KR100474646B1 - 적층체의 제조 방법과 적층체 가압 장치 - Google Patents

적층체의 제조 방법과 적층체 가압 장치 Download PDF

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Abstract

구조 결함이 적은 적층체를 제조하기 위해, 본 발명은 폴리에틸렌과 유전체 분말을 함유한 세라믹 시트와 내부 전극을 번갈아 적층하여 이루어지는 시트상 물 질을 복수장 적층하고, 이것을 대향하는 강체와 고무 등의 탄성체와의 사이, 또는 대향하는 탄성체와 탄성체 사이에 끼워 가압, 일체화하는 것에 의한 적층체의 제조 방법이다. 탄성체를 적층체의 표면형상에 추종시켜 가압함으로써, 적층체 전체를 균일하게 가압할 수 있고, 고밀도화와 함께 층 간의 접착 강도도 향상시킬 수 있다. 또, 가압과 동시에 가열함으로써 층 간의 접착력을 강화할 수 있고, 가압 공간 내를 감압 상태로 함으로써 공극률이 낮은 적층체가 얻어진다. 또한, 적층체의 주변을 탄성재로 이루어지는 틀체로 둘러싸 가압함으로써 등방적 가압이 가능하여, 적층체 의 형상을 균일화할 수 있다.

Description

적층체의 제조 방법과 적층체 가압 장치{LAMINATED BODY MANUFACTURING METHOD AND LAMINATED BODY PRESSURIZING DEVICE}
본 발명은 예를 들면 적층 세라믹 콘덴서의 제조 공정에서 사용하는 표면 상에 전극이 형성된 유전체 시트와 같이, 표면에 요철이 있는 시트상의 물질을 복수 장 적층하여 가압, 접착하여 이루어지는 적층체의 제조 방법과 적층체 가압 장치에 관한 것이며, 표면에 부분적인 요철이 있는 시트상 물질이라도 균일하게 가압하여, 고밀도의 적층체가 얻어지도록 한 것이다.
적층체의 일례로서 종래의 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도 4는 일반적인 적층 세라믹 콘덴서의 일부 절결 사시도이며, 유전체층(1), 내부 전극(2), 외부 전극(3)으로 이루어진다.
먼저, 유전체층(1)이 되는 세라믹 유전체 재료와 비히클을 사용하여 제작한 세라믹 시트와 내부 전극(2)을 번갈아 적층하여 이루어지는 제 1 적층체를 제작하고, 이 제 1 적층체의 상하면을 금속제의 프레스판 사이에 끼워 대기중에서 가압하여, 세라믹 시트와 내부 전극(2)을 일체화시켜 제 2 적층체를 얻는다. 다음으로, 이 제 2 적층체를 소성한 후, 내부 전극(2)의 노출된 단면에 외부 전극(3)을 형성함으로써 적층 세라믹 콘덴서를 제조한다.
이 방법에 의하면, 도 4에 나타낸 바와 같이 내부 전극(2)은 패턴화되어 있어 내부 전극(2) 간에 끼워진 세라믹 시트(이하, 유효층으로 한다)의 적층 수가 적은 경우에는 문제는 발생하지 않으나, 적층 수가 많아지면 내부 전극(2)의 유무에 의한 단차에 의해, 금속제의 프레스판을 사이에 끼워 가압하는 방법에서는, 내부 전극(2)이 존재하지 않는 부분에 충분한 압력을 가할 수 없다. 그 때문에, 제 1 적층체에서 밀도가 높은 부분(내부 전극(2)이 존재하는 부분)과 낮은 부분(내부 전극(2)이 없는 부분)이 존재함으로써, 디라미네이션 등의 구조 결함을 발생시키는 문제가 있었다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 상태에서의 제 1 적층체의 가압 공정의 단면도,
도 2는 실시예 1에서의 적층체 가압 장치의 가압 전 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 3은 실시예 1에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도,
도 4는 일반적인 적층 세라믹 콘덴서의 일부 절결 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예 2에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 전 상태에서의 제 1 적층체의 가압 공정의 단면도,
도 6은 실시예 2에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도,
도 7은 실시예 2에서의 적층체 가압 장치의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 8은 도 5에서의 제 1 가압부(21)의 상면도,
도 9는 본 발명의 실시예 3에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 개시 전 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 10은 실시예 3에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도,
도 11은 실시예 3에서의 적층체 가압 장치의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 12는 본 발명의 실시예 4에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 전 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 13은 실시예 4에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도,
도 14는 실시예 4에서의 적층체 가압 장치를 사용한 적층체의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 15는 본 발명의 실시예 5에서의 적층체 가압 장치를 사용한 적층체의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 16은 본 발명의 실시예 6에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 전 상태에서의 적층체의 가압 공정의 단면도,
도 17은 실시예 6에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 18은 실시예 6에서의 적층체 가압 장치의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도,
도 19는 본 발명의 다른 실시예에서의 적층체 가압 장치의 단면도이다.
구조 결함이 적은 적층체를 제조하기 위해, 본 발명은 시트상의 물질을 복수 장 적층하여 제 1 적층체를 제작하는 제 1 공정과, 다음으로 상기 제 1 적층체를 대향하는 강체와 고무 등의 탄성체와의 사이, 또는 대향하는 탄성체와 탄성체 사이에 끼워 가압하여, 제 2 적층체를 얻는 제 2 공정을 갖는 적층체의 제조 방법이며, 탄성체를 제 1 적층체의 표면형상에 추종시켜 가압함으로써, 제 1 적층체 전체를 균일하게 가압할 수 있어, 고밀도화와 함께 층 간의 접착 강도도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 1 형태는 표면에 부분적인 요철이 있는 시트상의 물질을 복수 장 적층하여 제 1 적층체를 제작하는 제 1 공정과, 다음으로 상기 제 1 적층체를 대향하는 강체와 탄성체 사이, 또는 대향하는 탄성체와 탄성체 사이에 끼워 가압하여 제 2 적층체를 얻는 제 2 공정을 갖는 적층체의 제조 벙법이며, 구조 결함이 적은 적층체를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 2 형태는 탄성체가 내열성을 갖는 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체를 가압하면서 가열할 수 있으므로 층 간의 접착성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 3 형태는 탄성체가 제 1 적층체의 두께보다도 두꺼운 것을 사용하는 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 가압과 동시에 탄성체가 변형하여 탄성체로 제 1 적층체의 상면 뿐만 아니라 측면도 덮어 가압할 수 있으므로, 제 1 적층체에 대한 프레스면의 평행정도에 관계없이 균일하게 가공할 수 있다.
본 발명의 제 4 형태는 탄성체의 사이즈가 제 1 적층체와의 접촉면보다도 큰 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 가압과 동시에 탄성체를 제 1 적층체의 표면 및 측면형상에 추종시킴으로써, 제 1 적층체를 균일하게 가압할 수 있다.
본 발명의 제 5 형태는 시트상의 물질로서 세라믹 시트와 내부 전극층을 사용하는 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 적층 수가 많아져도 구조 결함의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 6 형태는 세라믹 시트는 폴리올레핀과 무기분말을 사용하여 형성한 것인 제 5 형태의 적층체의 제조 방법이며, 다공도가 높은 시트를 사용했다 해도, 제 1 적층체의 내부의 기체를 제거하여 구조 결함의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 7 형태는 폴리올레핀의 융점을 Tpc℃로 한 경우, 제 1 적층체를 Tpc -30℃ 이상으로 가열하는 제 6 형태의 적층체의 제조 방법이며, 세라믹 시트 간의 접착 강도를 향상시킬 수 있어, 구조 결함의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 8 형태는 탄성체의 제 1 적층체와의 접촉면이 상기 적층체에 대해 비접착성을 갖도록 한 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 탈착시 적층체가탄성체에 접착하여 변형하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 9 형태는 탄성체와 제 1 적층체 사이에 탄성을 갖는 평면상의 비접착체를 개재시킨 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 적층체가 탄성체에 접착하여 변형하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 10 형태는 비접착체의 면을 제 1 적층체와의 접촉면보다도 크게 하는 제 9 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체가 탄성체에 접착하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
본 발명의 제 11 형태는 비접착체는 내열성을 갖는 제 9 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체를 가압하면서 가열할 수 있으므로 층 간의 접착 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 12 형태는 제 1 적층체의 측면을 틀체로 피복한 상태로 제 1 적층체를 가압하는 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체의 단부가 곡면상이 되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 13 형태는 제 1 적층체의 외주형상보다도 큰 내주형상을 갖는 틀체를 사용하는 제 9 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체를 틀체 내에 수납할 때의 변형을 방지할 수 있다.
본 발명의 제 14 형태는 탄성을 갖는 틀체를 사용하는 제 12 형태의 적층체의 제조 방법이며, 가압시에 제 1 적층체 측면에 추종시킬 수 있으므로 제 1 적층체를 균일하게 가압할 수 있다.
본 발명의 제 15 형태는 틀체의 높이를 제 1 적층체의 두께와 동등 이하로 하는 제 12 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체의 상단부도 확실하게 가압할 수 있다.
본 발명의 제 16 형태는 내열성을 갖는 틀체를 사용하는 제 12 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체를 가압하면서 가열할 수 있다.
본 발명의 제 17 형태는 제 1 적층체를 감압 분위기중에 유지하여 행하는 제 1 형태의 적층체의 제조 방법이며, 제 1 적층체중의 기체를 제거하기 쉬워져 구조 결함이 적은 적층체를 얻을 수 있다.
본 발명의 제 18 형태는 가압은 제 1 적층체중의 기체를 제거한 후에 행하는 제 17 형태의 적층체의 제조 방법이며, 구조 결함의 발생을 더욱 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제 19 형태는 구조 결함이 발생하지 않는 정도까지 제 1 적층체중의 기체를 제거하기 위해, 제 1 적층체 주변의 기압을 80hPa 이하로 한 후 가압하는 제 14 형태의 적층체의 제조 방법이며, 구조 결함의 발생을 더욱 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제 20 형태는 대향하는 탄성체가 제 1 가압부의 상자형상 강체 내부와, 제 2 가압부의 상자형상 강체 내부에 있고, 상기 제 1 가압부와 상기 제 2 가압부를 상기 탄성체가 대향하도록 배치함과 동시에, 상기 제 1 또는 제 2 가압부의 적어도 한쪽을 이동가능하게 한 제 1 적층체의 제조 방법을 실시하는 적층체 가압 장치이며, 적층체의 표면형상에 탄성체를 맞추어 등방향 가압을 행할 수 있으므로, 적층체의 제조 결함을 억제할 수 있다.
본 발명의 제 21 형태는 제 1 가압부와 제 2 가압부의 대향하는 상자형상 강체의 외부주에 테두리를 형성한 제 20 형태의 적층체 가압 장치이며, 양 면에 제 1 적층체를 형성한 지지체를 이 테두리로 지지하여 가압함으로써, 복수 장의 적층체를 한번에 가압할 수 있다.
본 발명의 제 22 형태는 제 1 가압부와 제 2 가압부에 각각 배기구를 형성한 제 21 형태의 적층체 가압 장치이며, 적층체를 진공중에 유지한 채로 가압할 수 있다.
본 발명의 제 23 형태는 강체의 내벽면에 지지부를 설치하여 탄성체를 지지함과 동시에, 이 지지부 이외에서는 상기 내벽면과 상기 탄성체는 플로우팅 상태로 하는 제 20 형태의 적층체 가압 장치이며, 가압시의 탄성체가 변형 가능해지므로 적층체에 불필요한 응력이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 상태에서의 제 1 적층체의 가압 공정의 단면도이며, 10은 하부 강체, 11은 구리판, 12는 스테인리스판, 13은 유전체층이 되는 세라믹 유전체 재료와 비히클을 사용하여 제작한 세라믹 시트와 내부 전극을 번갈아 적층하여 이루어지는 제 1 적층체, 15는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(이하 PET 필름으로 한다), 16은 상부 강체, 17은 테두리, 18은 탄성체, 19는 배기구이다. 하부 강체(10), 강판(11)으로 제 1 가압부(21)를 구성하고, 상부 강체(16), 테두리(17), 탄성체(18), 배기구(19)로 제 2 가압부(22)를 구성하고 있다.
도 2는 실시예 1에서의 적층체 가압 장치의 가압 전 상태에서의 가압 공정의 단면도, 도 3은 실시예 1에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도이다.
적층체를 사용하여 제조되는 전자 부품의 일례로서 도 4는 일반적인 적층 세라믹 콘덴서의 일부 절결 사시도를 나타내고, 거기서 1은 유전체층, 2는 내부 전극, 3은 외부 전극이다. 이하, 본 발명의 적층체의 제조 방법을 사용하여 제작되는 적층 세라믹 콘덴서의 제조 공정을 설명한다.
먼저, 티탄산 바륨을 주성분으로 하는 유전체 분말과 중량평균분자량 400,000 이상의 폴리에틸렌(융점 : 약 140℃)을 사용하여, 유전체층(1)이 되는 세라믹 시트를 제작한다. 이 세라믹 시트는 공극률이 50% 이상으로 대단히 밀도가 낮은 시트이다. 한편, 내부 전극(2)이 되는 금속 페이스트를 니켈 분말과 용제, 수지, 가소제 등의 비히클을 혼합하여 제작한다. 이어서, 세라믹 시트 상에 상기 금속 페이스트를 인쇄하여 원하는 패턴의 내부 전극(2)을 형성하여, 내부 전극 부착 세라믹 시트를 제작한다.
이어서, 지지체가 되는 스테인리스판(12) 상에 세라믹 시트를 복수 장 적층하여 보호층을 형성하고, 그 위에 내부 전극 부착 세라믹 시트를 내부 전극(2)과 세라믹 시트를 번갈아 적층하고, 다시 세라믹 시트를 복수 장 적층하여 보호층을 형성하여 제 1 적층체를 얻는다. 그 후, 폴리에틸렌의 융점을 Tpe℃로 하여 도 2에 나타낸 바와 같이 미리 Tpe-30℃ 이상에서 폴리에틸렌의 분해 온도 미만으로 가열해 둔 하부 강체(10) 의 위에 가열되어 있지 않은 구리판(11)을 설치하여, 이 구리판(11) 상에 스테인리스판(12)마다 제 1 적층체(13)를 설치하고, 그 상면에 PET 필름(15)을 재치한다.
이어서, 도 3에 나타낸 바와 같이 제 2 가압부(22)를 하강시켜, 그 가압부(22)의 하면을 둘러싸도록 설치한 탄성을 갖는 테두리(17)를 제 1 가압부에 압착한다. 이 때 제 1 가압부(21), 제 2 가압부(22)로 둘러싸인 공간 내에 제 1 적층체(13)가 들어간다. 그 후, 제 2 가압부(22)의 내부에 형성한 배기구(19)(도면중 점선으로 나타낸 부분)로부터 배기함으로써, 상기 공간 내를 감압하여 제 1 적층체(13)의 내부의 기체를 제거한다.
다음으로, 도 1에 나타낸 바와 같이 제 2 가압부에서 미리 Tpe -30℃ 이상에서 폴리에틸렌의 분해 온도 미만으로 가열해 둔 탄성체(18)(내열 온도 180℃ 이상)를 더욱 하측으로 이동시켜 제 1 적층체(13)의 가압을 행한다. 이 때, 제 1 적층체(13)의 상면 및 측면을 탄성체(18)로, 하면을 스테인리스판(12)으로 피복하여 가압함으로서, 등방향 가압을 행할 수 있다. 그러나, 내부 전극(2)의 유무에 의해 제 1 적층체(13)의 상면에 요철이 발생하는데, 탄성체(18)가 이 요철에 따라 변형하면서 가압하므로, 내부 전극(2)의 유무에 의한 가압 상태의 변동을 제어할 수 있다. 따라서, 제 1 적층체(13)는 내부 전극(2)이 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분에 관계없이, 밀도의 불균일이 작은 제 2 적층체를 얻을 수 있다.
또, 제 1 적층체(13)를 하부 강체(10) 및 탄성체(18)로 가열함으로써, 제 1 적층체(13)중의 폴리에틸렌이 연화하여, 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간 및 세라믹 시트 간을 융착시킨다. 이 작용에 의해 상기 층 간의 접착 강도가 향상하여, 일체화한 제 2 적층체가 된다. 가열 온도 Tpe -30℃ 이하에서는 폴리에틸렌의 연화가 불충분하여, 접착 강도가 낮다. 이어서, 가압 및 가열을 종료하고 제 2 적층체를 서냉한다.
그 후, 제 2 적층체를 원하는 형상으로 절단하여 탈지, 소성을 행한다. 이 소성에 의해 티탄산 바륨을 주성분으로 하는 유전체층(1)과 니켈을 주성분으로 하는 내부 전극(2)이 동시에 소결된 소결체를 얻는다. 이어서, 이 소결체의 내부 전극(2)의 노출된 양 단면에 구리 등의 외부 전극(3)을 형성하여, 도 4에 나타낸 적층 세라믹 콘덴서를 얻는다. 이 방법으로 적층 세라믹 콘덴서를 제작함으로써, 종래방법보다도 디라미네이션 등의 구조 결함의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예와 같이 내부 전극(2)을 금속 페이스트의 인쇄에 의해 형성한 경우, 하부 강체(10) 및 탄성체(18)를 사용하여 제 1 적층체(13)를 가열할 때, 내부 전극(2)중의 가소제가 과도하게 비산하면 내부 전극(2)이 단단하여 깨지기 쉬워져, 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간의 접착력이 저하하여, 소성시에 구조 결함을 초래하게 되므로, 제 1 적층체(13)의 가열 온도는 가소제가 과도하게 비산하지 않는 온도로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 이 경우 하부 강체(10) 및 탄성체(18)는 110 ∼ 170℃, 바람직하게는 145 ∼ 165℃로 미리 가열해 두는 것이 바람직하다.
또, 본 실시예 1에서는 하부 강체(10) 위에 구리판(11)을 통해 제 1 적층체(13)를 형성한 스테인리스판(12)을 설치했다. 그 이유는 미리 하부 강체(10)를 제 1 적층체(13)중의 폴리에틸렌이 수축하기 시작하는 온도 이상으로 가열하고 있으므로, 하부 강체(10) 상에 직접 스테인리스판(12)을 설치하면, 제 1 적층체(13)에 열이 너부 빨리 전달되어 가압 전에 제 1 적층체(13)가 수축하여 구조 결함을 초래할 위험이 있다. 따라서, 적절한 두께의 구리판(11)을 설치함으로써, 가압 후 제 1 적층체(13)에 하부 강체(10) 및 탄성체(18)로부터 열이 전달되도록 한다. 한편, 구리는 열전도율이 뛰어나므로, 제 1 적층체(13)에 하부 강체(10)로부터의 열을 면 내에서 균일하게 열전도할 수 있으므로, 제 1 적층체(13)의 온도 제어의 정밀도가 향상한다.
또, 구리판(11) 이외에도 제 1 적층체(13)의 온도 제어가 가능한 재질이면 어떤 판형상의 강체를 사용해도 상관없다. 또한, 하부 강체(10)를 미리 가열하지 않는 경우, 또는 폴리에틸렌이 수축하기 시작하는 온도보다도 낮은 온도로 가열해 두는 경우에는, 구리판(11)을 사용할 필요는 없고, 하부 강체(10) 위에 제 1 적층체(13)를 형성한 스테인리스판(12)을 직접 재치해도 상관없다.
(실시예 2)
도 5는 본 발명의 실시예 2에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 전 상태에서의 제 1 적층체의 가압 공정의 단면도, 도 6은 실시예 2에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도, 도 7은 실시예 2에서의 적층체 가압 장치의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도이다. 도 8은 도 5의 가압 공정에 있어서, PET 필름(15)을 설치하기 전의 제 1 가압부(21)의 평면도이며, 14는 틀체이며, 다른 것은 실시예 1과 동일한 구성 요소이므로 동일번호를 붙여 설명을 생략한다. 실시예 1과 다른 점은 제 1 적층체(13)의 측면을 덮도록 탄성을 갖는 틀체(14)를 설치하여 가압하는 점이다.
먼저, 실시예 1과 동일하게 하여 스테인리스판(12) 상에 제 1 적층체(13)를 제작한다. 다음으로, 제 1 적층체(13)의 측면을 덮도록 외주부에 탄성재의 틀체(14)를 설치한다.
이어서, 도 8에 나타낸 바와 같이 하부 강체(10) 상에 구리판(11)을 통해 스테인리스판(12)마다 제 1 적층체(13)를 설치하고, 도 5에 나타낸 바와 같이 제 1 적층체(13)의 외주부에 틀체(14)를 배치하여 상면을 PET 필름(15)으로 덮는다.
그 후, 도 6에 나타낸 바와 같이 가압부(22)를 하강시켜 제 1 가압부(21)에 테두리(17)를 압착한다. 이 때 제 1 가압부(21), 제 2 가압부(22)로 둘러싸인 공간 내에 제 1 적층체(13)가 들어간 상태가 된다. 다음으로, 배기구(19)를 통해 공간 내의 기체를 배기함으로써, 제 1 적층체(13) 내부의 기체를 제거한다.
다음으로, 도 7에 나타낸 바와 같이 탄성체(18)를 더욱 하측으로 이동시켜, 제 1 적층체(13)를 상측으로부터 가압한다. 또한, 가압중에도 제 1 적층체(13)가 존재하는 공간 내는 배기 상태로 하여, 제 1 적층체(13)의 내부로 기체가 침입하지 않도록 한다. 하부 강체(10) 및 탄성체(18) 사이에 끼워 제 1 적층체(13)를 가압함으로써, 일체화시켜 제 2 적층체를 얻은 후, 가압 및 가열을 종료하여 서냉한다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 하여 제 2 적층체의 절단, 탈지, 소성, 외부 전극(3)의 형성을 행하여 도 4에 나타낸 적층 세라믹 콘덴서를 얻는다.
본 실시예 2에서도 실시예 1과 동일하게, 하부 강체(10) 및 탄성체(18)를 110℃(Tpe -30℃) 이상에서 폴리에틸렌의 분해온도 미만으로 미리 가열해 두고, 가압시에 즉시 제 1 적층체(13)에 이 열을 전도하도록 해 둘 필요가 있다. 제 1 적층체(13)의 가압을 확실하게 행할 수 있도록 하기 위해서는 탄성체(18)에 어느 정도의 경도를 갖게 할 필요가 있다. 그러나, 탄성체(18)의 경도가 너무 높아지면, 가압시에 제 1 적층체(13)의 표면형상에 맞추어 가압하는 것이 곤란해진다. 특히, 상단 부분에서는 이 경향이 현저해지므로, 제 2 적층체의 상단 부분이 곡면상이 될 위험이 있다. 그 때문에, 상단 부분에서는 내부 전극(2)이 변형하여, 원하는 특성을 갖는 적층 세라믹 콘덴서로서 사용할 수 없게 된다.
그래서, 본 실시예에서는 제 1 적층체(13)의 측면을 틀체(14)로 덮음으로써, 외관상 틀체(14)의 단부가 제 1 적층체(13)의 단부가 되므로, 제 2 적층체의 단부가 곡면상이 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 실시예 1과 비교하여 형상이 고른 제 1 적층체(13)를 제작할 수 있다. 또한, 도 5에서는 틀체(14)의 높이는 제 1 적층체(13)의 높이와 동일하게 하고 있으나, 제 1 적층체(13)의 상단부에 확실하게 압력이 가해지도록 하기 위해서는, 틀체(14)의 높이를 제 1 적층체(13)의 높이보다도 낮게 할 필요가 있다. 즉, 제 1 적층체(13)의 단부가 곡면상이 되지않는 높이로 하는 것이 바람직하다.
반대로, 제 1 적층체(13)보다도 높으면 제 1 적층체(13)의 상단부에 압력이 가해지지 않아, 디라미네이션 등의 구조 결함의 원인이 되기 때문이다. 또, 틀체(14)는 제 1 적층체(13)와 동등한 탄성률을 갖는 탄성재로 형성함으로써, 제 1 적층체(13)에 원하는 압력을 가할 수 있다. 또한, 틀체(14)는 제 1 적층체(13)를 가열하는 온도보다 높은 내열성을 가질 필요가 있다.
(실시예 3)
도 9는 본 발명의 실시예 3에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 개시 전 상태에서의 가압 공정의 단면도, 도 10은 실시예 3에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도, 도 11은 실시예 3에서의 적층체 가압 장치의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도이다. 제 1 가압부(30)는 하부 강체(31), 탄성체(32)로 구성되고, 제 2 가압부(33)는 상부 강체(34), 탄성체(35)로 구성되어 있다. 또한, 36은 테두리, 37은 배기구이며, 다른 구성 요소는 실시예 1과 동일하므로 동일번호를 붙여 설명을 생략한다.
먼저, 본 실시예 3의 적층체 가압 장치에 대해 설명한다. 제 1 가압부(30)는 상자형상의 하부 강체의 오목부에 탄성체(32)를 넣은 것이며, 제 2 가압부(33)는 상자형상으로 내부에 배기구(37)를 갖는 상부 강체(34)의 오목부에 탄성체(35)를 넣음과 동시에, 상부 강체(34)의 하면의 외주부에 탄력성이 있는 테두리(36)를 설치하고 있다. 하부 강체(31) 및 상부 강체(34)의 내벽면의 일부에 지지부를 설치하여 탄성체(32, 35)를 지지함과 동시에, 이 지지부 이외에서는 상기 내벽면과 탄성체(32, 35)는 플로우팅 상태로 한 것이며, 가압시의 탄성체(32, 35)의 변형 자유도를 높여 제 1 적층체(13)에 불필요한 응력이 가해지는 것을 방지하고 있다.
물론 실시예 1과 동일하게, 제 1 가압부(30)와 제 2 가압부(33)로 둘러싸인 공간 내를 감압하여, 제 1 적층체(13) 내부의 기체를 제 2 가압부(33)의 내부에 형성한 배기구(37)(도면중 점선으로 나타낸 부분)를 통해 배기함으로써 제거한다.
이러한 구성의 적층체 가압 장치를 사용한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 공정을 설명한다. 먼저, 실시예 1과 동일하게 하여 스테인리스판(12) 상에 제 1 적층체(13)를 제작한 후, 스테인리스판(12)에서 제 1 적층체(13)를 분리하여, 도 9에 나타낸 적층체 가압 장치의 탄성체(32)의 위에 PET 필름(15)을 통해 배치하고, 제 1 적층체(13) 위에 또한 PET 필름(15)을 재치한다.
이어서, 도 10에 나타낸 바와 같이 제 1 가압부(30)를 상승시켜 제 2 가압부(33)에 설치한 탄성을 갖는 테두리(36)에 압착시킨다. 이 때 제 1 가압부(30), 제 2 가 압부(33)로 둘러싸인 공간 내에 제 1 적층체(13)가 들어간다. 그 후, 제 2 가압부(33)의 내부에 형성한 배기구(37)(도면중 점선으로 나타낸 부분)로부터 배기함으로써, 공간 내를 감압하여 제 1 적층체(13)의 내부에서 발생한 기체를 배출한다. 본 실시예 3에 있어서도 기압이 약 13hPa 이하가 되면 제 1 적층체(13)의 내부의 기체를 거의 제거할 수 있었다.
다음으로, 도 11에 나타낸 바와 같이 내열 온도가 180℃ 이상의 실리콘 고무로 이루어지는 탄성체(35)를 하측으로 이동시켜 제 1 적층체(13)의 상측으로부터 가압을 개시한다.
이 때, 탄성체(32, 35)는 실시예 1, 2의 경우와 달리, 폴리에틸렌이 변형하지 않는 온도, 즉 Tpe -30℃보다 낮은 온도로 해 둘 필요가 있다.
가압 후, 탄성체(32, 35)를 Tpe -30℃ 이상에서 폴리에틸렌의 분해온도 미만으로 가열함으로써, 제 1 적층체(13)중의 폴리에틸렌이 연화하여 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간 및 세라믹 시트 간을 융착시킴으로써, 일체화한 제 2 적층체를 얻는다.
또, 탄성체(32, 35)로 제 1 적층체(13)의 외주 표면 전체를 피복하여 가압함으로써, 등방향 가압되게 된다. 이 때, 실시예 1, 2와 동일하게 내부 전극(2)의 유무에 의해 제 1 적층체의 표면에는 요철이 존재하나, 탄성체(32, 35)를 이 요철에 맞츰으로써, 제 1 적층체(13)의 가압 상태의 변동을 방지할 수 있다. 또, 가압하고 있는 동안에도 제 1 적층체(13)가 존재하는 공간 내는 감압 상태를 유지하여 제 1 적층체(13)의 내부에 기체가 침입하지 않도록 하고 있다.
이렇게 하여, 탄성체(32, 35)로 가압하여 제 1 적층체(13)를 일체화시킨 후, 가압 및 가열을 종료하고, 서냉하여 제 2 적층체를 제작한다.
그 후, 실시예 1과 동일하게 하여 절단, 탈지, 소성, 외부 전극(3)의 형성을 행하여, 도 4에 나타낸 적층 세라믹 콘덴서를 얻는다.
또한, 본 실시예 3에서는 제 1 적층체(13)의 외주 표면 전체를 탄성체(32, 35)로 피복하여 가압함으로써, 실시예 1, 2와 비교하면 또한 제 1 적층체(13)의 내부 전극(2)의 유무에 의해 발생하는 단차를 보다 완전하게 흡수하여, 균일한 밀도가 작은 제 2 적층체를 얻을 수 있다. 또한, 실시예 2에 나타낸 바와 같이 제 1 적층체(13)의 측면을 덮는 틀체를 설치함으로써 실시예 2와 동일한 효과가 얻어진다.
(실시예 4)
도 12는 본 발명의 실시예 4에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 전 상태에서의 가압 공정의 단면도이며, 도 13은 실시예 4에서의 적층체 가압 장치의 가압 개시시에서의 가압 공정의 단면도, 도 14는 실시예 4에서의 적층체 가압 장치의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도이다. 40은 스테인리스판이며, 실시예 1 ∼ 3과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일번호를 붙여 설명을 생략한다.
실시예 3에서 사용한 적층체 가압 장치와 다른 점은 배기구(37)를 제 1 가압부(30) 및 제 2 가압부(33)의 양쪽에 설치함과 동시에, 테두리(36)도 제 1 가압부(30)와 제 2 가압부(33) 양쪽에 설치하여 스테인리스판(40)을 테두리(36)로 지지할 수 있는 구조로 한 점이다.
먼저, 스테인리스판(40)의 양 면에 이 스테인리스판(40)을 통해 대향하도록 제 1 적층체(13)를 설치한다. 제 1 적층체(13)는 실시예 1과 동일하게 하여 형성하는 것이다. 또, 실시예 1과 동일하게 제 1 적층체(13)의 표면에는 PET 필름(15)을 각각 재치한다. 이어서, 제 1 적층체(13)를 설치한 스테인리스판(40)을 도 12에 나타낸 바와 같이 제 1 가압부(30) 및 제 2 가압부(33) 사이에 지지체(도시 생략)를 사용하여 고정한다. 이어서, 도 13에 나타낸 바와 같이 제 1 가압부(30), 제 2 가압부(33)를 이동시켜 테두리(36)로 스테인리스판(40)의 외주부를 사이에 끼워, 제 1 적층체(13)가 제 1 가압부(30) 또는 제 2 가압부(33)와 스테인리스판(40)으로 둘러싸인 공간 내에 들어간다.
그 후, 배기구(37)를 통해 공간 내의 기체를 배기하여, 공간 내를 감압 상태로 하여 제 1 적층체(13) 내부의 기체를 흡인 제거한다. 다음으로, 도 14에 나타낸 바와 같이 미리 Tpe -30℃ 이상으로 가열해 둔 탄성체(32, 35)로 제 1 적층체(13)를 가압한다.
이 때, 제 1 적층체(13)의 상면 및 측면을 탄성체(32, 35)로, 하면을 스테인리스판(40)으로 피복하여 가압함으로써, 등방향 가압을 행할 수 있다. 그러나, 내부 전극(2)의 유무에 의해 제 1 적층체(13)의 가압면에 요철이 발생하는데, 탄성체(32, 35)를 이 요철에 맞춰 가압할 수 있으므로, 가압 상태의 변동을 방지할 수 있다. 따라서, 제 1 적층체(13)는 내부 전극(2)의 유무에 관계없이 균일한 밀도의 제 2 적층체를 얻을 수 있다.
또, 제 1 적층체(13)를 탄성체(32, 35)로 가열함으로써 제 1 적층체(13)중의 폴리에틸렌이 연화하여 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간 및 세라믹 시트 간을 융착시킴으로써, 접착 강도를 향상시켜 일체화시킨 제 2 적층체가 된다. 이어서, 가압 및 가열을 종료하고 서냉하여 제 2 적층체를 얻는다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 하여 절단, 탈지, 소성, 외부 전극(3)의 형성을 행하여 도 4에 나타낸 적층 세라믹 콘덴서를 제작한다.
또, 실시예 3과 동일하게 가압하고 있는 동안에도 제 1 적층체(13)가 존재하는 공간 내는 감압 상태를 유지하여 제 1 적층체(13)의 내부에 기체가 침입하지 않도록 하고 있다. 또한, 실시예 3과 동일하게 탄성체(32, 35)는 미리 가열해 두고, 가압시에 즉시 제 1 적층체(13)에 이 열을 전도하여, 제 1 적층체(13)중의 폴리에틸렌의 일부를 연화시켜 세라믹 시트 간 및 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간의 접착 강도를 향상시킨다.
또한, 본 실시예 4에서는 한 번에 두 개의 제 1 적층체(13)를 가압할 수 있다. 이 가압 공정은 약 5분의 시간이 걸리므로, 한 번에 복수의 제 1 적층체(13)를 가압할 수 있도록 함으로써 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
또, 스테인리스판(40)의 앞뒷면에 제 1 적층체(13)를 형성할 때는, 스테인리스판(40)을 통해 대향하는 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 적층체(13)는 앞뒷면으로 동일형상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 탄성체(32, 35)를 가열하여 사용하는 경우는 탄성체(32, 35)가 제 1 적층체(13)에 동시에 접하고 동시에 떨어지도록 하여 가열 상태의 불균일을 억제하는 것이 바람직하다.
(실시예 5)
도 15는 본 발명의 실시예 5에서의 적층체 가압 장치를 사용한 적층체의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도이며, 실시예 1 ∼ 4와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일번호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시예 5가 실시예 4와 다른 점은 도 15에 나타낸 바와 같이 제 1 적층체(13)의 측면 외주부를 덮도록 틀체(14)를 설치하여 가압한 점이다. 이것 외에는 실시예 4와 동일하다. 본 실시예 5에서도 실시예 2와 동일하게 가압시에 제 1 적층체(13)의 상단 부분이 곡면상이 되는 것을 방지하여, 실시예 1과 비교하여 형상이 고른 제 2 적층체를 제작할 수 있다.
(실시예 6)
도 16은 본 발명의 실시예 6에서의 적층체 가압 장치를 사용한 가압 전 상태에서의 적층체의 가압 공정의 단면도, 도 17은 실시예 6에서의 적층체 가압 장치의 적층체 개시 상태에서의 가압 공정의 단면도, 도 18은 실시예 6에서의 적층체 가압 장치의 가압 상태에서의 가압 공정의 단면도이다. 제 3 가압부(50)는 중부 강체(51), 1쌍의 탄성체(52)로 구성되어 있다. 실시예 1 ∼ 5와 동일한 다른 구성 요소에 대해서는 동일번호를 붙여 설명을 생략한다.
제 3 가압부(50)는 상하면에 오목부를 갖고, 각각의 오목부에 탄성체(52)가 들어있음과 동시에, 중부 강체(51)의 외주 상하면에 테두리(36)를 설치하고, 또한 각각의 오목부에 대응하는 배기구(37)를 설치한 것이다. 테두리(36)는 제 1 가압부(30) 또는 제 2 가압부(33)에 설치한 테두리(36)와 대향하는 위치에 있다.
실시예 4에서 사용한 적층체 가압 장치와 다른 점은 제 1 가압부(30)와 제 2 가압부(33)에 더해, 제 3 가압부(50)를 설치한 점이다. 즉, 실시예 4에서는 2개의 제 1 적층체(13)를 동시에 가압할 수 있는 것이나, 본 실시예 6에서는 4개의 제 1 적층체(13)를 동시에 가압할 수 있다.
먼저, 실시예 4와 동일하게 하여 스테인리스판(40)의 양 면에 제 1 적층체(13)를 각각 형성한다. 또, 실시예 1과 동일하게 제 1 적층체(13) 상에는 가압시에 적층체(13)의 표면 및 측면을 덮도록 PET 필름(15)을 각각 재치한다.
다음으로, 도 16에 나타낸 바와 같이 제 1 가압부(30)아 제 3 가압부(50) 사이와 제 3 가압부(50)와 제 2 가압부(33) 사이에, 양 면에 제 1 적층체(13)를 설치한 스테인리스판(40)을 배치하고 각각 지지부(도시 생략)에 의해 고정한다.
이어서, 도 17에 나타낸 바와 같이 제 1 가압부(30), 제 2 가압부(33)를 이동시켜, 테두리(36)로 스테인리스판(40)의 외주부를 상하방향으로 사이에 끼워, 제 1 적층체(13)가 제 1 가압부(30), 제 2 가압부(33), 제 3 가압부(50) 및 스테인리스판(40)으로 둘러싸인 공간 내에 들어가게 한다. 그 후, 배기구(37)를 통해 각각의 공간 내를 감압하여, 제 1 적층체(13)의 내부로부터 발생하는 기체를 흡인 제거한다.
다음으로, 도 18에 나타낸 바와 같이, 미리 Tpe -30℃ 이상에서 폴리에틸렌의 분해온도 미만으로 가열해 둔 탄성체(32, 35, 52)로 제 1 적층체(13)를 가압한다. 이 때, 제 1 적층체(13)의 상면 및 측면을 탄성체(32, 35, 52)로, 하면을 스테인리스판(40)으로 피복하여 가압함으로써, 등방향 가압을 행할 수 있다. 그러나, 내부 전극(2)의 유무에 의해 제 1 적층체(13)의 탄성체(32, 35, 52)와의 접촉면에 요철이 발생하는데, 탄성체(32, 35, 52)가 변형함으로써, 이 요철에 맞춰 가압할 수 있으므로 가압 상태의 변동을 방지할 수 있다. 따라서, 제 1 적층체(13)는 내부 전극(2)의 유무에 관계없이 밀도의 불균일이 작고, 층 간의 밀착성이 좋은 제 2 적층체를 얻을 수 있다.
또, 제 1 적층체(13)를 탄성체(32, 35, 52)로 가열함으로써, 제 1 적층체(13)중의 폴리에틸렌이 연화하여 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간 및 세라믹 시트 간을 융착시킴으로써 일체화시킨 제 2 적층체를 얻는다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 하여 절단, 탈지, 소성, 외부 전극(3)의 형성을 행하여 도 4에 나타낸 적층 세라믹 콘덴서를 얻는다.
또, 가압하고 있는 동안에도 실시예 3과 동일하게 하여, 제 1 적층체(13)가 존재하는 공간 내는 감압 상태를 유지하여 제 1 적층체(13)의 내부에 기체가 침입하지 않도록 하고 있다.
본 실시예 6에서는 4개의 제 1 적층체(13)의 가압을 동시에 행할 수 있으므로, 실시예 4와 비교하면 더욱 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 실시예 4와 동일하게 제 1 적층체(13)는 동일형상으로 스테인리스판(40)의 양 면에 설치되어 있다. 또한, 탄성체(32, 35, 52)를 가열하여 사용하는 경우는, 가압 상태의 불균일을 억제하므로 탄성체(32, 35, 52)가 모든 제 1 적층체(13)에 동시에 접하고 동시에 떨어지도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 또 본 실시예 6에서도 제 1 적층체(13)의 측면 외주부를 틀체(14)로 둘러싸 가압하면 실시예 2와 동일한 효과가 얻어진다. 또, 본 실시예 6의 제 3 가압부(50) 대신에 도 19에 나타낸 바와 같이 틀형상의 중부 강체(60)의 내부에 탄성체(61)를 갖고, 중부 강체(60)의 외주 상하면에 제 1 및 제 2 가압부(30, 33)에 설치한 테두리(36)에 대응하는 테두리(36)를 설치한 제 3 가압부(62)의 구조로 해도 된다. 이 경우, 중부 강체에는 상하로 관통구가 있고, 거기에 탄성체가 들어가 있는 구조이다. 또한, 또 제 1 가압부(30)와 제 2 가압부(33) 사이에 제 3 가압부(50 또는 62)를 n개(n : 자연수) 설치함으로써, 2n+2개의 제 1 적층체(13)를 한 번에 가압할 수 있다.
이하, 본 발명의 포인트에 대해 기재한다.
(1) 상기 각 실시예에서는 폴리올레핀의 일종인 폴리에틸렌과 무기 분말인 유전체 분말로 이루어지는 세라믹 시트를 사용하여 적층체를 형성했으나, 폴리에틸렌 이외의 초고분자 폴리올레핀과 무기 분말을 사용하여 형성한 세라믹 시트에 대해서도 동일한 효과가 얻어진다.
즉, 세라믹 시트의 공극률이 높고 적층 수가 많은 세라믹 전자 부품일수록 본 발명의 효과는 크다. 특히, 공극률이 30% 이상인 세라믹 시트를 사용하는 경우나 제 1 적층체(13)의 유효층 수가 50층 이상인 경우에 뛰어난 효과가 얻어진다.
또, 상기 각 실시예에 있어서는 적층 세라믹 콘덴서에 대해 설명했으나, 적층 바리스터, 적층 서미스터, 적층 코일, 세라믹 다층 기판, 세라믹 필터 등 세라믹 시트와 내부 전극(2)을 적층하여 형성하는 세라믹 전자 부품에 있어서도 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 세라믹 전자 부품뿐만 아니라 표면에 부분적으로 요철이 있는 시트상의 물질을 복수 장 적층하여 일체화시킨 것에서도 동일한 효과가 얻어진다.
(2) 내부 전극 부착 세라믹 시트를 적층하여 제 1 적층체(13)를 제작하는 경우, 후 공정에서 가압할 때 적층 어긋남 등을 발생시키지 않을 정도로 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간을 예비 압착해 두는 것이 바람직하다. 그 때문에, 적층시에 가압함과 동시에 실온부터 내부 전극(2)중의 가소제가 너무 비산하지 않는 온도까지의 온도 범위에서 제작중인 제 1 적층체를 가열하여, 내부 전극(2)에 포함되는 비히클중의 수지나 가소제 등의 불휘발 성분을 연화시켜, 내부 전극(2)과 세라믹 시트의 접착성을 향상시킨다. 그러나, 이 때의 가열 온도가 너무 높으면 가소제가 과도하게 비산하여 내부 전극(2)이 단단하여 깨지기 쉬워져 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간의 접착력이 저하하여, 적층시나 소성시에 구조 결함을 초래한다는 문제가 발생하므로 주의할 필요가 있다.
(3) 제 1 적층체(13)의 가압을 대기압중에서 행해도 상관없으나, 가압시에 제 1 적층체(13)의 내부에 기체가 존재하지 않는 편이, 각 층 간을 확실하게 일체화할 수 있어 구조 결함의 발생을 방지할 수 있다. 그 때문에 가압 전에 제 1 적층체(13) 내부의 기체를 제거함과 동시에, 가압중에도 제 1 적층체(13)를 감압중으로 유지하는 것이 바람직하다.
따라서, 제 1 적층체(13)가 존재하는 공간의 기압은 가압전 및 가압중 모두 대기압보다 낮은 기압으로 하고, 바람직하게는 80hPa 이하, 보다 바람직하게는 13hPa 이하로 하고, 구조 결함의 원인이 되지 않는 정도까지 제 1 적층체(13) 내부의 기체를 제거하는 것이 바람직하다.
(4) 제 1 적층체(13)를 가압할 때의 가압력은 4MPa ∼ 20MPa, 바람직하게는 5MPa ∼ 9MPa로 함으로써 확실하게 일체화시킬 수 있다.
(5) 실시예 1, 2, 4, 5, 6에서는 제 1 적층체(13)의 가압 전에 폴리에틸렌의 융점을 Tpe로 하고, 하부 강체(10), 탄성체(18, 32, 35, 52)를 Tpe -30℃ 이상에서 폴리에틸렌의 분해 온도 미만의 온도로 미리 가열해 두고, 가압 후에 즉시 제 1 적층체(13)에 이 열을 전도하여, 제 1 적층체(13)중의 폴리에틸렌의 일부를 연화시켜 세라믹 시트 간 및 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간을 융착시킴으로써 접착 강도를 향상시키는 것이 바람직하다.
또, 이 때 제 1 적층체(13)의 온도가 너무 높아지면, 내부 전극(2)의 가소제가 과도하게 비산하여 내부 전극(2)이 단단하여 깨지기 쉬워지고, 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간의 접착력이 저하하여 소성시에 구조 결함을 초래하게 된다. 따라서, 하부 강체(10), 탄성체(18, 32, 35, 52)는 110 ∼ 170℃, 바람직하게는 145 ∼ 165℃로 미리 가열해 두는 것이 바람직하다.
또, 폴리에틸렌 대신에 폴리올레핀을 사용한 경우, 폴리올레핀의 융점을 Tpo로 하여 하부 강체(10), 탄성체(18, 32, 35, 52)는 Tpo -30℃ 이상에서 폴리올레핀의 분해온도 미만의 온도로 미리 가열해 두는 것이 바람직하다. 즉, 상기 각 실시예에 있어서는 제 1 적층체(13)를 Tpo -30℃ 이상에서 폴리올레핀의 분해온도 미만으로 가열하여 내부의 폴리올레핀을 연화시킴으로써, 세라믹 시트 간 및 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간의 접착 강도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 이 때 제 1 적층체(13)중의 모든 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀이 연화해 버리면, 제 1 적층체(13)를 원하는 형상으로 유지할 수 없게 되므로, 그다지 가열 온도가 높아지지 않도록 할 필요가 있다. 또, 제 1 적층체(13)에 악영향을 미치지 않도록 하부 강체(10), 탄성체(18, 32, 35, 52), 틀체(14)는 제 1 적층체(13)의 가열 온도보다도 높은 내열성(상기 각 실시형태에서는 180℃ 이상)을 가질 필요가 있다. 또한, 하부 강체(10) 및 탄성체(18, 32, 35, 52)는 제 1 적층체(13)가 균일하게 가열되도록 각각 가열 온도의 제어를 행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
(6) 상기 각 실시예에서 제 2 적층체의 탈지는 먼저 가소제의 제거, 이어서 온도를 올려 수지의 제거순으로 행하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 가압 공정에서 구조 결함의 발생을 방지했음에도 불구하고, 단번에 가열하면 가소제와 수지가 새로운 합성물을 생성하여, 탈지 후에도 제 2 적층체중에 잔류한다. 소성시에 이 화합물이 소성하여 제 2 적층체로부터 제거되는 과정에서 디라미네이션 등의 구조 결함이 발생하여 쇼트 불량의 발생률이 높아지기 때문이다. 또한, 탈지 및 소성은 내부 전극(2)이 되는 니켈이 과도하게 산화되지 않도록 조건 설정을 행한다.
(7) 상기 각 실시예와 같이 탄성체(18, 32, 35, 52)중 적어도 제 1 적층체(13)에 접하는 면은 제 1 적층체(13)보다도 크게, 두께도 제 1 적층체(13)의 두께보다도 두껍게 함으로써, 제 1 적층체(13)의 상면 및 측면을 피복하여 균등하게 가압할 수 있다.
(8) 상기 각 실시예에서는 제 1 적층체(13)를 제작할 때 지지체로서 스테인리스판(12, 40)을 사용했으나, 기타 강체를 사용해도 상관없다. 또, 가압 후 스테인리스판(12, 40)으로부터 제 2 적층체의 박리를 용이하게 행할 수 있도록 하기 위해, 스테인리스판(12, 40)과 제 1 적층체(13) 사이에는 이형층 등을 형성해 두는 것이 바람직하다.
(9) 내부 전극(2)은 금속 페이스트를 세라믹 시트에 인쇄함으로써 형성했으나, 증착이나 스퍼터 등의 박막 형성법에 의해 제작해도 동일한 효과가 얻어진다. 이 경우, 상기 실시예에서 나타낸 바와 같이 적층 공정에서 내부 전극(2)중의 수지 및 가소제를 연화시켜 세라믹 시트와의 밀착성을 향상시킨다는 효과를 기대할 수 없다. 따라서, 적층 공정에서 밀착성을 향상시킬 필요가 있는 경우는 내부 전극(2)의 표면에 유기 성분으로 이루어지는 접착층을 형성하는 것이 바람직하다. 이 접착층은 소성에 의해 소성하여 적층 세라믹 콘덴서의 특성에는 영향을 미치지 않는 것일 필요가 있다.
(10) 테두리(17, 36)는 실리콘 고무 등의 탄성체이며, 제 1 적층체(13)를 넣은 공간 내에 외기가 침입하지 않게 하는 것이 가능하도록 한 것이다.
(11) 상기 각 실시예에서 제 1 적층체(13)와 탄성체(18, 32, 35, 52) 사이에 제 1 적층체(13)의 탄성체(18, 32, 35, 52)와 직접 접촉하는 면을 완전히 덮도록, 이 접촉면보다도 큰 PET 필름(15)을 설치했다. PET 필름(15)은 제 1 적층체(13)뿐만 아니라 탄성체(18, 32, 35, 52)에 대한 접착성도 작으므로 제조 공정에 있어서 용이하게 착탈할 수 있다.
또, 제 1 적층체(13)는 표면에 요철을 가지므로 PET 필름(15)을 통해 가압하기 위해서는, 가압시에 제 1 적층체(13)의 요철에 추종시킬 수 있는 두께, 바람직하게는 75㎛ 이하의 두께의 PET 필름(15)을 사용한다.
또한, 제 1 적층체(13) 또는 탄성체(18, 32, 35, 52)와의 접착성을 더욱 작게 하기 위해 PET 필름(15)의 표면에 이형층 등을 형성해도 상관없다. 제 1 적층체(13)를 가열하는 온도가 PET 필름(15)의 내열 온도 이상인 경우에는, 그 가열 온도 이상의 내열성을 갖고, 또한 상기 효과를 갖는 플라스틱 필름을 사용할 필요가 있다.
또한, 또 탄성체(18, 32, 35, 52)의 제 1 적층체(13)와의 접촉면 자체가 제 1 적층체(13)에 대해 비접착성을 갖는 경우에는 PET 필름(15) 등의 비접착체를 설치할 필요는 없다.
(12) 탄성체(18, 32, 35, 52)는 이것을 수납하는 상부 강체(16, 34), 하부 강체(31), 중부 강체(51)의 내벽면에 지지부(도시 생략)로 지지되어 있음과 동시에, 이 지지부 이외에서는 상기 내벽면과는 플로우팅 상태로 하고 있다. 이 구성으로 함으로써, 가압시의 탄성체(18, 32, 35, 52)의 변형 자유도가 높아져, 제 1 적층체(13)에 불필요한 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
(13) 탄성체(18, 32, 35, 52)는 제 1 적층체(13)의 표면형상에 맞춰 가압하므로, 고무 경도가 Hs 80도 이하, 바람직하게는 Hs 75도 이하로 한다. 또, 탄성체(18, 32, 35, 52)를 가열하는 경우는 제 1 적층체의 등방향 가압을 행하는 것 및 탄성체(18, 32, 35, 52)의 내구성을 고려하여 고무 경도가 Hs 40 ∼ 80도, 바람직하게는 45 ∼ 75도로 한다.
(14) 상기 실시예에서의 세라믹 시트는 폴리올레핀과 무기 분말로 이루어지는 것인데, 기타 무기 분말과 유기물로 이루어지는 세라믹 시트를 사용하여 형성한 제 1 적층체(13)에서도, 제 1 적층체(13)를 원하는 형상으로 유지할 수 있고, 또한 세라믹 시트 간 및 세라믹 시트와 내부 전극(2) 간의 접착 강도를 향상시키기 위해, 유기물이 연화하는 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 또, 플라스틱 시트를 사용하여 형성한 제 1 적층체에서도 제 1 적층체를 원하는 형상으로 유지할 수 있고, 또한 세라믹 시트 간의 접착 강도를 향상시키기 위해, 유기물이 연화하는 온도로 가열하는 것이 바람직하다.
본 발명은 표면에 부분적인 요철이 있는 시트상 물질을 복수장 적층하고, 이 것을 대향하는 강체와 고무 등의 탄성체와의 사이, 또는 대향하는 탄성체와 탄성체 사이에 끼워 가압, 일체화하는 것에 의한 적층체의 제조 방법이며, 탄성체를 적층체 의 표면형상에 추종시켜 가압함으로써, 적층체 전체를 균일하게 가압할 수 있고, 고 밀도화와 함께 층 간의 접착 강도도 향상시킬 수 있다. 또, 가압과 동시에 가열함 으로써 층 간의 접착력을 강화할 수 있고, 가압 공간 내를 감압 상태로 함으로써 공 극률이 낮은 적층체가 얻어진다. 또한, 적층체의 주변을 탄성재로 이루어지는 틀 체로 둘러싸 가압함으로써 등방적 가압이 가능하여, 적층체의 형상을 균일화할 수 있다. 본 발명에 의한 적층체의 제조 방법은 적층 세라믹 콘덴서를 비롯해 적층 바리스터, 적층 서미스터, 적층 코일, 세라믹 다층 기판, 세라믹 필터 등, 세라믹 시트와 내부 전극(2)을 적층하여 형성하는 세라믹 전자 부품의 제조에 있어서 효과 는 크다.

Claims (23)

  1. 표면에 부분적인 요철이 있는 시트상의 물질을 복수 장 적층하여 제 1 적층체를 제작하는 제 1 공정과, 다음으로 상기 적층체를 대향하는 강체와 탄성체 사이, 또는 탄성체와 탄성체 사이에 끼워 가압하여 제 2 적층체를 얻는 제 2 공정을 가지며,
    제 2 공정에 있어서, 제 1 적층체의 측면을 틀체로 피복한 상태로 제 1 적층체를 가압하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 탄성체는 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 탄성체는 제 1 적층체의 두께보다도 두꺼운 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 탄성체의 사이즈가 제 1 적층체와의 접촉면보다도 큰 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 탄성체의 제 1 적층체와의 접착면이 상기 적층체에 대해 비접착성을 갖는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 탄성체와 제 1 적층체 사이에 탄성을 갖는 평면상의 비접착체를 설치한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 비접착체의 면을 제 1 적층체와의 접촉면보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 비접착체는 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 틀체의 내주형상은 제 1 적층체의 외주형상보다도 크게 한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 틀체는 탄성체인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 틀체의 높이는 제 1 적층체의 두께와 동등 이하인 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 틀체는 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 제 2 공정은 제 1 적층체를 감압 분위기중에 유지하여 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 제 2 공정에 있어서 가압을 제 1 적층체중의 기체를 제거한 후에 행하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 제 2 공정에 있어서 적층체 주변의 기압을 80hPa 이하로 한 후 가압하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  17. 제 1 항에 있어서, 세라믹 시트와 내부 전극층으로 이루어지는 시트상의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 세라믹 시트는 폴리올레핀과 무기분말을 사용하여 형성한 것임을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 제 2 공정에 있어서 제 1 적층체를 폴리올레핀의 연화온도 이상으로 가열하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
  20. 상자형상의 강체 내부에 탄성체를 갖는 제 1 가압부와, 상자형상의 강체 내부에 탄성체를 갖는 제 2 가압부를 갖고, 상기 제 1 가압부와 상기 제 2 가압부를 상기 탄성체끼리가 대향하도록 배치함과 동시에, 상기 제 1 또는 제 2 가압부의 적어도 한쪽을 이동 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 적층체 가압 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 제 1 가압부와 제 2 가압부의 대향하는 강체 외주부에 테두리를 형성한 것을 특징으로 하는 적층체 가압 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 제 1 가압부와 제 2 가압부에 각각 배기구를 형성한 것을 특징으로 하는 적층체 가압 장치.
  23. 제 20 항에 있어서, 강체의 내벽면에 지지부를 설치하여 탄성체를 지지함과 동시에, 이 지지부 이외에서는 상기 내벽면과 상기 탄성체는 플로우팅 상태로 하는 것을 특징으로 하는 적층체 가압 장치.
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