JP2012071533A - 印刷用凹版及び積層型電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷のパターンの表面粗さを小さくできる印刷用凹版、及びこれを用いた積層型電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】印刷用凹版２では、互いに位相が揃った直交方向の波状の印刷ペースト流動経路Ｐ１と、互いに位相が揃った印刷方向の波状の印刷ペースト流動経路Ｐ２とが形成される。したがって、ドクターブレード２１による掻き取りを行いながら印刷ペーストを各セル６に充填する際、セル６内での印刷ペーストの流れが均一化され、セル６内に充填される印刷ペーストの厚みのばらつきが抑えられる。したがって、この印刷用凹版２を用いて印刷ペーストの転写を行ったセラミックグリーンシートにおいて、内部電極層のパターンの表面粗さを小さくできる。また、グラビアロール１に円筒度や真円度による歪みなどが多少生じていたとしても、内部電極層のパターンの表面粗さのばらつきを抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばグラビア印刷に用いられる印刷用凹版、及びこれを用いた積層型電子部品の製造方法に関する。

従来の印刷用凹版として、例えば特許文献１に記載のグラビア印刷スクリーンがある。この従来の印刷用凹版では、印刷パターンを構成するセルを区画している畝目を１箇所または数箇所で切断している。これにより、印刷ペーストの流れの傾向が制御され、セルの深さを増すことなく被印刷面に高濃度の印刷を施すことが可能となっている。

特公昭３９−１６４０２号公報

印刷用凹版においては、被印刷物に印刷されるパターンの表面粗さを小さくできる技術が望まれている。しかしながら、上述した従来の印刷用凹版では、畝目の一部が切断されているものの、畝目が切断されている箇所と畝目に囲まれている箇所とで印刷ペーストの流れやすさの差異が大きいと考えられる。したがって、セル内に充填される印刷ペーストに厚みのばらつきが生じ易く、表面粗さが小さいパターンを得るには不十分であった。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、印刷のパターンの表面粗さを小さくできる印刷用凹版、及びこれを用いた積層型電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る印刷用凹版は、印刷すべき図形パターンに応じた複数の印刷パターンが表面に配列された印刷用凹版であって、印刷パターンは、印刷方向に伸びる印刷方向土手と印刷方向に直交する直交方向土手とによって区画された複数のセルを有し、印刷方向土手には、隣り合う前記セル同士を直交方向に連通させる第１の切欠部が設けられ、直交方向土手には、隣り合う前記セル同士を印刷方向に連通させる第２の切欠部が設けられ、印刷方向に隣り合う第１の切欠部は、セルに対する印刷方向の位置が略同一となっている一方で、直交方向に隣り合う第１の切欠部は、セルに対する印刷方向の位置が互いに異なっており、印刷方向に隣り合う第２の切欠部は、セルに対する直交方向の位置が互いに異なっている一方で、直交方向に隣り合う第２の切欠部は、セルに対する直交方向の位置が略同一となっていることを特徴としている。

この印刷用凹版では、隣り合う第１の切欠部を結ぶようにしてセル間の直交方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成され、隣り合う第２の切欠部を結ぶようにしてセル間の印刷方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成される。また、隣り合う直交方向の印刷ペースト流動経路の位相が略同一となり、かつ隣り合う印刷方向の印刷ペースト流動経路の位相が略同一となる。これにより、セル内での印刷ペーストの流れが均一化され、セル内に充填される印刷ペーストの厚みのばらつきが抑えられる。したがって、この印刷用凹版を用いて印刷ペーストの転写を行った被印刷物において、印刷のパターンの表面粗さを小さくできる。

また、第１の切欠部の幅が、第２の切欠部の幅よりも狭くなっていることが好ましい。これにより、セル内での印刷ペーストの流れが一層均一化され、セル内に充填される印刷ペーストの厚みのばらつきが更に効果的に抑えられる。

また、第２の切欠部は、セルの隅部に対応して形成されていることが好ましい。この場合、被印刷物に印刷を行った際、印刷ペーストが直接付着しない部分、すなわち、印刷方向土手及び直交方向土手に対応する部分が周囲からの印刷ペーストによって速やかに埋められる。したがって、印刷ペーストが転写されない領域が発生することを抑制できる。

また、印刷パターンは、直交方向の側端に位置する側端セルと、側端セルよりも中央側に位置する中央側セルとを有し、側端セルを区画する直交方向土手に形成された第２の切欠部は、側端セルの中央寄りに形成され、中央側セルを区画する直交方向土手に形成された第２の切欠部は、中央側セルの隅部に対応して形成されていることが好ましい。こうすると、側端セルを通る印刷方向の印刷ペーストの流れが中央側セルを通る印刷方向の印刷ペーストの流れに比べて速くなり、側端セルに充填される印刷ペーストの量が中央側セルに充填される印刷ペーストの量に比べて少なくなる。したがって、被印刷物に印刷を行った後、印刷ペーストが側方に滲むことによるパターン端部のダレを抑制できる。

また、本発明に係る印刷用凹版は、印刷すべき図形パターンに応じた複数の印刷パターンが表面に配列された印刷用凹版であって、印刷パターンは、印刷方向に伸びる印刷方向土手と印刷方向に直交する直交方向土手とによって区画された複数のセルを有し、印刷方向土手には、隣り合うセル同士を直交方向に連通させる第１の切欠部が設けられ、直交方向土手には、隣り合うセル同士を印刷方向に連通させる第２の切欠部が設けられ、隣り合う第１の切欠部を結ぶようにしてセル間の直交方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成され、隣り合う第２の切欠部を結ぶようにしてセル間の印刷方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成され、隣り合う直交方向の印刷ペースト流動経路の位相が反転しておらず、かつ隣り合う印刷方向の印刷ペースト流動経路の位相が反転していないことを特徴としている。

この印刷用凹版では、隣り合う第１の切欠部を結ぶようにしてセル間の直交方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成され、隣り合う第２の切欠部を結ぶようにしてセル間の印刷方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成される。また、隣り合う直交方向の印刷ペースト流動経路の位相が反転しておらず、かつ隣り合う印刷方向の印刷ペースト流動経路の位相が反転していない状態となっている。これにより、セル内での印刷ペーストの流れが均一化され、セル内に充填される印刷ペーストの厚みのばらつきが抑えられる。したがって、この印刷用凹版を用いて印刷ペーストの転写を行った被印刷物において、印刷のパターンの表面粗さを小さくできる。
また、本発明に係る積層型電子部品の製造方法は、上記印刷用凹版を用いて内部電極層又は段差吸収層を形成する工程を含むことを特徴としている。
この積層型電子部品の製造方法では、上記印刷用凹版を用いることにより、表面粗さの小さい内部電極層又は段差吸収層のパターンを形成することが可能となる。

本発明に係る印刷用凹版によれば、印刷のパターンの表面粗さを小さくできる。また、本発明に係る積層型電子部品の製造方法によれば、表面粗さの小さい内部電極層又は段差吸収層のパターンを形成できる。

本発明に係る印刷用凹版の一実施形態を用いてなるグラビアロールを示す図である。 図１に示した印刷用凹版の印刷パターンを示す平面図である。 図２の要部拡大図である。 印刷ペースト流動経路を示す要部拡大図である。 側端セル周辺の印刷パターンを示す図である。 比較例における非転写部分への印刷ペーストの流れを示す図である。 実施例における非転写部分への印刷ペーストの流れを示す図である。 第１の切欠部及び第２の切欠部の変形例を示す図である。 第１の切欠部の幅と第２の切欠部の幅との関係に関する実験結果を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る印刷用凹版の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る印刷用凹版の一実施形態を用いてなるグラビアロールを示す図である。図１に示すグラビアロール１は、例えば積層セラミックコンデンサといった電子部品の製造工程において、積層体を構成する各セラミックグリーンシートに内部電極層のパターンを転写するために用いられる。内部電極層のパターンを形成する印刷ペーストとしては、例えば導電性金属粉末、樹脂、及び溶剤を含有する導電性ペーストが用いられる。

図２は、印刷用凹版の印刷パターンを示す平面図である。また、図３は、図２の要部拡大図である。図２に示すように、印刷用凹版２は、例えば印刷方向（グラビアロール１の周方向に対応する方向）を長辺とし、印刷方向に直交する直交方向（グラビアロール１の軸方向に対応する方向）を短辺とする長方形状をなし、印刷すべき図形パターンに応じた複数の印刷パターン３が表面に配列されている。印刷パターン３は、図３に示すように、印刷方向に伸びる印刷方向土手４と印刷方向に直交する直交方向土手５とによって区画された複数の略正方形状のセル６を有している。

印刷方向土手４のそれぞれには、隣り合うセル６，６同士を直交方向に連通させる第１の切欠部１１が設けられている。第１の切欠部１１は、いずれもセル６の隅部に対応する位置に形成されている。印刷方向に隣り合う第１の切欠部１１，１１は、セル６の同一の隅部に対応して形成されている一方で、直交方向に隣り合う第１の切欠部１１，１１は、前述の隅部の対角線上にある隅部にそれぞれ対応して形成されている。

また、直交方向土手５のそれぞれには、隣り合うセル６，６同士を印刷方向に連通させる第２の切欠部１２が設けられている。第２の切欠部１２は、第１の切欠部１１と略等幅で、いずれもセル６の隅部に対応する位置に形成されている。直交方向に隣り合う第２の切欠部１２，１２は、セル６の同一の隅部に対応して形成されている一方で、印刷方向に隣り合う第２の切欠部１２，１２は、前述の隅部の対角線上にある隅部にそれぞれ対応して形成されている。

第１の切欠部１１により、図４に示すように、印刷用凹版２には、隣り合う第１の切欠部１１，１１を結ぶようにしてセル６，６間の直交方向の印刷ペースト流動経路Ｐ１が波状に形成されている。隣り合う印刷ペースト流動経路Ｐ１，Ｐ１間の位相は略同一の状態となっている。また、第２の切欠部１２により、印刷用凹版２には、隣り合う第２の切欠部１２，１２を結ぶようにしてセル６，６間の印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２が波状に形成されている。隣り合う印刷ペースト流動経路Ｐ２，Ｐ２間の位相は略同一の状態となっている。

また、印刷パターン３は、図２に示すように、直交方向の側端に位置する側端セル６Ａと、側端セル６Ａよりも中央側に位置する中央側セル６Ｂとを有している。ここで、図５に示すように、中央側セル６Ｂを区画する直交方向土手５に形成された第２の切欠部１２は、上述のようにセル６の隅部に対応する位置に形成されているのに対し、側端セル６Ａを区画する直交方向土手５に形成された第２の切欠部１２は、側端セル６Ａの中央寄りに形成されている。

したがって、側端セル６Ａ，６Ａ間の印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２の位相は、中央側セル６Ｂ，６Ｂ間の印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２の位相と略同一であるものの、側端セル６Ａ，６Ａ間の印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２の振幅は、中央側セル６Ｂ，６Ｂ間の印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２の振幅に比べて半分程度に小さくなっている。

この印刷用凹版２を用いて印刷を行う場合、まず、グラビアロール１をタンク内に充填した印刷ペーストに浸漬させることによって印刷用凹版２に印刷ペーストを付着させる。次に、グラビアロール１を回転させると共に、タンクから引き上げられた印刷用凹版２にドクターブレード２１を左右に揺動させながら当てる（図１参照）。これにより、印刷用凹版２に付着した余分な印刷ペーストが掻き取られ、各セル６に印刷ペーストが充填される。

印刷用凹版２の各セル６に印刷ペーストを充填させた後、グラビアロール１と圧胴とによってセラミックグリーンシートを挟み、所定の圧力を加えながらグラビアロール１と圧胴とを回転させる。これにより、セラミックグリーンシート上には、印刷用凹版２の印刷パターン３に応じたパターンで印刷ペーストが転写される。この転写の際、セラミックグリーンシートにおいて印刷方向土手４及び直交方向土手５が押し当てられた部分には印刷ペーストの転写はされないが、時間の経過と共に周囲の印刷ペーストによって非転写部分が埋められ、最終的には略長方形状の内部電極層のパターンがセラミックグリーンシート上に形成される。

以上のような構成を有する印刷用凹版２では、互いに位相が揃った直交方向の波状の印刷ペースト流動経路Ｐ１と、互いに位相が揃った印刷方向の波状の印刷ペースト流動経路Ｐ２とが形成される。したがって、ドクターブレード２１による掻き取りを行いながら印刷ペーストを各セル６に充填する際、セル６内での印刷ペーストの流れが均一化され、セル６内に充填される印刷ペーストの厚みのばらつきが抑えられる。したがって、この印刷用凹版２を用いて印刷ペーストの転写を行ったセラミックグリーンシートにおいて、内部電極層のパターンの表面粗さを小さくできる。また、グラビアロール１に円筒度・真円度による歪みや製版過程におけるセル形状のばらつきが多少生じていたとしても、内部電極層のパターンの表面粗さの増大を抑制できる。

また、印刷方向土手４及び直交方向土手５が交差する部分において周囲に印刷ペーストが直接付着しない非転写部分が多く、セラミックグリーンシート上において非転写部分が印刷ペーストで埋められるまでに時間がかかる傾向にあることを考慮し、印刷用凹版２では、第１の切欠部１１及び第２の切欠部１２がセル６の隅部に対応して形成されている。例えば第２の切欠部１２がセル６の中央寄りに形成されている場合には、図６（ａ）に示すように、印刷方向土手４及び直交方向土手５が交差する部分に対して１方向からしか印刷ペーストが流れ込まない。このため、図６（ｂ）に示すように、この交差部分に対応する非転写部分Ｓが印刷ペーストで埋められるまでに時間がかかり、非転写部分Ｓにおいて内部電極層のパターンの表面粗さの増大が生じることが考えられる。

これに対し、本実施形態では、第１の切欠部１１及び第２の切欠部１２がセル６の隅部に対応して形成されている。したがって、図７（ａ）に示すように、印刷方向土手４及び直交方向土手５が交差する部分に対して少なくとも２方向から印刷ペーストが流れ込むこととなる。これにより、非転写部分が印刷ペーストで埋められるまでの時間を短縮でき、図７（ｂ）に示すように、非転写部分において内部電極層のパターンの表面粗さの増大が生じることを抑制できる。

また、印刷用凹版２では、印刷パターン３が直交方向の側端に位置する側端セル６Ａと、側端セル６Ａよりも中央側に位置する中央側セル６Ｂとを有している。そして、側端セル６Ａを区画する直交方向土手５に形成された第２の切欠部１２は、側端セル６Ａの中央寄りに形成され、中央側セル６Ｂを区画する直交方向土手５に形成された第２の切欠部１２は、中央側セル６Ｂの隅部に対応して形成されている。

これにより、側端セル６Ａを通る印刷方向の印刷ペーストの流れが中央側セル６Ｂを通る印刷方向の印刷ペーストの流れに比べて速くなり、側端セル６Ａに充填される印刷ペーストの量を中央側セル６Ｂに充填される印刷ペーストの量に比べて少なくすることができる。したがって、セラミックグリーンシートに内部電極層の印刷を行った場合に、内部電極層のパターンの中央部の厚さに比べて側端部の厚さが抑えられ、印刷ペーストが側方に滲むことによるパターン側端部のダレを抑制できる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、隣り合う直交方向の印刷ペースト流動経路Ｐ１，Ｐ１間の位相は略同一の状態となっているが、これらの印刷ペースト流動経路Ｐ１，Ｐ１間の位相が完全に反転していない限りは、セル６内での印刷ペーストの流れを均一化できる効果が奏される。隣り合う印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２，Ｐ２についても同様である。

また、上述した実施形態では、側端セル６Ａ，６Ａ間の印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２の振幅が中央側セル６Ｂ，６Ｂ間の印刷方向の印刷ペースト流動経路Ｐ２の振幅に比べて半分程度に小さくなるように、側端セル６Ａを区画する直交方向土手５に形成された第２の切欠部１２が側端セル６Ａの中央寄りに形成されている。しかしながら、使用する印刷ペーストの種類によっては、側端セル６Ａを区画する直交方向土手５に第２の切欠部１２を全く設けなくてもよく、中央側セル６Ｂと同様に、側端セル６Ａの隅部に対応して第２の切欠部１２を設けてもよい。

また、上述した実施形態では、第１の切欠部１１の幅と第２の切欠部１２の幅とが略等幅となっているが、図８に示すように、第１の切欠部１１の幅Ｗ１を第２の切欠部１２の幅Ｗ２よりも狭くしてもよい。印刷ペーストを印刷用凹版２に充填する際、ドクターブレード２１によって印刷方向に掻き取られる印刷ペーストの流れが直交方向に掻き取られる印刷ペーストの流れよりも大きい場合がある。このような場合に第１の切欠部１１の幅Ｗ１を第２の切欠部１２の幅Ｗ２よりも狭くすることで、セル６内での印刷ペーストの流れを一層均一化できる。これにより、セル６内に充填される印刷ペーストの厚みのばらつきを効果的に抑えることができ、印刷のパターンの表面粗さを小さくできる。

図９は、第１の切欠部１１の幅Ｗ１と第２の切欠部１２の幅Ｗ２との関係に関する実験結果を示す図である。この実験は、Ｗ１＜Ｗ２の関係を有する印刷用凹版のサンプル（実施例１）、Ｗ１＝Ｗ２の関係を有する印刷用凹版のサンプル（実施例２）、Ｗ１＞Ｗ２の関係を有するサンプル（実施例３）、第１の切欠部１１及び第２の切欠部１２を設けないサンプル（比較例）をそれぞれ用意し、ドクターブレードを用いてセル内に充填した印刷ペーストをセラミックグリーンシートに転写したときの内部電極層のパターンの表面粗さＲａを測定したものである。

実験の結果、比較例ではパターンの表面粗さＲａが１２０ｎｍであったのに対し、実施例１では１００ｎｍ、実施例２では１１１ｎｍ、実施例３では１０８ｎｍといずれも表面粗さが小さく抑えられていることが分かった。また、各サンプルで得られたセラミックグリーンシートを積層・焼成して得られた積層セラミックコンデンサの破壊電圧を測定したところ、その値は、実施例１（優）＞実施例３（良）＞実施例２（可）＞比較例（不可）であった。

その他、上述した実施形態では、印刷用凹版２は、積層セラミックコンデンサの内部電極層を形成するグラビア印刷用の版として例示されているが、内部電極層のみならず、段差吸収層の形成に用いることもできる。段差吸収層は、内部電極層が形成されたセラミックグリーンシートを積層する際の内部電極層の厚さ分のシート間の段差を埋めるために、例えば内部電極層と同等の厚さで内部電極層の周囲に印刷される層である。また、本発明に係る印刷用凹版は、グラビア印刷以外の方式の印刷に適用することも可能であり、ディスプレイ等の他の電子機器の回路や電極の形成に用いることもできる。

２…印刷用凹版、３…印刷パターン、４…印刷方向土手、５…直交方向土手、６…セル、６Ａ…側端セル、６Ｂ…中央側セル、１１…第１の切欠部、１２…第２の切欠部１２、Ｐ１…直交方向の印刷ペースト流動経路、Ｐ２…印刷方向の印刷ペースト流動経路。

Claims (6)

1. 印刷すべき図形パターンに応じた複数の印刷パターンが表面に配列された印刷用凹版であって、
   前記印刷パターンは、印刷方向に伸びる印刷方向土手と前記印刷方向に直交する直交方向土手とによって区画された複数のセルを有し、
   前記印刷方向土手には、隣り合う前記セル同士を前記直交方向に連通させる第１の切欠部が設けられ、
   前記直交方向土手には、隣り合う前記セル同士を前記印刷方向に連通させる第２の切欠部が設けられ、
   前記印刷方向に隣り合う前記第１の切欠部は、前記セルに対する前記印刷方向の位置が略同一となっている一方で、前記直交方向に隣り合う前記第１の切欠部は、前記セルに対する前記印刷方向の位置が互いに異なっており、
   前記印刷方向に隣り合う前記第２の切欠部は、前記セルに対する前記直交方向の位置が互いに異なっている一方で、前記直交方向に隣り合う前記第２の切欠部は、前記セルに対する前記直交方向の位置が略同一となっていることを特徴とする印刷用凹版。
2. 前記第１の切欠部の幅が、前記第２の切欠部の幅よりも狭くなっていることを特徴とする請求項１記載の印刷用凹版。
3. 前記第２の切欠部は、前記セルの隅部に対応して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の印刷用凹版。
4. 前記印刷パターンは、前記直交方向の側端に位置する側端セルと、前記側端セルよりも中央側に位置する中央側セルとを有し、
   前記側端セルを区画する前記直交方向土手に形成された前記第２の切欠部は、前記側端セルの中央寄りに形成され、
   前記中央側セルを区画する前記直交方向土手に形成された前記第２の切欠部は、前記中央側セルの隅部に対応して形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の印刷用凹版。
5. 印刷すべき図形パターンに応じた複数の印刷パターンが表面に配列された印刷用凹版であって、
   前記印刷パターンは、印刷方向に伸びる印刷方向土手と前記印刷方向に直交する直交方向土手とによって区画された複数のセルを有し、
   前記印刷方向土手には、隣り合う前記セル同士を前記直交方向に連通させる第１の切欠部が設けられ、
   前記直交方向土手には、隣り合う前記セル同士を前記印刷方向に連通させる第２の切欠部が設けられ、
   隣り合う前記第１の切欠部を結ぶようにして前記セル間の前記直交方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成され、
   隣り合う前記第２の切欠部を結ぶようにして前記セル間の前記印刷方向の印刷ペースト流動経路が波状に形成され、
   隣り合う前記直交方向の印刷ペースト流動経路の位相が反転しておらず、かつ隣り合う前記印刷方向の印刷ペースト流動経路の位相が反転していないことを特徴とする印刷用凹版。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載の印刷用凹版を用いて内部電極層又は段差吸収層を形成する工程を含むことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。

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