DE4112047C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung keramischer Rohschichten für geschichtete, keramische Elektronikkomponenten - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung keramischer Rohschichten für geschichtete, keramische ElektronikkomponentenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 6 zur Herstellung keramischer Rohschichten für geschichtete,
keramische Elektronikkomponenten.
Aus der GB-PS 1 006 811 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen
Rohschicht für eine geschichtete, keramische Elektronikkomponente
bekannt, das folgende Schritte umfaßt:
- - Herstellung eines langen Schichtkörpers aus einem langen Trägerfilm und einer Rohkeramikbeschichtung, die ununterbrochen in Längsrichtung des Trägerfilms auf diesem angeordnet ist,
- - der lange Schichtkörper wird, ohne vollständig zerteilt zu werden, nacheinander durch eine Bedruckungsstation, eine Trocknungsstation und eine Stanzstation hindurchgeführt,
- - in der Bedruckungsstation wird ein leitfähiger Film unter Verwendung einer leitfähigen Paste auf die Oberfläche der Rohkeramikbeschichtung aufgedruckt, und
- - der aufgedruckte leitfähige Film wird in der Trocknungsstation getrocknet.
Eine geschichtete, keramische Elektronikkomponente, beispielsweise ein
geschichteter Keramikkondensator, ein geschichteter Induktor oder eine
Mehrschichtschaltungskarte, lassen sich durch Aufeinanderschichten
von keramischen Rohschichten erhalten. Dabei wird ein geschichteter Keramikkondensator,
der das typischste Beispiel einer geschichteten, keramischen
Elektronikkomponente darstellt, in folgender Weise hergestellt,
wie beispielsweise aus der DE 36 13 958 A1 bekannt ist:
- (1) Durch Ausstanzen wird aus einer Rohkeramik eine Mutterschicht gebildet, die eine rechteckige Form aufweist, um auf diese Weise eine keramische Rohschicht zu erhalten, die geschichtet werden kann.
- (2) Interne Elektroden werden auf die rechteckförmige keramische Rohschicht aufgedruckt.
- (3) Die aufgedruckten internen Elektroden werden getrocknet.
- (4) Mehrere solcher keramischer Rohschichten, die mit internen Elektroden eines ersten Musters versehen sind, werden abwechselnd mit solchen aufeinandergeschichtet, die mit internen Elektroden eines zweiten Musters versehen sind, welches sich vom ersten Muster unterscheidet.
- (5) Die aufeinandergeschichteten Rohschichten werden aufeinander ausgerichtet, und zwar auf der Grundlage ihrer Umrisse.
- (6) Das so gebildete Laminat aus keramischen Rohschichten wird in eine Prägeeinrichtung gebracht und vorgepreßt.
- (7) Das Laminat wird in Chips zerschnitten, um voneinander unabhängige, geschichtete Keramikkondensatoren zu erhalten. Die Chips werden dann gebrannt und mit externen Elektroden versehen, so daß schließlich ein vollständiger, geschichteter Keramikkondensator vorliegt.
Beim oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines geschichteten Keramikkondensators
werden allerdings die internen Elektroden im Schritt (2) aufgedruckt,
nachdem im Schritt (1) die rechteckförmige keramische Rohschicht
gebildet worden ist. Tritt beim Aufdrucken der internen Elektroden ein Fehler
hinsichtlich der Lagegenauigkeit auf, so liegt dieser Fehler auch im Endprodukt
vor, da die aufeinandergeschichteten keramischen Rohschichten unter
Berücksichtigung ihrer äußeren Umrisse aufeinandergeschichtet werden, und
zwar im Schritt (5). Der auf diese Weise erhaltene geschichtete Keramikkondensator
weist somit oft nicht die gewünschte Kapazität auf.
Im Schritt (5) werden die keramischen Rohschichten im aufeinandergeschichteten
Zustand durch Vibrationen und dergleichen relativ zueinander ausgerichtet,
um die Umrisse der keramischen Rohschichten aufeinander auszurichten.
Es ist jedoch unmöglich, die Ausrichtgenauigkeit der aufeinanderliegenden
Schichten zu verbessern, da die keramischen Rohschichten eine relativ geringe
mechanische Festigkeit aufweisen. Dies führt ebenfalls zu einer Veränderung
der gewünschten Kapazität, insbesondere beim geschichteten Keramikkondensator.
Die erforderliche Kapazität für jeden geschichteten Keramikkondensator wird
im wesentlichen im Schritt (2) bestimmt. In diesem Schritt (2) werden die internen
Elektroden auf die keramischen Rohschichten aufgedruckt, die ihre rechteckige
äußere Form durch einen Ausstanzprozeß erhalten. Diese keramischen
Rohschichten werden über ihre äußeren Umrisse im aufeinandergeschichteten
Zustand relativ zueinander ausgerichtet. Es ist somit nicht möglich, die für den
geschichteten Keramikkondensator vorgesehene Kapazität wieder zu ändern,
sofern die keramischen Rohschichten mit internen Elektroden versehen sind,
die Muster desselben Typs aufweisen. Um eine Vielzahl von Typen geschichteter
Keramikkondensatoren mit unterschiedlichen Kapazitäten zu erhalten, ist es
erforderlich, eine Vielzahl von Typen von keramischen Rohschichten herzustellen,
die unterschiedliche Muster von internen Elektroden tragen, welche im
Schritt (2) aufgedruckt werden.
Darüber hinaus ist es erforderlich, die keramischen Rohschichten in den
Schritten (2) und (5) direkt zu handhaben, was jedoch um so schwieriger wird,
je geringer die Dicke der keramischen Rohschichten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben,
um insbesondere sehr dünne keramische Rohschichten zur Herstellung geschichteter, keramischer
Elektronikkomponenten handhaben und präzise aufeinanderstapeln zu können.
Die verfahrensseitige Lösung der gestellten Aufgabe ist im
Patentanspruch 1 angegeben. Dagegen findet sich die vorrichtungsseitige
Lösung der gestellten Aufgabe im Patentanspruch
6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweils nachgeordneten
Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung einer keramischen Rohschicht
für eine geschichtete, keramische Elektronikkomponente zeichnet sich da
durch aus, daß
- - die mit dem leitfähigen Film versehene Rohkeramikbeschichtung an einer Position, die durch den leitfähigen Film vorgegeben wird, und in der Stanzstation vom Trägerfilm getrennt wird, um die keramische Rohschicht zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zur
Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung enthält:
- - eine Zufuhreinrichtung zum Zuführen eines langen Schichtkörpers aus einem langen Trägerfilm, der in seiner Längsrichtung eine kontinuierliche Rohkeramikbeschichtung trägt,
- - eine Bedruckungsstation zum Aufdrucken eines leitfähigen Films aus einer leitfähigen Paste auf die Oberfläche der Rohkeramikbeschichtung des langen Schichtkörpers, der aus der Zufuhreinrichtung herausgezogen worden ist, sowie
- - eine Trocknungsstation zum Trocknen des leitfähigen Films auf dem langen Schichtkörper, der durch die Bedruckungsstation hindurchgelaufen ist, und zeichnet sich aus durch:
- - eine Stanzstation zum Stanzen der Rohkeramikbeschichtung des durch die Trocknungsstation hindurchgelaufenen langen Schichtkörpers an einer Position, die durch den leitfähigen Film vorgegeben wird, sowie zum Trennen der Rohkeramikbeschichtung vom Trägerfilm, um die keramische Rohschicht zu erhalten.
Um eine keramische Rohschicht nach der Erfindung für
eine schichtförmig aufgebaute keramische Elektronikkomponente zu erhalten, wird die auf einem
langen Trägerfilm gebildete Rohkeramikbeschichtung gleichförmig in einem
Zustand bearbeitet, bei dem sie auf dem langen Trägerfilm liegt, ohne daß dieser
zerteilt wird, und zwar beginnend mit dem Schritt, in welchem ein leitfähiger
Film auf die Rohkeramikbeschichtung aufgedruckt wird, beispielsweise eine
interne Elektrode, bis zu dem Schritt, in welchem die Rohkeramikbeschichtung
gestanzt wird, um eine kleine keramische Rohschicht aus der bandförmig vorliegenden
Rohkeramikbeschichtung herauszunehmen.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Rohkeramikbeschichtung, die
verschiedenen Prozessen unterworfen wird, um aus ihr eine keramische Rohschicht
vorbestimmter Abmessung und Form herauszustanzen, in einem Zustand
behandelt, in welchem sie mit dem Trägerfilm verbunden bzw. verklebt
ist. Sie ist durch den Trägerfilm rückseitig verstärkt. Der Trägerfilm sorgt somit
vorteilhaft für eine mechanische Festigkeit der Rohkeramikbeschichtung. Selbst
wenn die Rohkeramikbeschichtung eine geringe Dicke von z. B. nicht mehr als 30 µm
aufweist, ist es möglich, eine Keramikschicht mit hoher Betriebszuverlässigkeit
herzustellen, ohne daß diese bei der Handhabung deformiert wird oder
bricht.
Andererseits wird die Rohkeramikbeschichtung kontinuierlich den gewünschten
Prozessen unterworfen, wobei sie bandförmig durch die jeweiligen Bearbeitungsstationen
hindurchläuft. Der Bearbeitungsprozeß kann daher relativ
sauber ausgeführt werden, so daß qualitativ hochwertige keramische Rohschichten
hergestellt werden können.
Da der leitfähige Film auf die Rohkeramikbeschichtung in einem Zustand aufgedruckt
wird, in welchem sie noch in Form eines Bandes vorliegt, und da ferner
die Rohkeramikbeschichtung in einem späteren Schritt gestanzt wird, um eine keramische
Rohschicht mit gewünschter Geometrie zu erhalten, ist es möglich,
Fehlpositionierungen bzw. Fehlregistrierungen des leitfähigen Films im späteren
Stanzschritt zu kompensieren, die im Druckschritt unter Umständen verursacht
werden können. Die herausgestanzte keramische Rohschicht weist somit keine
unerwünschte Filmpositionierung des leitfähigen Films auf. Die herausgestanzten
keramischen Rohschichten werden aufeinandergelegt bzw. mit ihren
Hauptflächen aufeinandergeschichtet, wobei sie in demjenigen Zustand verbleiben,
in welchem sie im Stanzschritt herausgenommen worden sind. Hierdurch werden
den Fehlpositionierungen der leitfähigen Filme der einzelnen Rohschichten untereinander
vermieden, z. B. Fehlpositionierungen der internen Elektroden, so
daß es möglich ist, die Betriebseigenschaften der geschichteten keramischen
Elektronikkomponente, beispielsweise eine gewünschte Kapazität, genau einhalten
zu können.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die keramische Rohschicht herausgestanzt
und von der Rohkeramikbeschichtung entfernt, nachdem der leitfähige
Film auf die Rohkeramikbeschichtung aufgedruckt worden ist. Es lassen sich daher
viele verschiedene Typen von geschichteten keramischen Elektronikkomponenten
herstellen, beispielsweise geschichtete Keramikkondensatoren mit
verschiedenen einander gegenüberliegenden Flächen von internen Elektroden,
also Kondensatoren mit unterschiedlichen Kapazitäten, und zwar dadurch,
daß wenigstens die Position zum Aufdrucken des leitfähigen Films auf die Rohkeramikbeschichtung
Keramikschicht und/oder die Position zum Stanzen und Herausnehmen der
keramischen Rohschicht aus der Rohkeramikbeschichtung einstellbar sind.
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung einer keramischen Rohschicht für eine
geschichtete, keramische Elektronikkomponente,
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch eine Stanzstation 13 der Vorrichtung
nach Fig. 1 und
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch eine weitere Einrichtung als Ersatz
für die in Fig. 2 gezeigte Einrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung einer keramischen Rohschicht
für eine geschichtete, keramische Elektronikkomponente
in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Diese Vorrichtung enthält eine Zufuhrrolle 2, auf der ein langer Schichtkörper
1 aufgewickelt ist, der aus einem langen Trägerfilm besteht, auf dem sich eine
Rohkeramikbeschichtung befindet. Die Rohkeramikbeschichtung erstreckt sich dabei
kontinuierlich in Längsrichtung des Trägerfilms. Der Schichtträger 1 wird
von der Zufuhrrolle 2 abgezogen bzw. abgespult und durch nachfolgende Stationen
geführt, wobei die Rohkeramikbeschichtung nach oben gerichtet ist. Vorzugsweise
werden die Zugspannung und die Querrichtungsposition des langen
Schichtkörpers 1 gesteuert, wenn dieser von der Zufuhrrolle 2 abgespult wird.
Der Schichtkörper 1 gelangt dann zu einer Detektoreinrichtung 3, die einen Defekt
der Rohkeramikbeschichtung prüft. Ein defekter Teil der Rohkeramikbeschichtung
kann durch visuelle Beobachtung oder mit Hilfe eines optischen Detektors
4 detektiert werden. Information über einen derartigen defekten Teil wird
zu einer Steuerung 5 übertragen.
Sodann wird der lange Schichtkörper 1 zu einer Druckstation 6 geführt. Die
Druckstation 6 enthält ein Transportband 7, um den langen Schichtkörper 1
tragen bzw. transportieren zu können, einen hin- und herbewegbaren Schieber
mit einem Ansaugmechanismus, eine Ansaugrolle oder dergleichen. In
dieser Druckstation 6 wird ein leitender Film auf die Oberfläche der Rohkeramikbeschichtung
gedruckt, die Teil des langen Schichtkörpers 1 ist. Der leitende
Film ist eine leitende Paste, die mit konstanter Teilung bzw. unter konstantem
Abstand aufgedruckt wird. Zu diesem Zweck befinden sich oberhalb des
Transportbands 7 ein Sieb 8, ein Abstreifer 9 zur Verteilung der leitfähigen Paste
auf dem Sieb 8 und ein Wischer 10 (Wischgummi), um die leitfähige Paste
durch das Sieb 8 hindurch auf die Oberfläche der Rohkeramikbeschichtung zu
drücken. Detektiert die Detektoreinrichtung 3 einen defekten Teil der Rohkeramikbeschichtung,
so wird vorzugsweise auf diesen defekten Teil kein leitender
Film aufgedruckt. Die Druckeinrichtung 6 ist darüber hinaus so ausgebildet,
daß sie gleichzeitig mit dem Aufdrucken des leitenden Films auch eine Lagemarkierung
auf die Rohkeramikbeschichtung aufdrucken
kann.
Als nächstes wird der lange Schichtkörper 1 zu einem Druckdefekt-Detektorteil
11 transportiert. Hier wird geprüft, ob das Aufdrucken des leitfähigen Films
ordnungsgemäß durchgeführt worden ist. Ein defekter Druckbereich läßt sich
entweder visuell beobachten oder mit Hilfe einer optischen Detektoreinrichtung
12 überwachen, wobei Information über einen defekten Druckvorgang
bzw. defekten Druckteil zur Steuerung 5 übertragen wird. Die Steuerung 5
steuert den Betrieb der Stanzstation 13, was nachfolgend noch beschrieben
wird, so daß der fehlbedruckte Teil nicht in einem Schritt verwendet wird, in
welchem keramische Rohschichten aufeinandergeschichtet werden.
Sodann wird der lange Schichtkörper 1 zu einer Trocknungsstation 14 geführt.
Die Trocknungsstation 14 ist mit einem Trocknungsofen 17 ausgestattet, der
eine oder mehrere Heißluftdüsen 15 aufweist, um heiße Luft gegen die obere
Fläche des langen Schichtkörpers 1 zu blasen. Ferner enthält die Trocknungsstation
14 ein Heizpaneel 16 zum Aufheizen der unteren Oberfläche des langen
Schichtkörpers 1 durch geeignete Wärmeübertragung. Darüber hinaus kann
innerhalb der Trocknungsstation 14 auch Infrarotstrahlung zum Einsatz kommen,
die im wesentlichen dazu dient, den leitenden Film zu trocknen, der in der
Druckstation 6 auf die Oberfläche der Rohkeramikbeschichtung aufgedruckt worden
ist.
Der lange Schichtkörper 1 wird dann um eine Tänzerrolle 18 herumgeführt. Auf
diese Weise läßt sich die Spannung des langen Schichtkörpers 1 zwischen der
Druckstation 6 und der Stanzstation 13 steuern, die nachfolgend noch beschrieben
wird. Eine Differenz zwischen den Zufuhrraten des langen Schichtkörpers
1 in der Druckstation 6 und der Stanzstation 13 läßt sich somit ausgleichen.
Eine solche Differenz der Zufuhrraten akkumuliert sich nicht, da die Rohkeramikbeschichtung
in der Stanzstation 13 gestanzt wird, und zwar unter Berücksichtigung
des aufgedruckten leitenden Films und der Lagemarkierung.
Nach Umlaufen der Tänzerrolle 18 wird der lange Schichtkörper 1 zur Stanzstation
13 geführt. Die Stanzstation 13 weist ein Transportband 19 zum Tragen
bzw. Transportieren des langen Schichtkörpers 1 auf und ist ferner mit einer
Aufnahme 20 ausgestattet, die oberhalb des Transportbands 19 zu liegen
kommt, so daß der lange Schichtkörper 1 durch den Bereich zwischen Transportband
19 und Aufnahme 20 hindurchläuft. Die Aufnahme 20 enthält eine
Schneidkante 21 zur Bildung einer Schnittlinie in der Rohkeramikbeschichtung.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die Stanzstationen 13 in weiteren Einzelheiten.
Dabei läßt Fig. 2 den langen Schichtkörper 1 erkennen, der den Trägerfilm
22 aufweist, der auf seiner oberen Seite die Rohkeramikbeschichtung 23 trägt.
Der lange Trägerkörper 1 liegt auf einem Transportband 24, welches Teil der in
Fig. 1 gezeigten Transporteinrichtung 19 ist. Im Transportband 24 befindet
sich eine große Anzahl nicht dargestellter Poren, so daß bei Anwendung eines
Unterdrucks die Rohkeramikbeschichtung 23 über den
Trägerfilm 22 gegen das Transportband 24 gesaugt werden kann, um somit den
Schichtkörper 1 positionieren zu können.
Die zuvor erwähnte Aufnahme 20 ist so oberhalb des Transportbands 24 angeordnet,
daß sie in Richtung auf das Transportband 24 zu und von diesem wieder
weg bewegt werden kann, wie der Doppelpfeil 25 in Fig. 2 anzeigt. Die Aufnahme
20 weist einen Kopf 28 auf, der eine Kontaktoberfläche 27 definiert. Diese Kontaktoberfläche
27 kommt in Berührung mit einer Hauptoberfläche der Rohkeramikbeschichtung
23, die gestanzt werden soll. Die bereits
erwähnte Schneidkante 21 ist um den Kopf 28 herum geführt und umschließt
die Kontaktoberfläche 27, während sie gleichzeitig über die Kontaktoberfläche
27 hervorsteht. Der Kopf 28 weist eine Mehrzahl von Luft-Durchgangslöchern
29 innerhalb der Kontaktoberfläche 27 auf. Die Schneidkante 21 ist fest an einem
Gleitelement 30 montiert, welches vertikal gleitend in einem vorbestimmten
Bereich an der Umfangsoberfläche des Kopfs 28 angeordnet ist. Druckfedern
31 sorgen dafür, daß das Gleitelement 30 im Normalfall nach unten gedrückt
wird, also in Richtung des Transportbands 24.
Nähert sich die Aufnahme 20 dem Transportband 24, so bildet die Schneidkante
21 in einem vorbestimmten Bereich der Rohkeramikbeschichtung 23 eine
Schnittlinie 32, und zwar in Form einer geschlossenen Schleife. Dabei wird die
Schneidkante 21 relativ zum Kopf 28 nach oben bewegt, so daß sich ihr Vorsprung
über die Kontaktoberfläche 27 hinaus verringert, und zwar so weit, daß
noch die Schnittlinie 32 in der Rohkeramikbeschichtung 23 erhalten wird.
Gleichzeitig wird das Gleitelement 30 entgegen der Kraft der Druckfedern 31
nach oben verschoben. Insgesamt wird somit die Rohkeramikbeschichtung 23
entlang der Schnittlinie 32 zerschnitten, während keine derartige Schnittlinie
im Trägerfilm 22 erzeugt wird, der unterhalb des Kopfs 28 zu liegen kommt.
Sodann wird die Aufnahme 20 vom Transportband 24 abgehoben. Das bedeutet,
daß eine keramische Rohschicht 26, die durch die Schnittlinie 32 begrenzt
bzw. eingeschlossen ist, aus der Rohkeramikbeschichtung 23 herausgenommen
wird, wie in Fig. 2, links, verdeutlicht ist. Zu dieser Zeit wirkt über die Luftlöcher
29, die im Kopf 28 vorhanden sind, ein Unterdruck, um die
keramische Rohschicht 26 anzuziehen und gegen die Kontaktoberfläche 27 zu
saugen.
Damit unter Verwendung der Schneidkante 21 die Schnittlinie 32 gebildet werden
kann, ist es erforderlich, die Position des leitfähigen Films genau zu registrieren,
der auf die Rohkeramikbeschichtung 23 aufgedruckt worden ist, welche
von der Schneidkante 21 beaufschlagt wird. Aus diesem Grunde wird die zuvor
erwähnte Lagemarkierung, die gleichzeitig mit dem leitfähigen Film auf die Rohkeramikbeschichtung
aufgedruckt worden ist, mit Hilfe eines optischen Sensors
detektiert, um beispielsweise eine Information für die Einstellung der Position
der Aufnahme 20 zu erhalten. Die Einrichtung zum Tragen bzw. Transport des
langen Schichtkörpers 1 ist natürlich nicht auf das Transportband 24 beschränkt
zu sehen. Alternativ können auch eine Saug-Gleiteinrichtung oder eine
Saug-Rolleinrichtung zum Einsatz kommen. In diesem Fall kann der lange
Schichtkörper 1 auf einer Planscheibe oder dergleichen zu liegen kommen, um
die keramischen Rohschichten 26 herausschneiden zu können.
Schließlich wird die Aufnahme 20 oberhalb eines Stapeltisches 34 positioniert,
wohin sie entlang des Pfeils 33 bewegt wird.
Der Stapeltisch 34, der eine Heizeinrichtung 35 enthält, ist vertikal entlang des
Pfeils 37 bewegbar, und zwar mit Hilfe einer Vertikal-Antriebseinrichtung 36.
Diese Einrichtung 36 dient gleichzeitig auch als Preßeinrichtung. Auf dem Stapeltisch
34 befindet sich eine Schichtungsgrundlage 38.
Wird die Aufnahme 20 oberhalb des Stapeltisches 34 positioniert, wie die rechte
Seite von Fig. 2 zeigt, so wird der Stapeltisch 34 nach oben bewegt. Die keramischen
Rohschichten 26, die bereits auf der Schichtungsgrundlage 38 positioniert
worden sind, kommen somit in Druckkontakt mit der keramischen Rohschicht
26, die durch die Aufnahme 20 aufgenommen worden ist, wobei sie mit
Hilfe der Heizeinrichtung 35 erhitzt werden.
Sodann wird der Stapeltisch 34 nach unten bewegt, was zur Folge hat, daß die
keramische Rohschicht 26 aus der Aufnahme 20 herausgezogen wird und jetzt
auf dem Stapeltisch 34 zu liegen kommt, und zwar als oberste Schicht auf dem
Stapeltisch 34. Um zu dieser Zeit die keramische Rohschicht 26 von der Kontaktoberfläche
27 der Aufnahme 20 besser ablösen zu können, kann über die
Luftdurchgangslöcher 29 ein Überdruck an die keramische Rohschicht 26 angelegt werden.
Im Anschluß daran werden ähnliche Schritte wiederholt ausgeführt, um eine
gewünschte Anzahl von keramischen Rohschichten 26 übereinanderliegend
auf der Schichtungsgrundlage 38 positionieren zu können.
Wird eine von der Aufnahmeeinrichtung 20 getragene keramische Rohschicht
26 auf eine keramische Rohschicht 26 gelegt, die bereits im vorangegangenen
Schritt auf die Schichtungsgrundlage 38 gelegt worden ist, so können gleichzeitig
mit der Erzeugung des Überdrucks in den Luftdruchgangslöchern 29 die
Ränder der keramischen Rohschichten 26 mit einem Lösungsmittel benetzt
werden, um für eine bessere Fixierung der keramischen Rohschichten 26 im
aufeinandergeschichteten Zustand zu sorgen. Eine noch stärkere Fixierung der
keramischen Rohschichten 26 im aufeinandergeschichteten Zustand kann
durch ein Heizeisen erreicht werden, welches an die Umfangsrandbereiche der
aufeinandergeschichteten keramischen Rohschichten 26 gelegt wird, und zwar
bei gleichzeitiger Anwendung eines Drucks in Stapelrichtung.
Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, die die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung zum Ausstanzen
und Stapeln der keramischen Rohschichten 26 ersetzen kann. Die Vorrichtung
nach Fig. 3 ist ähnlich derjenigen, die links in Fig. 2 dargestellt ist.
Gleiche Elemente sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen und
werden nicht noch einmal beschrieben.
Die Aufnahme 20 nach Fig. 3 ist so ausgebildet, daß sie die keramischen
Rohschichten 26 nicht nur herausstanzen kann, sondern auch in der Lage ist, diese
herausgestanzten keramischen Rohschichten 26 selbst zu stapeln. Die
Schneidkante 21 steht daher weiter über die Kontaktoberfläche 27 hervor, als
dies bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung der Fall ist.
Im nachfolgenden wird die Arbeitsweise der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung näher
beschrieben. Zunächst nähert sich die Aufnahme 20 einem Transportband
24, so daß die Schneidkante 21 eine Schnittlinie 32 in einem vorbestimmten Bereich
der Rohkeramikbeschichtung 23 bildet, und zwar entlang einer geschlossenen
Schleife. Die Rohkeramikbeschichtung 23 wird somit zerschnitten. Zu dieser
Zeit wird die Schneidkante 21 relativ zum Kopf 28 nach oben bewegt, so daß
die Schneidkante 21 nicht mehr so weit über die Fläche 27 hinaussteht. Bei diesem
Vorgang wird die Schnittlinie 32 in der Rohkeramikbeschichtung 23 gebildet.
Dabei bewegt sich das Gleitelement 30 entgegen der Kraft der Druckfedern
31.
Sodann wird die Aufnahme 20 vom Transportband 24 abgehoben. Die durch die
Schnittlinie 32 eingeschlossene und definierte keramische Rohschicht 26 wird
dabei aus der Rohkeramikbeschichtung 23 herausgenommen, und zwar infolge
der Zurückbewegung der Aufnahme 20. Zu dieser Zeit wird über die Luftdurchgangsöffnungen
29 innerhalb des Kopfs 28 ein Unterdruck an
die aufgenommene keramische Rohschicht 26 angelegt, so daß diese erste keramische
Rohschicht 26(a) gegen die Kontaktoberfläche 27 des Kopfs 28 gezogen
wird, wenn sie vom Trägerfilm 22 abgenommen wird.
Sodann werden ähnliche Schritte wiederholt, um eine gewünschte Anzahl von
keramischen Rohschichten 26 in demjenigen Raum aufeinanderzustapeln, der
durch die Schneidkante 21 eingeschlossen bzw. gebildet ist.
Nähert sich die Aufnahme 20 dem Transportband 24, um eine zweite und nachfolgende
keramische Rohschicht 26 aus der Rohkeramikbeschichtung 23 herauszuschneiden,
um also erneut eine Schnittlinie 32 innerhalb der Rohkeramikbeschichtung
23 zum Ausstanzen der zweiten und folgenden keramischen
Rohschichten 26 zu bilden, so wirkt zwischen der Aufnahme 20 und dem Transportband
24 für den Kontaktfall ein Druck von etwa 20 kg/cm². Das Transportband
24 wird durch eine nicht dargestellte Heizeinrichtung erhitzt, um auf einer
konstanten Temperatur von etwa 90°C zu bleiben. Die aufeinanderliegenden
keramischen Rohschichten 26 werden somit durch ein Thermokompressions-
Bondverfahren miteinander verbunden.
Die zum Transportband 24 geführte Wärme reicht aus, um einen Binder zu
schmelzen, der sich innerhalb der keramischen Rohschicht 26 befindet und um
seine Viskosität zu vergrößern. Das Schmelzen des Binders trägt zur Verbesserung
der Verbindung zwischen den aufeinandergeschichteten keramischen
Rohschichten 26 bei und erleichtert die Trennung der keramischen Rohschichten
26 vom Trägerfilm 22.
Nachdem in der zuvor beschriebenen Weise eine gewünschte Anzahl von keramischen
Rohschichten 26 mit Hilfe der Aufnahme 20 auf der Kontaktoberfläche
27 aufeinandergeschichtet worden sind, wird das so erhaltene Laminat von keramischen
Rohschichten 26 aus der Aufnahme 20 herausgenommen. Zu diesem
Zweck wird vorzugsweise ein Überdruck im Bereich der Luftdurchgangsöffnungen
29 erzeugt, um die Herausnahme des Laminats zu erleichtern.
Detektiert z. B. die Fehldruck-Detektoreinrichtung 11 einen defekten Teil, beispielsweise
einen defekten Druckbereich des leitenden Films, der in der Druckstation
6 aufgebracht worden ist, so steuert die Steuerung 5 die Stanzeinrichtung
13 so, daß im Bereich des defekten Teils kein Stanzbetrieb erfolgt.
Wie die Fig. 1 weiter zeigt, wird der lange Schichtkörper 1 auf eine Aufwickelspule
39 unter Zugspannungssteuerung aufgewickelt, nachdem vorbestimmte
Teile aus der Rohkeramikbeschichtung 23 als keramische Rohschichten
26 innerhalb der Stanzstation 13 herausgenommen worden sind, wie
oben beschrieben.
Innerhalb der Stanzstation 13 läßt sich die Schneidkante 21 (Schneidmesser)
mit Hilfe des leitfähigen Films einstellen, welcher sich auf der
Rohkeramikbeschichtung befindet, und zwar durch numerische Steuerung,
usw., wobei sich der eingestellte Zustand auch in geeigneter
Weise anzeigen läßt. Daher ist es möglich, die erhaltene Kapazität z. B. in einem
geschichteten Keramikkondensator beliebig ändern zu können.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß der lange Schichtkörper 1 z. B. als Folienband
ausgebildet sein kann.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung einer keramischen Rohschicht (26) für eine geschichtete,
keramische Elektronikkomponente, mit folgenden
Schritten:
- - Herstellung eines langen Schichtkörpers (1) aus einem langen Trägerfilm (22) und einer Rohkeramikbeschichtung (23), die ununterbrochen in Längsrichtung des Trägerfilms (22) auf diesem angeordnet ist,
- - der lange Schichtkörper (1) wird, ohne vollständig zerteilt zu werden, nacheinander durch eine Bedruckungsstation (6), eine Trocknungsstation (14) und eine Stanzstation (13) hindurchgeführt,
- - in der Bedruckungsstation (6) wird ein leitfähiger Film unter Verwendung einer leitfähigen Paste auf der Oberfläche der Rohkeramikbeschichtung (23) aufgedruckt, und
- - der aufgedruckte leitfähige Film wird in der Trocknungsstation (14) getrocknet, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die mit dem leitfähigen Film versehene Rohkeramikbeschichtung (23) an einer Position, die durch den leitfähigen Film vorgegeben wird, gestanzt und in der Stanzstation (13) vom Trägerfilm (22) getrennt wird, um die keramische Rohschicht (26) zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Lagemarkierung in einer vorbestimmten Positionsbeziehung
zum leitfähigen Film in der Bedruckungsstation (6) gleichzeitig
mit dem leitfähigen Film aufgedruckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohkeramikbeschichtung
(23) in der Stanzstation (13) an einer
Position gestanzt wird, die durch die Lagemarkierung vorgegeben
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lange
Schichtkörper (1) zu einer Fehlerdetektoreinrichtung (3) geführt wird, die
prüft, ob in der Rohkeramikbeschichtung (23) ein Fehler vorhanden ist, und daß
kein Bedruckungsvorgang in der Bedruckungsstation (6) innerhalb desjenigen
Bereichs der Rohkeramikbeschichtung (23) ausgeführt wird, der als fehlerhaft
beurteilt worden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lange
Schichtkörper (1) zu einer Bedruckungsfehler-Detektoreinrichtung (11) geführt
wird, die zwischen der Bedruckungsstation (6) und der Stanzstation (13)
liegt und prüft, ob ein Bedruckungsfehler vorliegt, und daß derjenige Bereich
der Rohkeramikbeschichtung (23), dessen Bedruckung als fehlerhaft beurteilt
worden ist, in der Stanzstation (13) nicht bearbeitet wird.
6. Vorrichtung zur Herstellung einer keramischen Rohschicht (26) für eine geschichtete,
keramische Elektronikkomponente, mit:
- - einer Zufuhreinrichtung (2) zum Zuführen eines langen Schichtkörpers (1) aus einem langen Trägerfilm (22), der in seiner Längsrichtung eine kontinuierliche Rohkeramikbeschichtung (23) trägt,
- - einer Bedruckungsstation (6) zum Aufdrucken eines leitfähigen Films aus einer leitfähigen Paste auf die Oberfläche der Rohkeramikbeschichtung (23) des langen Schichtkörpers (1), der aus der Zufuhreinrichtung (2) herausgezogen worden ist, und
- - einer Trocknungsstation (14) zum Trocknen des leitfähigen Films auf dem langen Schichtkörper (1), der durch die Bedruckungsstation (6) hindurchgelaufen ist, gekennzeichnet durch
- - eine Stanzstation (13) zum Stanzen der Rohkeramikbeschichtung (23) des durch die Trocknungsstation (14) hindurchgelaufenen langen Schichtkörpers (1) an einer Position, die durch den leitfähigen Film vorgegeben wird, sowie zum Trennen der Rohkeramikbeschichtung (23) vom Trägerfilm (22), um die keramische Rohschicht (26) zu erhalten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel (18) zur
Zugspannungssteuerung des langen Schichtkörpers (1) zwischen der Bedruckungsstation
(6) und der Stanzstation (13).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzstation
(13) mit einem Kopf (28) ausgestattet ist, der eine Kontaktoberfläche
(27) aufweist, die in Kontakt mit der Rohkeramikbeschichtung (23) bringbar ist,
und der ferner eine Schneidkante (21) besitzt, die von der Kontaktoberfläche
(27) vorsteht und den Kopf (28) umgibt, um die Rohkeramikbeschichtung (23) zu
stanzen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf
(28) in der Kontaktoberfläche (27) mit einer Mehrzahl von Luftdurchgangslöchern
(29) zur Erzeugung einer an der Rohkeramikbeschichtung (23) angreifenden
Saugkraft versehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schneidkante (21) mittels der Kraft einer Feder (31) so vorgespannt ist, daß die
Schneidkante (21) über die Kontaktoberfläche (27) hinaussteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch
die Schneidkante (21) und die Kontaktoberfläche (27) definierter Raum so groß
ist, daß er eine Mehrzahl von aufeinandergeschichteten keramischen Rohschichten
(26) aufnehmen kann.
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