• 제목/요약/키워드: 전자세라믹소재

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LTCC 기술의 현황과 전망 (Review on the LTCC Technology)

  • 손용배
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 추계 기술심포지움 논문집
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    • pp.11-11
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    • 2000
  • 이동통신기술의 급격한 발달로 고주파회로의 packaging과 interconnect 기술의 고성능화 와 저가격화에 대한 새로운 도전이 요구되고 있다‘ 대부분 기존의 무선통신 부품은 P PCB(Printed Wiring Board)기술을 활용하고 있으나 이러한 기술이 점차로 고주파화되는 경 향을 만족시킬수 없어 새로운 고주파 부품기술이 요구되고 있는 실정이다 .. RF 회로를 구성 하기 위하여 PCB소재의 환경적, 치수안정성 문제를 극복하기 위하여 L TCC(Low T Temperature Cofired Ceramics)기술이 최근 주목을 받고 있다. 차세대 이동통신 기술은 수십 GHz 이상의 고주파특성이 우수하고, 고성능의 초소형의 부품을 저가격으로 제조할수 있으며, 시장의 변화에 기민하게 대처할수 있는 기술이 요구되 고 있으며, 이러한 기술적 필요성에 부합할수 있도록 LTCC 기술이 제안되었다. 이러한 C Ceramic Interconnect 기술은 높은 신뢰성을 바탕으로 fine patterning 기술과 저가의 m metallizing 기술로 가능하게 되었다. 초고주파 통신부품기술은 미국과 유럽 등을 중심으로 G GHz 대역또는 mm wave 대역의 기술에 대하여 치열한 기술개발 경쟁을 벌이고 있으며, 이 러한 고주파 패키징 기술을 바탕으로 미래의 군사, 항공, 우주 및 이동통신 기술에 지대한 영향을 미칠수 있는 기반기술로 자리잡을 전망이다. L LTCC 기술은 기존의 후막혼성기술에 비하여 공정이 단순하고 대량생산이 가능하고 가 격이 비교적 저렴하다. 또한 다층구조로 제작할수 있고, 수동소자를 내장할수 있어 회로의 소형화와 고밀도화가 가능하다. 특히 무선으로 초고속 정보를 처리하기 위하여 이동통신기 기의 고주파화가 빠르게 진행됨에 따라서 고분자재료에 비하여 고주파특성이 우수할뿐아니 라 환경적, 치수안정성이 우수한 세라믹소재플 사용함으로써 고주파 손실율을 저감할 수 있 다 .. LTCC 기술은 후막회로 기술과 tape dielectric 기술이 결합된 기술이다. 표준화된 소재 와 공정기술을 활용하여 저가격으로 고성능소자플 제작할 수 있으며, 전극재료로서 높은 전 도도를 갖고 있는 Ag, Cu, Au 및 Pd! Ag릎 사용함으로써 고주파 손실을 저감시킬 수 있다. L LTCC 기술이 최종적으로 소형화, 고기능 고주파 부품기술로 지속적으로 발전하기 위하여 무수축(Zero shrinkage) 소성기술, 광식각 후막기술 등이 원천기술로서 확립될 수 있어야 하 며, 특히 국내의 이동통신 기술에 대한 막대한 투자에도 불구하고 차세대 이동통신 부품기 술에 대한 개발은 상대적으로 미흡한 실정이므로 국내에 LTCC 관련 소재공정 및 부품소자 기술에 대한 개발투자가 시급히 이루워져야 할 것으로 판단된다. 본 발표에서는 지금까지 국내외 LTCC 기술의 발전과정을 정리하였고, 현재 이 기술의 응용과 소재와 공정을 중심으로한 개발현황에 대하여 조사하였으며, 앞으로 LTCC가 발전 해야할 방향을 제시하고자 한다.

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에어로졸 데포지션법에 의한 저유전율, 저손실 유전체 후막의 상온 증착 공정에 대한 연구 (Study for Fabrication of Dielectric Thick Films with Low Dielectric Constant and Low Loss Tangent Grown by Aerosol Deposition Method at Room Temperature)

  • 박재창;윤영준;김효태;구은회;남송민;김종희;심광보
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.210-210
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    • 2008
  • 에어로졸 증착법은 상온에서 다양한 기판 상에 고밀도의 세라믹 후막을 코팅할 수 있는 최신 기술로써 다양한 방면으로의 응용이 개대되고 있다. 본 실험에서는 ADM을 이용하여 고주파수 영역에서 사용가능한 기판소재 제조에 관한 연구를 진행하였다. ADM을 통해 형성된 $Al_2O_3$ 막의 유전율은 9-10으로 bulk 시료와 비슷한 특성을 보였으나 후막의 손실률의 경우는 bulk 시료에 비해 상당히 컸으며 주파수 증가에 따라 그 값이 크게 감소하는 경향을 보였다. 본 실험에서는 ADM으로 형성된 $Al_2O_3$의 높은 손실률의 원인에 대해 고찰하고 ADM 을 통해 기판소재로 사용가능한 저손실의 $Al_2O_3$막의 제조를 위한 방법을 제시하고자 하였다.

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강유전 세라믹의 전기장 인가에 따른 in situ X-선 회절 실험 (In situ Electric-Field-Dependent X-Ray Diffraction Experiments for Ferroelectric Ceramics)

  • 최진산;김태헌;안창원
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제35권5호
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    • pp.431-438
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    • 2022
  • 기능성 소재연구에서 in situ 분석 기법은 외부 자극 (전기장, 자기장, 빛, 등) 또는 주변 환경 (온도, 습도, 압력, 등)과 같이 주어진 자극에 의해 소재의 물리적 특성이 어떻게 활성화/진화되는지 분석하는데 있어서 매우 중요하다. 특히, 전기장 인가에 따른 in situ X-선 회절(XRD) 실험은 다양한 강유전체, 압전체, 전왜 재료의 외부 전기장 인가에 따른 전기-기계적 반응의 기본 원리를 이해하기 위해 광범위하게 활용되었다. 본 튜토리얼 논문에서는 일반 실험실 규모의 XRD 장비를 이용하여 전기장 인가에 따른 in situ XRD 분석의 기본 원리/핵심 개념을 간략하게 소개한다. In situ XRD 측정법은 외부 전기장을 인가하여 구동되는 다양한 전기-기계 재료의 구조적 변형을 체계적으로 식별/모니터링하는 데 매우 유용할 것으로 기대한다.

세라믹소재를 이용한 해수압센서 제작 및 전기적 특성 연구 (A Study on the Fabrication and Electrical Characteristics of Hydraulic Pressure Sensors by Using Ceramics Materials)

  • 박성현;김은섭;정정균
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제28권6호
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    • pp.384-389
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    • 2015
  • In this paper, we fabricated ceramic body and sapphire wafer in order to develop a hydraulic pressure sensor with high sensitivity and high temperature stability. The sapphire wafer was adopted with a membrane of capacitance ceramic pressure sensor. The capacitance value of the sensor for the finite element analysis(FEM) showed a linear pressure characteristics. Membrane was processed with a diameter of 32.4 mm and a thickness of 1 mm by using alumina powders. Ceramic body was processed with a diameter 32.4 mm and a thickness 5 mm. The capacitance pressure sensor was made with high heat treatment of the ceramic body and the sapphire wafer. Initially capacitance of the pressure sensor was 50 pF and a capacitance of 110 pF was measured from 5 bar pressure. Output voltage of 5 V was appeared at 5 bar pressure.

초음파 트랜스듀서용 PZT-고분자 3-3형 복합압전체의 유전 및 압전특성 (Dielectric and piezoelectric properties of PZT-polymer 3-3 type composite for ultrasonic transducer applications)

  • 박정학;이수호;최헌일;사공건;배진호
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권2호
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    • pp.146-151
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    • 1996
  • PZT powders were prepared by the molten salt synthesis method. The porous PZT ceramics were made from a mixture of PZT and polyvinylalcohol(PVA) by BURPS(Bumout Plastic Sphere) technique. The 3-3 type composites were fabricated by impregnating an sintered porous PZT ceramics with various polymer matrices. The relative permittivity of 3-3 type composite specimens was shown 860-1,100 smaller than that of solid PZT ceramics(2,100), and the dissipation factors of composite specimens were about 0.02 to 0.03. The piezoelectric coefficient d$_{33}$ of composite specimens(285-328*10$^{12}$ C/N) was comparable with that of single phase PZT specimens(364*10$^{-12}$ C/N). The thickness mode coupling factor k$_{t}$(O.5-0.6) of composite specimens was comparable with that of single phase PZT specimens(k$_{t}$-0.7), and the mechanical quality factor of composite specimens was smaller than 10, and thus these 3-3 type composite specimens would be believed as a good candidates for broad band transducer applications.ons.

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(Sr.Ca)$TiO_3$계 입계층 세라믹의 Ca변화량에 따른 미세구조 및 유전특성 (Microstructure and dielectric properties with a contents Ca of (Sr.Ca)$TiO_3$-based grain boundary layer ceramics)

  • 최운식;김충혁;이준웅
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권6호
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    • pp.534-542
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    • 1994
  • Microstructures and dielectric properties of (Sr$_{1-x}$ .Ca$_{x}$)TiO$_{3}$+0.006Nb$_{2}$O$_{5}$ (0.05.leq.x.leq.0.2) ceramic were investigated. The specimens fired in a reducing atmosphere(N$_{2}$) were painted on the surface with CuO paste, and then annealed at 1100.deg. C for 2 hr. SEM and EDAX revealed that CuO penetrated rapidly into the bulk along the grain boundaries during the annealing. Grain size increased with increasing Ca content up to 15[mol%], but decreased with further addition. In the specimens with 10-15[mol%l of Ca, excellent dielectric properties were obtained as follows; dielectric constant <25000, dielectric loss(tan .delta[%]) <0.3[%] and capacitance change rate with temperature <.+-.[%], respectively. All the specimens in this study exhibited dielectric relaxation with frequency as a function of the temperature. The dispersive frequency was over 10$^{6}$ [Hz].z].

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$(Sr_{0.50}Pb_{0.25}Ba_{0.25})TiO_3$세라믹의 유전특성에 관한 연구 (A study on the dielectric properties of the $(Sr_{0.50}Pb_{0.25}Ba_{0.25})TiO_3$ ceramics)

  • 김세일;정장호;이성갑;배선기;이영희
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권3호
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    • pp.267-271
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    • 1995
  • The electrical properties of (S $r_{0.50}$P $b_{0.25}$B $a_{0.25}$)Ti $O_{3}$ ceramics were studied. Specimens were prepared by the conventional mixed oxide method, and fired between 1300[.deg. C] - 1375[.deg. C], for 2[hr.]. The electrical and structural preperties of specimens were investigated with sintering temperature. Increasing the sintering temperature from 1300[.deg. C] to 1375[.deg. C], average grain size was increased from 2.61[.mu.m] to 4.53[.mu.m]. (S $r_{0.50}$P $b_{0.25}$B $a_{0.25}$)Ti $O_{3}$ specimen sintered at 1350[.deg. C] for two hours showed good dielectric constant(2147) and dielectric loss(1.7[%]) properties at 1[khz]. Sintered density and breakdown field strength were the highest value of 5.75[g/c $m^{3}$], 20[kV/cm], respectively. Dielectric properties with applied voltage were independent of the sintering temperature.temperature.

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RF/DC 마그네트론 스퍼터법을 이용한 $BaTiO_3$계 세라믹 박막의 제조와 PTC특성 (Preparation and PTC properties of thin films $BaTiO_3$ ceramic system using RF/DC magnetron sputtering method)

  • 박춘배;송민종;김태완;강도열
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제8권1호
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    • pp.77-82
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    • 1995
  • PTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistivity) thermistor in thin film BaTiO$_{3}$ system was prepared by using radio frequency(13.56 MHz) and DC magnetron sputter equipment. Polycrystalline, surface structure, and R-T(Resistivity-Temperature) characteristics of the specimens were measured by X-ray diffraction(D-Max3, Rigaku, Japan), SEM(Scanning Electron Microscopy: M.JSM84 01, Japan), and insulation resistance measuring system (Keithley 719), respectively. Thin films characteristics of the thermistor showed different properties depending on the substrate even with the same sputtering condition. The thin film formed on the A1$_{2}$O$_{3}$ substrate showed a good crystalline and a low resistivity at below curie point. However, the thin films prepared on slide glass and Si wafer were amorphous. The thicknesses of the three samples prepared under the same process conditions were 700[.angs.], 637.75[.angs.], and 715[.angs.], respectively.

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ZnO세라믹 바리스터에 NiO첨가가 전기적 특성에 미치는 영향 (Influence of NiO additive on electrical properties of ZnO-based ceramic varistors)

  • 남춘우
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권6호
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    • pp.542-550
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    • 1996
  • ZnO-based ceramic varistors containing NiO range 0.5 mol% to 4.0 mol% were fabricated by standard ceramic techniques. The influence of NiO on the microstructure and electrical behavior of ZnO varistor was investigated. As the content of NiO additive increases, average grain size decreased from 16.5.mu.m to 13.2.mu.m, and the amount of NiO existing in the grain interior and grain boundary region was approximately equal. NiO acted as an acceptor which decreases donor concentration due to the increase of Zn vacancy in the grain, and as a driver which migrates Zn interstitial in the depletion region toward the interface of grain boundary, which resulted in the decrease of interface state density. As a result, increasing the content of NiO additive, barrier height, nonlinear exponent, and varistor voltage decreased, and leakage current increased. Wholly, the physical and electrical properties of the ZnO varistor can be said to be affected by the NiO additive.

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$Pb(Mb_{1/3}Nb_{2/3})O_3$-$BaTiO<_3$-$CaZrO<_3$세라믹의 유전특성에 관한 연구 (A Study on the Dielectric Properties of the $Pb(Mb_{1/3}Nb_{2/3})O_3$-$BaTiO<_3$-$CaZrO<_3$Ceramics)

  • 김수하;배선기
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제10권10호
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    • pp.1041-1047
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    • 1997
  • In this paper the dielectric properties of (0.8-x)Pb(Mb$_{1}$3//Nb/2/3)O$_3$/BaTiO$_3$-CaZrO$_3$(x=0.1, 0.15, 0.2, 0.25) ceramics were investigated. Specimens were prepared by the conventional mixed oxide method and sintering temperature and time were 1000~115$0^{\circ}C$ 2hr, respectively. The structural and dielectric properties with variation of sintering temperature and composition were investigated. All the specimens sintered at 115$0^{\circ}C$ for 2hr showed the highest value of 1043. With increasing the contents of CZ and frequency dielectric constant was decreased and which was decreased with increasing temperature from 3$0^{\circ}C$ to 15$0^{\circ}C$.

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