KR20090023487A - 표면 회로 패턴이 있는 저온 동시-소성 세라믹의 무압력 구속 소결을 위한 개선된 방법 - Google Patents

표면 회로 패턴이 있는 저온 동시-소성 세라믹의 무압력 구속 소결을 위한 개선된 방법 Download PDF

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칼 비. 왕
마이클 아넷 스미쓰
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 희생성 이형 테이프와 직접 접촉되는 상부 및 하부 표면 테이프 층 둘 다를 비롯한 각 테이프 층에 있어서 동시-소성가능한 후막 회로 물질, 예컨대 도체, 비아 필, 캐패시터, 인덕터 또는 레지스터로 패턴화된 1종 이상의 상이한 유전체 테이프 화학물질을 갖는 다층 구조의 전구체 그린 (소성되지 않은) 적층체로부터의 균열이 없고, 위로 휘지 않고, 뒤틀림이 없는 무수축성의 LTCC체, 복합체, 모듈 또는 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
저온 동시-소성, 무압력 구속 소결, LTCC, 이형 테이프

Description

표면 회로 패턴이 있는 저온 동시-소성 세라믹의 무압력 구속 소결을 위한 개선된 방법 {IMPROVED PROCESS FOR PRESSURELESS CONSTRAINED SINTERING OF LOW TEMPERATURE CO-FIRED CERAMIC WITH SURFACE CIRCUIT PATTERNS}
본 발명은 저온 동시-소성 세라믹 (LTCC) 구조체의 개선된 형성 방법에 관한 것이다.
상호연결 회로 보드 또는 패키지는 전기적으로 및 기계적으로 상호연결된 다수의 극히 작은 회로 소자로부터의 전자 회로 또는 서브시스템의 물리적 구현이다. 종종, 이러한 다양한 유형의 전자 부품들을, 그들이 단일 컴팩트 패키지 내에서 물리적으로 격리되어 서로 인접하게 실장되고, 서로 간에 및/또는 패키지로부터 연장된 공통 연결부에 전기적으로 연결될 수 있는 배열로 조합하는 것이 바람직하다.
복잡한 전자 회로는 일반적으로 해당 절연 유전체 테이프 층에 의해 분리된 여러 레벨의 도체로 회로가 구성될 것을 요한다. 도체 층은 도체층을 분리하는 유전체 층들을 관통하는 비아 필(via fill)이라 칭하는 전기 전도성 경로에 의해 상호연결된다.
이후의 모든 논의에서, 테이프 층 또는 유전체 층이라는 용어의 사용은 세라믹 테이프와 동시소성되는 표면 도체 및 상호연결 비아 필 둘 다에서의 금속 화(metallization)의 존재를 포함하는 것으로 이해된다. 유사한 방식으로, 적층체 또는 복합체라는 용어는 함께 압축되어 단일체를 형성한 금속화된 테이프 층의 집합을 의미한다.
LTCC 다층 회로를 제조하기 위한 세라믹계 그린(green) 테이프의 사용이 스타인버그(Steinberg)의 U.S. 4,654,095에 개시되어 있다. 동시-소성 자유 소결 방법은 이전의 기술에 비해 많은 장점을 제공하였다. 그러나, 대형 회로가 요구될 경우에는, 평면 또는 x,y 방향에 따른 소성 수축의 변화가 요구를 충족시키기에는 너무 폭넓은 것으로 판명되었다. 현 세대의 표면 실장 부품의 크기가 감소되면서, 6"×6"보다 훨씬 더 큰 LTCC 적층체를 유용하게 제작하기에는 수축 허용차 (x,y 수축의 재현성)가 너무 큰 것으로 판명되었다. 오늘날, 이러한 상한은 각 세대의 새로운 회로 및 패키지가 발달하면서 더 높은 회로 밀도에 대한 요구에 의해 끊임없이 도전받고 있다. 최소한의 물리적인 치수에서 복수의 회로 기능을 제공하면서 생산 수율을 향상시키기 위해서는, 종종 6"×6" 이상의 크기의 LTCC 적층체 상에 모듈 또는 부품의 대규모 어레이를 밀집시키는 것이 요망된다. 이는 또한 어느 때보다 작은 모듈 또는 부품 크기를, 또한 그로 인하여 더 좁은 도체 라인 및 공간, 및 테이프 내에서 더 미세한 피치(pitch) 위의 더 작은 비아를 비롯한 더 작은 형태를 의미하게 된다. 이들 모두는 LTCC 적층체의 자유 소결에 의해 실제로 제공될 수 있는 것보다 훨씬 더 낮은 수축 허용차를 요한다.
소성 도중 다공성이 되는 이형 층을 세라믹체 위에 놓고, 상기 세라믹체 표면에 수직되게 어셈블리에 대한 압력을 유지하면서 어셈블리를 소성시키는, 그린 세라믹체의 소성 도중 X-Y 수축을 감소시키는 방법이 미케스카(Mikeska)의 U.S. 5,085,720에 개시되었다.
개선된 동시-소성 LTCC 방법이 개발되었고, 미케스카의 U.S. 5,254,191에 개시되어 있다. 무-압력 보조 소결(pressure-less assisted sintering)의 두문자어인 PLAS라고 칭하는 이 방법은 세라믹계 이형 테이프 층을 그린 LTCC 적층체의 2개의 외부 주 표면 위에 놓았다. 이형 테이프는 소성 과정 도중의 수축을 제어한다. 이는 회로 형상부(feature)의 소성된 치수를 더욱 예측가능하게 해 주기 때문에, 상기 방법은 소성된 수축 허용차에서의 큰 개선점을 나타낸다.
미케스카에 의해 제안된 기술의 변형이 파사노(Fasano) 등의 U.S. 6,139,666에 나와 있는데, 여기서는 소성 도중 외부에서 가해지는 이형 테이프에 의해 생기는 불완전한 수축 제어로 인한 모서리 뒤틀림을 수정하기 위해, 다층 세라믹의 모서리를 특정 각으로 둥글린다.
세퍼드(Shepherd)는 U.S. 6,205,032에서 LTCC 구조체에서의 위치결정(registration)의 또 다른 제어 방법을 제안하였다. 상기 방법은 비구속 회로의 정상 수축 및 수축 변화를 일으키는 LTCC 회로의 코어 부분을 소성시킨다. 후속 층은 예비-소성된 코어의 형상부에 맞도록 제조한 다음, 단단한 예비-소성 코어에 적층된 그린 층의 소결을 구속하는데 사용한다. 평면 수축은 0.8 내지 1.2％ 정도로 제어되지만, 절대로 0으로 감소되지는 않는다. 이러한 이유로, 상기 기술은 위치결정이 허용되는 층은 몇 개의 층에 제한된다.
테이프-기반 구속 소결 방법에서의 이형 도중, 이형 테이프는 x-방향 및 y- 방향에서의 임의의 가능한 수축을 고정 및 억제하는 작용을 한다. 이형 테이프는 그 자체로는 어떠한 감지가능한 정도로 소결되지 않으며, 임의의 후속 회로 제작 작업 이전에 제거된다. 제거는 브러싱, 샌드 블라스팅 또는 비드 블라스팅과 같은 다수의 적합한 절차 중 하나에 의해 이루어진다.
소성 후에 상기 이형 테이프를 완전히 제거하기 어렵고, 임의의 잔류 이형 테이프 미립자로 인한 상부 및 하부 도체의 납땜성 및 배선 접합성에 대한 역효과로 인하여, 종래 기술의 방법을 사용하여서는 이들을 적층체와 동시-가공할 수는 없다. 가공 기술이 향상되어, 소성 후에 이형 테이프를 더 완전하게 제거하는 것이 더 쉬워졌다. 게다가, 표면 도체의 납땜성 또는 배선 접합성을 개선하기 위해, 더 많은 LTCC 조립자들이 니켈/금 도금을 사용하고 있다. 종래 기술의 방법의 무력함 (즉, 상부 및 하부 도체를 적층체와 동시-소성시키지 못함)과 관련된 이러한 필수 단계는 소성 및 이형 테이프의 제거 후에 오로지 소성-후 전략의 일부로서만 수행될 수 있다. 게다가, LTCC 구조체를 형성하는 종래 기술의 방법은 공정 중 심(shim)의 사용을 요한다. 상기 심은 잠재적인 균열 및 가공과 관련된 다른 문제점을 초래한다. 도 1 및 2는 심의 사용을 포함하는 LTCC 구조체를 형성하는 종래 기술의 방법을 설명한다.
종래 기술의 PLAS 방법에 대해 도 1에 나타낸 LTCC 및 이형 테이프 어셈블리는 적어도 1/16" 두께의 스테인리스 스틸 또는 다른 적합한 금속성 물질의 하부 압반(platen) (104)을 포함하며, 바람직한 두께 범위는 1/8" 내지 1/4"이고, 정렬 핀 (105)이 하부 압반 (104)에 부착되어 있으며, 상기 하부 압반 (104) 위에는 하부 이형 테이프 층 (102), 예비-회로화된 LTCC 테이프 층 (103), 상부 이형 테이프 층 (102), 및 얇은 스테인리스 스틸, 구리 또는 다른 적합한 금속성 심 플레이트 (101) (전형적인 두께는 0.01" 내지 0.02"임)가 놓인다.
도 2a는 상부 LTCC 테이프 층 (103)의 외부 표면에 패턴화된 회로 형상부 (106)가 있는 도 1 어셈블리의 확대된 상부 부분을 보여준다. 상기 상부 바로 위에는, 금속성 심 플레이트 (101)와 접촉된 상부 이형 테이프 층 (102)이 인접하고 있고, 전체 어셈블리는 이소스태틱(isostatic) 적층장치의 온수 배쓰 내에 놓기 전에 적어도 2회 폴리프로필렌 백 (108)으로 보호된다. 온수를 통해 가해지는 압력의 방향 (109)이 도해되며, 심 플레이트 (101)의 강성으로 인하여, 상부 이형 테이프를 비롯한 LTCC 어셈블리의 불충분한 변형은 회로 형상부 (106) 주위에 에어 포켓 (107)을 남긴다. 후속 노(furnace) 소성 도중, 이형 테이프와 밀접하게 접촉된 영역이 x, y 평면으로 구속되는 한편, 이형 테이프의 유효한 영향 하에 있지 않은, 에어 포켓 (107) 근처의 회로 형상부 (106)는 자유-소결을 겪게 되고, 국소적으로 불균형한 소결 응력을 생성한다. 이는 도 2b에 나타낸 바와 같은 균열 (110)을 생성한다. 상부 LTCC 층 (103a), 회로 형상부 (106a) 및 상부 이형 테이프 층 (102a)은 모두 두께 감소를 나타내었다. 노 소성으로 인하여 부피 또는 크기가 수축하기는 했지만, 에어 포켓 (107a)은 소성된 어셈블리 내에 존재한다.
본 발명의 방법은 이형 테이프 층이 블랭크 기판 표면 또는 블랭크 기판의 표면 위로 튀어나온 회로 패턴 형상부 위에 있는지의 여부와 관계없이, 그들에 의한 LTCC 기판의 외부 상부 및 하부 표면 위의 모든 영역에 대한 구속 효과를 개선 시킨다. 본 발명은 상부 및 하부 표면 도체를 동시-소성시킨다.
본 발명은 비아, 도체, 캐패시터, 인덕터, 및 레지스터에 의해 제조된 형상부 및 그린 적층체 스크라이빙(scribing) 라인 함몰부를 포함하나, 여기에 한정되지는 않는 상부 및 하부 표면 회로 패턴이 있는 LTCC 다층 기판에 대해 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타내는 구조체를 생성한다.
발명의 개요
본 발명은
(a) 상부 면 및 하부 면을 갖는 서브-어셈블리를 형성하는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 1개 이상의 외부 표면이 기능성 형상부를 갖는 단계;
(b) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계;
(c) 상부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 상부 면에 적용하고, 하부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 하부 면에 적용하여, 전체 어셈블리를 형성하는 단계;
(d) 하부 압반을 제공하고, 전체 어셈블리를 하부 압반에 적용하되, 여기서 하부 이형 테이프 층이 하부 압반과 접촉되어 있는 단계;
(e) 하부 압반에 적용된 전체 어셈블리를 적층시키는 단계;
(f) 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및
(g) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계
를 포함하는, 외부 표면 형상부가 있는 LTCC 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
(a) 상부 면 및 하부 면을 갖는 서브-어셈블리를 형성하는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 라인이 스크라이빙될 위치를 나타내는 표시가 표면 위에 존재하는 단계;
(b) 단계 (a)의 표시를 이용하여, 적층된 서브-어셈블리 위에 라인 함몰부를 스크라이빙하는 단계;
(c) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계;
(d) 상부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 상부 면에 적용하고, 하부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 하부 면에 적용하여, 전체 어셈블리를 형성하는 단계;
(e) 하부 압반을 제공하고, 전체 어셈블리를 하부 압반에 적용하되, 여기서 하부 이형 테이프 층이 하부 압반과 접촉되어 있는 단계;
(f) 하부 압반에 적용된 전체 어셈블리를 적층시키는 단계;
(g) 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및
(h) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계
를 포함하는, 외부 스크라이빙 라인이 있는 LTCC 구조체의 형성 방법에 관한 것이다.
도 1은 하부 압반 및 상부 심 플레이트에 의해 맞춰지고, 정렬되고 둘러싸인 일반적인 유전체 테이프 배열의 종래 기술의 도해이다.
도 2a는 폴리프로필렌 백 내에 놓이고, 이소스태틱 적층장치의 온수 배쓰 내에서 가해지는 압력 하에 변형되는 LTCC 어셈블리의 상부 부분의 종래 기술의 통상의 무압력 구속 소결 (PLAS)의 도해이다.
도 2b는 도 2a에 따라 제조된, 노 소성 이후 이형 테이프 층의 제거 이전의 LTCC의 상부 부분의 도해이다.
도 3a는 상부 이형 테이프 층이 폴리프로필렌 백과 직접 접촉되어 있고, 이소스태틱 적층장치의 온수 배쓰 내에서 가해지는 압력 하에 변형되는, 본 발명에서의 이소스태틱 적층을 위한 LTCC 어셈블리의 상부 부분의 배열의 도해이다.
도 3b는 압축성 고무 또는 플라스틱 층이 상부 이형 테이프 층과 폴리프로필렌 백 사이에 놓인, 도 3a의 다른 배열의 도해이다.
도 3c는 도 3a 또는 3b에 따라 제조된, 노 소성 이후 이형 테이프 층의 제거 이전의 LTCC의 상부 부분의 도해이다.
도 4a는 압축성 고무 또는 플라스틱 층이 이형 테이프 층과 하부 압반 사이에 놓이고, 전체 어셈블리가 폴리프로필렌 백 내에 놓이며, 이소스태틱 적층장치의 온수 배쓰 내에서 가압되는, 본 발명에서의 이소스태틱 적층을 위한 LTCC 어셈블리의 하부 부분의 도해이다.
도 4b는 도 4a에 따라 제조된, 노 소성 이후 이형 테이프 층의 제거 이전의 LTCC의 하부 부분의 도해이다.
도 5a는 상부 이형 테이프 층이 폴리프로필렌 백과 직접 접촉되어 있고, 이소스태틱 적층장치의 온수 배쓰 내에서 가해지는 압력 하에 변형되는, 본 발명에서 의 이소스태틱 적층을 위한 외부 표면 회로 형상부 및 스크라이빙 라인이 둘 다 있는 LTCC 어셈블리의 상부 부분의 배열의 도해이다.
도 5b는 도 5a에 따라 제조되며, 노 소성 이후 이형 테이프 층의 제거 이전의 LTCC의 상부 부분의 도해이다.
본 발명은 희생성(sacrificial) 이형 테이프와 직접 접촉되는 상부 및 하부 표면 테이프 층 둘 다를 비롯한 각 테이프 층에 있어서 동시-소성가능한 후막 회로 물질, 예컨대 스크린 인쇄가능한 도체, 광-성형가능한 포델(Fodel)(등록상표) 도체, 비아 필, 캐패시터, 인덕터 또는 레지스터로 패턴화된 1개 이상의 상이한 유전체 테이프 화학물질이 있는 다층 구조의 전구체 그린 (소성되지 않은) 적층체로부터의 균열이 없고, 위로 휘지 않고, 뒤틀림이 없는 무수축성의 개선된 저온 동시-소성 세라믹 (LTCC)체, 복합체, 모듈 또는 패키지에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 방법은 희생성 이형 테이프와 직접 접촉된 테이프 층의 외부 표면 위의 그린 적층체 스크라이빙 라인을 포함한다.
설명을 위해, 예비-회로화된 일군의 LTCC 테이프 층을 "서브-어셈블리"라고 칭하며, 상기 "서브-어셈블리"와 상부 및 하부 이형 테이프 층의 조합을 "전체 어셈블리"라고 칭한다.
본 발명의 한 가지 실시양태는 동시-소성 표면 형상부를 갖는 LTCC 구조체에 관한 것이다. 이러한 표면 형상부 (본원에서는 기능성 형상부라고도 칭함)에는, 예를 들어, 후막 도체, 캐패시터, 인덕터 또는 레지스터가 포함될 수 있다. 본 발명의 또 다른 측면은 동시-소성 표면 형상부가 있는 LTCC 구조체의 생성을 가능케 하는 개선점, 예컨대 방법 및 공정에 관한 것이다. 본 발명의 한 가지 실시양태는 본원에 기술된 바와 같은 변형된 PLAS 기술을 사용하는, 외부 표면 형상부가 있는 LTCC 구조체의 제법에 관한 것이다. 상기 기술된 방법에 의해 제조된 LTCC 구조체는 균열 제거, 위치 정확성 및 바람직한 회로 생산 수율을 갖는다.
본 발명의 한 가지 실시양태는 본원에 기술된 바와 같은 변형된 PLAS 기술을 사용하는, LTCC 구조체의 외부 표면 위의 라인 스크라이빙에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시양태는 스크라이빙된 LTCC 구조체로부터의 개별적인 분리된 LTCC 회로 기판의 형성에 관한 것이다. 상기 개별적인 분리된 LTCC 회로 기판은 LTCC 구조체 위의 스크라이빙 라인을 따라 분리된다. 개별 회로 기판의 싱귤레이션(singulation)은 절단 톱(dicing saw)을 사용하는 분리를 요하지 않는다.
본 발명의 실시양태에서, 상기 기술된 방법에 의해 제조된 LTCC 구조체는 대규격 패널 위의 더 작은 크기의 LTCC 회로 기판의 어레이의 대량 생산에 사용될 수 있다. 추가의 실시양태에서, 대규격 패널은 대략 6"×6" 내지 10"×10"일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 더 작은 크기의 LTCC 회로 기판은 외부 표면 형상부를 갖는다. 추가의 실시양태에서, 개별적인 분리된 LTCC 회로 기판은 LTCC 구조체 위의 스크라이빙 라인을 따라 수동 또는 자동으로 분리된다. 생성된 LTCC 회로 기판은 편평하며 균열이 없다.
표면 형상부가 있는 이러한 LTCC 구조체는 다음을 비롯한 다수의 바람직한 특징을 갖는다. (1) 서브-어셈블리의 상부 LTCC 테이프 층 위의 인쇄 및 건조된 회로 형상부에 합치하는 이형 테이프에 의한 PLAS 효과로 인한 보다 뚜렷한 형태의 표면 회로 형상부. 이 효과는 부분적으로는 후속 소성 도중에, 회로 형상부가 두께 방향으로만 수축되도록 구속되어서 뚜렷한 형태를 유지할 수 있기 때문인 것으로 보인다. (2) 이소스태틱 적층 압력에 의한 서브-어셈블리의 외부 (상부 또는 하부) LTCC 테이프 층 속으로의 표면 형상부의 부분적인 함몰. SEM 단면 분석을 사용하여 상기 물리적 효과를 입증할 수 있다. (3) 표면 회로 형상부 및 스크라이빙 라인 함몰부의 고도의 평면화. 동시-소성 표면 형상부가 있는 이러한 LTCC 구조체의 다른 특징으로는 LTCC 회로 기판 내에서의 회로 성능 또는 외부 회로 부품 및/또는 마더보드와의 연결 또는 부착에 영향을 주지 않는 것들이 포함된다. 그러한 특징으로는 (1) 소성된 이형 테이프 미립자의 존재, 및 이형 테이프 제거 공정의 방법 및 완전성에 좌우되는 정도. (2) 예컨대 건식 또는 습식 버니싱(burnishing) 공정에 의한 이형 테이프 제거 도중에 도입된 표면 회로 형상부의 자국 또는 얼룩의 존재가 포함된다.
동시-소성 표면 형상부가 있는 상기 기술한 LTCC 구조체, 및 그것을 제조하기 위한 방법 및 공정은 전형적인 PLAS LTCC 생성에 비해 장점이 있다. 이러한 장점 중 일부는 앞서 기재하였다. 표면 형상부가 있는 LTCC 구조체의 전형적인 PLAS 생성은 다음을 비롯한 단점이 있을 수 있다. (1) 후-소성 표면 회로 형상부의 형태는 요망되는 것만큼 뚜렷하지 못할 수 있다. 이는 부분적으로는 꺼지거나 유동하는 경향이 있는 후-소성 회로 형상부의 소결 공정 도중에 이형 테이프에 의한 제한이 없었던 결과일 수 있다. (2) 표면 형상부는 후-소성 공정 이후에 상부 LTCC 테이프 층의 레벨에 주로 머무를 수도 있는데, 이는 상기 형상부가 그것의 동시-소성 대응부처럼 적층되지는 않았기 때문이다. (3) 통상의 PLAS 기술을 사용하여 대규격 패널 위에 더 작은 회로 기판의 어레이를 제조하면 울퉁불퉁한 지형 및 스크라이빙 라인 함몰부의 평면성의 결여가 생길 수 있다. 이러한 특징은 전형적으로는 바람직하지 못한 것이며, 전체적으로 상기 패널 위의 후-소성 표면 형상부의 후속 스크린 인쇄가 불가능할 수 있다. 이런 잠재적인 한계를 극복하기 위해서는, 부가적인 단계, 예컨대 싱귤레이션과, 그리하여 수동 또는 자동으로 분리된 별개의 더 작은 크기의 회로 기판에 대한 인쇄 및 소성 단계가 필요할 수 있다. 또한, 이러한 전형적인 PLAS LTCC 구조체는, 전형적인 PLAS LTCC 구조체에서의 표면 형상부가 어떠한 소성된 이형 테이프 미립자도 갖지 않을 것이라서, 자국 또는 얼룩이 관찰되지 않을 것이라는 점에서, 본 발명의 구조체와는 구별된다. 이는 일차적으로는 이형 테이프의 제거에 기인한 것이다. 제거는 후-소성 표면 회로 형상부의 패터닝 이전에 이행한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 상기 방법은 (a) 기능성 형상부가 있는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 상기 LTCC 테이프 층이 서브-어셈블리를 형성하는 단계; (b) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계; (c) 상기 LTCC 테이프 층, 상기 상부 이형 테이프 층 및 상기 하부 이형 층을 맞추어 전체 어셈블리를 형성하는 단계; (d) 하부 압반을 제공하는 단계; (e) 상기 어셈블리를 2개 이상의 백 내에 놓는 단계; (f) 상기 어셈블리를 이소스태틱 적층시켜 적층된 어셈블리를 형성하는 단계; (g) 상기 백을 제거하는 단계; (h) 상기 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및 (i) 상기 상부 이형 테이프 층 및 상기 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계를 포함하며, 뒤틀림이 없고, 균열이 없고, 위로 휘지 않은 저온 동시-소성 세라믹 구조체를 제공한다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 기능성 형상부는 서브-어셈블리의 상부 층의 표면 위에 및 서브-어셈블리의 하부 층의 표면 위에 있을 수 있다. 추가의 실시양태에서, 기능성 형상부는 서브-어셈블리의 상부 층의 표면 위에 있을 수 있다. 추가의 실시양태에서, 기능성 형상부는 서브-어셈블리의 하부 층 위에는 없을 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 하부 층은 금속 압반과 마주하는 층으로서 정의된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 상부 층은 금속 압반과 마주하지 않는 층으로서 정의된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 서브-어셈블리의 상부 층 또는 하부 층의 표면이라 함은 서브-어셈블리의 상부 층 또는 하부 층의 외부 표면, 즉, 서브-어셈블리의 다른 층과 마주하지 않는 표면을 의미하기 위한 것이다.
도 3A 내지 C 및 4A 내지 B는 본 발명의 상세한 실시양태를 보여준다. 그들을 아래에 상세하게 기재한다. 당업자는 도 3 및 4가 입증을 위한 것이지, 본 발명을 거기에 한정시키기 위한 것이 아님을 이해할 것이다.
도 3A는 상부 LTCC 테이프 층 (103)의 외부 표면 위에 패턴화된 회로 형상부 (106)가 있는 LTCC 어셈블리의 확대된 상부 부분이 상부 이형 테이프 층 (102)에 부착되어 있는 본 발명의 방법을 보여준다. 이때, 상기 전체 어셈블리는 이소스태틱 적층장치의 온수 배쓰 내에 놓기 전에 적어도 2회 폴리프로필렌 백 (108) 내에 넣어 보호한다. 온수를 통해 가해지는 압력의 방향 (109)이 도해되며, 도 2A에 나타낸 종래 기술의 공정과 달리, 가해지는 압력은 폴리프로필렌 (108)과 상부 이형 테이프 층 (102)을 충분히 변형시켜, 이형 테이프를 패턴화된 표면 회로 형상부 (106)에 의해 생긴 지형에 효과적으로 합치시켜서, 주위에 최소한의 에어 포켓 (107)을 남기거나 전혀 남기지 않는다.
또 다른 구성을 도 3B에 나타내는데, 여기서는 압축성 고무 또는 플라스틱 층 (114)을 폴리프로필렌 백 (108) 보호 단계 이전에, 패턴화된 회로 형상부 (106)가 있는 LTCC 테이프 층 (103)의 상부 위의 이형 테이프 층 (102) 위에 놓는다. 이런 배열도 역시 이형 테이프를 패턴화된 표면 회로 형상부 (106)에 의해 생긴 지형에 효과적으로 합치시켜서, 주위에 최소한의 에어 포켓 (107)을 남기거나 전혀 남기지 않는다.
도 3C는 도 3A 및 3B 둘 다에서 예시한 LTCC 어셈블리에서의 소성된 LTCC 구조체의 도해를 보여준다. 후속 노 소성 도중에, 블랭크 LTCC 기판 표면 (103a) 및 패턴화된 회로 형상부 (106a)를 비롯한 모든 영역이 x, y 평면에서 구속되었는데, 이는 그들이 모두 이형 테이프와 밀접하게 접촉되어 있었기 때문이다. 따라서, LTCC 테이프와 회로 형상부를 제조하는데 사용된 도체 또는 다른 물질 사이의 소결 차이에도 불구하고, 더 큰 구속력이 소결 응력을 능가하여, 균열이 없는 소성된 LTCC 구조체가 얻어졌다. 상부 LTCC 층 (103a), 회로 형상부 (106a) 및 상부 이형 테이프 층 (102a)은 모두 두께 감소를 나타내었다.
도 4A는 종래 기술의 공정에 대한 본 발명의 개선점을 보여주며, 전체 LTCC 어셈블리의 하부 부분 배열에 초점을 둔다. 최하부의 LTCC 테이프 층 (111)은 회로 형상부 (112)로 패턴화되어 있고, 하부 이형 테이프 층 (113)과 직접 접촉되어 있는 것으로 나타나 있다. 하부 스테인리스 스틸 또는 다른 적합한 금속성 압반 (115) 위에 직접 놓는 대신, 하나의 압축성 고무 또는 플라스틱 층 (114)이 삽입물로서 제공된다. 이때, 어셈블리는 폴리프로필렌 백 (108)으로 적어도 2회 보호된다. 또한, 이소스태틱 적층장치 내에서 온수를 통해 가해지는 압력의 방향 (109)을 나타낸다. 가해지는 압력 하에서 두터운 압반 (115)이 압축불가능하다 하더라도, 압축성 고무 또는 플라스틱 삽입물 (114)이 효과적으로 변형되어 하부 이형 테이프 층 (113)을 패턴화된 표면 회로 형상부 (112)에 의해 생긴 지형에 합치시켜서, 주위에 최소한의 에어 포켓 (107)을 남겼다.
후속 노 소성 도중에, 블랭크 LTCC 기판 표면 (111a) 및 패턴화된 회로 형상부 (112a)를 비롯한 모든 영역이 x, y 평면에서 구속되었는데, 이는 그들이 모두 이형 테이프와 밀접하게 접촉되어 있었기 때문이다. 따라서, LTCC 테이프와 회로 형상부를 제조하는데 사용된 도체 또는 다른 물질 사이의 소결 차이에도 불구하고, 더 큰 구속력이 소결 응력을 능가하여, 균열이 없는 소성된 LTCC 구조체가 얻어졌다. 하부 LTCC 층 (111a), 회로 형상부 (112a) 및 상부 이형 테이프 층 (113a)은 모두 두께 감소를 나타내었다.
도 5A는 상부 LTCC 테이프 층 (103)의 외부 표면 위에 패턴화된 회로 형상부 (106)가 있는 LTCC 어셈블리의 확대된 상부 부분이 상부 이형 테이프 층 (102)에 부착되어 있는 본 발명의 방법을 보여준다. 이런 어셈블리와 도 3A에 예시한 것 사이의 차이는 상부 LTCC 테이프 층 (103)의 중심에 나타낸 스크라이빙 라인 (116)에 있다. 이때, 상기 전체 어셈블리는 이소스태틱 적층장치의 온수 배쓰 내에 놓기 전에 적어도 2회 폴리프로필렌 백 (108) 내에 넣어 보호한다. 온수를 통해 가해지는 압력의 방향 (109)이 도해되며, 도 2A에 나타낸 종래 기술의 공정과 달리, 가해지는 압력은 폴리프로필렌 (108)과 상부 이형 테이프 층 (102)을 충분히 변형시켜, 이형 테이프를 패턴화된 표면 회로 형상부 (106) 및 스크라이빙 라인 (116) 영역에 의해 생긴 지형에 효과적으로 합치시켜서, 주위에 최소한의 에어 포켓 (107)을 남기거나 전혀 남기지 않는다.
도 5B는 도 5A에서 예시한 LTCC 어셈블리에서의 소성된 LTCC 구조체의 도해를 보여준다. 후속 노 소성 도중에, 블랭크 LTCC 기판 표면 (103a), 패턴화된 회로 형상부 (106a) 및 스크라이빙 라인 영역 (116a)을 비롯한 모든 영역이 x, y 평면에서 구속되었는데, 이는 그들이 모두 이형 테이프와 밀접하게 접촉되어 있었기 때문이다. 따라서, LTCC 테이프와 회로 형상부를 제조하는데 사용된 도체 또는 다른 물질 사이의 소결 차이에도 불구하고, 더 큰 구속력이 소결 응력을 능가하여, 균열이 없는 소성된 LTCC 구조체가 얻어졌다. 상부 LTCC 층 (103a), 회로 형상부 (106a) 및 상부 이형 테이프 층 (102a)은 모두 두께 감소를 나타내었다. 게다가, 이형 테이프 층 (102a)은 LTCC 테이프 층 (103a) 및 그 아래의 테이프 층의 소결로부터의 응력에 기인한 분리부 (107a)를 보여준다.
본 발명의 한 가지 실시양태에서, 유리-함유 LTCC 테이프 층 중 2개 이상의 층에는, LTCC 테이프 서브-어셈블리의 상부 및 하부 표면을 포함하나, 여기에 한정되지는 않는 각 LTCC 테이프 층 위의 도체 회로 패턴, 비아 및 다른 기능성 형상부가 제공된다. 서브-어셈블리는 희생성 이형 테이프 층과 직접 접촉되어 있다. 이형 테이프 층은 전체 어셈블리의 최외곽 물질이다. 전체 어셈블리를 열처리하는 경우, 1％ 미만, 바람직하게는 0.2％ 미만의 x,y 수축을 나타내는 구조체가 생성된다.
PLAS에 의한 x,y 수축 제어에 대한 기재는 U.S. 특허 제5,085,720호, 컬럼 4, 라인 15 내지 62, 및 U.S. 특허 제6,776,861호, 컬럼 1, 라인 40 내지 47에서 찾을 수 있다. 이러한 특허는 모두 참고로 본원에 포함된다.
본 발명의 실시양태에서, 1％ 미만의 x,y 수축을 얻을 수 있고, 추가의 실시양태에서는, 0.2％ 미만을 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 하나의 생산 배치에서 또는 생산 배치들 사이에서의 수축 값의 편차는 자유-소결 공정에 의해 제조된 통상의 회로 기판보다 더 작다. 상기 실시양태의 측면에서, 수축 편차의 범위는 ±0.15％ 미만일 수 있고; 추가의 측면에서, 수축 편차의 범위는 ±0.05％ 미만일 수 있다.
x.y 수축의 특징은 일군의 LTCC 블랭크 또는 회로 기판의 상부 시트 위의 다양한 평면 배향의 예비-펀칭된 비아 홀 사이의 간격의 평균 치수 변화를 계산함으로써 규명할 수 있다. 간격은 공구 현미경, 광학 비교현미경 및 당업자에게 공지된 다른 방법을 사용하여 측정할 수 있다. 적층 공정에 의해 야기된 편차를 설명하기 위해, 비아 홀 펀치 파일에 기초한 상부 시트 위의 간격 (a 값)을 소성된 LTCC 블랭크 또는 회로 기판 상의 동일한 비아 홀 쌍의 간격 (b 값)과 함께 사용하고, 수축％를 다음과 같이 계산하였다.
100％×(a - b)/a
6"×6" 내지 10"×10"와 같은 대규격 패널 위의 더 작은 크기의 LTCC 회로 기판의 어레이의 대량 생산을 위해 현재 이용가능한 방법은 처리 단계의 추가를 포함하나, 여기에 한정되지는 않는 단점이 있다. 전형적인 방법은 LTCC 회로화된 층을 상부 및 하부 이형 테이프와 맞춘 후 적층시키고, 전체-어셈블리를 소성시키고, 이형 테이프를 제거한 후, 절단 톱에 의해 분리된 회로 기판을 제조하는 것을 포함한다. 절단 톱은 시간 소모적이며, 불가피한 물 분사 및 세라믹 미립자에 대한 노출은 별도의 세척 및 건조 단계를 요한다. 전형적으로는, 전체 서브-어셈블리 적층체 두께의 10 내지 35％, 바람직하게는 15 내지 25％ 범위의 깊이를 갖는 스크라이빙된 함몰부를 생성하는 자동-조절 열 나이프로 스크라이빙한다.
본 발명은 현행 방법에 비해 장점을 제공한다. 본 발명에서, 이형 테이프는 스크라이빙된 함몰부 매트릭스를 따라 울퉁불퉁한 지형에 합치되며, 허용되는 x,y 수축 제어 및 편평한 소성된 전체-어셈블리를 생성한다. 이형 테이프의 제거 이후에, 스크라이빙된 함몰부를 따라 수동 또는 자동 분리로 별개의 LTCC 회로 기판의 어레이를 생성할 수 있다. 이러한 분리된 LTCC 회로 기판은 전형적인 PLAS 공정에 의해 제조된 것들과는 달리 편평하며 균열이 없다. 부가적으로, 스크라이빙된 함몰부를 따른 또는 울퉁불퉁한 배향에서의 균열에 기인하여 수율 손실이 발생할 수 있는 전형적인 PLAS 공정보다 생산 수율이 더 양호하다.
본 발명의 다양한 실시양태를 아래에 기재한다. 당업자는 본 발명의 복수의 실시양태가 가능하다는 것을 이해한다. 하기의 기재는 단지 일부 실시양태를 기록하기 위한 것이지, 제한하기 위한 것은 아니다. LTCC 어셈블리는
a) 도체 회로 패턴, 비아, 및 레지스터, 캐패시터 및 인덕터 물질을 포함하나, 여기에 한정되지는 않는 다른 기능성 형상부가 있는 개별 LTCC 테이프 층을 제공하고;
b) 이소스태틱 적층장치 내에서 LTCC 테이프 층을 상부 및 하부 이형 테이프 층과 맞추고 적층시키고;
c) 한 가지 실시양태에서, 적어도 1/16" 두께의 스테인리스 스틸 또는 다른 적합한 금속성 물질의 하부 압반을 사용하며, 바람직한 두께 범위는 1/8" 내지 1/4"이고;
d) LTCC 테이프 층, 하부 이형 테이프 층 및 상부 이형 테이프 층 (즉, 전체 어셈블리)을 플라스틱 백, 예컨대 폴리프로필렌 백 내에 적어도 2회 넣고;
e) 이소스태틱 적층장치 내에서 적층시키기 위해, 어셈블리를 수조에 담근다. 수조 온도는 LTCC 및 이형 테이프 물질에 사용한 유기 결합제 유형에 기초하여 결정하며, 실시양태에 따라 달라질 수 있다. 폴리아크릴레이트 유형의 결합제의 경우에는, 이소스태틱 적층장치 내의 온수 배쓰의 온도로는 80℃ 이하, 바람직하게는 75℃를 사용한다. 또한, 다른 유형의 중합체 결합제의 경우에는, 그들 각자의 유리 전이 온도에 따라, 온도가 70℃ 미만 또는 80℃ 초과인 온수 배쓰를 사용할 수 있고;
f) 적층 공정을 완료하기 위해 이소스태틱 적층장치의 온수 배쓰에서 30분 이하, 바람직하게는 10 내지 15분의 함침 시간을 사용하고;
g) 완전한 유기물 연소완료 이후에 조밀화 공정을 완료하기 위해 벨트 또는 박스 노 내에서 상기 적층체를 소성시키고;
h) LTCC 어셈블리의 상부 및 하부 면 둘 다로부터 이형 테이프 층을 제거하고;
i) 필요한 경우, 소성된 LTCC 어셈블리를 예비-스크라이빙된 함몰부를 따라 별개의 모듈 또는 부품으로 나누는
방법에 의해 제조될 수 있다.
추가의 실시양태는
(a) 기능성 형상부가 있는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 상기 LTCC 테이프 층이 상부 면 및 하부 면을 갖는 서브어셈블리를 형성하는 단계;
(b) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계;
(c) 상기 상부 이형 테이프 층을 상기 서브어셈블리의 상기 상부 면에 적용하고, 상기 하부 이형 테이프 층을 상기 서브어셈블리의 상기 하부 면에 적용하는 단계;
(d) 상기 LTCC 테이프 층, 상기 상부 이형 테이프 층 및 상기 하부 이형 층을 맞춰서, 상부 면 및 하부 면을 갖는 전체 어셈블리를 형성하는 단계;
(e) 하부 압반을 제공하는 단계;
(f) 상기 전체 어셈블리를 2개 이상의 백 내에 넣는 단계;
(g) 상기 어셈블리를 이소스태틱 적층시켜서, 적층된 어셈블리를 형성하는 단계;
(h) 상기 백을 제거하는 단계;
(i) 상기 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및
(j) 상기 상부 이형 테이프 층 및 상기 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계
를 포함하는 뒤틀림이 없고, 균열이 없고, 위로 휘지 않은 저온 동시-소성 세라믹 구조체의 생성 방법에 관한 것이며, 여기서 상기 저온 동시-소성 구조체는 1％ 미만의 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타낸다.
상기 실시양태의 한 측면에서, LTCC 테이프 층은 상기 LTCC 테이프 층들을 맞춘 이후, 상기 상부 이형 테이프 층 및 상기 하부 이형 테이프 층을 적용하기 이전에 기능성 형상부에 따라 스크라이빙된다.
상부 및 하부 이형 테이프 층의 표면 회로 형상부, 스크라이빙 라인 및 다른 유사한 부속물의 지형에 대한 합치를 보존시키려는 목적의 본 발명의 여러 가지 가능한 실시양태가 있다. 이러한 실시양태는 (1) 상부 LTCC 표면 형상부의 지형의 패턴에 마주하여 새겨진 패턴이 있는 상부 심 플레이트; (2) 상부 LTCC 표면 형상부의 지형의 패턴에 마주하여 성형된 패턴이 있는 압축성 고무 또는 플라스틱 층; 및 (3) 하부 LTCC 표면 형상부의 지형의 패턴에 마주하여 성형된 패턴이 있는 압축성 고무 또는 플라스틱 층을 포함하지만, 여기에 한정되지는 않는다. 상기 실시양태 중에서, 옵션 2 및 3은 적당한 비용으로 이행할 수 있으며, 압축성 물질을 제공하기 위한 것이고, 따라서 상부 또는 하부 이형 테이프 층을 외부의 상부 또는 하부 회로화된 및/또는 스크라이빙된 LTCC 테이프 층의 울퉁불퉁한 표면 지형에 합치시키는데 보다 효과적이다. 스크라이빙 라인은 LTCC 어셈블리의 하나의 표면에만, 통상적으로는 상부 표면에 있을 수 있다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, 백에 넣는 단계 이전에, 필름 또는 시트 물질, 예컨대 압축성 물질을 LTCC 전체 어셈블리의 상부 또는 하부 삽입물로서 사용할 수 있다. 이러한 물질로는 열가소성 중합체, 열경화성 중합체, 발포 중합체, 비가황처리 및 가황처리된 고무 물질이 포함되지만, 여기에 한정되지는 않는다. 그들의 사용 적합성 정도는 압축 강도의 물리적 특성에 의해 평가할 수 있다. 물질의 압축 강도는 영구적인 물리적 또는 구조적 변형 없이 압축에 견디는 능력으로서 정의된다. 본 발명에서, 이소스태틱 압력의 적정한 범위는 2,000 내지 4,000 psi, 바람직하게는 2,500 내지 3.500 psi이다. 따라서, 괄호 내에 개별 압축 강도 (psi 단위)가 제공된 적용가능한 중합체성 물질로는 폴리프로필렌 (8,500 내지 10,000), 아크릴 수지 (14,000 내지 17,000), 고강도 아크릴 수지 (7,000 내지 12,000), 폴리스티렌 (11,500 내지 16,000), 고강도 폴리스티렌 (8,000 내지 16,000), 폴리(스티렌-코-아크릴로니트릴) (15,000 내지 17,500), 폴리스티렌 ABS 수지 (6,000 내지 11,000), 폴리비닐 클로라이드 (10,000 내지 11,000), 폴리(클로로-트리플루오로에틸렌) (6,000 내지 12,000), 나일론 66 (5,000 내지 13,000), 나일론 6 (4,000 내지 11,000), 아세탈 수지 (18,000), 폴리카르보네이트 수지 (12,500), 폴리우레탄 수지 (20,000), 셀룰로스 아세테이트 (2,200 내지 10,900), 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 (2,100 내지 9,400) 및 셀룰로스 프로피오네이트 (3,000 내지 9,600)가 포함되지만, 여기에 한정되지는 않는다.
본 발명에 유용한 압축성 물질의 척도일 수 있는 또 다른 물리적 특성은 그들의 경도계 스케일이다. 경도계는 영구적인 만입에 대한 물질의 저항으로서 정의되는, 물질의 경도를 측정하는 여러 수단 중 하나이다. "경도계"라는 용어는 측정 및 측정하는데 사용된 장치 둘 다를 가리킬 수 있다. 경도계는 전형적으로는 중합체, 엘라스토머 및 고무에서의 경도의 척도로서 사용된다. 약간 상이한 측정 시스템을 사용하는 두 가지의 가장 흔한 스케일은 A 및 D 스케일이다. A 스케일은 보다 연질의 플라스틱용인데 반해, D 스케일은 보다 경질의 플라스틱용이다 (총 12개 스케일을 포함하는 ASTM D2240-00 시험 표준에 의해 정의됨). 각 스케일은 0에서 100 사이의 수치가 있고, 수치가 높을수록 보다 경질의 물질을 나타낸다. 본 발명에서는, A 스케일을 사용함으로써, 적용가능한 범위가 10 내지 70이고, 바람직한 범위는 25 내지 55이다. 예를 들어, 고무 밴드에서의 A 스케일 수치는 25이고, 도어 씰(door seal)에서는 55이고, 자동차 타이어 접지면에서는 70이다.
본 발명의 더욱 또 다른 실시양태는 이소스태틱 적층 공정 이전에 맞춰진 LTCC 회로화된 테이프 층 및 이형 테이프 층의 제법이다. 도 1은 상부 이형 테이프 층 (102) 및 하부 이형 테이프 층 (102) 사이에 위치한 일군의 LTCC 테이프 층 (103)을 보여준다. 달리 훨씬 더 큰 치수의 LTCC 플랫폼 위에 더 작은 크기의 모듈 또는 부품의 어레이를 제조하는 경우에는, 노 소성 단계 이후에 개별 회로 기판의 싱귤레이션의 용이화를 위해 큰 치수의 전체 LTCC 플랫폼의 스크라이빙이 종종 필요하다. 스크라이빙 라인을 제공하기 위해서, 이형 테이프 없이 예비-회로화된 LTCC 테이프 층 모두를 저압, 저온 또는 단시간으로, 또는 상기 중 두 가지 또는 전부를 조합하여 예비-적층시키는 추가적인 예비-적층 단계가 요구된다.
LTCC 테이프와 다양한 부품, 예컨대 캐패시터, 인덕터 및 레지스터용 회로 형상부를 제공하는데 사용된 각종 후막 페이스트의 조성(들) 사이의 차로 소결 차이가 생긴다. 상기 후막 페이스트를 다층 LTCC 모듈 또는 부품의 내부에 적용한 경우의 소결 불균형은 형태 인자, 예컨대 두께, x,y 치수를 조절하고/하거나 후막 조성을 최적화시켜 해결할 수 있다. 상기와 달리, 상기 후막 페이스트를 다층 LTCC 모듈 또는 부품의 외부 표면에 사용한 경우에는, 후막 형상부가 더 이상 LTCC 테이프 내에 포함되지 못하므로, 후막 형상부와 이형 테이프를 확실히 밀접하게 접촉시켜서, 효과적으로 거의 완전하게 구속시키는 것이 필요하다. 본 발명은 상기의 제조 방법을 제공한다.
이미 기술한 실시양태 이외에, 다양한 다른 구성 및 방법이 가능하다.
예를 들어, 외부 표면 형상부가 있는 LTCC 구조체의 제조 방법은
(i) 상부 면 및 하부 면을 갖는 서브-어셈블리를 형성하는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 1개 이상의 외부 표면이 기능성 형상부를 갖는 단계;
(j) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계;
(k) 상부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 상부 면에 적용하고, 하부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 하부 면에 적용하여, 전체 어셈블리를 형성하는 단계;
(l) 하부 압반을 제공하고, 전체 어셈블리를 하부 압반에 적용하되, 여기서 하부 이형 테이프 층이 하부 압반과 접촉되어 있는 단계;
(m) 하부 압반에 적용된 전체 어셈블리를 적층시키는 단계;
(n) 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및
(o) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계
를 포함한다.
상기 기재한 방법은 단계 (d) 이후에 전체 어셈블리를 2개 이상의 백 내에 넣는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 단계 (e) 이후에 백을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이런 방법의 추가의 변형으로는 다음이 포함된다.
LTCC 구조체가 1％ 미만의 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타내는 것인 상기 기재한 방법.
적층 유형이 이소스태틱인 상기 기재한 방법.
단계 (a) 이후에, 적층된 서브-어셈블리 위에 라인 함몰부를 스크라이빙하는 단계를 추가로 포함하는 상기 기재한 방법.
LTCC 구조체가 0.2％ 미만의 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타내는 것인 상기 기재한 방법.
상기 전체 어셈블리를 백 내에 놓기 이전에 전체 어셈블리의 상부 면 위에 압축성 시트를 놓는 단계를 추가로 포함하는 상기 기재한 방법.
전체 어셈블리를 백 내에 놓기 이전에 압반 위에 위치된 전체 어셈블리의 하부 면 위에 압축성 시트를 놓는 단계를 추가로 포함하는 상기 기재한 방법.
기능성 형상부가 캐패시터(들), 레지스터(들), 도체(들) 및/또는 인덕터(들)인 상기 기재한 방법.
기능성 형상부가 LTCC 구조체의 상부 표면 및 하부 표면 위에 있는 것인 상기 기재한 방법.
기능성 형상부가 LTCC 구조체의 상부 표면 위에 있는 것인 상기 기재한 방법.
상기 기재한 방법에 의해 제조된 뒤틀림이 없고, 균열이 없고, 위로 휘지 않은 LTCC 구조체.
또 다른 예는
(h) 상부 면 및 하부 면을 갖는 서브-어셈블리를 형성하는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 라인이 스크라이빙될 위치를 나타내는 표시가 표면 위에 존재하는 단계;
(i) 단계 (a)의 표시를 사용하여, 적층된 서브-어셈블리 위에 라인 함몰부를 스크라이빙하는 단계;
(j) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계;
(k) 상부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 상부 면에 적용하고, 하부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 하부 면에 적용하여, 전체 어셈블리를 형성하는 단계;
(l) 하부 압반을 제공하고, 전체 어셈블리를 하부 압반에 적용하되, 여기서 하부 이형 테이프 층이 하부 압반과 접촉되어 있는 단계;
(m) 하부 압반에 적용된 전체 어셈블리를 적층시키는 단계;
(n) 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및
(p) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계
를 포함하는, 외부 스크라이빙 라인이 있는 LTCC 구조체의 형성 방법이다.
이런 방법의 다음을 비롯한 다양한 변형이 가능하다.
표시가 기준점 형상부인 상기 기재한 방법.
상기 기재한 방법에서, 표시는 비아 홀일 수 있다.
단계 (a)의 서브-어셈블리의 1개 이상의 외부 표면이 기능성 형상부를 갖는 것인 상기 기재한 방법.
스크라이빙 라인 함몰부가 서브-어셈블리의 상부 면의 표면 위에 있는 것인 상기 기재한 방법.
단계 (d) 이후에 전체 어셈블리를 2개 이상의 백 내에 놓는 단계를 추가로 포함하고, 단계 (e) 이후에 백을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 상기 기재한 방법.
LTCC 구조체가 1％ 미만의 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타내는 것인 상기 기재한 방법.
LTCC 구조체가 대형 패널인 상기 기재한 방법.
대형 패널이 6"×6" 이상인 상기 기재한 방법.
대형 패널이 더 작은 크기의 회로의 어레이를 포함하는 것인 상기 기재한 방법.
더 작은 크기의 회로의 어레이가 스크라이빙 라인 함몰부에 의해 분리된 것인 상기 기재한 방법.
상기 전체 어셈블리를 백 내에 놓기 이전에 전체 어셈블리의 상부 면 위에 압축성 시트를 놓는 단계를 추가로 포함하는 상기 기재한 방법.
LTCC 테이프의 성분
전형적인 LTCC 테이프는 유리, 세라믹 무기 고형물 및 유기 매질을 포함하며, 여기서 유리 및 세라믹 무기 고형물은 분산되어 있다. 유기 매질은 1종 이상의 휘발성 유기 용매(들)에 용해되어 있는 중합체성 결합제, 및 임의로는 다른 용해된 물질, 예컨대 가소제, 이형제, 분산제, 스트리핑제(stripping agent), 소포제, 안정화제 및 습윤제로 구성된다.
LTCC 테이프에 적합한 유리 조성에는 아래에 상술한 하기의 조성이 포함되지만, 여기에 한정되지는 않는다. 사용하기 위한 유리에는 표 1에 나열한 것들이 포함되지만, 여기에 한정되지는 않는다. 또한, 유리 조성은 SiO2 52 내지 54, Al2O3 12.5 내지 14.5, B2O3 8 내지 9, CaO 16 내지 18, MgO 0.5 내지 5, Na2O 1.7 내지 2.5, Li2O 0.2 내지 0.3, SrO 0 내지 4, K2O 1 내지 2 (중량％)의 조성 범위 내의 옥시드 구성성분으로부터 선택될 수 있다. 보다 바람직한 유리의 조성은 SiO2 53.50, Al2O3 13.00, B2O3 8.50, CaO 17.0, MgO 1.00, Na2O 2.25, Li2O 0.25, SrO 3.00, K2O 1.50 (중량％)이다.
Figure 112009002617111-PCT00001
세라믹 충전제, 예컨대 Al2O3, ZrO2, TiO2, ZrSiO4, BaTiO3 또는 그의 혼합물을 테이프를 형성하는데 사용되는 주조가능한 조성물에 고형물을 기준으로 0 내지 50 중량％의 양으로 첨가할 수 있다. 충전제의 유형에 따라, 소성 후에 상이한 결정질 상이 형성될 것으로 예상된다. 충전제는 유전 상수 및 주파수 범위에 대한 손실을 제어할 수 있다. 예를 들어, BaTiO3를 첨가하여 유전 상수를 상당히 증가시킬 수 있다.
Al2O3는 유리와 반응하여 Al-함유 결정질 상을 형성하기 때문에 바람직한 세라믹 충전제이다. Al2O3는 높은 기계적 강도 및 유해한 화학 반응에 대한 불활성을 제공하는데 매우 효과적이다. 세라믹 충전제의 또 다른 기능은 소성 도중 전체 시스템의 유동성의 제어이다. 세라믹 입자는 물리적 장벽으로서 작용함으로써 유리의 유동을 제한한다. 또한, 그들은 유리의 소결을 억제하여, 유기물의 보다 양호한 연소완료를 촉진시킨다. 다른 충전제들, α-석영, CaZrO3, 멀라이트(mullite), 코르디에라이트, 포르스테라이트, 지르콘, 지르코니아, BaTiO3, CaTiO3, MgTiO3, SiO2, 비정질 실리카 또는 그의 혼합물을 사용하여 테이프 성능 및 특징을 개질시킬 수 있다. 충전제가 1.5 내지 3 마이크로미터 범위의 대형 충전제의 D50 및 0.3 내지 0.8 마이크로미터 범위의 소형 충전제의 D50을 갖는 적어도 두 가지 모드의 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다.
LTCC 테이프 조성물의 제형화에서, 세라믹 물질의 양에 대한 유리의 양이 중요하다. 20 내지 40 중량％의 충전제 범위가 충분한 조밀화가 달성된다는 점에서 바람직한 것으로 간주된다. 충전제 농도가 50 중량％를 초과하는 경우에는, 소성된 구조체는 충분히 조밀화되지 못하며, 지나치게 다공성이다. 바람직한 유리/충전제 비율 내에서는, 소성 도중에, 액체 유리 상이 충전제 물질로 포화될 것이 분명하다.
소성시 조성물의 보다 높은 조밀화를 얻기 위해서는, 무기 고형물이 작은 입자 크기를 갖는 것이 중요하다. 특히, 실질적으로 모든 입자는 15 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛를 초과하지 않아야 한다. 이러한 최대 크기 제한으로 인해, 유리 및 세라믹 충전제 둘 다 50％ 이상의 입자가 1 ㎛ 초과 6 ㎛ 미만인 것이 바람직하다.
유리 및 세라믹 무기 고형물이 분산되는 유기 매질은 휘발성 유기 용매에 용해된 중합체성 결합제, 및 임의로, 다른 용해된 물질, 예컨대 가소제, 이형제, 분산제, 스트리핑제, 소포제, 안정화제 및 습윤제로 구성된다.
보다 양호한 결합 효율을 얻기 위해, 90 중량％ 고형물의 경우 총 조성물을 기준으로, 유리 및 세라믹 충전제를 포함하는 5중량％ 이상의 중합체성 결합제를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 30 중량％ 이하의 중합체성 결합제 및 다른 저휘발성 개질제, 예컨대 가소제 및 최소 70％의 무기 고형물을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 한계 내에서는, 열분해에 의해 제거되어야 하는 유기물의 양을 감소시키고, 소성시 완전 조밀화를 촉진시키는 보다 양호한 입자 패킹(packing)을 얻기 위해, 가능한 최소량의 중합체 결합제 및 다른 저휘발성 유기 개질제를 사용하는 것이 바람직하다.
과거에는, 그린 테이프에 대한 결합제로서 다양한 중합체성 물질, 예를 들어 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 알콜), 셀룰로스계 중합체, 예컨대 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 메틸히드록시에틸 셀룰로스, 어택틱(atactic) 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 규소 중합체, 예컨대 폴리(메틸 실록산), 폴리(메틸페닐 실록산), 폴리스티렌, 부타디엔/스티렌 공중합체, 폴리스티렌, 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리아미드, 고분자량 폴리에테르, 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 공중합체, 폴리아크릴아미드, 및 다양한 아크릴계 중합체, 예컨대 소듐 폴리아크릴레이트, 폴리(저급 알킬 아크릴레이트), 폴리(저급 알킬 메타크릴레이트), 및 저급 알킬 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 다양한 공중합체 및 다중중합체가 사용되어 왔다. 에틸 메타크릴레이트 및 메틸 아크릴레이트의 공중합체, 및 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산의 삼원중합체는 종래 슬립(slip) 주조 물질에 대한 결합제로서 사용되어 왔다.
1985년 8월 20일자로 등록된 우살라(Usala)의 U.S. 특허 제4,536,535호에는 C1-8 알킬 메타크릴레이트 0 내지 100 중량％, C1 -8 알킬 아크릴레이트 100 내지 0 중량％ 및 아민의 에틸렌성 불포화 카르복실산 0 내지 5 중량％의 상용가능한 다중중합체의 혼합물인 유기 결합제가 개시되어 있다. 상기 중합체는 최소량으로 최대량의 유전체 고형물과 사용될 수 있기 때문에, 이를 선택하여 본 발명의 유전체 조성물을 생성하는 것이 바람직하다. 이러한 이유로, 앞서 언급한 우살라 출원의 개시내용은 본원에 참고로 포함된다.
또한, 종종, 중합체성 결합제는, 결합제 중합체에 대해, 결합제 중합체의 유리 전이 온도 (Tg)를 낮추는 작용을 하는 소량의 가소제를 함유한다. 물론, 가소제의 선택은 개질을 필요로 하는 중합체에 의해 주로 결정된다. 다양한 결합제 시스템에 사용되는 가소제 중에는 디에틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 알킬 포스테이트, 폴리알킬렌 글리콜, 글리세롤, 폴리(에틸렌 옥시드), 히드록시에틸화된 알킬 페놀, 디알킬디티오포스포네이트 및 폴리(이소부틸렌)이 있다. 이들 중, 부틸 벤질 프탈레이트가 아크릴계 중합체 시스템에 가장 흔히 사용되는데, 이는 비교적 작은 농도로 효과적으로 사용될 수 있기 때문이다. 그러나, 유리(들), 충전제(들) 및 안료(들)를 포함하나, 여기에 한정되지는 않는 무기 물질은 중합체성 결합제(들)와 어느 정도 상호작용하는데, 이것은 일반적으로 그것의(그들의) 유리 전이 온도를 올려서 테이프 조성물 중 가소제(들)의 효과에 대항한다는 점을 주의한다.
주조 용액의 용매 성분은 중합체의 완전한 용해, 및 대기압에서 비교적 낮은 수준의 열을 적용함으로써 분산물로부터 용매가 증발될 수 있도록 해주는 충분히 높은 휘발성을 얻도록 선택된다. 또한, 용매는 유기 매질에 함유된 임의의 다른 첨가제의 비등점 또는 분해 온도보다 훨씬 아래에서 비등해야 한다. 따라서, 150℃ 미만의 대기압 비등점을 갖는 용매가 가장 흔히 사용된다. 그러한 용매에는 아세톤, 자일렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 메틸 에틸 케톤, 에틸 아세테이트, 1,1,1-트리클로로에탄, 테트라클로로에틸렌, 아밀 아세테이트, 2,2,4-트리에틸 펜탄디올-1,3-모노이소부티레이트, 톨루엔, 메틸렌 클로라이드 및 플루오로카본이 포함된다. 앞서 언급한 개별 용매는 결합제 중합체를 완전히 용해시키지 못할 수도 있다. 그러나, 그들은 다른 용매(들)와 블렌딩된 경우에는 만족스럽게 기능한다. 이는 당업계의 기술범위 내에 있다. 특히 바람직한 용매는 에틸 아세테이트인데, 이는 환경적으로 유해한 클로로카본의 사용을 피하기 때문이다.
용매 및 중합체 이외에, 테이프 균열을 방지하고 넓은 범위의 갓 코팅된 테이프 취급 능력, 예컨대 블랭킹(blanking), 인쇄 및 적층을 제공하는데 가소제를 사용한다. 바람직한 가소제는 롬 앤 하스 컴퍼니(Rohm and Haas Co.)에 의해 제작된, 폴리프로필렌 글리콜 디벤조에이트인 벤조플렉스(BENZOFLEX)(등록상표) 400이다.
적용
본 발명에서 사용하기 위한 LTCC 그린 테이프는 앞서 기재한 바와 같은 유리, 세라믹 충전제, 중합체성 결합제 및 용매(들)의 슬러리 분산물의 박층을 가요 성 기판 위에 주조하고, 주조 층을 가열하여 휘발성 용매를 제거함으로써 형성하였다. 테이프는 두께가 20 mil을 초과하지 않는 것, 바람직하게는 1 내지 10 mil인 것이 바람직하다. 이어서, 테이프를 시트로 블랭킹하거나, 또는 롤 형태로 모았다. 그린 테이프는 전형적으로 다층 전자 회로에 대한 유전체 또는 절연 물질로서 사용된다. 그린 테이프의 시트를 각각의 모퉁이에서 위치결정 홀을 이용하여 회로의 실제 치수보다 다소 더 큰 크기로 블랭킹하였다. 다층 회로의 다양한 층을 연결시키기 위해, 그린 테이프에 비아 홀을 형성하였다. 이는 전형적으로 기계적 펀칭에 의해 수행한다. 그러나, 선명한 초점을 갖는 레이저를 사용하여 휘발시켜, 그린 테이프에 비아 홀을 형성할 수 있다. 전형적인 비아 홀 크기는 0.004" 내지 0.25" 범위이다. 층간 상호연결은 후막 전도성 잉크를 이용하여 비아 홀을 충전시킴으로써 형성하였다. 이런 잉크는 통상 표준 스크린 인쇄 기술에 의해 적용한다. 회로의 각 층을 스크린 인쇄 도체 트랙(track)에 의해 완성하였다. 또한, 레지스터 잉크 또는 고 유전 상수 잉크를 선택된 층(들)에 인쇄하여 저항성 또는 용량성 회로 소자를 형성할 수 있다. 나아가, 다층 커패시터 산업에서 사용되는 것과 유사한 특수하게 제조된 고 유전 상수 그린 테이프를 다층 회로의 부품으로서 혼입시킬 수 있다.
회로의 각 층을 완성한 후, 개별 층을 맞추어 적층시켰다. 층간 정밀한 정렬을 확보하기 위해 이소스태틱 압축 다이(pressing die)를 사용하였다. 적층체를 고온 스테이지 절단기(hot stage cutter)로 트리밍(trimming)하였다. 이소스태틱 적층에서의 LTCC 및 이형 테이프 배치의 상세한 설명은 앞서 도면 설명에서 제공하 였다. 압력, 시간 및 액체 배쓰의 온도를 포함하나, 여기에 한정되지는 않는 주요 적층 변수의 효과 및 범위를 본원에서 검토한다. 2,500 내지 3,500 psi 사이의 적당한 압력 범위가 일반적으로 그린 상태의 다층체를 과도하게 변형시키지 않으면서 LTCC 테이프와 후막 도체, 캐패시터, 인덕터 및 레지스터로 제조한 각종 회로 형상부 사이에 충분한 접촉을 제공하는데 허용된다. 달리 더 큰 치수의 LTCC 플랫폼 위의 더 작은 크기의 모듈 또는 부품의 싱귤레이션을 촉진시키기 위한 스크라이빙 라인을 제공하기 위해, 500 내지 1,500 psi 범위의 훨씬 감소된 압력이 일반적으로 허용되는 예비-적층 단계가 필요하다. 전형적인 LTCC 기판을 적층시키는데 30분 이하, 일반적으로 10분의 함침 시간을 사용한다. 본 발명에서는, 상기 동일한 시간 범위가 적용가능하며, 상부 및 하부 이형 테이프 층을 LTCC 서브-어셈블리의 상부 및 하부 위의 외부 표면 회로 형상부에 충분히 또는 거의 완전하게 확실히 합치시키기 위해 바람직하게는 15 내지 20분을 사용하였다. 본 발명의 목적상, 온도에 대한 논의는 수조가 장착된 이소스태틱 적층장치에 집중시킨다. 밀봉된 것으로 추측되는 시스템 내의 수분의 바람직하지 못한 증발 손실 및 적층시킬 LTCC 물질의 과도한 연질화를 최소화시키기 위해서는, 80℃ 이하, 바람직하게는 약 70℃의 수조 온도가 적용가능하다. 본 발명에서는, 상기 동일한 온도 범위가 적용가능하며, 상부 및 하부 이형 테이프 층을 LTCC 서브-어셈블리의 상부 및 하부 위의 외부 표면 회로 형상부에 충분히 또는 거의 완전하게 확실히 합치시키기 위해 바람직하게는 75℃ 내지 80℃를 사용하였다. LTCC 테이프 및 이형 테이프 중 중합체성 결합제(들)는, 적용되는 온도가 LTCC 테이프 및 이형 테이프 조성물 중 가소제(들) 및 무 기 물질에 의해 영향을 받는 유효 유리 전이 온도에 근접할수록 보다 연질이며, 더 압축 또는 변형가능해진다는 것을 주의한다.
프로그래밍된 가열 주기를 사용하여 표준 후막 컨베이어 벨트 노 또는 박스 노에서 소성을 수행한다. 또한, 이런 방법은 통상의 이형 테이프를 상부 및 하부 층으로서 사용하고, 소성 후에 이형 테이프를 제거하고 세척할 필요 없이, 상부 및/또는 하부 도체를 구속된 소결 구조체의 일부로서 동시-소성되도록 해 준다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "소성"이라는 용어는 산화 대기, 예컨대 공기 중에서 어셈블리의 층에서 모든 유기 물질을 휘발 (연소완료)시키기에 충분한 온도 및 시간으로 어셈블리를 가열시켜, 층 중 임의의 유리, 금속 또는 유전체 물질을 소결시켜서, 전체 적층체를 조밀화시키는 것을 의미한다.
당업자는 비아가 인접한 기능성 층의 적당한 전도 경로에 적절하게 연결되도록 각 적층 단계에서 층의 위치결정이 정확해야 함을 인식하게 될 것이다.
"기능성 층"이라는 용어는 전도성, 저항성 또는 용량성 기능성을 갖는 인쇄된 그린 테이프를 가리킨다. 따라서, 앞서 나타낸 바와 같이, 전형적인 그린 테이프 층에는 1개 이상의 레지스터 회로 및/또는 캐패시터, 뿐만 아니라 전도성 회로를 인쇄할 수 있다.
도 1 내지 5에서 예시한 배열에 따라, 모퉁이 위치결정 홀을 이용하여 x-치수 및 y-치수가 3"×3" 내지 8"×8" 범위인 시트로 다양한 두께의 그린 테이프 시트를 블랭킹하였다. 이어서, 이들을 펀칭하여 비아 홀을 형성한 후, 당업자에게 주지된 표준 가공 기술을 사용하여 적합한 표면 및 비아 필 도체로 금속화시켰다.
이어서, 상기 부품을 산화 대기, 예컨대 공기 중에서 어셈블리의 층 중 모든 유기 물질을 휘발 (연소완료)시키기 충분한 온도 및 시간으로 가열시켜, 층 중 임의의 유리, 금속 또는 유전체 물질을 소결시킴으로써 상기 부품을 소성시켰다. 이런 방식으로 전체 적층체를 조밀화시켰다.
이어서, 물 세척, 기계적 버니싱 또는 샌드 블라스팅의 전형적인 절차를 사용하여 이형 테이프를 각 부품으로부터 제거하였다.
이어서, 상기 부품을 임의의 수축, 균열 또는 다른 결점, 및 기판 휨에 대해 평가하였다.
지형 측정
기계적 (즉, 스타일러스(stylus) 접촉식) 유형 또는 광학적 유형의 기구를 사용함으로써 표면 지형을 스캐닝하여 지형 합치의 정도를 평가하였다. 전형적인 기계적 유형의 표면 프롭토미터(proptometer)인 텐코르 알파 스텝(Tencor Alpha-Step) 500은 다양한 직경의 다이아몬드-팁 스타일러스가 장착되어 있고, 일정 범위의 스타일러스 압력, 스캐닝 속도 및 스캐닝 모드를 제공한다. 10 mm의 최대 스캐닝 길이 및 300 마이크로미터의 수직 지형 높이가 둘 다 본 발명에서 기재된 바와 같은 지형 제어의 특징규명에 적당하다. 전형적인 광학적 프로파일러, 예컨대 비코(Veeco)의 와이코(Wyko) NT3300은 표면 프로파일의 특징규명에 전산화된 간섭 현미경을 사용한다. 일반적으로 5배 이하의 저배율 렌즈가 수직 및 수평 방향 둘 다에서 혼성 회로의 표면 구조에 적당하다. 본 발명에서는, 이형 테이프 층과 적층되기 전후의 표면 형상부, 예컨대 도체 패턴의 프로파일 사이의 비교를 사용하여, 후속 소성 LTCC 구조체의 무결성(integrity)에 상당한 영향을 미치는 적층 공정 최적화의 효과를 설명할 수 있다.

Claims (24)

  1. (a) 상부 면 및 하부 면을 갖는 서브-어셈블리를 형성하는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 1개 이상의 외부 표면이 기능성 형상부를 갖는 단계;
    (b) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계;
    (c) 상부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 상부 면에 적용하고, 하부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 하부 면에 적용하여, 전체 어셈블리를 형성하는 단계;
    (d) 하부 압반(platen)을 제공하고, 전체 어셈블리를 하부 압반에 적용하되, 여기서 하부 이형 테이프 층이 하부 압반과 접촉되어 있는 단계;
    (e) 하부 압반에 적용된 전체 어셈블리를 적층시키는 단계;
    (f) 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및
    (g) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계
    를 포함하는, 외부 표면 형상부가 있는 LTCC 구조체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (d) 이후에 전체 어셈블리를 2개 이상의 백 내에 놓는 단계를 추가로 포함하고, 단계 (a) 이후에 백을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, LTCC 구조체가 1％ 미만의 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타내는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 적층 유형이 이소스태틱(isostatic)인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 단계 (a) 이후에, 적층된 서브-어셈블리 위에 라인 함몰부를 스크라이빙(scribing)하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  6. 제3항에 있어서, LTCC 구조체가 0.2％ 미만의 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타내는 것인 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 전체 어셈블리를 백 내에 놓기 이전에 전체 어셈블리의 상부 면 위에 압축성 시트를 놓는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전체 어셈블리를 백 내에 놓기 이전에 압반 위에 위치된 전체 어셈블리의 하부 면 위에 압축성 시트를 놓는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 기능성 형상부가 캐패시터(들), 레지스터(들), 도체(들) 및/또는 인덕터(들)인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 기능성 형상부가 LTCC 구조체의 상부 표면 및 하부 표면 위에 있는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 기능성 형상부가 LTCC 구조체의 상부 표면 위에 있는 것인 방법.
  12. 제1항의 방법에 의해 제조된 뒤틀림이 없고, 균열이 없고, 위로 휘지 않은 LTCC 구조체.
  13. (o) 상부 면 및 하부 면을 갖는 서브-어셈블리를 형성하는 2개 이상의 LTCC 테이프 층을 제공하되, 여기서 라인이 스크라이빙될 위치를 나타내는 표시가 표면 위에 존재하는 단계;
    (p) 단계 (a)의 표시를 이용하여, 적층된 서브-어셈블리 위에 라인 함몰부를 스크라이빙하는 단계;
    (q) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제공하는 단계;
    (r) 상부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 상부 면에 적용하고, 하부 이형 테이프 층을 서브-어셈블리의 하부 면에 적용하여, 전체 어셈블리를 형성하는 단계;
    (s) 하부 압반을 제공하고, 전체 어셈블리를 하부 압반에 적용하되, 여기서 하부 이형 테이프 층이 하부 압반과 접촉되어 있는 단계;
    (t) 하부 압반에 적용된 전체 어셈블리를 적층시키는 단계;
    (u) 적층된 어셈블리를 소성시키는 단계; 및
    (q) 상부 이형 테이프 층 및 하부 이형 테이프 층을 제거하는 단계
    를 포함하는, 외부 스크라이빙 라인이 있는 LTCC 구조체의 형성 방법.
  14. 제13항에 있어서, 표시가 기준점 형상부인 방법.
  15. 제13항에 있어서, 표시가 비아 홀인 방법.
  16. 제13항에 있어서, 단계 (a)의 서브-어셈블리의 1개 이상의 외부 표면이 기능성 형상부를 갖는 것인 방법.
  17. 제13항에 있어서, 스크라이빙 라인 함몰부가 서브-어셈블리의 상부 면의 표면 위에 있는 것인 방법.
  18. 제13항에 있어서, 단계 (d) 이후에 전체 어셈블리를 2개 이상의 백 내에 놓는 단계를 추가로 포함하고, 단계 (e) 이후에 백을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제13항에 있어서, LTCC 구조체가 1％ 미만의 x,y 수축의 상호작용성 억제를 나타내는 것인 방법.
  20. 제13항에 있어서, LTCC 구조체가 대형 패널인 방법.
  21. 제20항에 있어서, 대형 패널이 6"×6" 이상인 방법.
  22. 제20항에 있어서, 대형 패널이 더 작은 크기의 회로의 어레이를 포함하는 것인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 더 작은 크기의 회로의 어레이가 스크라이빙 라인 함몰부에 의해 분리된 것인 방법.
  24. 제13항에 있어서, 상기 전체 어셈블리를 백 내에 놓기 이전에 전체 어셈블리의 상부 면 위에 압축성 시트를 놓는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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