JP3881833B2 - セラミック積層体の製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミック積層体の製造装置、詳しくは積層セラミックコンデンサ、積層インダクタや抵抗、フィルタ等の積層型セラミック電子部品を製造するために、複数のセラミック絶縁層とそれら絶縁層の界面に電極層とを備えたセラミック積層体の製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、セラミック積層体の製造に関し、それまでベース材として慣用されていた樹脂製キャリアフィルムの使用を省くために、ベース板上に、セラミック絶縁層と所定の電極パターンとを形成する工程を繰り返して薄膜層を直接的に積層する方式が提案されている(特開平9−232174号公報)。
また、同公報によれば、ベース板は、サーボモータとボールねじとを用いた機構等により、XおよびY方向に移動可能とされること、それに代えて、スラリー噴射ヘッドをXおよびY方向に移動可能とすることが例示され、また、前記ベース板に代えて、金属からなるエンドレスベルトを用いること、その場合にスラリー噴射ヘッドやペースト噴射ヘッドがエンドレスベルトの進行方向に対して垂直方向に移動するように制御されることが例示されている。
さらに、同公報には、前記エンドレスベルトの進行方向に沿って、所望数のスラリー噴射ヘッド、所望数のペースト噴射ヘッド等が所定の順序で配列され、エンドレスベルトの一方向の進行に伴って、積層体が次々と製造されるようにしてもよいことが例示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報による開示技術によれば、具体的な装置としては実用上多くの問題があり、そのまま実施することが困難である。
例えば、前記開示技術の実施例に記載のように、XおよびY方向に移動可能なベース板上の所定位置に、絶縁層形成手段としてのスラリー噴射ヘッド、電極層形成手段としてのペースト噴射ヘッド等を交互に出し入れする態様によれば、それら噴射ヘッドの移動に時間及び位置決め制御に時間を要し、100〜数百層の積層体を製造するには実用的な生産性が期待できない。
また、上記エンドレスベルトを用いて、該エンドレスベルトの一方向の進行に伴って、積層体を次々と製造する態様によれば、数百層の積層体を製造するにはそれに相当する数のスラリー噴射ヘッド、ペースト噴射ヘッド等を配置しなければならず、著しく設備費用が多大になるばかりでなく大きな設置床面積を要して装置が大型化することになる。
【0004】
しかも、生産性を高めるためには、絶縁層や電極層等を形成する度に該層を乾燥させる乾燥手段が必須であり、また、必要に応じて仮圧着手段、穿孔手段等を必要とするが、その場合には、前記スラリー噴射ヘッド、ペースト噴射ヘッドに加えて乾燥手段や仮圧着手段、穿孔手段等を追加して配置しなければならず、一段と生産性の低下や装置の大型化、設備費用の増大をきたす不具合がある。
【0005】
本発明は、上記従来事情に鑑みその不具合を解消して、セラミック積層体の各層毎の製造速度を高めて生産性を向上させるとともに、実用化が可能な小型化した製造装置を安価に提供せんとすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
斯る本発明のセラミック積層体の製造装置は、ベース盤を直線状の所定区間路に往復動かつ上下動可能に設置するとともに、その区間路上に、セラミックスラリーを吐出する絶縁層形成手段、インクジェット方式により導電ペーストを噴射する電極層形成手段、前記スラリー又はペーストを乾燥させる乾燥手段を、それぞれ1ないし複数個並設し、前記ベース盤が前記区間路を1ないし数往復する間にセラミック絶縁層上に所定の電極パターンが配設された薄膜層を形成し、それらを繰り返してセラミック積層体を形成するものである。
すなわち、絶縁層形成手段、電極層形成手段及び乾燥手段を1ないし必要最少な複数個を並設し、それらが配置された直線状の区間路にベース盤を往復動させるとともに、その往動時及び復動時の各工程において所定の作業を有効に行わせるようにしたことを特徴とする。
【0007】
上記絶縁層形成手段、電極層形成手段及び乾燥手段の配列は、セラミックスラリーによる絶縁層の形成工程、導電ペーストによる電極層の形成工程などの作業工程に応じて適宜に設定するが、前記乾燥手段による乾燥工程は頻度が多いことから、それら1又は複数個の乾燥手段は、少なくとも1つを前記区間路の略中央部に配置し、該乾燥手段の両側に、前記絶縁層形成手段、電極層形成手段の少なくとも1つを配置すると作業効率上有効である(請求項1)。
この乾燥手段は、加熱又は温風方式、光照射方式、レーザー照射方式あるいは後述する仮圧着手段を兼用する熱板圧着方式など何れの方式によることも任意であり、前記絶縁層、電極層をべとつかない程度の半硬化状態にする。
【0008】
上記絶縁層形成手段は、一般に知られているドクターブレード方式、インクジェット方式、あるいはローラ塗布方式等を採用するが、絶縁層の緻密化に対応し精度を高めるためには、少なくとも1つにインクジェット方式を採用することが好ましい(請求項2)。但し、薄膜層の一層全面に絶縁層を形成する部分には、前記ドクターブレード方式やローラ塗布方式を採用すること、すなわちインクジェット方式と他の方式を組み合わせることも任意である。
【0009】
また、上記絶縁層上に電極層を形成して一層の薄膜層を形成すれば、その電極層間に凹嵌部を生じて薄膜層の平坦性が損なわれ、それら薄膜層を積層したときに前記凹嵌部により空隙を生じて焼成後の電子部品にボイドが発生する原因となる。
上記薄膜層の平坦性を確保するためには、前記凹嵌部を絶縁層で埋めることが必要であり、そのため、上記絶縁層形成手段が、電極層形成手段により形成された電極層間の凹嵌部又は電極層が形成される領域を除いた所定領域にセラミックスラリーを充填することを含むようにする(請求項3)。その場合の絶縁層形成手段に前記インクジェット方式を採用することが適切である。
【0010】
一方、セラミック積層体がインダクタ用である場合には、上下薄膜層の電極層を接続するバイヤ電極を形成する必要がある。
上記電極層形成手段がインクジェット方式であるので、当該手段によりバイヤ電極を形成することも可能である。すなわち、上記電極層形成手段が、インクジェット方式により導電ペーストを前記電極パターン上に噴射してバイヤ電極を形成すればよい(請求項4)。
なお、上記バイヤ電極は、通常行われるように、薄膜層の絶縁層にバイヤホールを開孔して該ホールに導電ペーストを充填するようにしてもよく、その場合には、穿孔手段としてレーザー穿孔方式を採用することが好ましい。具体的には、前記区間路にレーザー穿孔手段を追加して並設し、該穿孔手段により開孔されたバイヤホールには、前記インクジェット方式による電極層形成手段により導電ペーストを充填してバイヤ電極を形成する(請求項5)。
【0011】
また、上記薄膜層のセラミックスラリーや導電ペーストに生じる微細な凹凸を均して平坦性を確保し、積層を均一にして積層精度を高めるためには、薄膜層を一層形成する度などの適時に該層の上面を押圧することが好ましい。そのために、上記ベース盤が移動する前記区間路に熱板やロール等からなる仮圧着手段を追加して並設するようにする。
そして、前述したように、仮圧着手段に熱板を使用すれば乾燥手段と仮圧着手段との兼用が可能である。
なお、仮圧着手段が作動するタイミングは、薄膜層が一層形成される度、あるいは薄膜層が数層形成される度、さらには往復動するベース盤の往動時毎又は復動時毎など何れであってもよい。なお、上記のように、電極層間の凹嵌部等にセラミックスラリーを充填する場合には、ある程度の平坦性が確保されるので必ずしも仮圧着手段を必要としない。
【0012】
上記仮圧着手段の好ましい具体的構成は、乾燥手段により乾燥されたセラミックスラリー又は導電ペーストに接触し、且つ表面に極微粘着性を有する押圧ロールであって、該ロールに粘着性を有する除塵ローラを接触させるようにする(請求項6)。
それにより、インクジェット方式等により塗布されたセラミックスラリー又は導電ペーストは、乾燥手段によりべとつかない程度に乾燥された後に、押圧ロールの接触により微細な凹凸が平坦に均されるとともに凸部から剥がれた微粒片が押圧ロールに付着して取り除かれ、該ロールに付着した微粒片は除塵ロールに付着して除去される。
【0013】
なお、上記セラミックスラリーは、ガラス複合系材料として硼珪酸ガラス形成物質に修飾物質(例えば、MgO,CaO,Al2O3,K2O,ZnO等)を加えたガラス粉末と、アルミナ,ムライト,コージェライト,石英等のセラミックとの混合物を原料とするもの、結晶化ガラス系材料としてコージェライト系,αスポジュメン系等の結晶化するガラス粉末からなるものを使用する。
また、電極パターン用の導電ペーストには、例えば銅系の導体材料、あるいはタングステンW、モリブデンMo、マンガンMn等を使用し、バイヤ電極用の導電ペーストには、導体抵抗の小さな銀系の導体材料、例えば、銀、銀−パラジウム、銀−白金、銀−パラジウム−白金等を使用する。
なお、前記セラミックスラリー、導電ペーストの材料に、光照射によって乾燥が促進される光硬化材料を含有させることもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図1により製造装置の概要を説明すれば、装置は図示しない機枠内に配設され、直線状水平に配置されたガイドレール1に、可動台2を往復動可能に載設するとともに可動台2の上面部を上下動可能なステンレス製のベース盤3により構成し、前記ガイドレール1によりベース盤3が往復動する区間路1aを形成する。
区間路1aは、ベース盤3の幅と略同等の幅を有する直線路であって、その上部に絶縁層形成手段Cとしてのドクターブレードやインクジェットノズル等、電極層形成手段Eとしてのインクジェットノズル、乾燥手段Lとしての熱照射部、光照射部等を並設し、さらには適宜にレーザー穿孔手段や仮圧着手段を追加して並設する。この区間路1aの長さは約1.5〜2mである。
なお、上記絶縁層形成手段、電極層形成手段、乾燥手段等はユニット化して、必要に応じ適時に着脱可能とし、かつ設置位置を調整可能としておくことが好ましい。
【0015】
可動台2は、図示しないが一般的であるサーボモータ又はパルスモータの駆動源とそれにより回転するスクリュー軸とにより前記区間路1aの長手方向(X方向)へ往復動してベース盤3を前記区間路1aに沿って移動させ、その移動方向及び速度はコントローラにより制御される。
ベース盤3もまた、サーボモータ又はパルスモータの駆動源とそれにより回転するスクリュー軸とにより上下動し、その上下動作は積層工程に応じて順次下降するようにコントローラによって制御される。
上記絶縁層形成手段Cおよび電極層形成手段Eとしてのインクジェットノズルは、前記区間路1aを横断する方向へ微小間隔をおいて多数のノズルを並設したものであり、乾燥手段Lもまた区間路1aの横断方向へ延在するものである。
【0016】
図2は、本発明の第1実施例であって、インダクタ用セラミック積層体の製造装置を示し、区間路1aの略中央部に乾燥手段である光照射部Lを配設し、その両側にそれぞれインクジェットノズルから導電ペーストを噴射するペーストノズルE及びインクジェットノズルからセラミックスラリーを噴射するスラリーノズルCを配置した構成である。
ベース盤3は、図中の左側のステージ4から右側のステージ5へ移動するときが往動時であって、逆方向へ移動するときが復動時であり、光照射部L、ペーストノズルE及びスラリーノズルCは、それらの下端部を塗りつぶした各部材が作動状態又はベース盤3の到達時に作動する状態を示す。なお、この点は以下の実施例においても同様である。
【0017】
この第1実施例では次の作業工程を行う。
(a)ベース盤3の最初の往動時に、左側スラリーノズルC及び光照射部Lが作動し、そのスラリーノズルCによりセラミックスラリーを噴射してベース盤3上に所定面積のベース絶縁層10を形成し(図10参照)、次いで光照射部Lにより該絶縁層10を乾燥してべとつかない程度の半硬化状態にする(図15参照)。
(b)上記ベース盤3の復動時に、右側のスラリーノズルC、ペーストノズルE及び光照射部Lが作動する。
そのスラリーノズルCにより、前記ベース絶縁層10上であって電極パターン部12aを除く領域にセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層11を形成し(図11参照)、次いで、ベース盤3がペーストノズルE下を通過することで該ノズルEにより導電ペーストを噴射して前記電極パターン部12aに電極層12を形成する(図12参照)。
その後にベース盤3が光照射部Lを通過する際に、所定パターンに形成された前記スペーサ絶縁層11及び電極層12が乾燥される。
(c)次に、ベース盤3の再度の往動時に、左側のスラリーノズルC、ペーストノズルE及び光照射部Lが作動する。
スラリーノズルCにより、前記スペーサ絶縁層11及び電極層12上であってバイヤ電極部14aを除く領域にセラミックスラリーを噴射して絶縁層13を形成し(図13参照)、次いで、ベース盤3がペーストノズルE下を通過することで該ノズルEにより導電ペーストを噴射して前記バイヤ電極部14aにバイヤ電極14を形成する(図14参照)。
【0018】
而して、前記工程(a)においてベース絶縁層10の薄膜層が形成され、その上面に、ベース盤3が一往復する工程(b)(c)においてバイヤ電極14を有する電極層12と絶縁層11,13とからなる薄膜層S1が形成される。
その後は、前記工程(b)(c)の繰り返しである工程(d)(e)…を連続して作業することにより多数の薄膜層を積層したインダクタ用セラミック積層体A1が製造される。
【0019】
このセラミック積層体A1は、前記薄膜層S1の厚さが略20〜200μmであり、その積層枚数が十数枚程度であり、例えば、装置のステージ5上において、あるいは別の場所に移動されて圧着され、その後に焼成されてインダクタが得られる。
なお、図では作図上、薄膜層S1に少ない電極パターンを示しているが、実際上は積層体A1からインダクタの多数取りが可能なように薄膜体S1に多数のパターンが形成されるものである。その点は以下の実施例においても同様である。
【0020】
図3は、本発明の第2実施例であって、コンデンサ用セラミック積層体の製造装置を示し、区間路1aの略中央部に乾燥手段である光照射部Lを配設し、そのステージ4側にインクジェットノズルからセラミックスラリーを噴射するスラリーノズルCのみを配置し、他側にインクジェットノズルから導電ペーストを噴射するペーストノズルE及びインクジェットノズルからセラミックスラリーを噴射するスラリーノズルCを配置した構成である。
すなわち、コンデンサ用の場合には、前記バイヤ電極を必要としないので、片側のペーストノズルEを省略したものである。なお、この省略したペーストノズルEは、取り外しておくこともよいが、配置したまま不作動とすることもよい。
【0021】
この第2実施例では次の作業工程を行う。
(a)ベース盤3の最初の往動時に、左側スラリーノズルC及び光照射部Lが作動し、そのスラリーノズルCによりセラミックスラリーを噴射してベース盤3上に所定面積の絶縁層20を形成し、次いで光照射部Lにより該絶縁層20を乾燥する。
(b)上記ベース盤3の復動時に、右側のスラリーノズルC、ペーストノズルE及び光照射部Lが作動する。
そのスラリーノズルCにより、前記絶縁層20上の所定領域にセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層21を形成し、次いで、ベース盤3がペーストノズルE下を通過することで該ノズルEにより導電ペーストを噴射して前記スペーサ絶縁層21の塗布されない領域に電極層22を形成する。
その後にベース盤3が光照射部Lを通過する際に、所定パターンに形成された前記スペーサ絶縁層21及び電極層22が乾燥される。
【0022】
而して、ベース盤3が一往復する工程(a)(b)において電極層22と絶縁層21,23とからなる薄膜層S2が形成される。
その後は、前記工程(a)(b)の繰り返しである工程(c)(d)…を連続して作業することにより多数の薄膜層を積層したコンデンサ用セラミック積層体A2が製造される。
このセラミック積層体A2は、前記薄膜層S2の厚さが従来の薄膜層より薄い略1〜2μmであり、その積層枚数が数百枚程度であり、例えば、装置のステージ5上において、あるいは別の場所に移動されて圧着され、その後に焼成されてインダクタが得られる。なお、インダクタの場合には各個それぞれに外部電極が付設される。
【0023】
図4は、本発明の第3実施例であって、インダクタ用セラミック積層体の製造装置を示し、区間路1aの略中央部とその左右両側に間隔をおいて乾燥手段である光照射部Lを配設し、その一側(ステージ4側)の光照射部L,L間にスラリーノズルCを配置するとともに、他側(ステージ5側)の光照射部L,L間にペーストノズルEを配置した構成である。
【0024】
この第3実施例では次の作業工程を行う。
(a)ベース盤3の最初の往動時に、スラリーノズルC、ペーストノズルE、中央及び右側光照射部Lが作動する。
スラリーノズルCによりセラミックスラリーを噴射してベース盤3上に所定面積のベース絶縁層30を形成し、該ベース絶縁層30が中央の光照射部L下を通過する際に乾燥され、次いでベース絶縁層30がペーストノズルE下を通過するときに、該ペーストノズルEにより導電ペーストを噴射して所定の電極パターンからなる電極層32を形成する。
この電極層32は右側の光照射部L下を通過する際に乾燥される。
(b)上記ベース盤3の復動時に、スラリーノズルC及び左側の光照射部Lが作動する。
そのスラリーノズルCにより、前記ベース絶縁層30上の電極層32間を埋めるようにセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層31を形成し、該スペーサ絶縁層31は左側の光照射部L下を通過する際に乾燥される。
【0025】
(c)次に、ベース盤3の再度の往動時に、スラリーノズルC、ペーストノズルE、中央及び右側の光照射部Lが作動する。
スラリーノズルCにより、前記スペーサ絶縁層31及び電極層32上の所定領域にセラミックスラリーを噴射して絶縁層33を形成し、光照射部Lにより該絶縁層33を乾燥した後、ベース盤3がペーストノズルE下を通過することで該ノズルEにより前記絶縁層33が塗布されない領域に導電ペーストを噴射してバイヤ電極34を形成する。そのバイヤ電極34は右側の光照射部Lにより乾燥される。
(d)次いで、ベース盤3の再度の復動時に、ペーストノズルE、スラリーノズルC、中央及び左側の光照射部Lが作動する。
そのペーストノズルEにより、絶縁層33及びバイヤ電極34上に導電ペーストを噴射して所定の電極パターンからなる電極層32を形成し、光照射部Lにより該電極層32を乾燥した後、ベース盤3がスラリーノズルC下を通過することで該ノズルCにより前記電極層32が塗布されない領域にセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層31を形成する。そのスペーサ絶縁層31は左側の光照射部Lにより乾燥される。
【0026】
上記工程(a)〜(d)以後は、ベース盤3が一往復する工程(c)(d)を繰り返すことにより、バイヤ電極34を有する電極層32と絶縁層31,33とからなる薄膜層S3を積層したインダクタ用セラミック積層体A3が得られる。この第3実施例によれば、絶縁層又は電極層を形成する度に乾燥手段により各層面を乾燥させるので、スペーサ絶縁層31、電極層32、絶縁層33及びバイヤ電極34の塗布又は印刷精度が向上する。
【0027】
図5は、本発明の第4実施例であって、コンデンサ用セラミック積層体の製造装置を示し、区間路1a上に、前記第3実施例と同一の配置でもって光照射部L、スラリーノズルC、ペーストノズルEを構成したものである。
この第4実施例では次の作業工程を行う。
(a)ベース盤3の最初の往動時に、スラリーノズルC、ペーストノズルE、中央及び右側光照射部Lが作動する。
スラリーノズルCによりセラミックスラリーを噴射してベース盤3上に所定面積の絶縁層40を形成し、該絶縁層40が中央の光照射部L下を通過する際に乾燥され、次いで絶縁層40がペーストノズルE下を通過するときに、該ペーストノズルEにより導電ペーストを噴射して所定の電極パターンからなる電極層42を形成する。
この電極層42は右側の光照射部L下を通過する際に乾燥される。
(b)上記ベース盤3の復動時に、スラリーノズルC及び左側の光照射部Lが作動する。
そのスラリーノズルCにより、前記絶縁層40上の電極層42間を埋めるようにセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層41を形成し、該スペーサ絶縁層41は左側の光照射部L下を通過する際に乾燥される。
【0028】
而して、ベース盤3が一往復する工程(a)(b)において電極層42と絶縁層40,41とからなる薄膜層S4が形成される。
その後は、前記工程(a)(b)の繰り返しである工程(c)(d)…を連続して作業することにより多数の薄膜層を積層したコンデンサ用セラミック積層体A4が製造される。
この第4実施例においても、スペーサ絶縁層41、電極層42及び絶縁層40の塗布又は印刷精度が向上する。
【0029】
図6は、本発明の第5実施例であって、インダクタ用セラミック積層体の製造装置を示し、区間路1aの略中央部に乾燥手段である光照射部Lを配設し、その左側(ステージ4側)にスラリーノズルCを、右側(ステージ5側)にペーストノズルEを配置した構成である。
【0030】
この第5実施例では次の作業工程を行う。
(a)ベース盤3の最初の往動時に、スラリーノズルC、光照射部L及びペーストノズルEの全てが作動する。
スラリーノズルCによりセラミックスラリーを噴射してベース盤3上に所定面積のベース絶縁層50を形成し、該ベース絶縁層50が光照射部L下を通過する際に乾燥され、次いでベース絶縁層50がペーストノズルE下を通過するときに、該ペーストノズルEにより導電ペーストを噴射して所定の電極パターンからなる電極層52を形成する。
(b)上記ベース盤3の復動時に、光照射部LとスラリーノズルCが作動する。工程(a)により形成された前記電極層52が光照射部L下を通過する際に乾燥された後に、スラリーノズルCにより、前記ベース絶縁層50上の電極層52間を埋めるようにセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層51が形成される。
【0031】
(c)次に、ベース盤3の再度の往動時に、光照射部LとペーストノズルEが作動する。
工程(b)により形成された前記スペーサ絶縁層51が光照射部L下を通過する際に乾燥された後、ペーストノズルE下を通過する際に、該ノズルEにより導電ペーストを噴射して前記電極層52上の所定位置にバイヤ電極54が形成される。
(d)次いで、ベース盤3の再度の復動時に、スラリーノズルC、光照射部Lが作動する。
工程(c)により形成された前記バイヤ電極54が光照射部L下を通過する際に乾燥された後、スラリーノズルCにより前記バイヤ電極54が塗布されない領域にセラミックスラリーを噴射して絶縁層53を形成する。
(e)さらにベース盤3が往動し、その往動時に光照射部LとペーストノズルEが作動する。
工程(d)により形成された絶縁層53が光照射部Lにより乾燥された後に、ペーストノズルEにより導電ペーストを前記絶縁層53及びバイヤ電極54上面に噴射して所定の電極パターンからなる電極層52を形成する
【0032】
上記工程(a)〜(e)以後は、ベース盤3が二往復する工程(b)〜(e)を繰り返すことにより、バイヤ電極54を有する電極層52と絶縁層51,53とからなる薄膜層S5を積層したインダクタ用セラミック積層体A5が得られる。
この第5実施例によれば、薄膜層S5を形成するための工程数が多くなるが、スラリーノズルC、ペーストノズルE、光照射部Lを最少個数になし得て区間路1aの長さを短縮することができる。
【0033】
図7は、本発明の第6実施例であって、コンデンサ用セラミック積層体の製造装置を示し、区間路1a上に、前記第5実施例と同一の配置でもって光照射部Lの左側にスラリーノズルCを、右側にペーストノズルEを構成したものである。
【0034】
この第6実施例では次の作業工程を行う。
(a)ベース盤3の最初の往動時に、スラリーノズルC、光照射部L及びペーストノズルEの全てが作動し、先ず、スラリーノズルCによりセラミックスラリーを噴射してベース盤3上に所定面積の絶縁層60を形成し、該絶縁層60が光照射部L下を通過する際に乾燥される。
次いで絶縁層60がペーストノズルE下を通過するときに、該ペーストノズルEにより導電ペーストを噴射して所定の電極パターンからなる電極層62を形成する。
(b)上記ベース盤3の復動時に、光照射部LとスラリーノズルCが作動する。
工程(a)により形成された前記電極層62が光照射部L下を通過する際に乾燥された後に、スラリーノズルCにより、前記絶縁層60上の電極層62間を埋めるようにセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層61が形成される。
【0035】
(c)次に、ベース盤3はステージ5まで到達しない途中位置までの短区間、詳しくはベース盤3がステージ4から光照射部Lを通過した位置までの区間を往復動し、その間に光照射部LとスラリーノズルCが作動する。
そして、その短区間の往動時に、工程(b)により形成された前記スペーサ絶縁層61が光照射部L下を通過して乾燥され、復動時にベース盤3がスラリーノズルC下を通過する際に、該ノズルCによりセラミックスラリーを噴射して前記電極層62上に絶縁層60が形成される。
(d)その後、ベース盤3が往動し、その往動時に光照射部LおよびペーストノズルEが作動する。
工程(c)により形成された絶縁層60が光照射部Lにより乾燥された後に、ペーストノズルEにより導電ペーストを前記絶縁層60上面に噴射して所定の電極パターンからなる電極層62を形成する
【0036】
上記工程(a)〜(d)以後は、前記工程(b)〜(d)を繰り返すことにより、電極層62と絶縁層60,61とからなる薄膜層S6を積層したコンデンサ用セラミック積層体A6が得られる。
この第6実施例においても、スラリーノズルC、ペーストノズルE、光照射部Lを最少個数になし得て区間路1aの長さを短縮することができる。
【0037】
図8は、本発明の第7実施例であって、インダクタ用セラミック積層体の製造装置を示し、詳しくはバイヤ電極を形成するためのバイヤホールをレーザー穿孔手段により作製する場合である。
すなわち、区間路1a上に前述した第5実施例に相当するスラリーノズルC、光照射部L及びペーストノズルEを配置することに加えて、レーザーヘッドPを配設した構成である。このレーザーヘッドPは、前記区間路1aを横断する方向へ微小間隔をおいて多数並設され、各ヘッドが図示しないレーザー発生器に接続されているものである。
【0038】
この第7実施例では次の作業工程を行う。
(a)ベース盤3の最初の往動時に、スラリーノズルC、光照射部L及びペーストノズルEが作動し、スラリーノズルCによりセラミックスラリーを噴射してベース盤3上に所定面積のベース絶縁層70を形成し、該ベース絶縁層70が光照射部L下を通過する際に乾燥される。
次いでベース絶縁層70がペーストノズルE下を通過するときに、該ペーストノズルEにより導電ペーストを噴射して所定の電極パターンからなる電極層72を形成する。
(b)上記ベース盤3の復動時に、光照射部LとスラリーノズルCが作動する。
工程(a)により形成された前記電極層72が光照射部L下を通過する際に乾燥された後に、スラリーノズルCにより、前記ベース絶縁層70上の電極層72間を埋めるようにセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層71が形成される。
【0039】
(c)次に、ベース盤3の再度の往動時に、スラリーノズルC、光照射部L及び前記レーザーヘッドが作動する。
ベース盤3がスラリーノズルC下を通過する際に、セラミックスラリーを噴射して前記スペーサ絶縁層71及び電極層72の上面全面を覆う絶縁層73を形成し、それが光照射部L下を通過する際に乾燥される。
次いで、ベース盤3がレーザーヘッドP下を通過するときに、該ヘッドPにより前記絶縁層73の所定位置に前記電極層72へ通じるバイヤホール75を開孔する。
【0040】
(d)次に、ベース盤3がステージ5から復動を開始するが、ベース盤3はステージ4まで復帰しない途中位置までの短区間、詳しくはベース盤3がステージ5から光照射部Lを通過した位置までの区間を復動動作と往動動作をし、その間に光照射部LとペーストノズルEが作動する。
そして、その短区間の復動動作において、ペーストノズルE下を通過する際に、該ノズルEにより導電ペーストを噴射し前記バイヤホール75内に充填してバイヤ電極74が形成され、このバイヤ電極74は、それが光照射部Lを通過する際に乾燥される。一方、短区間の往動動作においては、ペーストノズルEにより絶縁層73とバイヤ電極74の上面に所定のパターンの電極層72が形成される。
(e)その後のベース盤3の復動時に、スラリーノズルC、光照射部Lが作動する。
工程(d)により形成された前記電極層72が光照射部L下を通過する際に乾燥された後、スラリーノズルCにより前記電極層72が塗布されない領域にセラミックスラリーを噴射してスペーサ絶縁層71を形成する。
【0041】
上記工程(a)〜(e)以後は、前記工程(c)〜(e)を繰り返すことにより、前述した第5実施例と同等のインダクタ用セラミック積層体が得られる。
なお、この第7実施例は、第1実施例、第3実施例、第5実施例で説明したバイヤ電極の形成に代えて、レーザー穿孔手段を採用することも可能であることを例示するものであり、第5実施例の場合に即して説明したが、第1実施例、第3実施例においても適用可能である。
【0042】
図9は、本発明の第8実施例であって、インダクタ用セラミック積層体の製造装置を示し、詳しくは前記区間路1a上に仮圧着手段を付設した場合をである。
仮圧着手段には、上下動可能なプレス板や押圧ロールを使用することができ、実施例においては第1実施例の区間路1a上に押圧ロールRを配設した場合を例示している。
第1実施例の作業工程は既述のとおりであるので、説明の便宜上、図中に同一符号を付して説明を省略するが、中央の光照射部Lと右側のペーストノズルEとの間に押圧ロールRを上下動可能に配設し、該押圧ロールRが前記工程(c)において作動(下動)するようにしている。
【0043】
すなわち、前記工程(c)の各動作時において、バイヤ電極14が形成された絶縁層13が光照射部L下を通過して乾燥された後に、往動するベース盤3上に押圧ロールRが下動してバイヤ電極14及び絶縁層13の上面を押圧して薄膜層を仮圧着するものである。
この仮圧着により、薄膜層の上面に生じる微細な凹凸を均して均質化するとともに下層の薄膜層との密着性を高めるようにする。
なお、この仮圧着手段の付設を第1実施例の場合で説明したが、他の実施例においても適用されることは明らかであり、また、配置も任意に設定できるものである。
【0044】
上記仮圧着手段の好ましい形態を図16に示す。
図16において、押圧ロールRは、支持部材101に回転自在に配置したロールの表面に粘着性が極微な表面処理を施したもので、その表面に粘着性を有する除塵ローラ100を回転自在に接触させて両者を接触状のまま支持部材101を上下動可能に設置する。
上記押圧ロールRは、その作動時に前述のとおりバイヤ電極14、絶縁層13の上面を押圧して薄膜層を仮圧着するとともに、バイヤ電極14及び絶縁層13から微粒片が剥離しているときには該微粒片を表面に付着させて薄膜層から取り除き、その押圧ロールRに付着した微粒片は、押圧ロールより高い粘着性を有する除塵ローラ100の表面に転着する。
そして、除塵ローラ100へ転着した微粒片は、該除塵ローラ100を適時に取り外して清掃し、あるいは除塵ローラ100に剥離部材(図示せず)を当接させることによって除去すればよい。
【0045】
上述した実施例においては、絶縁層形成手段としてインクジェット方式を採用したスラリーノズルの場合を説明したが、図17に例示したようなドクターブレード方式を採用するスラリーヘッドC’や、あるいはローラの回転により該ローラの接触面にセラミックスラリーを塗布するコートローラ方式を採用することもよい。
特にベース絶縁層10、絶縁層20等のように所定領域全面にセラミックスラリーを塗布する場合にはドクターブレード方式やコートローラ方式が採用可能である。また、電極層等を形成した後にスペーサ絶縁層を充填塗布する場合でも、乾燥手段により電極層等を充分乾燥させることによってドクターブレード方式を採用することができる。
また、上記実施例においては、ベース盤を1ないし2往復する間に薄膜層が形成される場合を説明したが、セラミックスラリーの層厚を大きくするために往復回数を増やすことも任意である。
なお、本発明はその趣旨に沿う限り、前述した絶縁層形成手段など各手段の配列、個数、作業工程などは適宜に変更可能であり実施例記載に限定されるものではない。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、ベース盤が往復動する直線状の区間路に絶縁層形成手段、電極層形成手段及び乾燥手段を並設し、ベース盤の往動時及び復動時の各工程において所定の作業を有効に行わせるので、セラミック積層体の薄膜各層を効率的に作製することができるとともにそれらの積層体の製造時間を短縮して生産性を高めることができる。
そして、上記絶縁層形成手段、電極層形成手段及び乾燥手段は必要最少な個数を並設すればよいので、前記区間路の必要長を短く設定することができ実用化が可能な小型装置であって、しかも前記各形成手段の最少個数により安価な製造装置を提供することができる。
【0047】
そして、乾燥手段の少なくとも1つを前記区間路の略中央部に配置し、その両側に、前記絶縁層形成手段、電極層形成手段の少なくとも1つを配置したので、絶縁層の形成工程、電極層の形成工程などの作業工程を有効的連続して行わせることができ、前記ベース盤の移動区間路を最小にして装置の小型化を促進させることができる(請求項1)。
また、絶縁層形成手段の少なくとも1つにインクジェット方式を採用する請求項2によれば、電極層間の凹嵌部にセラミックスラリーを充填するなど絶縁層を高精度に形成することができ、請求項3によれば、薄膜層の平坦性が確保されてボイドの発生原因が除去され、製造される電子部品の高品質を担保することができる。
【0048】
また、上記電極層形成手段がインクジェット方式により導電ペーストを噴射するので、この電極層形成手段により、電極パターン上に直接に導電ペーストを照射して、バイヤホールを開孔することなくバイヤ電極を精度よく確実かつ迅速にに形成することができる(請求項4)。
一方、請求項5によれば、レーザー穿孔方式でバイヤホールを開孔した場合でも、電極層形成手段により導電ペーストを充填してバイヤ電極を精度よく確実に形成することができる。
【0049】
さらに、請求項6によれば、形成された薄膜層の上面を仮圧着するので、絶縁層形成手段、電極層形成手段により形成されたセラミック絶縁層及び電極パターン上面の凹凸状を均して面一化し、次の薄膜層の積層精度を高めるとともに下層の薄膜層との密着性を高めて各層を均質一体化させ、高品質なセラミック積層体を提供することができる。
【0050】
そして、請求項6によれば、前記仮圧着機能に加え、セラミックスラリー及び導電ペーストの微粒片が取り除かれて相互に混入することがないので、さらに高品質なセラミック積層体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明製造装置の概要を示す側面図である。
【図2】 第1実施例の作業工程を示す側面図である。
【図3】 第2実施例の作業工程を示す側面図である。
【図4】 第3実施例の作業工程を示す側面図である。
【図5】 第4実施例の作業工程を示す側面図である。
【図6】 第5実施例の作業工程を示す側面図である。
【図7】 第6実施例の作業工程を示す側面図である。
【図8】 第7実施例の作業工程を示す側面図である。
【図9】 第8実施例の作業工程を示す側面図である。
【図10】 絶縁層形成手段による絶縁層の形成工程を示す拡大図である。
【図11】 絶縁層形成手段によるスペーサ絶縁層の形成工程を示す拡大図である。
【図12】 電極層形成手段による電極層の形成工程を示す拡大図である。
【図13】 絶縁層形成手段による絶縁層の形成工程を示す拡大図である。
【図14】 電極層形成手段によるバイヤ電極の形成工程を示す拡大図である。
【図15】 乾燥手段による乾燥工程を示す拡大図である。
【図16】 仮圧着手段の具体例を示す拡大図である。
【図17】 絶縁層形成手段の他の実施形態を示す拡大図である。
【符号の説明】
1a:区間路 2:可動台 3:ベース盤
C:スラリーノズル(絶縁層形成手段)
E:ペーストノズル(電極層形成手段)
L:光照射部(乾燥手段)
P:レーザーヘッド(レーザー穿孔手段)
R:押圧ロール(仮圧着手段)
Claims (6)
- ベース盤を直線状の所定区間路に往復動かつ上下動可能に設置するとともに、その区間路上に、セラミックスラリーを吐出する絶縁層形成手段、インクジェット方式により導電ペーストを噴射する電極層形成手段、前記スラリー又はペーストを乾燥させる乾燥手段を、それぞれ1ないし複数個並設し、前記ベース盤が前記区間路を1ないし数往復する間にセラミック絶縁層上に所定の電極パターンが配設された薄膜層を形成し、それらを繰り返してセラミック積層体を形成するセラミック積層体の製造装置であって、
上記乾燥手段の少なくとも1つが、前記区間路の略中央部に配置され、該乾燥手段の両側に、前記絶縁層形成手段、電極層形成手段の少なくとも1つが配置されていることを特徴とするセラミック積層体の製造装置。 - 上記絶縁層形成手段の少なくとも1つが、インクジェット方式によりセラミックスラリーを噴射して絶縁層を形成することを特徴とする請求項1記載のセラミック積層体の製造装置。
- 上記絶縁層形成手段が、電極層形成手段により形成された電極層間の凹嵌部又は電極層が形成される領域を除いた所定領域にセラミックスラリーを充填することを含む請求項1又は2記載のセラミック積層体の製造装置。
- 上記電極層形成手段が、インクジェット方式により導電ペーストを前記電極パターン上に噴射してバイヤ電極を形成することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載のセラミック積層体の製造装置。
- 前記絶縁層にバイヤホールを開孔するレーザー穿孔手段を並設し、該穿孔手段により開孔したバイヤーホールに前記電極層形成手段により導電ペーストを充填してバイヤ電極を形成したことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載のセラミック積層体の製造装置。
- 前記薄膜層を積層する適時に上面を押圧する仮圧着手段を並設し、該仮圧着手段が、乾燥手段により乾燥されたセラミックスラリー又は導電ペーストに接触し、且つ表面に極微粘着性を有する押圧ロールであって、該ロールに粘着性を有する除塵ローラを接触させることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載のセラミック積層体の製造装置。
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