KR20130063362A - 세라믹 적층체의 층간 연결 방법 - Google Patents

세라믹 적층체의 층간 연결 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세라믹 적층체의 층간 연결 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법은, 필름 상에 콘(corn) 형상의 돌기를 인쇄하는 단계; 세라믹 시트 상에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계; 상기 세라믹 시트 상에 상기 콘 형상의 돌기가 관통 결합되고, 상기 필름을 제거하여 상기 세라믹 시트의 상, 하부가 도통되는 단계; 상기 세라믹 시트 상에 상기 돌기와 전기적으로 접속되는 패턴을 인쇄하는 단계; 및 상기 패턴이 형성된 세라믹 시트를 적층하여 상기 돌기와 패턴에 의해 전기적으로 도통된 적층체를 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

세라믹 적층체의 층간 연결 방법{METHOD OF INTERCONNECTING THE MULTI-LEVEL CONDUCTING LAYERS OF CERAMIC LAMINATED BODY}
본 발명은 세라믹 적층체의 층간 연결 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전자부품을 구성하는 적층체의 층간 연결을 위한 도전성 비아의 형성시 필름 상에 콘(corn) 형상의 돌기를 인쇄하고, 필름의 돌기를 세라믹 시트에 전사시켜 도전성 비아가 형성되도록 한 세라믹 적층체의 층간 연결 방법에 관한 것이다.
최근 통신기기를 비롯한 휴대용 단말기가 점차 박형화되고 다기능을 요구함에 의해서 이들 기기에 장착되는 RF 부품의 경우도 초소형화 및 복합 기능화로 발전되고 있고, 이러한 기술적 추세에 대응하기 위해 복수개의 층으로 이루어진 다층구조의 적층체를 통해 초소형화 및 복합 기능화를 구현하고 있다.
이러한 다층구조의 적층체를 제조하기 위해 많이 사용되고 있는 저온동시소성세라믹(low temperature co-firedceramic: LTCC) 기술은 800 내지 1,000℃ 정도의 저온에서 세라믹과 금속의 동시소성 방법을 이용하여 적층체를 형성하는 기술로서, 녹는점이 낮은 글래스와 세라믹을 혼합하여 원하는 유전율을 갖는 세라믹시트를 형성하고, 그위에 도전성 페이스트(paste)를 인쇄하여 신호라인을 패턴으로 형성한 후, 각각의 세라믹시트를 적층하여 소성함으로써 복수개의 층으로 이루어진 적층체를 형성하게 된다.
이러한 적층체에서는 복수개의 다른 층 상에 위치한 신호라인 패턴을 도전성 비아를 통하여 수직으로 연결함으로써, 적층체의 층간에 구현된 회로를 보다 집적화시킬 수 있다.
이처럼 적층체가 고집적화되기 위해서는 더욱 많은 적층수와 보다 얇은 층간 두께를 요구하게 되고, 이에 따라 그린시트를 연결하는 도전성 비아(via) 수가 증가됨에 따라 수직으로 배치된 도전성 비아와 접지면(ground plane)간의 층간 쇼트(short)가 발생될 수 있다.
이와 같이 적층체를 구성하는 세라믹 시트들의 층간 연결을 위한 도전성 비아는 프레스를 이용한 펀칭에 의해서 세라믹 시트에 관통홀을 형성하고 관통홀에 도전성 페이스트를 충진하여 도전성 비아가 형성되게 하거나, 세라믹 시트에 레이져를 조사하여 홈을 형성하고 그 내부에 도전성 페이스트를 충진하여 도전성 비아가 형성되게 한다.
그러나, 이와 같은 종래의 도전성 비아 형성 방법은 펀칭에 의한 물리적인 방법이 적용됨에 따라 각 세라믹 시트가 프레스를 경유해야 함에 따라 작업 시간이 오래 걸리는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 레이져의 열에너지를 이용한 도전성 비아 형성 방법은 레이져의 강도에 따라 홈의 깊이가 각기 다르게 형성될 수 있기 때문에 균일한 도전성 비아가 형성되기 어려운 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래 세라믹 적층체의 층간 연결 방법에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 세라믹 시트를 이용한 적층체의 층간 연결시 필름 상에 인쇄된 콘(corn) 형상의 돌기를 세라믹 시트에 전사시켜 도전성 비아가 형성되도록 함과 아울러 세라믹 시트에 도전성 비아의 형성시 롤루롤(roll to roll) 작업이 가능하도록 한 세라믹 적층체의 층간 연결 방법이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 필름 상에 콘(corn) 형상의 돌기를 인쇄하는 단계; 세라믹 시트 상에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계; 상기 세라믹 시트 상에 상기 콘 형상의 돌기가 관통 결합되고, 상기 필름을 제거하여 상기 세라믹 시트의 상, 하부가 도통되는 단계; 상기 세라믹 시트 상에 상기 돌기와 전기적으로 접속되는 패턴을 인쇄하는 단계; 및 상기 패턴이 형성된 세라믹 시트를 적층하여 상기 돌기와 패턴에 의해 전기적으로 도통된 적층체를 형성하는 단계;를 포함하는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법이 제공됨에 의해서 달성된다.
이때, 상기 콘 형상의 돌기는 도전성 페이스트가 도포되어 경화됨에 의해서 도전성 범프로 형성될 수 있다.
상기 세라믹 시트는 지지필름 상에 적층되어 상기 필름에 형성된 콘 형상의 돌기가 전사되어 관통 결합되고, 상기 패턴 인쇄 후 상기 지지필름을 제거할 수 있다.
상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서, 상기 세라믹 시트 상면에 돌기가 접합되면서 상기 세라믹 시트에 상기 돌기가 전사되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 세라믹 시트 상에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서, 상기 세라믹 시트와 상기 돌기가 형성된 필름은 롤투롤(roll to roll) 방식에 의해 압착되어 상기 세라믹 시트에 상기 돌기가 관통 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 필름 상에 콘(corn) 형상의 돌기를 인쇄하는 단계; 지지필름에 적층된 상기 세라믹 시트 상에 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 패턴이 인쇄된 세라믹 시트에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계; 상기 패턴과 세라믹 시트를 상기 돌기가 관통 결합되고, 상기 필름을 제거하여 상기 세라믹 시트의 상,하부와 상기 패턴이 전기적으로 도통되는 단계; 및 상기 상기 세라믹 시트에서 상기 지지필름을 제거하고, 상기 세라믹 시트를 적층하여 상기 돌기와 패턴에 의해 전기적으로 도통된 적층체를 형성하는 단계;를 포함하는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법이 제공됨에 의해서 달성된다.
이때, 상기 콘 형상의 돌기는 도전성 페이스트가 도포되어 경화됨에 의해서 도전성 범프로 형성될 수 있다.
상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서, 상기 세라믹 시트의 패턴 상에 돌기가 접합되면서 상기 패턴과 세라믹 시트를 관통하여 상기 돌기가 전사되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 세라믹 시트 상에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서, 상기 패턴이 형성된 세라믹 시트와 상기 돌기가 형성된 필름은 롤투롤(roll to roll) 방식에 의해 압착되어 상기 세라믹 시트에 상기 돌기가 관통 결합될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법은 세라믹 시트의 층간 연결 시 롤투롤(roll to roll) 방식을 통해 필름 상에 인쇄된 콘(corn) 형상의 돌기를 세라믹 시트에 전사시켜 도전성 비아가 형성되도록 함으로써, 도전성 비아의 뭉개짐 없이 세라믹 시트의 상, 하부가 도통 가능하게 함과 아울러 롤투롤 공정 적용이 가능함에 따라 생산성이 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법이 도시된 공정도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법의 다른 실시예의 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법에서 세라믹 시트와 필름의 압착시 롤투롤(roll to roll) 공정의 단면도.
본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법이 도시된 공정도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법은 먼저, 필름(100) 상에 돌기(110)를 일정한 간격으로 인쇄(도 1a 참조)한다. 이때, 돌기(110)는 적층체의 층간 연결 패턴의 설계에 따른 간격을 가지도록 인쇄될 수 있으며, 필름(100) 상면에서 소정의 높이로 돌출되게 페이스트가 도포되고, 도포된 페이스트를 경화시켜 도전성 범프로 구성될 수 있다. 또한, 돌기(110)는 하부보다 상부의 직경이 작은 콘(corn) 형상으로 형성됨이 바람직하다.
상기 돌기(110)가 형성된 필름(100)과는 별도로 세라믹 시트(200)를 준비한다. 상기 세라믹 시트(200)는 하면에 캐리어의 역할을 하는 지지필름(210)이 부착된 상태로 제공될 수 있다.
상기 돌기(110)가 형성된 필름(100)과 세라믹 시트(200)가 지지되는 지지필름(210)은 난연성 수지인 PET 재질로 구성될 수 있으나, 필름(100)의 재질은 이에 한정하지 않고 이 후 공정에서 세라믹 시트와 돌기로부터 용이하게 제거될 수 있는 이형성이 우수한 재질이면 가능하다.
다음, 세라믹 시트(200) 상에 돌기(110)가 형성된 필름(100)을 압착(도 1b 참조)한다. 상기 세라믹 시트(200)에 필름(100)을 압착할 때는 상기 필름(100)에 돌출 형성된 콘 형상의 돌기(110)가 세라믹 시트(200)와 접촉되도록 하여 압착이 이루어져야 한다. 이에 따라 상기 세라믹 시트(200)는 상, 하부를 관통하여 상기 돌기(110)가 관통 결합(도 1c 참조)될 수 있다.
상기 세라믹 시트(200)에 결합된 돌기(110)는 도전성 범프(220)로 구성됨에 의해서 세라믹 시트(200)를 관통하여 상, 하부가 도통되도록 할 수 있으며, 세라믹 시트(200) 상부에서 필름(100)을 제거(도 1c 참조)하여 세라믹 시트(200)의 상면에 돌기(110)의 단부가 노출되게 할 수 있다.
다음으로, 상기 세라믹 시트(200)의 상면에 패턴(230)을 형성(도 1d 참조)한다. 상기 패턴(230)은 세라믹 시트(200)가 적층되었을 때 각 세라믹 시트(200)를 관통한 돌기(110), 즉 도전성 범프(220)들이 전기적으로 연결될 수 있는 매개체의 역할을 하게 되며, 도전성 페이스트를 도포, 경화시켜 형성할 수 있다.
이와 같은 공정에 의해 개별 세라믹 시트(200)에 돌기(110)를 관통 결합함에 의해서 도전성 범프(220)가 내장되어 패턴(230)이 인쇄된 개별 적층 시트를 제작할 수 있다. 이때, 상기 세라믹 시트(200)에 내입되는 도전성 범프(220)는 콘 형상의 돌기(110)가 세라믹 시트(200)에 전사됨에 의해서 형성될 수 있다.
다음, 상기 세라믹 시트(200)의 하면에 부착된 지지필름(210)을 제거하고, 상기 세라믹 시트(200)를 복수개 적층시킬 수 있다. 이때, 각 세라믹 시트(200)에 형성된 도전성 범프는 세라믹 시트(200) 상면에 형성된 패턴(230)들과 전기적으로 접속됨에 의해서 각 세라믹 시트의 층간 전기적 연결이 이루어지게 된다.
이 후에, 개별 세라믹 시트(200)를 복수개 적층(도 1e 참조)하고, 다수 적층된 세라믹 시트(200)들을 압착하여 돌기(110) 즉, 도전성 범프(220)에 의해 층간의 전기적 연결이 이루어진 적층체(300)가 제작될 수 있다.
여기서, 상기 세라믹 시트(200) 상에 돌기(110)가 형성된 필름(100)을 압착하여 세라믹 시트(200) 내에 도전성 범프(220)가 형성되도록 할 때, 상기 세라믹 시트(200)와 돌기(110)가 형성된 필름은 도 3에 도시된 바와 같이, 롤러(400)의 구동에 의한 롤투롤(roll to roll) 방식에 의해 압착되도록 함으로써, 상기 세라믹 시트(200)에 돌기(110)가 관통 결합되게 할 수 있을 것이다.
한편, 도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법의 다른 실시예의 공정도이다.
본 실시예에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법에서 도 1a 내지 도 1e에 도시된 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였으며, 중복되는 상세한 설명은 생략하였다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 세라믹 적층체의 층간 연결 방법은 먼저, 필름(100) 상에 돌기(110)를 일정한 간격으로 인쇄(도 2a 참조)한다. 이때, 돌기(110)는 필름(100) 상면에서 소정의 높이로 돌출되게 페이스트가 도포되고, 도포된 페이스트를 경화시켜 도전성 범프로 구성될 수 있다. 또한, 돌기(110)는 하부보다 상부의 직경이 작은 콘(corn) 형상으로 형성됨이 바람직하다.
다음, 세라믹 시트(200)를 준비한다. 상기 세라믹 시트(200)는 하면에 캐리어의 역할을 하는 지지필름(210)이 부착된 상태로 제공될 수 있으며, 지지필름(210)에 적층된 상기 세라믹 시트(200) 상에 패턴(230)을 일정한 간격으로 인쇄(도 2b 참조)한다.
상기 패턴(230)은 세라믹 시트(200) 상에 돌기(110)가 형성된 필름(100)이 적층되었을 때 각 세라믹 시트(200)를 관통하는 돌기(110), 즉 도전성 범프(220)가 전기적으로 연결될 수 있는 매개체의 역할을 하게 되며, 도전성 페이스트를 도포, 경화시켜 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 패턴(230)이 형성된 세라믹 시트(200) 상에 돌기(110)가 형성된 필름(100)을 압착(도 2c 참조)한다. 상기 세라믹 시트(200)에 필름(100)을 압착할 때는 상기 필름(100)에 돌출 형성된 콘 형상의 돌기(110)가 세라믹 시트(200) 상에 형성된 패턴(230)과 접촉되도록 하여 압착이 이루어지도록 한다.
이에 따라, 상기 패턴(230)을 포함하여 세라믹 시트(200)의 상, 하부를 관통하여 상기 돌기(110)가 관통 결합(도 2d 참조)될 수 있다.
상기 세라믹 시트(200)에 결합된 돌기(110)는 도전성 범프로 구성되고, 세라믹 시트(200)를 관통하여 패턴(230)과 전기적으로 도통(도 2d 참조)될 수 있도록 한다.
한편, 세라믹 시트(200)의 하면에 부착된 지지필름(210)을 제거(도 2e 참조)하고, 상기 세라믹 시트(200)를 복수개 적층시킬 수 있다. 이때, 각 세라믹 시트(200)에 형성된 도전성 범프(220)는 세라믹 시트(200) 상면에 형성된 패턴(230)들과 전기적으로 접속됨에 의해서 각 세라믹 시트의 층간 전기적 연결이 이루어지게 된다.
이 후에, 개별 세라믹 시트(200)를 복수개 적층(도 2e 참조)하고, 다수 적층된 세라믹 시트(200)들을 압착하여 돌기(110) 즉, 도전성 범프(220)에 의해 세라믹 시트(200)의 층간 전기적 연결이 이루어진 적층체가 제작될 수 있다.
여기서, 상기 세라믹 시트(200) 상에 돌기(110)가 형성된 필름(100)을 압착하여 세라믹 시트(200) 내에 도전성 범프가 형성되도록 할 때, 상기 세라믹 시트(200)와 돌기(110)가 형성된 필름은 도 3에 도시된 바와 같이, 롤러(400)에 의한 롤투롤(roll to roll) 방식에 의해 압착되도록 함으로써, 상기 세라믹 시트(200)에 돌기(110)가 관통 결합되게 할 수 있을 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재되는 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100. 필름 110. 돌기
200. 세라믹 시트 210. 지지필름
220. 도전성 범프 230. 패턴
300. 적층체 400. 롤러

Claims (9)

  1. 필름 상에 콘(corn) 형상의 돌기를 인쇄하는 단계;
    세라믹 시트 상에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계;
    상기 세라믹 시트 상에 상기 콘 형상의 돌기가 관통 결합되고, 상기 필름을 제거하여 상기 세라믹 시트의 상, 하부가 도통되는 단계;
    상기 세라믹 시트 상에 상기 돌기와 전기적으로 접속되는 패턴을 인쇄하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성된 세라믹 시트를 적층하여 상기 돌기와 패턴에 의해 전기적으로 도통된 적층체를 형성하는 단계;
    를 포함하는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콘 형상의 돌기는, 도전성 페이스트가 도포되어 경화됨에 의해서 도전성 범프로 형성되는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 시트는 지지필름 상에 적층되어 상기 필름에 형성된 콘 형상의 돌기가 전사되어 관통 결합되고, 상기 패턴 인쇄 후 상기 지지필름을 제거되는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서,
    상기 세라믹 시트 상면에 돌기가 접합되면서 상기 세라믹 시트에 상기 돌기가 전사되는 단계를 더 포함하는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 시트 상에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서,
    상기 세라믹 시트와 상기 돌기가 형성된 필름은 롤투롤(roll to roll) 방식에 의해 압착되어 상기 세라믹 시트에 상기 돌기가 관통 결합되는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  6. 필름 상에 콘(corn) 형상의 돌기를 인쇄하는 단계;
    지지필름에 적층된 상기 세라믹 시트 상에 패턴을 인쇄하는 단계;
    상기 패턴이 인쇄된 세라믹 시트에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계;
    상기 패턴과 세라믹 시트를 상기 돌기가 관통 결합되고, 상기 필름을 제거하여 상기 세라믹 시트의 상,하부와 상기 패턴이 전기적으로 도통되는 단계; 및
    상기 상기 세라믹 시트에서 상기 지지필름을 제거하고, 상기 세라믹 시트를 적층하여 상기 돌기와 패턴에 의해 전기적으로 도통된 적층체를 형성하는 단계;
    를 포함하는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 콘 형상의 돌기는 도전성 페이스트가 도포되어 경화됨에 의해서 도전성 범프로 형성된 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서,
    상기 세라믹 시트의 패턴 상에 돌기가 접합되면서 상기 패턴과 세라믹 시트를 관통하여 상기 돌기가 전사되는 단계를 더 포함하는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 세라믹 시트 상에 상기 돌기가 인쇄된 필름을 압착시키는 단계에서,
    상기 패턴이 형성된 세라믹 시트와 상기 돌기가 형성된 필름은 롤투롤(roll to roll) 방식에 의해 압착되어 상기 세라믹 시트에 상기 돌기가 관통 결합되는 세라믹 적층체의 층간 연결 방법.
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