KR102684285B1 - 균일한 미세구조의 도전성 비아를 가지는 공간변환기 - Google Patents
균일한 미세구조의 도전성 비아를 가지는 공간변환기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 프로브카드용 공간변환기에 관한 것으로, 하나 이상 적층된 세라믹층; 상기 세라믹층의 일면에 형성되는 전극층; 및 상기 세라믹층을 수직 관통하는 관통홀에 형성된 도전비아필;을 포함하고, 상기 도전비아필은 상기 관통홀에 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하여 형성되고, 상기 도전비아필의 미세기공 균일도는 2.0 미만일 수 있다.
Description
본 발명은 비아 전극의 내외부 균일도가 개선된 프로브 카드 공간변환기에 관한 것이다.
웨이퍼 조립 공정(wafer fabrication process)을 거쳐 복수의 집적회로 칩들이 형성된 웨이퍼는 전기적 특성 검사(EDS; Electrical Die Sorting)에 의해 집적회로 칩들의 신뢰성이 입증된다.
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.
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.
반도체 집적회로 소자의 집적도가 높아짐에 따라, 반도체 집적회로에 대한 검사 공정을 수행하는 검사 장치 또한 높은 정밀도가 요구된다.
예컨대, 고집적화된 반도체 집적회로 칩에 대한 검사 공정에 부응하기 위해서는, 상기 반도체 집적회로 칩에 접속되는 프로브 핀들의 미세 피치화가 구현되어야 한다.
이를 위해, 프로브(Probe)들의 피치와 반도체 집적회로의 피치 간의 차이를 보상해 주는 소위 공간변환기(Space Transformer, STF)가 사용되고 있다.
특히, 세라믹(ceramic) 재질의 공간변환기는 실리콘 웨이퍼와 열팽창 계수가 비슷하고 기계적 강도와 내화학성이 우수하여 그 사용이 증가되고 있다.
공간변환기는 수직 방향의 도전로를 제공하는 도전비아필과 수평 방향으로의 도전로를 제공하는 패턴 회로 패턴을 통해 구성된다.
다층 세라믹 기판에서 층간 회로를 연결하기 위해 도전비아필이 각 층마다 수만개 이상 배치되며, 하나의 도전비아필이라도 연결되지 않으면 불량으로 판정되므로, 도전비아필의 연결성은 매우 중요한 요소이다.
그러나, 통상적인 세라믹 기판에 도전비아필의 중심부(내부)와 경계부(외부)는 열처리 과정에서 미세구조의 차이를 나타낼 수 있다.
도전비아필의 중심부는 금속 분말이 소결되어 이상적인 입경의 미세구조를 나타내는 반면, 세라믹 기판 경계부(관통홀 내측 접촉면)는 세라믹 소결 거동시 발생하는 발열로 인해 추가 에너지가 유입되어 녹음 현상이 야기되므로 미세구조의 차이가 발생한다.
도전비아필 내부 미세구조의 불균일성은 기판의 강도 및 내구성 저하, 전기 비저항 증가 등을 야기할 수 있으며 이는 곧 공간변환기의 품질 저하와 직결될 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도전비아필의 미세구조가 균일하게 제어된 공간변환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하나 이상 적층된 세라믹층; 상기 세라믹층의 일면에 형성되는 전극층; 및 상기 세라믹층을 수직 관통하는 관통홀에 형성된 도전비아필;을 포함하고, 상기 도전비아필은 상기 관통홀에 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하여 형성되고, 상기 도전비아필의 미세기공 균일도는 2.0 미만인 프로브카드용 공간변환기에 제공된다.
일 실시예에 있어서, 상기 페이스트는 평균 입도 5.0μm 이상의 편상(flake) 금속 분말을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도전비아필의 중심부 기공 평균 직경 및 경계부 기공 평균 직경의 비는 1.3 미만일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 분말은 몰리브덴, 구리, 은, 크롬, 네오디뮴, 니켈, 망간, 티타늄, 탄탈, 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 이루질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도전비아필은 알루미나, 뮬라이트, 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 필러를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 도전비아필 중 무기계 필러의 함량은 5.0 내지 10.0 중량%일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 세라믹층을 적층하는 단계; 상기 세라믹층에 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 관통홀에 평균 입도 5.0μm 이상의 편상(flake) 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하는 단계;를 포함하는 프로브카드용 공간변환기 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 상기 공간변환기는 균일한 미세구조의 도전비아필을 포함하여 내구성 및 층간 연결성이 우수하다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간변환기의 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간변환기의 도전비아필을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간변환기에서 도전비아필(실시예 4)의 중심부 및 경계부 단면 SEM 이미지를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간변환기의 도전비아필을 확대하여 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간변환기에서 도전비아필(실시예 4)의 중심부 및 경계부 단면 SEM 이미지를 나타낸 것이다.
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.
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.
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.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은 하나 이상 적층된 세라믹층(110); 상기 세라믹층(110)의 일면에 형성되는 전극층(120); 및 상기 세라믹층(110)을 수직 관통하는 관통홀에 형성된 도전비아필(130);을 포함하고, 상기 도전비아필(130)은 상기 관통홀에 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하여 형성되고, 상기 금속 분말은 평균 입도 5.0μm 이상의 편상(flake) 금속 분말을 포함하는 프로브카드용 공간변환기(100)를 제공한다.
상기 세라믹층(110)은 알루미나(Al2O3)뿐만 아니라 뮬라이트(3Al2O3-2SiO2) 글라스 세라믹 등과 같이 다양한 종류의 세라믹으로 구성될 수 있다.
상기 세라믹층(110)은 상호 대향하는 전후면을 포함할 수 있고, 다층 세라믹 기판의 전체적인 강도를 유지할 수 있도록 하며 전극층(120) 사이의 전기적 절연도 가능하게 한다.
상기 세라믹층(110)은 하나 이상 적층될 수 있다. 통상적으로 반도체 회로패턴이 구현된 반도체 웨이퍼의 평가는 프로브 카드가 장착된 EDS(Electrical Die Sorting) 측정을 통해서 이루어지고, 공간변환기(100)는 내부에 복수의 반도체 회로패턴에 대응하는 전기적 경로를 제공하는 회로를 구성하기 위한 세라믹층(110)을 하나 이상 구비할 수 있다.
상기 세라믹층(110)의 적층수는 특별히 제한되지 않으며, 최근 반도체 웨이퍼에 구현된 반도체 회로 패턴의 고집적화에 따라 적층수가 20개 내지 30개까지 증가할 수 있다.
상기 전극층(120)은 상기 세라믹층(110)의 일면에 형성될 수 있다. 상기 전극층(120)은 세라믹층(110)의 전후면 중 적어도 어느 하나에 형성되는 회로 패턴층으로서, 다층 세라믹 기판의 서로 대향하는 상부면과 하부면 사이에 전기적 연결을 하는 회로를 구성할 수 있다.
상기 전극층(120)은 세라믹층(110)의 전면 또는 후면에 형성될 수 있고, 필요에 따라 세라믹층(110)의 일부 영역에만 형성되는 패턴 형상일 수도 있다.
상기 도전비아필(130)은 상기 세라믹층(110)을 수직 관통하는 관통홀에 형성될 수 있다.
상기 도전비아필(130)은 적층된 세라믹층(110)의 일면에 형성된 전극층(120) 사이의 층간 전기적 접속을 가능하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 공간변환기(100)는 균일한 미세구조를 가지는 도전비아필(130)을 포함하여, 전기적 연결 특성 및 내구성이 우수하다.
상기 도전비아필(130)은 상기 관통홀에 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하여 형성될 수 있고, 상기 페이스트는 평균 입도 5.0μm 이상의 편상(flake) 금속 분말을 포함할 수 있다.
상기 “편상(flake)”은 수평 방향의 크기가 수직 방향의 크기보다 큰 납작한 형태의 분말 구조를 지칭하는 것으로, 상기 금속 분말의 특이적 구조로 인해 더욱 균일한 미세구조를 가지는 도전비아필(130)이 형성될 수 있다.
상기 편상 금속 분말은 판 형상으로 인해 수평 방향으로 치밀한 충진이 되기 어려운 반면 일면이 서로 인접한 상태에서 그물망(net) 형태를 이루면서 견고한 전극 구조를 이룰 수 있으며, 열처리 과정에서 세라믹층(110)과 밀착되어 있지 않은 빈 공간을 자연스럽게 금속 성분이 메움으로써 오히려 미세구조가 균일해지는 것으로 판단된다.
구체적으로, 상기 금속 분말의 평균 입도는 5.0 내지 9.0μm일 수 있고, 상기 범위 내에서 최적의 미세기공 특성을 나타낼 수 있음을 확인하였다.
상기 금속 분말로 도전비아필(130)을 형성하는 과정은 당해 기술분야에 널리 알려져 있으며, 예컨대, 금속 분말을 Ethyl Celluose(에틸셀룰로오스), Buthyl Cabitol Acetate(부틸카비톨아세테이트), Terpineol(터피네올) 등의 유기물 성분과 함께 혼합하여 제작된 페이스트를 상기 관통홀에 충진하여 건조시킴으로써 상기 도전비아필을 형성할 수 있다.
또한, 상기 금속 분말의 편상화 과정은 당해 기술분야에 널리 알려진 방법을 통해 수행될 수 있으며, 예컨대, 금속 분말을 일정 시간 동안 밀링함으로써 이루어질 수 있다.
상기 밀링 방법은 볼 밀링(ball milling), 유성 밀링(Planetary milling) 어트리션 밀링(attrition milling), 비즈 밀링(beads milling), 초음파 밀링(ultrasonic milling)일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 방식의 밀링법이 사용될 수 있다.
상기 “평균 입도”는 광산란 입도분포계를 사용하여 측정할 수 있으며, D50 값 평균 입도를 의미할 수 있다.
상기 금속 분말은 몰리브덴, 구리, 은, 크롬, 네오디뮴, 니켈, 망간, 티타늄, 탄탈, 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 이루질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 바람직하게는 몰리브덴일 수 있다.
상기 도전비아필(130)의 미세기공 균일도는 2.0 미만일 수 있다.
상기 미세기공 균일도는 도전비아필(130)의 단면 SEM 이미지의 기공 크기를 대비함으로써 균일성을 평가하는 항목으로 하기 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.
[수학식 1]
미세기공 균일도 = 최대기공크기 / 최소기공크기
또한, 상기 도전비아필(130)의 중심부(131) 기공 평균 직경 및 경계부(132) 기공 평균 직경의 비는 1.3 미만일 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 중심부(131)는 상기 도전비아필(130)의 직경을 기준으로 내부 중심의 60%에 해당하는 영역을 지칭하고, 상기 경계부(132)는 세라믹층(110) 경계면으로부터 20%에 해당하는 영역, 즉 상기 중심부(131)를 제외한 40% 영역을 지칭할 수 있다.
상기 도전비아필(130)은 중심부(131)와 경계부(132)의 미세구조가 균일하게 제어되어 있으며, 중심부(131)의 기공 평균 직경과 경계부(132)의 기공 평균 직경을 대비함으로써 미세구조의 균일성을 평가할 수 있다.
상기 미세구조가 제어된 도전비아필(130)의 중심부(131) 및 경계부(132)는 구조적인 균일성이 구현될 수 있고 기공 평균 직경의 편차가 크지 않을 수 있다.
상기 도전비아필(130)은 알루미나, 뮬라이트, 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기계 필러를 포함할 수 있다.
상기 무기계 필러는 높은 강도를 가져 상기 도전비아필(130)의 강도를 증가시키고, 상기 편상 금속 분말의 특이적 구조로 인해 생성된 빈 공간을 균일하게 메움으로써 미세구조의 균일성을 증진시킬 수 있다.
상기 도전비아필(130) 중 무기계 필러의 함량은 5.0 내지 10.0 중량%일 수 있다.
상기 무기계 필러의 함량이 5.0 중량% 미만이면 미세기공 억제효과가 충분히 구현되지 않고, 도전비아필(130) 및 세라믹층(110) 간 밀착력이 저하될 수 있으며, 10.0 중량% 초과이면 도전비아필(130) 표면에 산화막 생성률이 증가되어 전기저항이 높아질 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 세라믹층(110)을 적층하는 단계; 상기 세라믹층(110)에 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 관통홀에 평균 입도 5.0μm 이상의 편상(flake) 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하는 단계;를 포함하는 프로브카드용 공간변환기(100) 제조방법을 제공한다.
상기 프로브카드용 공간변환기(100)는 세라믹층(110)을 적층하는 단계; 관통홀을 형성하는 단계; 관통홀에 편상(flake) 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하는 단계; 및 도전비아필(130)을 형성하는 단계;를 통해 제조될 수 있다.
상기 세라믹층(110)은 적어도 하나의 세라믹 분말 및 유기물을 혼합하여 형성될 수 있으며, 각각의 상기 세라믹 분말은 각 조성 성분(또는 원소)을 포함하는 복수의 출발 원료를 하소(calcination)하여 각각의 특성을 갖도록 생성될 수 있다.
상기 세라믹층(110)을 형성하기 위한 상기 세라믹 분말은 코디어라이트(Cordierite), 지르코니아(zirconia), 알루미나(alumina) 및 뮬라이트(mullite)를 포함할 수 있으며, 상기 세라믹 성형체에는 MgO, SiO2, TiO2, Y2O3, CaCO3, Fe2O3, K2CO3, Na2CO3 등에서 선택된 적어도 어느 하나의 첨가제(또는 소결조제)가 포함될 수 있고, 상기 첨가제는 상기 세라믹 성형체의 소결 밀도를 높여줄 수 있다.
예컨대, 상기 세라믹 분말과 상기 첨가제를 물 또는 에탄올에 혼합하여 세라믹 슬러리를 형성할 수 있으며, 상기 세라믹 슬러리는 볼 밀링(ball milling) 또는 바스켓 밀링(Basket milling) 등의 통상적인 방법으로 혼합될 수 있다.
상기 혼합된 세라믹 슬러리는 여러 가지의 통상적인 방법에 의해 건조시켜 물 또는 에탄올과 같은 액체 매질을 제거할 수 있고, 액체 매질이 제거된 세라믹 슬러리에 바인더(binder)로서 PVA(Polyvinyl Alcohol), PVB(Polyvinyl Butyral) 및 MC(Methyl Cellulose) 등의 유기물을 첨가 및 혼합하여 상기 세라믹 성형체를 형성할 수 있다. 한편, 글라스 세라믹 분말을 이용하여 상기 세라믹층(110)을 형성할 수도 있다.
상기 성형된 세라믹층(110)을 적층시킨 후 적층된 세라믹층(110)을 수직 관통하는 관통홀을 형성할 수 있다.
상기 관통홀은 컴퓨터 수치제어(Computer Numerical Control; CNC) 머신, 머시닝 센터(Machining Center Tool; MCT) 등의 드릴(drill)을 이용한 기계 가공, 초음파 가공 및 레이저 가공 등 다양한 방법으로 가공될 수 있다.
이후, 상기 세라믹층(110)에 형성된 관통홀에 평균 입도 5.0μm 이상의 편상(flake) 금속 분말을 열처리 하여 충진할 수 있고, 이를 통해 도전비아필(130)을 형성할 수 있다.
이하 실시예를 통해, 본 발명을 더욱 상술하나 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 자명하다.
제조예
적층된 세라믹층에 관통홀을 형성한 후 몰리브덴 금속 분말을 에틸셀룰로오스 및 바인더 성분과 혼합하여 페이스트 형태로 관통홀에 충진하였다.
이 때, 몰리브덴 금속 분말의 차이에 따른 도전비아필의 특성을 비교하고자 하기와 같이 실험군을 설정하였다.
입자 형상 및 평균 입도에 따라 금속 분말을 구분하였으며, 입자 형상과 입도를 제외하면 모든 조건을 최대한 동일하게 유지시켰다.
| 구분 | 실시예 | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 판상형 | 1μm | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | 5 |
| 3μm | - | - | - | 5 | - | - | - | 5 | - | ||
| 5μm | 10 | - | - | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | - | - | |
| 7μm | - | 10 | - | - | - | - | - | - | 5 | 5 | |
| 9μm | - | - | 10 | - | - | 5 | - | - | - | - | |
| 구형 | 1μm | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - |
| 3μm | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | |
| 5μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 7μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 9μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 무정형 | 1μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 3μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 5μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 7μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 9μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 구분 | 비교예 | ||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | ||
| 판상형 | 1μm | 10 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| 3μm | - | 10 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 5μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 7μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 9μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 구형 | 1μm | - | - | 10 | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - |
| 3μm | - | - | - | 10 | - | - | - | - | - | - | - | 5 | 5 | - | - | - | |
| 5μm | - | - | - | - | 10 | - | - | - | - | - | 5 | 5 | - | - | - | - | |
| 7μm | - | - | - | - | - | 10 | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | |
| 9μm | - | - | - | - | - | - | 10 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
| 무정형 | 1μm | - | - | - | - | - | - | - | 10 | - | - | - | - | - | 5 | - | - |
| 3μm | - | - | - | - | - | - | - | - | 10 | - | - | - | - | - | 5 | 5 | |
| 5μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 10 | - | - | - | 5 | 5 | ||
| 7μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | |
| 9μm | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
평가예 1 : 금속분말 특성에 따른 도전비아필
미세구조 비교
주사형 전자 현미경(SEM)으로 도전비아필의 단면을 촬영하여 확인하였다.
구체적으로, 각각의 조건에 따라 제조된 도전비아필의 소정의 범위(중심부, 경계면) 내의 미세구조를 화상 처리하여 단면 이미지를 확보하였다.
소정의 범위에서 촬영된 단면의 미세기공 개수를 카운팅하고, 미세기공의 크기를 측정하여 평균값을 산출하였다.
미세기공 균일도 측정시 임의의 영역을 개별적으로 복수개 촬영하여 최대기공크기와 최소기공크기를 산출하였다(표 3).
| 구분 | 미세기공 균일도 | 중심부 / 경계부 기공 평균 직경의 비 | 기공율(%) |
| 실시예 1 | 1.58 | 1.09 | 8.3 |
| 실시예 2 | 1.78 | 1.19 | 9.5 |
| 실시예 3 | 1.89 | 1.25 | 10.2 |
| 실시예 4 | 1.57 | 1.10 | 8.1 |
| 실시예 5 | 1.58 | 1.09 | 8.5 |
| 실시예 6 | 1.59 | 1.11 | 8.1 |
| 실시예 7 | 1.68 | 1.14 | 8.9 |
| 실시예 8 | 1.70 | 1.16 | 9.0 |
| 실시예 9 | 1.72 | 1.15 | 9.2 |
| 실시예 10 | 1.74 | 1.14 | 9.3 |
| 비교예 1 | 2.19 | 1.59 | 12.9 |
| 비교예 2 | 2.12 | 1.54 | 12.5 |
| 비교예 3 | 2.10 | 1.53 | 15.3 |
| 비교예 4 | 2.35 | 1.71 | 14.8 |
| 비교예 5 | 2.25 | 1.64 | 14.7 |
| 비교예 6 | 2.32 | 1.69 | 16.4 |
| 비교예 7 | 2.18 | 1.58 | 15.7 |
| 비교예 8 | 2.26 | 1.65 | 16.2 |
| 비교예 9 | 2.18 | 1.58 | 15.2 |
| 비교예 10 | 2.35 | 1.71 | 15.8 |
| 비교예 11 | 2.20 | 1.61 | 15.2 |
| 비교예 12 | 2.10 | 1.53 | 16.4 |
| 비교예 13 | 2.51 | 1.82 | 15.4 |
| 비교예 14 | 2.32 | 1.69 | 14.7 |
| 비교예 15 | 2.19 | 1.59 | 17.5 |
| 비교예 16 | 2.12 | 1.54 | 16.2 |
표 3을 참조하면, 5μm 이상의 편상(flake) 금속 분말을 통해 도전비아필을 형성한 실시예 1 내지 10의 경우 5μm의 편상 금속 분말을 포함하는 비교예 1 및 2 대비 미세기공 균일도, 중심부 / 경계부 기공 평균 직경의 비, 기공율 측면에서 우수한 것으로 평가되었다(도 3).
특히, 5μm의 편상 금속 분말을 통해 도전비아필을 형성한 실시예 1, 및 4 내지 6의 경우, 상대적으로 큰 편상의 금속 분말을 포함하는 실시예 2, 3, 9 및 10 대비 미세구조 특성이 우수한 것으로 나타났다.
상기 결과는 5μm 이상의 편상 금속 분말 도입함으로써 도전비아필의 미세구조 특성이 우수해질 수 있음을 시사한다.
평가예 2 : 필러 도입에 따른 도전비아필 미세구조 비교
균일도, 중심부 / 경계부 기공 평균 직경의 비, 기공율 측면에서 우수한 것으로 평가된 실시예 4의 도전비아필을 기준으로 무기계 필러 도입에 따른 미세구조 특성을 대비하였다.
상기 무기계 필러로서 구형이며, 평균 입도 6μm의 알루미나, 뮬라이트, 실리카를 도입하였으며, 5μm의 편상 금속 분말 및 3μm의 편상 금속 분말을 혼합한 실시예 4에 상기 무기계 필러를 표 4와 같이 혼합하여 도전비아필을 형성하였다.
| 구분 | 실시예 | ||||||
| 4 | 4-1 | 4-2 | 4-3 | 4-4 | 4-5 | 4-6 | |
| 실시예 4 | 100 | 94 | 94 | 94 | 94 | 94 | 94 |
| 알루미나 | - | 6 | - | - | 3 | - | 2 |
| 뮬라이트 | - | - | 6 | - | 3 | 3 | 2 |
| 실리카 | - | - | - | 6 | - | 3 | 2 |
표 4와 같이 무기계 필러를 혼합하여 형성한 도전비아필을 평가예 1과 동일한 방법으로 미세기공 균일도, 중심부 / 경계부 기공 평균 직경의 비, 기공율을 산출하였다(표 5).
| 구분 | 미세기공 균일도 | 중심부 / 경계부 기공 평균 직경의 비 | 기공율(%) |
| 실시예 4 | 1.57 | 1.10 | 8.1 |
| 실시예 4-1 | 1.48 | 1.09 | 7.6 |
| 실시예 4-2 | 1.43 | 1.10 | 7.4 |
| 실시예 4-3 | 1.41 | 1.08 | 7.5 |
| 실시예 4-4 | 1.43 | 1.09 | 7.5 |
| 실시예 4-5 | 1.40 | 1.08 | 7.4 |
| 실시예 4-6 | 1.35 | 1.07 | 7.2 |
표 5를 참조하면, 금속 분말의 형태 및 크기만을 제어한 실시예 4에 무기계 필러를 6중량% 도입한 실시예 4-1 내지 4-6의 경우 미세기공 특성이 유의적으로 개선되었으며, 특히 3종의 무기계 필러를 모두 도입한 실시예 4-6의 경우 상대적으로 탁월한 특성을 나타내었다.
상기 결과는 도전비아필 형성시 금속 분말의 형상 및 입도를 제어함과 동시에 무기계 필러를 함께 도입함으로써 더욱 우수한 특성의 도전비아필을 구현할 수 있으며, 이를 통해 공간변환기의 품질 개선을 도모할 수 있음을 시사한다.
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. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
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.
100: 공간변환기
110: 세라믹층
120: 전극층
130: 도전비아필
131: 중심부
132: 경계부
110: 세라믹층
120: 전극층
130: 도전비아필
131: 중심부
132: 경계부
Claims (7)
- 하나 이상 적층된 세라믹층;
상기 세라믹층의 일면에 형성되는 전극층; 및
상기 세라믹층을 수직 관통하는 관통홀에 형성된 도전비아필;을 포함하고,
상기 도전비아필은 상기 관통홀에 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하여 형성되고,
상기 페이스트는 평균 입도가 5.0 내지 9.0μm인 편상(flake) 금속 분말을 포함하고,
상기 도전비아필의 미세기공 균일도는 2.0 미만이고,
상기 도전비아필의 중심부 기공 평균 직경 및 경계부 기공 평균 직경의 비는 1.3 미만인, 프로브카드용 공간변환기. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 금속 분말은 몰리브덴, 구리, 은, 크롬, 네오디뮴, 니켈, 망간, 티타늄, 탄탈, 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 이루어진, 프로브카드용 공간변환기. - 제1항에 있어서,
상기 도전비아필은 알루미나, 뮬라이트, 및 실리카로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기계 필러를 포함하는, 프로브카드용 공간변환기. - 제5항에 있어서,
상기 도전비아필 중 무기계 필러의 함량은 5.0 내지 10.0 중량%인, 프로브카드용 공간변환기. - 세라믹층을 적층하는 단계;
상기 세라믹층에 관통홀을 형성하는 단계;
상기 관통홀에 평균 입도가 5.0 내지 9.0μm인 편상(flake) 금속 분말을 포함하는 페이스트를 충진하는 단계; 및
열처리를 통해 미세기공 균일도가 2.0 미만인 도전비아필을 형성하는 단계;를 포함하는, 프로브카드용 공간변환기 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220048815A KR102684285B1 (ko) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 균일한 미세구조의 도전성 비아를 가지는 공간변환기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220048815A KR102684285B1 (ko) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 균일한 미세구조의 도전성 비아를 가지는 공간변환기 |
Publications (2)
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| KR20230149516A KR20230149516A (ko) | 2023-10-27 |
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Family
ID=88514312
Family Applications (1)
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| KR1020220048815A KR102684285B1 (ko) | 2022-04-20 | 2022-04-20 | 균일한 미세구조의 도전성 비아를 가지는 공간변환기 |
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2022
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| Publication number | Publication date |
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| KR20230149516A (ko) | 2023-10-27 |
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