多層セラミック基板の製造方法
【課題】多層セラミック基板の製造方法が開示される。
【解決手段】本多層セラミック基板の製造方法は、結晶化ガラス成分を含有する複数のセラミックグリーンシートが積層されて成り第１及び第２面を有するセラミック積層体と、セラミック積層体の第１及び第２面のうち他のセラミック積層体と接する面として提供される面に形成され、非結晶化ガラス成分を含有する第１接合用セラミックグリーンシートを含む複数のセラミックブロックを備える段階、複数のセラミックブロックを焼成する段階、隣接した複数のセラミックブロックの第１接合用セラミックグリーンシート同士が向い合うよう複数のセラミックブロックを積層する段階、及び第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を利用して複数のセラミックブロックを接合させる段階を含む。
【解決手段】本多層セラミック基板の製造方法は、結晶化ガラス成分を含有する複数のセラミックグリーンシートが積層されて成り第１及び第２面を有するセラミック積層体と、セラミック積層体の第１及び第２面のうち他のセラミック積層体と接する面として提供される面に形成され、非結晶化ガラス成分を含有する第１接合用セラミックグリーンシートを含む複数のセラミックブロックを備える段階、複数のセラミックブロックを焼成する段階、隣接した複数のセラミックブロックの第１接合用セラミックグリーンシート同士が向い合うよう複数のセラミックブロックを積層する段階、及び第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を利用して複数のセラミックブロックを接合させる段階を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層セラミック基板の製造方法に関するもので、より詳しくは、複数のセラミックブロックを接合する方式を利用した多層セラミック基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体素子が一つの完成された半導体パッケージとしてその性能を果たすためには数多い工程を経て完成される。具体的に、工程は半導体ウェーハの生産、前工程（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：ＦＡＢ）、組立工程（Ａｓｓｅｍｂｌｙ）に大きく分けられる。
【０００３】
特に、ＦＡＢ工程によりウェーハ上に複数の半導体素子が形成され、複数の半導体素子は電気的な特性検査（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｅ Ｓｏｒｔｉｎｇ；ＥＤＳ、以下、ＥＤＳという）を通して良、不良を選別するようになる。このようなＥＤＳに使用される装備はテスター（Ｔａｓｔｅｒ）と、プローブステーション（Ｐｒｏｂｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）からなっており、プローブステーションにウェーハ上の半導体素子の電極パッドと機械的に接触されるプローブカード（Ｐｒｏｂｅ Ｃａｒｄ）が設けられている。
【０００４】
一般的にプローブカードは、テスト対象である半導体ウェーハの大きさに対応するよう製造されることができる。この場合、プローブカードは約８〜１２インチの大きさに製造されるもので、強い強度が求められるため、多層セラミック基板を利用して製造されることができる。
【０００５】
一方、多層セラミック基板は複数のセラミックグリーンシートからなるセラミック積層体を焼成する過程を通して形成されることができる。この場合、セラミック積層体はその内部に数千から数万個の内部電極またはビア電極のような層間回路を含む。しかし、層間回路はセラミック積層体の焼成時、セラミックグリーンシートの収縮により位置が変更或いは変形され位置の正確度が低いという問題点があった。
【０００６】
これを解決するための方案として、セラミック積層体の上／下面に拘束層を積層して面方向の収縮を抑制する方案が開発された。しかし、このような方法を利用しても、セラミック積層体の厚さが５ｍｍ以上の場合には面方向に収縮が生じて層間回路の位置が変更及び変形するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、複数のセラミックブロックを予め焼成して接合することにより、層間回路の位置の正確度を増加させることができる多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、非結晶化ガラス成分を含む接合用セラミックグリーンシート或いは接着層を利用して複数のセラミックブロックを接合させることにより、セラミックブロック同士の接合力を増加させることができる多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のような目的を達成すべく、本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法は、結晶化ガラス成分を含有する複数のセラミックグリーンシートが積層されて成り第１及び第２面を有するセラミック積層体と、上記セラミック積層体の第１及び第２面のうち他のセラミック積層体と接する面として提供される面に形成され、非結晶化ガラス成分を含有する第１接合用セラミックグリーンシートを含む複数のセラミックブロックを備える段階、上記複数のセラミックブロックを焼成する段階、隣接した複数のセラミックブロックの第１接合用セラミックグリーンシート同士が向い合うよう上記複数のセラミックブロックを積層する段階、及び上記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を利用して上記複数のセラミックブロックを接合させる段階を含む。
【００１０】
この場合、上記複数のセラミックブロックを接合させる段階は、上記積層された複数のセラミックブロックに熱を加えて上記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を溶融させ接合することができる。
【００１１】
一方、上記結晶化ガラス成分は、焼結されるとＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８及びＣａＭｇＳｉ２Ｏ６のいずれか一つを生成することができる。また、上記非結晶化ガラス成分はＳｉＯ２系ガラスであることができる。この場合、上記ＳｉＯ２系ガラスはＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ及びＳｉＯ２−ＣａＯのいずれか一つを含むことができる。
【００１２】
本発明において、上記複数のセラミックブロックのそれぞれは２ｍｍ以下の厚さで形成されることが好ましい。
【００１３】
また、上記複数のセラミックブロックを焼成する段階は、上記複数のセラミックブロックの対向する両面のうち少なくとも一面に拘束層を形成する段階、上記拘束層が形成された各セラミックブロックを焼成する段階及び、上記各セラミックブロックから拘束層を除去する段階を含むことができる。
【００１４】
また、上記複数のセラミックブロックを積層する段階は、上記隣接した複数のセラミックブロックの間に非結晶化ガラス成分を含有する第２接合用セラミックグリーンシートが位置するよう上記複数のセラミックブロックを積層する段階であることができる。この場合、上記第１及び第２接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分は同一の物質であることができる。
【００１５】
一方、上記第２接合用セラミックグリーンシートは３０〜１００μｍの厚さで形成されることができる。また、上記複数のセラミックブロックはそれぞれ層間回路を含み、上記第２接合用セラミックグリーンシートは上記隣接したセラミックブロックの層間回路が連結されるよう導電性ビアをさらに含むことができる。
【００１６】
また、上記第２接合用セラミックグリーンシートは、上面及び下面にバインダー樹脂と溶媒を含む接着層をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、２ｍｍ以下の厚さを有する複数のセラミックブロックを予め焼成して接合することにより、多層セラミック基板内に含まれた層間回路の位置の正確度を増加させることができるようになる。
【００１８】
そして、非結晶化ガラス成分を含む接合用セラミックグリーンシートまたは接着層を利用して複数のセラミックブロックを接合させることにより、セラミックブロック同士の接合力を増加させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図１ｂ】本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図２】図１ａに図示されたセラミックブロックの焼成方法を説明するための図面である。
【図３ａ】本発明の他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図３ｂ】本発明の他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図４ａ】本発明のさらに他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図４ｂ】本発明のさらに他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図５ａ】図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図５ｂ】図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図５ｃ】図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図６ａ】図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図６ｂ】図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図６ｃ】図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの 製造方法を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、添付の図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
【００２１】
図１ａ及び図１ｂは本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。先ず、図１ａに図示された通り、複数のセラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を製造する。それぞれのセラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００はセラミック積層体と第１接合用セラミックグリーンシートを含む。
【００２２】
具体的に、第１セラミックブロック１００はセラミック積層体１１０及び第１接合用セラミックグリーンシート１２０を含む。この場合、セラミック積層体１１０は複数のセラミックグリーンシートからなることができる。そして、セラミック積層体１１０の第１面及び第２面のうち他のセラミックブロックと接する面として提供される面に第１接合用セラミックグリーンシート１２０が形成される。図１ａにおいて最上層に位置した第１セラミックブロック１００は第２面、すなわち下面のみ他のセラミック積層体と接するため、第２面にのみ第１接合用セラミックグリーンシート１２０が接合されることができる。
【００２３】
また、第１セラミックブロック１００は電気的な信号ラインとして利用される層間回路１１０ａ、１２０ａを含む。層間回路１１０ａ、１２０ａにはセラミック積層体１１０に含まれた導電性ビア及び内部電極と、第１接合用セラミックグリーンシート１２０に含まれた導電性ビアが含まれることができる。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０に含まれた導電性ビアは、セラミック積層体１１０の第１面及び第２面を通して露出される層間回路に対応する位置に形成されることができる。
【００２４】
一方、第２セラミックブロック２００は、セラミック積層体２１０、第１接合用セラミックグリーンシート２２０及び層間回路２１０ａ、２２０ａを含む。この場合、第２セラミックブロック２００は第１及び第３セラミックブロック１００、３００と接するもので、第１面及び第２面のいずれにも第１接合用セラミックグリーンシート２２０が接合されることができる。
【００２５】
また、第３セラミックブロック３００は、セラミック積層体３１０、第１接合用セラミックグリーンシート３２０及び層間回路３１０ａ、３２０ａを含む。この場合、第３セラミックブロック３００は第２及び第４セラミックブロック２００、４００と接するもので、第１面及び第２面のいずれにも第１接合用セラミックグリーンシート３２０が接合されることができる。
【００２６】
そして、第４セラミックブロック４００は、セラミック積層体４１０、第１接合用セラミックグリーンシート４２０及び層間回路４１０ａ、４２０ａを含む。この場合、第４セラミックブロック４００は、第３及び第５セラミックブロック３００、５００と接するもので、第１面及び第２面のいずれにも第１接合用セラミックグリーンシート４２０が接合されることができる。
【００２７】
また、第５セラミックブロック５００は、セラミック積層体５１０、第１接合用セラミックグリーンシート５２０及び層間回路５１０ａ、５２０ａを含む。この場合、第５セラミックブロック５００は最下層に位置するもので、第１面、すなわち、上面のみ第４セラミックブロック４００と接するため、第１面にのみ第１接合用セラミックグリーンシート５２０が接合されることができる。
【００２８】
一方、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を構成するセラミック積層体は、複数のセラミックグリーンシートからなる。この場合、複数のセラミックグリーンシートは結晶化ガラス成分とセラミック成分、有機バインダー及び混合溶媒などを混合したスラリーを塗布及び乾燥させる方式で形成されるもので、複数のセラミックグリーンシートは結晶化ガラス成分を含有する。この場合、結晶化ガラスとは、通常の低温焼成用ガラス成分であって、該当セラミックの焼成温度で結晶化されるガラス成分をいう。このような特性を有する結晶化ガラスとしては、焼結されるとＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８及びＣａＭｇＳｉ２Ｏ６などの物質を生成させる材料が利用されることができる。
【００２９】
また、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０は、非結晶化ガラス成分とセラミック成分、有機バインダー及び混合溶媒などを混合したスラリーを塗布及び乾燥させる方式で形成される。このように製造された第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０を各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０の第１面及び第２面のいずれか一面に積層することにより、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を形成することができるようになる。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０は、非結晶化ガラス成分を含有するもので、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０とは異なるガラス成分を含有する。
【００３０】
非結晶化ガラスとは、結晶化ガラスとは異なって該当セラミックの焼成温度で結晶化されないか、通常の低温焼成用ガラス成分より結晶化の程度が低いため焼成後に熱のようなエネルギーを加える場合、相対的に高い接合強度を与えることができるガラス成分をいう。このような特性を有する非結晶化ガラスには、ＳｉＯ２系ガラス物質があり得る。この場合、ＳｉＯ２系ガラス物質としてはＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ及びＳｉＯ２−ＣａＯなどがあり得る。
【００３１】
図１ａでは第１から第５セラミックブロック１００〜５００を構成するセラミックブロックが２個のセラミックグリーンシートからなるものに図示及び説明したが、これに限定されず、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００が２ｍｍの厚さを超えない範囲内で３個またはそれ以上設計されることもできる。
【００３２】
その後、図１ａに図示された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００のそれぞれを個別に焼成する。この場合、焼成方法は図２に図示された図面を通してより詳しく説明する。図２は図１ａに図示されたセラミックブロックの焼成方法を説明するための図面である。
【００３３】
図２に図示されたセラミックブロックは第２セラミックブロック２００であって、第２セラミックブロック２００を体表として焼成方法を説明する。具体的に、第２セラミックブロック２００の上面及び下面上に拘束層６００ａ、６００ｂを積層する。この場合、第２セラミックブロック２００の焼成温度は約６００〜９００℃で、拘束層６００ａ、６００ｂの焼成温度はそれより高い温度であることができ、約１０００℃以上であることが好ましい。このような条件を満たす物質としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及びジルコニア（ＺｒＯ２）などがあり得る。
【００３４】
その後、拘束層６００ａ、６００ｂが形成された第２セラミックブロック２００を約７００〜９００℃の温度で焼成する。この場合、第２セラミックブロック２００は拘束層６００ａ、６００ｂにより面方向収縮が抑制され、厚さ方向に収縮が発生する。本発明の第２セラミックブロック２００は２ｍｍ以下の厚さで製造されるため、焼成過程で面方向の収縮抑制率が高いため第２セラミックブロック２００に含まれた層間回路２１０ａ、２２０ａの位置が大きく変更しない。この場合、焼成完了した第２セラミックブロック２００は焼成過程での厚さ方向の収縮により約１．５ｍｍ以下の厚さを有することができる。
【００３５】
一方、図２に図示された焼成過程において、第２セラミックブロック２００を構成するセラミック積層体２１０に含有された結晶化ガラス成分は結晶化される。また、第１接合用セラミックグリーンシート２２０に含有された非結晶化ガラス成分は溶融される。焼成後、第２セラミックブロック２００を冷却させると、溶融された非結晶化ガラス成分は固体化する。
【００３６】
図２に図示された方法を通して第２セラミックブロック２００が焼成すると、第２セラミックブロック２００上に積層された拘束層６００ａ、６００ｂを除去する。この場合、拘束層６００ａ、６００ｂの除去は、サンドブラストのような研磨方法を通して行われることができる。
【００３７】
図２では第２セラミックブロック２００を代表にして説明したが、図１ａに図示された第１セラミックブロック１００及び第３から第５セラミックブロック３００〜５００も第２セラミックブロック２００と同一の方法を利用して焼成することができる。
【００３８】
次に、図１ｂに図示された通り、図２に図示された方法を利用して第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００が焼成されると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０を利用して第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合させる。
【００３９】
具体的に、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０同士が向い合うよう積層した後、熱を加えることにより第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合する。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０に含有されている非結晶化ガラス成分は熱により溶融される。これによって、相互向かい合うセラミックブロックの界面で溶融された非結晶化ガラス成分が結合される。この状態で第１から第５セラミックブロック１００〜５００に加わった熱を除去すると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０に含まれた非結晶化ガラス成分が再び固体化し第１から第５セラミックブロック１００〜５００が接合される。このような過程により既に焼成された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合して多層セラミック基板を製造することができるようになる。
【００４０】
上述の通り、２ｍｍ以下の厚さを有する第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を焼成した後、接合することにより第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００内に位置した層間回路の位置が変更或いは変形することを減少させることが可能になる。
【００４１】
また、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０に含有された結晶化ガラス成分が焼成過程で結晶化されることにつれ、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０の強度が増加することができる。この場合、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０の強度は各セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の強度にも影響を与えるもので、各セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の接合により形成された多層セラミック基板の強度も増加することができる。これによって、多層セラミック基板をプローブカードに利用する場合、プローブカードで求められる強度を満たすことができるようになる。
【００４２】
また、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の表面に位置した第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０を利用することにより、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の接合が容易になる。
【００４３】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。図３ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００〜５００は図１ａに図示されたものと同一である。また、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００は図２に図示された方法により個別に焼成されたものであることができる。
【００４４】
図３ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の間には、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０が位置する。この場合、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０のそれぞれは、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の表面に位置する第１接合用セラミックグリーンシートと向かい合うようになる。
【００４５】
また、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０は、非結晶化ガラス成分とセラミック成分、有機バインダー及び混合溶媒などを混合したスラリーを塗布及び乾燥させる方式で形成されることができる。この場合、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０は、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と同一の物質からなることができ、特に、同一の非結晶化ガラス成分を含有することができる。
【００４６】
その後、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００と第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０を接合する。具体的に、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の間に第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０が位置するよう積層させた状態で熱を加える。この場合、熱により第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に含まれた第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含まれた非結晶化ガラス成分が溶融される。これによって、相互向かい合う第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０の界面で溶融された非結晶化ガラス成分が結合される。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含有された非結晶化ガラス成分が同一の場合、その界面で溶融された非結晶化ガラス成分がより旨く結合されることができる。
【００４７】
この状態で第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に加わった熱を除去すると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含有された非結晶化ガラス成分が再び固体化して第１から第５セラミックブロック１００〜５００が接合される。このような過程により既に焼成された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合して多層セラミック基板を製造することができるようになる。
【００４８】
図４ａ及び図４ｂは、本発明のさらに他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図である。図４ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００〜５００は図１ａに図示されたものと同一である。また、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００は図２に図示された方法により個別に焼成されたものであることができる。
【００４９】
図４ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００〜５００の間には第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０が位置する。この場合、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０は図３ａに図示されたものと同一である。
【００５０】
但し、図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０はその上／下面に形成された接着層５０をさらに含む。この場合、接着層５０は第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の層間接合力を増加させるためのものである。これを具現するため、接着層５０はバインダー樹脂と溶媒が混合された物質が利用されることができ、バインダー樹脂と溶媒は溶融性が高い物質が利用されることができる。
【００５１】
その後、図４ｂに図示された通り、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００と接着層５０が形成された第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０を積層した状態で熱を加える。この場合、熱により第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に含まれた第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含まれた非結晶化ガラス成分が溶融され、接着層５０に含まれた物質が溶融される。これによって、相互向かい合う第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０の界面で溶融された非結晶化ガラス成分は、接着層５０によりその結合の程度が増加する。
【００５２】
この状態で第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に加わった熱を除去すると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含有された非結晶化ガラス成分と接着層５０が再び固体化して第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００が接合される。このような過程により既に焼成された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合して多層セラミック基板を製造することができるようになる。
【００５３】
図５ａから図５ｃは、図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。先ず、図５ａを参照すると、接合のためのセラミックグリーンシート１を備える。この場合、セラミックグリーンシート１は非結晶化ガラス成分、セラミック成分、バインダー及び混合溶媒などを混合してスラリーを製造した後、塗布及び乾燥する過程を通して製造されることができる。この場合、セラミックグリーンシート１は約３０〜１００μｍの厚さで製造されることができる。
【００５４】
その後、 図５ｂに図示された通り、セラミックグリーンシート１の一部領域をパンチングしてビアホール１１を形成する。この場合、ビアホール１１は図３ａに図示された第１及び第２セラミックブロック１００、２００の表面を通して露出された層間回路が連結されるようそれに対応する位置に形成されることができる。そして、図５ｃに図示された通り、ビアホール１１に導体ペーストを充填して導電性ビア１２を形成して図３ａにおいて第１及び第２セラミックブロック１００、２００の間に位置した第２接合用セラミックグリーンシート１０を製造することができるようになる。
【００５５】
図５ａから図５ｃでは、図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートのうち第１及び第２セラミックブロック１００、２００の間に位置する第２接合用セラミックグリーンシート１０を代表にして説明したが、その他の第２接合用セラミックグリーンシート２０、３０、４０もこれと同一の方法で製造されることができる。
【００５６】
図６ａから図６ｃは、図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。先ず、図６ａに図示された通り、フィルムのような支持体６０上にバインダー樹脂及び溶媒が混合されたバインダー溶液をキャスティングして接着層５０を形成する。
【００５７】
このように形成された構造物を、図６ｂに図示された通り、第２接合用セラミックグリーンシート１０上に積層させる。この場合、構造物は接着層５０が形成された面が第２接合用セラミックグリーンシート１０に接合された形態で積層されることができる。構造物が積層されるとバー接着層５０が第２接合用セラミックグリーンシート１０に均一に付着するよう加圧する。
【００５８】
その後、図６ｃのように、接着層５０から支持体６０を除去して、第２接合用セラミックグリーンシート１０に接着層５０が形成されるようにする。これと同一の方法を利用して第２接合用セラミックグリーンシート１０の他面にも接着層５０を形成する。
【００５９】
また、図６ａから図６ｃに図示された方法を利用してその他の第２接合用セラミックグリーンシート２０、３０、４０にも接着層５０を形成することができる。
【００６０】
以上では本発明の好ましい実施例について図示して説明したが、本発明は上述の特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れること無く当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形の実施が可能であるのは勿論で、このような変形の実施は本発明の技術的思想や展望から個別に理解されてはならない。
【符号の説明】
【００６１】
１００、２００、３００、４００、５００ セラミックブロック
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ セラミック積層体
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 第１接合用セラミックグリーンシート
１０、２０、３０、４０ 第２接合用セラミックグリーンシート
５０ 接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は多層セラミック基板の製造方法に関するもので、より詳しくは、複数のセラミックブロックを接合する方式を利用した多層セラミック基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体素子が一つの完成された半導体パッケージとしてその性能を果たすためには数多い工程を経て完成される。具体的に、工程は半導体ウェーハの生産、前工程（Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：ＦＡＢ）、組立工程（Ａｓｓｅｍｂｌｙ）に大きく分けられる。
【０００３】
特に、ＦＡＢ工程によりウェーハ上に複数の半導体素子が形成され、複数の半導体素子は電気的な特性検査（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｉｅ Ｓｏｒｔｉｎｇ；ＥＤＳ、以下、ＥＤＳという）を通して良、不良を選別するようになる。このようなＥＤＳに使用される装備はテスター（Ｔａｓｔｅｒ）と、プローブステーション（Ｐｒｏｂｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）からなっており、プローブステーションにウェーハ上の半導体素子の電極パッドと機械的に接触されるプローブカード（Ｐｒｏｂｅ Ｃａｒｄ）が設けられている。
【０００４】
一般的にプローブカードは、テスト対象である半導体ウェーハの大きさに対応するよう製造されることができる。この場合、プローブカードは約８〜１２インチの大きさに製造されるもので、強い強度が求められるため、多層セラミック基板を利用して製造されることができる。
【０００５】
一方、多層セラミック基板は複数のセラミックグリーンシートからなるセラミック積層体を焼成する過程を通して形成されることができる。この場合、セラミック積層体はその内部に数千から数万個の内部電極またはビア電極のような層間回路を含む。しかし、層間回路はセラミック積層体の焼成時、セラミックグリーンシートの収縮により位置が変更或いは変形され位置の正確度が低いという問題点があった。
【０００６】
これを解決するための方案として、セラミック積層体の上／下面に拘束層を積層して面方向の収縮を抑制する方案が開発された。しかし、このような方法を利用しても、セラミック積層体の厚さが５ｍｍ以上の場合には面方向に収縮が生じて層間回路の位置が変更及び変形するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、複数のセラミックブロックを予め焼成して接合することにより、層間回路の位置の正確度を増加させることができる多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、非結晶化ガラス成分を含む接合用セラミックグリーンシート或いは接着層を利用して複数のセラミックブロックを接合させることにより、セラミックブロック同士の接合力を増加させることができる多層セラミック基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のような目的を達成すべく、本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法は、結晶化ガラス成分を含有する複数のセラミックグリーンシートが積層されて成り第１及び第２面を有するセラミック積層体と、上記セラミック積層体の第１及び第２面のうち他のセラミック積層体と接する面として提供される面に形成され、非結晶化ガラス成分を含有する第１接合用セラミックグリーンシートを含む複数のセラミックブロックを備える段階、上記複数のセラミックブロックを焼成する段階、隣接した複数のセラミックブロックの第１接合用セラミックグリーンシート同士が向い合うよう上記複数のセラミックブロックを積層する段階、及び上記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を利用して上記複数のセラミックブロックを接合させる段階を含む。
【００１０】
この場合、上記複数のセラミックブロックを接合させる段階は、上記積層された複数のセラミックブロックに熱を加えて上記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を溶融させ接合することができる。
【００１１】
一方、上記結晶化ガラス成分は、焼結されるとＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８及びＣａＭｇＳｉ２Ｏ６のいずれか一つを生成することができる。また、上記非結晶化ガラス成分はＳｉＯ２系ガラスであることができる。この場合、上記ＳｉＯ２系ガラスはＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ及びＳｉＯ２−ＣａＯのいずれか一つを含むことができる。
【００１２】
本発明において、上記複数のセラミックブロックのそれぞれは２ｍｍ以下の厚さで形成されることが好ましい。
【００１３】
また、上記複数のセラミックブロックを焼成する段階は、上記複数のセラミックブロックの対向する両面のうち少なくとも一面に拘束層を形成する段階、上記拘束層が形成された各セラミックブロックを焼成する段階及び、上記各セラミックブロックから拘束層を除去する段階を含むことができる。
【００１４】
また、上記複数のセラミックブロックを積層する段階は、上記隣接した複数のセラミックブロックの間に非結晶化ガラス成分を含有する第２接合用セラミックグリーンシートが位置するよう上記複数のセラミックブロックを積層する段階であることができる。この場合、上記第１及び第２接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分は同一の物質であることができる。
【００１５】
一方、上記第２接合用セラミックグリーンシートは３０〜１００μｍの厚さで形成されることができる。また、上記複数のセラミックブロックはそれぞれ層間回路を含み、上記第２接合用セラミックグリーンシートは上記隣接したセラミックブロックの層間回路が連結されるよう導電性ビアをさらに含むことができる。
【００１６】
また、上記第２接合用セラミックグリーンシートは、上面及び下面にバインダー樹脂と溶媒を含む接着層をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、２ｍｍ以下の厚さを有する複数のセラミックブロックを予め焼成して接合することにより、多層セラミック基板内に含まれた層間回路の位置の正確度を増加させることができるようになる。
【００１８】
そして、非結晶化ガラス成分を含む接合用セラミックグリーンシートまたは接着層を利用して複数のセラミックブロックを接合させることにより、セラミックブロック同士の接合力を増加させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図１ｂ】本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図２】図１ａに図示されたセラミックブロックの焼成方法を説明するための図面である。
【図３ａ】本発明の他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図３ｂ】本発明の他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図４ａ】本発明のさらに他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図４ｂ】本発明のさらに他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。
【図５ａ】図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図５ｂ】図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図５ｃ】図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図６ａ】図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図６ｂ】図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。
【図６ｃ】図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの 製造方法を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、添付の図面を参照して本発明をより詳しく説明する。
【００２１】
図１ａ及び図１ｂは本発明の一実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。先ず、図１ａに図示された通り、複数のセラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を製造する。それぞれのセラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００はセラミック積層体と第１接合用セラミックグリーンシートを含む。
【００２２】
具体的に、第１セラミックブロック１００はセラミック積層体１１０及び第１接合用セラミックグリーンシート１２０を含む。この場合、セラミック積層体１１０は複数のセラミックグリーンシートからなることができる。そして、セラミック積層体１１０の第１面及び第２面のうち他のセラミックブロックと接する面として提供される面に第１接合用セラミックグリーンシート１２０が形成される。図１ａにおいて最上層に位置した第１セラミックブロック１００は第２面、すなわち下面のみ他のセラミック積層体と接するため、第２面にのみ第１接合用セラミックグリーンシート１２０が接合されることができる。
【００２３】
また、第１セラミックブロック１００は電気的な信号ラインとして利用される層間回路１１０ａ、１２０ａを含む。層間回路１１０ａ、１２０ａにはセラミック積層体１１０に含まれた導電性ビア及び内部電極と、第１接合用セラミックグリーンシート１２０に含まれた導電性ビアが含まれることができる。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０に含まれた導電性ビアは、セラミック積層体１１０の第１面及び第２面を通して露出される層間回路に対応する位置に形成されることができる。
【００２４】
一方、第２セラミックブロック２００は、セラミック積層体２１０、第１接合用セラミックグリーンシート２２０及び層間回路２１０ａ、２２０ａを含む。この場合、第２セラミックブロック２００は第１及び第３セラミックブロック１００、３００と接するもので、第１面及び第２面のいずれにも第１接合用セラミックグリーンシート２２０が接合されることができる。
【００２５】
また、第３セラミックブロック３００は、セラミック積層体３１０、第１接合用セラミックグリーンシート３２０及び層間回路３１０ａ、３２０ａを含む。この場合、第３セラミックブロック３００は第２及び第４セラミックブロック２００、４００と接するもので、第１面及び第２面のいずれにも第１接合用セラミックグリーンシート３２０が接合されることができる。
【００２６】
そして、第４セラミックブロック４００は、セラミック積層体４１０、第１接合用セラミックグリーンシート４２０及び層間回路４１０ａ、４２０ａを含む。この場合、第４セラミックブロック４００は、第３及び第５セラミックブロック３００、５００と接するもので、第１面及び第２面のいずれにも第１接合用セラミックグリーンシート４２０が接合されることができる。
【００２７】
また、第５セラミックブロック５００は、セラミック積層体５１０、第１接合用セラミックグリーンシート５２０及び層間回路５１０ａ、５２０ａを含む。この場合、第５セラミックブロック５００は最下層に位置するもので、第１面、すなわち、上面のみ第４セラミックブロック４００と接するため、第１面にのみ第１接合用セラミックグリーンシート５２０が接合されることができる。
【００２８】
一方、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を構成するセラミック積層体は、複数のセラミックグリーンシートからなる。この場合、複数のセラミックグリーンシートは結晶化ガラス成分とセラミック成分、有機バインダー及び混合溶媒などを混合したスラリーを塗布及び乾燥させる方式で形成されるもので、複数のセラミックグリーンシートは結晶化ガラス成分を含有する。この場合、結晶化ガラスとは、通常の低温焼成用ガラス成分であって、該当セラミックの焼成温度で結晶化されるガラス成分をいう。このような特性を有する結晶化ガラスとしては、焼結されるとＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８及びＣａＭｇＳｉ２Ｏ６などの物質を生成させる材料が利用されることができる。
【００２９】
また、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０は、非結晶化ガラス成分とセラミック成分、有機バインダー及び混合溶媒などを混合したスラリーを塗布及び乾燥させる方式で形成される。このように製造された第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０を各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０の第１面及び第２面のいずれか一面に積層することにより、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を形成することができるようになる。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０は、非結晶化ガラス成分を含有するもので、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０とは異なるガラス成分を含有する。
【００３０】
非結晶化ガラスとは、結晶化ガラスとは異なって該当セラミックの焼成温度で結晶化されないか、通常の低温焼成用ガラス成分より結晶化の程度が低いため焼成後に熱のようなエネルギーを加える場合、相対的に高い接合強度を与えることができるガラス成分をいう。このような特性を有する非結晶化ガラスには、ＳｉＯ２系ガラス物質があり得る。この場合、ＳｉＯ２系ガラス物質としてはＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ及びＳｉＯ２−ＣａＯなどがあり得る。
【００３１】
図１ａでは第１から第５セラミックブロック１００〜５００を構成するセラミックブロックが２個のセラミックグリーンシートからなるものに図示及び説明したが、これに限定されず、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００が２ｍｍの厚さを超えない範囲内で３個またはそれ以上設計されることもできる。
【００３２】
その後、図１ａに図示された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００のそれぞれを個別に焼成する。この場合、焼成方法は図２に図示された図面を通してより詳しく説明する。図２は図１ａに図示されたセラミックブロックの焼成方法を説明するための図面である。
【００３３】
図２に図示されたセラミックブロックは第２セラミックブロック２００であって、第２セラミックブロック２００を体表として焼成方法を説明する。具体的に、第２セラミックブロック２００の上面及び下面上に拘束層６００ａ、６００ｂを積層する。この場合、第２セラミックブロック２００の焼成温度は約６００〜９００℃で、拘束層６００ａ、６００ｂの焼成温度はそれより高い温度であることができ、約１０００℃以上であることが好ましい。このような条件を満たす物質としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）及びジルコニア（ＺｒＯ２）などがあり得る。
【００３４】
その後、拘束層６００ａ、６００ｂが形成された第２セラミックブロック２００を約７００〜９００℃の温度で焼成する。この場合、第２セラミックブロック２００は拘束層６００ａ、６００ｂにより面方向収縮が抑制され、厚さ方向に収縮が発生する。本発明の第２セラミックブロック２００は２ｍｍ以下の厚さで製造されるため、焼成過程で面方向の収縮抑制率が高いため第２セラミックブロック２００に含まれた層間回路２１０ａ、２２０ａの位置が大きく変更しない。この場合、焼成完了した第２セラミックブロック２００は焼成過程での厚さ方向の収縮により約１．５ｍｍ以下の厚さを有することができる。
【００３５】
一方、図２に図示された焼成過程において、第２セラミックブロック２００を構成するセラミック積層体２１０に含有された結晶化ガラス成分は結晶化される。また、第１接合用セラミックグリーンシート２２０に含有された非結晶化ガラス成分は溶融される。焼成後、第２セラミックブロック２００を冷却させると、溶融された非結晶化ガラス成分は固体化する。
【００３６】
図２に図示された方法を通して第２セラミックブロック２００が焼成すると、第２セラミックブロック２００上に積層された拘束層６００ａ、６００ｂを除去する。この場合、拘束層６００ａ、６００ｂの除去は、サンドブラストのような研磨方法を通して行われることができる。
【００３７】
図２では第２セラミックブロック２００を代表にして説明したが、図１ａに図示された第１セラミックブロック１００及び第３から第５セラミックブロック３００〜５００も第２セラミックブロック２００と同一の方法を利用して焼成することができる。
【００３８】
次に、図１ｂに図示された通り、図２に図示された方法を利用して第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００が焼成されると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０を利用して第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合させる。
【００３９】
具体的に、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０同士が向い合うよう積層した後、熱を加えることにより第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合する。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０に含有されている非結晶化ガラス成分は熱により溶融される。これによって、相互向かい合うセラミックブロックの界面で溶融された非結晶化ガラス成分が結合される。この状態で第１から第５セラミックブロック１００〜５００に加わった熱を除去すると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０に含まれた非結晶化ガラス成分が再び固体化し第１から第５セラミックブロック１００〜５００が接合される。このような過程により既に焼成された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合して多層セラミック基板を製造することができるようになる。
【００４０】
上述の通り、２ｍｍ以下の厚さを有する第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を焼成した後、接合することにより第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００内に位置した層間回路の位置が変更或いは変形することを減少させることが可能になる。
【００４１】
また、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０に含有された結晶化ガラス成分が焼成過程で結晶化されることにつれ、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０の強度が増加することができる。この場合、各セラミック積層体１１０、２１０、３１０、４１０、５１０の強度は各セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の強度にも影響を与えるもので、各セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の接合により形成された多層セラミック基板の強度も増加することができる。これによって、多層セラミック基板をプローブカードに利用する場合、プローブカードで求められる強度を満たすことができるようになる。
【００４２】
また、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の表面に位置した第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０を利用することにより、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の接合が容易になる。
【００４３】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図面である。図３ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００〜５００は図１ａに図示されたものと同一である。また、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００は図２に図示された方法により個別に焼成されたものであることができる。
【００４４】
図３ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の間には、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０が位置する。この場合、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０のそれぞれは、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の表面に位置する第１接合用セラミックグリーンシートと向かい合うようになる。
【００４５】
また、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０は、非結晶化ガラス成分とセラミック成分、有機バインダー及び混合溶媒などを混合したスラリーを塗布及び乾燥させる方式で形成されることができる。この場合、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０は、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と同一の物質からなることができ、特に、同一の非結晶化ガラス成分を含有することができる。
【００４６】
その後、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００と第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０を接合する。具体的に、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の間に第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０が位置するよう積層させた状態で熱を加える。この場合、熱により第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に含まれた第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含まれた非結晶化ガラス成分が溶融される。これによって、相互向かい合う第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０の界面で溶融された非結晶化ガラス成分が結合される。この場合、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含有された非結晶化ガラス成分が同一の場合、その界面で溶融された非結晶化ガラス成分がより旨く結合されることができる。
【００４７】
この状態で第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に加わった熱を除去すると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含有された非結晶化ガラス成分が再び固体化して第１から第５セラミックブロック１００〜５００が接合される。このような過程により既に焼成された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合して多層セラミック基板を製造することができるようになる。
【００４８】
図４ａ及び図４ｂは、本発明のさらに他の実施例による多層セラミック基板の製造方法を説明するための図である。図４ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００〜５００は図１ａに図示されたものと同一である。また、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００は図２に図示された方法により個別に焼成されたものであることができる。
【００４９】
図４ａを参照すると、第１から第５セラミックブロック１００〜５００の間には第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０が位置する。この場合、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０は図３ａに図示されたものと同一である。
【００５０】
但し、図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０はその上／下面に形成された接着層５０をさらに含む。この場合、接着層５０は第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００の層間接合力を増加させるためのものである。これを具現するため、接着層５０はバインダー樹脂と溶媒が混合された物質が利用されることができ、バインダー樹脂と溶媒は溶融性が高い物質が利用されることができる。
【００５１】
その後、図４ｂに図示された通り、第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００と接着層５０が形成された第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０を積層した状態で熱を加える。この場合、熱により第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に含まれた第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含まれた非結晶化ガラス成分が溶融され、接着層５０に含まれた物質が溶融される。これによって、相互向かい合う第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０の界面で溶融された非結晶化ガラス成分は、接着層５０によりその結合の程度が増加する。
【００５２】
この状態で第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００に加わった熱を除去すると、第１接合用セラミックグリーンシート１２０、２２０、３２０、４２０、５２０と、第２接合用セラミックグリーンシート１０、２０、３０、４０に含有された非結晶化ガラス成分と接着層５０が再び固体化して第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００が接合される。このような過程により既に焼成された第１から第５セラミックブロック１００、２００、３００、４００、５００を接合して多層セラミック基板を製造することができるようになる。
【００５３】
図５ａから図５ｃは、図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。先ず、図５ａを参照すると、接合のためのセラミックグリーンシート１を備える。この場合、セラミックグリーンシート１は非結晶化ガラス成分、セラミック成分、バインダー及び混合溶媒などを混合してスラリーを製造した後、塗布及び乾燥する過程を通して製造されることができる。この場合、セラミックグリーンシート１は約３０〜１００μｍの厚さで製造されることができる。
【００５４】
その後、 図５ｂに図示された通り、セラミックグリーンシート１の一部領域をパンチングしてビアホール１１を形成する。この場合、ビアホール１１は図３ａに図示された第１及び第２セラミックブロック１００、２００の表面を通して露出された層間回路が連結されるようそれに対応する位置に形成されることができる。そして、図５ｃに図示された通り、ビアホール１１に導体ペーストを充填して導電性ビア１２を形成して図３ａにおいて第１及び第２セラミックブロック１００、２００の間に位置した第２接合用セラミックグリーンシート１０を製造することができるようになる。
【００５５】
図５ａから図５ｃでは、図３ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートのうち第１及び第２セラミックブロック１００、２００の間に位置する第２接合用セラミックグリーンシート１０を代表にして説明したが、その他の第２接合用セラミックグリーンシート２０、３０、４０もこれと同一の方法で製造されることができる。
【００５６】
図６ａから図６ｃは、図４ａに図示された第２接合用セラミックグリーンシートの製造方法を説明するための図面である。先ず、図６ａに図示された通り、フィルムのような支持体６０上にバインダー樹脂及び溶媒が混合されたバインダー溶液をキャスティングして接着層５０を形成する。
【００５７】
このように形成された構造物を、図６ｂに図示された通り、第２接合用セラミックグリーンシート１０上に積層させる。この場合、構造物は接着層５０が形成された面が第２接合用セラミックグリーンシート１０に接合された形態で積層されることができる。構造物が積層されるとバー接着層５０が第２接合用セラミックグリーンシート１０に均一に付着するよう加圧する。
【００５８】
その後、図６ｃのように、接着層５０から支持体６０を除去して、第２接合用セラミックグリーンシート１０に接着層５０が形成されるようにする。これと同一の方法を利用して第２接合用セラミックグリーンシート１０の他面にも接着層５０を形成する。
【００５９】
また、図６ａから図６ｃに図示された方法を利用してその他の第２接合用セラミックグリーンシート２０、３０、４０にも接着層５０を形成することができる。
【００６０】
以上では本発明の好ましい実施例について図示して説明したが、本発明は上述の特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れること無く当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形の実施が可能であるのは勿論で、このような変形の実施は本発明の技術的思想や展望から個別に理解されてはならない。
【符号の説明】
【００６１】
１００、２００、３００、４００、５００ セラミックブロック
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ セラミック積層体
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 第１接合用セラミックグリーンシート
１０、２０、３０、４０ 第２接合用セラミックグリーンシート
５０ 接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶化ガラス成分を含有する複数のセラミックグリーンシートが積層されて成り第１及び第２面を有するセラミック積層体と、前記セラミック積層体の前記第１及び第２面のうち他のセラミック積層体と接する面で提供される面に形成され、非結晶化ガラス成分を含有する第１接合用セラミックグリーンシートとを含む複数のセラミックブロックを形成する段階と、
前記複数のセラミックブロックを焼成する段階と、
隣接する前記複数のセラミックブロックの第１接合用セラミックグリーンシート同士が向い合うよう前記複数のセラミックブロックを積層する段階と、
前記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を利用して前記複数のセラミックブロックを接合させる段階と、を含む多層セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
前記複数のセラミックブロックを接合させる段階は、前記積層された前記複数のセラミックブロックに熱を加えて前記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を溶融させ接合することを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記結晶化ガラス成分は、焼結されるとＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８及びＣａＭｇＳｉ２Ｏ６のいずれか一つを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項４】
前記非結晶化ガラス成分は、ＳｉＯ２系ガラスであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項５】
前記ＳｉＯ２系ガラスは、ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ及びＳｉＯ２−ＣａＯのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項４に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項６】
前記複数のセラミックブロックのそれぞれは、２ｍｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項７】
前記複数のセラミックブロックを焼成する段階は、
前記複数のセラミックブロックの対向する両面のうち少なくとも一面に拘束層を形成する段階と、
前記拘束層が形成された前記複数のセラミックブロックの各々を焼成する段階と、
前記複数のセラミックブロックの各々から前記拘束層を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記複数のセラミックブロックを積層する段階は、
前記隣接する前記複数のセラミックブロックの間に非結晶化ガラス成分を含有する第２接合用セラミックグリーンシートが位置するよう前記複数のセラミックブロックを積層する段階であることを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分は同一な物質であることを特徴とする請求項８に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２接合用セラミックグリーンシートは、３０〜１００μｍの厚さに形成されることを特徴とする請求項８または９に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
前記複数のセラミックブロックはそれぞれ層間回路を含み、
前記第２接合用セラミックグリーンシートは、前記隣接するセラミックブロックの層間回路が連結されるよう導電性ビアをさらに含むことを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２接合用セラミックグリーンシートは、上面及び下面にバインダー樹脂と溶媒を含む接着層をさらに含むことを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１】
結晶化ガラス成分を含有する複数のセラミックグリーンシートが積層されて成り第１及び第２面を有するセラミック積層体と、前記セラミック積層体の前記第１及び第２面のうち他のセラミック積層体と接する面で提供される面に形成され、非結晶化ガラス成分を含有する第１接合用セラミックグリーンシートとを含む複数のセラミックブロックを形成する段階と、
前記複数のセラミックブロックを焼成する段階と、
隣接する前記複数のセラミックブロックの第１接合用セラミックグリーンシート同士が向い合うよう前記複数のセラミックブロックを積層する段階と、
前記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を利用して前記複数のセラミックブロックを接合させる段階と、を含む多層セラミック基板の製造方法。
【請求項２】
前記複数のセラミックブロックを接合させる段階は、前記積層された前記複数のセラミックブロックに熱を加えて前記第１接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分を溶融させ接合することを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項３】
前記結晶化ガラス成分は、焼結されるとＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８、ＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８及びＣａＭｇＳｉ２Ｏ６のいずれか一つを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項４】
前記非結晶化ガラス成分は、ＳｉＯ２系ガラスであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項５】
前記ＳｉＯ２系ガラスは、ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＢａＯ及びＳｉＯ２−ＣａＯのいずれか一つを含むことを特徴とする請求項４に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項６】
前記複数のセラミックブロックのそれぞれは、２ｍｍ以下の厚さに形成されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項７】
前記複数のセラミックブロックを焼成する段階は、
前記複数のセラミックブロックの対向する両面のうち少なくとも一面に拘束層を形成する段階と、
前記拘束層が形成された前記複数のセラミックブロックの各々を焼成する段階と、
前記複数のセラミックブロックの各々から前記拘束層を除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項８】
前記複数のセラミックブロックを積層する段階は、
前記隣接する前記複数のセラミックブロックの間に非結晶化ガラス成分を含有する第２接合用セラミックグリーンシートが位置するよう前記複数のセラミックブロックを積層する段階であることを特徴とする請求項１に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１及び第２接合用セラミックグリーンシートの非結晶化ガラス成分は同一な物質であることを特徴とする請求項８に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２接合用セラミックグリーンシートは、３０〜１００μｍの厚さに形成されることを特徴とする請求項８または９に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１１】
前記複数のセラミックブロックはそれぞれ層間回路を含み、
前記第２接合用セラミックグリーンシートは、前記隣接するセラミックブロックの層間回路が連結されるよう導電性ビアをさらに含むことを特徴とする請求項８から１０の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２接合用セラミックグリーンシートは、上面及び下面にバインダー樹脂と溶媒を含む接着層をさらに含むことを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の多層セラミック基板の製造方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図６ｃ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図６ｃ】
【公開番号】特開２０１０−１０９３２３（Ｐ２０１０−１０９３２３Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３５４７３（Ｐ２００９−１３５４７３）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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