KR20180016266A - Mlcc manufacturing method of increasing efficiency of mlcc and mlcc produced therefrom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적층 세라믹 커패시터(MLCC)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MLCC의 효율을 높이는 제조 방법과 그에 따라 제조된 MLCC에 관한 것이다. The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor (MLCC), and more particularly, to a manufacturing method for increasing the efficiency of an MLCC and an MLCC manufactured thereby.
일반적으로 적층 세라믹 커패시터(Multi-Layer Ceramic Capacitor, MLCC)는 전기를 일시적으로 비축할 수 있는 부품으로서, 교류는 통과하고 직류는 통과하지 못하는 특성을 이용하여 이동통신기기, 디지털 AV기기, 컴퓨터 등의 전자기기에서 DC-blocking, By-passing, 커플링 등의 다양한 용도로 사용되는 전자부품이다. In general, a multi-layer ceramic capacitor (MLCC) is a part capable of temporarily storing electricity. It uses a characteristic that AC can not pass but DC can not pass. It is an electronic component used in various applications such as DC-blocking, By-passing and coupling in electronic devices.
이와 같은 MLCC는 각 전자기기에 유전체 파우더를 테이프 캐스팅(tape casting) 등으로 수 ㎛ 두께로 성형하여 그 위에 전극을 입힌 후 이것을 여러 층으로 적층하여 고온에서 소결시키고 외부전극을 도포한 후 소부시켜 단자 전극부를 형성한 것으로, 도 1에서 보듯 세라믹 유전체(1; 주로 TiO2나 MgTiO3가 사용됨)와 내부 전극(2; Pd, Pd/Ag, Ni, Cu 사용), 그리고 터미네이션(3; termination)으로 이루어져 있으며, 주로 얇은 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)을 상호 교대로 적층시킨 구조를 갖는다. In such an MLCC, a dielectric powder is formed into a thickness of several micrometers by tape casting or the like on each electronic device, electrodes are formed on the dielectric layer, electrodes are laminated on the dielectric layer, and the laminated layers are sintered at a high temperature, 1, a ceramic dielectric 1 (mainly TiO 2 or MgTiO 3 is used), an internal electrode 2 (Pd, Pd / Ag, Ni and Cu are used) and a
세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)을 여러 층으로 적층하는 이유는 MLCC의 크기를 소형화하고 커패시턴스(capacitance; 정전용량)를 높이기 위한 것으로, 근래에 휴대 전화나 각종 웨어러블 디바이스(warable devices)의 소형화·박형화가 이루어지고 있어 MLCC의 소형화에 대한 요구도 점점 높아지고 있는 실정이다. The reason why the ceramic dielectric 1 and the
C = 커패시턴스C = capacitance
εo: 진공중의 유전율εo: Permittivity in vacuum
εr: 유전체의 유전율 εr: dielectric constant of the dielectric
n : MLCC의 적층수 n: number of laminated MLCC
A : 내부 전극의 면적 A: area of internal electrode
d : 유전체의 두께 d: thickness of the dielectric
위의 식을 통해 알 수 있듯이, 커패시턴스(capacitance)를 높이기 위해서는 내부 전극의 면적(A)를 크게 하거나 유전체의 두께(d)를 작게 하는 방법이 있지만, 현실적으로 싱글 플레이트 디바이스(single plate device)의 면적을 증가시키는 것은 사실상 불가능하며, 따라서 도 1의 방법과 같은 적층을 통해 부피적인 효율을 증가시켜 단위 부피당 더 큰 커패시턴스를 얻을 수 있으며, 이를 통해 소형화를 이룰 수 있다. As can be seen from the above equation, in order to increase the capacitance, there is a method of increasing the area A of the internal electrode or decreasing the thickness d of the dielectric. However, in practice, the area of the single plate device It is practically impossible to increase the volume efficiency, so that the bulk efficiency can be increased through the lamination as in the method of Fig. 1, so that a larger capacitance per unit volume can be obtained, thereby achieving miniaturization.
이와 같은 적층 세라믹 커패시터(MLCC)의 제조방법에 관한 특허출원이 공보 제10-2005-0096298호로 공개되어 있다. A patent application relating to a method of manufacturing such a multilayer ceramic capacitor (MLCC) is disclosed in Publication No. 10-2005-0096298.
일반적으로, 동일한 커패시턴스를 더 작은 MLCC에서 얻거나 동일한 부피에서 더 큰 커패시턴스를 얻으려면 내부 전극의 면적(A)을 증가시키는 것이 바람직하며, 내부 전극의 면적(A)을 증가시키기 위해서는 이를 보다 얇게 만들고 적층의 횟수도 늘려야 한다. In general, it is desirable to increase the area A of the internal electrode to obtain the same capacitance in a smaller MLCC or to obtain a larger capacitance in the same volume, and to increase the area A of the internal electrode, The number of laminations must also be increased.
내부 전극을 인쇄하는 가장 일반적인 방법으로 실크스크린 인쇄 방식과 그라비아 인쇄 방식이 있다. Silk screen printing and gravure printing are the most common methods of printing internal electrodes.
실크스크린 인쇄는 등사판과 유사한 일종의 공판 인쇄법으로 결이 거친 견포(絹布)에 인쇄용 도료의 여과를 차단하도록 한 문자나 그림의 형을 만들고, 이 천을 간단한 틀에 바른 것을 고무 롤러를 사용하여 인쇄하는 방법으로, 내부 전극을 인쇄하는데 가장 많이 사용되는 방식이나 스텐레스 플레이트(Stainless plate)의 두께를 얇게 만드는데 어려움이 있어 동일 부피에서 커패시턴스(capacitance)를 높이기 위하여 적층의 수를 높이는 데는 한계가 있다. Silk screen printing is a kind of stencil printing method similar to the spine board, which makes a character or figure type that blocks the filtration of printing paint on a rough silk cloth and prints this cloth on a simple frame using a rubber roller There is a limitation in increasing the number of stacks in order to increase the capacitance in the same volume because it is difficult to reduce the thickness of the stainless plate or the most commonly used method for printing the internal electrodes.
그라비아 인쇄는 일반 종이인쇄와 달리 동판을 이용하며 판의 오목하게 들어간 부분에 잉크를 채워넣고 압력을 주어 찍어내는 오목인쇄(음각인쇄) 방식으로, 내부 전극의 두께를 얇게 하고 생산성을 높이기 위하여 도입된 생산 설비가 그라비아 인쇄기이다. 실린더의 깊이는 원하는 만큼 얇게 조각을 할 수는 있으나, 실크스크린 방식보다 액체 상태의 내부 전극의 점도가 현저하게 낮아야 하는데, 점도가 낮으면 인쇄시 번짐 현상으로 인하여 내부 전극의 형상을 성형하기가 어렵고, 점도가 높으면 형상의 성형은 어렵지 않으나 두께를 낮추기 어렵고 필름에 인쇄가 잘 되지 않아 불량율이 현저히 높아지는 단점이 있다. Unlike ordinary paper printing, gravure printing uses a copper plate. It is a concave printing (intaglio printing) method in which ink is filled in a concave portion of the plate and pressure is applied to the plate. In order to reduce the thickness of the internal electrode and increase the productivity, The production facility is a gravure printing press. Although the depth of the cylinder can be made as thin as desired, the viscosity of the internal electrode in a liquid state should be remarkably lower than that of the silk screen method. If the viscosity is low, it is difficult to form the shape of the internal electrode If the viscosity is high, the shape is not difficult to form, but it is difficult to lower the thickness, and the film is not printed well, resulting in a disadvantage that the percentage of defects is remarkably increased.
상기한 실크스크린 또는 그라비어 방식의 인쇄의 한계를 극복할 수 있는 방법으로 열전사 인쇄 방식을 이용할 수 있다. A thermal transfer printing method can be used as a method capable of overcoming the limitations of the silk screen or gravure printing.
열전사 인쇄는 프린터는 각종의 솔벤트(Solvent)에 염료나 안료 혹은 카본을 바인더와 혼합한 잉크를 PET 필름에 인쇄한 후 이 필름을 프린터에 장착하고 프린터 헤드에 열을 가하여 원하는 부분 혹은 원하는 양의 잉크가 타깃 기판(target substrate)에 전사되도록 하는 인쇄 방식이다. In thermal transfer printing, a printer prints an ink mixed with a solvent, a dye or a pigment or a binder with a binder on a PET film, mounts the film on a printer, and applies heat to the print head to produce a desired portion And the ink is transferred to a target substrate.
염료(dye)는 주로 신분증이나 사진을 인쇄하는 목적으로 사용되고 있으며, 카본 잉크 또한 신분증의 개인정보나 바코드를 인쇄하는데 사용되고 있기는 하나 주로 영수증을 인쇄하기 위한 목적으로 사용된다. 안료(pigment)는 내광성과 내 스크래치성이 강하여 신분증 발급용으로 소량 사용이 시도되고 있으나, 인쇄 품질이 염료에 미치지 못하여 그 사용이 제한적이며 카본을 대체하는 용도로 더 많이 사용되고 있다. Dyes are mainly used for the purpose of printing ID cards or photographs. Carbon inks are also used for the purpose of printing receipts, although they are also used to print personal information or bar codes on ID cards. Pigment has strong light resistance and scratch resistance, so that a small amount thereof is tried to be used for issuing ID cards. However, since the printing quality is less than dye, its use is limited and it is used more as a substitute for carbon.
하지만, 열전사 프린터의 개발 초기에는 프린터 헤드에 열을 가하는 열전소자(熱傳素子;heat element)가 1인치에 100여개 정도였다가 최근에는 1인치에 2400개로 고해상도를 구현할 수 있도록 개발되었다. 그러나, 상기한 내부 전극의 인쇄 목적으로는 단지 1인치에 300~600개 정도의 열전소자만 있으면 충분한 인쇄품질을 구현할 수 있으므로 개발 기술의 효용성이 떨어지고 있다. However, in the early days of development of a thermal printer, a thermal element (heat element) for heating the print head was about 100 inches, and in recent years it was developed to realize a high resolution of 2400 inches. However, for the purpose of printing the internal electrodes described above, since 300 to 600 thermoelectric elements of about 1 inch are enough to realize a sufficient print quality, the usefulness of the developed technology is deteriorated.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로, 보다 많은 수의 내부 전극의 적층을 통해 내부 전극의 전체 면적을 증대시킴으로써 MLCC의 효율, 즉 커패시턴스를 높이는 MLCC 제조방법 및 그에 의해 제조된 MLCC를 제공하는데 본 발명의 주 목적이 있다. The present invention has been developed in order to overcome the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an MLCC manufacturing method for increasing the efficiency, i.e., capacitance, of an MLCC by increasing the total area of internal electrodes through stacking a larger number of internal electrodes, The present invention has the main object of the present invention.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, MLCC의 효율을 높이는 MLCC 제조방법으로서, 열전사에 의해 세라믹 유전체에 내부 전극을 적층하여 소정 규격의 적층체를 형성하는 공정과, 상기 공정에 따른 세라믹 유전체와 내부 전극의 적층체를 반복 적층함으로써 내부 전극의 전체 면적을 증대시키는 공정을 포함하고, According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an MLCC that increases the efficiency of an MLCC, the method comprising the steps of: laminating internal electrodes on a ceramic dielectric by thermal transfer to form a laminate of a predetermined size; And increasing the total area of the internal electrodes by repeatedly laminating a laminated body of the ceramic dielectric and the internal electrodes according to the thickness of the internal electrode,
상기 적층체를 형성하는 공정은, Wherein the step of forming the laminate comprises:
내부 전극이 인쇄된 열전사 필름을 공급코어로부터 권취코어로 이송하고, 그에 대면하여 세라믹 유전체가 인쇄된 열전사 필름을 공급코어로부터 권취코어로 이송하는 단계; 및 프린터 헤드의 가열 프레싱에 의해 상기 필름 표면의 내부 전극을 상기 필름 표면의 세라믹 유전체 위로 열전사하여 세라믹 유전체와 내부 전극의 적층을 갖는 열전사 필름을 형성하는 단계를 포함하고, Transferring the thermal transfer film on which the internal electrode is printed from the feed core to the take-up core, and transferring the thermal transfer film on which the ceramic dielectric is printed from the feed core to the take-up core in opposition thereto; And thermally transferring the internal electrodes of the film surface onto the ceramic dielectric of the film surface by heat pressing of the print head to form a thermal transfer film having a laminate of a ceramic dielectric and an internal electrode,
세라믹 유전체의 표면에 적층된 내부 전극들 사이의 각 공극들에 열전사에 의해 스페이서로서의 세라믹 유전체를 설치하는 것을 더 포함하며, Further comprising installing a ceramic dielectric as a spacer by thermal transfer on each of the gaps between internal electrodes stacked on the surface of the ceramic dielectric,
제1 필름 리본으로부터 제2 필름 리본의 세라믹 유전체 상에 내부 전극을 전사하기 위한 제1 공정과, 제1 필름 리본으로부터 상기 제2 필름 리본에 전사된 내부 전극들 사이의 각 공극들에 스페이서를 전사하기 위한 제2 공정이 하나의 열전사 프린터에서 연속적으로 이루어진다. A first step of transferring the internal electrodes from the first film ribbon onto the ceramic dielectric of the second film ribbon; and a step of transferring the spacers from the first film ribbon to the respective internal electrodes between the internal electrodes transferred to the second film ribbon And the second process for successively performing the above process is performed in one thermal transfer printer.
본 발명에서 열전사 필름은 PET 필름이 이용되고, 상기 내부 전극이 인쇄된 PET 필름의 두께는 3~10μm 범위를 가지며, 상기 세라믹 유전체가 인쇄된 PET 필름의 두께는 12~70μm 범위를 갖는다. 내부 전극은 베이스 PET 필름층의 일면에 인쇄되고, 상기 내부 전극과 베이스 PET 필름층 사이에는 이형제층이 형성되며, 상기 베이스 PET 필름의 타면에는 프린터 헤드에서 인가되는 열로부터 상기 베이스 PET 필름층을 보호해주고 인쇄 시에는 필름의 이동을 원활하게 하여 인쇄 품질을 높일 수 있도록 일정한 슬립성을 갖는 소정 물질의 백 코팅층이 인쇄되며, 상기 백 코팅층과 베이스 PET 필름층 사이에는 접착제층이 형성된다. 또한, 내부 전극은 이형제층과의 결합력에 비해 실리콘 유전체 층과의 접착력을 크게 하는 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 바인더 번 아웃(Binder burn out) 공정을 통해 완전히 연소되도록 구성한다. In the present invention, a PET film is used as the thermal transfer film, a thickness of the PET film on which the internal electrode is printed is in the range of 3 to 10 mu m, and a thickness of the PET film on which the ceramic dielectric is printed is in the range of 12 to 70 mu m. The inner electrode is printed on one side of the base PET film layer, and a release agent layer is formed between the inner electrode and the base PET film layer. On the other side of the base PET film, the base PET film layer is protected A back coating layer of a predetermined material having a predetermined slip property is printed so as to improve the printing quality by smoothly moving the film during printing and an adhesive layer is formed between the back coating layer and the base PET film layer. In addition, the internal electrode includes a binder that increases the bonding force with the silicon dielectric layer in comparison with the bonding force with the release agent layer, and the binder is configured to be completely burned through a binder burn-out process.
이상 설명한 바와 같이, PET 필름에 내부 전극이 잘 분리될 수 있도록 이형층을 인쇄하고 이 이형층 위에 내부 전극을 인쇄한 다음, 이를 열전사 프린터에 알맞은 폭으로 재단하여 고해상도의 프린트 헤드를 구비한 열전사 프린터에 장착을 하고 유전체 층이 인쇄된 필름에 내부 전극을 원하는 크기로 인쇄하면 실크스크린 방식이나 그라비아 방식으로 구현하기 어려웠던 0.3μm 두께의 내부 전극 인쇄가 가능해진다. 또한, 이와 같은 열전사 인쇄의 경우, 액상으로 인쇄를 하는 실크스크린이나 그라비아 방식처럼 잉크의 번짐 현상 없이 인쇄면의 가장자리가 깨끗하게 절단되므로 제품 간 커패시턴스 값의 편차를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 아울러 저점도 잉크 인쇄에 따른 도포의 균일성에 배가하여 내부 전극의 적층 수를 크게 늘릴 수 있어 소량 경박이 가능하게 된다. As described above, the release layer is printed on the PET film so that the internal electrodes can be well separated, the internal electrodes are printed on the release layer, and the internal electrodes are cut to a width suitable for the thermal printer to form thermoelectric When the inner electrode is printed on a film printed with a dielectric layer on a printer of a desired size, it is possible to print a 0.3-μm-thick inner electrode, which is difficult to implement in a silk screen method or a gravure method. In the case of such a thermal transfer printing, since the edges of the printed surface are cleanly cut without causing blurring of the ink as in the case of a silk screen or a gravure method in which printing is performed in a liquid phase, there is an advantage that a variation in capacitance value between products can be reduced, The uniformity of application by ink printing is doubled, so that the number of stacked internal electrodes can be greatly increased, and a small amount of light can be obtained.
한편, 본 발명에 따르면, 열전사 프린터는 내부 전극과 스페이서가 교대로 반복 인쇄된 제1 필름 리본을 공급코어로부터 권취코어로 이송하고, 그에 대응하여 세라믹 유전체가 인쇄된 제2 필름 리본을 하부코어로부터 인출 및 롤백 가능하도록 구성하되, 공급코어와 권취코어 사이에는 제1 필름 리본의 상부로부터 프린터 헤드가 상하 승강가능하게 위치되고, 하부코어로부터 인출되는 제2 필름 리본의 하부에는 프린트 헤드에 의한 가열 프레싱을 지지하도록 상기 프린트 헤드에 대응하는 지지롤러가 위치되며, 상기 하부코어와 상기 지지롤러 사이에는 원주를 따라 다수의 톱니들이 형성된 이송롤러가 구비된다. 이송롤러는 제1 필름 리본의 작동 중지 상태에서 상기 하부코어로부터 제2 필름 리본을 일정 길이만큼 인출시키는 역할과, 상기 인출된 제2 필름 리본이 하부코어로 롤백(roll-back)되면서 상기 프린트 헤드에 의해 내부 전극 또는 스페이서의 열전사가 이루어지는 동안 상기 제2 필름 리본을 안내하는 역할을 함께 수행한다. According to the present invention, a thermal transfer printer transfers a first film ribbon, which is alternately repetitively printed with internal electrodes and spacers, from a feed core to a winding core, and a second film ribbon printed with a ceramic dielectric corresponding thereto, The printer head is positioned vertically liftable from the upper portion of the first film ribbon between the feed core and the winding core and the lower portion of the second film ribbon drawn out from the lower core is heated by the print head A supporting roller corresponding to the print head is disposed to support the pressing, and a conveying roller is provided between the lower core and the supporting roller, the conveying roller having a plurality of teeth along the circumference. The conveying roller has a function of pulling the second film ribbon out of the lower core by a predetermined length in the operation stop state of the first film ribbon and the role of the second film ribbon being rolled back to the lower core, And the second film ribbons are guided while the internal electrodes or the spacers are thermally transferred by the second film ribbons.
상술된 특징들로부터 본 발명은 열전사 인쇄 방식을 통해 내부 전극의 두께를 보다 얇게 인쇄할 수 있어 실크스크린 또는 그라비아 방식에서의 인쇄의 한계를 극복할 수 있다. 또한, 본 발명은 보다 얇게 인쇄되는 내부 전극으로 인해 더욱 많은 수의 내부 전극 적층이 가능하고, 그로부터 내부 전극의 면적을 증대시킬 수 있어 MLCC의 효율, 즉 커패시턴스를 더욱 높일 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면, MLCC의 소형화/경박화가 가능하고, 제품간 균일성이 확보되며, 동작의 안정성이 확보된다. 또한, 본 발명에 따르면, 내부 전극과 세라믹 유전체의 적층체들을 반복하여 다수 적층하더라도 각 적층체들 사이의 공극들이 붕괴되는 것을 막을 수 있다.From the above-described characteristics, it is possible to print the thickness of the internal electrode thinner through the thermal transfer printing method, thereby overcoming the limitation of the printing in the silk screen or gravure printing. In addition, the present invention can increase the number of internal electrode stacking due to the internal electrodes printed thinner, and can increase the area of the internal electrodes, thereby further increasing the efficiency, i.e., the capacitance, of the MLCC. In addition, according to the present invention, it is possible to miniaturize / lighten the MLCC, to ensure uniformity between products, and to ensure stable operation. Also, according to the present invention, it is possible to prevent the pores between the stacked bodies from collapsing even when a plurality of stacked layers of the internal electrode and the ceramic dielectric are stacked repeatedly.
도 1은 일반적인 형태의 적층 세라믹 커패시터(MLCC)의 내부 구성을 보여주는 부분 파단면도,
도 2는 본 발명의 적층 세라믹 커패시터(MLCC) 제조방법에 관한 제1 실시형태로서, MLCC 제조방법의 제1 공정을 나타낸 도면,
도 3은 도 2의 제1 공정에서 세라믹 유전체 필름에 전사하기 위해 제공되는 내부 전극 필름의 단면 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 MLCC 제조방법의 제2 공정을 나타낸 도면,
도 5는 도 2의 제1 공정에 따른 세라믹 유전체와 내부 전극의 적층체를 보여주는 단면도,
도 6은 도 5에 따른 적층체의 반복 적층 구조로 이루어진 최종 MLCC 제품의 단면 구성도,
도 7은 도 6에 따른 반복적인 압착 적층으로 인한 MLCC 제조 과정에서의 구조적 변화를 도시한 것으로, 도 7a는 다층 적층에 따른 내부 전극들 사이의 공극들이 붕괴되는 현상을 보여주는 단면도, 도 7b는 도 7a의 공극 붕괴 현상으로 인해 MLCC 절단 과정에서 크랙이 발생되는 현상을 보여주는 단면도,
도 8은 본 발명의 MLCC 제조방법에 관한 제2 실시형태로서, MLCC 제조에 있어서의 각 구성요소들의 단면 및 평면 구조와 이를 통한 MLCC 제조방법을 보여주는 도면,
도 9는 도 8에 따른 MLCC 제조방법의 제1 공정을 나타낸 도면,
도 10은 도 8에 따른 MLCC 제조방법의 제2 공정을 나타낸 도면,
도 11은 도 8의 MLCC 제조방법에 따른 도 9 및 10의 공정들을 수행하기 위한 설비 구성과 그에 재치된 필름 리본들의 설치상태를 보여주는 도면,
도 12는 도 11의 설비 구성에서 본 발명의 적층 세라믹 커패시터(MLCC)를 제조하기 위한 도 9의 제1 단계 공정을 보여주는 작동 상태도,
도 13은 도 11의 설비 구성에서 본 발명의 적층 세라믹 커패시터(MLCC)를 제조하기 위한 도 9의 제2 단계 공정을 보여주는 작동 상태도,
도 14는 도 11의 설비 구성에서 본 발명의 적층 세라믹 커패시터(MLCC)를 제조하기 위한 도 10의 제1 단계 공정을 보여주는 작동 상태도,
도 15는 도 11의 설비 구성에서 본 발명의 적층 세라믹 커패시터(MLCC)를 제조하기 위한 도 10의 제2 단계 공정을 보여주는 작동 상태도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the internal configuration of a general type of multilayer ceramic capacitor (MLCC)
Fig. 2 is a first embodiment of a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor (MLCC) according to the present invention,
3 is a cross-sectional view of an internal electrode film provided for transfer to a ceramic dielectric film in the first step of FIG. 2,
4 is a view showing a second process of the MLCC manufacturing method according to the present invention,
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a laminate of a ceramic dielectric and an internal electrode according to the first process of FIG. 2;
FIG. 6 is a cross-sectional view of a final MLCC product having a repeated laminated structure of the laminate according to FIG.
7A is a cross-sectional view showing a phenomenon in which pores between internal electrodes collapse due to multilayer stacking, and FIG. 7B is a cross-sectional view Sectional view showing a phenomenon in which cracks are generated in the MLCC cutting process due to the air gap collapse phenomenon of 7a,
FIG. 8 is a cross-sectional view of a MLCC according to a second embodiment of the present invention. FIG.
9 is a view showing a first step of the MLCC manufacturing method according to FIG. 8,
10 is a view showing a second step of the MLCC manufacturing method according to FIG. 8,
FIG. 11 is a view showing a configuration of equipment for performing the processes of FIGS. 9 and 10 according to the MLCC manufacturing method of FIG. 8 and an installation state of film ribbons placed thereon,
FIG. 12 is an operating state diagram showing the first step process of FIG. 9 for manufacturing the multilayer ceramic capacitor (MLCC) of the present invention in the arrangement of FIG. 11;
Fig. 13 is an operating state showing the second step process of Fig. 9 for manufacturing the multilayer ceramic capacitor (MLCC) of the present invention in the arrangement of Fig. 11,
Fig. 14 is an operational state diagram showing the first step process of Fig. 10 for manufacturing the multilayer ceramic capacitor (MLCC) of the present invention in the arrangement of Fig. 11,
15 is an operational state diagram showing the second step process of FIG. 10 for manufacturing the multilayer ceramic capacitor (MLCC) of the present invention in the arrangement of FIG. 11. FIG.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
아래의 실시형태들은 발명을 설명함에 있어서 필연적인 부분들을 제외하고는 그 도시와 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 유사한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 부여하고 그에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, in which: FIG. do.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 MLCC 제조방법에 관한 제1 실시형태를 도시한 것으로, 도 2는 본 발명의 MLCC 제조방법의 제1 공정을 나타낸 도면, 도 3은 도 2의 제1 공정에서 세라믹 유전체 필름에 전사하기 위해 제공되는 내부 전극 필름의 단면 구성을 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 MLCC 제조방법의 제2 공정을 나타낸 도면이다. 2 to 4 show a first embodiment of the MLCC production method of the present invention. Fig. 2 shows the first step of the MLCC production method of the present invention. Fig. 3 shows the first step of the MLCC production method of the present invention. Sectional view of an internal electrode film provided for transfer to a ceramic dielectric film, and Fig. 4 is a view showing a second step of the MLCC manufacturing method of the present invention.
본 발명에 따르면, MLCC(도 1 참조)는 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)을 상호 교대로 적층시킨 구조를 가지며 그 일측에는 터미네이션(3)이 형성된다. MLCC에서 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)의 적층은 열전사 인쇄 방식을 이용함이 바람직한데, 이를 위해 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)은 각각 열전사 필름(4)(5)에 의해 제공될 수 있다. According to the present invention, the MLCC (see FIG. 1) has a structure in which the
도 2에 따르면, 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)의 적층을 위한 제1 공정이 열전사 프린터(10)에 의해 이루어진다. 열전사 프린터(10)는 내부 전극(2)이 인쇄된 열전사 필름(5)을 공급코어(11)로부터 권취코어(12)로 이송하고, 그에 대응하여 세라믹 유전체(1)가 인쇄된 열전사 필름(4)을 공급코어(14)로부터 권취코어(15)로 이송하도록 구성한다. 이때, 열전사 필름들(5)(4)은 프린터 헤드(13)의 아래에서 서로 마주한 상태로 이동하며, 상기 프린터 헤드(13)의 가열 프레싱(heat pressing)에 의해 상기 필름(5) 표면의 내부 전극(2)이 상기 필름(4) 표면의 세라믹 유전체(1) 위로 열전사되어 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)의 적층을 갖는 열전사 필름(6)이 형성된다. 2, a first process for laminating the
도 4에 따르면, 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)의 적층을 위한 제2 공정이 열전사 프린터(10)에 의해 이루어진다. 열전사 프린터(10)는 세라믹 유전체(1)와 내부 전극(2)의 적층 구조를 갖는 열전사 필름(6)을 공급코어(11)로부터 권취코어(12)로 이송하고, 그에 대응하여 MLCC의 공칩(D)을 공급롤(17)을 통해 이송한다. 이때, 열전사 필름(6)과 MLCC의 공칩(D)은 프린터 헤드(13)의 아래에서 서로 마주한 상태로 이동하며, 상기 프린터 헤드(13)의 가열 프레싱(heat pressing)에 의해 상기 필름(6) 표면의 세라믹 유전체(1) 및 내부 전극(2)의 적층이 상기 공칩(D) 위로 열전사된다. 4, a second process for laminating the
본 발명은 위와 같은 작업을 반복적으로 수행함으로써 보다 많은 수의 적층을 통해 내부 전극의 면적을 증대시킬 수 있으며, 이를 통해 MLCC의 효율, 즉 커패시턴스를 더욱 높일 수 있게 된다. The present invention can increase the area of the internal electrode through a greater number of stacking operations by repeatedly performing the above operation, thereby increasing the efficiency, i.e., the capacitance, of the MLCC.
한편, 내부 전극의 구성은 금속분말(Pd, Pd/Ag, Ni, Cu를 주로 사용하며, 대부분은 Ni), 솔벤트, 유기결합제, 가소제로 이루어지며, 솔벤트는 에탄올과 톨루엔이 같이 함유되어 있다. 내부 전극은 이형층 위에 그라비아 방식으로 인쇄할 수 있다. 이 경우, 마이크로 그라비아 인쇄 방식을 적용함이 바람직한데, 마이크로 그라비아 인쇄의 경우 액체 상태로 0.5μm, 건조 후에는 약 5 나노미터까지 인쇄가 가능하다. On the other hand, the internal electrode is composed of a metal powder (mainly Pd, Pd / Ag, Ni, and Cu), a solvent, an organic binder, and a plasticizer. The internal electrodes can be printed on the release layer in a gravure manner. In this case, it is preferable to apply the micro gravure printing method. In the case of micro gravure printing, it is possible to print up to 0.5 μm in a liquid state and up to about 5 nm after drying.
또한, 그라비아 인쇄 방식의 경우, 실린더에 소형의 내부 전극 모양을 조각하고 이를 형상화하여 성형하는 매우 복잡하고 번거로운 공정이 필요하나, 본 발명의 열전사 인쇄 방식의 경우에는 상술한 내부 전극 모양을 조각할 필요없이 낮은 점도에서 인쇄 전면이 고르고 균일하게 도포되도록 설계하여 인쇄를 하면 고형분 두께 기준으로 0.3μm 이하로 인쇄가 가능하다. 아울러, 바인더 번 아웃(binder burn out) 공정을 통해 바인더를 제거하고 나면 0.2μm 이하로도 인쇄가 가능하여 동일 높이에서 더 많은 적층을 할 수 있으며, 이를 통해 더 높은 커패시턴스(capacitance)를 구현할 수 있고, 아울러 더욱 소형화된 MLCC의 제공이 가능하게 된다. 특히, 열전사 인쇄 방식은 저점도로 인쇄되므로 도포가 균일하게 되어 핫스팟(hot spot)이나 전기적 반응에 대한 비정상적 동작의 발생을 예방할 수 있다. In the case of the gravure printing method, a very complicated and troublesome process of forming a compact internal electrode shape into a cylinder and shaping it is required. In the case of the thermal transfer printing method of the present invention, however, It is possible to print less than 0.3μm on the basis of the solid thickness when the printing is designed so that the printing surface is evenly and uniformly applied at a low viscosity without need. In addition, after removing the binder through a binder burn-out process, it is possible to print at a thickness of 0.2 μm or less, so that more lamination can be performed at the same height, thereby achieving a higher capacitance , It is possible to provide a more compact MLCC. In particular, since the thermal transfer printing method is printed at a low point, the application becomes uniform, and it is possible to prevent the occurrence of an abnormal operation due to a hot spot or an electrical reaction.
열전사 필름(4,5,6)은 기본적으로 PET 필름이 이용되며, 그 두께는 대략 3~10μm 정도가 적당하고, 바람직하게는 4.5~7μm 정도가 더욱 적당하다. 내부 전극(2)은 베이스 PET 필름층(5-1)의 일면에 인쇄되고, 상기 내부 전극(2)과 베이스 PET 필름층(5-1) 사이에는 내부 전극이 잘 떨어져 세라믹 유전체 면에 잘 전사될 수 있도록 이형층(5-2;releasing layer)이 형성된다. 그러나, 이형층(5-2)은 내부 전극(2)의 바인더와 세라믹 유전체(1)의 바인더 물성에 따라 이형층이 필요하지 않을 경우 이를 생략할 수 있다. PET films are basically used as the
베이스 PET 필름(5-1)의 타면에는 내열성과 슬립성을 높이기 위한 소정 물질로 이루어진 백 코팅층(5-3;Back coating layer/Heat resistance and slip layer)이 인쇄되고, 상기 백 코팅층(5-3)과 베이스 PET 필름층(5-1) 사이에는 상기 백 코팅층(5-3)이 베이스 PET 필름(5-1)에 보다 잘 붙도록 접착제층(5-4;adhesive layer)이 인쇄된다. 그러나, 백 코팅층(5-3)을 구성하는 물질에 따라 접착제층(5-4)이 필요하지 않을 경우에는 이를 생략할 수 있다. 상기 백 코팅층(5-3)은 베이스 PET 필름층(5-1)이 프린터 헤드(13; Thermal Printer Head; TPH)와 맞닿는 면에서 상기 프린터 헤드(13)가 인가하는 열에 의해 손상을 입는 것을 방지하고, 아울러 PET 필름의 이동저항을 줄여주기 위한 목적으로 제공될 수 있다. On the other side of the base PET film 5-1, a back coating layer 5-3 (heat resistance and slip layer) made of a predetermined material for improving heat resistance and slipperiness is printed, and the back coating layer 5-3 An adhesive layer 5-4 is printed between the base PET film 5-1 and the base PET film layer 5-1 so that the back coat layer 5-3 is more easily adhered to the base PET film 5-1. However, if the adhesive layer 5-4 is not required depending on the material constituting the back coating layer 5-3, this can be omitted. The back coating layer 5-3 prevents the base PET film layer 5-1 from being damaged by the heat applied by the
이상 설명한 것처럼 베이스 PET 필름층(5-1)에 내부 전극이 잘 분리될 수 있도록 이형층(5-2)을 인쇄하고 이 이형층 위에 내부 전극(2)을 인쇄한 다음, 이를 열전사 프린터에 적합한 폭으로 재단하여 고해상도의 프린트 헤드(13)를 구비한 열전사 프린터(10)에 장착을 한 후 유전체 층(1)이 인쇄된 PET 필름(4)에 내부 전극(2)을 원하는 크기로 인쇄하면 실크스크린 방식이나 그라비아 방식으로 구현하기 어려웠던 0.3μm 두께의 내부 전극 인쇄가 가능해진다. As described above, the release layer 5-2 is printed on the base PET film layer 5-1 so that the internal electrodes can be well separated, the
또한, 이러한 열전사 인쇄의 경우 액상으로 인쇄를 하는 실크스크린이나 그라비아 방식처럼 잉크의 번짐 현상 없이 인쇄면의 가장자리(edge)가 깨끗하게 절단되므로 제품 간 커패시턴스 값의 편차를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 아울러 저점도 잉크 인쇄에 따른 도포의 균일성에 배가하여 내부 전극의 적층 수를 크게 늘릴 수 있어 소량 경박이 가능하다. In addition, in the case of such a thermal transfer printing, the edge of the printed surface is cleanly cut without causing blurring of the ink like a silk screen or a gravure method in which printing is performed in a liquid phase, so that the deviation of the capacitance value between the products can be reduced. The uniformity of application by low viscosity ink printing is doubled, and the number of stacked internal electrodes can be greatly increased, so that a small amount of thinning is possible.
이형층(5-2)은 수(water)계 바인더로서, PET와 친화력이 높아 베이스 PET 필름층(5-1)에서 떨어지지 않고 내부 전극(2)만 타깃 기판(target substrate)인 실리콘 유전체(1)에 전사하도록 구성됨이 바람직하다. 이 경우, 오히려 유전체 층(1)이 떨어져 내부 전극(2)에 달라붙지 않을 정도의 이형성을 갖는 것이 바람직하다. The release layer 5-2 is a water based binder and has high affinity with PET so that only the
내부 전극(2)의 바인더는 유기 결합제로서 상기 유전체 층(1)과의 접착력을 갖는 한편, 이형층(5-2)과는 결합력을 갖지 않고 바인더 번 아웃(Binder burn out) 공정(섭씨 약 1200~1500℃)에서 완전히 연소되도록 구성됨이 바람직하다. The binder of the
백 코팅층(5-3; Back coating layer/Heat resistance and slip layer)은 프린터 헤드(13)에서 인가되는 열로부터 베이스 PET 필름층(5-1)을 보호해주고, 인쇄 시에는 필름의 이동을 원활하게 하여 인쇄 품질을 높일 수 있도록 일정한 슬립성(slip)을 갖는 소정의 물질로 이루어진다. The back coating layer 5-3 protects the base PET film layer 5-1 from the heat applied from the
접착제층(5-4; Adhesive layer)은 상기 백 코팅층이 PET 필름에 잘 접착되도록 백 코팅을 하기 전 단계에 도포되며, 백 코팅층이 PET 필름에 잘 접착될 경우 이 공정은 필요에 따라 생략이 가능하다. The adhesive layer (5-4) is applied before the back coating to ensure that the back coating layer adheres well to the PET film. If the back coating layer adheres well to the PET film, this process can be omitted if necessary Do.
타깃 기판(target substrate)은 실리콘 유전체(1)가 도포되어 있는 PET 필름(4)으로서, 마이크로 그라비어 인쇄에 의해 0.3μm 두께로 인쇄가 가능하며, 이 경우 PET 필름의 두께는 12~70μm 정도가 적당하다. 이러한 타깃 기판(4)은 최소한 유전체가 내부 전극 쪽으로 떨어져 나가지 않을 만큼 PET 필름과의 접착력을 갖추고 있음이 바람직하다. The target substrate is a PET film 4 on which the
고해상도의 프린터 헤드(13)가 적용된 열전사 프린터(10)는 Roll to Roll 인쇄 방식과 Roll to Sheet 인쇄 방식이 모두 가능하므로, 도 2의 제1 공정의 경우에는 Roll to Roll 인쇄 방식을 적용하고, 도 4의 제2 공정의 경우에는 Roll to Sheet 인쇄 방식을 적용할 수 있다. 또한, 프린터 헤드(13)는 열전소자가 1인치에 300∼2400개 구비되는 것으로부터 선택 가능하며, 바람직하게는 열전소자의 숫자가 가급적 많은 것이 유리하다. The
다음은 상술한 MLCC의 효율을 높이는 제조 방법과 관련하여 발생하는 현상과 그로부터 초래된 문제점, 그리고 이러한 문제점을 해결하기 위한 또 하나의 실시예를 도시하고 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 5는 도 2의 제1 공정에 따른 세라믹 유전체와 내부 전극의 적층체를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5에 따른 적층체의 반복 적층 구조로 이루어진 최종 MLCC 제품의 단면 구성도이다. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a laminated body of a ceramic dielectric and internal electrodes according to a first process of FIG. 2, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a final MLCC product having a repeated laminated structure of the laminated body of FIG.
도 5에 따르면, 도 2의 제1 공정에 따라 내부 전극(2)이 세라믹 유전체(1) 위로 열전사되어 내부 전극과 세라믹 유전체의 적층체를 이루는 단면 구성이 도시되어 있다. 이러한 단면 구조를 갖는 내부 전극(2)과 세라믹 유전체(1)의 적층체는 이들의 반복적인 적층을 통해 도 6과 같은 MLCC 제품을 구성할 수 있는데, 이와 같은 적층 횟수의 증가를 통해 내부 전극(2)의 면적을 증가시킴으로써 MLCC를 소형화하거나 보다 큰 커패시턴스를 얻을 수 있게 된다. Referring to FIG. 5, the
도 7은 도 6에 따른 반복적인 압착 적층으로 인한 MLCC 제조 과정에서의 구조적 변화를 도시한 것으로, 도 7a는 다층 적층에 따른 내부 전극들 사이의 공극들이 붕괴되는 현상을 보여주는 단면도, 도 7b는 도 7a의 공극 붕괴 현상으로 인해 MLCC 절단 과정에서 크랙이 발생되는 현상을 보여주는 단면도이다. 7A is a cross-sectional view showing a phenomenon in which pores between internal electrodes collapse due to multilayer stacking, and FIG. 7B is a cross-sectional view 7a is a cross-sectional view showing a phenomenon in which cracks are generated in the MLCC cutting process due to the air gap collapse phenomenon.
앞서 설명한 바와 같이, MLCC를 소형화하거나 보다 큰 커패시턴스를 얻으려면 상대적으로 내부 전극(2)의 면적을 증가시키는 것이 바람직한데, 이를 위해서는 내부 전극(2)과 세라믹 유전체(1)의 적층체들의 반복적인 적층을 통해 적층 횟수를 늘릴 필요가 있다. 통상 수십 층에서 수백 층에 이르는 적층체들의 적층에는 소정의 열과 압력이 가해지게 되는데, 이때 각 층마다 내부 전극(2)들 사이에 위치된 공극(2a)에서는 가해진 압력에 의해 처짐이 발생하거나 그로 인한 붕괴 현상이 일어날 위험성이 존재하고 있다(도 7a의‘B - 처짐 라인’참조). 더욱이, 도 7b에 도시하는 바와 같이 적층체들의 반복적인 압착 적층으로 인해 공극(2a)들에서 처짐이나 붕괴가 일어날 경우 MLCC를 절단(D)하는 과정에서 크랙(crack;C)이 발생될 우려가 있다. As described above, in order to miniaturize the MLCC or to obtain a larger capacitance, it is desirable to increase the area of the
이에 본 발명은 다음과 같은 구성을 통해 내부 전극 및 세라믹 유전체의 각 적층체들 사이의 공극들이 무너지거나 크랙이 발생하게 되는 것을 방지할 수 있는 방법을 제안한다. Accordingly, the present invention proposes a method of preventing the air gaps between the stacks of the internal electrode and the ceramic dielectric from being broken or cracked through the following structure.
도 8은 본 발명의 MLCC 제조방법에 관한 제2 실시형태로서, MLCC 제조에 있어서의 각 구성요소들의 단면(도 8a) 및 평면(도 8b) 구조와 이를 통한 MLCC 제조방법을 나타낸 도면이다. FIG. 8 is a cross-sectional view (FIG. 8A) and a plane view (FIG. 8B) of each constituent element in MLCC manufacture and a method of manufacturing MLCC through the MLCC manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
본 실시예에서는 도 7과 같은 공극 처짐이나 크랙 발생을 방지하기 위하여 내부 전극과 세라믹 유전체로 이루어진 적층체들의 각 내부 전극들 사이에 위치하는 공극들에 스페이서(spacer;1a)를 형성하는 방법이 제안된다. In this embodiment, in order to prevent air gap deflection and cracks as shown in FIG. 7, a method of forming
스페이서(1a)의 형성에는 세라믹 유전체(1)와 동일한 재질이 이용될 수 있으며, 이러한 세라믹 유전체 소재는 제1 필름 리본(F1)에 스페이서(1a)로서 인쇄되어 상기 제1 필름 리본(F1)의 대응측인 제2 필름 리본(F2) 상에 형성될 각 적층체의 내부 전극(2)들 사이의 공극(2a)들에 열전사됨으로써 위치될 수 있다. Forming a spacer (1a) is a ceramic dielectric (1) and has the same material may be used, the ceramic dielectric material is first printed as a spacer (1a) to the first film ribbon (F 1) of the first film ribbon (F 1 To the
이러한 MLCC 제조 방법에서 최초 제공된 제1 필름 리본(F1)의 표면에는 일정 크기의 내부 전극(2)들과 이 내부 전극들 사이에 스페이서로서의 세라믹 유전체(1a; 이하 ‘스페이서’라 함)가 순차적으로 번갈아 인쇄되어 제공된다. 또한, 제1 필름 리본(F1)의 표면과 마주하는 대응 측에는 세라믹 유전체(1)가 인쇄된 제2 필름 리본(F2)이 마련된다. On the surface of the first film ribbon F 1 provided first in this MLCC manufacturing method,
제1 필름 리본(F1)의 구성을 보면, 내부 전극(2)과 스페이서(1a)는 베이스 PET 필름층(b)의 일면(바람직하게는 하부면)에 인쇄되고, 상기 내부 전극(2)과 베이스 PET 필름층(b) 사이에는 내부 전극(2)과 스페이서(1a)가 잘 떨어져 세라믹 유전체에 잘 전사될 수 있도록 이형층(releasing layer; a)이 인쇄된다. 이러한 이형층(a)은 내부 전극(2)의 바인더와 세라믹 유전체(1)의 바인더 물성에 따라 이형층이 필요하지 않을 경우 이를 생략할 수 있다. 또한, 베이스 PET 필름층(b)의 타면(바람직하게는 상부면)에는 내열성과 슬립성을 높이기 위한 소정 물질로 이루어진 백 코팅층(Back coating layer/Heat resistance and slip layer; c)이 인쇄된다. 백 코팅층(c)은 베이스 PET 필름층(b)이 프린터 헤드(Thermal Printer Head; 23, 도 11 참조)와 맞닿는 면에서 상기 프린터 헤드(23)의 가열에 의해 손상을 입는 것을 방지하고, 아울러 PET 필름의 이동 저항을 줄여주기 위한 목적으로 제공될 수 있다. The first film In the configuration of the ribbon (F 1), the electrode (2) and the spacer (1a) is printed on one surface (preferably the lower surface) of the base PET film layer (b), the inner electrode (2) A releasing layer (a) is printed between the
또한, 제2 필름 리본(F2)의 구성을 보면, 세라믹 유전체(1)는 베이스 PET 필름층(e)의 일면(바람직하게는 상부면)에 인쇄되고, 상기 세라믹 유전체(1)와 베이스 PET 필름층(e) 사이에는 이후 형성될 내부 전극(2)과 세라믹 유전체(1)의 적층체를 손쉽게 분리할 수 있도록 이형층(d)이 인쇄된다. In addition, the second film In the configuration of the ribbon (F 2), a ceramic dielectric (1) has a base PET is printed on one surface (surface preferably upper part) of the film layer (e), the ceramic dielectric (1) and the base PET The release layer d is printed between the film layers e so that the laminate of the
이상 설명한 바와 같이 제1 필름 리본(F1)의 베이스 PET 필름층(b)에 내부 전극(2)과 스페이서(1a)가 잘 분리될 수 있도록 이형층(a)을 인쇄하고 이 이형층 위에 내부 전극(2)과 스페이서(1a)를 순차적으로 반복 인쇄한 다음, 이를 열전사 프린터에 적합한 폭으로 재단하여 고해상도의 프린트 헤드(23)를 구비한 열전사 프린터(20; 도 11 참조)에 장착한 후 대응 측에 마련된 제2 필름 리본(F2)의 세라믹 유전체(1) 표면으로 상기 내부 전극(2)과 스페이서(1a)를 전사할 경우 기존 실크스크린 방식이나 그라비아 방식으로 구현하기 어려운 0.3μm 두께의 인쇄까지도 가능하게 된다. As described above, the release layer (a) is printed on the base PET film layer (b) of the first film ribbon (F 1 ) so that the internal electrode (2) and the spacer The
다음은 제1 필름 리본(F1)으로부터 제2 필름 리본(F2)에 대하여 내부 전극(2)과 세라믹 유전체(1)의 적층체들을 형성하고, 각 적층체의 내부 전극(2)들 사이의 공극(2a)들에 스페이서(1a)를 인쇄하는 방법을 도 9 내지 10을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. Next, the laminate of the
도 9는 내부 전극과 스페이서가 인쇄된 제1 필름 리본으로부터 제2 필름 리본에 대하여 내부 전극을 열전사하여 형성하는 도 8a의 "A" 부분 및 도 8b의 "A1" 부분에서의 MLCC 제조방법의 제1 공정도이고, 도 10은 내부 전극이 제거되고 스페이서만 남아 있는 제1 필름 리본으로부터 제2 필름 리본에 대하여 스페이서를 열전사하여 형성하는 도 8a의 "A" 부분 및 도 8b의 "A1" 부분에서의 MLCC 제조방법의 제2 공정도이다. Fig. 9 is a cross-sectional view of the MLCC manufacturing method in the "A" part of Fig. 8A and the "A1" part of Fig. 8B in which the internal electrodes are thermally transferred to the second film ribbon from the first film ribbon printed with the spacer. Fig. 10 is a sectional view taken along the line A-A in Fig. 8A and the portion A1-b in Fig. 8B formed by thermally transferring a spacer from the first film ribbon to the second film ribbon, Fig. 2 is a second process diagram of the MLCC production method in Fig.
도시된 바와 같이, 제1 필름 리본에 인쇄된 내부 전극(2)과 스페이서(1a)를 제2 필름 리본에 대하여 전사하는 과정은 제1 공정(도 9)과 제2 공정(도 10)으로 나누어 순차적으로 이루어질 수 있다. As shown in the figure, the process of transferring the
먼저 도 8과 같이 복수의 내부 전극(2)과 스페이서(1a)가 번갈아 반복적으로 인쇄된 제1 필름 리본(F1)과 세라믹 유전체(1)가 인쇄된 제2 필름 리본(F2)이 서로 마주하도록 상하 대응하여 설치된 상태(도 9a)에서 상기 제1 필름 리본(F1)으로부터 내부 전극(2)들을 제2 필름 리본(F2)의 세라믹 유전체(1) 면에 각각 열전사한다(도 9b). 이 과정에서 내부 전극(2)과 세라믹 유전체(1)의 적층 구조를 갖는 하나의 적층체가 형성되는데, 이때 제2 필름 리본(F2)의 세라믹 유전체(1) 상에는 다수의 내부 전극(2)들로 이루어진 군이 일정 간격을 두고 형성되고, 각각의 내부 전극(2)들 사이에는 일정 크기의 공극(2a)들이 제공된다(도 9c). A first film ribbon F 1 in which a plurality of
다음으로, 도 10에 도시한 바와 같이 내부 전극들이 제거된(일부는 남음) 제1 필름 리본(F1)(도 10a 참조)으로부터 스페이서(1a)들을 제2 필름 리본(F2)에 전사된 내부 전극(2)들 사이의 공극(2a)들에 각각 열전사한다(도 10b). 이에 따라, 내부 전극(2)들 사이의 각 공극(2a)들은 도 10c에 도시된 바와 같이 스페이서(1a)들로 채워져 MLCC 제조 과정에서 상기 적층체들의 반복 적층으로 인한 공극 처짐이나 크랙 발생을 방지할 수 있는 구조를 갖게 된다. Next, as shown in FIG. 10, the
참고로, 위와 같은 공정들은 열전사 프린터에서 연속적으로 이루어지며, 그에 따라 형성된 내부 전극과 세라믹 유전체 그리고 스페이서의 적층체는 일정 길이로 절단한 후 이를 하나의 레이어(layer)로 하여 복수 적층한다. 또한, 복수 적층된 레이어들은 소정 압력으로 압착(예를 들어, 물 속에서의 수압에 의해)시킨 다음 일정 간격의 절취선(D; 도 7b 참조)을 따라 절취하고, 금속물을 이용하여 양 단부를 터미네이션함으로써 도 6에 도시된 바와 같은 MLCC의 최종 제품을 완성하게 된다. 또한, 내부 전극과 세라믹 유전체의 다층 적층 구조를 제공함으로써 내부 전극의 면적을 증대시킬 수 있고, 이를 통해 MLCC의 효율, 즉 커패시턴스를 더욱 높일 수 있게 된다.For reference, the processes described above are continuously performed in a thermal printer, and the laminate of the internal electrode, the ceramic dielectric, and the spacer thus formed is cut into a predetermined length, and then laminated in plural layers as a single layer. Further, the plurality of stacked layers are pressed (for example, by water pressure in water) at a predetermined pressure, cut along a perforated line D (see FIG. 7B) at a constant interval, Termination to complete the final product of the MLCC as shown in FIG. Further, by providing a multi-layered structure of internal electrodes and ceramic dielectrics, the area of the internal electrodes can be increased, thereby increasing the efficiency, i.e., the capacitance, of the MLCC.
도 11은 도 8의 MLCC 제조방법에 따른 도 9 및 10의 공정들을 수행하기 위한 열전사 프린터와 그에 장착되는 필름 리본들의 설치 상태를 나타낸 것으로, 제1 필름 리본(F1)으로부터 제2 필름 리본(F2)의 세라믹 유전체(1) 상에 내부 전극(2)을 전사하기 위한 제1 공정(도 9a)과, 제2 필름 리본(F2)에 전사된 내부 전극(2)들 사이의 각 공극(2a)들에 스페이서(1a)를 전사하기 위한 제2 공정(도 10a)이 하나의 열전사 프린터(20)에서 연속적으로 이루어질 수 있다. FIG. 11 is a view showing an installation state of a thermal transfer printer and film ribbons to be mounted thereon for performing the processes of FIGS. 9 and 10 according to the MLCC manufacturing method of FIG. 8, wherein a first film ribbon F 1 , (F 2) a ceramic dielectric (1) a first step (Fig. 9a) for transferring the internal electrode (2) on and, the angle between the two film ribbon (F 2) of the
이러한 열전사 프린터(20)는 내부 전극(2)과 스페이서(1a)가 교대로 반복 인쇄된 제1 필름 리본(F1)을 공급코어(21)로부터 권취코어(22)로 이송하고, 그에 대응하여 세라믹 유전체(1)가 인쇄된 제2 필름 리본(F2)을 하부코어(24)로부터 인출가능하도록 구성한다. This
공급코어(21)와 권취코어(22) 사이에는 제1 필름 리본(F1)의 상부로부터 프린터 헤드(23)가 상하 승강가능하게 위치되고, 하부코어(24)로부터 인출되는 제2 필름 리본(F2)의 하부에는 프린트 헤드(23)에 의한 가열 프레싱을 지지하도록 상기 프린트 헤드(23)에 대응하는 지지롤러(25)가 위치된다. 또한, 제2 필름 리본(F2)을 공급하는 하부코어(24)의 일측, 바람직하게는 상기 지지롤러(25)와의 사이 소정 위치에 둘레면을 따라서 다수의 톱니들(metal bars)이 형성된 일정 직경의 이송롤러(‘스파이크 롤러(spike roller)’로도 지칭됨; 27)가 구비될 수 있다. 이러한 이송롤러(27)는 제1 필름 리본(F1)의 작동 중지 상태에서 상기 하부코어(24)로부터 제2 필름 리본(F2)을 일정 길이만큼 인출시키는 역할과, 또한 상기 인출된 제2 필름 리본(F2)이 하부코어(24)로 롤백(roll-back)되면서 프린트 헤드(23)에 의해 내부 전극(2) 또는 스페이서(1a)의 열전사가 이루어지는 동안 상기 제2 필름 리본(F2)을 안내하는 역할을 수행한다. 참고로, 미설명된 부호 ‘26’은 제2 필름 리본을 눌러주는‘프레스 롤러’이고, 이송롤러(27)의 구동에 따른 제2 필름 리본(F2)의 이송거리 측정은 이송롤러(27)의 회전수와 상기 이송롤러의 둘레면을 따라 형성된 톱니들의 피치를 계산하여 이루어질 수 있다.A second film ribbon (F 1 ) is disposed between the feed core (21) and the winding core (22) so that the printer head (23) can be lifted up and down from the upper part of the first film ribbon the
도 12 내지 도 15는 도 11의 열전사 프린터 구성에서 본 발명의 적층 세라믹 커패시터(MLCC)를 제조하기 위한 각 단계별 작동 상태를 도시한 것으로, 도 12 및 13은 도 9a의 제1 공정을 수행하기 위한 제1 및 제2 작동 단계를 나타낸 도면이고, 도 14 및 15는 도 10a의 제2 공정을 수행하기 위한 제1 및 제2 작동 단계를 나타낸 도면이다. FIGS. 12 to 15 illustrate operation states of each step for manufacturing the multilayer ceramic capacitor (MLCC) of the present invention in the thermal transfer printer configuration of FIG. 11, And FIGS. 14 and 15 are views showing first and second operation steps for performing the second process of FIG. 10A.
도시된 바에 따르면, 제1 필름 리본(F1)과 제2 필름 리본(F2)은 프린터 헤드(23)의 아래에서 서로 상하 마주한 상태로 위치하며, 상기 프린터 헤드(23)의 가열 프레싱(heat pressing)에 의해 상기 제1 필름 리본(F1) 표면의 내부 전극(2)과 스페이서(1a)가 상기 제2 필름 리본(F2) 표면의 세라믹 유전체(1) 위로 각각 열전사되어 내부 전극(2)과 세라믹 유전체(1)의 적층체를 형성하게 된다. 이와 같은 적층체의 형성을 위한 열전사 프린터(20)의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다. The first film ribbon F 1 and the second film ribbon F 2 are positioned so as to face each other under the
먼저, 이송롤러(27)가 구동하여 도 12에 도시된 바와 같이 제2 필름 리본(F2)을 일정 길이만큼 인출한다. 이때, 제1 필름 리본(F1)과 프린트 헤드(23)는 정지 상태를 유지한다. 다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이 권취코어(22; 도 11)가 구동하면서 제1 필름 리본(F1)이 공급코어(21; 도 11)로부터 권취코어(22)로 이동하고, 그와 동시에 하부코어(24)가 롤백하면서 제2 필름 리본(F2)을 회수하게 되는데, 이 과정에서 프린트 헤드(23)가 하강하면서 우선 제1 필름 리본(F1) 표면의 내부 전극(2)들을 가열 프레싱(heat press)하여 제2 필름 리본(F2)의 세라믹 유전체(1) 표면 위로 열전사시킨다. First, the conveying
다음으로, 이송롤러(27)가 구동하여 도 14에 도시된 바와 같이 내부 전극(2)들이 인쇄된 제2 필름 리본(F2-1)을 일정 길이만큼 인출한다. 이때, 제2 필름 리본(F2-1) 상에 인쇄된 내부 전극(2)들 사이의 공극(2a)들과 제1 필름 리본(F1-1) 표면의 스페이서(1a)들이 대응하도록 위치시키며, 제1 필름 리본(F1-1)과 프린트 헤드(23)는 정지 상태를 유지한다. Next, the transporting
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이 권취코어(22)가 구동하면서 제1 필름 리본(F1-1)이 공급코어(21)로부터 권취코어(22)로 이동하고, 그와 동시에 하부코어(24)가 롤백하면서 제2 필름 리본(F2-1)을 회수하게 되는데, 이 과정에서 프린트 헤드(23)가 다시 하강하면서 제1 필름 리본(F1-1) 표면의 스페이서(1a)들을 가열 프레싱하여 제2 필름 리본(F2-1)에 인쇄된 내부 전극(2)들 사이의 공극(2a)들에 열전사시킨다. Next, as shown in Fig. 15, while the winding
이와 같은 방법에 따라 본 발명은 내부 전극과 세라믹 유전체로 이루어진 적층체에서 각각의 내부 전극들 사이의 공극들에 스페이서를 제공함으로써 전극의 에지(edge) 붕괴를 예방할 수 있다. According to such a method, the present invention can prevent edge collapse of the electrode by providing a spacer in the pores between the respective internal electrodes in the laminate composed of the internal electrode and the ceramic dielectric.
이상 다양한 실시 및 작동 형태들을 통해 본 발명의 구체적인 기술 사상을 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용들은 본 발명의 바람직한 실시형태들 중 일부만을 예시한 정도에 불과하고, 따라서 이하의 특허 청구항에 기재된 범위 내에서 발명의 요지를 변경시키지 않고 다양한 변형을 가하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 자명하게 파악할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
1 : 세라믹 유전체
1a : 스페이서
2 : 내부 전극
2a : 공극
10,20 : 열전사 프린터
11,21,14 : 공급코어
12,22,15 : 권취코어
24 : 하부코어
13,23 : 프린터 헤드
17 :공급롤
27 : 이송롤러
F1 : 제1 필름 리본
F2 : 제2 필름 리본
a,d : 이형층
b,e : 베이스 PET 필름층
c : 백 코팅층
B : 처짐 라인
C : 크랙
D : 절취선1: Ceramic dielectric
1a: Spacer
2: internal electrode
2a: air gap
10, 20: Thermal printer
11, 21, 14: Supply core
12, 22, 15:
24: Lower core
13,23: Printer head
17: Supply roll
27: Feed roller
F 1 : First film ribbon
F 2 : Second film ribbon
a, d:
b, e: base PET film layer
c: back coating layer
B: deflection line
C: Crack
D: perforated line
Claims (10)
열전사에 의해 세라믹 유전체에 내부 전극을 적층하여 소정 규격의 적층체를 형성하는 공정과,
상기 공정에 따른 세라믹 유전체와 내부 전극의 적층체를 반복 적층함으로써 내부 전극의 전체 면적을 증대시키는 공정을 포함하는 MLCC 제조방법. As an MLCC manufacturing method for increasing the efficiency of an MLCC,
A step of laminating internal electrodes on the ceramic dielectric by thermal transfer to form a laminate of a predetermined standard,
And a step of repeatedly laminating a laminated body of a ceramic dielectric and an internal electrode according to the above process so as to increase the total area of the internal electrodes.
상기 적층체를 형성하는 공정은,
내부 전극이 인쇄된 열전사 필름을 공급코어로부터 권취코어로 이송하고, 그에 대면하여 세라믹 유전체가 인쇄된 열전사 필름을 공급코어로부터 권취코어로 이송하는 단계; 및
프린터 헤드의 가열 프레싱에 의해 상기 필름 표면의 내부 전극을 상기 필름 표면의 세라믹 유전체 위로 열전사하여 세라믹 유전체와 내부 전극의 적층을 갖는 열전사 필름을 형성하는 단계를 포함하는 MLCC 제조방법. The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the laminate comprises:
Transferring the thermal transfer film on which the internal electrode is printed from the feed core to the take-up core, and transferring the thermal transfer film on which the ceramic dielectric is printed from the feed core to the take-up core in opposition thereto; And
And thermally transferring the internal electrode of the film surface onto the ceramic dielectric of the film surface by heat pressing of the print head to form a thermal transfer film having a laminate of a ceramic dielectric and an internal electrode.
상기 적층체를 형성하는 공정은,
세라믹 유전체의 표면에 적층된 내부 전극들 사이의 각 공극들에 열전사에 의해 스페이서로서의 세라믹 유전체를 설치하는 것을 더 포함하는 MLCC 제조방법. The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the laminate comprises:
Further comprising providing a ceramic dielectric as a spacer by thermal transfer on each of the gaps between the internal electrodes stacked on the surface of the ceramic dielectric.
상기 적층체를 형성하는 공정은,
제1 필름 리본으로부터 제2 필름 리본의 세라믹 유전체 상에 내부 전극을 전사하기 위한 제1 공정과, 제1 필름 리본으로부터 상기 제2 필름 리본에 전사된 내부 전극들 사이의 각 공극들에 스페이서를 전사하기 위한 제2 공정이 하나의 열전사 프린터에서 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 MLCC 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the laminate comprises:
A first step of transferring the internal electrodes from the first film ribbon onto the ceramic dielectric of the second film ribbon; and a step of transferring the spacers from the first film ribbon to the respective internal electrodes between the internal electrodes transferred to the second film ribbon And the second step is performed continuously in one thermal transfer printer.
상기 열전사 프린터는 내부 전극과 스페이서가 교대로 반복 인쇄된 제1 필름 리본을 공급코어로부터 권취코어로 이송하고, 그에 대응하여 세라믹 유전체가 인쇄된 제2 필름 리본을 하부코어로부터 인출 및 롤백(roll-back) 가능하도록 구성하되, 공급코어와 권취코어 사이에는 제1 필름 리본의 상부로부터 프린터 헤드가 상하 승강가능하게 위치되고, 하부코어로부터 인출되는 제2 필름 리본의 하부에는 프린트 헤드에 의한 가열 프레싱을 지지하도록 상기 프린트 헤드에 대응하는 지지롤러가 위치되는 것을 특징으로 하는 MLCC 제조방법.5. The method of claim 4,
The thermal transfer printer transfers the first film ribbon, which is alternately repetitively printed with internal electrodes and spacers, from the feed core to the winding core, and the second film ribbon on which the ceramic dielectric is printed correspondingly is taken out from the lower core and rolled the print head is vertically liftable from the upper portion of the first film ribbon and the lower portion of the second film ribbon drawn out from the lower core is positioned between the feed core and the winding core, Wherein a support roller corresponding to the print head is positioned to support the printhead.
상기 하부코어와 상기 지지롤러 사이에 원주를 따라 다수의 톱니들이 형성된 이송롤러가 구비되고, 상기 이송롤러는 제1 필름 리본의 작동 중지 상태에서 상기 하부코어로부터 제2 필름 리본을 일정 길이만큼 인출시키는 역할과, 상기 인출된 제2 필름 리본이 하부코어로 롤백(roll-back)되면서 상기 프린트 헤드에 의해 내부 전극 또는 스페이서의 열전사가 이루어지는 동안 상기 제2 필름 리본을 안내하는 역할을 함께 수행하는 것을 특징으로 하는 MLCC 제조방법.6. The method of claim 5,
And a conveying roller having a plurality of teeth formed along a circumference between the lower core and the supporting roller, wherein the conveying roller conveys the second film ribbon from the lower core by a predetermined length in an operation stop state of the first film ribbon And the second film ribbon is rolled back to the lower core to guide the second film ribbon while thermally transferring the internal electrode or the spacer by the print head. . ≪ / RTI >
상기 내부 전극은 베이스 PET 필름층의 일면에 인쇄되고, 상기 내부 전극과 베이스 PET 필름층 사이에는 이형제층이 형성되며, 상기 베이스 PET 필름의 타면에는 프린터 헤드에서 인가되는 열로부터 상기 베이스 PET 필름층을 보호해주고 인쇄 시에는 필름의 이동을 원활하게 하여 인쇄 품질을 높일 수 있도록 일정한 슬립성을 갖는 소정 물질의 백 코팅층이 인쇄된 것을 특징으로 하는 MLCC 제조방법.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The inner electrode is printed on one side of the base PET film layer, a release agent layer is formed between the inner electrode and the base PET film layer, and the base PET film layer is formed on the other side of the base PET film, And a back coating layer of a predetermined material having a predetermined slip property is printed so as to improve the printing quality by smoothly moving the film during printing.
상기 세라믹 유전체는 베이스 PET 필름층의 일면에 인쇄되고, 상기 세라믹 유전체와 베이스 PET 필름층 사이에 이형제층이 인쇄된 것을 특징으로 하는 MLCC 제조방법.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the ceramic dielectric is printed on one side of the base PET film layer and a release agent layer is printed between the ceramic dielectric and the base PET film layer.
상기 내부 전극은 이형제층과의 결합력에 비해 실리콘 유전체 층과의 접착력을 크게 하는 바인더를 포함하고, 상기 바인더는 바인더 번 아웃(Binder burn out) 공정을 통해 완전히 연소되는 것을 특징으로 하는 MLCC 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the internal electrode comprises a binder that increases the adhesion of the internal electrode to the silicon dielectric layer in comparison to the bond strength with the release agent layer, and wherein the binder is completely burned through a binder burnout process.
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Cited By (2)
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CN112277493A (en) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 中科传感技术(青岛)研究院 | Transfer printing method for bottom electrode of multilayer piezoelectric ceramic piece |
KR102295458B1 (en) | 2020-04-08 | 2021-08-30 | 삼화콘덴서공업주식회사 | Multilayer ceramic electronic parts and manufacturing method thereof |
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