CN1848319A - 印刷干燥方法、电子部件的制造方法以及印刷干燥装置 - Google Patents
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Abstract
一种印刷干燥方法,沿着长度方向铺设细长的支承片(20)而使其架设在印刷区域(42)和干燥区域(44)上,在印刷区域(42)内,在向支承片(20)施加第1张力F1的状态下,在该支承片(20)上印刷规定图案,然后使该支承片(20)向上述干燥区域(44)送入,在干燥区域(44)内,在施加第2张力F2的状态下,在干燥室(62)内使印刷有规定图案的支承片(20)干燥。通过不同的张力施加机构施加上述第1张力F1和第2张力F2,上述第2张力F2是沿着支承片(20)长度方向施加的、能够防止通过干燥区域(44)的支承片(20)沿长度方向收缩的张力。
Description
技术领域
本发明涉及印刷干燥方法、电子部件的制造方法以及印刷干燥装置,更详细来说,涉及例如在制造叠层陶瓷电容器等电子部件时,能够在支承片上少有位置偏移地重复印刷互补型图案的印刷干燥方法以及印刷干燥装置。
背景技术
例如在制造叠层陶瓷电容器等电子部件时,如图10所示,有时在作为支承片的载片20的表面上形成剥离层22,然后在剥离层上通过印刷形成规定图案的电极层12a。或者,有时在载片20的表面上形成陶瓷生片,然后在其表面上通过印刷形成规定图案的电极层12a。
之后,在规定图案的电极层12a的间隙部分上通过再次印刷法形成作为电极层12a的互补型图案的空白图案层24。在没有形成空白图案层24的状态下,如果大量层叠生片和电极层,则不存在电极层的部分与存在电极层的部分之间产生高低错位,这就导致薄片之间的分层或层叠体的变形等问题。因此最近如文献1~4(特开昭56-94719号公报、特开平3-74820号公报、特开平9-106925号公报、特开2001-237140号公报)所示,为了层叠数的增加以及层间厚度的薄层化,提出了在没有形成电极层的空白图案部分形成与生片相同的由电介质糊剂构成的图案层的方法。
但是,在传统的印刷干燥方法中,当在载片20的表面的生片或剥离层上印刷电极层12a,并进行干燥时,由于干燥时的热量,有时由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的载片20尤其会沿着其长度方向伸缩。一般认为是由于载片20是离心成型的薄膜,会因干燥时的热量而沿长度方向收缩。
因此,在以下工序中,如果根据设计尺寸,印刷形成空白图案层24,如图10所示,可以知道:可能错位地印刷空白图案层24。尤其是由于电极层12a的图案细微化以及薄层化,印刷时的错位在后续工序的层叠工序之后,会引起薄片间的分层或层叠体的变形等问题。
另外,文献5(特开2004-144433号公报)公开了测定干燥炉入口处气流的动压力变化,防止干燥不均等问题的干燥方法。然而,该文献5所示的方法不能防止由干燥室内部热量引起的支承片变形,也不能防止印刷时的位置偏移或尺寸不齐。
发明内容
本发明是鉴于上述的事实而提出,其目的在于提供一种印刷干燥方法以及印刷干燥装置,抑制由干燥室内的热量引起的支承片变形,从而能够抑制印刷时的位置偏移,而且作业效率优异。
本发明的另一目的在于提供一种电子部件制造方法,即使进行小型化或薄层化,也难以产生内部电极层和/或空白图案层的层叠错位,能够抑制薄片间的分层或层叠体的变形等,抑制静电容量等特性离散,提高制造成品率。
为了达到上述目的,本发明的印刷干燥方法,沿着长度方向铺设细长的支承片而使其架设于印刷区域和干燥区域这两个区域,在上述印刷区域内,在向上述支承片施加第1张力的状态下,在该支承片上印刷规定图案,然后将该支承片向上述干燥区域送出,在上述干燥区域内,在施加第2张力的状态下,在干燥室内使印刷有规定图案的支承片干燥,其特征在于:通过不同的张力施加机构施加上述第1张力和第2张力,上述第2张力是沿着支承片长度方向施加的、能够防止通过干燥区域的支承片沿长度方向收缩的张力。
本发明的印刷干燥装置能够沿着长度方向铺设细长的支承片而使其架设于印刷区域和干燥区域这两个区域,其特征在于:在上述印刷区域内具有向上述支承片施加第1张力的第1张力施加机构、在施加该第1张力的支承片上印刷图案的印刷机构、在印刷后将该支承片向上述干燥区域送出的第1输送机构,在上述干燥区域内具有向印刷有规定图案的支承片施加第2张力的第2张力施加机构、在施加该第2张力的状态下,对上述支承片加热至规定温度的加热机构、在干燥室内,使加热的支承片沿着支承片的长度方向移动的第2输送机构,利用上述第2张力施加机构施加的第2张力是沿着上述支承片长度方向施加的、能够防止通过上述干燥区域的支承片沿长度方向收缩的张力。
在本发明的印刷干燥方法以及印刷干燥装置中,支承片架设在印刷区域和干燥区域这两个区域。因此,能够在支承片上连续地进行印刷和干燥,其作业效率优异。
另外,在本发明中,第1张力与第2张力是通过不同的张力施加机构进行施加的,第2张力是沿着上述支承片长度方向施加的、能够防止通过干燥区域的支承片沿长度方向收缩的张力。因此,在干燥区域内,即使加热了支承片,也能够抑制支承片沿长度方向收缩。结果,在支承片上印刷的印刷图案的难以产生位置偏移。
因此,在支承片上,当利用印刷法在最初印刷的初期印刷图案上形成其它的印刷图案的情况下,难以产生图案之间的位置偏移。
因此,通过利用本发明的印刷干燥方法,在支承片的表面上形成电子部件用内部电极图案或空白图案,制造叠层陶瓷电容器等电极元件,能够容易地制造小型化或薄层化得到增进的电子部件。
即,即使进行小型化或薄层化,也难以产生内部电极层和/或空白图案层的层叠错位,能够抑制薄片间的分层或层叠体的变形等,抑制静电容量等特性离散。另外,本发明能够连续地进行印刷和干燥,能够提高电子部件的制造成品率。
而且,在本发明中,至少在最初印刷干燥内部电极层或空白图案层时,可以施加第2张力,然后,在印刷干燥下一个图案时,并不一定施加第2张力,也可以进行通常的干燥方法。但是,即使在接下来的图案印刷干燥之际,也更优选采用本发明的方法。
上述第1张力优选是沿着上述支承片的长度方向施加而使得不会在上述支承片上留下皱痕的张力。印刷时,如果在支承片上留下皱痕,就不能良好地进行印刷,因而在印刷时以不在支承片上留下皱痕的方式施加第1张力。上述支承片单位宽度上的第1张力优选为0.28~0.83N/cm。
支承片单位宽度上的上述第2张力优选沿着支承片的长度方向为0.16~1.22N/cm。如果该第2张力过小,本发明的作用效果小。如果该第2张力过大,该第2张力导致支承片产生热变形,还存在增大印刷图案位置偏移的倾向。因此,上述范围是优选的。
优选在干燥区域内检测施加在位于该干燥区域内的支承片上的第2张力,控制上述第2张力而使其保持恒定。
在本发明的印刷干燥装置中,优选在上述干燥区域内具有检测施加在位于该干燥区域内的支承片上的第2张力的第2张力检测机构、基于通过该第2张力检测机构检测的信号,控制上述第2张力施加机构而使该第2张力保持恒定的控制机构。
能够抑制支承片热变形的最合适的第2张力随着支承片的组成、支承片的宽度、干燥温度等变化。因此,通过恒定地控制第2张力,能够有效地抑制支承片的热变形。
优选在上述印刷区域和干燥区域之间设置有第1缓冲区域,在该第1缓冲区域内,使上述支承片松弛,允许上述印刷区域内的上述支承片的分级进给,而且允许上述干燥区域内的上述支承片的连续进给。通过这样的构成,能够连续地进行印刷和干燥,能够实现稳定地张力控制,抑制支承片等的热变形,从而提高作业效率。
优选构成为,在从上述干燥区域入口直到干燥区域内部的规定范围的长度范围内,使得导向机构与上述支承片的接触减轻或者不与导向机构接触。
以前,从干燥室入口直到出口的整个区域内,通过导向用皮带输送机输送干燥室内的支承片。然而,由于形成印刷图案用电极糊剂的组成等,容易产生电极图案的干燥不均,有时出现印刷厚度极薄的部分。在电极层的厚度薄的情况下,由于电极层的厚度不均,可能会产生短路故障、未层合等问题。
本发明者发现:电极图案干燥不均的原因主要是干燥室入口附近的导向用皮带输送机与支承片的接触。因此,本发明者发现:构成为在从上述干燥区域入口直到干燥区域内部的规定范围的长度范围内,使得导向机构与上述支承片的接触减轻或者不与导向机构接触。由此能够解决上述问题。
另外,通过本发明者的实验,发现:从上述干燥区域入口直到干燥区域内部的规定范围的长度,使得金属板与上述支承片接触时,也能够获得大致相同的效果。
而且,在本发明中,规定范围的长度根据干燥区域内的支承片的输送速度或干燥条件等确定,优选为1.8~2.5m。
当构成上述支承片的合成树脂的玻璃化转移温度为Tg时,在上述干燥区域内,优选将上述支承片暴露在{Tg-15}℃~{Tg+25}℃的温度下。
当温度较低时,干燥所需时间增加,印刷图案变得不干燥。如果干燥温度变得过高,由支承片的热引起的变形过大,因而不优选。
在上述支承片由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成等情况下,在上述干燥区域内,优选将上述支承片暴露在70~100℃的温度环境。
当上述支承片是拉伸成型的合成树脂片时,本发明效果特别明显。即,这是由于在拉伸成形的合成树脂片的情况下,在干燥室内的干燥温度下,容易热变形。
优选将通过上述干燥区域的支承片输送至卷取区域,并将上述支承片卷绕在卷取辊上,在上述干燥区域和上述卷取区域之间,设置的第2缓冲区域,可以在上述卷取区域内施加与在上述干燥区域内施加于上述支承片的第2张力不同的第3张力。
当在卷取区域内施加于支承片的张力与在干燥区域内施加的第2张力相同时,张力相对过低,当利用卷取辊卷绕支承片时,容易产生散卷或滑卷等。通过在卷取区域内施加与干燥区域内施加于上述支承片的第2张力不同的第3张力,使得在利用卷取辊卷绕支承片时,不会发生散卷或滑卷等。
优选在上述卷取区域内具备除静电装置,除去通过卷取区域的上述支承片的静电。通过除去静电,能够防止垃圾等粘附在支承片上,并且能够防止引起垃圾等杂质粘附引起的缺陷。
上述支承片的单位宽度上的上述第3张力沿着支承片的长度方向为0.5~0.8N/cm。当在这样的张力范围内时,在利用卷取辊卷绕支承片时,能够防止散卷或滑卷等。
优选控制上述支承片单位宽度上的上述第3张力,使其大致保持恒定而不随着上述卷取辊的卷绕外径变化。通过进行这样的控制,能够防止散卷或滑卷等,而不用考虑卷取辊的卷绕外径。
附图说明
以下根据附图所示的实施方式描述本发明。
图1是通过本发明一个实施方式涉及的电子部件制造方法制造的叠层陶瓷电容器的剖面简图。
图2(A)~图2(C)以及图3(A)~图3(C)表示生片与电极层的层叠工序的一个例子的主要部分剖面图。
图4是本发明一个实施方式涉及的印刷干燥方法的整体结构图。
图5是图4所示干燥区域的放大简图。
图6是本发明的其他实施方式涉及的干燥区域的放大简图。
图7是本发明的另一实施方式涉及的干燥区域的放大简图。
图8是本发明的另一实施方式涉及的卷取区域的放大简图。
图9是表示图8所示卷取辊的卷绕距离和卷绕张力的关系的图表。
图10是表现以前问题的电极以及空白图案的简图。
具体实施方式
(第1实施方式)
叠层陶瓷电容器的整体构成
首先,作为本发明涉及的电子部件的一个实施方式,对叠层陶瓷电容器的整体构成进行描述。
如图1所示,本实施方式涉及的叠层陶瓷电容器2具有电容器基体4、第1端子电极6和第2端子电极8。电容器基体4具有电介质层10、内部电极层12,在电介质层10之间交替层叠有这些内部电极层12。交替层叠的一方的内部电极层12与在电容器元件4的一方端部的外侧形成的第1端子电极6的内侧进行电连接。另外,交替层叠的另一内部电极层12与在电容器元件4的另一方端部的外侧形成的第2端子电极8的内侧进行电连接。
在本实施方式中,如后详细所述,利用转印法形成内部电极层12。
电介质层10的材料没有特殊限定,例如由钛酸钙、钛酸锶和/或钛酸钡等电介质材料构成。各电介质层10的厚度没有特别限制,一般是数μm~数百μm。尤其是在本实施方式中,优选薄层化为5μm以下,更优选为3μm以下,特别优选为1.5μm以下。
端子电极6以及8的材料也没有特殊限制,一般使用铜或铜合金、镍或镍合金等,还可以使用银或银与钯的合金等。端子电极6以及8的厚度也没有特殊限制,通常为10~50μm左右。
叠层陶瓷电容器2的形状或尺寸可以根据目的或用途适当地确定。当叠层陶瓷电容器2为长方体形状时,通常为长(0.6~5.6mm,优选为0.6~3.2mm)×宽(0.3~5.0mm,优选为0.3~1.6mm)×厚(0.1~1.9mm,优选为0.3~1.6mm)左右。
叠层陶瓷电容器的制造方法
下面,描述本实施方式涉及的叠层陶瓷电容器2的制造方法的一个例子。
(1)首先,为了制造构成烧结后图1所示电介质层10的陶瓷生片,准备电介质糊剂(生片用糊剂)。
电介质糊剂是通过混合电介质原料(陶瓷粉体)和有机载体(vehicle)而制得的有机溶剂类糊剂构成。
作为电介质原料,可以适当地选自作为复合氧化物或氧化物的各种化合物,例如从碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物、有机金属化合物等中适当选择,混合进行使用。电介质原料一般可以作为平均粒径0.4μm以下,优选0.1~3.0μm左右的粉体使用。而且,为了形成非常薄的生片,优选使用比生片厚度还细的粉末。
所谓有机载体,是指将粘合剂树脂溶解在有机溶剂中而形成的物质。作为用于有机载体的粘合剂树脂,本实施方式使用聚乙烯醇缩丁醛树脂。该聚乙烯醇缩丁醛树脂的聚合度为1000以上、1700以下,优选为1400~1700。另外,树脂的丁缩醛化程度为大于64%且小于78%,优选为大于64%且70%以下,其残留乙酰基量小于6%,优选3%以下。
聚乙烯醇缩丁醛树脂的聚合度例如可以通过作为原料的醋酸乙烯酯树脂的聚合度进行测定。另外,丁缩醛化程度例如可以根据JISK6728进行测定。此外,残留乙酰基量可以根据JISK6728进行测定。
用于有机载体的有机溶剂没有特殊限定,例如可以使用萜品醇、醇、丁基卡必醇、丙酮、甲苯等有机溶剂。在本实施方式中,作为有机溶剂,优选含有醇类溶剂和芳香族类溶剂,以醇类溶剂和芳香族类溶剂的总质量作为100质量份,芳香族类溶剂含量为10质量份~20质量份。如果芳香族类溶剂的含量太少,存在薄片表面粗糙度增大的倾向,如果太多,糊剂的过滤特性降低,薄片表面粗糙度也增大而恶化。
作为醇类溶剂,可以列举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等。作为芳香族类溶剂,可以列举甲苯、二甲苯、乙酸苄酯等。
对于粘合剂树脂,优选预先溶解在甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种以上的醇类溶剂中,进行过滤而形成溶液,向上述溶液添加电介质粉末以及其他成分。高聚合度的粘合剂树脂难溶于溶剂,通常的方法存在糊剂分散性变差的倾向。本实施方式的方法将高聚合度的粘合剂树脂溶于上述良溶剂后向该溶液添加陶瓷粉末以及其他成分,因而能够改良糊剂分散性,能够抑制未溶解树脂的产生。而且,上述溶剂以外的溶剂不能提高固体成分浓度,而且存在漆粘度随时间增大的倾向。
在电介质糊剂中,根据需要,还可以含有选自各种分散剂、增塑剂、抗静电剂、电介质、玻璃釉料、绝缘体等添加剂。
使用该电介质糊剂,通过刮刀法等,例如图3(A)所示,在作为第2支承片的载片30上,优选以0.5~30μm,更优选以0.5~10μm左右的厚度形成生片10a。在载片30上形成生片10a后进行干燥。生片10a的干燥温度优选为50~100℃,干燥时间优选为1~20分钟。干燥后的生片10a的厚度与干燥前相比收缩至5~25%。干燥后的生片厚度优选为3μm以下。
(2)与上述载片30不同,如图2(A)所示,准备作为第1支承片的载片20,在其上方形成剥离层22,在剥离层22上方形成规定图案的电极层12a,在此前后,在没有形成该电极层12a的剥离层22的表面上形成与电极层12a基本同样厚度的空白图案层24。
作为载片20以及30,例如可以使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜等,为了改善剥离性,优选涂敷有硅等。这些载片20以及30的厚度没有特别限制,优选为5~100μm。这些载片20以及30的厚度可以相同,也可以不同。
剥离层22含有与构成图3(A)所示的生片10a的电介质相同的电介质粒子。另外,该剥离层22除了电介质微粒以外还含有粘合剂、增塑剂和脱模剂。电介质微粒的粒径还可以与生片所含的电介质微粒的粒径相同,优选更小一些。
作为剥离层22的涂敷方法,没有特殊限制,但由于必需形成非常薄的剥离层,因而优选例如使用线棒涂敷机或模涂敷器的涂敷方法。
作为用于剥离层22的粘结树脂,例如由丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙缩醛、聚乙烯醇、聚烯烃、聚氨酯、聚苯乙烯或它们的共聚物构成的有机物质或乳剂构成。剥离层22中含有的粘结树脂可以与生片10a所含的粘结树脂相同,也可以不同,优选相同。
作为用于剥离层22的增塑剂,没有特别限制,例如可以列举邻苯二甲酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、己二酸、磷酸酯、乙二醇类等。剥离层22中含有的增塑剂与生片10a所含的增塑剂可以相同,也可以不同。
作为用于剥离层22的脱模剂,没有特别限制,例如可以列举石蜡、蜡、硅油等。剥离层22中含有的脱模剂与生片10a所含的脱模剂可以相同,也可以不同。
在剥离层22中,相对100质量份的电介质微粒,优选含有2.5~200质量份的粘合剂,进一步优选含5~30质量份的粘合剂,特别优选含8~30质量份的粘合剂。
在剥离层22中,相对100质量份的粘合剂,含有0~200质量份的增塑剂,优选含有20~200质量份的增塑剂,进一步优选含有50~100质量份的增塑剂。
在剥离层22中,相对100质量份的粘合剂,含有0~100质量份的剥离剂,优选含2~50质量份的剥离剂,进一步优选含5~20质量份的剥离剂。
在载片30的表面上形成剥离层22后,如图2(A)所示,在剥离层22的表面上,以规定的图案形成烧结后构成内部电极层12的电极层12a。电极层12a的厚度优选为0.1~2μm,更优选为0.1~1.0μm左右。电极层12a可以由单层构成,或者还可以由2个以上的组成的不同多层构成。
利用使用电极糊剂的厚膜形成方法,在剥离层22的表面上形成电极层12a。按照以下过程,通过作为厚膜法之一的丝网印刷法或凹版印刷法,在剥离层22的表面上形成电极层12a。
首先,准备电极糊剂。电极糊剂是对由各种导电金属或合金构成的导电材料或者烧结后成为上述导电材料的各种氧化物、有机化合物或树脂酸盐等以及有机载体而调制的。
作为制造电极糊剂时使用的导体材料,使用Ni或Ni合金,以及它们的混合物。这样的导体材料是球状、鳞片状等,其形状没有特别限制,另外,还可以混合这些形状的材料。另外,还可以使用导体材料的平均粒径通常为0.1~2μm、优选为0.2~1μm左右的材料。
有机载体是含有粘合剂以及溶剂的物质。作为粘合剂,例如可以列举乙基纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙缩醛、聚乙烯醇、聚烯烃、聚氨酯、聚苯乙烯或者它们的共聚物等,特别优选聚乙烯醇缩丁醛等丁缩醛类。
在电极糊剂中,相对100质量份的导体材料(金属粉末),优选含有8~20质量份的粘合剂。作为溶剂,例如可以使用萜品醇、丁基卡必醇、煤油等任一公知溶剂。溶剂含量相对全部糊剂优选为20~55质量%左右。
为了改善粘合性,优选在电极糊剂中含有增塑剂。作为增塑剂,可以列举邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)等邻苯二甲酸酯、己二酸、磷酸酯、乙二醇类。在电极糊剂中,相对100质量份的粘合剂,增塑剂优选为10~300质量份,进一步优选为10~200质量份。而且,如果增塑剂或粘合剂的添加量过大,存在电极层12a的强度显著降低的倾向。另外,为了提高电极层12a的转印性,优选在电极糊剂中添加增塑剂和/或粘合剂,提高电极糊剂的粘合性和/或粘着性。
通过印刷法,在剥离层22的表面上形成规定图案的电极糊剂层后,或者其之前,在没有形成电极层12a的剥离层22的表面上形成与电极层12a厚度基本相同的空白图案层24。
能够利用使用空白图案用糊剂的印刷法等厚膜形成方法,在剥离层22的表面上形成图2(A)所示的空白图案层24。当利用作为厚膜法的之一的丝网印刷法,在剥离层22的表面上形成空白图案层(图2(A))时,按照如下过程进行操作。
首先,准备空白图案用糊剂。空白图案用糊剂是由混合电介质原料(陶瓷粉末)和有机载体而制得的有机溶剂类糊剂构成的。
作为制造空白图案用糊剂时使用的电介质材料,使用与构成生片10a的电解质相同的电介质微粒,且具有相同平均粒径的电介质进行制造。在空白图案用糊剂中,相对全部糊剂,含有30~50质量份、进一步优选40~50质量份比例的电介质微粒(陶瓷粉末)。如果陶瓷粉末的含率过低,则糊剂粘度变小,印刷困难。另外,如果陶瓷粉末的含率过多,存在难以降低印刷厚度的倾向。
有机载体含有粘合剂以及溶剂。作为粘合剂,例如可以列举乙基纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯乙缩醛、聚乙烯醇、聚烯烃或者它们的共聚物等,特别优选聚乙烯醇缩丁醛等丁缩醛类。
该空白图案用糊剂所含的丁缩醛类粘合剂的聚合度与形成生片10a的糊剂所含的粘合剂的聚合度相同或更高,优选较高地设定上述丁缩醛类粘合剂的聚合度。当例如作为生片用糊剂所含的粘合剂的聚乙烯醇缩丁醛的聚合度为1000~1700时,空白图案用糊剂所含的粘合剂是具有1400以上,进一步优选1700以上,特别优选2400以上的聚合度的聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯乙缩醛。其中,优选具有2000或以上聚合度的聚乙烯乙缩醛。
当空白图案用糊剂的粘合剂是聚乙烯醇缩丁醛时,其丁缩醛化程度优选范围为64~74摩尔%。另外,当为聚乙烯乙缩醛时,其乙缩醛化程度优选为66~74摩尔%。
在空白图案用糊剂中,相对100质量份的电介质材料,优选含有3~10质量份的粘合剂。进一步优选含有4~8质量份。
对于溶剂,还可以使用萜品醇、丁基卡必醇、煤油等任一公知溶剂。该溶剂含量相对全部糊剂优选为50~70质量份。
另外,在空白图案用糊剂中,还可以含有分散剂、增塑剂和/或粘着剂、抗静电剂等各种添加剂。
作为分散剂,没有特殊限制,例如可以使用酯类聚合物、羧酸等高分子材料,其含量相对100质量份的陶瓷粉末,优选为0.25~1.5质量份,进一步优选为0.5~1.0质量份。
作为增塑剂,没有特殊限制,例如,可以使用邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)等邻苯二甲酸酯、己二酸、磷酸酯、乙二醇类等。其含量相对100质量份的粘合剂优选为10~200质量份,进一步优选为50~100质量份。
作为抗静电剂,没有特殊限制,例如,可以使用咪唑啉类抗静电剂等,其含量相对100质量份的陶瓷粉末为0.1~0.75质量份,进一步优选为0.25~0.5质量份。
如图2(A)所示,在电极层12a之间的空白图案部位印刷该空白图案用糊剂。之后,根据需要,使电极层12a以及空白图案层12a干燥。干燥温度没有特别限制,优选为70~120℃,干燥时间优选为0.5~5分钟。
(3)与上述载片20以及30不同,如图2(A)所示,准备在作为第3支承片的载片26的表面上形成有粘接层28而得到的粘接层转印用薄片。载片26由与载片20以及30相同的薄片构成。
粘接层28的组成除不含脱模剂以外,与剥离层22相同。即,粘接层28含有粘合剂和增塑剂。在粘接层28中,还可以含有与构成生片10a的电介质相同的电介质微粒,当形成厚度小于电介质微粒的粒径的粘接层时,最好不含电介质微粒。另外,当在粘接层28中含有电介质微粒时,其电介质微粒的粒径优选小于生片所含的电介质微粒的粒径。
在粘接层28中,相对100质量份粘合剂,优选含有0~200质量份的增塑剂,进一步优选含有20~200质量份,更进一步优选含有50~100质量份。
粘接层28进一步含有抗静电剂,该抗静电剂含有咪唑啉类表面活性剂中的1种,抗静电剂的重量基准添加量优选为粘合剂(有机高分子材料)的重量基准添加量以下。即,在粘接层28中,相对100质量份的粘合剂,优选含有0~200质量份的抗静电剂、进一步优选含有20~200质量份、更优选含有50~100质量份。
粘接层28的厚度优选为0.02~0.3μm左右,而且优选比生片所含的电介质微粒的平均粒径更薄。另外,粘接层28的厚度优选为生片10a的厚度的1/10以下。
如果粘接层28的厚度太薄,则粘合力下降,如果太厚,取决于该粘接层的厚度,烧结后的元件本身内部容易出现缝隙,存在着与体积相应的静电容量明显下降的倾向。
在作为第3支承片的载片26的表面上,通过例如棒涂敷法、模涂敷法、反向涂料法、浸涂法、轻触涂敷法等方法形成粘接层28,根据需要使之干燥。干燥温度没有特别限制,优选为室温~80℃,干燥时间优选为1~5分钟。
(4)为了在图2(A)所示的电极层12a以及空白图案层24的表面上形成粘接层,本实施方式采用转印法。即,如图2(B)所示,在电极层12a以及空白图案层24的表面压合载片26的粘接层28,进行加热加压,然后剥离载片26,如图2(C)所示,将粘接层28转印在电极层12a以及空白图案层24的表面上。另外,粘接层28的转印还可以针对图3(A)所示的生片10a的表面进行。
转印时的加热温度优选为40~100℃,另外,压力优选为0.2~15MPa。加压可以是利用压力机的加压,也可以是利用压轧辊的加压,优选利用一对辊进行加压。
然后,在图3(A)所示的载片30的表面上形成的载片10a的表面上粘接电极层12a。因此,如图3(B)所示,通过粘接层28,在载片10a的表面上,与载片20一起压合载片20的电极层12a以及空白图案层24,进行加热加压,如图3(C)所示,将电极层12a以及空白图案层24转印至生片10a的表面。但是,如果剥离载片侧的载片30,从载片10a侧观察,则生载片10a是通过粘接层28被转印至电极层12a以及空白图案层24上。
该转印时的加热以及加压可以是利用压机的加压·加热,也可以是利用压轧辊的加压加热,优选利用一对辊进行加压加热。加热温度以及加压力与转印粘接层28时相同。
利用图2(A)~图3(C)的工序,在单一的生片10a上形成单层的规定图案的电极层12a。多次层叠形成电极层12a的生片10a,直到达到必需的层数,从而形成层叠体。
(5)然后,将层叠体切割成规定尺寸,形成生芯片。对该生芯片,进行脱粘合剂处理、烧结处理,而且,为了再次氧化电介质层而进行热处理。
可以在普通条件下进行脱粘合剂处理,当将Ni或Ni合金等贱金属用于内部电极层的导电材料时,特别优选在下述条件下进行处理。
升温速度:5~300℃/小时,
保持温度:200~400℃
保持时间:0.5~20小时,
气氛:加湿的N2与H2的混合气体。
烧结条件优选为下述条件。
升温速度:50~500℃/小时,
保持温度:1100~1300℃,
保持时间:0.5~8小时,
冷却温度:50~500℃/小时,
气氛气体:加湿的N2与H2的混合气体等。
其中,优选在烧结时的空气气氛中的氧分压为10-2Pa以下,特别为10-2~10-8Pa的条件下进行处理。如果超过上述范围,存在内部电极层氧化的倾向,另外,如果氧分压过低,内部电极层的电极材料引起异常烧结,存在损坏的倾向。
优选使保持温度或最高温度为1000℃以上,进一步优选为1000~1100℃而进行烧结后的热处理。如果热处理时的保持温度或最高温度低于上述范围,电介质材料的氧化不充分,因而存在绝缘电阻寿命缩短的倾向,如果超过上述范围,内部电极的Ni氧化,不仅容量降低,而且与电介质基材反应,存在寿命缩短的倾向。热处理时的氧气分压是高于烧结时的还原气氛的氧气分压,优选为10-8Pa~1Pa,更优选为10-2Pa~1Pa。如果低于上述范围,电介质层10的二次氧化困难,如果超过上述范围,存在内部电极层12氧化的倾向。
例如通过滚筒研磨、喷砂清理,对这样制得的烧结体(元件本体4)进行端面研磨,烧结端子电极用糊剂,形成端子电极6,8。端子电极用糊剂的烧结条件优选例如为在加湿的N2与H2的混合气体中,在600~800℃下,处理10分钟~1小时左右。并且,根据需要,通过在端子电极6,8上进行镀敷等形成缓冲层。而且,还可以按与上述电极糊剂同样的方式制造端子电极用糊剂。
利用钎焊等,将这样制造的本发明的叠层陶瓷电容器安装在印刷基板上等,并用于各种电子设备等。
印刷干燥方法以及印刷干燥装置
在上述的叠层陶瓷电容器2的制造方法中,当以规定的图案,利用印刷法,在图2(A)所示作为支承片的载体20的剥离层22的表面上形成电极层12a时,使用本发明的实施方式涉及的图4所示的印刷干燥装置40。
印刷干燥装置40具有印刷区域42和干燥区域44。在印刷区域42与干燥区域44之间形成第1缓冲区域58。作为支承片的载片20在挂在印刷区域42与干燥区域44之间的方式延伸。即,由供给辊46供给的载片20最终被卷绕在卷取辊72上。
在印刷区域42中,由供给辊46供给的薄片20通过辊47~50输送至丝网印刷机(印刷机构)52。通过丝网印刷机52,在薄片20的表面的生片或剥离层上丝网印刷出电极层12a。另外,如图2(A)所示,在薄片20的表面事先形成剥离层22。
接着,利用印刷机52丝网印刷有电极层12的薄片20输送至检查部位,然后,通过辊56,输送至第1缓冲区域58。辊56例如是吸引辊,能够通过抽真空而吸附薄片20的背面。辊56交替反复地控制旋转与停止,在利用印刷机52进行印刷过程中,辊56停止,辊49起到松紧调节辊的作用,在印刷时,沿着长度方向,向薄片20施加第1张力F1。
第1张力F1是印刷期间不会使薄片20留下皱痕等的张力,具体地优选为薄片20每单位宽度0.28~0.83N/cm。薄片20的宽度是与薄片长度方向正交的方向,在图4中是与纸面垂直的方向。
起到吸引辊作用的辊56和起到松紧调节辊作用的辊49相当于第1张力施加机构。另外,辊56还相当于第1输送机构。
印刷结束,旋转辊56,在分级进给方向的Di方向上,在印刷机52的长度范围内,分级进给薄片20。利用辊56分级进给的薄片20在缓冲部位58松弛,在辊56以及60之间折回下垂。
在干燥区域44内,设置干燥室62。在干燥室62内安装省略图示的干燥用加热机构。作为干燥用加热机构,没有特别限制,可以列举陶瓷加热器、干燥用热鼓风装置等,使干燥室的内部保持在规定的干燥温度。干燥室62内部的干燥温度优选为70~100℃。
在本实施方式中,薄片20是由拉伸成型的PET薄膜构成,其玻璃化转移温度Tg约为78℃。与该玻璃化转移温度Tg相关的干燥温度优选为{Tg-8}℃~{Tg+22}℃的温度。
之后,在干燥室62内部干燥的带有电极层12a的薄片20通过EPC检测部64以及EPC驱动辊66,然后,经过辊67~70卷绕至卷取辊72。当卷绕至卷取辊72时,卷取薄片20,使电极层12a位于外侧。
EPC的检测部位64检测薄片20的蛇行状态,基于其检测结果,EPC驱动辊66修正薄片20的蛇行。辊67检测在干燥区域44内作用于薄片20的长度方向的第2张力F2。检测的结果传送至省略图示的控制机构,基于该检测信号,控制卷取辊72的旋转,使作用于薄片20的第2张力的F2保持恒定。而且,辊70起到松紧调节辊的作用,具有使辊70水平移动、使卷绕部位的接触角维持恒定的功能。
在本实施方式中,辊60起到吸引辊的作用,从背面吸引薄片20而防止滑动。辊60与辊72起到第2张力施加机构的作用。另外,辊67起到第2张力检测机构的作用。卷取辊72与辊60同步旋转,通过控制其旋转,在干燥区域44内,在施加恒定的第2张力F2的状态下,薄片20连续地被输送至连续输送方向Dc而不发生停止。
将第2张力设定成能够防止通过干燥区域,特别是通过干燥室62内部的薄片20沿长度方向的收缩。根据薄片20的组成、薄片20的宽度、干燥室62内部的干燥温度等,改变能够抑制薄片20热变形的最合适的第2张力。在本实施方式中,单位宽度的第2张力F2优选为0.16~1.22N/cm。
如果该第2张力F2过小,则本发明的作用效果小。如果该第2张力F2过大,存在该第2张力F2导致薄片20发生热变形,增大印刷图案位置偏移的倾向。因而优选上述范围。
在本实施方式中,通过辊67检测实际作用的第2张力F2,控制辊72,控制张力F2,使该张力F2在上述数值范围内保持恒定。因此,能够有效地抑制薄片20的热变形。
印刷区域42的分级进给方向Di与干燥区域44的连续输送方向Dc是同一方向,在印刷区域42中分级进给,在干燥区域44中连续输送。因此在这些区域之间具有第1缓冲区域58。通过设置第1缓冲区域58,能够连续地进行印刷和干燥,提高作业效率。
如图5所示,在干燥室62内部设置作为导向机构的皮带输送带82。由于干燥室62的内部沿着输送方向较长,因此,如果没有输送带82,即使存在第2张力F2,薄片20也会松弛,不能够良好地沿前进方向输送。
但是,本实施方式在干燥室62内部并不是在干燥室62的输送方向的整个长度内设置输送带82,而是在从干燥室62的入口62至输送方向Dc的规定范围的长度L1内,固定设置金属板84,从下方支撑薄片20,从而使其在前进方向Dc上滑动。
作为金属板84的材料,没有特别限制,优选列举铝、铁、不锈钢等。优选研磨金属板84的表面而使滑动特性变好。或者,还可以利用氟树脂等添加衬里而提高滑动特性。金属板84的宽度没有特别限制,优选比薄片20的宽度更大。金属板84的输送方向的长度与长度L1相等。
规定范围的长度L1优选为1.8~2.5m。如果该长度太小,则当电极层12a的厚度薄时,存在容易产生印刷图案的干燥不均匀的倾向,如果太长,在金属板84上,与薄片20的摩擦变得过大,存在阻碍薄片20输送的倾向。
虽然在规定范围的长度L1内配置金属板84,能够防止干燥不均匀的原因还未必清楚,但是可以认为:在该范围长度L1内,电极层12a干燥了一半,如果在该范围内皮带输送带82与薄片20接触,就会使干燥变得不均匀。与此相对,可以认为通过与金属板84的接触,能够抑制干燥不均匀。通过本发明者的实验证实了上述事实。
干燥室62的输送方向的全长没有特别限制,一般为范围长度L1的1~5倍左右的长度,具体地为4~8m。薄片20的输送速度优选为3~12m/分,薄片20通过干燥室62内部的时间为0.3分~4分左右。
当在干燥室62的输送方向的全长范围内设置皮带输送带82时,作为简便的方法,在长度L1的范围内,还可以在输送带82上插入金属板84,将金属板84相对干燥室62固定而使其不与输送带82相对移动。在该情况下,在从入口62a至长度L1的范围内,薄片20的背面也不会与输送带82接触。
通过本实施方式的印刷干燥方法以及印刷干燥装置40,在印刷区域42与干燥区域44的两个区域内架设有薄片20。因此,能够在薄片20上连续地进行印刷和干燥,其作业效率优异。
另外,第1张力F1与第2张力F2是通过不同的张力施加机构进行施加的,第2张力F2是沿着薄片20的长度方向施加的、能够防止通过干燥室62的薄片20长度方向收缩的张力。因此,在干燥室62内,即使加热薄片20,也能够抑制薄片20沿长度收缩。结果难以产生在薄片20上印刷的电极层12a的印刷图案干燥后的位置偏移。
因此,在薄片20上,如图2(A)所示,当利用印刷法在最初印刷的电极层12a的印刷图案上形成作为其他印刷图案的空白图案层24的情况下,难以产生图案之间的位置偏移。
因此,通过利用本发明的印刷干燥方法,在薄片20的表面上形成电极层12a的图案或空白图案层24,制造图1所示的叠层陶瓷电容器,从而能够容易地制造小型化或薄层化得到增进的叠层陶瓷电容器2。即,即使进行小型化或薄层化,也难以产生内部电极层和/或空白图案层的层叠错位,能够抑制薄片间的分层或层叠体的变形等,抑制静电容量等特性离散。另外,在本实施方式中,能够连续地进行印刷和干燥,能够提高叠层陶瓷电容器的制造成品率。
(第2实施方式)
在该实施方式中,如图6所示。在干燥室62内部,在从入口62a至规定范围的长度L1上,配置辊输送器80来替代金属板84。辊输送器80与皮带输送带82相比,相对薄片20的接触少,难以发生干燥不均匀。通过本发明者的实验证实了上述事实。其他结构以及作用效果与实施方式1相同。
(第3实施方式)
另外,本发明还可以按照如图7所示那样构成。在该实施方式中,在干燥室62内部,在薄片20的下方沿着长度方向设置辊输送器80来替代皮带输送带82,从而引导薄片20沿着连续输送方向Dc输送。
尤其在本实施方式中,干燥室62内部并不是所有的辊输送器80与薄片20的背面接触。在从干燥室62的入口62a至输送方向Dc的规定范围长度L1上,使辊输送器80比其他辊输送器80低一级,从而使其不与薄片20接触。或者,还可以在该范围长度L1内完全不存在辊输送器80。该实施方式能够进一步抑制干燥不均。其他的结构以及作用效果与第1实施方式1相同。
(第4实施方式)
另外,如图8所示,本发明在干燥区域44与卷取区域100之间设置第2缓冲区域90。通过设置该第2缓冲区域90,能够在上述卷取区域100内施加与干燥区域44内施加于上述支承片20的第2张力不同的第3张力F3。
在伺服辊91与吸引辊92之间形成第2缓冲区域90,在它们之间利用吸引装置吸引支承片20而使其悬挂在下方。伺服辊91通过弱力而空运转,使第2张力保持恒定,通过第2缓冲区域90的存在,在干燥区域44内阻断施加于支承片20的第2张力F2。
在粘附辊93以及辊94上,输送通过吸引辊92的支承片20,除去粘附在支承片20的背面的垃圾等。另外,在粘附辊93以及辊94上方,设置除静电装置98,从而向支承片的表面鼓入除静电气体。
通过除静电装置98的支承片20经过张力拾取用辊(第3张力检测机构)95,在此检测在支承片20输送方向上作用的第3张力F3,为了使第3张力F3维持在规定范围内,向卷取辊72的旋转驱动装置传送控制信号。通过卷取辊72的旋转驱动装置控制卷取辊72的旋转以使第3张力F3维持在规定范围内。
在辊95与卷取辊72之间,设置辊96以及66,通过那些辊,将支承片20卷绕在卷取辊72上。辊66是EPC驱动辊,通过EPC检测部64检测薄片20的蛇行状态,基于该检测结果,辊66修正薄片20的蛇行。
当在卷取区域100施加于支承片的第3张力F3与在干燥区域44施加的第2张力F2相同时,张力相比过低,当利用卷取辊72卷绕支承片20时,容易产生散卷或滑卷等。在卷取区域100内施加与干燥区域44内施加于支承片20的第2张力F2不同的第3张力F3,因而在利用卷取辊72卷绕支承片20时,不会发生散卷或滑卷等。
在该实施方式中,支承片20单位宽度上的第3张力F3沿着支承片20的长度方向为0.5~0.8N/cm。当在这样的张力范围内的情况下,在利用卷取辊72卷绕支承片20时,能够防止散卷或滑卷等。
另外,在该实施方式中,如图9的曲线G1所示,控制支承片20单位宽度的第3张力F3,使其大致保持恒定而不随着卷取辊72的卷绕外径(图表中为卷绕距离)变化。通过进行这样的控制,能够防止散卷或滑卷等,而不用考虑卷取辊的卷绕外径。
本实施方式的其他结构以及作用效果与第1实施方式相同。而且,在图9中,曲线G2是表示不设置图8所示的缓冲区域90,而且没有利用张力拾取辊95以及卷取辊72控制张力维持稳定的情况下的第3张力F3(=F2)的变化曲线。另外,在图9中,曲线G3是将曲线G2的初始张力设定得较高时的曲线。
而且,本发明并不限于上述实施方式,可以在本发明范围内进行各种改变。例如,本发明的方法还能够适用为其他层叠型电子部件的制造方法,而不仅限于层叠陶瓷电容器的制造方法。
(实施例)
下面,根据详细的实施例,进一步描述本发明,但是本发明并不受这些实施例的限制。
实施例1
相对100质量份的平均粒径0.2μm的Ni粒子,添加20重量份的BaTiO3粉末(BT-01/堺化学工业(株式))、58质量份的有机载体(将8质量份的聚乙烯醇缩丁醛树脂溶解于92质量份的萜品醇而制成)、50质量份的作为增塑剂的邻苯二甲酸二(2-庚基己酯)DOP、5质量份的萜品醇、1重量份的分散剂、45重量份的丙酮,利用3根辊进行混合,进行浆液化后,形成内部电极用糊剂。
用于该电极用糊剂以及图4所示的印刷干燥装置40的印刷机,在作为支承片的载片20的表面上,印刷电极层12a的图案,使之干燥。
作为载片20,使用リンテツク(株式)公司制造的硅树脂处理或者醇酸处理的拉伸成型PET薄膜。该薄片20的宽度为150mm,厚度为38μm。
干燥后,电极层12a的厚度为1μm,各图案的平面尺寸是1.839×8.004mm长方形,图案相互的间距为0.638mm。
印刷区域42的第1张力为8N/150mm(0.53N/cm),干燥区域44内的第2张力(一次印刷)为5.9N/150mm(0.39N/cm)。在干燥区域44内,薄片20,以5.9/min的速度,沿着输送方向Dc连续输送,干燥室62的内部的干燥温度为75℃,薄片20通过干燥室62的干燥时间为1.5分。
接着或预先准备形成空白用图案的空白用糊剂。作为空白用糊剂所含的陶瓷粉末以及副成分添加物,准备与用于生片用糊剂的物质相同的物质,并使其达到相同的配合比。
作为陶瓷粉体的初始原料,使用BaTiO3粉体(BT-02/堺化学工业(株式))。准备陶瓷粉体副成分添加物,并相对100质量份的该BaTiO3粉体,使(Ba0.6Ca0.4)SiO3为1.48质量份,Y2O3为1.01质量份、MgCO3为0.72质量%、Cr2O3为0.13质量%以及V2O6为0.045质量%。
向陶瓷粉末以及副产物添加物(150g)中,添加酯类聚合物分散剂(1.5g)、萜品醇(5g)、丙酮(60g)、作为增塑剂的邻苯二甲酸二辛酯(5g),混合4小时。接着,向该混合液添加120g积水化学社生产的BH6(聚合度:1450,丁缩醛化度:69摩尔%±3%的聚乙烯醇缩丁醛树脂)的8%涂漆(相对涂漆总量,聚乙烯醇缩丁醛为8质量%,萜品醇为92质量%)并混合16小时。然后,除去剩余溶剂丙酮,添加40~100g萜品醇用于粘度调节,制成空白用糊剂。
接着,将该空白用糊剂用于图4所示的印刷干燥装置40的印刷机,在形成上述电极图案层的载片20的表面上,印刷空白图案层24,使之干燥(二次印刷)。
空白图案层24的厚度与电极层12a的厚度相同,空白图案层24的图案是与电极层12a形成互补的图案。
二次印刷的印刷区域42的第1张力与一次印刷相同,干燥区域44内的第2张力(二次印刷)与一次印刷相同。除了干燥温度为90℃以外,二次印刷的其他条件与一次印刷相同。
测定干燥后的电极层12a和干燥后的空白图案层24的图案错位(输送方向L),如表1所示,最大为-15.8μm,可确认错位少。另外,测定干燥后的电极层12a与干燥后的空白图案层24中的与输送方向正交的宽度方向W上的图案错位,结果为-12.0μm,可确认错位少。
而且,干燥后的电极层12a与干燥后的空白图案层24的图案错位(最大重叠错位)表示一次印刷与二次印刷的图案错位,这等于一次印刷相对于设计图案的错位。
另外,测定相对于设计图案的干燥后空白图案层(二次印刷)24的图案错位(输送方向L),如表1所示,最大为9.2μm,可确认错位少。另外,测定相对于设计尺寸的干燥后空白图案层24中与输送方向正交的宽度方向W的图案错位,错位2.7μm,可确认错位少。
而且,相对于设计尺寸的干燥后空白图案层24的图案错位(最大尺寸错位)表示图案精度,这意味最终的尺寸错位。
表1
干燥温度75℃,干燥温度90℃
底材厚度(μm) | 一次印刷张力2(N/cm) | 二次印刷张力2(N/cm) | ※最大重叠错位[一次,二次错位(相对于设计的一次错位)] | ☆图案精度(最大尺寸错位)[最终尺寸错位(相对于设计的二次错位)] | 弯曲发生 | 切割不良 | |||
W方向(μm) | L方向(μm) | W方向(μm) | L方向(μm) | ||||||
比较例1 | 38 | 0.00 | 0.00 | 20.5 | -38.2 | 16.1 | -40.3 | × | ○ |
实施例1 | 0.39 | 0.39 | -12.0 | -15.8 | 2.7 | -19.2 | ○ | ○ | |
实施例2 | 0.67 | 0.67 | -2.4 | 0.6 | 12.1 | 6.8 | ○ | ○ | |
实施例3 | 1.22 | 1.22 | -8.4 | 20.3 | 22.5 | 43.6 | ○ | ○ | |
参考例1 | 1.77 | 1.77 | -27.7 | 44.0 | 46.7 | 86.2 | × | ○ | |
参考例2 | 2.33 | 2.33 | -37.3 | 59.3 | 59.9 | 129.3 | × | × | |
比较例2 | 16 | 0.00 | 0.00 | 41.1 | -88.7 | 98.7 | -125.0 | × | × |
实施例5 | 0.16 | 0.16 | 34.3 | 9.6 | 32.9 | 24.0 | ○ | ○ | |
参考例3 | 0.39 | 0.39 | 37.4 | 63.4 | 67.7 | 103.5 | × | × | |
参考例4 | 0.67 | 0.67 | 50.7 | 178.2 | 183.8 | 196.4 | × | × | |
参考例5 | 1.22 | 1.22 | 58.9 | 348.7 | 311.3 | 422.9 | × | × |
生片用糊剂
接着或预先制备生片用糊剂。即,作为陶瓷粉体的初始原料,使用BaTiO3粉体(BT-02/堺化学工业(株式))。准备陶瓷粉体副成分添加物,并相对100质量份的该BaTiO3粉体,使(Ba0.6Ca0.4)SiO3为1.48质量份,Y2O3为1.01质量份、MgCO3为0.72质量%、Cr2O3为0.13质量%以及V2O5为0.045质量%。
首先,利用球磨机,只混合副成分添加物,进行浆液化。即,利用球磨机,对副成分添加物(总量8.8g)和乙醇/正丙醇=1∶1的溶剂(16g)进行20小时的预粉碎。接着,相对191.2gBaTiO3,添加副成分添加物的预粉碎浆液、38g乙醇、38g正丙醇、28g二甲苯、14g溶剂水、6g作为增塑剂成分的DOP(邻苯二甲酸二辛酯)、1.4g作为分散剂的聚乙二醇类非离子分散剂(HLB=5~6),通过球磨机,混合4小时。另外,使用聚乙二醇和脂肪酸酯的嵌段聚合物作为分散剂用聚乙二醇类非离子分散剂(HLB=5~6)。
接着,在该分散糊剂中,添加固体成分6质量%的积水化学社生产的BH6(聚乙烯醇缩丁醛树脂/PVB)的15%涂漆(以乙醇/正丙醇=1∶1溶解积水化学公司生产BH6)(涂漆添加量80g)。然后,通过16小时的球磨,形成陶瓷糊剂(生片用糊剂)。
作为粘合剂树脂的聚乙烯醇缩丁醛树脂的聚合度为1400,其丁缩醛化度为69%±3%,残留乙酰基量为3±2%。在陶瓷糊剂中,相对于100质量份的陶瓷粉体(包括陶瓷粉体副成分添加物),含有6质量份的上述粘合剂树脂。另外,当陶瓷糊剂中的陶瓷粉体、粘合剂树脂、增塑剂的总体积为100体积%时,陶瓷粉末所占的体积比例是67.31体积%。另外,该糊剂整体中的陶瓷粉末的质量比例为49质量%。
另外,相对100质量份的粘合剂树脂,在陶瓷糊剂中含有50质量份作为增塑剂的DOP。相对100质量份的陶瓷粉末,含有2质量份的水。相对100质量份的陶瓷粉末,含有0.7质量份的作为分散剂的聚乙二醇类非离子分散剂。
另外,在糊剂中,相对100质量份的陶瓷粉末,添加5质量份的烃类溶剂、工业用汽油、煤油、溶剂汽油中的至少一种溶剂油。此外,在糊剂中,作为溶剂,含有醇类溶剂和芳香族类溶剂,以醇类溶剂和芳香族类溶剂的总质量作为100质量份,含有15质量份的作为芳香族类溶剂的甲苯。
利用线棒涂敷机,在图3(A)所示的支持薄膜PET膜上,涂敷1μm厚的如上制得的糊剂,进行干燥,制作生片10a。涂敷速度为4m/min,干燥条件:干燥炉内温度为60℃~70℃,干燥时间为2分钟。
剥离层用糊剂
除了使上述生片用糊剂中的BaTiO3为BT-01以外,与生片用糊剂同样地制造糊剂,利用乙醇∶丙醇∶二甲苯(42.5∶42.5∶15)的混合溶剂,将该糊剂稀释5倍,将所得稀释糊剂作为剥离用糊剂。
粘接层用糊剂
使用有机载体作为粘接层用糊剂。具体地,相对100质量份的聚乙烯醇缩丁醛树脂,将50质量份的作为增塑剂的邻苯二甲酸二(2-庚基己酯)DOP与900质量份的MEK的混合溶液进一步稀释10倍,作为粘接层用糊剂。
生片的形成、粘接层以及电极层的转印
首先,使用上述电介质生片用糊剂,并利用线棒涂敷器,在PET薄膜(第2支承片)上,形成厚1μm的生片。接着,为了在另一PET薄膜(第1支承片)上形成剥离层,利用线棒涂敷器涂敷干燥上述剥离层用糊剂,形成0.2μm的剥离层。
如上述那样,在剥离层的表面形成电极层12a以及空白图案层24。
另外,在另一PET薄膜(第3支承片)上,形成粘接层28。使用上述粘合剂层用糊剂,并利用线棒涂料器,形成厚度0.1μm的粘接层28。
首先,在电极层12a以及空白图案层24的表面上,利用图2所示方法转印粘接层28。在转印时,使用一对辊,其加压力为1MPa,温度为80℃,可确认能良好地进行转印。
下面,利用图3所示的方法,通过粘接层28,在生片10a的表面粘接(转印)内部电极层12a以及空白图案层24。在转印时,使用一对辊,其加压力为1MPa,温度为80℃,可确认能良好地进行转印。
叠层体芯片的评价
接着,依次层叠内部电极层12a以及生片10a,最终进行100层内部电极层12a(空白图案层24)的层叠。然后,按照设计尺寸,将层叠体切割成每个元件。观察该切割的叠层体芯片的剖面,在实施例1中,如图表1所示,在内部电极层12a的端部,没有发生弯曲,而且也没有切割不良。在表1中,将没有发生弯曲的情况记作○,将发生弯曲的情况记作×。另外,关于切割不良,将没有切割不良的情况记作○,将切割不良的情况记作×。
而且,所谓弯曲,是内部电极层12a的端部弯曲,并在层叠方向上与相邻的其他内部电极层12a连接,从而导致短路的现象。另外,所谓切割不良,是图案的偏移导致绘制的界限没有合适的切割位置,在不恰当的位置进行了切割,原来并不暴露的电极边缘暴露在叠层体芯片的边缘的现象,这也导致短路。
在该实施例1中,印刷干燥内部电极层12a作为一次印刷,然后,印刷干燥空白图案层24,但是,可以推测:即使顺序颠倒,也能够获得相同的结果。
比较例1
除了使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为0以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
实施例2
除了使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为10.0N/150mm(0.67N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
实施例3
除了使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为18.3N/150mm(1.22N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
参考例1
除了使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为26.5N/150mm(1.77N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
参考例2
除了使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为35.0N/150mm(2.33N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
实施例5
除了使作为底材的载片20的厚度为16μm,使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为2.5N/150mm(0.16N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
比较例2
除了使作为底材的载片20的厚度为16μm,使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为0N/150mm(0N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
参考例3
除了使作为底材的载片20的厚度为16μm,使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为5.9N/150mm(0.39N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
参考例4
除了使作为底材的载片20的厚度为16μm,使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为10.0N/150mm(0.67N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
参考例5
除了使作为底材的载片20的厚度为16μm,使一次印刷以及二次印刷的第2张力F2为18.3N/150mm(1.22N/cm)以外,与实施例1同样地进行电极层12a以及空白图案层24的印刷以及干燥,并进行与实施例1同样的评价。结果示于表1。
评价1
如表1所示,可以判断:最佳的一次印刷以及二次印刷的第2张力F2的值,随着载片20的厚度(底材薄片厚度)变化,但是,与一次印刷以及二次印刷的第2张力都为0的比较例1以及2相比,在实施例1~6中,W方向以及L方向的最大重叠错位和图案精度错位都较少。另外,在实施例中,不发生弯曲,也没有切割不良。
而且,根据表1的结果可以证实:与只在二次印刷时使第2张力为0的情况相比,在一次印刷以及二次印刷时都施加大致相同的第2张力的情况在图案精度方面更优异。此外,根据表1的结果可以证实:作为第2张力,优选为0.16~1.22N/cm。
Claims (31)
1、一种印刷干燥方法,沿着长度方向铺设细长的支承片而使其架设于印刷区域和干燥区域这两个区域,
在上述印刷区域内,在向上述支承片施加有第1张力的状态下,在该支承片上印刷规定图案,然后将该支承片向上述干燥区域送出,
在上述干燥区域内,在施加有第2张力的状态下,在干燥室内使印刷有规定图案的支承片干燥,
通过不同的张力施加机构施加上述第1张力和第2张力,上述第2张力是沿着支承片长度方向施加的、能够防止通过干燥区域的支承片沿长度方向收缩的张力。
2、权利要求1所述的印刷干燥方法,其特征在于:上述第1张力是沿着上述支承片的长度方向施加、且不会在上述支承片上留下皱痕的张力。
3、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:上述支承片的单位宽度上的上述第2张力沿着支承片的长度方向为0.16~1.22N/cm。
4、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:在干燥区域内,检测对位于该干燥区域内的支承片施加的第2张力,控制上述第2张力而使其保持恒定。
5、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:在上述印刷区域和干燥区域之间设置有第1缓冲区域,在该第1缓冲区域内,使上述支承片松弛,允许上述印刷区域内的上述支承片的分级进给,而且允许上述干燥区域内的上述支承片的连续进给。
6、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:在从上述干燥区域入口直到干燥区域内部的规定范围的长度范围内,使得导向机构与上述支承片的接触减轻或者不与导向机构接触。
7、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:在从上述干燥区域入口直到干燥区域内部的规定范围的长度范围内,使金属板与上述支承片接触。
8、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:当构成上述支承片的合成树脂的玻璃化转移温度为Tg时,在上述干燥区域内,将上述支承片暴露在{Tg-15}℃~{Tg+25}℃的温度下。
9、权利要求8所述的印刷干燥方法,其特征在于:在上述干燥区域内,将上述支承片暴露在70~100℃的温度环境下。
10、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:上述支承片是拉伸成型的合成树脂薄片。
11、权利要求10所述的印刷干燥方法,其特征在于:上述支承片是由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的。
12、权利要求1或2所述的印刷干燥方法,其特征在于:将通过上述干燥区域的支承片输送至卷取区域,并将上述支承片卷绕在卷取辊上,
在上述干燥区域和上述卷取区域之间设置有第2缓冲区域,可以在上述卷取区域内施加与在上述干燥区域内施加于上述支承片的第2张力不同的第3张力。
13、权利要求12所述的印刷方法,其特征在于:在上述卷取区域内具备除静电装置,除去通过卷取区域的上述支承片的静电。
14、权利要求12所述的印刷干燥方法,其特征在于:上述支承片的单位宽度上的上述第3张力沿着支承片的长度方向为0.3~1.0N/cm。
15、权利要求14所述的印刷干燥方法,其特征在于:控制上述支承片的单位宽度上的上述第3张力,使其大致保持恒定而不随着上述卷取辊的卷绕外径变化。
16、一种电子部件的制造方法,具有如下工序,沿着长度方向铺设细长的支承片而使其架设于印刷区域和干燥区域这两个区域,在上述印刷区域内,在向上述支承片施加有第1张力的状态下,在该支承片上印刷规定图案的内部电极图案和/或空白图案,然后将该支承片向上述干燥区域送出,在上述干燥区域内,在施加有第2张力的状态下,在干燥室内使印刷有上述内部电极图案和/或空白图案的上述支承片干燥,其中,
通过不同的张力施加机构施加上述第1张力和第2张力,上述第2张力是沿着支承片长度方向施加的、能够防止通过干燥区域的支承片沿长度方向收缩的张力。
17、一种印刷干燥装置,沿着长度方向铺设细长的支承片而使其架设于印刷区域和干燥区域这两个区域,其特征在于:在上述印刷区域内具有向上述支承片施加第1张力的第1张力施加机构、在施加有该第1张力的支承片上印刷图案的印刷机构、印刷后将该支承片向上述干燥区域送出的第1输送机构,
在上述干燥区域内具有向印刷有规定图案的支承片施加第2张力的第2张力施加机构、在施加该第2张力的状态下对上述支承片加热至规定温度的加热机构、在干燥室内使加热后的支承片沿着支承片的长度方向移动的第2输送机构,
利用上述第2张力施加机构施加的第2张力是沿着上述支承片长度方向施加的、能够防止通过干燥区域的支承片沿长度方向收缩的张力。
18、权利要求17所述的印刷干燥装置,其特征在于:上述第1张力是沿着上述支承片的长度方向施加、且不会在上述支承片上留下皱痕的张力。
19、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,其特征在于:上述支承片的的单位宽度上的上述第2张力沿着支承片的长度方向为0.16~1.22N/cm。
20、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,其特征在于:在上述干燥区域内具有:检测对位于该干燥区域内的支承片施加的第2张力的第2张力检测机构;基于由该第2张力检测机构检测出的信号,控制上述第2张力施加机构而使该第2张力保持恒定的控制机构。
21、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,其特征在于:在上述印刷区域和干燥区域之间设置有第1缓冲区域,在该第1缓冲区域内,使上述支承片松弛,允许上述印刷区域内的上述支承片的分级进给,而且允许上述干燥区域内的上述支承片的连续进给。
22、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,其特征在于:在从上述干燥区域入口直到干燥区域内部的规定范围的长度范围内,使得导向机构与上述支承片的接触减轻或者不与导向机构接触。
23、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,其特征在于:在从上述干燥区域入口直到干燥区域内部的规定范围的长度范围内,使金属板与上述支承片接触。
24、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,其特征在于:当构成上述支承片的合成树脂的玻璃化转移温度为Tg时,在上述干燥区域内,将上述支承片暴露在{Tg-15}℃~{Tg+25}℃的温度下。
25、权利要求24所述的印刷干燥装置,其特征在于:在上述干燥区域内,将上述支承片暴露在70~100℃的温度环境。
26、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,其特征在于:上述支承片是拉伸成型的合成树脂薄片。
27、权利要求26所述的印刷干燥装置,其特征在于:上述支承片是由对苯二甲酸乙二酯构成的。
28、权利要求17或18所述的印刷干燥装置,将通过上述干燥区域的支承片输送至卷取区域,并将上述支承片卷绕在卷取辊上,
在上述干燥区域和上述卷取区域之间设置有第2缓冲区域,可以在上述卷取区域内施加与在上述干燥区域内施加于上述支承片的第2张力不同的第3张力。
29、权利要求28所述的印刷干燥装置,其中,在上述卷取区域内具备除静电装置,除去通过卷取区域的上述支承片的静电。
30、权利要求28所述的印刷干燥装置,其特征在于:上述支承片的单位宽度上的上述第3张力沿着支承片的长度方向为0.3~1.0N/cm。
31、权利要求30所述的印刷干燥装置,其特征在于:控制上述支承片单位宽度上的上述第3张力,使其大致保持恒定而不随着上述卷取辊的卷绕外径变化。
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