[논문]저온소결 기판재료용 Glass/Ceramic 소결체의 제조 및 특성

윤상옥; 조태현; 김관수; 심상흥; 박종국

저온소결 기판재료용 Glass/Ceramic 소결체의 제조 및 특성
Fabrication and Characteristics of Glass/Ceramic Composites for low temperature sintering substrate material 원문보기

윤상옥 (강릉대학교 세라믹공학과) , 조태현 (강릉대학교 세라믹공학과) , 김관수 (강릉대학교 세라믹공학과) , 심상흥 (삼척대학교 전기공학과) , 박종국 (삼척대학교 전기공학과)

저온소결 Glass/Ceramic계 기판재료 조성으로 $Al_2O_3$, $SiO_2$, Cordierite, $Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$의 4가지 filler에 zinc-borosilicate(ZBS) glass를 첨가하여 기판재료로의 사용가능성을 조사하였다. 4가지 filer에 ZBS glass를 30$\sim$50vol%첨가하여 $700\sim950^{\circ}C$에서 2시간 소결한 결과 40, 50vol%첨가 했을 때 900$^{\circ}C$에서 치밀한 소결체를 얻을 수 있었다. LSI칩 신호라인의 빠른 신호전달에 직접적인 영향을 주는 유전율은 기존의 $Al_2O_3$기관($\fallingdotseq$9.7)보다 저유전율 ($900^{\circ}C$에서 $Al_2O_3$-50vol%ZBS 5.7, $SiO_2$-50vol%ZBS 5.9, Cordierite-40vo1%ZBS 5.9, $Al_2O_3${\cdot}3SiO_2$-50vol%ZBS 4.9)을 나타내어 저온소결 기판재료로 사용이 가능함을 확인하였다.

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문제 정의

유리와 세라믹 분말을 혼합하여 열처리과정을 거치면서 서로 반응하여 열팽창계수가 낯은 제2의 결정상을 생성시키는 것, 그리고 결정화가 가능한 유리분말을 기판으로 성형한 후 열처리를 거치면서 결정화시켜 제조하는 것 등이 있다. 본 연구에서는 zinc-borosilicate(이하 ZBS) glass frit을 제조하여 AI2O₃, SiO₂, Cordierite, AI2O₃ , 3SiC)2과 정량적으로 혼합한 Glass/Ceramic 을 제조하여 저 유전 물을 갖는 저온소결 기판재료의 특성에 대해 조사하였다.

제안 방법

ZBS glass frit (ZnO:B2O₃:SiO₂-65:25:10, wt%)제조를 위해 1급시약을 사용하여 폴리에틸렌용기에서 2시간 건식혼합 후 알루미나 도가니에 넣어 i3o(rc에서 1시간 용융한 후 증류수에 급냉시켜 유리를 제조하였다. 제조된 유리는 알루미나 유발에서 1차 조분쇄한 후 폴리에틸렌 용기에서 에탄올을 용圳로 지로코니아 볼을 사용하여 48시간 미분쇄하였다.
소결체의 밀도는 Archimedes법으로 측정하였으며 유전율측정은 Network Analyzer (HP8720ES, Agilent, USA)를 이용하여 측정하였다. 또한 소결 후의 상변화와 결정화 상태를 보기 위해 X선 회절 분석기(MO₃XHF. MAC Science. Japan)롤 이용하였으며 미세구조 관찰은 전계방출 주사전자현미경(S-4200, Hitachi. Japan)을 이용하여 관찰하였다.
제조된 유리는 알루미나 유발에서 1차 조분쇄한 후 폴리에틸렌 용기에서 에탄올을 용圳로 지로코니아 볼을 사용하여 48시간 미분쇄하였다. 이엏게 제조된 유리분말을 AI2O₃, SiO₂, Cordierite, A12O₃ - 3SiO₂^l filler에 30〜509% 첨가하여 폴리에틸렌 용기에서 에탄올을 용매로 지르코니아 볼을 사용하여 24시간 습식혼합하였다. 혼합.

대상 데이터

. 3Si6에 ZBS 잉ass를 30〜50v이%첨가한 복합체를 제조하였다. 소결온도가 높아질수록, ZBS glass 함량이 많아질수록 기공소멸을 촉진시켜 치밀화를 이룰 수 있었지만 glass의 결정화와 다량의 2차상 형성으로 인해 상대 밀도와 유전율 등 기판재료의 특성에 영향을 주었다.
기존의 AI2O₃기판을 대체할 저유전율의 특성을 갖는 저온 소결 Glass/Ccramic기판조성으로 AI2O₃, S1O₂, Cordierite, AI2O₃ . 3Si6에 ZBS 잉ass를 30〜50v이%첨가한 복합체를 제조하였다.
급냉시켜 유리를 제조하였다. 제조된 유리는 알루미나 유발에서 1차 조분쇄한 후 폴리에틸렌 용기에서 에탄올을 용圳로 지로코니아 볼을 사용하여 48시간 미분쇄하였다. 이엏게 제조된 유리분말을 AI2O₃, SiO₂, Cordierite, A12O₃ - 3SiO₂^l filler에 30〜509% 첨가하여 폴리에틸렌 용기에서 에탄올을 용매로 지르코니아 볼을 사용하여 24시간 습식혼합하였다.

이론/모형

건조된 분말을 지름 15mm인 원형몰드에서 lOOkg/cm?의 일정한 압력으로 일축 가압성형 하여 소결온도(700〜950°C, 50°C 간격)까지 5 °C /min 승온속도로 2시간 열처리한 후 상온까지 로냉하였다. 소결체의 밀도는 Archimedes법으로 측정하였으며 유전율측정은 Network Analyzer (HP8720ES, Agilent, USA)를 이용하여 측정하였다. 또한 소결 후의 상변화와 결정화 상태를 보기 위해 X선 회절 분석기(MO₃XHF.

성능/효과

9, AI2O₃ . 3SiO₂-50voI%ZBS 4.9를 나타내어 AMh기판(= 9.7)보다 저유전률을 나타내었다.
X선 회절 분석결과 gl교ss항량이 증가할수록 2차상이 다량 형성되었으며 그림 2는 미세구조를 나타낸 것으로 glass에 의한 치밀화가 이루어짐을 확인할 수 있었다.
3Si6에 ZBS 잉ass를 30〜50v이%첨가한 복합체를 제조하였다. 소결온도가 높아질수록, ZBS glass 함량이 많아질수록 기공소멸을 촉진시켜 치밀화를 이룰 수 있었지만 glass의 결정화와 다량의 2차상 형성으로 인해 상대 밀도와 유전율 등 기판재료의 특성에 영향을 주었다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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