형체를 형성한다.In order to manufacture a conventional ceramic substrate, a molded body is formed by using a mold.

이어서, 성형체를 재료 특성에 적합한 소결 온도에서 소결하고, 소결 된 소결체를 면적, 두께, 폭, 길이 등과 같은 치수에 적합하게 가공한다. 일반적으로 소결체의 표면은 래핑 가공 또는 폴리싱 가공이 수행된다.The molded body is then sintered at a sintering temperature suitable for the material properties, and the sintered sintered body is processed to suit dimensions such as area, thickness, width, length and the like. In general, the surface of the sintered body is subjected to lapping or polishing.

이어서, 소결체에 드릴 가공 또는 레이저 가공을 이용하여 복수개의 홀(hole)을 형성한다.Subsequently, a plurality of holes are formed in the sintered compact by using drilling or laser processing.

그러나, 소결체를 형성한 후 드릴링 가공을 통해 홀을 형성할 경우, 홀을 형성하기 위한 드릴이 래핑 또는 폴리싱 가공된 매끄러운 소결체의 표면으로부터 미끄러져 소결체의 표면에 손상이 발생할 수 있다.However, when holes are formed by drilling after forming the sintered body, the drill for forming the holes may slip from the surface of the smooth or sintered body which is wrapped or polished, and damage may occur on the surface of the sintered body.

또한, 소결체를 드릴링 할 경우, 경도가 높은 소결체에 의하여 드릴이 쉽게 마모된다.In addition, when drilling the sintered body, the drill is easily worn by the high hardness sintered body.

또한, 약 수백㎛ 정도의 얇은 두께를 갖는 박막 소결체가 약한 강도 또는 높은 취성(brittleness)을 가질 경우, 박막 소결체를 관통하여 형성된 홀에 의하여 박막 소결체에 크랙(crack) 또는 깨짐(broken)이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 레이저 가공에 의하여 박막 소결체에 홀을 형성할 경우, 초기 투자비, 가공비용 및 가공 시간이 크게 증가된다.In addition, when a thin film sintered body having a thickness of about several hundred μm has weak strength or high brittleness, cracks or cracks may occur in the thin film sintered body by holes formed through the thin film sintered body. have. In order to prevent this, when holes are formed in the thin film sintered body by laser processing, the initial investment cost, processing cost and processing time are greatly increased.

한편, 약 수mm 이상의 두꺼운 두께를 갖는 후박 소결체는 드릴 공정에 의하여 미세 직경을 갖는 홀을 가공하기 어렵다. 또한, 드릴 공정에 의하여 후박 소결체를 관통하는 홀을 형성할 경우, 홀을 형성하기 위해 많은 시간이 소요된다. 또한, 후박 소결체를 관통하는 홀을 드릴 가공에 의하여 형성할 경우, 경도가 높은 후박 소결체에 의하여 드릴의 날(drill bit)이 심하게 마모된다.On the other hand, thick foil sintered bodies having a thick thickness of about several mm or more are difficult to process holes having a fine diameter by a drill process. Moreover, when forming the hole which penetrates the thick foil sintered compact by a drill process, it takes a long time to form a hole. In addition, when the hole penetrating the thick foil sintered compact is formed by drill processing, the drill bit is severely worn by the thick foil thick sintered compact.

이를 극복하기 위하여, 가공성이 우수한 세라믹으로 약 수㎜ 정도의 후박한 두께를 갖는 후박 소결체를 형성할 수 있지만, 후박 세라믹 기판을 제조하기 위한 제조 비용이 크게 상승된다.In order to overcome this problem, a thick foil sintered body having a thick thickness of about several millimeters can be formed of a ceramic having excellent workability, but the manufacturing cost for manufacturing a thick ceramic substrate is greatly increased.

한편, 약 수mm 이상의 두꺼운 두께를 갖는 후박 소결체의 경우, 드릴링 가공 대신 레이저 가공으로 홀을 형성하기 어렵다. 또한, 레이저 가공에 의하여 후박 소결체를 가공할 경우, 가공 시간이 크게 증가된다. 또한, 레이저 가공에 의하여 후박 소결체를 가공할 경우, 후박 소결체를 관통하여 형성된 홀의 형상이 균일하지 않고, 홀의 크기 역시 균일하지 않다. 또한, 레이저 가공으로 후박 소결체를 가공할 경우, 세라믹 기판의 상면에서의 홀의 사이즈 및 세라믹 기판의 하면에서의 홀의 사이즈가 서로 다른 문제점도 함께 갖는다.On the other hand, in the case of a thick thin sintered body having a thickness of about several mm or more, it is difficult to form a hole by laser processing instead of drilling. In addition, when the thick sintered body is processed by laser processing, the processing time is greatly increased. In addition, when processing a thick foil sintered compact by laser processing, the shape of the hole formed through the thick foil sintered compact is not uniform, and the magnitude | size of a hole is also not uniform. Moreover, when processing a thick thin sintered compact by laser processing, there also exists a problem that the size of the hole in the upper surface of a ceramic substrate differs from the size of the hole in the lower surface of a ceramic substrate.

따라서, 약 수㎜ 이상의 두꺼운 두께를 갖는 세라믹 기판은 드릴링 가공 또는 레이저 가공에 의하여 세라믹 기판을 관통하여 형성하는 홀을 형성하기 어렵다.Therefore, a ceramic substrate having a thick thickness of about several mm or more is difficult to form a hole formed through the ceramic substrate by drilling or laser processing.

본 발명의 실시예들은 지정된 위치에 지정된 사이즈를 갖는 홀을 정밀하게 형성할 수 있는 다층 세라믹 기판 제조 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate capable of precisely forming a hole having a designated size at a designated position.

본 발명의 실시예들은 상술된 다층 세라믹 기판 제조 방법에 의하여 제조된 다층 세라믹 기판을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a multilayer ceramic substrate manufactured by the method of manufacturing the multilayer ceramic substrate described above.

이와 같은 본 발명의 하나의 목적을 구현하기 위한 다층 세라믹 기판 제조 방법은 먼저, 복수 매의 미소결 세라믹시트들을 적층 하여 복수개의 관통홀들을 갖는 미소결 다층 세라믹 기판을 형성한다. 미소결 다층 세라믹 기판의 상하면에 미소결 다층 세라믹 기판의 수축을 억제하기 위한 미소결 수축 방지 시트들을 각각 배치한다. 미소결 다층세라믹 기판을 소결하여 다층세라믹 기판을 형성한 후, 다층 세라믹 기판으로부터 미소결 수축방지 시트들을 제거하고, 관통공을 재 가공하여 비아 홀을 형성한다.In the multilayer ceramic substrate manufacturing method for realizing one object of the present invention, first, a plurality of green ceramic sheets are stacked to form a green multilayer ceramic substrate having a plurality of through holes. On the upper and lower surfaces of the green multi-layer ceramic substrate, the micro-shrinkage prevention sheets for suppressing the shrinkage of the green multi-layered ceramic substrate are respectively disposed. After sintering the microcrystalline multilayer ceramic substrate to form a multilayer ceramic substrate, the non-shrink shrink-resistant sheets are removed from the multilayer ceramic substrate, and the through holes are reworked to form via holes.

선택적으로, 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정에서 미소결 세라믹시트를 적층 하기 이전에, 각 미소결 세라믹 시트에 관통공을 형성할 수 있다.Optionally, through lamination of the green ceramic sheet in the process of forming a green multilayer ceramic substrate, through holes may be formed in each green ceramic sheet.

선택적으로, 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정에서, 미소결 세라믹시트를 형성한 후, 미소결 다층 세라믹 기판에 관통공을 형성할 수 있다.Optionally, in the process of forming the green multilayer ceramic substrate, after the green ceramic sheet is formed, a through hole may be formed in the green multilayer ceramic substrate.

바람직하게, 미소결 다층 세라믹 기판은 제1 온도에서 소결 되고, 수축 방지 시트들은 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 소결 될 수 있다.Preferably, the green multilayer ceramic substrate is sintered at a first temperature, and the anti-shrink sheets may be sintered at a second temperature higher than the first temperature.

선택적으로, 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정에서, 관통공들은 펀 치에 의한 펀칭 가공, 레이저빔에 의한 레이저 가공 및 드릴에 의한 드릴링 가공 중 어느 하나에 의하여 형성될 수 있다.Optionally, in the process of forming a green multilayer ceramic substrate, the through holes may be formed by any one of punching by punch, laser processing by laser beam, and drilling by drill.

선택적으로, 수축 방지 시트를 제거하는 공정에서, 수축 방지 시트는 초음파 또는 브러시(brush)에 의하여 제거될 수 있다.Optionally, in the process of removing the anti-shrink sheet, the anti-shrink sheet may be removed by ultrasonic waves or a brush.

선택적으로, 비아 홀을 형성하는 단계에서 관통공은 관통공의 표면을 가공 및 관통공의 직경을 확장하기 위한 보링 공정에 의하여 가공되어 비아 홀이 형성된다.Optionally, in the step of forming the via hole, the through hole is processed by a boring process for processing the surface of the through hole and expanding the diameter of the through hole to form the via hole.

바람직하게, 비아 홀들 사이의 간격은 상기 비아 홀의 직경의 1.5 이상일 수 있다. 보다 바람직하게, 비아 홀들 사이의 간격은 상기 비아 홀의 직경의 1.0배 내지 1.5 배일 수 있다.Preferably, the spacing between the via holes may be at least 1.5 of the diameter of the via holes. More preferably, the spacing between the via holes may be 1.0 to 1.5 times the diameter of the via holes.

선택적으로, 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정은 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 관통공들을 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 얼라인 키에 의하여 정렬하여 수행된다.Optionally, the process of forming the green multilayer ceramic substrate is performed by aligning the through holes formed in each green multilayer ceramic sheet by an alignment key formed in each green multilayer ceramic sheet.

선택적으로, 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정은 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 관통공들을 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 얼라인 홀을 얼라인 로드에 삽입하여 정렬하여 수행한다.Optionally, the process of forming a green multilayer ceramic substrate is performed by aligning through holes formed in each green multilayer ceramic sheet by inserting alignment holes formed in each green multilayer ceramic sheet into an alignment rod.

선택적으로, 관통홀들이 형성된 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 공정에서, 관통홀들의 제1 직경은 비아 홀의 제2 직경보다 작게 형성된다.Optionally, in the process of forming a green multilayer ceramic substrate having through holes formed therein, the first diameter of the through holes is formed smaller than the second diameter of the via holes.

선택적으로, 미소결 다층 세라믹 시트를 형성하는 공정은 세라믹 분말, 분산제 및 용제를 1차 혼합하여 1차 세라믹 혼합물을 제조하고, 세라믹 혼합물에 접착 성을 갖는 바인더 및 가소제를 2차 혼합하여 2차 세라믹 혼합물을 제조한다. 이어서, 2차 세라믹 혼합물에 포함된 기포를 탈포하고, 탈포 된 2차 세라믹 혼합물을 시트 형태로 가공한다.Optionally, the process of forming the microcrystalline multilayer ceramic sheet may be performed by first mixing the ceramic powder, the dispersant and the solvent to prepare a primary ceramic mixture, and the secondary ceramic by secondary mixing the binder and the plasticizer having adhesive property to the ceramic mixture. Prepare the mixture. Subsequently, the air bubbles contained in the secondary ceramic mixture are defoamed, and the degassed secondary ceramic mixture is processed into a sheet form.

본 발명의 다른 목적을 구현하기 위한 다층 세라믹 기판은 복수 매가 적층 된 세라믹 시트로 이루어진 다층 세라믹 몸체 및 다층 세라믹 몸체를 관통하여 형성된 복수개의 비아 홀을 포함하고, 인접한 비아 홀들 사이 간격은 비아 홀의 직경의 1.0배 내지 1.5배이다.A multi-layered ceramic substrate for realizing another object of the present invention includes a multi-layered ceramic body consisting of a plurality of stacked ceramic sheets and a plurality of via holes formed through the multi-layered ceramic body, wherein the spacing between adjacent via holes is the diameter of the via hole. 1.0 to 1.5 times.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 다층 세라믹 기판 제조 방법 및 이를 이용한 다층 세라믹 기판에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 예를 들어, 기판, 층(막), 영역, 패드, 패턴들 또는 구조물들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 예를 들어, 각 층(막), 영역, 패드, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는, 예를 들어, 각 층(막), 영역, 패드, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 패드, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 각 층(막), 영역, 패드, 전극, 패턴 또는 구조물들이, 예를 들어, "제1", "제2"," 제3" 및/또는 "제4"로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 층(막), 영역, 패드, 패턴 또는 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, "제1", "제2", "제3" 및/또는 "제4"는 각 층(막), 영역, 전극, 패드, 패턴 또는 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate and a multilayer ceramic substrate using the same according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art may implement the present invention in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention. In the accompanying drawings, for example, the dimensions of the substrates, layers (films), regions, pads, patterns, or structures are shown to be larger than actual for clarity of the invention. In the present invention, for example, each layer (film), region, pad, pattern or structures may be "on", "top" or "bottom" of the substrate, each layer (film), region, pad or patterns. When referred to as being formed in, for example, that each layer (film), region, pad, pattern or structure is formed directly over or below the substrate, each layer (film), region, pad or patterns Alternatively, other layers (films), other regions, different pads, different patterns or other structures may be additionally formed on the substrate. In addition, if each layer (film), region, pad, electrode, pattern or structure is referred to, for example, as "first", "second", "third" and / or "fourth", It is not intended to limit the members, but merely to distinguish each layer (film), region, pad, pattern or structure. Thus, "first", "second", "third" and / or "fourth" may be used selectively or interchangeably for each layer (film), region, electrode, pad, pattern or structure, respectively. Can be.

다층 세라믹 기판의 제조 방법Manufacturing method of multilayer ceramic substrate

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다층 세라믹 기판의 제조 방법에 의하여 형성된 미소결 다층 세라믹 기판을 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 미소결 다층 세라믹 시트를 제조하는 과정을 도시한 공정도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a micro multilayered ceramic substrate formed by a method of manufacturing a multilayer ceramic substrate according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is a process diagram illustrating a process of manufacturing the green multilayer ceramic sheet shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 미소결 다층 세라믹 기판(green multi-layer ceramic substrate;10)은 복수 매의 미소결 세라믹 시트(green ceramic sheet; 1)들을 적층 하여 제조된다.Referring to FIG. 1, a green multi-layer ceramic substrate 10 is manufactured by stacking a plurality of green ceramic sheets 1.

도 2를 참조하면, 복수 매의 미소결 세라믹 시트(1)를 제조하기 위해서는 먼저, 세라믹 분말(ceramic powder), 세라믹 분말을 고르게 분산시키기 위한 분산제(dispersant) 및 용제(solvent)를 1차 혼합(또는 교반)하여 1차 세라믹 혼합물(first ceramic mixture)을 제조한다.Referring to FIG. 2, in order to manufacture a plurality of microcrystalline ceramic sheets 1, first, a ceramic powder, a dispersant and a solvent for uniformly dispersing the ceramic powder are first mixed. Or agitated) to prepare a first ceramic mixture.

이어서, 1차 세라믹 혼합물에 접착성을 갖는 바인더(binder) 및 가소제(plastisizer)를 2차 혼합(또는 교반)하여 2차 세라믹 혼합물(second ceramic mixture)을 제조한다.Subsequently, a secondary ceramic mixture is prepared by secondary mixing (or stirring) of a binder and a plasticizer having adhesion to the primary ceramic mixture.

2차 세라믹 혼합물에는 혼합(또는 교반) 도중 공기가 유입되어 다량의 기포(bubble)를 포함할 수 있다. 기포가 포함된 2차 세라믹 혼합물을 시트 형상으로 형성할 경우, 미소결 세라믹 시트의 표면에는 기포에 의한 리세스(recess)가 형성될 수 있고, 미소결 세라믹 시트의 내부에는 기포에 의한 보이드(void)가 형성될 수 있다.The secondary ceramic mixture may contain a large amount of bubbles by introducing air during mixing (or stirring). When the secondary ceramic mixture containing bubbles is formed into a sheet shape, a recess may be formed by bubbles on the surface of the green ceramic sheet, and voids may be generated inside the green ceramic sheet by bubbles. ) May be formed.

이를 방지하기 위해, 2차 세라믹 혼합물이 형성된 후, 2차 세라믹 혼합물에 포함된 기포는 제거된다. 기포가 포함된 2차 세라믹 혼합물은 대기압보다 낮은 압력을 갖는 챔버(chamber) 내에 로딩 되어 2차 세라믹 혼합물에 포함된 기포가 완전히 제거된다.To prevent this, after the secondary ceramic mixture is formed, bubbles contained in the secondary ceramic mixture are removed. The secondary ceramic mixture containing bubbles is loaded into a chamber having a pressure lower than atmospheric pressure to completely remove bubbles contained in the secondary ceramic mixture.

기포가 제거된 2차 세라믹 혼합물은 다양한 방법에 의하여 박판(thin plate) 형태로 가공되어 미소결 세라믹 시트(1)가 제조된다.Bubble-free secondary ceramic mixtures are processed into thin plates by various methods to produce microcrystalline ceramic sheets 1.

도 3은 도 2에 도시된 공정에 의하여 제조된 미소결 세라믹 시트를 관통하여 형성된 관통공을 드릴 장치를 이용하여 형성하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the formation of a through hole formed through a green ceramic sheet manufactured by the process illustrated in FIG. 2 using a drill apparatus.

도 3을 참조하면, 미소결 세라믹 시트(1)가 제조된 후, 미소결 세라믹 시트(1)를 관통하여 관통공(2)이 형성된다. 본 실시예에서, 관통공(2)은 수십㎛∼수백㎛의 직경을 가질 수 있고, 예를 들어, 관통공(2)은 수십㎛∼수백㎛의 직경을 갖는 드릴(2a)이 장착된 드릴 장치(2b)를 이용하여 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 드릴 장치(2b)에 장착된 드릴(2a)을 통해 미소결 세라믹 시트(1)가 소결 되기 전에 관통공(2)을 형성할 경우, 약한 경도를 갖는 미소결 세라믹 시트(1)의 깨짐 및 관통공(2) 주변의 크랙(crack)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 본 실시예에서는 드 릴 장치(2b)의 드릴(2a)을 이용하여 미소결 세라믹 시트(1)를 관통하는 관통공(2)을 형성한다. 이와 다르게, 본 실시예에서는 드릴 장치(2b)의 드릴(2a)을 이용하여 미소결 세라믹 시트(1)에 소정 깊이를 갖는 리세스(recess)를 형성하여도 무방하다.Referring to FIG. 3, after the green ceramic sheet 1 is manufactured, a through hole 2 is formed through the green ceramic sheet 1. In this embodiment, the through hole 2 may have a diameter of several tens of micrometers to several hundreds of micrometers. For example, the through hole 2 may be a drill equipped with a drill 2a having a diameter of several tens of micrometers to several hundreds of micrometers. It can be formed using the device (2b). In the present embodiment, when the through hole 2 is formed before the green ceramic sheet 1 is sintered through the drill 2a mounted to the drill device 2b, the green ceramic sheet 1 having a weak hardness is formed. ) Cracking and cracks around the through hole 2 can be suppressed. In the present embodiment, the through hole 2 penetrating the microcrystalline ceramic sheet 1 is formed by using the drill 2a of the drill device 2b. Alternatively, in the present embodiment, a recess having a predetermined depth may be formed in the green ceramic sheet 1 by using the drill 2a of the drill apparatus 2b.

도 4는 도 2에 도시된 공정에 의하여 제조된 미소결 세라믹 시트를 관통하여 형성된 관통공을 레이저빔을 이용하여 형성하는 것을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the formation of a through hole formed through a green ceramic sheet manufactured by the process illustrated in FIG. 2 using a laser beam.

도 4를 참조하면, 미소결 세라믹 시트(1)가 제조된 후, 미소결 세라믹 시트(1)를 관통하여 관통공(2)이 형성된다. 본 실시예에서, 관통공(2)은 수십㎛∼수백㎛의 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 관통공(2)은 수십㎛∼수백㎛의 직경을 갖는 레이저빔(3a)을 방출하는 레이저빔 발생장치(3b)를 이용하여 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4, after the green ceramic sheet 1 is manufactured, a through hole 2 is formed through the green ceramic sheet 1. In the present embodiment, the through hole 2 may have a diameter of several tens of micrometers to several hundred micrometers. For example, the through hole 2 may be formed using a laser beam generator 3b that emits a laser beam 3a having a diameter of several tens of micrometers to several hundreds of micrometers.

본 실시예에서, 레이저빔 발생장치(3b)로부터 방출된 레이저빔(3a)을 통해 미소결 세라믹 시트(1)가 소결 되기 전에 관통공(2)을 형성할 경우, 약한 경도를 갖는 미소결 세라믹 시트(1)의 깨짐 및 관통공(2) 주변의 크랙(crack)이 발생되는 것을 억제할 수 있다.In the present embodiment, when the through hole 2 is formed before the green ceramic sheet 1 is sintered through the laser beam 3a emitted from the laser beam generator 3b, the green ceramic having a weak hardness It is possible to suppress cracking of the sheet 1 and generation of cracks around the through hole 2.

본 실시예에서는 레이저빔 발생장치(3b)로부터 방출된 레이저빔(3a)을 이용하여 미소결 세라믹 시트(1)를 관통하는 관통공(2)을 형성한다. 이와 다르게, 본 실시예에서는 레이저빔 발생장치(3b)로부터 방출된 레이저빔(3a)을 이용하여 미소결 세라믹 시트(1)에 소정 깊이를 갖는 리세스(recess)를 형성하여도 무방하다.In the present embodiment, the through hole 2 penetrating the green ceramic sheet 1 is formed by using the laser beam 3a emitted from the laser beam generator 3b. Alternatively, in this embodiment, a recess having a predetermined depth may be formed in the green ceramic sheet 1 by using the laser beam 3a emitted from the laser beam generator 3b.

도 1을 다시 참조하면, 미소결 세라믹 시트(1)를 관통하는 관통공(2) 또는 리세스가 형성된 미소결 세라믹 시트(1)는 복수 매가 적층 되어 미소결 세라믹 기 판(10)이 형성된다. 이때, 각 미소결 세라믹 시트(1)에 형성된 관통공(2)은 미소결 세라믹 기판(10)을 관통하는 홀(4)을 형성하기 위해 상호 정렬된다.Referring again to FIG. 1, a plurality of sheets of a green ceramic sheet 1 having a through hole 2 or a recess formed therein through which the green ceramic sheet 1 is formed are stacked to form a green ceramic substrate 10. . At this time, the through holes 2 formed in each of the green ceramic sheets 1 are aligned with each other to form a hole 4 penetrating the green ceramic substrate 10.

도 5는 도 3 또는 도 4에 도시된 미소결 세라믹 시트들을 얼라인 키를 이용하여 상호 정렬하는 것을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating the alignment of the green ceramic sheets illustrated in FIG. 3 or 4 by using an alignment key.

도 5를 참조하면, 각 미소결 세라믹 시트(1)에 형성된 관통공(2)을 상호 정렬하여 미소결 세라믹 기판(10)에 홀(4)을 형성하기 위해서, 미소결 세라믹 시트(1)중 사용되지 않는 영역, 예를 들면, 미소결 세라믹 시트(1)의 에지(edge)에는 얼라인 키(align key;5)가 형성될 수 있다. 바람직하게, 얼라인 키(5)는 미소결 세라믹 시트(1)의 에지에 적어도 2 개 이상이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, in order to form the holes 4 in the green ceramic substrate 10 by aligning the through-holes 2 formed in each of the green ceramic sheets 1, the green ceramic sheet 1 may be formed. An alignment key 5 may be formed in an unused area, for example, an edge of the green ceramic sheet 1. Preferably, at least two alignment keys 5 may be formed at the edge of the green ceramic sheet 1.

미소결 세라믹 시트(1)의 에지에 형성된 얼라인 키(5)는 CCD 카메라(Charged Coupled device camera)와 같은 비주얼 유닛(5)에 의하여 촬상 된 후, 이미지 프로세싱 방법(image processing manner)에 의하여 처리되어 각 미소결 세라믹 시트(1)에 형성된 관통공(2)들은 상호 정렬된다.The align key 5 formed at the edge of the green ceramic sheet 1 is imaged by a visual unit 5 such as a CCD (Charged Coupled Device Camera), and then processed by an image processing method. The through holes 2 formed in each of the green ceramic sheets 1 are aligned with each other.

도 6은 도 3 또는 도 4에 도시된 미소결 세라믹 시트들을 얼라인 홀 및 얼라인 로드를 이용하여 상호 정렬하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the alignment of the green ceramic sheets illustrated in FIG. 3 or 4 using an alignment hole and an alignment rod.

도 6을 참조하면, 각 미소결 세라믹 시트(1)에 형성된 관통공(2)을 정렬하여 미소결 세라믹 시트(10)에 홀을 형성하기 위해, 각 미소결 세라믹 시트(1)중 사용되지 않는 영역, 예를 들면, 각 미소결 세라믹 시트(1)의 에지에는 적어도 2 개의 얼라인 홀(align hole;7)이 형성되고, 얼라인 홀(7)을 얼라인 로드(align rod;7a)에 끼워 복수개의 미소결 세라믹 시트(1)에 형성된 관통공(2)들을 각각 정렬하여 미소결 세라믹 기판(10)에 홀(4)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 6, in order to form the holes in the green ceramic sheet 10 by aligning the through-holes 2 formed in the green ceramic sheet 1, each of the green ceramic sheets 1 is not used. At least two align holes 7 are formed in the region, for example at the edge of each green ceramic sheet 1, and the align holes 7 are arranged in the align rod 7a. The through holes 2 formed in the plurality of green ceramic sheets 1 may be aligned to form holes 4 in the green ceramic substrate 10.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의하여 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 것을 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating the formation of a multi-layered ceramic substrate according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 도 2에 도시된 방법에 의하여 제조된 미소결 다층 세라믹 시트(1)를 복수 매 적층 한 후, 이어서, 미세한 직경을 갖는 드릴(2a) 또는 레이저빔에 의하여 미소결 다층 세라믹 기판(10)의 지정된 위치에 관통공(2)을 형성하여 미소결 다층 세라믹 기판(10)을 형성하여도 무방하다.Referring to FIG. 7, after stacking a plurality of micro multilayer ceramic sheets 1 manufactured by the method shown in FIG. 2, the micro multilayer ceramics are then drilled by a drill 2a or a laser beam having a fine diameter. The through-holes 2 may be formed at designated positions of the substrate 10 to form the microcrystalline multilayer ceramic substrate 10.

도 8은 도 1에 도시된 미소결 다층 세라믹 기판의 양쪽에 미소결 수축 방지 시트를 배치한 것을 도시한 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating disposing a shrinkage preventing sheet on both sides of the green multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 1.

도 8을 참조하면, 미소결 다층 세라믹 기판(10)을 관통하는 홀(4)이 형성된 미소결 다층 세라믹 기판(10)은 후속 하는 소결 공정에 의하여 수축될 수 있고, 이로 인해 홀(4)의 위치가 불 균일해 질 수 있다.Referring to FIG. 8, the green multilayer ceramic substrate 10 having the holes 4 penetrating through the green multilayer ceramic substrate 10 may be shrunk by a subsequent sintering process, thereby The position may be uneven.

이를 방지하기 위해서, 미소결 다층 세라믹 기판(10)의 상면 및 하면에는 각각 미소결 수축 방지 시트(21, 23;20)들이 각각 배치된다. 미소결 수축 방지 시트(20)들은 각각 세라믹을 포함하며, 미소결 다층 세라믹 기판(10)이 소결 되는 도중 미소결 다층 세라믹 기판(10)의 수축을 억제한다. 예를 들어, 미소결 수축 방지 시트(20)들이 미소결 다층 세라믹 기판(10)의 양쪽에 배치될 경우, 미소결 다층 세라믹 기판(10)은 인치 당 약 5㎛ ∼약 8㎛ 정도 수축될 수 있다.To prevent this, the micro-shrinkage prevention sheets 21, 23 and 20 are respectively disposed on the upper and lower surfaces of the green multi-layered ceramic substrate 10, respectively. The micro-shrinkage prevention sheet 20 includes ceramics, respectively, and suppresses shrinkage of the multi-layered ceramic substrate 10 during the sintering of the multi-layered ceramic substrate 10. For example, when the micro-shrinkage preventive sheets 20 are disposed on both sides of the micro-multilayer ceramic substrate 10, the micro-multilayer ceramic substrate 10 may shrink by about 5 μm to about 8 μm per inch. have.

한편, 미소결 다층 세라믹 기판(10)이 제1 온도에서 소결 될 경우, 미소결 수축 방지 시트(20)들은 제1 온도에서 소결 되지 않는다. 바람직하게, 미소결 수축 방지 시트(20)들은 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 소결 된다. 따라서, 홀(4)을 갖는 미소결 다층 세라믹 기판(10)이 제1 온도에서 소결 되더라도, 미소결 수축 방지 시트(20)들은 소결 되지 않고 이 결과 미소결 다층 세라믹 기판(10)의 소결에 기인한 수축을 억제할 수 있다.On the other hand, when the green multilayer ceramic substrate 10 is sintered at the first temperature, the green shrink shrink prevention sheets 20 are not sintered at the first temperature. Preferably, the micro-shrinkage prevention sheet 20 is sintered at a second temperature higher than the first temperature. Thus, even when the green multilayer ceramic substrate 10 having the holes 4 is sintered at the first temperature, the green shrink-resistant sheet 20 is not sintered and as a result is caused by the sintering of the green multilayer ceramic substrate 10. One contraction can be suppressed.

도 9는 도 8에 도시된 미소결 수축 방지 시트가 장착된 미소결 다층 세라믹 기판을 소결 하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the sintering of a green multilayer ceramic substrate on which the green shrink shrink prevention sheet shown in FIG. 8 is mounted.

도 9를 참조하면, 미소결 수축 방지 시트(20)들이 양쪽에 배치된 미소결 다층 세라믹 기판(10)은 소결로(sintering furnace;30)의 내부로 로딩 되고, 소결로 내부에서 상기 제1 온도로 소결 되어, 홀(4)을 갖는 다층 세라믹 기판(40)이 제조된다. 한편, 소결로(30)에서 소결 된 다층 세라믹 기판(40)의 양쪽에 배치된 미소결 수축 방지 시트(20)들은 소결로(30)의 내부에서 소결 되지 않는다.Referring to FIG. 9, the multi-layered multilayer ceramic substrate 10 having the micro-shrinkage preventing sheets 20 disposed on both sides is loaded into the sintering furnace 30 and the first temperature in the sintering furnace. After sintering, a multilayer ceramic substrate 40 having holes 4 is produced. On the other hand, the micro-shrinkage prevention sheet 20 disposed on both sides of the multilayer ceramic substrate 40 sintered in the sintering furnace 30 is not sintered in the sintering furnace 30.

도 10은 도 9에 도시된 다층 세라믹 기판에 부착된 미소결 수축 방지 시트를 제거하는 것을 도시한 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating removing a micro shrink shrink sheet attached to the multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 9.

도 10을 참조하면, 소결로(30)에서 서냉 된 다층 세라믹 기판(40)은 소결로(30)의 내부로부터 외부로 언로딩 된다. 소결로(30)로부터 소결 된 다층 세라믹 기판(40)이 언로딩 된 후, 소결 된 다층 세라믹 기판(40)의 양쪽에 배치된 미소결 수축 방지 시트(20)들은 소결 된 다층 세라믹 기판(40)으로부터 제거된다. 본 실시예에서, 미소결 수축 방지 시트(20)들은 초음파 방식 또는 브러시로 문지르는 방식에 의하여 제거될 수 있다.Referring to FIG. 10, the multilayer ceramic substrate 40 slowly cooled in the sintering furnace 30 is unloaded from the inside of the sintering furnace 30 to the outside. After the sintered multilayer ceramic substrate 40 is unloaded from the sintering furnace 30, the micro-shrinkage prevention sheets 20 disposed on both sides of the sintered multilayer ceramic substrate 40 are sintered multilayer ceramic substrate 40. Is removed from. In the present embodiment, the micro-shrinkage prevention sheet 20 may be removed by an ultrasonic method or a method of rubbing with a brush.

한편, 소결로(30)내에서 미소결 다층 세라믹 기판(10)이 소결 되는 도중 미 소결 다층 세라믹 기판(10) 및 미소결 수축 방지 시트(20)의 계면에는 계면 반응이 발생될 수 있고, 이로 인해 미소결 수축 방지 시트(20)들을 다층 세라믹 기판(40)으로부터 제거하더라도 미소결 수축 방지 시트(20)의 일부가 잔류할 수 있다.Meanwhile, during the sintering of the microcrystalline multilayer ceramic substrate 10 in the sintering furnace 30, an interfacial reaction may occur at the interface between the unsintered multilayer ceramic substrate 10 and the non-shrinkage shrinkage preventing sheet 20. Due to this, even if the micro shrink shrink protection sheet 20 is removed from the multilayer ceramic substrate 40, a part of the micro shrink shrink prevention sheet 20 may remain.

다층 세라믹 기판(40)의 표면을 매끄럽게 처리 및 다층 세라믹 기판(40)의 표면에 잔류된 미소결 수축 방지 시트(20)를 제거하기 위하여, 예를 들어, 다층 세라믹 기판(40)의 표면은 슬러리(slurry)를 이용한 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정에 의하여 처리될 수 있다. CMP 공정이 종료된 후 소결 된 다층 세라믹 기판(40)은 세정 공정을 통해 세정된다.In order to smoothly process the surface of the multilayer ceramic substrate 40 and remove the anti-shrinkage shrinkage sheet 20 remaining on the surface of the multilayer ceramic substrate 40, for example, the surface of the multilayer ceramic substrate 40 may be a slurry. It may be treated by a chemical mechanical polishing (CMP) process using a slurry. After the CMP process is finished, the sintered multilayer ceramic substrate 40 is cleaned through a cleaning process.

본 실시예에서는 바람직하게, 소결로(30)내에서 미소결 다층 세라믹 기판(10)이 소결 된 후 홀의 직경을 증가시키는 홀 재가공 공정 이전에 다층 세라믹 기판(40)의 표면을 CMP 공정 등을 통해 가공하지만, 이와 다르게 다층 세라믹 기판(40)의 표면은 다층 세라믹 기판(40)에 비아 홀을 형성한 후 가공하여도 무방하다.In the present embodiment, preferably, the surface of the multilayer ceramic substrate 40 is subjected to a CMP process or the like before the hole reprocessing process of increasing the diameter of the hole after the sintered multilayer ceramic substrate 10 is sintered in the sintering furnace 30. Alternatively, the surface of the multilayer ceramic substrate 40 may be processed after forming via holes in the multilayer ceramic substrate 40.

도 11은 도 10에 도시된 다층 세라믹 기판의 홀을 재 가공하는 것을 도시한 단면도이다. 도 12는 도 11의 일부를 도시한 평면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating reworking holes in the multilayer ceramic substrate illustrated in FIG. 10. 12 is a plan view of a portion of FIG. 11.

도 11 및 도 12를 참조하면, 소결로(30)에서 소결 된 다층 세라믹 기판(40)은 비록 미소결 수축 방지 시트에 의하여 수축이 억제되었음에도 불구하고, 다소 수축될 수 있다. 다층 세라믹 기판(40)에 형성된 홀(4)의 기능을 보다 향상시키기 위해, 다층 세라믹 기판(40)이 제조된 후, 홀(4)은 재 가공되어 비아 홀(via hole;8)이 제조된다.11 and 12, the multilayer ceramic substrate 40 sintered in the sintering furnace 30 may be somewhat shrunk, although shrinkage is suppressed by the non-shrinkage shrinkage preventing sheet. In order to further improve the function of the holes 4 formed in the multilayer ceramic substrate 40, after the multilayer ceramic substrate 40 is manufactured, the holes 4 are reworked to produce via holes 8. .

다층 세라믹 기판(40)의 홀(4)은 예를 들어 홀(4)의 내측면을 보다 매끄럽게 가공 또는 홀(4)의 직경을 보다 증가시키는 보링 공정과 같은 홀 확장 가공에 의하여 가공되어 비아 홀(8)이 형성된다.The hole 4 of the multilayer ceramic substrate 40 is processed by a hole expansion process such as, for example, a boring process for smoothing the inner surface of the hole 4 or increasing the diameter of the hole 4, thereby forming a via hole. (8) is formed.

본 실시예에서, 예를 들어, 소결로(30) 내에서 소결 된 다층 세라믹 기판(40)의 홀(4)은 D1의 직경을 갖고, 재 가공된 다층 세라믹 기판(40)의 비아 홀(8)은 D1 보다 큰 D의 직경을 갖는다. 본 실시예에서는 다층 세라믹 기판(40)의 홀(4)의 직경을 확장하는 도중 홀(4)의 내측면의 표면 역시 보다 매끄럽게 가공되어, 이 결과 비아 홀(8)을 갖는 다층 세라믹 기판(40)이 제조된다.In this embodiment, for example, the holes 4 of the multilayer ceramic substrate 40 sintered in the sintering furnace 30 have a diameter of D1 and the via holes 8 of the reprocessed multilayer ceramic substrate 40. ) Has a diameter of D greater than D1. In the present embodiment, the surface of the inner surface of the hole 4 is also smoothed while the diameter of the hole 4 of the multilayer ceramic substrate 40 is expanded, so that the multilayer ceramic substrate 40 having the via hole 8 is obtained. ) Is manufactured.

본 실시예에서, 비아 홀(8)들 사이의 간격은 비아 홀(8)들의 직경 D의 약 1.5 배일 수 있다. 바람직하게, 비아 홀(8)들 사이의 간격은 비아 홀(8)들의 직경 D의 약 1.0배 내지 약 1.5배일 수 있다.In this embodiment, the spacing between the via holes 8 may be about 1.5 times the diameter D of the via holes 8. Preferably, the spacing between the via holes 8 may be about 1.0 to about 1.5 times the diameter D of the via holes 8.

이와 같이 제조된 비아 홀(8)을 갖는 다층 세라믹 기판(40)은 반도체 검사 장비의 하나인 프로브 시스템에 장착된 프로브 핀을 가이드 하는 가이드 플레이트, 화학 기상 증착(CVD) 장치에 장착되어 공정 가스를 분사하는 분사 헤드 등 전기, 전자, 반도체 장치 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.The multilayer ceramic substrate 40 having the via holes 8 manufactured as described above is provided with a guide plate for guiding probe pins mounted in a probe system, which is one of semiconductor inspection equipment, and a chemical vapor deposition (CVD) device. It can be applied to a wide range of electric, electronic, semiconductor device fields such as a spraying head for spraying.

다층 세라믹 기판Multilayer ceramic substrate

도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 다층 세라믹 기판을 도시한 단면도이다.13 is a cross-sectional view illustrating a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 다층 세라믹 기판(200)은 비아 홀(215)을 갖는 다층 세라믹 몸체(210)를 포함한다.Referring to FIG. 13, the multilayer ceramic substrate 200 includes a multilayer ceramic body 210 having via holes 215.

다층 세라믹 몸체(210)는 복수 매의 세라믹 시트(205)를 겹겹이 적층 하여 형성된다. The multilayer ceramic body 210 is formed by stacking a plurality of ceramic sheets 205.

구체적으로, 다층 세라믹 몸체(210)에 형성된 비아 홀(215)들은 시트 형상을 갖는 복수 매의 미소결 세라믹 시트에 관통공을 먼저 형성한 후, 관통공을 갖는 복수 매의 미소결 세라믹 시트들을 적층하고, 적층 된 미소결 세라믹 시트들의 양쪽에 미소결 수축 방지 시트를 부착하여 소결 한 후, 소결 된 세라믹 시트에 형성된 관통공을 확장하여 형성할 수 있다.Specifically, the via holes 215 formed in the multilayer ceramic body 210 first form through holes in the plurality of green ceramic sheets having a sheet shape, and then stack the plurality of green ceramic sheets having the through holes. After sintering by attaching the micro-shrinkage preventing sheet to both sides of the laminated green ceramic sheets, the through-holes formed in the sintered ceramic sheet may be expanded.

이와 다르게, 다층 세라믹 몸체(210)에 형성된 비아 홀(215)들은 시트 형상을 갖는 복수 매의 미소결 세라믹 시트를 적층 한 후, 레이저 빔 또는 드릴에 의하여 미소결 세라믹 시트에 관통공을 먼저 형성한 후, 적층 된 미소결 세라믹 시트들의 양쪽에 미소결 수축 방지 시트를 부착하여 소결 한 후, 소결 된 세라믹 시트에 형성된 관통공을 확장하여 형성할 수 있다.Alternatively, the via holes 215 formed in the multilayer ceramic body 210 are formed by stacking a plurality of green ceramic sheets having a sheet shape, and then forming through holes in the green ceramic sheets by a laser beam or a drill. Thereafter, after sintering by attaching the micro-shrinkage prevention sheet to both sides of the laminated green ceramic sheets, the through-holes formed in the sintered ceramic sheet may be expanded and formed.

본 실시예에서, 다층 세라믹 몸체(210)에 형성된 비아 홀(215)들은, 예를 들어, 수십㎛ ∼수백㎛의 직경 D2를 갖고 인접한 비아 홀(215)들 사이의 간격 D3은 비아 홀(215)들 사이의 간격의 약 1.0 배 내지 1.5배인 것이 바람직하다. 본 실시예에서, 비아 홀(215)들의 간격이 약 1.5 배 이하, 구체적으로 1.0 배 이하일 경우는 수십㎛ ∼수백㎛에 불과한 직경을 갖는 비아 홀(215)을 지정된 형상으로 가공하기 어렵다.In the present embodiment, the via holes 215 formed in the multilayer ceramic body 210 have, for example, a diameter D2 of several tens of micrometers to several hundreds of micrometers, and the spacing D3 between adjacent via holes 215 is the via hole 215. It is preferably about 1.0 to 1.5 times the spacing between the shells. In the present embodiment, when the distance between the via holes 215 is about 1.5 times or less, specifically 1.0 times or less, it is difficult to process the via holes 215 having a diameter of only tens of micrometers to several hundreds of micrometers.

본 실시예에 의하면, 미소결 다층 세라믹 시트로 이루어진 미소결 다층 세라믹 몸체에 관통공을 형성한 후, 미소결 다층 세라믹 몸체를 수축 방지 시트를 이용하여 소결 한 후, 관통공을 확장하여 비아 홀(215)을 형성함으로써, 수㎛ ∼수백㎛ 에 불과한 직경을 갖고 비아 홀(215)들 사이의 간격이 약 1.0 배 내지 1.5 배인 비아 홀(215)들을 지정된 위치에 정밀하게 형성할 수 있다.According to the present embodiment, after the through-hole is formed in the multi-layered ceramic body made of the multi-layered ceramic sheet, the multi-layered ceramic body is sintered using a shrinkage preventing sheet, and then the through-hole is expanded to extend the through-hole ( By forming the 215, the via holes 215 having a diameter of only a few micrometers to several hundred micrometers and a distance between the via holes 215 of about 1.0 to 1.5 times can be precisely formed at a designated position.

한편, 미소결 다층 세라믹 시트들을 적층 할 때, 관통공들의 위치를 얼라인 하기 위해 미소결 다층 세라믹 시트들에는 얼라인 키 또는 얼라인 홀을 형성할 수 있다.Meanwhile, when laminating fine multilayer ceramic sheets, alignment keys or alignment holes may be formed in the green multilayer ceramic sheets to align the positions of the through holes.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 미세한 피치 및 미세한 직경을 갖는 비아 홀을 매우 높은 경도를 갖는 다층 세라믹 기판의 지정된 위치에 정밀하게 형성할 수 있는 장점을 갖는다.As described in detail above, the via hole having a fine pitch and a fine diameter can be precisely formed at a designated position of the multilayer ceramic substrate having a very high hardness.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge in the scope of the invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

Claims (15)

복수 매의 미소결 세라믹시트들을 적층 하여, 복수개의 관통홀들을 갖는 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계;Stacking a plurality of green ceramic sheets to form a green multilayer ceramic substrate having a plurality of through holes; 상기 미소결 다층 세라믹 기판의 상하면에 상기 미소결 다층 세라믹 기판의 수축을 억제하기 위한 미소결 수축 방지 시트들을 각각 배치하는 단계;Disposing micro-shrinkage preventing sheets for suppressing shrinkage of the multi-layered multilayer ceramic substrate, respectively, on upper and lower surfaces of the multi-layered multilayer ceramic substrate; 상기 미소결 다층세라믹 기판을 소결하여 다층세라믹 기판을 형성하는 단계;Sintering the microcrystalline multilayer ceramic substrate to form a multilayer ceramic substrate; 상기 다층 세라믹 기판으로부터 상기 미소결 수축방지 시트들을 제거하는 단계; 및Removing the green shrink-resistant sheets from the multilayer ceramic substrate; And 상기 관통공을 가공하여 비아 홀을 형성하는 단계를 포함하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.Processing the through-holes to form via holes. 제1항에 있어서, 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계에서, 상기 미소결 세라믹시트를 적층 하기 이전에, 상기 각 미소결 세라믹 시트에는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the forming of the green multilayer ceramic substrate, before laminating the green ceramic sheet, each of the green ceramic sheets is formed with a through hole. . 제1항에 있어서, 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계에서, 상기 미소결 세라믹시트를 형성한 후, 상기 미소결 다층 세라믹 기판에는 상기 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the forming of the green multilayer ceramic substrate, after the green ceramic sheet is formed, the through ceramic hole is formed in the green multilayer ceramic substrate. . 제1항에 있어서, 상기 미소결 다층 세라믹 기판은 제1 온도에서 소결 되고, 상기 수축 방지 시트들은 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 소결 되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the microcrystalline multilayer ceramic substrate is sintered at a first temperature, and the anti-shrink sheet is sintered at a second temperature higher than the first temperature. 제1항에 있어서, 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계에서, 상기 관통공들은 펀치에 의한 펀칭 가공, 레이저빔에 의한 레이저 가공 및 드릴에 의한 드릴링 가공 중 어느 하나에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the step of forming the microcrystalline multilayer ceramic substrate, the through holes are formed by any one of a punching process by a punch, a laser process by a laser beam, and a drilling process by a drill. The manufacturing method of the multilayer ceramic substrate. 제1항에 있어서, 상기 수축 방지 시트를 제거하는 단계에서, 상기 수축 방지 시트는 초음파 또는 브러시(brush)에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the removing of the anti-shrink sheet, the anti-shrink sheet is removed by ultrasonic waves or a brush. 제1항에 있어서, 상기 비아 홀을 형성하는 단계에서 상기 관통공은 상기 관통공의 표면을 가공 및 상기 관통공의 직경을 확장하기 위한 보링 공정에 의하여 가공되어 상기 비아 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the forming of the via hole, the through hole is processed by a boring process for processing the surface of the through hole and expanding the diameter of the through hole, so that the via hole is formed. The manufacturing method of the multilayer ceramic substrate. 제1항에 있어서, 상기 비아 홀들 사이의 간격은 상기 비아 홀의 직경의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the gap between the via holes is at least 1.5 times the diameter of the via holes. 제1항에 있어서, 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계는, 상기 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 관통공들을 상기 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 얼라인 키에 의하여 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the forming of the green multilayer ceramic substrate comprises arranging through holes formed in each of the green multilayer ceramic sheets by an alignment key formed in each of the green multilayer ceramic sheets. The manufacturing method of the multilayer ceramic substrate characterized by the above-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계는, 상기 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 관통공들을 상기 각 미소결 다층 세라믹 시트에 형성된 얼라인 홀을 얼라인 로드에 삽입하여 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the forming of the multi-layered ceramic substrate comprises: aligning through holes formed in each of the multi-layered ceramic sheets by inserting alignment holes formed in each of the multi-layered ceramic sheets into an alignment rod. Method for producing a multilayer ceramic substrate comprising the step of. 제1항에 있어서, 상기 관통홀들이 형성된 미소결 다층 세라믹 기판을 형성하는 단계에서, 상기 관통홀들의 제1 직경은 상기 비아 홀의 제2 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the forming of the multi-layered ceramic substrate having the through holes, the first diameter of the through holes is smaller than the second diameter of the via holes. . 제1항에 있어서, 상기 미소결 다층 세라믹 시트를 형성하는 단계는The method of claim 1, wherein forming the green multilayer ceramic sheet 세라믹 분말, 분산제 및 용제를 1차 혼합하여 1차 세라믹 혼합물을 제조하는 단계;Primary mixing the ceramic powder, the dispersant, and the solvent to prepare a primary ceramic mixture; 상기 세라믹 혼합물에 접착성을 갖는 바인더 및 가소제를 2차 혼합하여 2차 세라믹 혼합물을 제조하는 단계;Preparing a secondary ceramic mixture by secondly mixing a binder and a plasticizer having adhesion to the ceramic mixture; 상기 2차 세라믹 혼합물에 포함된 기포를 탈포 하는 단계; 및Defoaming bubbles contained in the secondary ceramic mixture; And 탈포 된 상기 2차 세라믹 혼합물을 시트 형태로 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판의 제조 방법.The method of manufacturing a multilayer ceramic substrate comprising the step of processing the defoamed secondary ceramic mixture in the form of a sheet. 복수 매가 적층 된 세라믹 시트로 이루어진 다층 세라믹 몸체 및 상기 다층 세라믹 몸체를 관통하여 형성된 복수개의 비아 홀을 포함하며,It includes a multilayer ceramic body consisting of a ceramic sheet laminated a plurality of sheets and a plurality of via holes formed through the multilayer ceramic body, 인접한 상기 비아 홀들 사이 간격은 상기 비아 홀의 직경의 1.0배 내지 1.5배인 다층 세라믹 기판.Wherein the spacing between adjacent via holes is 1.0 to 1.5 times the diameter of the via hole. 제12항에 있어서, 상기 세라믹 시트에는 상기 각 세라믹 시트에 형성된 상기 관통공들을 정렬하기 위한 얼라인 키가 형성된 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The multilayer ceramic substrate of claim 12, wherein an alignment key for aligning the through holes formed in each of the ceramic sheets is formed in the ceramic sheet. 제12항에 있어서, 상기 세라믹 시트에는 상기 각 세라믹 시트에 형성된 상기 관통공들을 정렬하기 위한 얼라인 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 다층 세라믹 기판.The multilayer ceramic substrate of claim 12, wherein an alignment hole for aligning the through holes formed in each of the ceramic sheets is formed in the ceramic sheet.
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KR101046066B1 (en) * 2008-04-15 2011-07-01 삼성전기주식회사 Manufacturing method of ceramic probe card

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