CN102602129A - 凹版印刷设备和多层电子元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于制造多层电子元件的凹版印刷设备和使用所述凹版印刷设备的多层电子元件。所述凹版印刷设备包括：凹版辊，该凹版辊具有多个在该凹版辊的外表面上形成的单元图案；供料容器，该供料容器允许所述凹版辊的部分浸没在所述供料容器中并当所述凹版辊转动时为所述单元图案供应印刷介质；以及压力辊，该压力辊的转动方式为，在所述压力辊和所述凹版辊之间***印刷片以及随所述压力辊的转动传送所述印刷片时，该压力辊的部分与所述凹版辊相接触，其中，多个单元图案被分割到多个在印刷方向上排成一行的波浪状分区中。根据本发明，可以增强印刷质量以改进多层电子元件电容的可靠性。

Description

凹版印刷设备和多层电子元件及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2010-0131696的优先权，该专利申请的公开内容作为引用并入本申请中。

技术领域

本发明涉及用于制造多层电子元件的凹版印刷设备和使用所述设备制造的多层电子元件，更详细地，涉及具有改进了的印刷图案质量的凹版印刷设备以及使用此设备制造的多层电子元件。

背景技术

一般地，为了制造例如多层陶瓷电容器的多层陶瓷电子元件，在陶瓷生片上印刷导电胶以形成内部电极。在陶瓷生片上印刷导电胶的过程中，要求印刷的内部电极图案应当是高度精确的。

在相关领域中，内部电极图案是通过丝网印刷方法印刷的。所述丝网印刷方法适合于图案的形成，并且方便应用于“辊对辊(roll-to-roll)”的工艺中，但是也具有印刷速度和印刷精确度低的局限性。

因此，最近已将具有更强性能和高精确度的凹版印刷用于印刷内部电极图案。

在通过凹版印刷方法为多层电子元件印刷内部电极图案过程中，在整个印刷表面上都要求每个内部电极图案的微观一致性以及多个内部电极图案的一致性。因此，设计图案单元的形状对决定印刷质量是重要的。

取决于所述图案单元形状的设计，可能发生印刷图案的扩散(spreading)，也可能决定印刷图案表面的找平特性(leveling characteristics)。

在印刷图案扩散的情况中，降低了所述找平特性，并且图案的厚度不均匀，显著增加了所述多层电子元件的电容偏差。

因此，为了减少所述电容偏差和制造高可靠性的电子元件，设计在凹版辊上形成的所述图案单元的形状就是重要的。

发明内容

本发明的一方面提供了一种凹版印刷设备，该凹版印刷设备包括能够增强印刷质量的单元，以及通过使用所述凹版印刷设备制造多层电子元件。

根据本发明的一方面，提供的凹版印刷设备包括：凹版辊，该凹版辊具有多个在该凹版辊的外表面上成形的单元图案；供料容器，该供料容器允许所述凹版辊的部分浸没在所述供料容器中并当所述凹版辊转动时为所述单元图案供应印刷介质；压力辊，该压力辊的转动方式为，在所述压力辊和凹版辊之间***印刷片以及随所述压力辊的转动传送所述印刷片时，该压力辊的部分与所述凹版辊相接触，其中，多个单元图案被分割多个在印刷方向上排成一行的波浪状分区中。

在多个波浪状分区之间的中央部分可以形成有凹槽。

通过连接多个凹槽分区可以形成所述波浪状分区，并在多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上可以在先地形成中央凹槽分区。

通过连接多个凹槽分区可以形成所述波浪状分区，并在所述多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上可以在后地形成中央凹槽分区。

可以通过连接多个V形凹槽分区形成所述波浪状分区。

可以通过连接多个U形凹槽分区形成所述波浪状分区。

所述波浪状分区可以形成有多个凹槽分区并且包括在所述多个凹槽分区中央部分的线状分区。

所述印刷介质可以是用于内部电极图案的导电胶。

所述用于印刷的印刷片可以为陶瓷生片。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造多层电子元件的方法，所述方法包括：制备多个陶瓷生片；和通过使用用于多层电子元件的凹版印刷设备，在所述多个陶瓷生片上形成包括中央部分和边缘部分的内部电极图案，每个部分有预定的厚度，所述凹版印刷设备包括：凹版辊，该凹版辊具有多个在该凹版辊的外表面上形成的单元图案；供料容器，该供料容器允许所述凹版辊的部分浸没在所述供料容器中并当所述凹版辊转动时为所述单元图案供应印刷介质；以及压力辊，该压力辊的转动方式为，在所述压力辊和所述凹版辊之间***印刷片以及随所述压力辊的转动传送所述印刷片时，该压力辊的部分与所述凹版辊相接触，其中，多个单元图案被分割到多个在印刷方向上排成一行的波浪状分区中。

所述内部电极图案可以被印刷成央部分和边缘部分具有相同的厚度。

可以通过连接多个凹槽分区可形成所述波浪状分区，而且在多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上可以在先地形成中央凹槽分区，以印刷包括具有比中央部分厚度大的边缘部分的内部电极图案。

可以通过连接多个凹槽分区形成所述波浪状分区，并在多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上可以在后地形成中央凹槽分区，以印刷包括具有比中央部分厚度小的边缘部分的内部电极图案。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种多层电子元件，该多层电子元件包括：多个陶瓷生片；和内部电极图案，该内部电极图案通过在所述陶瓷生片上印刷导电胶形成并且该内部电极图案以使得该内部电极图案的中央部分和边缘部分分别有预定的厚度的方式来印刷。

所述内部电极图案可以以使得该内部电极图案的中央部分和边缘部分有相同的厚度的方式来印刷。

所述内部电极图案可以以使得该内部电极图案的中央部分的厚度比边缘部分厚度小的方式来印刷。

所述内部电极图案可以以使得该内部电极图案的中央部分的厚度比边缘部分厚度大的方式来印刷。

附图说明

下面结合附图详细描述，以便更清楚地理解本发明的上述和其他方面，特征及其他优点，其中：

图1是根据本发明的一种实施方式的凹版印刷设备的示意图；

图2是根据本发明的第一实施方式提供的具有单元图案的凹版辊的平面图；

图3是根据本发明第二实施方式提供的具有单元图案的凹版辊的平面图；

图4是根据本发明第三实施方式提供的具有单元图案的凹版辊的平面图；以及

图5是根据本发明第四实施方式提供的具有单元图案的凹版辊的平面图。

具体实施方式

参考附图将描述本发明的实施方式，以便本领域技术人员能够容易地达到本发明的目的。在描述本发明实施方式过程中，将省略公知的功能和配置的详细描述，这些详细描述有可能掩盖本发明的实质。

相似的引用标记将用于描述所有附图中的相同或者相似的功能。

当组件被提及与另外的组件“连接”时，这可能意味着它是直接与其他组件连接的，但是应当理解的是另外一个组件也可能存在于它们之间。除非具有明确的相反描述，术语“包括”指的是更进一步包括组件，而不是排除所述组件。

根据本发明的实施方式，用于多层电子组件的凹版印刷设备，和使用所述凹版印刷设备的多层电子元件现将参考图1至图5加以描述。

图1是根据本发明实施方式的凹版印刷设备的示意图。图2是根据本发明的第一实施方式提供的具有单元图案的凹版辊。图3是根据本发明的第二实施方式提供的具有单元图案的凹版辊。图4是根据本发明的第三实施方式提供的具有单元图案的凹版辊。图5是根据本发明第四实施方式提供的具有单元图案的凹版辊。

根据本发明实施方式，参考图1图解说明凹版印刷设备，所述凹版印刷设备包括凹版辊10，压力辊20，供料容器30和刮浆刀(doctorblade)40。

印刷片100，是用于印刷的片，配置在所述凹版辊10和所述压力辊20之间，并且随着所述凹版辊10和所述压力辊20的转动可以传送所述印刷片100。

转动的同时，所述凹版辊10浸没在盛装在提供印刷介质的所述供料容器30中的印刷介质，即墨水32中。在浸没过程中，在所述凹版辊10上形成的所述单元图案的内部填充所述墨水32，而且随着所述凹版辊10的转动，所述单元图案朝着所述压力辊20传送。

所述印刷介质可以是适于印刷各种图案的介质，并且，根据本发明的实施方式，所述印刷介质可以是适用于印刷构成多层电子元件内部电极图案的导电胶。

填充满所述凹版辊10表面上成型的所述单元图案之后残留的印刷介质可以用刮浆刀40刮除。

填充于所述单元图案中的所述墨水可以传送到所述印刷片100的某点，在此点所述凹版辊10和所述压力辊20互相接触。

所述印刷片100可以是用于制造各种可以应用凹版印刷方法的电子元件的片，并且根据本发明的实施方式，陶瓷生片可以用作所述印刷片100。

在凹版印刷方法的情况中，印刷质量可以由所述凹版辊10上成型的所述单元图案的精确度来决定。

为了制造所述凹版辊10上成型的所述单元图案，可以设计所需形状的单元图案，通过使用激光步进机(laser stepper)等，在所述凹版辊10的表面上曝光，然后在半加工(semi-processed)状态下刻蚀形成所述图案。之后，为了防止腐蚀等，进行镀铬以在所述凹版辊10的外表面上形成多个单元图案。

所述凹版印刷方法用于除多层陶瓷电子元件之外的各种电子组件等，并且通过使用包括凹版辊和压迫片以印刷的压力辊的凹版印刷机完成所描述的凹版印刷。

根据本发明的第一实施方式，参考图2图解说明凹版辊的单元图案，多个单元图案被分割并形成到多个在印刷方向上排成一行的波浪状分区53中。

根据本发明的实施方式，由于所述单元图案被分割到所述多个波浪状分区53中，可以印刷单个厚度一致的内部电极图案。

所述波浪状分区53可以凭借多个凹槽分区H的重复形成波浪形状。

参考图2，所述凹版辊10从底部转动到顶部，相应地，朝下方向的P指的是印刷方向。在所述印刷方向上传送作为印刷介质的所述墨水32。

当所述凹版辊10的单元图案59与所述印刷片100相接触时，填充进所述单元图案的所述墨水按照所述单元图案的形状传送到所述印刷片100上，从而进行印刷。由于所述印刷片与相应单元图案互相相接触的接触点接近于所述印刷片和所述相应单元图案，填充于所述相应单元图案中的额外墨水朝着向敞开的单元图案传送。因此，甚至在同样的单元中，会发生所述墨水聚集在最后形成的接触点，即，在最后印刷点的现象。

换句话说，当从所述印刷方向上看时，会发生所述墨水在所述相应单元图案最后形成部分聚集的现象。因此，甚至在完成符合同样单元图案印刷的情况中，印刷图案的高度会改变。

然而，根据本发明的实施方式，为了使所述印刷图案的高度相一致，所述多个凹槽分区H排列成一行以允许所述墨水32在所述凹槽分区H的内部聚集，从而均匀地分布在其中。

换句话说，至于通过所述单元图案59分割成所述波浪状分区53印刷的印刷图案，当所述墨水32聚集并均匀地分布在所述多个凹槽分区H中时，凭借印刷之后的墨水找平工艺(leveling process)使所述印刷图案平坦化，从而有平坦化的结构。

所述内部电极图案的中央部分和边缘部分形成有相同的厚度，从而允许印刷表面平坦化的内部电极图案。

根据本发明的实施方式，凹槽51会在所述多个波浪状分区53之间的中央部分中形成。

当在所述印刷片100上完成印刷时，所述凹槽51可以在所述印刷图案间的中央部分形成突出物。这里，所述墨水32，即印刷介质，是具有流动性的物质，所述突出物可以通过随后的找平工艺均匀地扩散到印刷图案表面上。

换句话说，当没有形成所述凹槽51时，所述墨水32可以在所述印刷图案的不确定的部分中聚集，而且相应地，甚至在所述印刷图案经受找平工艺的情况中，其表面可能有不规则的形状。

然而，根据本发明的实施方式，由于所述凹槽51在所述波浪状分区53之间的所述中央部分中形成，所述墨水32可以在所述印刷图案间的中央部分内聚集，而且相应地，所述印刷图案表面可以通过所述找平工艺而达到一致。

根据本发明的第二实施方式，参考图3图解说明单元图案209，波浪状分区203的中央凹槽分区H1可以在所述印刷方向上相对于边缘凹槽分区H2朝向前方形成。

根据本发明的实施方式，所述波浪状分区203可能包括多个凹槽分区。在多个凹槽分区当中，所述中央凹槽分区H1，相对于所述边缘凹槽分区H2，可以最后在所述印刷方向上形成。

在使用所述凹版辊10的所述印刷方法中，甚至在同样的单元图案209中，墨水可以在在所述印刷方向上最后形成所述单元图案209的部分中聚集。因此，相对于它的其他部分，可能发生印刷图案在所述印刷方向上最后形成的部分有更厚的高度的现象。

根据本发明的实施方式，在通过所述多个凹槽分区持续的所述波浪状分区203中，所述中央凹槽分区H1有可能在所述印刷方向上，相对于所述边缘凹槽分区H2，排列在最后。

因此，所述墨水可以在在所述印刷方向上最后排列的所述单元图案的中央凹槽分区H1中聚集，并相应地，可能发生印刷好的印刷图案的所述中央部分比图案的其他部分更高的现象。

因此，可以印刷出朝向所述中央部分高度增加的所述印好的印刷图案。

此外，根据本发明的第三实施方式，参考图4图解说明单元图案409，波浪状分区403的中央凹槽分区H3，相对于边缘凹槽分区H4，可以在与所述印刷方向相反方向上形成。

根据本发明的实施方式，在所述单元图案409中，所述波浪状分区403通过多个凹槽分区而继续，而且在多个凹槽分区当中，所述边缘凹槽分区H4可以在后地在所述印刷方向上相对于所述中央凹槽分区H3形成，以允许墨水在所述边缘凹槽分区H4中聚集。

相应地，可能发生所述墨水在所述印好的印刷图案的边缘部分聚集的现象。因此，印好的印刷图案的中央部分会有比其边缘部分更小的厚度。

根据本发明的实施方式，相应于所述印刷方向，可以控制的所述中央凹槽分区和所述边缘凹槽分区的位置，从而调整墨水的浓度，相应地，可以调整所述印刷图案的厚度。

换句话说，所述内部电极图案的边缘部分和中央部分可以分别具有所需的厚度。

为了让所述内部电极图案所需的部分有增加的厚度，在相应部分形成的凹槽分区的位置可以在后地排列在所述印刷方向上，相应地，可以在选择方向上形成具有增加厚度的印刷图案。

根据本发明的第四实施方式，参考图5图解说明单元图案309，多个波浪状分区303可以包括在其中央部分中的线状分区L。

参考图5，所述单元图案309可以被分割到多个在所述印刷方向上排列的所述波浪状分区303中。可以注意到所述波浪状分区303包括多个凹槽分区并且多个凹槽分区包括在其中央部分中的所述直线分区L。

根据本发明的实施方式，至于所述波浪状分区303，相对于边缘凹槽分区H5，所述中央部分的所述直线分区L在后地形成在所述印刷方向上。

相应地，墨水可以在在所述印刷方向在后地形成的中央部分中的所述直线分区L中聚集。因此，在印好的印刷图案中，其中央部分可以有相应于所述直线分区L长度增加的厚度。

根据本发明的实施方式，特别是，在所述波浪状分区303的所述中央部分形成所述直线分区L，这样，在所述印好的印刷图案中，可以调整具有相当厚度增加的所述中央部分的所述长度。

换句话说，在所述印好的印刷图案中，通过排列所述直线分区L可以调整有所需厚度的部分的长度。

根据本发明的另一种实施方式，中央线状分区可以相对于边凹槽分区，在先地形成在所述印刷方向上，相应地，可以印刷所述中央部分厚度有减少的印刷图案。

同样地，通过控制所述中央线状分区的长度，可以调整印好的图案的薄部分的长度，这样可以形成有所需长度的薄的印好的图案。

根据本发明的实施方式，通过多个凹槽图案在所述印刷方向上的排列和线状图案与凹槽图案的复合处理，可以印刷出所选择部分有所需长度和厚度的印刷图案。

根据本发明的实施方式，所述波浪状分区的所述凹槽分区可以有多种形状。所述波浪状分区可以有V-形凹槽分区重复连接的结构，和U-形凹槽部分重复连接的结构。

参考图2，所述波浪状分区可以有所述U-形部分重复处理的结构，以及表面墨水可以聚集在所述凹槽分区中，并不限制于此。

参考图3和图4，排列V-形凹槽分区，墨水聚集的程度可以通过控制所述中央V-形凹槽分区下凹部分的深度加以调节，相应地印刷图案可以印成所需的厚度。

参考图2至图5，所述凹槽51、201、301和401可以分别各自排列在多个波浪状分区之间，以及印好的印刷图案的找平特性可以通过排列所述凹槽来增强。

根据本发明的另一种实施方式，多个凹槽可以排列在多个波浪状分区之间，相应地，所述印刷图案的找平特性可以得到增强。

根据本发明的一种实施方式，制造多层电子元件的方法包括：制备多个陶瓷生片；和凭借用于多层电子元件的凹版印刷设备的使用，通过印刷导电胶在多个陶瓷生片上形成内部电极图案，所述凹版印刷设备包括：凹版辊，在该凹版辊的外表面上成型有多个单元图案，供料容器，该供料容器允许所述凹版辊的部分浸没在该供料容器中并且当所述凹版辊转动时为所述单元图案供应印刷介质，以及压力辊，该压力辊的转动方式为该压力辊的部分与所述凹版辊相接触同时在所述压力辊和所述凹版印刷之间***印刷片并且随所述压力辊转动传送所述印刷片，其中所述多个单元图案被分割到多个在印刷方向上排成一行的波浪状分区中。

特别地，所述凹版印刷设备可以应用于多个陶瓷生片层叠的多层陶瓷电子元件。

所述凹版印刷设备可以用于印刷包括多个陶瓷生片上导电粉末的内部电极图案，而且所述内部电极图案可以印成所需的厚度和长度。

特别地，所述凹版印刷设备的被分割成所述单元图案的所述波浪状分区可以通过连接多个凹槽分区形成。在所述多个凹槽分区当中，中央凹槽分区，相对于边缘凹槽分区，在先地在所述印刷方向上形成，这样可以印刷出边缘部分比中央部分厚度更大的内部电极图案。

同样，通过连接多个凹槽分区形成所述波浪状分区。在所述多个凹槽分区当中，中央凹槽分区，相对于边缘凹槽分区，在后地在所述印刷方向上形成，这样可以印刷出边缘部分比中央部分厚度更小的内部电极图案。

在所述内部电极图案的情况中，根据层叠和压缩可以比其他部分有选择地进一步扩展其中的部分。这是因为更多的内部电极图案在相应的部分得到层叠。在这种情况中，可能产生例如所述内部电极图案不足的结构缺陷。

然而，根据本发明的实施方式，为了解决这样的缺陷，以使得其中更多内部电极图案的选择性层叠的部分的厚度减少的方式来进行印刷，因此防止在所述内部电极图案中产生结构缺陷。

根据本发明的实施方式，凭借通过带有波浪状分区的凹版印刷设备的使用增强的印刷图案的找平特性，可以印刷具有一致厚度的印刷图案。

而且，可以通过调节其中的厚度和其中有预定厚度部分的长度印刷出带有所希望形状的印刷图案。

同样，特别地，根据本发明的实施方式所述凹版印刷设备可以用于多层电子元件并调整印刷图案的厚度，即，部分所述印刷图案有选择地得到更多扩展和部分有选择地得到较少扩展从而防止了在产品中产生结构缺陷。相应地，可以降低所述多层电子元件的缺陷率并可以增强可靠性。

如前所述，根据本发明的实施方式，可以使用几种能够改进印刷精确性的图案单元形状，相应地，可以增强印刷精确性，更进一步能够调节印刷厚度和找平特性。

因此，根据本发明的实施方式，可以增强印刷质量以改进多层电子元件电容的可靠性，并且通过印刷薄膜内部电极能够得到高电容多层电子元件。

当结合实施方式已经表明和描述本发明的时候，不背离本发明的依所附的权利要求定义的精神和范围进行的修改和变更，对于本领域技术人员是显而易见的。

Claims (17)

1.一种凹版印刷设备，该凹版印刷设备包括：

凹版辊，该凹版辊具有多个在该凹版辊的外表面上形成的单元图案；

供料容器，该供料容器允许所述凹版辊的部分浸没在所述供料容器中并当所述凹版辊转动时为所述单元图案供应印刷介质；以及

压力辊，该压力辊的转动方式为，在所述压力辊和所述凹版辊之间***印刷片以及随所述压力辊的转动传送所述印刷片时，该压力辊的部分与所述凹版辊相接触，

其中，多个单元图案被分割到多个在印刷方向上排成一行的波浪状分区中。

2.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，在多个波浪状分区之间的中央部分形成有凹槽。

3.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，通过连接多个凹槽分区形成所述波浪状分区，并在多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上在先地形成中央凹槽分区。

4.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，通过连接多个凹槽分区形成所述波浪状分区，并在多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上在后地形成中央凹槽分区。

5.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，通过连接多个V-形凹槽分区形成所述波浪状分区。

6.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，通过连接多个U-形凹槽分区形成所述波浪状分区。

7.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述波浪状分区形成有多个凹槽分区并且包括在所述多个凹槽分区中央部分的线状分区。

8.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，所述印刷介质是用于内部电极图案的导电胶。

9.根据权利要求1所述的凹版印刷设备，其中，用于印刷的印刷片为陶瓷生片。

10.一种制造多层电子元件的方法，该方法包括：

制备多个陶瓷生片；和

通过使用用于多层电子元件的凹版印刷设备，在所述多个陶瓷生片上形成包括中央部分和边缘部分的内部电极图案，每个部分有预定的厚度，所述凹版印刷设备包括：凹版辊，该凹版辊具有多个在该凹版辊的外表面上形成的单元图案，供料容器，该供料容器允许所述凹版辊的部分浸没在所述供料容器中并当所述凹版辊转动时为所述单元图案供应印刷介质；以及压力辊，该压力辊的转动方式为，在所述压力辊和所述凹版辊之间***印刷片以及随所述压力辊的转动传送所述印刷片时，该压力辊的部分与所述凹版辊相接触，其中，多个单元图案被分割到多个在印刷方向上排成一行的波浪状分区中。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述内部电极图案被印刷成中央部分和边缘部分具有相同的厚度。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，通过连接多个凹槽分区形成所述波浪状分区，并在多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上在先地形成中央凹槽分区，以印刷包括具有比中央部分厚度大的边缘部分的内部电极图案。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，通过连接多个凹槽分区形成所述波浪状分区，并在多个凹槽分区当中，相对于边缘凹槽分区，在所述印刷方向上在后地形成中央凹槽分区，以印刷包括具有比中央部分厚度小的边缘部分的内部电极图案。

14.一种多层电子元件，该多层电子元件包括：

多个陶瓷生片；和

内部电极图案，该内部电极图案通过在所述陶瓷生片上印刷导电胶形成并且该内部电极图案以使得该内部电极图案的中央部分和边缘部分分别具有预定的厚度的方式来印刷。

15.根据权利要求14所述的多层电子元件，其中，所述内部电极图案以使得该内部电极图案的中央部分和边缘部分有相同的厚度的方式来印刷。

16.根据权利要求14所述的多层电子元件，其中，所述内部电极图案以使得中央部分的厚度比边缘部分的厚度小的方式来印刷。

17.根据权利要求14所述的多层电子元件，其中，所述内部电极图案以使得中央部分的厚度比边缘部分的厚度大的方式来印刷。

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