KR20070121479A - Method for manufacturing highly integrated 3d ceramic module - Google Patents

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Abstract

A method of manufacturing a highly-integrated 3D ceramic module is provided to suppress firing shrinkage of a substrate by alternatively stacking plural thick films and substrates. A functional thick film(2) for a resistor, an inductor, a capacitor and an RF/MW(Radio Frequency/Microwave) element is formed on an LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) substrate by using a thick film forming apparatus. An electrode circuit is formed on the functional thick film. The functional thick films and the LTCC substrates are stacked in turn to form a ceramic module, and then the ceramic module is subjected to non-shrinkage firing to minimize shrinkage of the ceramic module.

Description

고집적 3차원 세라믹 모듈 제조 방법{Method for manufacturing highly integrated 3D ceramic module}Method for manufacturing highly integrated 3D ceramic module {Method for manufacturing highly integrated 3D ceramic module}

도 1 은 본 발명에 의해 제조되는 고집적 3차원 세라믹 모듈의 단면도. 1 is a cross-sectional view of a highly integrated three-dimensional ceramic module manufactured by the present invention.

도 2 는 본 발명에 사용되는 상온 후막 형성 장치의 구성도.2 is a block diagram of a room temperature thick film forming apparatus used in the present invention.

도 3 은 외부억제 소결 (External Constrain Sintering)에 관한 개략도.3 is a schematic diagram of External Constrain Sintering.

도 4 는 내부억제 소결 (Internal Constrain Sintering)에 관한 개략도.4 is a schematic diagram of Internal Constrain Sintering.

도 5 는 내부억제 소결에 있어서 온도에 따른 치수 변화를 나타내는 도면.5 is a view showing a dimensional change with temperature in the internal inhibiting sintering.

도 6 는 자체억제 소결 (Self-Constrain Sintering)에 관한 개략도.6 is a schematic diagram of Self-Constrain Sintering.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 기판(저유전율) 2 : 내부전극1 substrate (low dielectric constant) 2 internal electrode

3 : 캐패시터 전극 4 : 인덕터 전극3: capacitor electrode 4: inductor electrode

5 : 저항체 6 : 외부전극단자5: resistor 6: external electrode terminal

7 : RF/MW소자 8 : 캐패시터용 유전체7: RF / MW device 8: dielectric for capacitor

9 : 비아홀(Via-hole) 11 : 챔버9: Via-hole 11: Chamber

13 : 에어로졸 바이브레이션 시스템 15 : 고주파 인덕션 히팅 시스템13: aerosol vibration system 15: high frequency induction heating system

17 : 기판 이동 스테이지 19 : 기판 홀더17 substrate moving stage 19 substrate holder

21, 69 : 헬륨가스 공급관 23, 29 : 진공펌프21, 69: helium gas supply pipe 23, 29: vacuum pump

25 : 노즐 히팅 자켓 27 : 차단 밸브25: nozzle heating jacket 27: isolation valve

31 : 세라믹 33 : 저장소31: ceramic 33: store

41 : 오퍼레이션 시스템 43, 45 : 헬륨가스 공급밸브41: operation system 43, 45: helium gas supply valve

51 : 금속 53 : 도가니로51: metal 53: the crucible

55 : 도가니로 챔버 61 : 노즐55: crucible chamber 61: nozzle

3 : 폴리셔 이동 스테이지 65 : 메카니컬 폴리셔3: polisher moving stage 65: mechanical polisher

67 : 광학 감지기67: optical detector

본 발명은 세라믹 모듈 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 동시 소성 세라믹 그린시트를 기판으로 사용하고 그 위에 전자기 기능성 후막을 형성하고, 상기 기능성 후막 위에 전극 재료로 회로를 구성하며, 상기 기능성 후막과 저온 동시 소성 세라믹 기판을 층간 반복적 및 주기적으로 적층하고 무수축 소성법을 이용하여 세라믹 모듈의 수축률을 최소화하는 것을 특징으로 하는 고집적 3차원 세라믹 모듈 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic module, and more particularly, using a low temperature co-fired ceramic green sheet as a substrate, forming an electromagnetic functional thick film thereon, and configuring a circuit with an electrode material on the functional thick film, wherein the functional thick film And a low temperature co-fired ceramic substrate are repeatedly laminated periodically and periodically, and a shrinkage rate of the ceramic module is minimized using a non-shrink firing method.

즉, 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic;이하 "LTCC"라 약칭함)은 낮은 온도에서 소성 가능하도록 세라믹 조성을 분체 상태로 제조하여, 이 분체를 고분자 바인더(Binder)와 혼합하여 테이프 캐스팅(Tape casting) 장비를 이용하여 후막 형태로 성형한다. 성형된 후막에는 각 층에 적용될 회로를 인 쇄하고, 층간의 전기적 연결을 위한 비아(via) 가공 및 비아 필링(via filling) 공정을 거쳐 설계된 층의 숫자만큼 적층 절단함으로써 성형체 상태의 모듈을 제작한다. 이후, 성형체 모듈은 가소 및 소결의 열처리 공정을 거침으로써 충분한 강도와 전기적 특성을 만족하는 세라믹 모듈이 만들어진다.In other words, Low Temperature Co-fired Ceramic (hereinafter abbreviated as "LTCC") manufactures a ceramic composition in a powder state so that it can be fired at a low temperature, and mixes the powder with a polymer binder (Binder) for tape casting. (Tape casting) using the equipment to form a thick film. The molded thick film is printed by a circuit to be applied to each layer, and a module in a state of a molded body is manufactured by laminating and cutting the number of designed layers through a via processing and via filling process for electrical connection between layers. . Subsequently, the molded module is subjected to a heat treatment process of calcination and sintering to produce a ceramic module satisfying sufficient strength and electrical properties.

적층 수가 증가하고 회로의 집적도가 높은 모듈의 수요가 증가함에 따라 LTCC의 일반적인 공정 중에서 소결 공정에서의 성형체의 수축이라는 점이 매우 중요한 기술적 한계요소로 작용하고 있다. 즉, 성형체의 소결 수축 현상은 세라믹 공정에 필연적으로 발생하는 것으로, 이를 배제하고 LTCC모듈을 제작한다는 것은 거의 불가능하였다. 이와 같이, 성형된 후막에 대해 각 층별로 상기 열처리 공정이 별도로 진행되므로 이들 후막을 적층할 경우에 각 세라믹 층간을 연속적으로 연결하는 비아 등의 정렬(alignment)이 부정확해지는 요인으로 작용한다.As the number of stacked layers increases and the demand for modules with high circuit integration increases, the shrinkage of the molded product in the sintering process is an important technical limitation. That is, the sintering shrinkage phenomenon of the molded body is inevitable in the ceramic process, it was almost impossible to manufacture the LTCC module without this. As described above, since the heat treatment process is performed separately for each layer of the formed thick film, when the thick films are stacked, alignment of vias and the like that continuously connect the ceramic layers is inaccurate.

또한, 각 세라믹 층을 결합시켜 열처리하는 과정에서 소자 배열에 따라 각 층들 간의 수축 정도가 달라질 수 있어 상기한 정렬은 더욱 부정확해질 수 있으며, 심지어 소자 파괴 현상이 발생하는 문제점이 있었다.In addition, in the process of bonding and heat-treating each ceramic layer, the degree of shrinkage between the layers may vary according to the arrangement of the elements, so that the alignment may be more inaccurate, and device destruction may occur.

향후 도래하는 유비쿼터스 대응 휴대용 복합단말기용 고집적 3차원 모듈의 경우, 다수의 기능성 후막층과 기판층 등이 복수로 교차하고 이들이 동시에 열처리 내지는 소성되어야 하므로 미소성된 세라믹 기판 시트(green sheet)상에 목적하고자 하는 기능성 소자 및 회로를 정밀하게 제작하고 추후 일괄 적층 내지는 선택적 적층을 할 필요성이 제기되므로 종래의 기술로는 이러한 요구에 부합하기가 더욱 어려워진다고 하는 문제점이 있다.In the future, the highly integrated three-dimensional module for a ubiquitous portable multi-composite terminal has a plurality of functional thick film layers and a substrate layer intersecting a plurality of times, and they must be heat-treated or fired at the same time. There is a problem that it is more difficult to meet such a requirement with the conventional technology because the necessity of precisely fabricating functional elements and circuits to be intended and subsequently laminating or selectively stacking is raised.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통상의 LTCC 그린시트를 기판으로 사용하고 그 위에 에어로졸 후막 형성법을 이용하여 세라믹 기능성 후막을 형성하고, 상기 기능성 후막 위에 전극회로를 구성하며, 상기 기능성 후막과LTCC 기판을 층간 반복적 및 주기적으로 적층하고 소성 및 열처리하는 무수축 소성법을 이용하여 세라믹 모듈의 수축률을 최소화하는 제조방법으로, 고집적 3차원 세라믹 모듈 제조 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, by using a conventional LTCC green sheet as a substrate, and forming a ceramic functional thick film using the aerosol thick film forming method thereon, and an electrode circuit on the functional thick film In order to minimize the shrinkage of the ceramic module by using a non-shrink firing method of repeatedly stacking the functional thick film and the LTCC substrate, and repeatedly firing and heat treatment, to provide a highly integrated three-dimensional ceramic module manufacturing method have.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고집적 3차원 세라믹 모듈 제조방법의 특징은, 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 그린시트 위에 상온 후막 형성 장치를 사용하고 에어로졸 후막 형성법을 이용하여 저항, 인덕터, 캐패시터 및 RF/MW 소자용 전자기 기능성 후막을 형성하고, 상기 기능성 후막 위에 전극회로를 구성하며, 상기 기능성 후막과 LTCC 기판을 층간 반복적 및 주기적으로 적층하고 소성 및 열처리하는 무수축 소성법을 이용하여 세라믹 모듈의 수축률을 최소화하는 것에 있다. A feature of the method for manufacturing a highly integrated three-dimensional ceramic module according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is the use of a room temperature thick film forming apparatus on a low temperature co-fired ceramic (LTCC) green sheet and resistance using an aerosol thick film forming method. And a non-shrinkage sintering method for forming electromagnetic functional thick films for inductors, capacitors, and RF / MW devices, constructing electrode circuits on the functional thick films, and repeatedly laminating and firing and heat-treating the functional thick films and LTCC substrates interlayer. In order to minimize the shrinkage of the ceramic module.

본 발명에 따른 고집적 3차원 세라믹 모듈 제조 방법의 다른 특징은, 상기 기판이 무수축 기판인 것에 있다.Another feature of the highly integrated three-dimensional ceramic module manufacturing method according to the present invention is that the substrate is a non-shrinkable substrate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 의한 고집적 3차원 세라믹 모듈의 단면도이 다.1 is a cross-sectional view of a highly integrated three-dimensional ceramic module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일반적인 LTCC 후막그린시트(내지는 후막테이프)를 소량 적층하여 기판(1)으로 구성하고, 이를 기반으로 그 위에 알루미나 등의 세라믹 분말을 에어로졸 후막 형성 장치를 이용하여 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터의 두께로 상온에서 후막을 형성하여 세라믹만으로 구성된 치밀한 기능성 후막(2)을 구성한다. 이와 같은 방법으로 적절한 두께의 기판 후막(1)과 기능성 후막(2)을 교차하여 다수 적층함으로써 원하는 두께의 모듈을 구성하게 된다. 이러한 방법에 의해서 얻어진 세라믹 모듈은 소결시 후막(2)에 의해 후막(1)의 소결 수축이 억제되는 효과와 동시에 층(1)과 층(2)의 교차 적층에 의한 복합체 구조의 형성으로 모듈 구조물의 기계적 강도를 향상시키는 효과를 얻게 된다.Referring to FIG. 1, a small amount of a general LTCC thick film green sheet (or thick film tape) is laminated to form a substrate 1, and based on this, ceramic powder such as alumina is formed on the substrate at several micrometers using an aerosol thick film forming apparatus. A thick film is formed at room temperature to a thickness of several tens of micrometers to form a dense functional thick film 2 composed of only ceramics. In this manner, a plurality of substrate thick films 1 and functional thick films 2 having a suitable thickness are crossed and stacked to form a module having a desired thickness. The ceramic module obtained by this method has the effect of suppressing the sintering shrinkage of the thick film 1 by the thick film 2 during sintering, and at the same time, forming the composite structure by the cross-lamination of the layer 1 and the layer 2. The effect of improving the mechanical strength of is obtained.

상기 기능성 후막(2)이 단지 기판 후막층(1)의 소결성 제어 및 기계적 성능 향상을 목적으로 둔 것이라면, 도 1의 층(8)은 상기 효과와 더불어 알루미나 이외의 세라믹 조성 분말을 사용하여 고주파(RF 및 microwave)용 후막을 형성함으로써 고주파용 후막 소자를 제조할 수 있다. 이로써 얻어진 막(8)상에 내부전극(3)을 형성하기 위해 후막 인쇄법(screen printing), 증발법(evaporation) 이나, 도금법(plating) 등 여러 가지 방법을 적용할 수 있다.If the functional thick film 2 is merely for controlling the sinterability of the substrate thick film layer 1 and for improving mechanical performance, the layer 8 of FIG. 1 may be formed using a ceramic composition powder other than alumina in addition to the above effects. By forming a thick film for RF and microwave), a thick film device for high frequency can be manufactured. In order to form the internal electrode 3 on the film 8 thus obtained, various methods such as screen printing, evaporation, or plating can be applied.

마찬가지 방법으로 도 1에 제시된 기능성 소자(4:인덕터, 5:저항체, Decoupling 캐패시터)들도 제조할 수 있다.In the same manner, the functional elements (4: inductor, 5: resistor, decoupling capacitor) shown in Fig. 1 can also be manufactured.

본 발명은, 도 1에 나타내는 바와 같은 3차원 세라믹 모듈을 상온에서 형성한 후 적절한 온도에서 열처리를 거쳐 목적하는 성능의 제품을 얻을 수 있다.The present invention can form a three-dimensional ceramic module as shown in FIG. 1 at room temperature, and then undergo heat treatment at an appropriate temperature to obtain a product having a desired performance.

도 2는 본 발명에 사용된 상온 후막 형성 장치인 에어로졸 후막 형성 장치로서, 그 구성도를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is an aerosol thick film forming apparatus which is a room temperature thick film forming apparatus used in the present invention, and is a diagram showing the configuration thereof.

상기 에어로졸 후막 형성 공정은 하기와 같이 이루어진다. 대기 상태에서 진공챔버(11)에 부착된 기판홀더(19)에 기판을 장착한 후, 기판의 위치를 제어하기 위하여 부착된, X-Y 스테이지(17)를 아래로 이송하여 미케니컬 폴리셔(65)에 접촉시킨다. 미케니컬 폴리셔(65)와의 접촉을 통해 초기 기판의 위치를 Setting한다. 미케니컬 폴리셔(65)의 위치는 레이저 광원(67)에서 발산된 레이저를 미케니컬 폴리셔의 하단부에 반사시켜, 입사빔과 반사빔의 광간섭을 통해 미세하게 측정하게 된다. 초기 기판의 위치를 Setting한 후 폴리셔 이송축(63)을 구동하여 미케니컬 폴리셔를 노즐(65)의 상부로부터 이탈시킨다. 진공챔버(11)의 진공배기를 위해, 로터리, 미케니컬부스터 혹은 로터리와 미케니컬부스터 펌프의 조합으로 이루어진, 진공펌프(29)를 구동한다. 진공배기에 의해 챔버 내 진공도가 10-1 torr 이하로 유지되면, 세라믹 에어로졸 챔버(33) 및 금속 에어로졸 챔버(15)를 진공펌프(23)을 통하여 적정 진공도 (수십 torr 이하)로 진공배기 한다.The aerosol thick film forming process is performed as follows. After mounting the substrate in the substrate holder 19 attached to the vacuum chamber 11 in the standby state, the XY stage 17 attached to control the position of the substrate is transferred downward to the mechanical polisher 65. ). The position of the initial substrate is set through contact with the mechanical polisher 65. The position of the mechanical polisher 65 reflects the laser emitted from the laser light source 67 to the lower end of the mechanical polisher, thereby measuring finely through the optical interference of the incident beam and the reflected beam. After setting the position of the initial substrate, the polisher feed shaft 63 is driven to separate the mechanical polisher from the top of the nozzle 65. For vacuum evacuation of the vacuum chamber 11, a vacuum pump 29, which consists of a rotary, a mechanical booster or a combination of a rotary and a mechanical booster pump, is driven. When the vacuum in the chamber is maintained at 10 −1 torr or less by vacuum exhaust, the ceramic aerosol chamber 33 and the metal aerosol chamber 15 are evacuated to an appropriate vacuum degree (several torr or less) through the vacuum pump 23.

진공배기 후 가스밸브(43) 및 공정밸브(27)을 개방하여, 가스 배관(69)를 통해, 헬륨 가스를 에어로졸 챔버를 통해 노즐(61)로 이송시킨다. 바이브레이터를 구동하여 세라믹 에어로졸 챔버(33) 내에 마련된 세라믹 에어로졸 파우더(13)을 비산시킨다. 비산된 세라믹 에어로졸은 헬륨 가스의 진행방향에 따라 노즐(61)로 이송되며, 노즐을 벗어나 기판에 고속충돌하게 된다. 상온에서의 고속충돌에 의해 기판 상에 세라믹 박막 및 후막을 합성하게 된다. After the evacuation, the gas valve 43 and the process valve 27 are opened, and the helium gas is transferred to the nozzle 61 through the aerosol chamber through the gas pipe 69. The vibrator is driven to scatter the ceramic aerosol powder 13 provided in the ceramic aerosol chamber 33. The scattered ceramic aerosol is transferred to the nozzle 61 according to the traveling direction of the helium gas, and the high-speed collision with the substrate leaves the nozzle. By high-speed collision at room temperature, the ceramic thin film and the thick film are synthesized on the substrate.

금속 에어로졸의 금속원의 용융·증발에 의해 발생시키므로, 바이브레이터(31) 대신 금속원을 담는 도가니(53) 및 금속원의 Melt(51)가 금속 에어로졸 챔버(15) 내에 마련된다. 진공챔버(11) 및 금속 에어로졸 챔버(15)의 진공배기 후 가스밸브(45) 및 공정밸브(27)을 개방하여, 가스배관(21)을 통해, 헬륨 가스를 노즐로 이송시킨다. 열원의 공급에 의해 도가니(53) 내에 마련된 금속원을 용융·증발시켜 발생된 금속 에어로졸을 헬륨 가스의 진행방향에 따라 노즐로 이송되며, 노즐을 벗어나 기판에 고속충돌하게 된다. 상온에서의 고속충돌에 의해 기판 상에 금속 박막 및 후막을 합성하게 된다. Since the metal aerosol is generated by melting and evaporating the metal source, a crucible 53 containing a metal source and a melt source 51 of the metal source are provided in the metal aerosol chamber 15 instead of the vibrator 31. After evacuating the vacuum chamber 11 and the metal aerosol chamber 15, the gas valve 45 and the process valve 27 are opened, and the helium gas is transferred to the nozzle through the gas pipe 21. The metal aerosol generated by melting and evaporating the metal source provided in the crucible 53 by the supply of the heat source is transferred to the nozzle in the direction in which the helium gas travels, and is rapidly collided with the substrate by leaving the nozzle. The high-speed collision at room temperature synthesizes the metal thin film and the thick film on the substrate.

히터(25)를 통하여 노즐(61)을 가열할 수 있으며, 가열을 통해 헬륨 가스의 이송속도를 증가시킬 수 있으며, 노즐 내부에 에어로졸의 증착을 방지할 수 있다.The nozzle 61 may be heated through the heater 25, and the transport speed of the helium gas may be increased by heating, and deposition of an aerosol inside the nozzle may be prevented.

상기 일련의 공정은 메인 컨트롤러(41)를 통해 제어된다. The series of processes is controlled via the main controller 41.

상기한 에어로졸 후막 형성 공정 기술에 의해 상온 기능성 후막을 형성하고 이 기능성 후막 위에 전극 회로를 구성한 LTCC 후막을 다수 적층한 후 최종 공정에서 열처리하는 경우에 수축률이 크기 때문에 다양한 문제가 야기되는 바, 여기에서 필연적으로 무수축 소성 기술에 의해 수축률이 대략 14%로부터 0.2%까지 낮아지는 무수축 소성 변형이 진행되게 하는 것이 반드시 필요하게 되는 것이다.Various problems are caused because the shrinkage ratio is large when the normal temperature functional thick film is formed by the aerosol thick film forming process described above, and a plurality of LTCC thick films constituting an electrode circuit are laminated on the functional thick film and then heat treated in the final process. Inevitably, it is necessary to allow the non-shrinkage plastic deformation to proceed with the shrinkage ratio lowered from approximately 14% to 0.2%.

종래에 알려져 있는 무수축 소성법을 정리해 보면 대략 다음과 같다. 무수축 소성 방법으로는, 외부에서 힘을 가해주면서 소성하여 X, Y방향의 수축율은 억제하고 Z방향으로만 소결수축이 일어나도록 하는 방법으로 소성할 때 외부에서 잡아주 는 외부억제소결(External Constrain Sintering) 방법이 있다.The conventionally known non-shrink firing method is summarized as follows. In the non-shrinkage firing method, the external constrain that is held externally when firing by firing by applying force from the outside to suppress the shrinkage in the X and Y directions and to cause sintering shrinkage only in the Z direction (External Constrain) Sintering) method.

또한, LTCC 재료와 연화온도(Tg)가 다른 재료를 내층과 외층으로 구성하여 소결 초기에 한 층이 먼저 소결되는 온도에서 다른 층이 X, Y 수축률을 억제하고 온도가 상승함에 따라 다른 층이 소결될 때는 이미 소결이 끝난 층이 소결 수축을 억제하는 것으로 무수축 공정을 실현하고 있는 방법이 있다.In addition, the LTCC material and the softening temperature (Tg) are composed of an inner layer and an outer layer, and at the temperature at which one layer is sintered at the initial stage of sintering, the other layer suppresses the X and Y shrinkage rate and the other layer is sintered as the temperature increases. In this case, there is a method of realizing a non-shrinkage process by suppressing sintering shrinkage of the already sintered layer.

또한, Al2O3 혹은 다양한 고온 소성이 가능한 조성을 내부 무수축 층으로 사용하고 그 상하에 LTCC 층을 샌드위치로 구성하여 소성시 내부 무수축 층은 X, Y 방향으로의 수축률을 억제함으로써 Z 방향으로만 수축이 일어나게 하며 상하면에 위치한 LTCC 층의 Glass가 내부 무수축 층을 채워주는 무수축 방법이 있다.In addition, Al 2 O 3 Alternatively, a composition capable of various high temperature firings is used as the inner non-shrinkage layer and the LTCC layer is composed of a sandwich at the top and the bottom thereof. There is a non-shrinkage method in which the glass of the LTCC layer located at fills the inner nonshrinkage layer.

도 3, 도 4, 도 5 및 도 6 에서 나타내고 있는 무수축 공정에 있어서, 외부억제소결법에서의 소성 억제층, 내부억제 소결법에서의 억제층 및 자체억제 소결법에서의 SC 층(Self-Constrain layer)은 모두 소성시 다른 LTCC 층이 X, Y 방향으로 수축되는 것을 억제하는 역할을 하게 된다. 즉 LTCC 부분의 소성시 동시에 소성이 일어나지 않으면서 X, Y 방향의 수축은 억제되고 Z축 방향으로만 수축이 일어나게 하는 방법으로 두께 조절이 중요하다. 이러한 구속층들을 상온후막법을 이용하게 되면 밀도가 높고 균일한 후막 형성이 가능하며 두께 조절이 용이한 이점이 있다.In the non-shrinkage process shown in Figs. 3, 4, 5, and 6, the firing inhibiting layer in the external inhibiting sintering method, the inhibiting layer in the internal inhibiting sintering method and the SC layer in the self inhibiting sintering method All of them serve to suppress the shrinkage of other LTCC layers in the X and Y directions during firing. That is, the thickness control is important in that the shrinkage in the X and Y directions is suppressed and the shrinkage occurs only in the Z-axis direction without firing at the same time during the firing of the LTCC part. Using the confinement layers at room temperature thick film method has the advantage of high density, uniform thick film formation, and easy thickness control.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will belong to the claims of the present invention.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고집적 3차원 세라믹 모듈 제조 방법은, 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 그린시트 위에 상온 후막 형성 장치를 사용하고 에어로졸 후막 형성법을 이용하여 저항, 인덕터, 캐패시터 및 RF/MW 소자용 전자기 기능성 후막을 형성하고, 상기 기능성 후막 위에 전극 회로를 구성하며, 상기 기능성 후막과 LTCC 기판을 층간 반복적 및 주기적으로 적층하고 소성 및 열처리하는 무수축 소성법을 이용하여 세라믹 모듈의 수축률을 최소화하였기 때문에, 좀 더 복잡한 구조의 고집적 모듈의 정밀한 설계 및 제작이 가능해 진다.As described above, the method for manufacturing a highly integrated three-dimensional ceramic module according to the present invention uses a room temperature thick film forming apparatus on a low temperature co-fired ceramic (LTCC) green sheet and uses an aerosol thick film forming method for resistance, inductor, capacitor and RF / MW. Minimize shrinkage of the ceramic module by forming an electromagnetic functional thick film for the device, forming an electrode circuit on the functional thick film, and using a non-shrink firing method in which the functional thick film and the LTCC substrate are repeatedly and periodically laminated between layers and fired and heat treated. This enables precise design and fabrication of highly integrated modules with more complex structures.

본 발명은 그린 시트상에 세라믹 분체만을 상온에서 박막 또는 후막을 형성하므로 층간 반응의 발생을 줄일 수 있으며, 또한, 소성시 과도한 수축에 의한 층간회로의 부정합을 막을 수 있음으로 해서, 초정밀소자 및 회로구현이 가능해져 더욱 고정밀도를 요구하는 고집적 3차원 세라믹 소자의 제조가 가능한 것이다.Since the present invention forms a thin film or a thick film on the green sheet only at room temperature, it is possible to reduce the occurrence of the interlayer reaction, and also to prevent misalignment of the interlayer circuit due to excessive shrinkage during firing, thereby providing an ultra precision device and a circuit. This enables the fabrication of highly integrated three-dimensional ceramic devices that require higher precision.

Claims (2)

저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 그린 시트 위에 상온 후막 형성 장치를 사용하고 에어로졸 후막 형성법을 이용하여 저항, 인덕터, 캐패시터 및 RF/MW 소자용 전자기 기능성 후막을 형성하고,Using a room temperature thick film forming apparatus on a low temperature co-fired ceramic (LTCC) green sheet, and forming an electromagnetic functional thick film for resistors, inductors, capacitors and RF / MW devices by using aerosol thick film forming method, 상기 기능성 후막 위에 전극회로를 구성하며,An electrode circuit is formed on the functional thick film, 상기 기능성 후막과 LTCC 기판을 층간 반복적 및 주기적으로 적층하고 소성 및 열처리하는 무수축 소성법을 이용하여 세라믹 모듈의 수축률을 최소화하는 것을 특징으로 하는 고집적 3차원 세라믹 모듈 제조 방법.A method of manufacturing a highly integrated three-dimensional ceramic module, characterized in that to minimize the shrinkage of the ceramic module by using a non-shrink firing method of repeatedly stacking the functional thick film and LTCC substrate, and firing and heat treatment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판이 무수축 기판인 것을 특징으로 하는 제조 방법.The substrate is a non-shrinkable substrate.
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