CN1521778A - 叠层型片式电子元器件制备方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制备叠层型片式电子元器件如叠层型片式电容器的方法，该方法包括以下步骤：(1)在载膜上均匀地形成一层介质薄膜并烘干；(2)在上述的介质薄膜上印刷所需的图案；(3)将上述印刷有图案的介质薄膜烘干；(4)重复上述(1)至(3)的步骤，直到经过多次重复后累积的介质薄膜达到预定厚度时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来；(5)按照需要，将步骤(4)中得到的脱膜后的介质薄膜进行叠层、压固、烧结，制得叠层型片式电子元器件。本发明所提出的制备方法及其装置，可以大大减小超薄介质膜的叠层难度，大幅度地提高具有超薄介质膜的产品的质量。

Description

叠层型片式电子元器件制备方法及其装置

技术领域

本发明涉及叠层型片式电子元器件制备方法及其所用装置，具体地讲，本发明涉及一种具有超薄介质膜的叠层型片式电子元器件的制备方法及其所用装置。

背景技术

在制备叠层型片式电子元器件如叠层型片式电容器时，首先通过流延的方法，在塑料载膜上均匀地形成一层介质薄膜；接着，采用丝网印刷等方法，在介质薄膜上按照规定的图案来印刷内部电极层；然后，将印刷有内部电极层的介质薄膜，按照规定的尺寸从塑料载膜上分离出来，并进行叠层、压固，制作成多层薄膜；将该多层薄膜按照单位电容器的形状加以切断，制作出未烧成的芯片；最后，在该未烧成芯片的端部涂上端电极浆料，将它加以烧结而得到叠层型的电容器。当然，未烧成的芯片和端电极浆料也可以不同时进行烧结，可以先将未烧成的芯片进行烧结，然后再涂上端电极浆料进行烧结。

在上述制造叠层型片式电子元器件的过程中，流延、丝印、叠层都是必不可少的工序。对于流延后介质薄膜大于5μm以上的情况，现有的制造方法及装置已经能够很好地实现。然而，随着叠层型片式电子元器件朝小尺寸、高层数的方向发展，要求流延后介质薄膜的厚度越来越薄，这样，叠层工序实现起来就有相当的难度，甚至制约了这种发展趋势。当流延后介质薄膜在5μm以下时，将印刷有内部电极的介质薄膜从塑料载膜上分离出来并进行叠层，就存在相当大的技术难度，因为限于目前脱膜过程所利用的真空吸附技术，当介质薄膜小于5μm时，非常容易被撕破或发生变形等。同时，在介质薄膜脱膜后进行叠层时，变形的薄膜会严重影响叠层的质量。因此，通过适当的方法来增加叠层前或脱膜时的薄膜厚度，从而防止薄膜破裂、减小薄膜变形，也是提高解决薄膜叠层质量的一种途径。

发明内容

为了减少叠层工序的难度、保证薄膜叠层质量，本发明通过适当地增加叠层前的介质薄膜厚度，来克服现有技术中缺点。

一方面，本发明提供了一种制备叠层型片式电子元器件的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在载膜上均匀地形成一层介质薄膜并烘干；

(2)在上述的介质薄膜上印刷所需的图案；

(3)将上述印刷有图案的介质薄膜烘干；

(4)重复上述(1)至(3)的步骤，直到经过多次重复后累积的介质薄膜达到预定的厚度如5μm至25μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来；

(5)按照需要，将步骤(4)中得到的脱膜后的介质薄膜进行叠层、压固、烧结，制得叠层型片式电子元器件。

其中，步骤(1)中所述的载膜可以是塑料载膜，也可以是其它材质的载膜，只要其具有适当的强度、便于介质薄膜脱离下来即可。

步骤(1)中所述的在载膜上均匀形成介质薄膜层的方法，可以采用流延的方法，也可以采用其它的方法；步骤(2)在介质薄膜上印刷所需图案的方法，可以采用丝网印刷的方法，也可以采用其它适当的方法；步骤(1)和步骤(3)中所述的烘干可以是吹风烘干、加热烘干或其它的烘干方式。

步骤(1)中所形成的单层介质薄膜的厚度可以在0.5μm至5.0μm之间，优选在1.0μm至4.0μm之间；步骤(2)中所印刷的单层图案的厚度可以在0.2μm至2.0μm之间，优选在0.6μm至1.8μm之间。

优选地，在上述方法中，当步骤(4)中所述的、累积的介质薄膜达到8μm至20μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来。

另外，根据所制备的叠层型片式电子元器件种类的不同，上述的制备方法可以略有不同，但只要是在叠层前将介质薄膜厚度增加到适当的厚度而避免介质膜的变形或破裂，就属于本发明的范围。

另一方面，本发明提供了一种制备叠层型片式电容器的方法，该包括以下的步骤：

(1)在载膜上均匀地形成一层介质薄膜并烘干；

(2)用丝网印刷的方法在上述的介质薄膜上印刷内电极层；

(3)将上述印刷有内电极层的介质薄膜烘干；

(4)重复上述(1)至(3)的步骤，直到经过多次重复后累积的介质薄膜达到预定的厚度如5μm至25μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来；

(5)将步骤(4)中得到的脱膜后的介质薄膜进行叠层、压固、切断，制得未烧结的芯片；

(6)在上述未烧结的芯片的端部涂上端电极浆料，加以烧结而得到叠层型片式电容器；或者，将上述未烧结的芯片先进行烧结，然后在其端部涂上端电极浆料再进行烧结，得到叠层型片式电容器。

同样，上述方法步骤(1)中所述的载膜可以是塑料载膜，也可以是其它材质的载膜，只要其具有适当的强度、便于介质薄膜脱离下来即可；步骤(1)中所述的在载膜上均匀形成介质薄膜层的方法，可以采用流延的方法，也可以采用其它的方法，优选使用流延的方法。

骤(1)中所形成的单层介质薄膜的厚度可以在0.5μm至5.0μm之间，优选在1.0μm至4.0μm之间；步骤(2)中所印刷的单层内电极层的厚度可以在0.2μm至2.0μm之间，优选在0.6μm至1.8μm之间。

优选地，在上述方法中，当步骤(4)中所述的、经过多次流延、丝网印刷的介质薄膜达到8μm至20μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来。

在制备叠层型片式电容器时，为了便于准确定位，可以在第一次用丝网印刷方法在介质薄膜上印刷内电极层的同时，在载膜和/或内电极层上印刷上定位标记。

另外，上述方法中步骤(1)所述的流延工序和步骤(2)所述的丝网印刷工序可以分别在流延机和丝网印刷机上完成，也可以在同一台流延、丝网印刷(简称丝印)机上完成的，即流延、丝印是在同一台设备上完成的。但由于流延过程是一个连续的过程，而丝印过程是有节拍的间断运动过程，也就是说在进行丝印内电极层的时候，载膜是静止的，而此时在流延部分载膜还在继续向前运动，所以在两个过程之间会有多余出来的载膜。因此，在两个过程之间必须安装一个可平行移动的导向棍子，通过它的水平往复运动以消除多余出来的塑料载膜，从而保证载膜在整个过程中一直处于拉紧状态。

所以，再一方面，本发明还提供了一种制备叠层型片式电容器的装置，其包括流延部分、丝印部分、脱膜部分和叠层部分，其特征在于，流延部分和丝印部分是一体化的装置，在该一体化装置的流延部分和丝印部分之间，安装有一个能够平行移动的导向棍子(23)，通过该导向棍子(23)的水平往复运动，保证载膜在整个过程中处于拉紧状态。

一般情况下，在本发明中，单次流延过程所产生的介质薄膜的厚度小于5μm。若有特殊需要，单次流延过程所产生的介质薄膜的厚度也可以大于5μm，但相应地脱膜前流延、丝印的次数可以减少。

本发明所提出的叠层型片式电子元器件制备方法及其装置，可以大大减小超薄介质膜的叠层难度，从而大幅度地提高具有超薄介质膜的产品的质量。

下面结合附图，通过实施例，以叠层型片式电容器为例来进一步说明本发明，但本发明不仅适于制备叠层型片式电容器，也适于制备其它种类的叠层型片式电子元器件。

附图说明

图1是流延机的示意图。

图2是丝印机的示意图。

图3是叠层机的示意图。

图4是流延、丝印一体机的示意图。

图5是流延、丝印过程定位方法示意图。

图6是经过多次流延、丝印后的截面图。

图7是流延叠层过程的示意图。

图中，各附图标记的含义为：

1--上料涨紧辊子                 2--上料载膜卷

3--导向棍子                     4--调节纠偏棍子

5--流延头                       6--流延棍子

7--烘箱                         8--收料载膜卷

9--收料涨紧辊子                 10--丝印载台

11--摄像头                      12--丝印装置

13--圆盘滚刀                    14--直切刀

15--脱膜装置                    16--脱膜吸附装置

17--直线传动装置                18--直线传动装置

19--吸附装置                    20--载板

21--精确定位工作台              22--层压装置

23--可平行移动的导向棍子        24--塑料载膜

25--介质膜                      26--电极层

27--印在塑料载膜上的定位标记    28--印在电极层上的定位标记

具体实施方式

                          实施例1

本实施例结合附图1、2、3、5、6和7，具体说明流延工序和丝网印刷工序分别在流延机和丝网印刷机上完成的实施方式。

如图1所示，将载膜卷2安装在上料涨紧辊子1上，然后将载膜24按照一定的次序绕导向棍子3和调节纠偏棍子4安装。通过调节纠偏棍子使得载膜运动时保持一定的方向。通过流延头5将瓷浆均匀地流延在流延棍子6上的塑料载膜表面，形成膜厚为3μm的介质薄膜。介质薄膜随着塑料载膜的移动到烘箱7中，经过烘干后的介质薄膜随塑料载膜一起在收料涨紧辊子9的带动下形成收料载膜卷8。这就完成了第一次介质薄膜的流延。

如图2所示，将流延完的载膜卷安装在上料涨紧辊子1上，载膜卷饶过导向棍子3和调节纠偏棍子4，进入丝印载台10，通过丝印装置12在介质薄膜印刷上电极层26(厚度约为1.2μm)。在载膜上印刷上定位标记27，电极层上也印刷上定位标记28。第一次印刷时，摄像头11处于不工作状态，因为不需要进行定位工作。丝印装置12在水平面可以进行调整，包括前后方向、左右方向以及绕铅垂线的旋转运动，这样保证在第2次以及其后的印刷过程中电极层能够进行精确的定位；丝印装置还可以上下运动，避免丝网与介质薄膜之间的摩擦或刮擦等。丝印完电极层的介质薄膜随载膜一起经过烘干后在收料涨紧辊子9的带动下形成收料载膜卷。这就完成了第一次丝印过程。

把经过丝印后的载膜卷在拿到流延机(如图1所示)上进行介质薄膜的第2次流延过程。这样在电极层表面又形成了一层介质薄膜(如图6所示)。然后在丝印机上进行第2次印刷过程，这时摄像头11需要采集定位标记27的准确位置，通过计算机的运算并控制丝印装置12移动到合理的位置进行丝印过程。在第2次印刷过程中要求电极层有一定的错位(如图6所示)。重复上述流延和丝印过程4次。这时介质薄膜达到了预定的厚度(约17μm)。

如图3所示，将流延、丝印完的载膜卷安装在叠层机的上料涨紧辊子上，两把圆盘滚刀13和两把直切刀14将流延和丝印完成的介质薄膜按照设定的形状(矩形)划开，为脱膜工作做准备。摄像头采集定位标记27(或28)的准确位置。脱膜吸附装置15将载膜吸住，脱膜装置16将印有多层电极层的介质薄膜吸住并完成脱膜过程。脱膜装置通过直线传动装置17将介质薄膜运送到精确定位工作台21上面。载板20上面压上一层保护层，被吸附在精确定位工作台上。精确定位工作台21在水平面可以有三个方向的运动，包括前后方向、左右方向以及绕铅垂线的旋转运动；同时还可以上下运动。计算机在处理完通过摄像头采集过来的定位标记的数据以后，控制精确定位工作台的合理运动，使得叠层过程保持高的精度。当脱膜装置16与载板20接触后，脱膜装置将介质薄膜通过正压吹向载板，同时精确定位工作台21向上移动，将印有多层电极层的介质薄膜与载板上的保护层压在一起(预压)。这就完成第1次的叠层过程(如图7所示)。然后，脱膜装置16通过直线传动装置17回到脱膜吸附装置15上面，继续上述过程。当叠层到达设定的层数时，载板就被吸附装置18吸起，通过直线传动装置18传送到层压装置22完成压实过程。同时在精确定位工作台21上需要更换一块载板。最后形成的叠层结果如图7所示。

                       实施例2

本实施例除流延工序和丝网印刷工序是在如图4所示的流延丝印一体机上完成的外，其余与实施例1相同。

                       实施例3

按实施例1或实施例2所述的方法，制备脱膜前预定厚度分别约为8μm和25μm的介质薄膜，其余过程则与实施例1或实施例2相同。

Claims (8)

1、一种制备叠层型片式电子元器件的方法，包括以下步骤：

(1)在载膜上均匀地形成一层介质薄膜并烘干；

(2)在上述的介质薄膜上印刷所需的图案；

(3)将上述印刷有图案的介质薄膜烘干；

(4)重复上述(1)至(3)的步骤，直到经过多次重复后累积的介质薄膜达到5μm至25μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来；

(5)根据需要，将步骤(4)中得到的脱膜后的介质薄膜进行叠层、压固、烧结，制得叠层型片式电子元器件。

2、如权利要求1所述的制备叠层型片式电子元器件的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的累积的介质薄膜达到8μm至20μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来。

3、一种制备叠层型片式电容器的方法，包括以下步骤：

(1)在载膜上均匀地形成一层介质薄膜并烘干；

(2)用丝网印刷的方法在上述的介质薄膜上印刷内电极层；

(3)将上述印刷有内电极层的介质薄膜烘干；

(4)重复上述(1)至(3)的步骤，直到经过多次重复后累积的介质薄膜达到5μm至25μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来；

(5)将步骤(4)中得到的脱膜后的介质薄膜进行叠层、压固、切断，制得未烧结的芯片；

(6)在上述未烧结的芯片的端部涂上端电极浆料，加以烧结而得到叠层型片式电容器；或者，将上述未烧结的芯片进行烧结，然后在其端部涂上端电极浆料进行烧结，得到叠层型片式电容器。

4、如权利要求3所述的制备叠层型片式电容器的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的累积的介质薄膜达到8μm至20μm时，将整个介质薄膜从载膜上脱离下来。

5、如权利要求3或4所述的制备叠层型片式电容器的方法，其特征在于，第一次用丝网印刷方法在介质薄膜上印刷内电极层的同时，在载膜和/或内电极层上印刷上定位标记。

6、如权利要求3或4所述的制备叠层型片式电容器的方法，其特征在于，步骤(1)所述的流延工序和步骤(2)所述的丝网印刷工序分别在流延机和丝网印刷机上完成。

7、如权利要求3或4所述的制备叠层型片式电容器的方法，其特征在于，步骤(1)所述的流延工序和步骤(2)所述的丝网印刷工序是在流延丝印一体机上完成的。

8、一种制备叠层型片式电容器的装置，包括流延部分、丝印部分、脱膜部分和叠层部分，其特征在于，流延部分和丝印部分是一体化的装置，而且在该一体化装置的流延部分和丝印部分之间，安装有一个能够平行移动的导向棍子(23)，通过该导向棍子(23)的水平往复运动，保证载膜在整个过程中处于拉紧状态。

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