CN103158332A

CN103158332A - 凹版印刷设备

Info

Publication number: CN103158332A
Application number: CN2012100320119A
Authority: CN
Inventors: 张薰根; 李长镐
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2032-02-13
Also published as: KR20130067699A; JP2013123916A; CN103158332B; JP2014088036A; JP5781639B2; KR101332145B1

Abstract

本发明公开了一种凹版印刷设备。该凹版印刷设备包括凹印辊，将图案、对齐标志、以及基线印刷在印刷片上；驱动单元，支撑并且转动凹印辊的两端；加压辊，面向凹印辊设置，使印刷片设置于其间，并且压制印刷片；传感单元，形成在加压辊的一侧处，以感测对齐标志和基线；以及控制单元，根据传感单元感测的对齐标志和基线的误差控制凹印辊。所述凹版印刷设备能实时感测并且校正图案印刷状态，从而提高印刷片的图案重叠精度，并且该凹版印刷设备能够通过非接触轴承驱动凹印辊，以执行用于校正印刷误差的微流动，并且保持最佳印刷压力，从而改进印刷质量并且提高均匀性。

Description

凹版印刷设备

相关申请交叉引用

本申请要求2011年12月14日提交的标题为“Gravure PrintingApparatus(凹版印刷设备)”、系列号为10-2011-0134529的韩国专利申请的权利，所述申请通过引用整体结合于本申请。

技术领域

本发明涉及凹版印刷设备，以及更具体地，涉及能够连续地在印刷片上印刷电极图案的凹版印刷设备。

背景技术

近来，实现小而轻的电子产品以及用于所述电子产品的电子零件的技术越来越受到关注。为此，急需用于增加衬底布线密度以及减小单个零件或模块尺寸和重量的技术。为了满足该需求，提出了用于制造新零件的技术。

在制造多层电子零件(例如多层陶瓷电容器(MLCC))的过程中，主要通过丝网印刷法制造内部电极。

近来，提出了凹版印刷以用于性能改进以及降低成本的目的。在这种情况下，凹版印刷方法是用于将导电油墨填充到辊表面上形成的凹形图案部分中并且在从辊的表面中去除了不必要油墨的状态下使得凹形图案部分的油墨转移到待通过印刷压力印刷的目标处这样一种凹雕印刷方法，该凹版印刷方法的传送速度比丝网印刷方法快数十倍，从而提高生产率。

当通过凹版印刷方法印刷电子部件的电极时，既要求印刷表面的整体均匀性又要求每个图案内的微观均匀性，并且要求比现有丝网印刷更精确的装置控制。

尤其是，当利用凹版印刷法连续印刷介电的或导电的印刷片时，通过使待印刷的印刷片穿过多个辊向待印刷的印刷片施加拉力。此外，当每次印刷之间的拉力不均匀时，会出现能够导致电极图案不匹配的误差。

为了解决上述问题，相关领域采用这样一种技术：在每一层的印刷区中逐一印刷多边形图形标记，以便校正印刷的不匹配，以及利用相机测量每层上印刷的对齐标志并使用图像处理来控制重叠精度。该技术已经发展为应用至揉曲封装或铅印，并且因此未应用至要求较高精度的电子器件的重叠印刷。

[引用列表]

[专利文件]

(专利文件1)KR 10-2004-0011789

发明内容

本发明的目的在于提供一种凹版印刷设备，所述设备能够在连续执行印刷的高速印刷设备中提高重叠精度和电极图案的印刷清晰度。

本发明的另一目的是提供一种凹版印刷设备，所述设备能够减少电极图案的误差，并且保持最佳印刷压力。

根据本发明的示例实施例，提供了一种凹版印刷设备，包括：凹印辊，用于将图案、对齐标志、以及基线印刷在印刷片上；驱动单元，支撑并且转动凹印辊的两端；刮墨刀；加压辊，其设置成面向凹印辊，印刷片设置于它们之间，并且其该加压辊压住印刷片；传感单元，其形成在加压辊的一侧处以检测对齐标志和基线；以及控制单元，其根据传感单元感测到的对齐标志和基线的误差控制凹印辊。

基线可以是线形，并且形成在虚拟区而不是形成在形成有图案的区域。

凹印辊可形成有凹雕类型的图案单元、对齐标志单元、以及基线单元。

可以将对齐标志形成为使这些对齐标志以预定的间距相互间隔开。

可以将基线形成为平行的，以使这些基线以预定的间距相互间隔开。

可以将驱动单元构造为非接触轴承。

驱动单元可以使凹印辊沿向上和向下的方向、向左和向右的方向、向前和向后的方向、以及对角线方向移动。

非接触轴承可以是空气静压轴承或磁性轴承之一。

驱动单元进一步包括感测凹印辊的位置的位移传感器。

控制单元可以预先储存印刷设定值，在印刷设定值中设定有对齐标志之间的间距以及基线之间的间距。

通过将传感单元感测到的对齐标志之间的间距以及基线之间的间距与控制单元中储存的印刷设定值相比较，控制单元可以计算误差，以便按照误差通过驱动单元使凹印辊移动。

凹版印刷设备可进一步包括：导向辊，其引导印刷片的移动路径；以及烘干炉，其将印刷片上印刷的图案烘干。

凹版印刷设备可以进一步包括供应单元，其向凹印辊供应导电油墨或介电油墨。

附图说明

图1是示意性地示出了根据本发明一个实施例的凹版印刷设备的侧视图。

图2是示意性地示出了根据本发明实施例的凹版印刷设备的前视图。

图3是示出了凹印辊的立体图。

图4是示出了驱动单元的横截面视图。

图5是示出了驱动单元的侧截面视图。

图6至图9是示出了通过凹版印刷设备印刷的各种形状印刷片的平面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的示例实施例。不过，仅以示例的方式描述示例实施例，并且本发明不仅限于此。

在描述本发明时，当与本发明相关的公知技术的详细描述有可能不必要地使得本发明的精神含混不清时，将略去其具体描述。而且，下面的术语是结合考虑本发明的功能而限定的，并且可根据使用者和操作人员的意图以不同的方式理解这些术语。因此，应基于整个说明书的内容理解其定义。

因此，本发明的精神由权利要求书限定，并且可提供下面示范性实施例，以便有效地为本技术领域的那些技术人员描述本发明的精神。

在下文中，将参照图1至图6详细地描述根据本发明的示例实施例的凹版印刷设备。

图1是示意性地示出了根据本发明一个实施例的凹版印刷设备的侧视图，图2是示意性地示出了根据本发明的该实施例的凹版印刷设备的前视图，图3是示出了凹印辊的立体图，图4是示出了驱动单元的横截面视图，以及图5是示出了驱动单元的侧截面视图。

如图1至图5所示，根据本发明实施例的凹版印刷设备包括：凹印辊20和120，所述凹印辊将图案22a，对齐标志23a，以及基线21a印刷在印刷片10上；驱动单元30和130，其支撑并且转动凹印辊20和120的两端；加压辊40和140，其设置成面向凹印辊20和120，其中印刷片10设置于凹印辊和加压辊之间，并且所述加压辊支撑印刷片10；传感单元50，其形成在加压辊40和140的一侧上，以感测对齐标志23a和基线21a；以及控制单元60，其根据传感单元50感测到的对齐标志23a和基线21a的误差控制凹印辊120。

在根据本发明示例实施例的凹版印刷设备中，凹印辊20和120形成为与加压辊40和140相对应，印刷片10设置于凹印辊与加压辊之间，从而图案被印刷成堆叠在印刷片上，从而可在印刷片的一侧上执行印刷。

进一步，凹版印刷设备可包括多个导向辊70，其引导印刷片10的移动路径。

在这种结构中，凹印辊20和120、加压辊40和140以及刮墨刀24和124的数量形成为与多层印刷的频率相对应。

此处，印刷片10可以是陶瓷生片(green sheet，印刷电路基板)。优选地，印刷片可以是由载体膜接合的陶瓷生片。印刷片沿图中箭头所示方向被供应至凹版印刷设备中，并且该印刷片由导向辊70引导，以在第一凹印辊20与第一加压辊40之间移动。

第一凹印辊20是圆柱形辊件，其利用第一驱动单元30压制高速移动的印刷片10以印刷图案22a、对齐标志23a、以及基线21a，并且第一凹印辊20具有沿其圆周方向设置在其外周表面上的图案单元22、对齐单元23、以及基线单元21。

图案单元22(将用于在印刷片10上印刷图案22a)可以凹入地形成为凹雕形。在该示例中，图案单元22的形状可以形成为与多层陶瓷电子元件中需要的内部电极的形状相对应。

基线单元21可以凹入地形成以便沿着第一凹印辊20的圆周方向连续地以线形下压并且可以形成一个或多个。进一步，基线21(其形成在未形成有图案单元22的区域中)可以位于第一凹印辊20的任一侧上或者位于其两侧上。

对齐标志单元23(将用于印刷用以感测印刷片10的误差的对齐标志23a)可以凹入地形成为凹雕形，以便以预定的间距与基线单元21间隔开，并且该对齐单元23可以形成在第一凹印辊20的任一侧上的未形成有图案单元22的区域，或者形成在第一凹印辊20的两侧上。在本发明的该示例实施例中，对齐标志单元23形成为三角形，但也可以形成为任意形状而不受限制。

同时，第一凹印辊20浸在第一供应单元25中，在该供应单元中填充有导电油墨或介电油墨，并且因此第一凹印辊20可以被涂敷上导电油墨或介电油墨。在该示例中，在充满导电油墨或介电油墨的第一供应单元25中对图案单元22、对齐标志单元23、以及基线单元21进行涂敷，并且在填满图案单元22、对齐标志单元23、以及基线单元21之后，利用刮墨刀24去除多余的导电油墨或介电油墨，该刮墨刀24形成为与第一凹印辊20的表面接触。

此处，凹印辊20和120浸于其中的多个供应单元25和125分别可选地填满导电油墨和介电油墨，以便可选地将导电油墨和介电油墨印刷在印刷片10上。

第一驱动单元30支撑并且转动第一凹印辊20的两端，并且抬高第一凹印辊20，以将图案22a、对齐标志23a、以及基线21a印刷在印刷片10上。

此处，第一驱动单元30可被构造为非接触轴承，其中非接触轴承可以是空气静压轴承和磁轴承之一。

在该示例中，第一驱动单元30包括内环(race)32和外环31。第一凹印辊20的中心轴线插在内环32中，并且内环32与外环31间隔开，以使内环32可以定位在外环31的中心部分。此外，第一驱动单元30可以设置有位移传感器，其可以测量内环32的位置。

第一加压辊40可被设置成与第一凹印辊20相对应，并且使印刷片10设置于第一凹印辊20与第一加压辊40之间。此处，第一加压辊40(其为圆柱形辊件)可以由支撑部分41固定，以便支撑第一凹印辊20的压力。在该示例中，支撑部分41包括有圆柱体和活塞，以便以预定压力压住印刷片10，并且因此可以形成为用以支撑第一凹印辊20的压力。

利用第一凹印辊20和第一加压辊40用油墨印刷的印刷片10可以按照导向辊70的引导移动至第一烘干炉80。此处，第一烘干炉80可设置有加热器，该第一烘干炉用于烘干印刷在印刷片10上的油墨。

传感单元50，其用于感测印刷在印刷片10上的对齐标志23a和基线21a，该传感单元50可以包括有照相机和图形处理装置，并且其可以感测对齐标志23a和基线21a。此处，传感单元50可以形成在凹印辊20和120的所有位置处，例如在凹印辊20和120之前或之后，以及在凹印辊20和120的之前和之后。

在该树立中，根据印刷的油墨，对齐标志23a和基线21a可以是导体或介电体。因此，除了本发明的该示例实施例中使用的照相机和图像处理装置之外，传感单元50还由电磁传感器(例如电涡流传感器、电容传感器)形成，以检测由导体和介电体形成的对齐标志23a和基线21a。

同时，将传感单元50中检测到的对齐标志23a和基线21a传输至控制单元60。

控制单元60预先储存有印刷设定值，在该印刷设定值中设定了由第一凹印辊20印刷的基线21a与待由第二凹印辊120印刷的基线121a之间的间距D2，以及由第一凹印辊20印刷的对齐标志23a与待由第二凹印辊120印刷的对齐标志123a之间的间距D1，并且该控制单元60控制第二驱动单元130，以便满足印刷设定值，从而在印刷片10上印刷第二凹印辊120的图案122a、对齐标志123a、以及基线121a。

在该示例中，第二凹印辊120可以具有与第一凹印辊20类似的凹雕形图案单元122、对齐标志单元123、以及基线单元121，并且由第一凹印辊20印刷的对齐标志23a与由第二凹印辊120印刷的对齐标志123a之间的间距D1可为20mm。

进一步，第二驱动单元130可包括有与第一驱动单元30类似的内环32和外环31，并且其可以通过形成于其中的位移传感器(未示出)测量内环32的位置。

也就是，利用控制单元60的控制，第二驱动单元30使得与内环32连接的第二凹印辊120移动，并且使得第二加压辊140压制第二凹印辊120，以将图案122a、对齐标志123a、以及基线121a印刷在正穿过第二凹印辊120和第二加压辊140之间的印刷片10上，而不会有关于印刷设置值的误差。

因此，通过包括有可以沿所有方向(例如向上和向下的方向、向左和向右的方向、向前和向后的方向、对角线方向等)移动的非接触轴承的驱动单元130，第二凹印辊120可以沿精细控制的所有方向移动，并且保持最佳印刷压力，从而改进印刷质量且提高均匀性。

接下来将要描述利用根据本发明示例实施例的凹版印刷设备印刷印刷片的方法。

首先，将图案22a、绘制的对齐标志23a、基线21a印刷在通过第一凹印辊20和第一加压辊40的印刷片10上。

接着，当传感单元50感测到对齐标志23a和基线21a且将感测的对齐标志23a和基线21传输至控制单元60时，控制单元60根据预储存的印刷设定值控制第二驱动单元130，以印刷第二凹印辊120的图案122a、对齐标志123a、以及基线121a。

接下来，当传感单元50感测到印刷片10的基线21a与121a之间的间距D1以及对齐标志23a与123a之间的间距D2且将感测到的间距D1和D2传输至控制单元60时，控制单元60将这些间距与预储存的印刷设定值进行对比。

进一步，当基线21a与121a之间的间距D1跟印刷设定值不一致时控制单元60判定用于印刷片10的横向(TD)的对齐是错位的，并且当对齐标志23a与123a之间的间距D2跟印刷设定值不一致时，控制单元60判定用于印刷片10的轴向方向(MD，machine direction)的对齐是错位的，从而通过计算误差并且使凹印辊按照误差移动而重复印刷过程。

图6至图9是示出了通过凹版印刷设备印刷的印刷片的多个形状的平面图。

如图6至图9所示，印刷片10可印刷有图案22a和122a、对齐标志23a和123a、以及基线21a和121a。

在这种情况下，对齐标志23a和123a可以是各种形状的，并且根据储存在控制单元60中的印刷设定值，可以将对齐标志23a和123a印刷得相互间隔开预定间距D1。

进一步，可以平行地印刷基线21a和121a(它们为实线形的)，并且根据储存在控制单元60中的印刷设定值使其相互间隔开预定间距D1，并且根据印刷可以增加基线21a和121a的数量。也就是，在重复地印刷n次时可形成n-1条基线。

因此，根据本发明的示例实施例的凹版印刷设备将传感单元50感测到的基线21a和121a之间的间距D1以及对齐标志23a和123a之间的间距D2与储存在控制单元60中的印刷设定值进行对比，以计算印刷片10的轴向(MD)和横向(TD)中的误差，并且通过凹印辊根据误差进行的位置校正而重复地执行印刷，从而增加印刷片的图案重叠精度。

尽管已经公开了本发明的示例实施例以用于描述目的，但本领域普通技术人员能够认识到，在不背离随附的权利要求中公开的本发明的范围和精神的前提下，各种修改、添加以及替换都是可行的。

因此，不应认为本发明的范围局限于所描述的实施例，而是应由随附的权利要求及其等同物限定。

通过提高印刷在印刷片上的基线的识别率，根据本发明示例实施例的凹版印刷设备能够实时感测并且校正图案印刷状态，该印刷片穿过形成在每个凹印辊上的具有连续线形的基线单元，从而提高印刷片的图案重叠精度。

此外，本发明的示例实施例能够通过非接触轴承驱动凹印辊，以执行用于校正印刷误差的微流动，并且保持最佳印刷压力，从而改进印刷质量并且提高均匀性，其中该非接触轴承能够沿所有方向(例如竖直方向、向左和向右方向、向前和向后方向、对角线方向等)移动。

Claims

1.一种凹版印刷设备，包括：

凹印辊，所述凹印辊将图案、对齐标志、以及基线印刷在印刷片上；

驱动单元，所述驱动单元支撑并且转动所述凹印辊的两端；

加压辊，所述加压辊面向所述凹印辊设置，使所述印刷片设置在所述凹印辊与所述加压辊之间，并且所述加压辊压制所述印刷片；

传感单元，所述传感单元形成在所述加压辊的一侧处，以感测所述对齐标志和所述基线；以及

控制单元，所述控制单元根据所述传感单元感测到的所述对齐标志和所述基线的误差控制所述凹印辊。

2.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述基线为线形的，并且形成在除形成所述图案的区域以外的虚拟区域中。

3.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述凹印辊形成有凹雕形式的图案单元、对齐标志单元、以及基线单元。

4.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述对齐标志形成得按照预定间距相互间隔开。

5.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，平行地形成所述基线，以便使所述基线按照预定间距相互间隔开。

6.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述驱动单元被构造为非接触轴承。

7.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述驱动单元使所述凹印辊沿向上和向下的方向、向左和向右的方向、向前和向后的方向、以及对角线方向移动。

8.根据权利要求6所述的凹版印刷设备，其中，所述非接触轴承是空气静压轴承或磁性轴承之一。

9.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述驱动单元进一步包括用于感测所述凹印辊的位置的位移传感器。

10.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述控制单元预先储存印刷设定值，在所述印刷设定值中设定有所述对齐标志之间的间距和所述基线之间的间距。

11.根据权利要求10所述的凹版印刷设备，其中，通过将所述传感单元感测到的所述对齐标志之间的间距以及所述基线之间的间距与储存在所述控制单元中的印刷设定值进行对比，所述控制单元计算误差，以使所述凹印辊通过所述驱动单元按照所述误差移动。

12.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，进一步包括：

导向辊，所述导向辊引导所述印刷片的移动路径；以及

烘干炉，所述烘干炉烘干印刷在所述印刷片上的所述图案。

13.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，进一步包括供应单元，所述供应单元向所述凹印辊供应导电油墨或介电油墨。