KR20240041855A - An internal electrode, and multilayer ceramic substrate containing the same - Google Patents

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KR20240041855A
KR20240041855A KR1020230172165A KR20230172165A KR20240041855A KR 20240041855 A KR20240041855 A KR 20240041855A KR 1020230172165 A KR1020230172165 A KR 1020230172165A KR 20230172165 A KR20230172165 A KR 20230172165A KR 20240041855 A KR20240041855 A KR 20240041855A
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이준석
박승문
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Abstract

본 발명은 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu)를 포함하는 내부 전극에 관한 것으로, 몰리브덴 입자 표면 중 적어도 일부에 구리 입자가 코팅된 금속 복합체를 포함하는 다층 세라믹 기판용 내부 전극을 제공한다.The present invention relates to an internal electrode containing molybdenum (Mo) and copper (Cu), and provides an internal electrode for a multilayer ceramic substrate containing a metal composite coated with copper particles on at least some of the surfaces of the molybdenum particles.

Description

내부 전극 및 이를 포함하는 다층 세라믹 기판{AN INTERNAL ELECTRODE, AND MULTILAYER CERAMIC SUBSTRATE CONTAINING THE SAME}Internal electrode and multilayer ceramic substrate including same {AN INTERNAL ELECTRODE, AND MULTILAYER CERAMIC SUBSTRATE CONTAINING THE SAME}

본 발명은 몰리브덴-구리 금속 복합체 전극을 포함하여 기계적 강도와 내화학성이 우수하면서도 낮은 저항을 가지는 다층 세라믹 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a multilayer ceramic substrate having excellent mechanical strength and chemical resistance and low resistance, including a molybdenum-copper metal composite electrode.

웨이퍼 조립 공정(wafer fabrication process)을 거쳐 복수의 집적회로 칩들이 형성된 웨이퍼는 전기적 특성 검사(electrical die sorting; EDS)에 의해 집적회로 칩들의 신뢰성이 입증된다.The reliability of the wafer on which a plurality of integrated circuit chips are formed through a wafer fabrication process is verified by electrical die sorting (EDS).

전기적 특성 검사에는 통상적으로 테스터(tester)와 프로브 스테이션(probe station) 및 프로브 카드로 구성된 검사 장치가 주로 사용되며, 프로브 카드는 복수의 프로브 핀을 갖는 공간변환기, 인쇄회로기판, 보강판, 인터포저를 포함하여 구성된다.Testing equipment consisting of a tester, probe station, and probe card is usually used to inspect electrical properties. The probe card includes a space converter with multiple probe pins, a printed circuit board, a reinforcement plate, and an interposer. It is composed including.

테스터는 검사 신호를 발생시키고 검사 결과 데이터를 판독한다. 프로브 스테이션은 웨이퍼의 로딩(loading)과 언로딩(unloading) 기능을 담당하여 테스터가 기능을 수행할 수 있게 하며, 프로브 카드는 웨이퍼와 테스터를 전기적으로 연결하는 기능을 수행한다.The tester generates inspection signals and reads inspection result data. The probe station is responsible for loading and unloading the wafer, allowing the tester to perform its function, and the probe card performs the function of electrically connecting the wafer and the tester.

반도체 집적회로 소자의 집적도가 높아짐에 따라, 반도체 집적회로에 대한 검사 공정을 수행하는 검사 장치 또한 높은 정밀도가 요구된다.As the degree of integration of semiconductor integrated circuit devices increases, inspection devices that perform inspection processes for semiconductor integrated circuits also require high precision.

예컨대, 고집적화된 반도체 집적회로 칩에 대한 검사 공정에 부응하기 위해서는, 상기 반도체 집적회로 칩에 접속되는 프로브 핀들의 미세 피치화가 구현되어야 한다.For example, in order to meet the inspection process for highly integrated semiconductor integrated circuit chips, fine pitch of probe pins connected to the semiconductor integrated circuit chips must be implemented.

이를 위해, 프로브(probe)들의 피치와 반도체 집적회로의 피치 간의 차이를 보상해 주는 소위 공간변환기(space transformer; STF)가 사용되고 있다.For this purpose, a so-called space transformer (STF) is used, which compensates for the difference between the pitch of the probes and the pitch of the semiconductor integrated circuit.

특히, 세라믹(ceramic) 재질의 공간변환기는 실리콘 웨이퍼와 열팽창 계수가 비슷하고 기계적 강도와 내화학성이 우수하여 그 사용이 증가되고 있다.In particular, the use of space converters made of ceramic is increasing because they have a thermal expansion coefficient similar to that of a silicon wafer and have excellent mechanical strength and chemical resistance.

다만 HTCC 공법은 1,500℃ 이상의 고온에서 소성하므로, 몰리브덴과 텅스텐 등의 저항이 높은 전극 소재를 사용하여야 하는 단점이 있다.However, the HTCC method has the disadvantage of having to use electrode materials with high resistance, such as molybdenum and tungsten, because it is fired at a high temperature of over 1,500°C.

반면 LTCC 공법으로 제조된 적층 세라믹 기판은 저항이 낮은 은 내지 구리 전극을 사용할 수 있다. 최근 저저항 특성을 이용한 다양한 회로설계와 방열설계의 필요성이 부각되고 있다.On the other hand, a multilayer ceramic substrate manufactured using the LTCC method can use silver or copper electrodes with low resistance. Recently, the need for various circuit designs and heat dissipation designs using low-resistance characteristics has been highlighted.

그러나 LTCC 공법은 기판의 소재로 인하여 기계적 강도와 내화학성이 부족하여 신뢰성이 미흡한 문제가 있다.However, the LTCC method has a problem of insufficient reliability due to lack of mechanical strength and chemical resistance due to the substrate material.

따라서 보다 높은 소성온도에서 적용이 가능하면서도 낮은 저항을 가지는 전극 소재의 개발이 요구되고 있으나, 구리의 녹는점은 1084℃에 불과하여 더 높은 온도의 공정에 적용될 수 없는 문제가 있다.Therefore, there is a need to develop electrode materials that can be applied at higher firing temperatures and have low resistance, but the melting point of copper is only 1084°C, so there is a problem that it cannot be applied to processes at higher temperatures.

이와 같은 이유에서 세라믹(ceramic) 재질의 공간변환기는 통상적으로 1500 내지 1700℃의 온도에서 소성되는 HTCC 공법과 800 내지 900℃의 온도에서 소성되는 LTCC 공법으로 양분되어 있다.For this reason, space converters made of ceramic materials are generally divided into the HTCC method, which is fired at a temperature of 1500 to 1700°C, and the LTCC method, which is fired at a temperature of 800 to 900°C.

본 발명자들은 낮은 저항을 가지면서도 녹는점이 높은 전극 소재를 개발하기 위해 예의 노력한 결과, 1300 내지 1500℃의 온도에서 소성 가능한 전극 소재를 도출하고 종래의 공법 대비 전혀 새로운 범주에 속하는 가칭 MTCC(Middle Temperature Co-fired Ceramic) 공법의 기반을 마련하였다.As a result of our diligent efforts to develop an electrode material with low resistance and high melting point, the present inventors have derived an electrode material that can be fired at a temperature of 1300 to 1500°C, tentatively named MTCC (Middle Temperature Co., Ltd.), which falls into a completely new category compared to conventional methods. -fired Ceramic) laid the foundation for the construction method.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 높은 소성온도에 적용 가능하면서도 낮은 저항을 가지는 몰리브덴-구리 복합체를 포함하는 내부 전극을 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the above-described problems, and the purpose of the present invention is to provide an internal electrode containing a molybdenum-copper composite that is applicable to high sintering temperatures and has low resistance.

본 발명의 일 측면에 따르면, 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu)를 포함하는 내부 전극에 있어서, 몰리브덴 입자 표면 중 적어도 일부에 구리 입자가 코팅된 금속 복합체를 포함하는 다층 세라믹 기판용 내부 전극이 제공된다.According to one aspect of the present invention, in the internal electrode containing molybdenum (Mo) and copper (Cu), an internal electrode for a multilayer ceramic substrate containing a metal composite coated with copper particles on at least a portion of the molybdenum particle surface is provided. do.

일 실시예에 있어서, 상기 금속 복합체는 상기 몰리브덴 입자가 코어(core)이고, 상기 구리 입자가 상기 코어의 일부 또는 전부를 덮는 쉘(shell)인 코어-쉘 구조를 포함할 수 있다.In one embodiment, the metal composite may include a core-shell structure in which the molybdenum particles are a core and the copper particles are a shell that covers part or all of the core.

일 실시예에 있어서, 상기 금속 복합체는 상기 몰리브덴 입자 50 내지90 중량부 및 상기 구리 입자 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the metal composite may include 50 to 90 parts by weight of the molybdenum particles and 10 to 50 parts by weight of the copper particles.

일 실시예에 있어서, 상기 코어의 평균 직경은 1.0 내지 8.0㎛일 수 있다.In one embodiment, the average diameter of the core may be 1.0 to 8.0 μm.

일 실시예에 있어서, 상기 쉘의 평균 두께는 0.5 내지 2.0㎛일 수 있다.In one embodiment, the average thickness of the shell may be 0.5 to 2.0 μm.

일 실시예에 있어서, 상기 내부 전극은 2.5 내지 5.0×10-6 Ω·cm의 비저항값을 가질 수 있다.In one embodiment, the internal electrode may have a specific resistance value of 2.5 to 5.0×10 -6 Ω·cm.

일 실시예에 있어서, 상기 내부 전극은 3.0 내지 4.0×10-6 Ω·cm의 비저항값을 가질 수 있다.In one embodiment, the internal electrode may have a specific resistance value of 3.0 to 4.0×10 -6 Ω·cm.

일 실시예에 있어서, 상기 내부 전극은 12.0 내지 25.0%의 기공률을 가질 수 있다.In one embodiment, the internal electrode may have a porosity of 12.0 to 25.0%.

일 실시예에 있어서, 상기 내부 전극은 1,300℃ 이상의 온도에서 소성될 수 있다.In one embodiment, the internal electrode may be fired at a temperature of 1,300°C or higher.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 세라믹층; 및 상기 내부 전극;을 포함하는, 다층 세라믹 기판이 제공된다.According to another aspect of the invention, one or more ceramic layers; A multilayer ceramic substrate is provided, including the internal electrode.

본 발명에 따르면, 상기 다층 세라믹 기판용 내부 전극은 고온의 소성 공정 적용이 가능하면서도 낮은 저항을 가져, 이를 이용해 LTCC 재료의 약점인 내화학성 및 굴곡강도가 개선된 다층 세라믹 기판을 제공할 수 있다.According to the present invention, the internal electrode for a multilayer ceramic substrate can be applied to a high temperature firing process and has low resistance, and by using this, a multilayer ceramic substrate with improved chemical resistance and flexural strength, which are weak points of LTCC materials, can be provided.

상기 다층 세라믹 기판용 내부 전극을 통해 종래 공간변환기가 구현할 수 없던 높은 기계적 강도와 전기적 성능을 동시에 구현할 수 있다.Through the internal electrode for the multilayer ceramic substrate, high mechanical strength and electrical performance that conventional space converters could not achieve can be achieved at the same time.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1및 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 세라믹 기판에 포함된 전극의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.1 and 2 show SEM images of electrodes included in a multilayer ceramic substrate according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in this specification are general terms that are currently widely used as much as possible while considering the function in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, etc. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than simply the name of the term.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.The numerical range includes the values defined in the range above. Every maximum numerical limit given throughout this specification includes all lower numerical limits as if the lower numerical limit were explicitly written out. Every minimum numerical limit given throughout this specification includes every higher numerical limit as if such higher numerical limit was clearly written. All numerical limits given throughout this specification will include all better numerical ranges within the broader numerical range, as if the narrower numerical limits were clearly written.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail, but it is obvious that the present invention is not limited to the following examples.

다층 세라믹 기판용 내부 전극Internal electrodes for multilayer ceramic substrates

본 발명의 일 측면은 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu)를 포함하는 내부 전극에 있어서, 몰리브덴 입자 표면 중 적어도 일부에 구리 입자가 코팅된 금속 복합체를 포함하는 다층 세라믹 기판용 내부 전극을 제공한다.One aspect of the present invention provides an internal electrode containing molybdenum (Mo) and copper (Cu) for a multilayer ceramic substrate containing a metal composite coated with copper particles on at least some of the surfaces of the molybdenum particles.

상기 다층 세라믹 기판은 하나 이상의 세라믹층이 적층된 3차원 회로기판의 일종이다. 상기 다층 세라믹 기판은 무선 송수신 모듈, 센서, 광전 하우징, 멀티칩 기기, LED 실장용 기판, 반도체 패키징 기판, 프로브 카드용 공간변환기 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.The multilayer ceramic substrate is a type of three-dimensional circuit board in which one or more ceramic layers are stacked. The multilayer ceramic substrate can be applied to various products such as wireless transmission/reception modules, sensors, photoelectric housings, multi-chip devices, LED mounting substrates, semiconductor packaging substrates, and space converters for probe cards.

상기 다층 세라믹 기판은 적층된 하나 이상의 세라믹층을 포함할 수 있고, 상기 세라믹층의 일면에 형성되는 전극층 또는 상기 세라믹층을 관통하는 비아 전극 등 내부 전극을 포함할 수 있다.The multilayer ceramic substrate may include one or more stacked ceramic layers, and may include internal electrodes such as an electrode layer formed on one surface of the ceramic layer or a via electrode penetrating the ceramic layer.

상기 내부 전극을 이루는 전극 재료는 상기 다층 세라믹 기판의 소성 온도를 고려하여 선택될 수 있고, 본 발명의 내부 전극은 녹는점이 높고 비저항은 낮아 높은 온도의 소성 공정에도 적용될 수 있다.The electrode material forming the internal electrode can be selected in consideration of the firing temperature of the multilayer ceramic substrate, and the internal electrode of the present invention has a high melting point and low specific resistance, so it can be applied to a high temperature firing process.

상기 내부 전극은 몰리브덴(Mo) 및 구리(Cu)를 포함할 수 있고, 몰리브덴 입자 표면 중 적어도 일부에 구리 입자가 코팅된 금속 복합체를 포함할 수 있다.The internal electrode may include molybdenum (Mo) and copper (Cu), and may include a metal composite in which copper particles are coated on at least a portion of the surfaces of the molybdenum particles.

본 발명자들은 상기 구리 입자가 상기 몰리브덴의 표면에 코팅된 금속 복합체를 포함하는 내부 전극이 상기 특이적인 구조에 의해 1300℃ 이상의 고온에서 녹지 않고 낮은 비저항을 가질 수 있음을 확인하였다.The present inventors confirmed that the internal electrode comprising a metal composite in which the copper particles are coated on the surface of the molybdenum can have a low specific resistance without melting at a high temperature of 1300°C or higher due to the specific structure.

몰리브덴-구리의 상평형도에 따르면, 몰리브덴과 구리를 단순 혼합한 상태에서 온도를 증가시키면 1,084℃ 이상의 온도에서 구리가 액상으로 변환되어, 1,300℃ 이상의 온도에서 소성 공정을 거치는 경우 구리가 휘발되어 내부 전극이 파괴되는 문제가 있다.According to the phase equilibrium diagram of molybdenum and copper, when the temperature is increased in a simple mixture of molybdenum and copper, copper is converted to a liquid phase at a temperature of 1,084 ℃ or higher, and when a sintering process is performed at a temperature of 1,300 ℃ or higher, the copper is volatilized and forms an internal substance. There is a problem with electrodes being destroyed.

그러나 본 발명의 내부 전극은, 코어-쉘 구조를 통해 1,300℃ 이상의 온도에서 소성하여도 낮은 비저항을 가지는 전극을 형성할 수 있다.However, the internal electrode of the present invention, through its core-shell structure, can form an electrode with low specific resistance even when fired at a temperature of 1,300°C or higher.

구체적으로, 상기 금속 복합체는 상기 몰리브덴 입자가 코어(core)이고, 상기 구리 입자가 상기 코어의 일부 또는 전부를 덮는 쉘(shell)인 코어-쉘 구조를 포함할 수 있다.Specifically, the metal composite may include a core-shell structure in which the molybdenum particles are a core and the copper particles are a shell that covers part or all of the core.

상기 금속 복합체는 상기 코어-쉘 구조를 이루고, 상기 구리 입자가 상기 몰리브덴 입자와 독립된 형태로 존재할 때와 비교하여 상기 몰리브덴 입자와 구리 입자가 견고하게 결합하여 높은 온도에서도 상기 구리 입자가 휘발되지 않고 상기 몰리브덴 입자 표면에서 코팅된 상태를 유지할 수 있다.The metal composite forms the core-shell structure, and compared to when the copper particles exist in an independent form from the molybdenum particles, the molybdenum particles and the copper particles are tightly combined, so that the copper particles do not volatilize even at high temperatures. The coated state can be maintained on the surface of molybdenum particles.

상기 코어의 평균 직경은 1.0 내지 8.0㎛일 수 있고, 상기 쉘의 평균 두께는 0.5 내지 2.0㎛일 수 있다.The average diameter of the core may be 1.0 to 8.0 μm, and the average thickness of the shell may be 0.5 to 2.0 μm.

상기 코어의 평균 직경이 1.0㎛ 미만이면 고온에서 구리 입자가 휘발될 수 있고, 8.0㎛ 초과이면 전극의 비저항이 증가하여 요구되는 전기적 특성에 미달할 수 있다.If the average diameter of the core is less than 1.0 ㎛, copper particles may volatilize at high temperature, and if it is more than 8.0 ㎛, the specific resistance of the electrode may increase and fall short of the required electrical characteristics.

상기 쉘의 평균 두께가 0.5㎛ 미만이면 전극의 비저항이 상대적으로 증가할 수 있고, 2.0㎛ 초과이면 일부 구리층의 휘발로 인해 전극의 구조가 변형되거나 전기적 특성이 저하될 수 있다.If the average thickness of the shell is less than 0.5㎛, the specific resistance of the electrode may relatively increase, and if it is more than 2.0㎛, the structure of the electrode may be deformed or the electrical characteristics may be deteriorated due to volatilization of some of the copper layer.

상기 금속 복합체는 상기 몰리브덴 입자 50 내지90 중량부 및 상기 구리 입자 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.The metal composite may include 50 to 90 parts by weight of the molybdenum particles and 10 to 50 parts by weight of the copper particles.

상기 몰리브덴의 함량이 과다하면 내부 전극의 비저항이 높아져 전기적 특성이 저하될 수 있고, 상기 구리의 함량이 과다하면 고온 소성에 따라 내부 전극이 훼손 내지 손상될 수 있다.If the content of molybdenum is excessive, the resistivity of the internal electrode may increase and the electrical properties may deteriorate, and if the content of copper is excessive, the internal electrode may be damaged or damaged due to high-temperature sintering.

상기 내부 전극의 비저항은 몰리브덴 및 구리의 비율 또는 소성공정에 따라 달라질 수 있고, 예컨대, 2.5 내지 5.0×10-6 Ω·cm의 비저항값(20℃)을 가질 수 있고, 바람직하게는 3.0 내지 4.0×10-6 Ω·cm의 비저항값을 가질 수 있다.The specific resistance of the internal electrode may vary depending on the ratio of molybdenum and copper or the sintering process, and may have, for example, a specific resistance value (20°C) of 2.5 to 5.0×10 -6 Ω·cm, preferably 3.0 to 4.0. It can have a resistivity value of ×10 -6 Ω·cm.

상기 내부 전극의 비저항값은 2.5×10-6 Ω·cm, 2.6×10-6 Ω·cm, 2.7×10-6 Ω·cm, 2.8×10-6 Ω·cm, 2.9×10-6 Ω·cm, 3.0×10-6 Ω·cm, 3.1×10-6 Ω·cm, 3.2×10-6 Ω·cm, 3.3×10-6 Ω·cm, 3.4×10-6 Ω·cm, 3.5×10-6 Ω·cm, 3.6×10-6 Ω·cm, 3.7×10-6 Ω·cm, 3.8×10-6 Ω·cm, 3.9×10-6 Ω·cm, 4.0×10-6 Ω·cm, 4.1×10-6 Ω·cm, 4.2×10-6 Ω·cm, 4.3×10-6 Ω·cm, 4.4×10-6 Ω·cm, 4.5×10-6 Ω·cm, 4.6×10-6 Ω·cm, 4.7×10-6 Ω·cm, 4.8×10-6 Ω·cm, 4.9×10-6 Ω·cm, 5.0×10-6 Ω·cm 또는 이들 중 두 값의 사이 범위일 수 있으나, 공정 조건에 따라 달라질 수 있다.The specific resistance values of the internal electrode are 2.5×10 -6 Ω·cm, 2.6×10 -6 Ω·cm, 2.7×10 -6 Ω·cm, 2.8×10 -6 Ω·cm, 2.9×10 -6 Ω·cm cm, 3.0×10 -6 Ω·cm, 3.1×10 -6 Ω·cm, 3.2×10 -6 Ω·cm, 3.3×10 -6 Ω·cm, 3.4×10 -6 Ω·cm, 3.5×10 -6 Ω·cm, 3.6×10 -6 Ω·cm, 3.7×10 -6 Ω·cm, 3.8×10 -6 Ω·cm, 3.9×10 -6 Ω·cm, 4.0×10 -6 Ω·cm , 4.1×10 -6 Ω·cm, 4.2×10 -6 Ω·cm, 4.3× 10 -6 Ω·cm, 4.4×10 -6 Ω·cm, 4.5×10 -6 Ω·cm, 4.6×10 - It can be 6 Ω·cm, 4.7×10 -6 Ω·cm, 4.8×10 -6 Ω·cm, 4.9×10 -6 Ω·cm, 5.0×10 -6 Ω·cm or a range between any two of these values. However, it may vary depending on process conditions.

상기 내부 전극은 12.0 내지 25.0%의 기공률을 가질 수 있고, 해당 범위에서 상기 내부 전극의 최적의 내구성 및 비저항 특성을 구현할 수 있다.The internal electrode may have a porosity of 12.0 to 25.0%, and within this range, the internal electrode may have optimal durability and resistivity characteristics.

상기 내부 전극은 1,300℃ 이상의 온도에서 소성될 수 있다. 상기 내부 전극은 1,300℃ 이상, 예컨대, 1,300℃, 1,305℃, 1,310℃, 1,315℃, 1,320℃, 1,325℃, 1,330℃, 1,335℃, 1,340℃, 1,345℃, 1,350℃, 1,355℃, 1,360℃, 1,365℃, 1,370℃, 1,375℃, 1,380℃, 1,385℃, 1,390℃, 1,395℃, 1,400℃, 1,405℃, 1,410℃, 1,415℃, 1,420℃, 1,425℃, 1,430℃, 1,435℃, 1,440℃, 1,445℃, 1,450℃ 또는 이들 중 두 값의 사이 범위의 온도에서 소성된 것이어도 전극 구조가 파괴되지 않고 낮은 비저항을 유지할 수 있다.The internal electrode can be fired at a temperature of 1,300°C or higher. The internal electrode is heated above 1,300°C, for example, 1,300°C, 1,305°C, 1,310°C, 1,315°C, 1,320°C, 1,325°C, 1,330°C, 1,335°C, 1,340°C, 1,345°C, 1,350°C, 1,355°C, 1,360°C, 1, 365 ℃, 1,370℃, 1,375℃, 1,380℃, 1,385℃, 1,390℃, 1,395℃, 1,400℃, 1,405℃, 1,410℃, 1,415℃, 1,420℃, 1,425℃, 1,430℃, 1,435℃, 1,440℃, 1,445℃, Even if it is fired at a temperature of 1,450°C or a range between these two values, the electrode structure is not destroyed and low specific resistance can be maintained.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 구형 구리 입자 및 몰리브덴 입자를 포함하는 전도성 페이스트가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a conductive paste comprising spherical copper particles and molybdenum particles is provided.

상기 내부 전극은 구형 구리 입자와 몰리브덴 입자가 용매에 분산된 전도성 페이스트를 소성하여 형성될 수 있다.The internal electrode may be formed by baking a conductive paste in which spherical copper particles and molybdenum particles are dispersed in a solvent.

상기 내부 전극은 구형 구리 입자와 몰리브덴 입자를 용매에 분산시킨 것으로부터 제조되어 고온의 소성 공정에 적용할 수 있으면서도 낮은 비저항을 가질 수 있다.The internal electrode is manufactured by dispersing spherical copper particles and molybdenum particles in a solvent, so that it can be applied to a high temperature sintering process and have low specific resistance.

상기 구형 구리 입자는 플라즈마 열원에 의해 용융 내지 증발된 구리를 급속 냉각시켜 제조된 것일 수 있다. The spherical copper particles may be manufactured by rapidly cooling molten or evaporated copper using a plasma heat source.

구리 분말을 기상변환 후 응축시켜 제조한 구형 구리 분말을 몰리브덴 분말과 혼합하여 사용하면 구리의 용융점인 1,084℃ 이상의 온도에서 소성하여도 낮은 비저항을 가지는 몰리브덴-구리 금속 복합체를 형성할 수 있다. When spherical copper powder prepared by condensing copper powder after gas phase conversion is mixed with molybdenum powder, a molybdenum-copper metal complex with low resistivity can be formed even when fired at a temperature above 1,084°C, which is the melting point of copper.

구리 분말의 기상변환은 플라즈마 열원에 의하여 수행될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 아크 기상 방전법(plasma arc vapor discharge), 플라즈마 분산법(plasma atomization) 등을 이용하여 급속도로 기상변환시킨 후 냉각하여 구형 구리 분말을 제조할 수 있다.Gas phase conversion of copper powder can be performed by a plasma heat source. For example, spherical copper powder can be manufactured by rapidly converting the vapor phase using plasma arc vapor discharge, plasma atomization, etc. and then cooling it.

상기 방법으로 제조된 구형 구리 분말은 몰리브덴 분말과 함께 바인더, 용매 등과 혼합하여 전도성 페이스트 형태로 전환될 수 있다.The spherical copper powder prepared by the above method can be converted into a conductive paste form by mixing it with molybdenum powder, a binder, a solvent, etc.

상기 구형 구리 입자를 몰리브덴 입자와 혼합하여 사용 시 구리의 용융점 이상의 고온에서 상기 몰리브덴 입자의 표면에 코팅되어 휘발되지 않고 코아-쉘 구조를 형성할 수 있다.When the spherical copper particles are mixed with molybdenum particles and used, they can be coated on the surface of the molybdenum particles at a high temperature above the melting point of copper to form a core-shell structure without volatilization.

다층 세라믹 기판Multilayer ceramic substrate

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 세라믹층; 및 상기 내부 전극;을 포함하는, 다층 세라믹 기판이 제공된다.According to another aspect of the invention, one or more ceramic layers; A multilayer ceramic substrate is provided, including the internal electrode.

상기 세라믹층은 세라믹 조성물을 소정의 플레이트 형태로 성형한 후막일 수 있다. 상기 세라믹 조성물은 적어도 하나의 세라믹 분말과 유기물을 혼합하여 형성될 수 있다. 상기 세라믹 분말은 각 조성 성분(또는 원소)을 포함하는 복수의 원료를 하소(calcination)하여 특정한 성질을 가지도록 합성될 수 있다.The ceramic layer may be a thick film formed by molding a ceramic composition into a predetermined plate shape. The ceramic composition may be formed by mixing at least one ceramic powder and an organic material. The ceramic powder can be synthesized to have specific properties by calcining a plurality of raw materials containing each composition component (or element).

상기 세라믹 분말의 예시로는 코디어라이트(cordierite), 뮬라이트(mullite), 지르코니아(zirconia), 알루미나(alumina) 등이 있다. 상기 세라믹 조성물은 소결 밀도를 높이기 위한 첨가제(또는 소결조제)를 더 포함할 수 있다.Examples of the ceramic powder include cordierite, mullite, zirconia, and alumina. The ceramic composition may further include an additive (or sintering aid) to increase sintering density.

코디어라이트는 1,200 내지 1,300℃의 소결온도를 가지는 화합물(2MgO-2Al2O3-5SiO2)로서 200℃에서 약 0.3 ppm/℃의 낮은 열팽창계수를 가지며 약 100 MPa 내외의 굴곡강도를 가진다. 코디어라이트는 1,300℃ 이상의 고온에서 소성 시 용융되어 소결조제로서 작용할 수 있다.Cordierite is a compound (2MgO-2Al 2 O 3 -5SiO 2 ) with a sintering temperature of 1,200 to 1,300°C. It has a low thermal expansion coefficient of about 0.3 ppm/°C at 200°C and a flexural strength of about 100 MPa. Cordierite melts when fired at a high temperature of 1,300°C or higher and can act as a sintering aid.

뮬라이트는 1,500 내지 1,600℃의 소결온도를 가지는 알루미나-실리카계 화합물(3Al2O3-2SiO2)로서 약 250MPa의 굴곡강도를 가진다. 뮬라이트는 고온에서도 안정적인 중간상으로 존재하며, 열적 및 화학적 안정성과 내열성이 우수하다.Mullite is an alumina-silica-based compound (3Al 2 O 3 -2SiO 2 ) with a sintering temperature of 1,500 to 1,600°C and has a flexural strength of about 250 MPa. Mullite exists as a stable intermediate phase even at high temperatures and has excellent thermal and chemical stability and heat resistance.

지르코니아는 1,400 내지 1,500℃의 소결온도를 가지는 화합물(ZrO2)로서 약 600 MPa 내외의 높은 굴곡강도를 가지나 고온에서 열화되기 쉽다고 알려져 있다.Zirconia is a compound (ZrO 2 ) with a sintering temperature of 1,400 to 1,500°C and has a high flexural strength of about 600 MPa, but is known to be easily deteriorated at high temperatures.

알루미나는 1,400 내지 1,600℃의 소결온도를 가지는 알루미늄의 산화물(Al2O3)로서 약 11 W/m·K의 높은 열전도도와 약 300 MPa 내외의 우수한 굴곡강도를 가진다.Alumina is an oxide of aluminum (Al 2 O 3 ) with a sintering temperature of 1,400 to 1,600°C and has a high thermal conductivity of about 11 W/m·K and excellent flexural strength of about 300 MPa.

첨가제의 예시로는 MgO, Y2O3, TiO2, CaO, Cr2O3, V2O5 등이 있다. 이러한 첨가제를 포함하면 세라믹 조성물의 소결온도를 조절하거나, 세라믹 기판의 특성을 제어할 수 있다.Examples of additives include MgO, Y 2 O 3 , TiO 2 , CaO, Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , etc. By including these additives, the sintering temperature of the ceramic composition can be adjusted or the properties of the ceramic substrate can be controlled.

세라믹 조성물은 물 또는 에탄올 등의 유기용매와 혼합하여 세라믹 슬러리의 형태로 사용될 수 있다. 세라믹 슬러리는 볼 밀링(ball milling) 또는 바스켓 밀링(basket milling) 등의 통상적인 방법으로 혼합될 수 있다.The ceramic composition can be mixed with an organic solvent such as water or ethanol and used in the form of a ceramic slurry. Ceramic slurry can be mixed by conventional methods such as ball milling or basket milling.

혼합된 세라믹 슬러리는 다양한 방법에 의해 건조되어 액체 매질이 제거될 수 있다. 액체 매질이 제거된 세라믹 슬러리에 바인더(binder)로서 PVA(polyvinyl alcohol), PVB(polyvinyl butyral) 및 MC(methyl cellulose) 등의 유기물을 첨가 및 혼합하면 세라믹 성형체를 형성할 수 있다.The mixed ceramic slurry can be dried to remove the liquid medium by various methods. A ceramic molded body can be formed by adding and mixing organic substances such as PVA (polyvinyl alcohol), PVB (polyvinyl butyral), and MC (methyl cellulose) as binders to the ceramic slurry from which the liquid medium has been removed.

세라믹 성형체는 플레이트 형태로 성형된 후 1,000℃ 내지 2,000℃의 고온에서 소결되어 다층 세라믹 기판을 구성하는 세라믹 그린시트로 사용될 수 있다.The ceramic molded body may be molded into a plate shape and then sintered at a high temperature of 1,000°C to 2,000°C to be used as a ceramic green sheet that constitutes a multilayer ceramic substrate.

각각의 세라믹 그린시트는 층간 통전을 위한 비아(via) 형성을 위하여 관통홀을 펀칭한 후 도전성 물질로 채우거나, 전극 회로 패턴으로 내부 전극이 형성될 수 있다. Each ceramic green sheet may have a through hole punched out to form a via for inter-layer electricity conduction and then filled with a conductive material, or an internal electrode may be formed with an electrode circuit pattern.

복수개의 세라믹 그린시트를 적층 후 동시에 소성하여 다층 세라믹 기판을 제조할 수 있다.A multilayer ceramic substrate can be manufactured by stacking a plurality of ceramic green sheets and firing them simultaneously.

따라서 다층 세라믹 기판은 세라믹 그린시트로부터 형성된 하나 이상의 세라믹층을 포함하고, 이러한 세라믹층 중 적어도 일부는 전극을 포함할 수 있다. 이러한 전극은 세라믹층의 일면 또는 타면의 적어도 일부 영역에 인쇄를 통해 형성되거나, 세라믹층의 관통홀에 도전성 물질이 주입되어 형성된 것일 수 있다.Accordingly, the multilayer ceramic substrate includes one or more ceramic layers formed from ceramic green sheets, and at least some of these ceramic layers may include electrodes. These electrodes may be formed through printing on at least a portion of one side or the other side of the ceramic layer, or may be formed by injecting a conductive material into a through hole of the ceramic layer.

세라믹층의 층수는 특별히 제한되지 않으며, 반도체 웨이퍼에 구현된 반도체 회로 패턴의 집적화 정도에 따라 10개 내지 100개의 층이 적층될 수도 있다.The number of ceramic layers is not particularly limited, and 10 to 100 layers may be stacked depending on the degree of integration of the semiconductor circuit pattern implemented on the semiconductor wafer.

다층 세라믹 기판은 소성온도에 따라 고온 동시 소성 세라믹(High Temperature Co-fired Ceramic; HTCC) 기판 또는 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic; LTCC) 기판으로 분류될 수 있다.Multilayer ceramic substrates can be classified into high temperature co-fired ceramic (HTCC) substrates or low temperature co-fired ceramic (LTCC) substrates depending on the firing temperature.

HTCC 기판은 일반적으로 1,500℃ 이상의 온도에서 소성하므로 알루미나, 뮬라이트 등 소결온도가 높은 세라믹 분말을 사용한다. HTCC 기판은 굴곡강도, 내화학성, 고주파유전손실 특성 등이 우수하나, 은(962℃), 구리(1,084℃) 등의 비저항이 낮은 소재의 용융점보다 높은 온도에서 소성이 진행되므로 비저항이 높은 몰리브덴(2,623℃), 텅스텐(3,422℃) 등을 전극재료로 사용하여야 하며 기판의 열전도도가 높다.HTCC substrates are generally sintered at temperatures above 1,500°C, so ceramic powders with high sintering temperatures such as alumina and mullite are used. HTCC substrates have excellent flexural strength, chemical resistance, and high-frequency dielectric loss characteristics, but because sintering is performed at a temperature higher than the melting point of materials with low resistivity such as silver (962℃) and copper (1,084℃), molybdenum (molybdenum) with high resistivity is used. 2,623℃), tungsten (3,422℃), etc. should be used as electrode materials, and the thermal conductivity of the substrate is high.

LTCC 기판은 일반적으로 1,000℃ 이하의 온도에서 소성하므로 유리, 세라믹 필러 등을 사용한다. LTCC 기판은 유전율의 조절이 용이하고, 은, 구리 등의 비저항이 낮은 소재를 전극재료로 사용할 수 있으나 HTCC 대비 굴곡강도와 내화학성이 미흡하다.LTCC substrates are generally fired at temperatures below 1,000°C, so glass and ceramic fillers are used. The dielectric constant of the LTCC substrate is easy to control, and materials with low resistivity such as silver and copper can be used as electrode materials, but its flexural strength and chemical resistance are insufficient compared to HTCC.

일 실시예에서, 코디어라이트, 지르코니아, 뮬라이트 및 알루미나를 포함하는 세라믹 조성물은 1,300 내지 1,500℃의 소결온도를 가질 수 있고, 본 발명의 내부 전극을 적용하는 경우 HTCC 기판과 LTCC 기판의 장점을 조화롭게 구현할 수 있다.In one embodiment, a ceramic composition containing cordierite, zirconia, mullite, and alumina may have a sintering temperature of 1,300 to 1,500° C., and when applying the internal electrode of the present invention, the advantages of HTCC substrates and LTCC substrates are harmonized. It can be implemented.

이하 실시예를 통해, 본 발명을 더욱 상술하나 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 자명하다.The present invention will be described in further detail through the following examples, but it is obvious that the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1Example 1

아크 플라즈마 연소 장치로 구리 분말을 증발시킨 후 급속 냉각시켜 구형 구리 분말을 제조하였다.Copper powder was evaporated using an arc plasma combustion device and then rapidly cooled to produce spherical copper powder.

아크 플라즈마 연소 장치는 거리 10 mm, 지름 10 mm의 영역으로 중심부 20,000 K, 외곽부 11,000 K의 온도를 가지는 플라즈마를 분사하도록 조절하였다. The arc plasma combustion device was adjusted to spray plasma with a temperature of 20,000 K at the center and 11,000 K at the outside to an area of 10 mm in distance and 10 mm in diameter.

증발한 구리는 수냉식 냉각장치를 통과시켜 구형 구리 분말의 형태로 수득하였다. 아크 플라즈마 연소 장치는 도가니에 5 내지 30 L/분의 유속으로 질소를 공급하며 50~150 V, 150~450 A의 전력으로 플라즈마를 발생시켜 구리를 용융 및 증발시켰다.The evaporated copper was passed through a water-cooled cooling device to obtain the form of spherical copper powder. The arc plasma combustion device supplied nitrogen to the crucible at a flow rate of 5 to 30 L/min and generated plasma with a power of 50 to 150 V and 150 to 450 A to melt and evaporate copper.

알파 테르피네올에 에틸셀룰로오스를 용해시킨 혼합용액에 구형 구리 분말과 몰리브덴 분말을 균일하게 분산시켜 전도성 페이스트를 제조하였다.A conductive paste was prepared by uniformly dispersing spherical copper powder and molybdenum powder in a mixed solution of ethylcellulose dissolved in alpha-terpineol.

상기 전도성 페이스트를 이용하여 세라믹층 내부 관통홀에 충진시킨 후 1,450℃의 온도로 소성하여 내부 전극을 형성하였다.The conductive paste was used to fill the through hole inside the ceramic layer and then fired at a temperature of 1,450°C to form an internal electrode.

실시예 2Example 2

구형 구리 분말과 몰리브덴 분말을 증류수에 폴리스티렌 술포네이트를 용해시킨 혼합용액에 균일하게 분산시킨 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 페이스트를 제조하였다.A conductive paste was prepared in the same manner as in Example 1, except that spherical copper powder and molybdenum powder were uniformly dispersed in a mixed solution of polystyrene sulfonate dissolved in distilled water.

실시예 3Example 3

아크 플라즈마 연소장치에서 플라즈마 건으로 구리 와이어를 용융시키는 플라즈마 분산법(Plasma atomization)을 사용하여 구형 구리 분말을 제조한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 페이스트를 제조하였다.A conductive paste was manufactured in the same manner as in Example 1, except that spherical copper powder was manufactured using plasma atomization, which melts the copper wire with a plasma gun in an arc plasma combustion device.

비교예 1Comparative Example 1

통상의 구리 분말을 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 페이스트를 제조하였다.A conductive paste was prepared in the same manner as Example 1, except that ordinary copper powder was used.

비교예 2Comparative Example 2

몰리브덴 분말을 제외하고 구리 분말을 단독으로 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 페이스트를 제조하였다.A conductive paste was prepared in the same manner as Example 1, except that copper powder was used alone, except for molybdenum powder.

비교예 3Comparative Example 3

구형 구리 분말을 제외하고 몰리브덴 분말을 단독으로 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 페이스트를 제조하였다.A conductive paste was prepared in the same manner as in Example 1, except that molybdenum powder was used alone, except for the spherical copper powder.

비교예 4Comparative Example 4

알파 테르피네올에 에틸셀룰로오스를 용해시킨 혼합용액에 통상의 구리 분말과 몰리브덴 분말을 균일하게 분산시켜 전도성 페이스트를 제조하였다.A conductive paste was prepared by uniformly dispersing conventional copper powder and molybdenum powder in a mixed solution of ethylcellulose dissolved in alpha-terpineol.

상기 전도성 페이스트를 950℃의 온도로 소성하여 내부 전극을 형성하였다.The conductive paste was fired at a temperature of 950°C to form internal electrodes.

실험예 1 : 전극 구조 분석Experimental Example 1: Electrode structure analysis

제조된 세라믹 기판의 내부 전극의 절단면을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM)을 통해 관찰하였다(표 1).The cut surface of the internal electrode of the manufactured ceramic substrate was observed through a scanning electron microscope (SEM) (Table 1).

실시예 1의 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM) 사진을 도 1 및 2에 나타내었다.Scanning Electron Microscope (SEM) photographs of Example 1 are shown in Figures 1 and 2.

구분division 전극 소재electrode material 내부 구조internal structure 실시예 1-1Example 1-1 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 코어-쉘 구조Core-shell structure 실시예 1-2Example 1-2 70Mo-30Cu70Mo-30Cu 코어-쉘 구조Core-shell structure 실시예 1-3Example 1-3 50Mo-50Cu50Mo-50Cu 코어-쉘 구조Core-shell structure 실시예 2Example 2 70Mo-30Cu(구형)70Mo-30Cu (old) 코어-쉘 구조Core-shell structure 실시예 3Example 3 60Mo-40Cu(구형)60Mo-40Cu (old) 코어-쉘 구조Core-shell structure 비교예 1Comparative Example 1 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 면심 입방 격자(FCC) 구조Face-centered cubic (FCC) structure 비교예 2Comparative Example 2 CuCu -- 비교예 3Comparative Example 3 MoMo 면심 입방 격자(FCC) 구조Face-centered cubic (FCC) structure 비교예 4Comparative Example 4 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 면심 입방 격자(FCC) 구조Face-centered cubic (FCC) structure

도 1을 참조하면, 실시예 1의 전극은 그레인 중심부에 몰리브덴 입자가 도입되고, 몰리브덴 입자 표면에 구리층이 형성된 코어-쉘 형태의 금속 복합체로 존재하였다.Referring to FIG. 1, the electrode of Example 1 existed as a core-shell metal composite in which molybdenum particles were introduced into the center of the grain and a copper layer was formed on the surface of the molybdenum particles.

도 2를 참조하면, 구리 입자가 몰리브덴 입자 표면을 둘러쌓아 다양한 형태의 코어-쉘 구조를 이루었다.Referring to Figure 2, copper particles surrounded the surface of the molybdenum particles to form various types of core-shell structures.

반면, 비교예 2의 경우 구리 분말이 용융, 휘발됨에 따라 전극이 형성되지 않았으며, 소성 온도를 낮춘 비교예 4의 경우 전극이 형성되었으나 코어-쉘 입자 구조를 나타내지 않았다.On the other hand, in Comparative Example 2, an electrode was not formed as the copper powder was melted and volatilized, and in Comparative Example 4 where the sintering temperature was lowered, an electrode was formed but did not exhibit a core-shell particle structure.

표 1을 참조하면, 실시예에 따른 내부 전극의 금속 복합체는 모두 코어-쉘 구조를 이루는 반면, 비교예의 전극은 전형적인 면심 입방 격자 구조를 이루었다.Referring to Table 1, the metal composites of the internal electrodes according to the examples all had a core-shell structure, while the electrodes of the comparative example had a typical face-centered cubic lattice structure.

실험예 2 : 비저항 평가Experimental Example 2: Resistivity evaluation

실시예 및 비교예에 따라 제조된 내부 전극의 20℃ 비저항을 평가하였다. 비저항 평가는 4 포인트 프로브 시스템(four-point probe system, Advanced Instrument Technology, CMT-SR2000N)으로 측정하였다.The 20°C resistivity of the internal electrodes manufactured according to Examples and Comparative Examples was evaluated. Resistivity evaluation was measured using a four-point probe system (Advanced Instrument Technology, CMT-SR2000N).

구분division 전극 소재electrode material 비저항(20℃)Specific resistance (20℃) 실시예 1-1Example 1-1 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 3.4×10-6 Ω·cm3.4×10 -6 Ω·cm 실시예 1-2Example 1-2 70Mo-30Cu70Mo-30Cu 3.3×10-6 Ω·cm3.3×10 -6 Ω·cm 실시예 1-3Example 1-3 50Mo-50Cu50Mo-50Cu 2.9×10-6 Ω·cm2.9×10 -6 Ω·cm 실시예 2Example 2 70Mo-30Cu70Mo-30Cu 3.4×10-6 Ω·cm3.4×10 -6 Ω·cm 실시예 3Example 3 60Mo-40Cu60Mo-40Cu 3.1×10-6 Ω·cm3.1×10 -6 Ω·cm 비교예 1Comparative Example 1 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 6.9×10-6 Ω·cm6.9×10 -6 Ω·cm 비교예 2Comparative Example 2 CuCu -- 비교예 3Comparative Example 3 MoMo 7.0×10-6 Ω·cm7.0×10 -6 Ω·cm 비교예 4Comparative Example 4 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 4.2×10-6 Ω·cm4.2×10 -6 Ω·cm

표 2를 참조하면, 코어-쉘 구조를 이루는 실시예 1 내지 3의 전극은 몰리브덴 전극 대비 낮은 비저항을 나타내었으며, 높은 온도에서도 소실되지 않고 적층된 세라믹층 내부에서 안정적으로 내부 전극을 형성하였다.Referring to Table 2, the electrodes of Examples 1 to 3 forming a core-shell structure showed lower specific resistance compared to the molybdenum electrode, and did not disappear even at high temperatures and formed an internal electrode stably inside the laminated ceramic layer.

상기 결과는 상기 코어-쉘 구조의 몰리브덴-구리 금속 복합체가 1,300℃ 이상의 고온에서 낮은 비저항을 가지는 전극 소재로 적용될 수 있음을 시사한다.The above results suggest that the molybdenum-copper metal composite of the core-shell structure can be applied as an electrode material with low specific resistance at a high temperature of 1,300°C or higher.

실험예 3 : 용융점 평가Experimental Example 3: Melting point evaluation

실시예에 따라 제조된 내부 전극의 용융점을 분석하였다. 실시예 및 비교예의 금속에 열을 가하여 용융이 시작되는 온도를 측정하였다(표 3).The melting point of the internal electrode manufactured according to the example was analyzed. Heat was applied to the metals of Examples and Comparative Examples, and the temperature at which melting began was measured (Table 3).

구분division 전극 소재electrode material 용융점(℃)Melting point (℃) 실시예 1-1Example 1-1 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 1,5141,514 실시예 1-2Example 1-2 70Mo-30Cu70Mo-30Cu 1,4561,456 실시예 1-3Example 1-3 50Mo-50Cu50Mo-50Cu 1,4471,447 실시예 2Example 2 70Mo-30Cu70Mo-30Cu 1,4631,463 실시예 3Example 3 60Mo-40Cu60Mo-40Cu 1,4381,438 비교예 1Comparative Example 1 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 1,0631,063 비교예 2Comparative Example 2 CuCu 1,0821,082 비교예 3Comparative Example 3 MoMo 2,6232,623 비교예 4Comparative Example 4 80Mo-20Cu80Mo-20Cu 1,0761,076

표 3을 참조하면, 실시예의 내부 전극은 1300℃ 이상의 고온에서도 녹지 않고 안정적으로 유지되었다.Referring to Table 3, the internal electrode of the example was maintained stably without melting even at a high temperature of 1300°C or higher.

반면, 코어-쉘 구조를 이루지 않는 비교예 4의 몰리브덴-구리 전극은 용융점이 상대적으로 낮아 고온에서 소성되는 경우 전극이 용해되어 전극 구조를 이루지 못하였다.On the other hand, the molybdenum-copper electrode of Comparative Example 4, which does not form a core-shell structure, has a relatively low melting point, so when it is fired at high temperature, the electrode melts and fails to form an electrode structure.

상기 결과는 본 발명의 내부 전극은 코어-쉘 구조를 통해 상대적으로 높은 온도에도 불구하고 내부의 구리 입자가 용해되지 않아 녹는점이 상향될 수 있음을 시사한다.The above results suggest that the melting point of the internal electrode of the present invention can be raised because the internal copper particles do not melt despite the relatively high temperature due to the core-shell structure.

따라서, 본 발명의 내부 전극은 구리 입자를 포함하고 있음에도 불구하고 용융점이 높아 1300 내지 1500℃의 온도에서 소성이 가능한 반면, HTCC 공법에 적용되는 전극 대비 비저항은 현저하게 낮으므로 높은 기계적 강도 및 우수한 전기적 특성이 우수한 세라믹 기판의 제조에 사용될 수 있다.Therefore, although the internal electrode of the present invention contains copper particles, it has a high melting point and can be fired at a temperature of 1300 to 1500°C. However, the specific resistance is significantly lower than that of the electrode applied to the HTCC method, so it has high mechanical strength and excellent electrical properties. It can be used in the manufacture of ceramic substrates with excellent properties.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예컨대, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the patent claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (8)

1,300℃ 이상의 온도에서 소성되어 코어-쉘 구조를 이루는 내부 전극 제조를 위한 전도성 페이스트 조성물에 있어서,
구형 구리 입자 및 몰리브덴 입자를 포함하는 전도성 페이스트 조성물.
In the conductive paste composition for manufacturing internal electrodes that are fired at a temperature of 1,300°C or higher to form a core-shell structure,
A conductive paste composition comprising spherical copper particles and molybdenum particles.
제1항에 있어서,
상기 구형 구리 입자는 구리 입자를 기상변환 후 응축시켜 수득한 것인, 전도성 페이스트 조성물.
According to paragraph 1,
A conductive paste composition in which the spherical copper particles are obtained by condensing copper particles after gas phase conversion.
제2항에 있어서,
상기 구형 구리 입자는 플라즈마 열원에 의해 용융 내지 증발된 구리를 급속 냉각시켜 제조된 것인, 전도성 페이스트 조성물.
According to paragraph 2,
A conductive paste composition in which the spherical copper particles are manufactured by rapidly cooling molten or evaporated copper using a plasma heat source.
제1항에 있어서,
상기 구형 구리 입자 10 내지 50 중량부 및 상기 몰리브덴 입자 50 내지 90 중량부를 포함하는, 전도성 페이스트 조성물.
According to paragraph 1,
A conductive paste composition comprising 10 to 50 parts by weight of the spherical copper particles and 50 to 90 parts by weight of the molybdenum particles.
제1항 내지 제4항 중 하나 한 항의 전도성 페이스트 조성물을 세라믹 그린시트에 인쇄하는 단계; 및
하나 이상의 세라믹 그린시트를 적층하여 소성하는 단계를 포함하는, 다층 세라믹 기판의 제조방법.
Printing the conductive paste composition of any one of claims 1 to 4 on a ceramic green sheet; and
A method of manufacturing a multilayer ceramic substrate, comprising the step of laminating and firing one or more ceramic green sheets.
제5항에 있어서,
상기 소성은 1,300℃ 이상의 온도에서 수행되는 것인, 다층 세라믹 기판의 제조방법.
According to clause 5,
A method of manufacturing a multilayer ceramic substrate, wherein the firing is performed at a temperature of 1,300°C or higher.
제6항에 있어서,
상기 전도성 페이스트 조성물은 소성에 의해 몰리브덴 입자가 코어(core)이고, 구리 입자가 상기 코어의 일부 또는 전부를 덮는 쉘(shell)인 코어-쉘 구조의 내부 전극을 형성하는 것인, 다층 세라믹 기판의 제조방법.
According to clause 6,
The conductive paste composition is a multilayer ceramic substrate that forms an internal electrode of a core-shell structure in which molybdenum particles are a core and copper particles are a shell that covers part or all of the core by firing. Manufacturing method.
제7항에 있어서,
상기 내부 전극은 2.5 내지 5.0×10-6 Ω·cm의 비저항값을 가지는 것인, 다층 세라믹 기판의 제조방법.
In clause 7,
A method of manufacturing a multilayer ceramic substrate, wherein the internal electrode has a specific resistance value of 2.5 to 5.0×10 -6 Ω·cm.
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