KR910009180B1 - 세라믹 기판의 소성방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

세라믹 기판의 소성방법

제1도는 종래의 세라믹 기판의 소성방법을 나타낸 단면도.

제2도는 종래의 세라믹 기판의 소성방법을 나타낸 단면도.

제3도는 본 발명 세라믹 기판의 소성방법을 나타낸 분해시도.

제4도는 본 발명 세라믹 기판의 소성된 상태를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 받침대 2 : 미소성기판

3 : 지주 4,5 : 하중판

6 : 알루미나분말

본 발명은 세라믹 기판의 소성방법에 관한 것으로 특히 내각이 90°를 갖는 소정형상의 받침대상에 알루미나, 스테아타이트, 포스테아라이트 등의 재질의 미소성기판을 적층하고 이를 두 개의 하중판으로 일정한 온도까지 하중을 가해줌으로써 평활한 기판을 얻을 수 있도록 한 세라믹 기판의 소성방법에 관한 것이다.

일반적으로 세라믹 기판은 그 소성과정중 휘어버리는 경우가 많아 평활한 표면을 갖기 어렵다.

따라서 종래에는 제1도에 도시한 바와 같이 받침대(1)상에 적층된 미소성기판(2)을 놓고 이 미소성기판(2)상에 하중판(4)을 재치하여 이 하중판(4)으로 적층된 미소성기판(2)에 하중을 가하여 소성하도록 되어있고, 제2도에 도시한 바와 같이 받침대(1)상에 미소성기판(2)을 놓고 이 미소성기판(2)과 소정간격을 두고 좌우측에 가소성지주(3)을 설치한 후 이 가소성지주(3)상에 하중판(4)을 재치하여 적층된 미소성기판(2)에 하중을 가하여 소성하도록 되어 있었다.

이와 같이 종래의 방법들은 일단 소성된 가판(2′)을 뒤집어 놓고 소성온도보다 100∼300℃ 낮은 온도에서 2차 열처리를 통하여 소성된 기판을 연화시켜 자체하중판(4)에 의하여 평활한 기판을 얻거나 적층된 미소성기판(2) 위에 소성된 과정중 가해주는 전과정 하중인가방식이나 소정온도까지 하중을 가해주는 소정과정 하중인가방식에 의하여 소성을 실시하여 평활한 판을 얻었다. 그러나 상기 2차 열처리를 통한 소성은 공정수가 많아 원가상승 및 저생산성의 원인이 되고 상기 전과정 하중인가방식이나 소정과정 하중인가방식은 하중판(4)이 한축에서 하중을 가해주기 때문에 하중량과 적층된 미소성기판의 양에 따라 두께방향과 넓이방향의 수축율차이를 발생시키게 되어 수치제어에 문제점을 야기시키게 되었으며 또한 균일한 하중이 가해지기 않은 관계로 높은 수율의 평활성기판을 얻기 힘들어 불량율이 높은 결점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 결점을 해곁하기 위하여 소정온도까지 하중을 가해주는 소정과정 하중인가방식을 이용하여 소정형상의 받침대상에 탑재된 미소성기판을 두 개의 하중판으로 양측에서 균일한 하중을 가해줌으로써 단축하중에서 생길 수 있는 기판의 찌그러짐변형을 방지할 수 있을뿐 아니라 소성시 균일한 하중이 가해짐으로해서 균일한 밀도의 기판을 얻을 수 있게한 것으로 이하 실시예도에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도 및 제4도에 도시한 바와 같이 내각이 90°인 소정형상의 고순도 알루미나 재질의 받침대(1)상에 알루미늄 분말(6)을 개입시켜 적층한 미소성기판(2)을 탑재시키되 상기 받침대(1)와 미소성기판(2)사이에는 알루미나분말(6)을 개입시켜 융착을 방지하게 하고 상기 미소성기판(2)의 상면 좌우측에는 고순도 알루미나재질의 하중판(4)(5)을 재치하되 하중판(4)(5)에는 요부(4a)와 철부(5a)를 형성하여 미소성기판(2)이 소성시에 이 하중판(4)(5)에 의하여 균일한 하중을 가할 수 있게한 것으로 이와 같이 실시한 본 발명에서 소성이 개시되면 미소성기판(2)은 비교적 낮은 온도에서 소성이 시작되면서 소정온도까지 소성을 시작하게 되는데 이때 미소성기판(2)은 판자체에 함유된 바인더(binder) 성분이 소성에 의하여 휘발되면서 기판에 뒤틀림이나 굴곡을 발생시키게 되지만 이 미소성기판(2)상에 재치된 하중판(4)(5)에 의하여 적층된 미소성기판(2)에 하중을 그 두께 및 넓이방향에 골고루 가해지게 되면서 소결이 진행시키게 되는데 소결이 진행됨에 따라 미소성기판(2)은 계속 수축되게 되고 고순도 알루미나 재질의 하중판(4)(5)은 더욱 하중을 가하게 된다. 소결이 어느정도 진행된 단계에 이르면 소성기판(2′)의 높이가 하중판(4)(5)의 높이보다 낮아지게 되어 하중판(4)의 요부(4a)와 하중판(5)의 철부(5a)가 서로 맞물린 상태가 되면서 하중판(4)(5)은 소성기판(2′)에 더 이상 하중을 가하지 않은 무하중상태가 된다.

이와 같은 무하중상태에서도 어느정도까지 소성기판(2′)은 수축이 되지만 이때 바인더성분은 이미 휘발되어 없는 상태이므로 소성기판(2′)의 두께방향과 넓이방향의 수축율차이가 발생되지 않게되어 뒤틀림 및 일그러짐이 없는 평활성기판을 얻을 수 있게 된다.

여기서 종래의 방법으로 얻어진 소성기판(2′)과 본 발명의 실시예에 의하여 얻어진 소성기판(2′)의 불량율을 비교측정한 바 표 1과 같이 나타났다.

즉 소성기판(2′)의 1시트당 두께는 1mm이고 넓이는 50×50(mm)일 때 시트간에 고알루미나 분말을 개입시켜 10단층으로 소결하여 측정한 결과, 아래의 표 1에서 보는 바와 같이 본 실시예가 세라믹기판의 불량율이 훨신 적게 나타났다.

[표 1]

또한 미소성기판(2)에 하중을 가하는 하중판(4)(5)은 표면조도가 좋은 고순도 알루미나로 되어 있어 미소성기판(2) 소성시 수축에 의하여 표면에 흠집에 생기는 것을 방지할 수 있어 양질의 세라믹기판을 얻을 수 있는데 이때 하중판(4)(5)을 표면조도가 좋은 고순도 알루미나를 사용할 때와 미사용시를 측정한 결과, 표2에서 나타난 바와 같이 받침대(1) 및 하중판(4)(5)을 표면조도가 좋은 고순도 알루미나로 사용한 경우에 소성기판(2′)(즉 소결된 세라믹기판)의 표면의 매끄럽게 나타났다.

[표 2]

상기 실시예에서 설명한 바와 같이 본 발명은 세라믹기판을 2차 열처리를 하여 평활한 기판을 얻어냈던 종래의 방법을 개선하여 1차 소성만으로도 평활한 기판을 얻을 수 있으며 종래의 1축 하중방식이 아닌 2축하중방식을 채택함으로써 소성기판에 균일한 하중을 가할 수 있어 보다 평활한 기판을 얻을 수 있고 또한 하중판 및 받침대의 재질을 표면조도가 좋은 고순도 알루미나로 하여 소성기판 수축에 따른 표면흠집을 최대로 방지할 수 있어 고질의 세라믹기판을 얻을 수 있으며, 또한 기판을 환원분위기에서 소성하는 경우 Mo 금속과 같은 고융점을 갖는 재질을 사용할 수 있어 고온에서 몰리브덴 금속의 표면연하에 의해 표면조도가 좋은 세라믹기판을 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 90°내각을 가진 소정형상의 받침대(1)상에 미소성기판(2)을 탑재하고 이 위에 하중판(4)(5)을 90°각도로 재치하여 두축 하중으로 소성할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 세라믹기판의 소성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 하중판(4)(5) 각각의 일측 단면에 요부(4a)와 철부(5a)를 형성하여 일정 소성후 무하중상태를 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 세라믹기판의 소성방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 소정형상의 받침대(1)와 하중판(4)(5)을 표면조도가 좋은 고순도 알루미나 또는 몰리브덴 금속으로 형성하여 소성기판(2′)으 표면을 매끄럽게할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 세라믹기판의 소성방법.

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