JP2008229898A - Screen plate and electronic part manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーン版、及び電子部品の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a screen plate and a method for manufacturing an electronic component.
従来、セラミックス等から構成される誘電体層と内部電極層との積層構造を有する電子部品について、誘電体層となるべきグリーンシート上に内部電極層の原料である導電ペーストを印刷する際に、スクリーン印刷の手法が広く採用されている。スクリーン印刷に用いられるスクリーン版は主に金属製の版枠と、その版枠に固定されたスクリーンメッシュとを備えている。この種のスクリーン版では、スクリーンメッシュは、張力が付与された状態で外縁が版枠に固定されている。このスクリーンメッシュには、厚み方向に貫通する貫通孔が形成されており、その貫通孔を通して導電ペーストがグリーンシート上に印刷される。そして、その塗膜が焼成されて内部電極層が形成される。 Conventionally, for an electronic component having a laminated structure of a dielectric layer composed of ceramics or the like and an internal electrode layer, when printing a conductive paste that is a raw material of the internal electrode layer on a green sheet to be a dielectric layer, Screen printing techniques are widely adopted. A screen plate used for screen printing mainly includes a metal plate frame and a screen mesh fixed to the plate frame. In this type of screen plate, the outer edge of the screen mesh is fixed to the plate frame in a state where tension is applied. The screen mesh has a through hole penetrating in the thickness direction, and the conductive paste is printed on the green sheet through the through hole. And the coating film is baked and an internal electrode layer is formed.
上記導電ペーストの印刷は、スキージがスクリーンメッシュをグリーンシートの表面に押し付けながら、スクリーンメッシュの厚み方向に直交する一方向に移動することにより行われる。導電ペーストはスクリーンメッシュ上に載置されており、スキージによってスクリーンメッシュの貫通孔に押し込まれるようにして、グリーンシート上に印刷される。 The conductive paste is printed by moving the squeegee in one direction orthogonal to the thickness direction of the screen mesh while pressing the screen mesh against the surface of the green sheet. The conductive paste is placed on the screen mesh, and is printed on the green sheet so as to be pushed into the through holes of the screen mesh by a squeegee.
形成される内部電極層は、同じ層内でその厚み偏差が小さい程好ましい。そこで、スキージのスクリーンメッシュに対する押圧力や移動速度を調整して、内部電極の厚みを一定にする方法が提案されている(例えば特許文献1、2参照)。ところが、これらの方法では、一度の印刷処理においてスキージの押圧力や移動速度を変化させる必要があるため、その調整が極めて困難である。
It is preferable that the formed internal electrode layer has a smaller thickness deviation within the same layer. Thus, a method has been proposed in which the thickness of the internal electrode is made constant by adjusting the pressing force and moving speed of the squeegee against the screen mesh (see, for example,
一方、特許文献3によると、スクリーンメッシュの周縁部の厚みを、その周縁部に囲まれた内側部の厚みよりも薄くすることが提案されている。これによって、特許文献3では、周縁部において導電ペーストの印刷厚が薄かったことを改善できるとされている。
ところで本発明者らは、上述のようにして形成される内部電極層の厚みが、スキージの移動方向に依存することを見出した。すなわち、スキージの一方向への移動に伴う導電ペーストの印刷のタイミングが後になる程、その導電ペーストから得られる内部電極の厚みが厚くなる傾向にあることを知見した。特に、誘電体層と内部電極層とが複数層積層される場合、スキージの移動方向は通常一定方向であるため、上述のような内部電極層の厚み変化の傾向は、より顕著に電子部品の形状に影響を与えてしまう。 By the way, the present inventors have found that the thickness of the internal electrode layer formed as described above depends on the moving direction of the squeegee. That is, it has been found that the later the printing timing of the conductive paste accompanying the movement of the squeegee in one direction, the thicker the internal electrode obtained from the conductive paste. In particular, when a plurality of dielectric layers and internal electrode layers are laminated, the movement direction of the squeegee is usually a constant direction. It will affect the shape.
そこで本発明者らは、上記特許文献3に開示された手法によってかかる問題点の改善を試みた。しかしながら、特許文献3のようにスクリーンメッシュの周縁部の厚みを内側部の厚みよりも薄くしても、内部電極層の厚み変化を十分に低減することはできなかった。 Therefore, the present inventors tried to improve such problems by the method disclosed in Patent Document 3 above. However, even if the thickness of the peripheral part of the screen mesh is made thinner than the thickness of the inner part as in Patent Document 3, the thickness change of the internal electrode layer cannot be sufficiently reduced.
本発明は上記事情にかんがみてなされたものであり、電極の厚み偏差を従来よりも低減することが可能なスクリーン版、並びにそのスクリーン版を用いた電子部品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a screen plate capable of reducing the thickness deviation of the electrode as compared with the conventional one, and a method for manufacturing an electronic component using the screen plate. To do.
本発明は、版枠と、版枠の内側部分に固定されたスクリーンメッシュとを備えるスクリーン版であって、スクリーンメッシュは、その厚み方向に直交する仮想面内の一方向に沿って厚みが減少しているスクリーン版を提供する。 The present invention is a screen plate including a plate frame and a screen mesh fixed to an inner portion of the plate frame, and the screen mesh is reduced in thickness along one direction in a virtual plane perpendicular to the thickness direction thereof. Provide a screen version.
また、本発明は、版枠と、版枠の内側部分に固定されたスクリーンメッシュとを備えるスクリーン版を準備する工程と、上記スクリーン版及びスキージを用いたスクリーン印刷により被印刷体に導電ペーストを印刷する工程とを有する電子部品の製造方法であって、スクリーンメッシュは、その厚み方向に貫通する貫通孔を有し、かつその厚み方向に直交する仮想面内の一方向に沿って厚みが減少しており、印刷する工程において、被印刷体上に一定の間隔をおいて配置したスクリーンメッシュにスキージの先端部を押圧すると共に、上記一方向にスキージを移動させることにより、貫通孔を通じて導電ペーストを被印刷体に印刷する電子部品の製造方法を提供する。 The present invention also provides a step of preparing a screen plate comprising a plate frame and a screen mesh fixed to an inner portion of the plate frame, and a conductive paste on a substrate by screen printing using the screen plate and the squeegee. The screen mesh has a through-hole penetrating in the thickness direction, and the thickness decreases along one direction in a virtual plane orthogonal to the thickness direction. In the printing process, the conductive paste is pressed through the through-hole by pressing the tip of the squeegee against the screen mesh arranged on the substrate to be printed at a predetermined interval and moving the squeegee in the one direction. Provided is a method for manufacturing an electronic component that prints on a substrate.
本発明において、「厚みが減少している」とは、上述の一方向に沿ったスクリーンメッシュの一端の厚みをT1、他端の厚みをT2、及び最大厚みをT3(単位はいずれもμm)とした場合に、下記式(1)及び(2)で表される条件を同時に満足し、かつ上記一端での厚みよりも上記他端での厚みが薄くなっていることをいう。
T1>T2 (1)
T1≧0.97×T3 (2)
In the present invention, “thickness is decreasing” means that the thickness of one end of the screen mesh along one direction is T1, the thickness of the other end is T2, and the maximum thickness is T3 (the unit is μm). In this case, the conditions expressed by the following formulas (1) and (2) are satisfied at the same time, and the thickness at the other end is smaller than the thickness at the one end.
T1> T2 (1)
T1 ≧ 0.97 × T3 (2)
上記特許文献3によると、スクリーンメッシュの厚みを薄くすることで、導電ペーストのメッシュ通過性を向上させてペースト通過量を増加させることで塗膜を厚くする、とされている。ところが、本発明者らの知見によると、むしろスクリーンメッシュの厚みと塗膜及びその塗膜から得られる電極の厚みとの相関は、特許文献3の記載と全く逆となる。つまり、スクリーンメッシュが厚い部分では、その貫通孔に一時的に保持される導電ペーストは薄い部分よりも多くなる。この一時的に保持される導電ペーストがそのまま印刷されるため、スクリーンメッシュが厚く、その貫通孔に保持される導電ペーストの量が多い程、その塗膜及びそこから得られる電極の厚みも厚くなる。 According to the said patent document 3, it is supposed that the thickness of a screen mesh is made thin, the mesh permeability of an electrically conductive paste is improved, and the amount of paste passage is increased, so that a coating film is made thick. However, according to the knowledge of the present inventors, the correlation between the thickness of the screen mesh and the thickness of the coating film and the electrode obtained from the coating film is rather opposite to that described in Patent Document 3. That is, in the portion where the screen mesh is thick, the conductive paste temporarily held in the through hole is larger than in the thin portion. Since the conductive paste held temporarily is printed as it is, the screen mesh is thicker, and the larger the amount of the conductive paste held in the through hole, the thicker the coating film and the electrode obtained therefrom. .
本発明のスクリーン版によると、スクリーンメッシュはその厚み方向に直交する仮想面内の一方向に沿って厚みが減少している。そこで、スクリーン版の厚みをスキージの移動方向に向かって減少させるようにこのスクリーン版を配置すればよい。これにより、スクリーンメッシュの厚みが異なることに起因する電極の厚み変化の傾向と、スキージの移動方向に影響される電極の厚み変化の傾向とが相殺される。その結果、本発明のスクリーン版を用いると、電極の厚み偏差を従来よりも低減することが可能となる。 According to the screen plate of the present invention, the screen mesh has a reduced thickness along one direction in a virtual plane orthogonal to the thickness direction. Therefore, the screen plate may be arranged so that the thickness of the screen plate decreases in the moving direction of the squeegee. Thereby, the tendency of the change in the thickness of the electrode due to the difference in the thickness of the screen mesh cancels the tendency of the change in the thickness of the electrode affected by the moving direction of the squeegee. As a result, when the screen plate of the present invention is used, the thickness deviation of the electrode can be reduced as compared with the conventional case.
本発明のスクリーン版において、スクリーンメッシュは金属細線を織り込んでなり、金属細線は、その軸方向に直交する断面において、スクリーンメッシュの一方の主面側表面における曲率半径が他方の主面側表面における曲率半径よりも小さいと好ましい。スクリーン印刷の際に、金属細線の曲率半径がより小さな主面側の貫通孔から導電ペーストを排出させることで、塗膜のレベリング性を更に向上させることができる。 In the screen plate of the present invention, the screen mesh is formed by weaving fine metal wires, and the fine metal wires have a radius of curvature on one main surface side surface of the screen mesh on the other main surface side surface in a cross section orthogonal to the axial direction. It is preferable if it is smaller than the radius of curvature. In screen printing, the leveling property of the coating film can be further improved by discharging the conductive paste from the through hole on the main surface side where the radius of curvature of the fine metal wire is smaller.
また、金属細線は、曲率半径がより大きな主面(上記他方の主面)側よりも、曲率半径がより小さな主面(上記一方の主面)側の方が、スクリーンメッシュを上記一方の主面側で被印刷体と接触させることにより、メッシュが接触した際に被印刷体に押し傷を与え難くなる。 Further, the fine metal wire has a screen mesh on the one main surface on the main surface (one main surface) side having a smaller radius of curvature than on the main surface (the other main surface) side having a larger curvature radius. By making contact with the substrate to be printed on the surface side, it is difficult to cause a scratch on the substrate to be printed when the mesh contacts.
本発明のスクリーン版において、スクリーンメッシュは、その一方の主面に上記仮想面に対する傾斜を設けることにより厚みが減少していると好ましい。 In the screen plate of the present invention, it is preferable that the screen mesh has a reduced thickness by providing an inclination with respect to the virtual surface on one main surface.
本発明のスクリーン版は、スクリーンメッシュの主面上にパターン形成用のスクリーンマスクを備え、そのスクリーンマスクの厚みは上記スクリーンメッシュの最薄厚みに対して10%以下であると好ましい。このスクリーンマスクは、スクリーンメッシュの貫通孔を塞ぐことで、その貫通孔からの導電ペーストの印刷を防止して所定パターンを有する塗膜を形成せしめるものである。スクリーンマスクの厚みがスクリーンメッシュの最薄厚みに対して10%以下となることにより、導電ペーストの塗膜の厚みは、貫通孔の容積に一層強く依存する。したがって、この本発明は、最終的に形成される電極の厚み変化を更に低減することができる。 The screen plate of the present invention includes a screen mask for pattern formation on the main surface of the screen mesh, and the thickness of the screen mask is preferably 10% or less with respect to the thinnest thickness of the screen mesh. This screen mask closes the through-holes of the screen mesh, thereby preventing the conductive paste from printing from the through-holes and forming a coating film having a predetermined pattern. When the thickness of the screen mask is 10% or less with respect to the thinnest thickness of the screen mesh, the thickness of the coating film of the conductive paste is more strongly dependent on the volume of the through hole. Therefore, this invention can further reduce the thickness change of the finally formed electrode.
本発明によれば、電極の厚み偏差を従来よりも低減することが可能なスクリーン版、並びにそのスクリーン版を用いた電子部品の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electronic component using the screen plate which can reduce the thickness deviation of an electrode than before, and the screen plate can be provided.
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
図1は、本発明に係るスクリーン版の一実施形態を示す平面図である。また、図2は、図1におけるII−II線断面図である。図1及び図2に示すスクリーン版1は、例えば積層セラミックコンデンサの製造工程において、グリーンシート上にパターン化された導電ペーストの塗膜を形成するための版である。その導電ペーストの塗膜は内部電極層となる。このスクリーン版1は、版枠10と、支持用スクリーンメッシュ9と、印刷用のスクリーンメッシュ15とを備えている。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a screen plate according to the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. A
版枠10は、X軸方向でみて互いに対向する2辺、及びY軸方向でみて互いに対向する2辺を備えた枠体である。版枠10は、例えばアルミニウム又は軽合金などの軽金属材料によって構成されている。
The
支持用スクリーンメッシュ9はシート状であり、その形状が矩形となっている。支持用スクリーンメッシュ9のほぼ中央には、矩形形状を呈した開口9aが形成されている。支持用スクリーンメッシュ9は、所定の張力が付与された状態で、その外縁が全周にわたって版枠10に固定されている。支持用スクリーンメッシュ9の版枠10への固定は、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤12を用いて、支持用スクリーンメッシュ9と版枠10とを接着することにより実現できる。支持用スクリーンメッシュ9は、その内縁に、印刷用のスクリーンメッシュ15に接着される領域21を含んでいる。
The supporting
支持用スクリーンメッシュ9は合成樹脂材料により構成することができる。例えば、支持用スクリーンメッシュ9は、ポリエステル等の合成樹脂繊維を縦糸及び横糸として織られたメッシュ(網)であり、例えば250メッシュ(#250)程度のものである。支持用スクリーンメッシュ9は、織布又は不織布のいずれであってもよい。
The supporting
印刷用のスクリーンメッシュ(以下、単に「スクリーンメッシュ」という。)15はシート状であり、その形状が矩形となっている。このスクリーンメッシュ15は、その外縁に、支持用スクリーンメッシュ9に接着される領域22を含んでいる。スクリーンメッシュ15は、支持用スクリーンメッシュ9の開口9aを覆うように、その外縁(支持用スクリーンメッシュ9に接着される領域22)が全周にわたって支持用スクリーンメッシュ9に固定されている。スクリーンメッシュ15には、支持用スクリーンメッシュ9を通して所定の張力が付与されている。
A screen mesh for printing (hereinafter simply referred to as “screen mesh”) 15 has a sheet shape, and the shape thereof is rectangular. The
スクリーンメッシュ15の支持用スクリーンメッシュ9への固定は、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤23を用いて、スクリーンメッシュ15と支持用スクリーンメッシュ9とを接着することにより実現できる。接着に当たっては、例えば、支持用スクリーンメッシュ9とスクリーンメッシュ15とが接着される領域に支持用スクリーンメッシュ9上から接着剤23を塗布する。そして、この接着剤23を、重ね合わされた支持用スクリーンメッシュ9及びスクリーンメッシュ15の間に浸透させ、接着剤23を硬化させればよい。このようにスクリーンメッシュ15は、版枠10の内側部分に間接的に固定されている。
The
スクリーンメッシュ15は、例えばステンレス鋼などの金属からなる金属細線を縦横に織り込んで形成されている。金属細線の径は、例えばφ13μm〜φ40μmであり、メッシュ数は、例えば590〜200メッシュ程度のものが用いられる。このスクリーンメッシュ15は、例えば下記のようにして作製される。
The
まず、常法により金属細線が縦横に織り込まれて金属織布が得られる。次いで、金属織布を常法によりカレンダー加工する。図4はこのカレンダー加工を施された後の金属織布の部分平面図である。金属織布40は、縦糸41及び横糸42が互いに直交するように織り込まれており、これら縦糸41及び横糸42の表面に包囲されて貫通孔43が形成されている。カレンダー加工において、金属織布40はロールによって厚み方向に圧縮されつつ主面の面内方向に延伸される。そのため、金属織布40の両主面側における金属細線(縦糸41及び横糸42)の表面には、それらが重なり合う箇所で平坦な部分45aと共にその周辺部45bが形成される。
First, fine metal wires are woven vertically and horizontally by a conventional method to obtain a metal woven fabric. Next, the metal woven fabric is calendered by a conventional method. FIG. 4 is a partial plan view of the metal woven fabric after the calendering. The metal woven
次に、金属織布40の一方の主面に対して研磨処理が施されて、スクリーンメッシュ15が得られる。研磨処理の方法としては、ポリシング研磨(加工)法、流体研磨法、電解研磨法等が挙げられる。図5は、得られたスクリーンメッシュ15の部分平面図であり、図6は、図5におけるIII−III線断面図である。スクリーンメッシュ15は、縦糸16及び横糸17が互いに直交するように織り込まれており、これら縦糸16及び横糸17の表面に包囲されて貫通孔18が形成されている。縦糸16、横糸17及び貫通孔18は、金属織布40における縦糸41、横糸42及び貫通孔43にそれぞれ由来するものである。研磨処理を施された主面15a側では、研磨処理前に存在していた平坦な部分45a及び周辺部45bが研磨によって除去されている。一方、研磨処理を施されていない主面15b側では、平坦な部分45a及び周辺部45bが残存している。
Next, a polishing process is performed on one main surface of the metal woven
上記研磨処理により得られるスクリーンメッシュ15について、図2及び図3を参照しながら更に詳細に説明する。図3は、スクリーンメッシュ15の部分断面図であり、図2において符号13a及び13bで示される部分の断面図である。スクリーンメッシュ15の厚み(紗厚)は、図3における厚みP、Qから明らかなとおり、金属細線の縦糸41と横糸42とが重なり合う箇所におけるそれらの金属細線の直径の合計で表される。スクリーンメッシュ15は、一方の部分13aでは厚みPを有しているのに対し、他方の部分13bでは、厚みPよりも薄い厚みQを有している。また、図示していないが、部分13aから部分13bに向かうにつれて、スクリーンメッシュ15の厚みは減少している。例えば、図2における部分13a、13c、13d、13e、13f及び13bの厚みはこの順に次第に薄くなっている。なお、図示していないが、Y軸方向におけるスクリーンメッシュ15の厚みはその軸に沿って略同等である。
The
スクリーンメッシュ15において、その厚み方向に直交する仮想面Sに対して主面15aが傾斜していることにより、厚みQが厚みPよりも薄くなっている。一方、主面15bは仮想面Sに対して略平行になっている。
In the
スクリーンメッシュ15がこのような厚みを有するには、例えばポリシング研磨法の場合、部分13aに相当する金属織布の部分から部分13bに相当する金属織布の部分に向かうにつれて、より研磨回数を多くすればよい。
In order for the
この段落において、図2のスクリーンメッシュ15を研磨テープによりポリシング研磨する場合について説明する。研磨テープの砥粒としては、例えば、粒径(D50)1.2μmの炭化ケイ素砥粒を使用することができる。研磨テープの送り速度は、例えば30mm/分として、常に新しい砥粒の切れ刃が出現するようにすると好ましい。ポリシング研磨によると、スクリーンメッシュ15には研磨テープを介してロールと弾性的に接触し一定の押圧力が加えられる。また、振動ヘッドによりロールの軸方向と平行な振動が付加される。
In this paragraph, the case where the
こうして、部分13aから部分13bに向かうにつれて、厚みが減少するスクリーンメッシュ15が得られる。
Thus, a
また、スクリーンメッシュ15は図2における上側が研磨されるため、主面15a側表面では、平坦な部分45a及びその周辺部45bが除去されている。一方、主面15b側表面の平坦な部分45a及び周辺部45bは残存しており、それらの図3における下側表面は、カレンダー加工後の形状が維持されて面一となっている。
Further, since the upper side of the
スクリーンメッシュ15の主面15a側における金属細線の曲率半径は、主面15b側における金属細線の曲率半径よりも小さくなっている。ここで、「曲率半径」について図3を参照しながら説明する。「曲率半径」は、金属細線の縦糸16と横糸17とが重なり合う箇所の、金属細線の軸方向に直交する断面Cにおいて、その表面(図3における上方)側の円弧Caを有する真円の半径を意味する。
The curvature radius of the fine metal wire on the
この曲率半径は、例えば研磨処理によりスクリーンメッシュ15の厚みが調整される場合、その研磨条件、例えば加工回数によって制御することができる。主面15a側は研磨処理が施されている一方、主面15b側は研磨処理が施されていない。主面15bはカレンダー加工後の状態に維持され、平坦部を有しているため、曲率半径は無限大あるいは極めて長くなる。その結果、主面15a側における金属細線の曲率半径は、主面15b側における金属細線の曲率半径よりも小さくなっている。なお、スクリーンメッシュ15がカレンダー加工や研磨処理を施されているため、これらの曲率半径は金属細線の本来的な半径よりも大きくなっている。
For example, when the thickness of the
図7は、パターン形成用のスクリーンマスク(版膜)を備えたスクリーン版1を部分的に示す概略断面図である。スクリーンマスク20は、導電ペーストが貫通孔を経由してグリーンシート上に供給されることを防ぐための部材である。後述のように、導電ペーストは主面15b側から貫通孔に充填され、主面15a側からグリーンシート上に供給される。したがって、スクリーン版1は、スクリーンメッシュ15の主面15b上にスクリーンマスク20を備えることにより、貫通孔への導電ペーストの供給を防止できればよい。スクリーンマスク20の平面形状は、誘電体層上にパターン化された内部電極層が形成されない部分の形状である。
FIG. 7 is a schematic sectional view partially showing a
スクリーンマスク20は、スクリーンメッシュ15の主面15b上のみに形成されていてもよく、それに加えて、貫通孔及び/又は主面15a上に形成されていてもよい。
The
このスクリーンマスク20は、感光性樹脂等の材料から構成される。このようなスクリーンマスク20は、例えば、公知のポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、アクリル酸エステルと感光剤のジアゾ化合物をスクリーンメッシュ15に塗布後、露光して得られるものである。これにより、スクリーンマスク20の厚みを薄くすることができる。
The
より具体的には、スクリーンマスク20の厚みは、スクリーンメッシュの最薄厚み、すなわち図2、3の部分13bにおける厚みQに対して10%以下であると好ましい。ここで、スクリーンマスク20の厚みについて、図7の部分拡大図である図8を参照しながら説明する。スクリーンマスク20の厚みは、スクリーンメッシュ15の主面15bを基準として、それよりも上方にはみ出した部分の厚みMを意味する。よって、スクリーンマスク20が貫通孔内に充填されていたり、図8において主面15aの下方にはみ出したりしても、それらの部分の厚みは本明細書におけるスクリーンマスク20の「厚み」に考慮されない。
More specifically, the thickness of the
スクリーンメッシュ15及びスクリーンマスク20の厚みは電気マイクロメータによって、金属細線の曲率半径は、レーザ顕微鏡による観察及びその後の画像処理によって、それぞれ測定することができる。
The thickness of the
次に、上述のスクリーン版1を用いた電子部品の製造方法について説明する。ここでは、電子部品が図9に概略断面図を示す積層セラミックコンデンサ(以下、単に「積層コンデンサ」とも表記する。)である場合について説明するが、電子部品はこれに限定されない。積層コンデンサ100は、最外層である2層の表層111と、表層111に挟まれた複数層の誘電体層112と、誘電体層112のそれぞれの間に介在する内部電極層114とを有するコンデンサ素体116を備えている。すなわち、コンデンサ素体116は、積層構造を有しており、誘電体層112と内部電極層114とが交互に積層されている。
Next, a method for manufacturing an electronic component using the above-described
ここで、表層111及び誘電体層112は、例えばBaTiO3等の通常の積層セラミックコンデンサに用いられる誘電材料を主成分とする層である。また、例えば高大容量積層セラミックコンデンサのC3216の100μF品について、各表層111の厚さはおよそ50〜100μm、各誘電体層112の厚さはおよそ1.1μmに設計されている。これら表層111及び誘電体層112は、後述するグリーンシートを焼成して形成される。内部電極層114は、例えばNi等の通常の積層セラミックコンデンサの電極に用いられる導電材料を主成分として含有する導電層であり、例えば、その厚さはおよそ1μmである。
Here, the
コンデンサ素体116の端面のうち、コンデンサ素体116の厚さ方向に延在し、互いに対向する一対の端面116a、116bそれぞれには、その端面116a、116bの全領域を覆うように一対の外部電極118A、118Bが設けられている。各外部電極118A、118Bは、例えば、金属の中でも高い導電性を有するCuを主成分とする多孔質体である。
Of the end faces of the
そして、複数層の内部電極層114は、その積層方向について、一方の外部電極118Aと他方の外部電極118Bとに交互に接続されている。つまり、一方の外部電極118Aに接続される内部電極層114を第1の内部電極層114Aとし、他方の外部電極118Bに接続される内部電極層114を第2の内部電極層114Bとすると、コンデンサ素体116は、第1の内部電極層114Aと第2の内部電極層114Bとが誘電体層112を介して交互に積層された構造となっている。そのため、一対の外部電極118A、118B間に所定の電圧を印加した場合には、上下で対向する第1の内部電極層114Aと第2の内部電極層114Bとの間には電荷が蓄えられる。
The plurality of internal electrode layers 114 are alternately connected to one
次に、上述した積層コンデンサ100を製造する方法について説明する。ここで、図10は積層コンデンサ100を作製する手順を示したフロー図である。積層コンデンサ100は、原料準備工程S11、スクリーン版準備工程S12、印刷工程S13、乾燥工程S14、積層工程S15、プレス・切断工程S16、本焼成工程S17及び外部電極形成工程S18を経て作製される。図11は、印刷工程S13を説明するための概略工程図であり、図12は、積層工程S15、プレス・切断工程S16、本焼成工程S17及び外部電極形成工程S18を説明するための概略工程図である。
Next, a method for manufacturing the
積層コンデンサ100を作製するにあたり、まず原料準備工程S11において、誘電体層112となるべき複数枚のBaTiO3系のグリーンシート120、並びに、表層111となるべきグリーンシート121を準備する。
In manufacturing the
また、グリーンシート120、121の作製と並行して、内部電極層114となるべき導電ペースト122も準備しておく。この導電ペースト122は、Ni粉等の導電粉を有機バインダ及び有機溶剤に分散させてペースト状にしたものである。有機バインダには、公知のものを利用可能であり、例えばセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、アリール樹脂、アクリル樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アルキド樹脂、ロジンエステル等のバインダを用いることができる。また有機溶剤も、公知のものを利用可能であり、スクリーン印刷による印刷適正を考慮して、例えば、トルエン、ターピネオール、エチルセルロース、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テレピン油、α−テレビネオール、エチルセロソルブ、ブチルフタレート等の溶剤を用いることができる。
In parallel with the production of the
原料準備工程S11と並行して、スクリーン版工程S12において、下記所定パターンとは逆の関係にあるパターンのレジスト膜を有する上述のスクリーン版1が準備される。
In parallel with the raw material preparation step S11, in the screen plate step S12, the above-described
次に、印刷工程S14において、グリーンシート120の表面120aに、スクリーン印刷法により所定パターンの導電ペースト122を印刷する。所定パターンは、通常の積層コンデンサにおける電極パターンと同様のものであればよい。
Next, in the printing step S14, a
スクリーン印刷について、図11を用いてより詳しく説明する。スクリーン印刷を行う際には、(a)に示すように、スクリーン版1を、スクリーンメッシュ15の主面15aがグリーンシート120に対向し、かつスクリーンメッシュ15がグリーンシート120と平行になるように所定の間隔を空けて配置する。スクリーンメッシュ15の厚みは、図11の、向かって左側から右側にかけて減少している。そして、スクリーンメッシュ15の上方に、公知のスキージユニット54をスキージ50が所望の傾斜角となるようにセットし、併せて、導電ペースト122を引き延ばすためのヘラ62をセットする。なお、グリーンシート120は図示しないフィルム上に形成されている。
Screen printing will be described in more detail with reference to FIG. When screen printing is performed, the
続いて、図11の(b)に示すように、ヘラ62によってスクリーンメッシュ15上の導電ペースト122の塊が略均一に引き延ばされるように、ヘラ62とスキージユニット54とをスクリーンメッシュ15に沿って同方向に移動させる。このとき、スキージユニット54のスキージ50は、印刷時の高さよりも高い位置に保持されており導電ペースト122には触れない。
Subsequently, as shown in FIG. 11B, the
次に、図11の(c)に示すように、スキージユニット54を印刷時の高さまで下げると共に、ヘラ62を導電ペースト122に触れない高さまで上げる。そして、図11の(d)に示すように、スキージユニット54のスキージ50によって、スクリーンメッシュ15が上方から押圧されるように、スキージユニット54とヘラ62とをスクリーンメッシュ15に沿って上述した方向とは反対の方向に移動させる。このとき、スキージ50により押圧される部分のスクリーンメッシュ15は、スキージ50の移動に連動して下向きに凸となるように湾曲し、グリーンシート120に接触すると共に、スクリーンメッシュ15上に載った導電ペースト122がスクリーンメッシュ15の貫通孔(図示せず)のうち、レジスト膜で塞がれていない部分から押し出される。その結果、図11の(e)に示すように、導電ペーストによる所定パターンの塗膜122aがグリーンシート表面120aに形成される。
Next, as shown in FIG. 11C, the
次に、乾燥工程S14において、グリーンシート120に形成された導電ペーストの塗膜122aを所定条件により乾燥する。塗膜122aの乾燥条件としては、例えば、乾燥温度60℃〜100℃、乾燥時間5分程度が好適である。この塗膜122aは内部電極層を構成する。
Next, in the drying step S14, the conductive
図12は、積層工程S15以降の工程を説明するための工程図である。積層工程S15において、内部電極層の塗膜122aが形成されたグリーンシート120を複数枚重ねて、積層体126を構成する(図12(a)参照)。
FIG. 12 is a process diagram for explaining the steps after the stacking step S15. In the stacking step S15, a plurality of
さらに、プレス・切断工程S16において、この積層体126に所定のプレス処理を施し、所定の大きさに切断してチップ化すると共に脱バインダ処理を行う。
Further, in the pressing / cutting step S16, the
その後、本焼成工程S17において、チップ化した積層体126を密閉匣鉢(さや)中で例えば、1200℃程度で10時間焼成することにより、コンデンサ素体116を得る。さらに、コンデンサ素体116を水及び研磨媒体を含むバレル内で処理することにより表面研磨をおこなう。
Thereafter, in the main firing step S17, the chip-shaped
最後に、外部電極形成工程S18において、コンデンサ素体116の端面のうち、積層方向に延在し互いに対向する一対の端面116a、116bを覆うように、外部電極118A、118Bを形成して、積層コンデンサ110が完成する(図12(b)参照)。
Finally, in the external electrode forming step S18,
以上説明した本発明の好適な実施形態によると、スクリーンメッシュ15の厚みが、部分13aから部分13bに向かうにつれて、減少している。スクリーンメッシュ15が厚い部分では、薄い部分よりもその貫通孔18に一時的に充填される導電ペースト122は多くなる。この一時的に充填される導電ペースト122はそのままグリーンシート120の表面120aに印刷される。その結果、スクリーンメッシュ15が厚く、その貫通孔18における導電ペースト122の充填量が多い程、その塗膜及びそこから得られる内部電極層114の厚みも厚くなる。
According to the preferred embodiment of the present invention described above, the thickness of the
一方、一般的に、厚みが均一なスクリーンメッシュを用いたスクリーン印刷の際に、スキージを移動させながら導電ペーストを印刷すると、スキージの初期の移動により形成された塗膜は、末期の移動により形成された塗膜よりも薄くなる傾向にある。 On the other hand, when conductive paste is printed while moving the squeegee during screen printing using a screen mesh with a uniform thickness, the coating film formed by the initial movement of the squeegee is formed by the final movement. It tends to be thinner than the applied coating.
本実施形態に係るスクリーンメッシュ15はその厚み方向に直交する仮想面内の一方向に沿って厚みが減少している。そして、上記積層コンデンサ100の製造に際し、スクリーン版1を、スクリーンメッシュ15の厚みがスキージ50の移動方向に向かって減少するように配置している。これにより、スクリーンメッシュ15の厚みが異なることに起因する内部電極層114の厚み変化の傾向と、スキージ50の移動方向に影響される内部電極層114の厚み変化の傾向とが相殺される。その結果、スクリーン版1を用いた上述の積層コンデンサ100の製造方法によると、内部電極層114の厚み偏差を従来よりも低減することが可能となる。
The
内部電極層114の厚み偏差を低減できるため、積層コンデンサ100は、そのコンデンサ素体116の変形が抑制されている。また、これにより、コンデンサ素体116に局部的な内部応力が発生し難くなる。したがって、積層コンデンサ100における層間の容量バラツキが十分に防止される。
Since the thickness deviation of the
このように、本実施形態では、スクリーン印刷に用いるスクリーン版1の改良により、内部電極層114の厚み偏差を防止している。そのため、スキージ50の角度や移動速度を印刷工程S13の最中に変化させる必要がなくなる。これは、得られる積層コンデンサ100の歩留を向上させると共に、工程の更なる効率化を可能にする。
Thus, in this embodiment, the thickness deviation of the
また、本実施形態では、スクリーン印刷の際に、貫通孔18に保持された導電ペースト122を、金属細線の曲率半径がより小さな主面15a側から排出する。貫通孔18から排出された直後の導電ペーストの塗膜122aは、スクリーンメッシュ15の表面形状を略転写した表面形状を有しており、貫通孔18に対応する部分が凸状の表面形状となっている。金属細線の曲率半径が小さいと、隣り合う貫通孔18に対応する塗膜122aの凸状部分は、特にその麓の立ち上がり付近の隔たりが小さくなる。このことに起因して、金属細線の曲率半径がより小さな主面15a側から導電ペースト122を排出すると、塗膜122aのレベリング性が向上する。したがって、内部電極層114の表面の平坦性が更に改善され、ひいては、内部電極層114の厚み偏差を一層小さくすることができる。
Further, in the present embodiment, during screen printing, the
また、主面15a側の金属細線は平坦な部分及びその周辺部を有していない。そのため、スクリーンメッシュ15を主面15a側でグリーンシート120と接触させても、周辺部45bを有している主面15b側で接触させる場合と比較して、周辺部45bに基づく損傷をグリーンシート120に与え難くなる。
Further, the fine metal wire on the
スクリーンマスクの厚みがスクリーンメッシュの最薄厚みに対して10%以下となることにより、導電ペーストの塗膜の厚みは、貫通孔の容積により強く依存する。したがって、この本発明は、最終的に形成される電極の厚み変化を更に低減することができる。 When the thickness of the screen mask is 10% or less with respect to the thinnest thickness of the screen mesh, the thickness of the coating film of the conductive paste strongly depends on the volume of the through hole. Therefore, this invention can further reduce the thickness change of the finally formed electrode.
更に本実施形態では、スクリーンマスク20が樹脂製であることにより、スクリーンメッシュ15の主面15b及びスクリーンマスク20で包囲された空間における導電ペースト122の充填量を少なくできる。この空間に充填された導電ペースト122は、貫通孔18に保持された導電ペースト122と共に塗膜122aを形成しやすくなる。よって、この空間における導電ペースト122の充填量を少なくできると、塗膜122aの厚みをスクリーンメッシュ15の厚みにより制御しやすくなる。これはスクリーンマスク20の厚みが10%以下であると特に顕著である。
Further, in the present embodiment, since the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.
例えば、スクリーン版は、支持用スクリーンメッシュを備えていなくてもよい。その場合、印刷用のスクリーンメッシュは引張方向の張力が付与された状態で、その外縁が版枠の内縁に直接固定されている。さらに、本発明の別の実施形態において、カレンダー加工の際に、スクリーンメッシュの厚みが減少となるように調整してもよい。 For example, the screen plate may not include a supporting screen mesh. In that case, the outer edge of the screen mesh for printing is directly fixed to the inner edge of the plate frame in a state where tension in the tensile direction is applied. Furthermore, in another embodiment of the present invention, the thickness of the screen mesh may be adjusted to be reduced during calendar processing.
また、本発明のスクリーン版及び電子部品の製造方法は、積層セラミックコンデンサのみでなく、積層セラミックインダクタ等の他の積層セラミック電子部品にも適用することができる。 The screen plate and electronic component manufacturing method of the present invention can be applied not only to a multilayer ceramic capacitor but also to other multilayer ceramic electronic components such as a multilayer ceramic inductor.
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
(スクリーンメッシュの作製)
まず、φ19μmのステンレス綱製の細線を縦横に編み込み、更にカレンダー加工を施した500メッシュのスクリーンメッシュを準備した。次いで、このスクリーンメッシュの一方の主面のみにポリシング加工による研磨処理を施した。なお、スクリーンメッシュの厚みは、部分的に研磨回数を1〜5回の間で変更することで主面面内の一方向に減少するように調整した。こうして、実施例に係るスクリーンメッシュを作製した。
(Production of screen mesh)
First, a screen mesh of 500 mesh was prepared by braiding fine stainless steel wires of φ19 μm vertically and horizontally, and further calendering. Next, only one main surface of the screen mesh was polished by polishing. In addition, the thickness of the screen mesh was adjusted so that it might reduce in one direction in a main surface by partially changing the frequency | count of grinding | polishing between 1-5 times. Thus, the screen mesh according to the example was produced.
(スクリーン版の作製)
上述の研磨処理前後のスクリーンメッシュをそれぞれ、常法によって張力を付与した状態でアルミニウム製の矩形版枠に固定した。なお、研磨処理後のスクリーンメッシュは、研磨処理を施された主面側が印刷対象の被印刷体(例えばグリーンシート)に対向するようにして版枠に固定された。こうして、実施例(研磨処理後)及び比較例(研磨処理前)のスクリーン版(スクリーンメッシュの主面寸法:100mm×100mm)を得た。
(Preparation of screen plate)
Each of the screen meshes before and after the above polishing treatment was fixed to an aluminum rectangular plate frame in a state where tension was applied by a conventional method. The screen mesh after the polishing treatment was fixed to the plate frame so that the main surface side subjected to the polishing treatment was opposed to a printing target (for example, a green sheet) to be printed. Thus, screen plates (main dimensions of the screen mesh: 100 mm × 100 mm) of Examples (after polishing treatment) and Comparative Examples (before polishing treatment) were obtained.
(スクリーンメッシュの厚み(紗厚)測定)
スクリーンメッシュの厚み(紗厚)を、電気マイクロメータにより測定した。測定は、スクリーンメッシュの主面において、図1のX軸方向及びY軸方向に相当する軸の両端をそれぞれ0%、100%として、その面内における25点で行った。実施例の結果を測定点毎にプロットした結果を図13に、同様にプロットした比較例の結果を図14に示す。なお、スクリーンメッシュの紗厚は、25点の測定点のうち、最も厚かった部分の紗厚を100%として百分率で表した。
(Screen mesh thickness (thickness) measurement)
The thickness (thickness) of the screen mesh was measured with an electric micrometer. The measurement was performed at 25 points on the main surface of the screen mesh, with both ends of the axes corresponding to the X-axis direction and Y-axis direction in FIG. 1 being 0% and 100%, respectively. FIG. 13 shows the results of the examples plotted for each measurement point, and FIG. 14 shows the results of the comparative example plotted in the same manner. In addition, the thickness of the screen mesh was expressed as a percentage, with the thickness of the thickest portion of the 25 measurement points being 100%.
(スクリーン版のパターニング)
上記スクリーン版の図2における主面15bに相当する主面上に所定形状のスクリーンマスクを形成した。スクリーンマスクの原料である感光乳剤として、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、アクリル酸エステルと感光剤(ジアゾ化合物)を用いた。その感光乳剤をスクリーンメッシュに塗布後、常法により露光して更に現像することによってスクリーンマスクを得た。なお、スクリーンマスクの厚み(図8における厚みM)はスクリーンメッシュのメッシュ厚みに対して7%であった。
(Screen plate patterning)
A screen mask having a predetermined shape was formed on the main surface corresponding to the
(電極層の形成)
まず、上記スクリーンメッシュよりも大きな主面寸法を有するグリーンシート(主成分:BaTiO3)を準備した。それと並行して、スクリーン印刷装置に上述の実施例又は比較例に係るスクリーン版をセットした。次いで、スクリーン版がグリーンシートの上方に一定間隔をおいて位置するようスクリーン版を配置した。
(Formation of electrode layer)
First, a green sheet (main component: BaTiO 3 ) having a major surface dimension larger than that of the screen mesh was prepared. In parallel with this, the screen plate according to the above-described example or comparative example was set in the screen printing apparatus. Next, the screen plate was arranged so that the screen plate was positioned above the green sheet at a predetermined interval.
次に、スクリーン版上に市販の導電ペースト(主成分:Ni)を適当量載置した。そして、スクリーン印刷を常法により行って、グリーンシート上に導電ペーストの塗膜を形成した。なお、スキージによるスクリーンメッシュのグリーンシートへの押圧力、スキージの移動速度、角度は一定に固定した。また、実施例のスクリーン版を用いた場合のスキージの移動方向は、スクリーンメッシュの厚みが減少する方向と一致させた。 Next, an appropriate amount of a commercially available conductive paste (main component: Ni) was placed on the screen plate. And screen printing was performed by the conventional method, and the coating film of the electrically conductive paste was formed on the green sheet. The pressing force of the screen mesh on the green sheet by the squeegee, the moving speed of the squeegee, and the angle were fixed. Further, the moving direction of the squeegee when the screen plate of the example was used was matched with the direction in which the thickness of the screen mesh decreased.
次いで、グリーンシート及び内部電極層を1200℃で10時間焼成して、誘電体層及び電極層からなる積層体を得た。 Next, the green sheet and the internal electrode layer were fired at 1200 ° C. for 10 hours to obtain a laminate including the dielectric layer and the electrode layer.
(電極層の厚み測定)
上述のようにして得られた電極層の厚みを、電気マイクロメータにより測定した。測定は、上記スクリーンメッシュの測定点にほぼ対応する位置の25点で行った。実施例の結果を測定点毎にプロットした結果を図15に、同様にプロットした比較例の結果を図16に示す。なお、電極層の厚みは、25点の測定点のうち、最も厚かった部分の厚みを100%として百分率で表した。
(Measurement of electrode layer thickness)
The thickness of the electrode layer obtained as described above was measured with an electric micrometer. The measurement was performed at 25 points substantially corresponding to the measurement points of the screen mesh. FIG. 15 shows the results of the examples plotted for each measurement point, and FIG. 16 shows the results of the comparative example plotted in the same manner. The thickness of the electrode layer was expressed as a percentage, with the thickness of the thickest portion of the 25 measurement points being 100%.
1…スクリーン版、10…版枠、15…スクリーンメッシュ、20…スクリーンマスク、50…スキージ、100…積層コンデンサ、112…誘電体層、114、114A、114B…内部電極層、118…外部電極、120…グリーンシート、122…導電ペースト。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記金属細線は、その軸方向に直交する断面において、前記スクリーンメッシュの一方の主面側表面における曲率半径が他方の主面側表面における曲率半径よりも小さい、請求項1記載のスクリーン版。 The screen mesh is made by weaving fine metal wires,
2. The screen plate according to claim 1, wherein the fine metal wire has a radius of curvature on one main surface side surface of the screen mesh smaller than a radius of curvature on the other main surface side surface in a cross section perpendicular to the axial direction thereof.
前記スクリーンマスクの厚みは前記スクリーンメッシュの最薄厚みに対して10%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のスクリーン版。 A screen mask for pattern formation is provided on the main surface of the screen mesh,
The thickness of the said screen mask is a screen plate as described in any one of Claims 1-3 which is 10% or less with respect to the thinnest thickness of the said screen mesh.
前記スクリーンメッシュは、その厚み方向に貫通する貫通孔を有し、かつ前記厚み方向に直交する仮想面内の一方向に沿って厚みが減少しており、
前記印刷する工程において、前記被印刷体上に一定の間隔をおいて配置した前記スクリーンメッシュに前記スキージの先端部を押圧すると共に、前記一方向に前記スキージを移動させることにより、前記貫通孔を通じて前記導電ペーストを前記被印刷体に印刷する電子部品の製造方法。 A step of preparing a screen plate comprising a plate frame and a screen mesh having an outer edge fixed to the plate frame; a step of printing a conductive paste on a printing medium by screen printing using the screen plate and a squeegee; A method of manufacturing an electronic component having
The screen mesh has a through-hole penetrating in the thickness direction, and the thickness is reduced along one direction in a virtual plane orthogonal to the thickness direction,
In the printing step, the tip of the squeegee is pressed against the screen mesh arranged at a predetermined interval on the substrate to be printed, and the squeegee is moved in the one direction to pass through the through hole. An electronic component manufacturing method for printing the conductive paste on the substrate.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013193360A (en) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Tdk Corp | Manufacturing method of screen printing plate and laminated electronic component |
-
2007
- 2007-03-16 JP JP2007069130A patent/JP2008229898A/en not_active Withdrawn
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