• Title/Summary/Keyword: Constrained Sintering

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Effects of processing parameters of alumina tape on the constrained sintering characteristics of LTCC (LTCC의 constrained sintering 특성에 미치는 알루미나 테잎의 공정변수영향)

  • Park, Seong-Dae;Cho, Hyun-Min;Yoo, Myong-Jae;Lee, Woo-Sung;Kang, Nam-Kee
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2003.05c
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    • pp.245-248
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    • 2003
  • 저온동시소성 세라믹으로 제작된 모듈을 고주파 대역에 적용할 경우 dimension의 오차는 모듈 특성의 오차를 유발시킨다. Constrained sintering 기술은 XY 방향의 수축을 억제시킴으로써 세라믹 소결체의 dimensional tolerance를 향상시키기 위하여 개발된 기술이다. LTCC의 소성온도에서는 수축하지 않는 비소성층을 LTCC 적층체의 위 아래에 함께 적층시킴으로써 XY 방향의 수축은 기계적으로 억제되며, 두께 방향으로만 수축이 일어난다. 본 연구에서는 LTCC 기판을 constrained sintering 방법으로 소성하고, 그 특성값을 일반적인 소성방법으로 제작하였을 때와 비교하였다. 알루미나 테잎의 제조조건 빛 적층조건을 변화시켜 이에 따른 면수축 제어 특성의 변화를 고찰하였다. 실험결과 알루미나 테잎의 고형분 용량과 부착층의 두께가 면수축 제어를 위하여 고려되어야할 주요 인자임을 확인할 수 있었다.

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Effects of $Al_2O_3$ Based Paste Formulation for Constrained Sintering in LTCC (Constrained Sintering을 위한 LTCC용 $Al_2O_3$ Paste 조성에 대한 영향)

  • Lee, Sang-Myoung;Yoo, Myong-Jae;Kim, Jun-Yong;Park, Sung-Dae;Park, Jong-Chul;Nahm, Sahn
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.06a
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    • pp.267-268
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    • 2007
  • 기존의 Free Sintering 방법을 사용하는 LTCC(Low Temperature Cofiring Ceramics)는 수축률이 일정하지 않아서 설계 치수와 동일하게 제작하기 어려운 단점을 가지고 있다. 이에 따라서 정밀한 전자부품을 제작하기 위한 방안으로 X-Y면 방향에서의 변형을 거의 zero로 제어하는 Constrained Sintering(CS) 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 LTCC 기판이 소성되는 동안에 변형을 억제하기 위하여 소성온도가 LTCC 기판 보다 높은 $Al_2O_3$ 분말과 유기물을 혼합하여 페이스트를 제작한 후에 스크린 프린팅 방법을 이용하여 도포 후에 Z축 방향으로 일축가압을 하면서 소성하여 수축률을 제어 하였다. 또한 바인더와 $Al_2O_3$ 분말의 함량에 대한 최적 조성의 $Al_2O_3$ 페이스트를 제작하여 0.5%로 수축률을 가지는 균일한 LTCC 기판을 구현 할 수 있었다.

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Fabrication and Properties of Heterostructure (K7.6/K65) Embedded Capacitor by Constrained Sintering Process (Constrained Sintering 공정에 의한 K7.6/K65 이종접합 Embedded Capacitor의 제조 및 특성)

  • Cho, Tae-Hyun;Cho, Hyun-Min;Kim, Jun-Chul;Kim, Dong-Su;Kang, Nam-Kee
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.194-195
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    • 2006
  • 개인 휴대 통신 기기의 급속한 발달로 인해 부품의 소형화, 고집적화가 중요한 요소로 대두되고 있으며 이를 위해서는 모듈내부에 3차원적인 수동소자의 내장이 가능한 LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) 공정이 각광받고 있다. Embedded Capacitor를 제조하기 위해 유전율이 7.6과 6.5인 LTCC 재료를 이종접합 하여 제조하였으며 이종재료의 수축거동 차이에 의한 camber가 발생하였다. 이를 해결하고 또한 고주파 부품용 정밀회로 패턴을 구 현하기 위해 PLAS 방식의 Constrained Sintering 공정을 적용하여 camber 문제를 해결하였으며 capacitance 값이 두 이종재료의 유전율과 1:1로 비례하지 않았는데 이는 유전율 65 tape에 잔존하는 기공 때문으로 판단되며 미세구조로써 확인하였다.

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Powder Packing Behavior and Constrained Sintering in Powder Processing of Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs)

  • Lee, Hae-Weon;Ji, Ho-Il;Lee, Jong-Ho;Kim, Byung-Kook;Yoon, Kyung Joong;Son, Ji-Won
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.56 no.2
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    • pp.130-145
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    • 2019
  • Widespread commercialization of solid oxide fuel cells (SOFCs) is expected to be realized in various application fields with the advent of cost-effective fabrication of cells and stacks in high volumes. Cost-reduction efforts have focused on production yield, power density, operation temperature, and continuous manufacturing. In this article, we examine several issues associated with processing for SOFCs from the standpoint of the bimodal packing model, considering the external constraints imposed by rigid substrates. Optimum compositions of composite cathode materials with high volume fractions of the second phase (particles dispersed in matrix) have been analyzed using the bimodal packing model. Constrained sintering of thin electrolyte layers is also discussed in terms of bimodal packing, with emphasis on the clustering of dispersed particles during anisotropic shrinkage. Finally, the structural transition of dispersed particle clusters during constrained sintering has been correlated with the structural stability of thin-film electrolyte layers deposited on porous solid substrates.

Study on Reduction of Via hole Pore by Composition variation of Via paste during LTCC Constrained Sintering Process (무수축 LTCC 공정 중 Via Paste의 조성에 따른 Via 주변의 기공감소에 관한 연구)

  • Cho, Hyun-Min;Kim, Jong-Gyu
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2006.11a
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    • pp.233-234
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    • 2006
  • In this paper, Via hole pore were investigated during PLAS (PessureLess Assisted Constrained Sintering) process of LTCC. Ag and Ag-Pd paste mixture were tested for via paste. Ag paste with 10~25% Ag-Pd paste showed no via hole pore, but further increase of Ag-Pd contents in via paste increased via pore. From shrinkage curve, 10~25% Ag-Pd paste showed expansion behaviors before shrink and this phenomena result in the reduction of via hole pore during PLAS process.

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Constrained Sintering법에 의한 $Al_2O_3$/LTCC/$Al_2O_3$ 무수축 기판의 수축율 제어

  • Jo, Jeong-Hwan;Yeo, Dong-Hun;Sin, Hyo-Sun;Hong, Yeon-U;Kim, Jong-Hui;Nam, San
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.39-39
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    • 2008
  • 이동통신 시스템의 소형화, 다기능화 추세에 따라 이동통신 부품들의 모듈화, 고집적화 추세로 급진전되고 있어, 고집적 세라믹 기판 모듈 제작을 위한 핵심공정 기술인 그린시트의 층간 정밀도 및 소성후 수축율 제어의 중요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 일축가압 이용한 PAS(Pressure Assisted Sintering) 법과 Al2O3를 희생층으로 이용한 Constrained Sintering법을 혼합하여 저온 동시소성 세라믹 기판의 x-y 축 수축율을 zero로 제어하고자하였다. $Al_2O_3$/LTCC/$Al_2O_3$인 샌드위치 구조로 세라믹 시트를 적층하여 Load 값과, LTCC 두께에 따른 x-y축, z축 소성 수축율 및 Edge Curvature의 Radius와 warpage 현상을 관찰하고, 이때 미세구조 및 밀도를 측정하였다. 그 결과 symmetic한 구조일 때 소성온도 $900^{\circ}C$에서 $Al_2O_3$ 두께가 $30{\mu}m$ 이상일 때 LTCC의 글라스가 $Al_2O_3$에 Infiltration 되는 두께는 $30{\mu}m$를 나타내었다. 또한 $Al_2O_3$ 두께 $500{\mu}m$, LTCC 두께 $2,000{\mu}m$, Load값이 800g/$cm^2$ 일 때 x-y 축 수축율<1%, z축 수축율 40%, 소결밀도는 2.99g/$cm^3$로 우수한 무수축 기판 특성을 나타내었다.

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Constrained Sintering에 의한 $Al_2O_3$/LTCC/$Al_2O_3$ 무수축 기판의 LTCC 두께에 따른 Edge Curvature 제어

  • Jo, Jeong-Hwan;Yeo, Dong-Hun;Sin, Hyo-Sun;Hong, Yeon-U;Kim, Jong-Hui;Nam, San
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.301-301
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    • 2008
  • 최근의 세라믹 공정기술은 고집적화 추세에 따라 그린시트의 두께가 얇아지면서 다층화되고 있으므로 fine patterning, Via Hole 크기의 최소화, Via Hole 간의 층간 연결을 위한 그린시트 층간 정밀도가 더욱 중요해지고 있다. 따라서 세라믹의 소성후 수축율 제어는 고집적 세라믹 기판 모듈 제작을 위한 핵심공정기술로 기술 개발에 대한 필요성이 증대되고 있다. 온 연구에서는 일축가압 이용한 PAS법 (Pressure Assisted Constrained Sintering)과 Al2O3를 희생층으로 이용한 Constrained법을 혼합하여 저온 동시소성 세라믹 기판의 x-y축 방향의 수축율을 zero로 제어하고자하였다. Al2O3/LTCC/Al2O3인 샌드위치 구조로 세라믹 시트를 적층하여 Load에 따른 소성수축율 및 LTCC 두께에 따른 Edge Curvature의 Radius를 측정하였다. 그 결과 소성온도 $900^{\circ}C$에서 Constrian Layer $500{\mu}m$, Load 0.92kg/cm3일때 LTCC의 두께가 $400{\mu}m$에서 $2500{\mu}m$로 증가함에 따라 Edge Curvature Radius가 $430{\mu}m$에서 $2200{\mu}m$로 증가하는 것을 확인하였다. 이때 소결 밀도는 2.95g/$cm^3$로 우수한 특성을 나타내었다.

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