KR20110056212A - 세라믹 기판 제조 방법 - Google Patents

세라믹 기판 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세라믹 기판 제조 방법에 관한 것으로서, 세라믹 플레이트의 일측에 드라이 필름을 본딩하는 단계, 드라이 필름 상에 미리 설정된 회로 패턴을 형성하도록 상기 드라이 필름에 노출 및 현상 공정을 적용하는 단계, 세라믹 플레이트 및 드라이 필름 상에 박막 제1금속층을 코팅하는 단계, 코팅 기술에 의해서 제1금속층 상에 코퍼층을 형성하는 단계, 드라이 필름을 상기 세라믹 플레이트로부터 제거하도록 드라이 필름, 제1금속층 및 코퍼층을 커팅하거나 그라인딩하는 단계, 세라믹 플레이트 상에 코퍼층의 원하는 높이를 얻는 단계, 및 코팅 기술에 의해서 코퍼층의 표면상에 제2금속층을 형성하는 단계로 구성된다.

Description

세라믹 기판 제조 방법{CERAMIC SUBSTRATE PREPARATION PROCESS}
본 발명은 세라믹 기판 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세히는 작업자 또는 환경에 피해를 주지 않도록 에칭 공정 대신에 커팅/그라인딩 기술을 사용하여 고정밀 작업을 위하여 회로의 상부 및 바닥면의 균일 사이즈 및 비변화율 기반 회로를 가진 세라믹 기판을 실질적으로 제조할 수 있는 세라믹 기판 제조 방법에 관한 것이다.
높은 삶의 질을 추구하는 요소와 기술의 빠른 발전에 따라서, 생산물의 적용 특성에 대한 필수 조건은 중요하다. 결과적으로, 새롭게 개발된 물질의 사용은 제품의 조립에 필수사항이 된다. 더 좋은 전달 효과와 작은 생산 사이즈를 달성하기 위해서, IC 패키지 제조자들은 전자 제품(예를들어 휴대폰, 미니 노트북 컴퓨터)의 조립시 제조 공정을 향상시키도록 많은 자금을 투자하고 있다. 오늘날, 세라믹 기판은 전기 절연 성질, 화학적 고안정성, 더 좋은 전자기 성질, 높은 경도, 높은 열전도성, 높은 마모 방지 특성 및 높은 온도 저항성의 특성으로 종래의 기판에 대체하도록 널리 사용되고 있다.
더욱이, 종래 기술에 따라 세라믹 기판의 조립 동안, 열본딩에 의해서 세라믹 플레이트에 금속과 전도층을 본딩하고, 드라이 필름을 전도층에 본딩하고, 드라이 필름상에 미리 설정된 회로 패턴을 형성하도록 드라이 필름에 노출 및 현상 공정을 적용하고, 드라이 필름을 제거하도록 에칭 기술을 적용하는 것이 필요하여, 미리 설정된 회로 패턴의 형태로 원하는 금속층과 전도층이 기판 플레이트 상에 남을 수 있게 된다. 에칭 단계에서, 염화제2철용액, 염화제1구리용액과 같은 화학 용액이 포함하는 에칭 용액이 사용되어야만 한다. 이 에칭 용액은 신체에 해롭다. 에칭 용액의 폐기물의 부적절한 처리는 환경을 오염시킨다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 화학적 에칭 공정을 없애고, 작업자 또는 환경에 피해를 주지 않는 세라믹 기판 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법의 일예로서, 세라믹 플레이트의 일측에 드라이 필름을 본딩하는 단계, 드라이 필름 상에 미리 설정된 회로 패턴을 형성하도록 상기 드라이 필름에 노출 및 현상 공정을 적용하는 단계, 세라믹 플레이트 및 드라이 필름 상에 박막 제1금속층을 코팅하는 단계, 코팅 기술에 의해서 제1금속층 상에 코퍼층을 형성하는 단계, 드라이 필름을 상기 세라믹 플레이트로부터 제거하도록 드라이 필름, 제1금속층 및 코퍼층을 커팅하거나 그라인딩하는 단계, 세라믹 플레이트 상에 코퍼층의 원하는 높이를 얻는 단계, 및 코팅 기술에 의해서 코퍼층의 표면상에 제2금속층을 형성하는 단계로 구성된다. 본 발명은 어떠한 화학적 에칭 공정을 요하지 않기 때문에, 세라믹 기판 제조 공정은 작업자에게 피해를 주지 않고, 환경을 오염시키는 에칭 용제 잔여물을 발생시키지 않는다.
더욱이, 세라믹 플레이트는 소결 공정을 통해서 소프트한 재료로부터 형성되고, 드라이 필름의 본딩 전에 적어도 하나의 구멍을 형성한다. 더욱이, 소프트한 재료는 알루미늄 질화물 또는 산화알루미늄 중 하나로부터 선택된다.
본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법은 다음과 같은 장점과 특징을 가진다:
1. 세라믹 제조 공정은 어떠한 화학적 에칭 공정을 요구하지 않아서, 작업자 또는 환경에 피해를 주지 않게 된다. 더욱이, 세라믹 기판 제조 공정은 고정밀 작업을 위하여 회로의 상부 및 바닥면의 균일 사이즈 및 비변화율 기반 회로를 가진 세라믹 기판을 실질적으로 제조할 수 있다.
2. 제1금속층(3)상에 코퍼층(4)을 형성한 후에, 커팅 또는 그라인딩 공정은 세라믹 플레이트(1)로부터 드라이 필름(2)을 제거하고, 세라믹 플레이트(1)상에 코퍼층(4)의 원하는 높이를 얻고, 코퍼층(4)의 표면상에 제2금속층(5)이 형성되어 다른 코팅 재료에 산화 또는 부식 손상을 방지할 수 있다.
상술한 바와같이, 세라믹 제조 공정은 세라믹 기판의 양대향측의 각각 또는 일측에 드라이 필름을 본딩하게 되고, 전기 도금, 기상증착, 또는 스퍼터 증착에 의해서 적절하게 제1금속층과 코퍼층을 형성하고, 드라이 필름, 제1금속층 및 코퍼층을 커팅하거나 그라인딩하여 드라이 필름을 제거하고 코퍼층에 원하는 높이를 얻고코퍼층상에 제2금속층을 코팅한다. 화학적 에칭 공정을 적용하지 않기 때문에 본 발명은 세라믹 기판 조립을 촉진하고 작업자 또는 환경에 피해를 주지 않게 된다. 효과가 있다.
여기에서 설명한 것은 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 본 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 공정도
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 기판의 조립 단계도
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 플레이트에서 드라이 필름 상에 제1 금속층상에 형성된 쿠퍼층을 도시한 측단면도
도 4는 본 발명에 따른 완성된 세라믹 기판의 측단면도
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조 방법은 다음과 같은 단계로 구성된다;
(100) 세라믹 플레이트(1) 상에 구멍(11)을 형성하고, 세라믹 플레이트(1)의 일측에 드라이 필름(2)을 본딩하는 단계,
(101) 드라이 필름(2) 상에 미리 설정된 회로 패턴을 형성하도록 드라이 필름(2)에 노출 및 현상 공정을 적용하는 단계,
(102) 세라믹 플레이트(1) 및 드라이 필름(2) 상에 박막 제1금속층(3)을 코팅하는 단계,
(103) 전기 도금과 같은 코팅 기술에 의해서 제1금속층(3) 상에 코퍼(copper)층(4)을 형성하는 단계,
(104) 드라이 필름(2)을 세라믹 플레이트(1)로부터 제거하도록 드라이 필름(2), 제1금속층(3) 및 코퍼층(4)을 커팅하거나 그라인딩하는 단계,
(105) 세라믹 플레이트(1) 상에 코퍼층(4)의 원하는 높이를 얻는 단계, 및
(106) 전기 도금과 같은 코팅 기술에 의해서 코퍼층(4)의 표면상에 제2금속층(5)을 형성하여, 세라믹 기판의 제조 공정을 마치게 되는 단계.
세라믹 플레이트(1)는 소결 공정을 통해서 예를들어 알루미늄 질화물, 산화알루미늄과 같은 소프트한 재료로부터 형성하고, 적어도 하나의 구멍(11)을 형성한다. 그런 다음, 드라이 필름(2)은 세라믹 플레이트(1)의 일측에 본딩되고, 드라이 필름(2)이 노출 및 현상되도록 사진석판술이 채택되어, 미리 설정된 회로 레이아웃이 드라이 필름(2)상에 형성될 수 있다. 그런 다음, 코팅 기술이 제1금속층(3)을 세라믹 플레이트(1) 및 드라이 필름(2)의 표면 상에 코팅하도록 채택된다. 제1금속층(3)은 Ni/Cr/Si, Ni/Cr/Si 합금, Ni/Cr/Si + Cu 합금, Fe/Co 합금, 또는 Fe/Co/Ni 합금으로 이루어질 수 있다. 더욱이 제1금속층(3)은 0.15㎛~0.5㎛의 두께를 가진다. 그런 다음, 코퍼층(4)은 전기 도금, 기상증착, 또는 스퍼터 증착일 수 있는 코팅 기술에 의해서 제1금속층(3) 상에 적층된다. 코퍼층(4)의 두께는 50㎛~75㎛일 수 있다. 코퍼층(4)의 형성 후에, 코퍼층(4)의 표면상에 제2금속층(5)을 전기 도금, 기상증착, 또는 스퍼터 증착과 같은 코팅 기술에 의해서 형성한다. 제2금속층(5)은 니켈(Ni), 골드(Au) 또는 실버(Ag)로 성형될 수 있어서 다른 코팅 재료에 산화 또는 부식 손상을 방지할 수 있고, 세라믹 플레이트(1)상에 모든 코팅층의 집적화를 이룰 수 있다. 이와같이 제조된 세라믹 기판은 고출력 LED, 연료바테리, 태양광 패널 또는 태양광바테리를 만드는데 유용하게 된다.
상기 제1금속층(3)의 코팅은 세라믹 플레이트(1)와 드라이 필름(2)의 표면상에 스퍼트 증착 또는 나노 사이즈 계면활성제를 적용함으로써 티타늄을 증착하여 이루어져서 세라믹 플레이트(1)와 드라이 필름(2)의 표면을 변경하고 그리고 세라믹 플레이트(1)와 드라이 필름(2)의 변경된 표면 상에 니켈, 크롬, 골드 또는 실버 층을 코팅한다. 상기 제1금속층(3)의 코팅이 알려진 기술이고 본 발명의 기술적 특징의 범위는 아니기 때문에, 이러한 면에서 더 상세한 설명은 필요하지 않다.
본 발명의 세라믹 기판 제조 공정은 화학적 에칭 공정을 필요로 하지 않는다. 그러므로, 세라믹 기판 제조 공정의 수행은 작업자에게 어떠한 손실을 야기하지 않고, 환경을 오염시키는 에칭 용제의 잔여물을 발생시키지 않고, 본 발명의 세라믹 기판 제조 공정은 세라믹 기판 조립을 가속시키는 환경 친화적 공정이고, 세라믹 기판 조립 동안 사고를 방지할 수 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 일실시예에 불과하고 제한을 하려는 것은 아니다. 세라믹 기판 제조 공정은 세라믹 플레이트(1) 상에 구멍(11)을 형성하고, 세라믹 플레이트(1)의 양측의 각각 또는 일면에 드라이 필름(2)을 본딩하고, 사진석판술을 채택하고, 세라믹 플레이트(1)와 드라이 필름(2)의 표면상에 제1금속층(3)을 코팅하고, 제1금속층(3)상에 코퍼층(4)을 랩핑하고, 드라이 필름(2), 제1금속층(3) 및코퍼층(4)을 커팅하거나 그라인딩하고, 세라믹 플레이트(1)로부터 드라이 필름(2)을 제거하고, 세라믹 플레이트(1)상에 코퍼층(4)의 원하는 높이를 얻고, 코퍼층(4)의 표면상에 제2금속층(5)을 코팅한다. 본 발명은 어떠한 화학적 에칭 공정을 요구하지 않기 때문에, 세라믹 기판 제조 공정은 작업자에게 손상을 일으키지 않고 환경을 오염하는 에칭 용제의 잔여물을 발생시키지 않는다.
1 : 세라믹 플레이트 2 : 드라이 필름
3 : 제1금속층 4 : 코퍼층
5 :제2금속층 11 : 구멍

Claims (6)

  1. 세라믹 플레이트의 일측에 드라이 필름을 본딩하는 단계,
    상기 드라이 필름 상에 미리 설정된 회로 패턴을 형성하도록 상기 드라이 필름에 노출 및 현상 공정을 적용하는 단계,
    세라믹 플레이트 및 드라이 필름 상에 박막 제1금속층을 코팅하는 단계,
    코팅 기술에 의해서 상기 제1금속층 상에 코퍼층을 형성하는 단계,
    상기 드라이 필름을 상기 세라믹 플레이트로부터 제거하도록 드라이 필름, 제1금속층 및 코퍼층을 커팅하거나 그라인딩하는 단계,
    상기 세라믹 플레이트 상에 상기 코퍼층의 원하는 높이를 얻는 단계, 및
    코팅 기술에 의해서 상기 코퍼층의 표면상에 제2금속층을 형성하는 단계
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 플레이트는 소결 공정을 통해서 소프트한 재료로부터 형성되고, 상기 드라이 필름의 본딩 전에 적어도 하나의 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소프트한 재료는 알루미늄 질화물 또는 산화알루미늄 중 어느 하나로 선택되는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1금속층은 Ni/Cr/Si, Ni/Cr/Si 합금, Ni/Cr/Si + Cu 합금, Fe/Co 합금, 또는 Fe/Co/Ni 합금 중 어느 하나로 이루어지도록 선택되어지고, 0.15㎛~0.5㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코퍼층은 전기 도금, 기상증착, 또는 스퍼터 증착 중 어느 하나에 의해서 상기 제1금속층 상에 적층되고, 50㎛~75㎛ 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2금속층은 전기 도금, 기상증착, 또는 스퍼터 증착 중 어느 하나에 의해서 상기 코퍼층의 표면상에 코팅되고, 니켈(Ni), 골드(Au) 또는 실버(Ag) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 제조 방법.
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