KR20170104329A - 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법 - Google Patents

세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170104329A
KR20170104329A KR1020160027262A KR20160027262A KR20170104329A KR 20170104329 A KR20170104329 A KR 20170104329A KR 1020160027262 A KR1020160027262 A KR 1020160027262A KR 20160027262 A KR20160027262 A KR 20160027262A KR 20170104329 A KR20170104329 A KR 20170104329A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ceramic substrate
tool material
load
unit
seating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020160027262A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101900547B1 (ko
Inventor
홍주섭
소장미
장원철
Original Assignee
주식회사 케이씨씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨씨 filed Critical 주식회사 케이씨씨
Priority to KR1020160027262A priority Critical patent/KR101900547B1/ko
Priority to PCT/KR2017/002331 priority patent/WO2017155249A1/ko
Publication of KR20170104329A publication Critical patent/KR20170104329A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101900547B1 publication Critical patent/KR101900547B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/02—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
    • H01L23/12—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/08—PCBs, i.e. printed circuit boards

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

본 발명은 세라믹 기판의 하부를 지지하는 받침부와 상기 세라믹 기판의 상부를 감싸는 덮개부가 하나의 유닛을 이루는 유닛 도구재, 상기 유닛 도구재의 받침부가 안착하며 상기 유닛 도구재를 감싸는 안착 도구재 및 상기 유닛 도구재의 덮개부 상에 위치하며 상기 유닛 도구재로 하중을 부여하는 하중 도구재를 포함하는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 세라믹 기판의 제조 방법으로서, 세라믹 기판을 연소로와 직접 접하는 안착 도구재 상에 로딩하는 단계 및 상기 안착 도구재 상에 로딩된 세라믹 기판 위로 덮개부를 위치하고, 상기 덮개부 상으로 소정의 하중이 가해지도록 하중 도구재를 적층하는 단계를 포함하는 것인 세라믹 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조방법에 따르면, 제조된 세라믹 기판의 휨을 개선 할 수 있다.

Description

세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법{Loading system for producing ceramic substrate and method of producing ceramic board using thereof}
본 발명은 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 세라믹 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 구리(Cu), 알루미늄(Al)과 같은 금속을 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN) 등과 같은 절연성 세라믹 기판에 접합하여 전자 회로 기판으로 사용되는, , 소위 금속 접합 세라믹 기판이 광범위하게 보급되어 반도체장치의 구성 부품으로서 사용되고 있다. 최근에는 전자 기술 발전으로 인해 전자제품의 고집적, 경박단소화가 이루어지면서 금속 접합 세라믹 기판의 열 방출 특성 및 기계적 특성 개선 목적으로 Si3N4 세라믹 기판에 금속판을 접합하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
세라믹 기판과 금속판을 일체로 접합하는 방법으로, 구리와 같은 금속판을 세라믹 기판에 접촉 배치한 후 구리의 융점(1083℃)보다는 낮고 구리 및 산소의 공융점(1065℃)보다는 높은 온도로 가열하여 구리판을 기판에 직접 접합시키는 직접 접합(Direct bonding copper: DBC) 방법이 개발되어 상용화되었다. 또한, 금속 회로기판을 납재층을 통하여 접합하는 활성 금속법에 의해 제조된 세라믹 회로기판 역시 개발되어 고신뢰성을 요구하는 전력 반도체 등에 적용되고 있다.
금속 접합 세라믹 기판은 세라믹 기판에 금속판을 접합시킨 이후에 금속판을 화학적으로 에칭하여 원하는 회로패턴을 형성하는 방법을 적용하는 추세로 여러 개의 동일 회로패턴이 배열된 회로기판을 동시에 제조할 수 있다. 제조된 회로기판은 최종적으로 레이저가공을 통해 개별 제품으로 절단되어 사용된다.
일반적으로, 금속 접합 세라믹기판은 개별 회로기판으로 절단된 이후에 반도체를 실장하는 공정을 거치지만, 생산성 및 작업효율을 높이기 위해서 개별 회로기판이 아닌 동일 회로패턴의 복합 배열 회로 기판을 통째로 적용하기 위해 노력 중이다. 이때, 복합 배열 회로 기판은 레이저로 절단선이 가공된 상태로 적용되어야 효율적이다. 하지만, 복합 배열의 금속 접합 세라믹기판은 개별 회로기판 대비 크기가 커서 기판 휨의 영향으로 인해 대량 생산을 위한 자동화 공정이나 진공 고정을 통한 공정 이송 시 어려움이 클 뿐만 아니라 적재 시나 이송 시에 파손으로 인한 불량이 발생할 가능성 또한 높다. 따라서, 이런 문제점을 해결하기 위해 복합 배열 금속 접합 세라믹기판의 휨을 개선하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
국내 특허공개공보 제10-1280250호 일본공개특허 제2011-216533호
본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위한 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 세라믹 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 의하면, 세라믹 기판의 하부를 지지하는 받침부와 상기 세라믹 기판의 상부를 감싸는 덮개부가 하나의 유닛을 이루는 유닛 도구재, 상기 유닛 도구재의 받침부가 안착하며 상기 유닛 도구재를 감싸는 안착 도구재 및 상기 유닛 도구재의 덮개부 상에 위치하며 상기 유닛 도구재로 하중을 부여하는 하중 도구재를 포함하는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면에 의하면 세라믹 기판의 제조 방법으로서, 세라믹 기판을 연소로와 직접 접하는 안착 도구재 상에 로딩하는 단계 및 상기 안착 도구재 상에 로딩된 세라믹 기판 위로 덮개부를 위치하고, 상기 덮개부 상으로 소정의 하중이 가해지도록 하중 도구재를 적층하는 단계를 포함하는 것인 세라믹 기판의 제조 방법을 제공한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조방법에 따르면, 제조된 세라믹 기판의 휨을 개선 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 기판 제조용 적층 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 기판 제조용 적층 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세라믹 기판 제조용 적층 시스템을 나타낸 도면이다.
알루미나 세라믹 기판은 생산성을 고려하여 테잎 캐스팅 방법으로 그린시트를 성형하고 고온에서 가열 처리(소결)하여 제조된다. 세라믹 기판은 장축 또는 단축으로 휨이 발생하는데 휨 발생 원인은 크게 두 가지이다. 하나는 세라믹 기판 수축률의 차이가 원인으로 알려져 있다. 테잎 캐스팅 방법으로 성형된 그린시트의 가로 방향과 세로방향의 입자 배열 및 상부와 하부 밀도차로 인해 가열 처리인 소결 과정에서 수축률 차이가 발생하고 이로 인해 장축 또는 단축방향으로의 휨이 발생한다. 다른 하나는 가열 처리인 소결 과정에서의 온도 및 냉각속도에 의한 영향으로 휨이 발생한다. 세라믹 기판의 크기가 클수록 또는 얇을수록 휨 발생 가능성 및 휨 정도가 크다. 기판의 휨 현상이 발생하면 기판 상에 장착되는 금속 접합이 용이하지 않을 수 있어 작업효율 및 생산성이 떨어지게 된다. 뿐만 아니라 금속 접합 이후에도 접합 기판의 휨에 영향을 주고 후속 공정에서 패키징 과정을 정상적으로 수행할 수 없는 문제점이 발생한다. 세라믹 기판의 휨은 금속 접합 기판의 휨과 밀접한 관련이 있으므로 세라믹 기판의 휨은 최소화시켜야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 세라믹 기판의 휨을 최소화 하고자 기 제조된 세라믹 기판을 재 열처리 할 수 있는 적층 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명에 있어서의 '휨' 이라 함은 각 부재들의 장축 길이 방향에 대한 두께 방향의 길이 변형량의 백분율을 의미한다.
구체적으로, 도 1을 참조하면 본 발명의 세라믹 기판 제조용 적층 시스템은 세라믹 기판(122)의 하부를 지지하는 받침부(121)와 상기 세라믹 기판의 상부를 감싸는 덮개부(123)가 하나의 유닛을 이루는 유닛 도구재(120)를 포함한다. 상기 받침부(121) 및 덮개부(123)를 세라믹 기판(122)의 하부 및 상부에 배치함으로써, 연소로에서 고온 가열 처리 과정에서의 효율적인 열 전달을 유도할 수 있고, 받침부(121) 및 덮개부(123)를 포함하는 일 유닛 도구재를 형성하여 후술하는 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 시스템 내에서 다수의 유닛 세트를 적층할 수 있다.
여기서, 상기 덮개부(123)는 유닛 도구재(120)의 상부에 위치하여 세라믹 기판(122)에 연소로에서의 고온 처리시 열 전달에 의하여 직접적인 영향을 주고 하중에 의한 영향을 최소화하기 위해 완충작용을 수행할 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면 본 발명의 세라믹 기판 제조용 적층 시스템은 상기 유닛 도구재(120)의 받침부(121)가 안착하며 상기 유닛 도구재를 감싸는 안착 도구재(110) 및 상기 유닛 도구재(120)의 덮개부(123) 상에 위치하며 상기 유닛 도구재(120)에 하중을 부여하는 하중 도구재(130)를 포함한다.
상기 안착 도구재(110)는 본 발명의 적층 시스템(100)에서 최하단부에 위치하고, 세라믹 기판(122)의 재 가열 처리시 세라믹 기판(122)과는 직접적으로 맞닿지는 않고, 고온의 연소로(미도시)의 바닥에 맞닿아져 상기 유닛 도구재(120)가 안착 도구재(110) 상에 배치되는 것이므로, 연소로와 적층 시스템 받침으로서의 역할을 수행하는 것이며, 상기 안착 도구재가 고온에서의 열 변형시 전체 적층 시스템의 기울기가 변동되어 세라믹 기판에 고른 하중을 부여할 수 없으므로, 고온에서도 변형율이 낮은 세라믹 소재를 이용할 수 있다.
상기 하중 도구재(130)는 적층 시스템(100) 내에 포함되는 세라믹 기판에 고온에서 하중을 고르게 부하함으로써, 세라믹 기판의 편평도를 높이는 역할을 수행 할 수 있다. 상기 하중 도구재(130)의 재질은 고온에서 변형에 강하며 열전도도가 높은 세라믹 계열의 재질로 적용할 수 있다.
상기 하중 도구재(130)의 하중을 가하고자 하는 무게는 0.5kg 이상 6kg 미만으로 설정할 수 있다. 상기 하중 도구재(130)의 무게가 0.5kg 미만이면, 그 무게가 너무 낮아 세라믹 기판의 휨 개선이 용이하지 않을 수 있고, 상기 하중 도구재(130)의 무게가 6kg 이상이면 너무 높은 하중의 부과로 인하여 적층 시스템 내부에서의 세라믹 기판에 과도한 하중이 부가되어 세라믹 기판이 오히려 변형될 수 있다.
따라서, 기 제조된 세라믹 기판이 가지고 있는 휨을 연소로에서 상기 적층 시스템을 이용하여 가열 처리를 수행함으로써, 세라믹 기판의 휨을 개선할 수 있다. 이는, 상기 적층 시스템의 구조적인 측면에서 효율적으로 세라믹 기판의 휨을 개선하는 것이지만, 본 발명자들은 상기 적층 시스템 내에서의 각 부재들의 소재를 달리 함으로써, 효율적인 공정 및 불량률을 최소화 할 수 있는 것 또한 도출하였다.
구체적으로는, 상기 안착 도구재(110), 덮개부(123), 받침부(121), 및 하중 도구재(130)는 Al2O3, SiC, 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있는 것일 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 안착 도구재(110)는 적층 시스템의 최하단부이고 세라믹 기판에 직접적으로 맞닿는 부분이 아니므로, Al2O3를 포함할 수 있고, 또는 가열 처리시의 온도 균일성을 위해서는 SiC를 포함할 수 있다.
상기 덮개부(123)는 세라믹 기판과 직접적으로 맞닿아 변형에 영향을 미치고 하중에 의한 영향을 최소화해야 하기 때문에 완충작용을 위하여 고온에서 변형이 가능한 Al2O3를 포함할 수 있으며, 상기 받침부(121) 및 하중 도구재(130)는 열 변형에 강하고 고른 열 전달을 위하여, SiC를 포함하는 것일 수 있다.
상기 안착 도구재(110)와 덮개부(123)는 그 두께가 2 내지 20mm일 수 있다. 상기 안착 도구재의 두께가 2mm 미만이면, 기판 휨 개선 측면에서 좋지 않고, 상기 두께가 20mm 초과이면 세라믹 기판의 휨 크기는 감소하지만 형상이 불균일하게 변화되어 비효과적이다. 또한, 상기 받침부(121)는 그 두께가 2 내지 20mm일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 의하면, 도 2, 및 도 3을 참조하면 공정의 효율성을 위하여 상기 유닛 도구재(120)가 적층 시스템(100) 내에 다수 포함되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 유닛 도구재(120)는 세라믹 기판의 상술한 휨량을 최소화 할 수 있고, 열처리 공정의 온도 균일성이 유지되는 한 본 발명의 하중 도구재의 하중량의 범위 내에서 그 적층수를 증가시킬 수 있다.
여기서, 도 2, 및 도 3에서의 도 1과 동일한 부호는 도 1과 동일 기능을 나타내는 동일 부재에 해당한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안착 도구재(110), 덮개부(123), 받침부(121), 및 하중 도구재(130)의 휨은 각 도구재 장축 길이 대비 두께 방향의 변형률이 0.5% 이하일 수 있다. 상기 변형률을 0.5% 이하로 함으로써, 본 발명의 적층 시스템에 의하여 재 가열 처리된 세라믹 기판의 휨을 0.5% 이하로 개선 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 세라믹 기판(122)은 두께가 0.25mm 내지 1.0mm 일 수 있고, 상기 세라믹 기판(122)은 Al2O3, AlN, 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있고, 유닛(120) 내에서 1 내지 100매가 적층된 형태로 포함되는 것일 수 있고, 공정의 효율성을 위하여 20 내지 40 매가 적층된 형태로 유닛(120) 내에 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 세라믹 기판의 제조 방법으로서, 가열 처리되어 제조된 세라믹 기판의 휨을 개선하기 위하여, 세라믹 기판을 연소로와 직접 접하는 안착 도구재 상에 로딩하는 단계 및 상기 안착 도구재 상에 로딩된 세라믹 기판 위로 덮개부를 위치 시키고, 상기 덮개부 상으로 소정의 하중이 가해지도록 하중 도구재를 적층하는 단계를 포함하는 것인 세라믹 기판의 제조 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 세라믹 기판을 안착 도구재 상에 로딩하는 단계는 상기 안착 도구재 상에 받침부를 적층하는 단계 및 상기 받침부 상에 상기 세라믹 기판을 적층하는 단계를 포함하는 것일 수 있고, 상기 하중 도구재와 상기 안착 도구재 사이에, 상기 덮개부와 상기 받침대로 상, 하부가 감싸져 있는 세라믹 기판이 다수 개 적층되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본원 발명의 제조방법에 의하여 세라믹 기판의 휨을 효율적으로 개선 하기 위해서, 그리고 세라믹 기판의 고온 연소로에서의 세라믹 기판의 보호, 및 세라믹 기판의 전 면적에 대한 고른 열 전달을 위하여, 상기 안착 도구재, 덮개부, 하중 도구재, 받침부는 상기 세라믹 기판 보다 너비 및 폭이 동일 또는 큰 것일 수 있다.
상기 적층하는 단계 이후에는 연소로에서 가열 처리를 수행하고, 상기 가열 처리는 1200 내지 1500℃일 수 있다. 상기 가열 처리 온도가 1200℃ 미만이면, 세라믹 기판의 휨 변화가 용이하지 않을 수 있고, 상기 가열 처리 온도가 1500℃ 초과이면, 고온으로 인하여 세라믹 기판과 세라믹 기판의 고착 또는 세라믹 기판과 안착 도구재 및 받침 도구재와의 고착이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 가열은, 구체적으로 연소로 내에 적층된 본원의 적층 시스템을 연소로 내에 배치하고, 상온에서부터 1200 내지 1500℃로 온도를 상승 시키는 것일 수 있다. 그 이후, 온도를 2 내지 8 시간 유지하고, 상온까지 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기의 제조방법에 의하여 제조된, 본 발명에 따른 휨 개선 세라믹 기판은, 세라믹 기판의 휨이 장축 길이에 대한 두께 방향의 변형율이 0.5% 이하일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명의 권리 범위가 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
세라믹 기판의 제조
세라믹 기판으로는 테이프 캐스팅(tape casting) 방법에 의해 제조된 두께 0.38 ㎜ 및 장축 길이 190mm의 Al2O3 기판을 사용하였다.
적층 시스템을 이용한 세라믹 기판의 가열
실시예 1
상기 세라믹 기판 40매를 적층한 후, 세라믹 기판과 너비와 폭이 동일한 받침부, 안착 도구재, 덮개부, 및 하중 도구재를 준비하고, 도 2와 같은 순서로 적층 시스템을 형성하였다. 여기서 세라믹 기판이 40매 적층된 유닛 도구재는 5개로 하여 총 200 매의 세라믹 기판을 적층 시스템에 포함 시켰다.
여기서 받침부의 두께는 5mm 이고 SiC를 포함하는 것이며, 안착 도구재의 두께는 5mm 이며 Al2O3를 포함하는 것이고, 덮개부의 두께는 5mm 이며, Al2O3를 포함하는 것이었다.
상기 하중 도구재는 SiC를 포함하고, 그 무게는 0.5kg 이었다.
가열 공정으로서, 상기 적층 시스템을 연소로 내에 배치하고, 상온으로부터 1400℃까지 온도를 상승 시킨 후, 그 온도를 4시간 유지하였다. 이후 서서히 냉각을 실시하여 상온 도달 후 가열 공정을 멈추었다. 이후 적층 시스템을 해체시켜 실시예 1의 세라믹 기판을 얻었다.
실시예 2
상기 하중 도구재의 무게를 1.5kg으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 적층 시스템을 형성 후, 동일한 가열 공정을 진행하여 세라믹 기판을 얻었다.
실시예 3
상기 하중 도구재의 무게를 3.0kg으로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 적층 시스템을 형성 후, 동일한 가열 공정을 진행하여 세라믹 기판을 얻었다.
비교예 1 내지 4
상기 하중 도구재의 무게를 각각 하기 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지로 적층 시스템을 형성 후, 동일한 가열 공정을 진행하여 세라믹 기판을 얻었다.
세라믹 기판에 금속 접합
실시예 4 내지 6
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 세라믹 기판을 이용하여, 두께 0.3mm의 구리 금속판을 상기 제조된 세라믹 기판 표면에 접촉 배치한 후 1065~1200℃ 온도에서, 질소가 투입되는 환원분위기 하에서 가열하여 구리판을 세라믹 기판에 직접 접합시키는 직접접합(Direct copper bonding: DCB) 방법으로 알루미나 구리 접합 기판을 제조하였다.
비교예 4
본원 실시예와 같은 세라믹 기판의 재열처리를 수행하지 않은 알루미나 기판을 이용한 것을 제외하고는 실시예 4과 마찬가지로 진행하여 구리 금속 접합 알루미나 기판을 제조하였다.
시험예
휨 측정기기로서 Flatness Measurement and Analysis System, TherMoir (Model PS200)을 이용하였다.
휨 측정 방법은 각 실시예 및 비교예에서 제조된 세라믹 기판 또는 금속 접합 세라믹 기판에 대해 10개의 제품을 제조하여 휨의 크기를 측정하여 평균값을 산출하였다.
표 1은 열처리 이전의 세라믹기판과 열처리 이후의 세라믹 기판의 휨 크기(mm)를 나타내며, 표 2는 휨 차이를 갖는 세라믹 기판의 금속 접합 공정 이후의 금속 접합 세라믹 기판의 휨 크기(mm)를 나타낸다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
하중도구재 무게 0.5kg 1.5kg 3kg 0.3kg 6kg 7kg 10kg
받침부 휨량 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음
열처리 전 세라믹 기판 휨량 평균 (세라믹기판 190mm) 1.52mm
0.80%		 1.52mm
0.80%		 1.52mm
0.80%		 1.52mm
0.80%		 1.52mm
0.80%		 1.52mm
0.80%		 1.52mm
0.80%
적층 시스템을 이용한 열처리 후
장축 길이 대비 휨량 평균
(세라믹기판 190mm)		 0.79mm
0.42%		 0.46mm
0.24%		 0.82mm
0.43%		 1.15mm
0.61%		 1.25mm
0.66%		 1.27mm
0.67%		 1.31mm
0.69%
구분 비교예 4 실시예 4 실시예 5 실시예 6
하중도구재 무게 없음 0.5kg 1.5kg 3kg
열처리 후
세라믹 기판 휨량 평균		 1.31mm
0.69%		 0.79mm
0.42%		 0.46mm
0.24%		 0.82mm
0.43%
금속접합기판 휨량 평균 1.39mm
0.73%		 0.81mm
0.43%		 0.52mm
0.27%		 0.88mm
0.46%
표 1과 표 2를 살펴보면 세라믹 기판의 휨은 하중도구재의 무게가 증가할수록 증가하며, 세라믹 기판의 휨이 작을수록 금속접합세라믹 기판의 휨 또한 감소함을 확인할 수 있다.
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 세라믹 기판의 휨 개선 공정을 거친 본원 실시예 1 내지 3은 장축길이 대비 휨량 평균 값이 0.5% 이하로, 이후의 실장 공정 또는 접합 공정에서 불량률이 최소화 될 수 있도록 휨이 개선된 기판을 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나,　본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100 적층 시스템
110 안착 도구재
120 유닛 도구재
121 받침부
122 세라믹 기판
123 덮개부
130 하중 도구재

Claims (12)

  1. 세라믹 기판의 하부를 지지하는 받침부와 상기 세라믹 기판의 상부를 감싸는 덮개부가 하나의 유닛을 이루는 유닛 도구재;
    상기 유닛 도구재의 받침부가 안착하며 상기 유닛 도구재를 감싸는 안착 도구재; 및
    상기 유닛 도구재의 덮개부 상에 위치하며 상기 유닛 도구재로 하중을 부여하는 하중 도구재를 포함하는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 적층 시스템은 상기 하중 도구재와 상기 안착 도구재 사이에 적층되는 다수 개의 유닛 도구재를 포함하며,
    상기 다수 개의 유닛 도구재는 일 유닛 도구재 상에 적층되는 다른 유닛 도구재의 받침부와, 하측에 위치하는 일 유닛 도구재의 덮개부가 접하도록 적층되는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하중 도구재의 하중은 0.5 내지 6kg 범위 내인 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 안착 도구재, 받침부, 덮개부, 하중 도구재는 각각 Al2O3, SiC, 및 Si3N4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 받침부와 하중 도구재는 SiC를 포함하는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 안착 도구재는 Al2O3, 또는 SiC를 포함하는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 덮개부는 Al2O3를 포함하는 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 안착 도구재, 덮개부, 하중 도구재, 및 받침부는 세라믹 기판 보다 너비 및 폭이 동일하거나 큰 것인 세라믹 기판 제조용 적층 시스템.
  9. 세라믹 기판의 제조 방법으로서,
    세라믹 기판을 연소로와 직접 접하는 안착 도구재 상에 로딩하는 단계; 및
    상기 안착 도구재 상에 로딩된 세라믹 기판 위로 덮개부를 위치 시키고, 상기 덮개부 상으로 소정의 하중이 가해지도록 하중 도구재를 적층하는 단계를 포함하는 것인 세라믹 기판의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 세라믹 기판을 안착 도구재 상에 로딩하는 단계는 상기 안착 도구재 상에 받침부를 적층하는 단계 및 상기 받침부 상에 상기 세라믹 기판을 적층하는 단계를 포함하는 것인 세라믹 기판의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 하중 도구재와 상기 안착 도구재 사이에, 상기 덮개부와 상기 받침부로 상, 하부가 감싸져 있는 세라믹 기판이 다수 개 적층되는 단계를 더 포함하는 것인 세라믹 기판의 제조 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 안착 도구재, 덮개부, 하중 도구재, 받침부는 상기 세라믹 기판 보다 너비 및 폭이 동일 또는 큰 것인 세라믹 기판의 제조 방법.
KR1020160027262A 2016-03-07 2016-03-07 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법 Active KR101900547B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160027262A KR101900547B1 (ko) 2016-03-07 2016-03-07 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법
PCT/KR2017/002331 WO2017155249A1 (ko) 2016-03-07 2017-03-03 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160027262A KR101900547B1 (ko) 2016-03-07 2016-03-07 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170104329A true KR20170104329A (ko) 2017-09-15
KR101900547B1 KR101900547B1 (ko) 2018-09-19

Family

ID=59790804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160027262A Active KR101900547B1 (ko) 2016-03-07 2016-03-07 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101900547B1 (ko)
WO (1) WO2017155249A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024128770A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 주식회사 케이씨씨 세라믹 기판의 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200127511A (ko) * 2019-05-02 2020-11-11 주식회사 아모센스 세라믹 기판 및 그의 제조방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3994380B2 (ja) * 2002-06-14 2007-10-17 日立金属株式会社 セラミック多層基板の製造方法
JP2004253429A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd セラミック多層基板の製造方法
JP4581575B2 (ja) * 2004-09-09 2010-11-17 株式会社村田製作所 板状セラミック体の製造方法及びセラミック焼成用荷重付加部材
KR100975768B1 (ko) * 2008-01-17 2010-08-17 에스디에이테크놀러지 주식회사 다층인쇄회로기판의 가압접착방법
KR100965143B1 (ko) * 2009-10-27 2010-06-25 (주)앤피에스 서셉터 유닛 및 이를 구비하는 기판 처리 장치
KR101284093B1 (ko) * 2012-01-19 2013-07-10 주식회사 테라세미콘 기판용 지지 유닛 및 이를 사용한 기판 처리 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 특허공보 특허 제 4581575호(2010.11.17.) 1부. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024128770A1 (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 주식회사 케이씨씨 세라믹 기판의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101900547B1 (ko) 2018-09-19
WO2017155249A1 (ko) 2017-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1944116B1 (en) Cladding material and its fabrication method, method for molding cladding material, and heat sink using cladding material
JP4996600B2 (ja) アルミニウム−炭化珪素質複合体及びそれを用いた放熱部品
US6791180B2 (en) Ceramic circuit board and power module
KR101021450B1 (ko) 알루미늄-탄화 규소질 복합체
EP3358615B1 (en) Silicon nitride circuit board and semiconductor module using same
EP3780087B1 (en) Method of manufacturing bonded body for insulating circuit board, and bonded body for insulating circuit board
WO2017061379A1 (ja) ヒートシンク付きパワーモジュール用基板及びパワーモジュール
KR101675727B1 (ko) 금속접합 세라믹기판
KR101900547B1 (ko) 세라믹 기판 제조용 적층 시스템 및 이를 이용한 세라믹 기판의 제조 방법
EP3761764A1 (en) Insulating circuit board
EP3041047B1 (en) Metallization for preventing substrate warpage
KR101953433B1 (ko) 세라믹 기판 휨 발생용 도구 세트 및 이를 이용한 세라믹 기판의 휨 발생 방법
KR102529238B1 (ko) 세라믹 기판 및 이의 제조방법
JP7054073B2 (ja) ヒートシンク付き絶縁回路基板
JP2018041867A (ja) 放熱基板、及び放熱基板の製造方法
JP2010170815A (ja) 加熱冷却ユニット
JP6853443B2 (ja) パワーモジュール用基板の製造方法
JP7311071B1 (ja) 積層板の製造方法
WO2020203633A1 (ja) 窒化珪素回路基板、及び、電子部品モジュール
JP2010267997A (ja) セラミックス回路基板およびパワーモジュール
JP7655046B2 (ja) 絶縁回路基板の製造方法
JP7363583B2 (ja) 絶縁回路基板の製造方法
JP2007095866A (ja) セラミック基板の製造方法
KR20250064087A (ko) 그린 시트, 휨이 억제된 질화규소 기판을 제조하는 방법 및 이로부터 제조된 질화규소 기판
JP3879654B2 (ja) パワーモジュール用基板の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

P14-X000 Amendment of ip right document requested

St.27 status event code: A-5-5-P10-P14-nap-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20210826

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000