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COMPOSITE CERAMICS COMPOSITION FOR ULTRA HIGH FREQUENCY DEVICE AND CERAMIC SUBSTRATE THEREBY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME
Disclosed is a composite ceramic composition in which a filler composed of one or more of hexagonal boron nitride (h-BN) and boron nitride nanotubes (BNNT) is added to a (Na,K)_2MoO_4 base material. The composite ceramic composition is an ultra-low temperature co-fired ceramic (uLTCC) which can be co-fired with general metal electrode patterns including Au, Ag, Cu, Al, and the like at ultralow temperatures in the range of approximately 475 to 625 ℃ and provides excellent microwave dielectric properties with a dielectric constant (ε_r) of approximately 4 to 5 ℃, dielectric loss (tanð) of less than 1×10^-3 (@15 GHz), and excellent heat conduction properties of up to 6.23 W/m·K. Accordingly, the composite ceramic composition can be applied as a substrate material for ultrahigh frequency devices operating in the millimeter wave band of tens of GHz to effectively implement low loss and low dielectric constant, and especially high heat dissipation in ultrahigh-speed integrated modules. In addition, the composite ceramic composition is tape-casted through a thick film process and is co-fired at an ultralow temperature in the range of approximately 475 to 625 ℃ with a ceramic green sheet with printed electrodes at once, thereby simplifying a manufacturing process and being economical.
본 발명은 (Na,K)2MoO4 모재에 육방정계 질화보론(h-BN) 및 질화보론 나노튜브(BNNT) 중의 하나 이상으로 구성된 필러를 첨가한 복합체 세라믹스 조성물을 개시한다. 본 발명의 복합체 세라믹스 조성물은 대략 475~625℃ 범위의 초저온에서 Au, Ag, Cu, Al 등을 포함한 일반 금속소재 전극패턴과 동시소성이 가능한 초저온 동시소성 세라믹스(uLTCC)이면서도, 대략 4~5 내외의 유전율(εr), 1×10-3 (@15GHz) 이하의 유전손실(tanδ)의 우수한 마이크로파 유전특성과 최대 6.23 W/m·K 정도의 매우 우수한 열전도 특성을 제공한다. 이에 따라, 본 발명의 복합체 세라믹스 조성물은 수십 GHz의 밀리미터파 대역에서 동작하는 초고주파 소자의 기판 소재로서 적용되어 저손실화 및 저유전율화 그리고 특히 초고속 집적화 모듈의 고방열화를 효과적으로 이룰 수 있다. 또한, 본 발명의 복합체 세라믹스 조성물은 후막공정으로 테이프캐스팅된 후 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 한번에 대략 475~625℃ 범위의 초저온에서 동시소성되므로 제작공정이 간단하고 경제적이다.
COMPOSITE CERAMICS COMPOSITION FOR ULTRA HIGH FREQUENCY DEVICE AND CERAMIC SUBSTRATE THEREBY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME
Disclosed is a composite ceramic composition in which a filler composed of one or more of hexagonal boron nitride (h-BN) and boron nitride nanotubes (BNNT) is added to a (Na,K)_2MoO_4 base material. The composite ceramic composition is an ultra-low temperature co-fired ceramic (uLTCC) which can be co-fired with general metal electrode patterns including Au, Ag, Cu, Al, and the like at ultralow temperatures in the range of approximately 475 to 625 ℃ and provides excellent microwave dielectric properties with a dielectric constant (ε_r) of approximately 4 to 5 ℃, dielectric loss (tanð) of less than 1×10^-3 (@15 GHz), and excellent heat conduction properties of up to 6.23 W/m·K. Accordingly, the composite ceramic composition can be applied as a substrate material for ultrahigh frequency devices operating in the millimeter wave band of tens of GHz to effectively implement low loss and low dielectric constant, and especially high heat dissipation in ultrahigh-speed integrated modules. In addition, the composite ceramic composition is tape-casted through a thick film process and is co-fired at an ultralow temperature in the range of approximately 475 to 625 ℃ with a ceramic green sheet with printed electrodes at once, thereby simplifying a manufacturing process and being economical.
본 발명은 (Na,K)2MoO4 모재에 육방정계 질화보론(h-BN) 및 질화보론 나노튜브(BNNT) 중의 하나 이상으로 구성된 필러를 첨가한 복합체 세라믹스 조성물을 개시한다. 본 발명의 복합체 세라믹스 조성물은 대략 475~625℃ 범위의 초저온에서 Au, Ag, Cu, Al 등을 포함한 일반 금속소재 전극패턴과 동시소성이 가능한 초저온 동시소성 세라믹스(uLTCC)이면서도, 대략 4~5 내외의 유전율(εr), 1×10-3 (@15GHz) 이하의 유전손실(tanδ)의 우수한 마이크로파 유전특성과 최대 6.23 W/m·K 정도의 매우 우수한 열전도 특성을 제공한다. 이에 따라, 본 발명의 복합체 세라믹스 조성물은 수십 GHz의 밀리미터파 대역에서 동작하는 초고주파 소자의 기판 소재로서 적용되어 저손실화 및 저유전율화 그리고 특히 초고속 집적화 모듈의 고방열화를 효과적으로 이룰 수 있다. 또한, 본 발명의 복합체 세라믹스 조성물은 후막공정으로 테이프캐스팅된 후 전극이 인쇄된 세라믹 그린시트를 한번에 대략 475~625℃ 범위의 초저온에서 동시소성되므로 제작공정이 간단하고 경제적이다.
COMPOSITE CERAMICS COMPOSITION FOR ULTRA HIGH FREQUENCY DEVICE AND CERAMIC SUBSTRATE THEREBY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME
초고주파 소자용 복합체 세라믹스 조성물과 그에 의한 세라믹 기판 및 이의 제조방법
KIM HYO TAE (author) / SHIN HYO SOON (author) / KIM DONG HYUN (author)
2023-07-04
Patent
Electronic Resource
Korean
European Patent Office | 2024
| European Patent Office | 2024
European Patent Office | 2024
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