KR100918814B1 - 인쇄방법을 이용한 세라믹 전자부품 고속제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자부품의 제조방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 인쇄방법을 이용하여 지지필름 상에 세라믹 유전체영역과 도전성영역을 동시에 인쇄하는 공정을 포함하는 전자부품제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 제조방법에 의하면, 세라믹 그린시트를 사용함 없이 지지필름에 세라믹유전체페이스트 및 도전성 페이스트를 반복적으로 그라비어 인쇄하여 원하는 전자부품을 제조하기 위한 마더 적층체를 고속으로 제조할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Description

인쇄방법을 이용한 세라믹 전자부품 고속제조방법{High speed method for manufacturing ceramic electronic component used by printing method}

본 발명은 전자부품의 제조방법에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 인쇄방법을 이용하여 지지필름 상에 세라믹 유전체영역과 도전성영역을 동시에 인쇄하는 공정을 포함하는 세라믹 전자부품 고속제조방법에 관한 것이다.

최근 전자제품 및 관련 부품들을 소형화 및 경량화하는 것이 매우 중요한 기술요소로 부각되고 있다. 이를 위해서는 기판의 배선밀도를 높이는 것과 개별 부품 또는 모듈의 크기와 무게를 절감하는 것이 절실히 필요하며 이러한 요구에 부응하기 위해 새로운 부품 제조 기술이 제시되어 왔다.

이러한 부품 제조기술에는 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic : LTCC), 또는 고온 동시 소성 세라믹(High Temperature Co-fired Ceramic : HTCC) 등을 이용하여 적층형 칩부품을 제조하는 것이 있다.

예를 들면 적층 세라믹 커패시터의 제조시에 지지필름에 지지된 세라믹 그린시트상에 세라믹 페이스트 및 도전 페이스트를 그라비어 인쇄하는 방법이 알려져 있는데, 일본국 특허공개 평8-250370호 공보에는, 적층 세라믹 커패시터의 제조 방 법에 있어서, 장척(長尺)형상의 지지 필름 상에 형성된 유전체 그린시트상에 제 1 그라비어롤(gravure roll)에 의해 복수의 내부 전극용 패턴을 그라비어 인쇄하고, 또한 제 2 그라비어롤에 의해 상기 패턴간에 단차 해소용 유전체 패턴을 그라비어 인쇄한 것이 개시되어 있다.

또한, 대한민국특허출원번호 제2004-11789호는 상기 일본특허와 같이 장척형상의 유전체 그린시트에 내부 전극용 패턴 및 단차 해소용 유전체 패턴을 그라비어롤에 의해 그라비어 인쇄를 행할 때에 발생하는 유전체 그린시트의 폭방향(유전체 그린시트의 반송 방향에 직교하는 방향)으로 위치 어긋남이 발생하는 문제점을 해결하기 위해, 지지 필름상에 세라믹 그린시트가 형성된 장척(長尺)형상의 복합 시트를 준비하는 공정과, 상기 세라믹 그린시트상의 인쇄 영역 내의 제 1 영역에 그라비어 인쇄법에 의해 제 1 페이스트를 인쇄하는 제 1 그라비어 인쇄 공정과, 상기 세라믹 그린시트상의 인쇄 영역 내의 제 2 영역에 그라비어 인쇄법에 의해 제 2 페이스트를 인쇄하는 제 2 그라비어 인쇄 공정을 구비하고, 상기 제 1 그라비어 인쇄 공정에 있어서, 상기 세라믹 그린시트 또는 지지 필름상에 제 1 인쇄 마크가 형성되며, 미리 구해진 제 1 인쇄 마크의 원하는 위치와 상기 형성된 제 1 인쇄 마크의 위치를 비교하고, 그 결과에 의거하여 상기 제 2 그라비어 인쇄 공정이 행해지는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자 부품의 제조 방법을 개시하고 있다.

상기에서 본 바와 같이 적층 세라믹 커패시터와 같이 전자부품 제조시에 지지필름에 지지된 세라믹 그린시트상에 세라믹 페이스트 및 도전 페이스트를 그라비어 인쇄하는 방법은 알려져 있으나, 상기 방법들은 모두 세라믹 그린시트를 이용하 는 기술적 구성을 가지는데 이미 사용된 세라믹그린시트를 이용하거나 지지필름 상에 세라믹그린시트를 형성할 수밖에 없어, 즉 도1과 같이 지지필름(71)에 세라믹그린시트[유전체층](72)을 형성한 후, 그 위에 도전성 내부전극(73)을 형성하였고 그 후 단차해소용 세라믹층(74)을 다시 형성하는 과정을 필수적으로 거칠 수밖에 없어 고속으로 세라믹 전자제품을 생산할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 상기 대한민국특허출원번호 제2004-11789호는 인쇄 어긋남의 수정을 정밀하게 행할 수 있도록 인쇄영역 내에 인쇄마크를 인쇄하고, 인쇄마크의 위치를 비교하며 그 결과에 의거하여 세라믹 그린시트의 길이 및 폭 방향 위치를 수정하는 세라믹 전자부품의 제조방법을 개시하고 있으나 상기 방법은 인쇄롤에 1개의 인쇄패턴을 형성하고, 상기 인쇄패턴에 대해 형성된 인쇄마크를 사용하여 제어하고 있어 그 제어가 정밀하지 못한 문제가 있었다.

본 발명자는 종래에 알려진 그라비어 인쇄법을 이용한 전자부품 제조방법의 공정을 단축하기 위해 연구한 결과 별도의 세라믹 그린시트를 이용하지 않으면서도 지지필름에 인쇄영역의 제1패턴과 세라믹 유전체층을 동시에 인쇄하는 방법 및 인쇄 어긋남을 보다 고정밀도로 수정 제어하는 인쇄방법을 착안하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 별도의 세라믹 그린시트를 이용하거나 별도의 세라믹 그린시트 형성공정 없이 지지필름에 세라믹 유전체층과 인쇄영역의 제1패턴을 동시에 인쇄하여 제조 공정이 단축될 뿐만 아니라, 원가 절감 및 제조시간이 단축될 수 있는 그라비어 인쇄법을 이용한 전자부품 고속제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 인쇄롤 당 인쇄영역을 다수개 형성하고 인쇄영역 당 레지스터마크를 각각 형성함으로써 보다 고정밀도로 세라믹 유전체로 형성되는 제1패턴과 도전성 페이스트로 형성되는 제2패턴의 인쇄 어긋남을 수정 제어할 수 있는 그라비어 인쇄법을 이용한 전자부품 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 지지필름에 세라믹 유전체층과 인쇄영역의 제1패턴을 동시에 인쇄함으로써 다수의 프린팅 유닛을 이용한 연속공정을 통해 원하는 전자부품을 제조하기 위한 마더 적층체를 고속으로 제조할 수 있는 그라비어 인쇄법을 이용한 전자부품 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 인쇄법에 의해 세라믹 전자부품을 제조하는 방법에 있어서, 세라믹 유전체층과 인쇄영역내의 제1패턴을 동시에 형성하는 세라믹 유전체영역 형성단계; 및 상기 형성된 세라믹 유전체영역 표면에 인쇄영역내의 제2패턴을 형성하는 도전성영역 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법을 제공한다.

상기 세라믹 유전체영역 형성단계는 상기 세라믹 유전체영역을 형성하고자 하는 표면에 세라믹 유전체 페이스트를 인쇄하여 세라믹 유전체층과 상기 세라믹 유전체층으로부터 돌출되어 양각부를 이루는 상기 제1패턴을 동시에 형성하는 제1 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도전성영역 형성단계는 상기 세라믹 유전체층 중 상기 제1패턴이 형성되지 않은 영역에 도전성 페이스트를 인쇄하여 도전성영역인 제2패턴을 형성하는 제2 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제1 그라비어 인쇄롤은 인쇄영역이 상기 인쇄롤의 표면으로부터 상기 세라믹 유전체층의 형성 두께와 제1패턴의 형성 두께를 더한 깊이로 음각되고, 음각된 영역 중 상기 제1패턴을 형성하는 영역은 제1패턴의 형성 두께만큼 상기 음각된 영역에서 돌출되어 양각부를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제2 그라비어 인쇄롤은 인쇄영역이 상기 인쇄롤의 표면으로부터 상기 제2패턴을 형성하는 두께만큼 음각되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1패턴과 상기 제2패턴은 동일한 두께로 서로 인접하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조방법은 준비된 지지필름 상에 상기 세라믹 유전체영역 형성단계 및 도전성영역 형성단계가 반복적으로 수행되어 마더 적층체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 인쇄법에 의해 세라믹 전자부품을 제조하는 방법에 있어서, 세라믹 유전체층과 다수개의 인쇄영역내의 제1패턴을 이루는 세라믹 유전체 영역을 동시에 형성하면서 상기 다수개의 세라믹 유전체 영역에 대해 각각의 제1 레지스터마크를 형성하는 세라믹 유전체영역 형성단계; 및 상기 형성된 다수개의 세라믹 유 전체영역 표면에 인쇄영역내의 제2패턴을 이루는 다수개의 도전성영역을 형성하면서 상기 다수개의 도전성영역에 대해 각각의 제2 레지스터마크를 형성하는 도전성영역 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법을 제공한다.

상기 제조방법은 상기 형성된 제 1 레지스터 마크의 위치와 일정 간격으로 형성된 상기 제 2 레지스터 마크의 위치를 비교하고, 그 결과에 의거하여 길이 방향 위치 오차인 경우 길이방향 오차를 보정하고, 폭 방향 위치 오차인 경우 폭방향 오차를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 상기 형성된 제 1 레지스터 마크의 위치와 제 2 레지스터 마크의 위치 간의 거리가 인쇄롤에 형성된 것처럼 일정 간격(예를 들어 2cm)을 이루는지 확인하고, 제 2 레지스터 마크가 길이 방향으로 일정 간격(2cm)보다 작거나 크면 길이 방향 오차가 발생한 것이고, 오차를 수정하기 위해 제 2 인쇄롤의 속도 변화를 통해 길이 방향 위치 오차를 수정한다. 또한, 제 1 레지스터 마크의 중심을 기준으로 형성된 제 2 레지스터 마크가 좌나 우로 치우친 경우 폭 방향 위치 오차가 발생한 것이다. 이 경우는 제 2 인쇄롤에 장착된 이송장치에 의해 발생한 위치 오차만큼 반대 방향으로 제 2 인쇄롤을 이송하여 폭 방향 위치 오차를 수정하게 된다.

상기 세라믹 유전체영역 형성단계는 상기 세라믹 유전체영역을 형성하고자 하는 표면에 세라믹 유전체 페이스트를 인쇄하여 세라믹 유전체층과 상기 세라믹 유전체층으로부터 돌출되어 양각부를 이루는 상기 제1패턴을 동시에 형성하면서 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 상기 각각의 인쇄영역에 대응되는 제1레지스터마크를 형성하는 제1 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도전성영역 형성단계는 상기 세라믹 유전체층 중 상기 제1패턴이 형성되지 않은 영역에 도전성 페이스트를 인쇄하여 도전성영역인 제2패턴을 형성하면서 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 상기 각각의 인쇄영역에 대응하는 제2레지스터마크를 형성하는 제2 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제1 그라비어 인쇄롤은 그 외주면을 따라 다수개의 인쇄영역이 형성되는데, 상기 다수개의 인쇄영역은 각각 상기 인쇄롤의 외주면 표면으로부터 상기 세라믹 유전체층의 형성 두께만큼 음각되고, 음각된 영역 중 상기 제1패턴을 형성하는 영역은 제1패턴의 형성 두께만큼 상기 음각된 영역에서 돌출되어 양각부를 이루며, 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 각각의 인쇄영역에 대응하는 다수개의 제1레지스터마크가 일정간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제2 그라비어 인쇄롤은 그 외주면을 따라 다수개의 인쇄영역이 형성되는데, 상기 인쇄영역은 상기 인쇄롤의 외주면 표면으로부터 상기 제2패턴을 형성하는 두께만큼 음각되고, 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 각각의 인쇄영역에 대응하는 다수개의 제2레지스터마크가 일정간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 다수개의 제1레지스터와 제2레지스터는 서로 인접하여 쌍으로 형성되고, 각각의 제1 및 제2 레지스터 쌍은 일정간격을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 길이 방향 위치 오차를 보정하는 단계는 상기 인접하게 형성된 제1레지 스터마크 인식시간과 제2레지스터마크 인식시간의 차에 현재 인쇄속도의 곱을 통해 길이 방향 위치 오차를 계산하는 단계; 및 상기 위치오차를 보정하기 위해 상기 제2 그라비어 인쇄롤의 속도를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 폭방향 오차를 보정하는 단계는 상기 형성된 제 1 레지스터마크가 센서를 통과할 때 센서가 상기 제1 레지스터마크를 인식한 시간과 제 2 레지스터마크가 센서를 통과할 때 센서가 제2 레지스터마크를 인식한 시간을 비교하여 시간차에 의해 폭 방향 위치 오차를 계산하는 단계; 및 상기 폭 방향 위치 오차를 수정하기 위해 발생한 폭 방향 위치 오차 의 반대 방향으로 제 2 그라비어 인쇄롤을 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세라믹 전자부품 제조방법은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

먼저, 본 발명의 세라믹 전자부품 고속제조방법에 의하면 별도의 세라믹 그린시트를 이용하거나 별도의 세라믹 그린시트 형성공정 없이 지지필름에 세라믹 유전체층과 인쇄영역의 제1패턴을 동시에 인쇄하여 제조 공정이 단축될 뿐만 아니라, 원가 절감 및 제조시간이 단축될 수 있다.

또한, 본 발명의 세라믹 전자부품 고속제조방법에 의하면 인쇄롤 당 인쇄영역을 다수개 형성하고 인쇄영역 당 레지스터마크를 각각 형성함으로써 보다 고정밀도로 세라믹 유전체로 형성되는 제1패턴과 도전성 페이스트로 형성되는 제2패턴의 인쇄 어긋남을 수정 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 오차가 난 부분이 수정되더라도 이미 잘못 인쇄되어 사용할 수 없는 부분을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 세라믹 전자부품 고속제조방법에 의하면 지지필름에 세라믹 유전체층과 인쇄영역의 제1패턴을 동시에 인쇄함으로써 다수의 프린팅 유닛을 이용한 연속공정을 통해 원하는 전자부품을 제조하기 위한 마더 적층체를 고속으로 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따라 제1 그라비어 인쇄 및 제2 그라비어 인쇄를 수행하기 위한 롤투롤 유닛의 개략도이고, 도3a 및 도 3b는 제1 그라비어인쇄를 수행하는 제1 그라비어인쇄롤과 제2 그라비어 인쇄를 수행하는 제2 그라비어 인쇄롤의 일 실시예에 따른 사시도이며, 도 4는 제1 그라비어 인쇄를 통해 지지필름 위에 인쇄되어 형성된 세라믹 유전체 영역의 정면 단면도이고, 도 5는 제1 그라비어 인쇄를 통해 얻어진 도 4에 제2 그라비어 인쇄를 수행하여 형성된 세라믹유전체영역과 도전성영역(내부전극)의 정면 단면도이다.

일반적으로 알려진 적층 커패시터 적층 세라믹 전자 부품의 제조 장치에서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 합성 수지로 이루어지는 지지 필름상에 세라믹 그린시트가 형성된 복합 시트가 도시의 화살표로 나타내는 바와 같이 공급되지만, 본 발명의 일 실시예에 따라 수행되는 경우, 도2에서 공급되는 것은 세라믹 그린시트가 형성되지 않은 지지필름만이 공급된다.

적층 세라믹 전자 부품의 제조 장치 중 1유닛을 구성하는 프린팅유닛(1)은 제1 및 제2 그라비어 인쇄부를 가지며, 각각 지지필름의 일면에 인쇄가 행해지도록 배치되어 있다.

제1 그라비어 인쇄부는 판동으로서의 제1 그라비어 인쇄롤(70)과, 제 1 압동롤(60)을 갖는다. 도 3a에 사시도로 나타내는 바와 같이, 제1 그라비어 인쇄롤(70)은 원통 모양의 형상을 가지며, 그 외주면(71)에는 둘레 방향을 따라서 다수개의 제1인쇄부(72)가 형성되는데, 경우에 따라서는 상기 제1인쇄부(72)가 1개만 형성될 수도 있다. 상기 다수개의 제1인쇄부(72)는 각각의 제1인쇄부(72) 사이에 축방향으로 연장되는 소정의 틈(75)이 형성되도록 길이방향으로 분리 형성되는 것이 바람직하다.

상기 다수개의 제1인쇄부(72)는 인쇄하고자 의도하는 인쇄영역의 제1패턴부분으로서, 상기 다수개의 제1인쇄부(72)는 각각 인쇄롤(70)의 표면 즉 외주면(71)으로부터 세라믹 유전체층의 형성 두께에 제1패턴의 형성두께를 더한 깊이로 음각되는 음각된 영역(73)이 형성되고, 상기 음각된 영역(73) 중 상기 인쇄영역의 제1패턴을 형성하는 영역은 다시 제1패턴의 형성 두께만큼 상기 음각된 영역(73)에서 돌출되어 형성된 양각부(74)가 형성되는데, 도면에서는 상기 양각부(74)가 직사각형 형상으로 그 길이 방향이 제1 그라비어 인쇄롤(70)의 회전 방향과 평행하게 되도록 매트릭스(matrix) 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 상기 음각된 영역(73)은 격자형상의 홈처럼 보일 수 있고, 상기 음각된 영역(73)에서 돌출되어 형성된 양각부(74)는 그 상부가 인쇄롤(70)의 표면 즉 외주면(71)보다 낮은 위치에 존재하게 된다.

한편, 상기 양각부(74) 즉 제1패턴은 적층 세라믹 전자 부품에서 필요하게 되는 내부전극의 단차해소용으로 형성되는 것이므로 그 형상은 적층 세라믹 전자 부품에서 필요하게 되는 전극의 형상에 따라 달라지며, 도시된 것과 같이 직사각형 형상에 한정되지 않는다. 또한, 도 3a에서는 3개의 제1인쇄부(72)가 형성되는 것으로 나타나 있으나, 인쇄부의 수는 한정되지 않는다.

또한, 제1 그라비어 인쇄롤(70)의 외주면(71)에는 다수개의 제1 인쇄부(72)가 아닌 영역에 지지필름(310)의 길이 방향 및/또는 폭 방향 위치 어긋남을 보정하기 위한 다수개의 제 1 레지스터마크(340)를 형성하기 위해 제 1 레지스터마크용 인쇄부(76)가 상기 제1 인쇄부(72)에 각각 대응되게 형성되어 있다. 제1 레지스터마크용 인쇄부(76)의 형상은 특별히 한정되지 않지만 상기 다수개의 제1 인쇄부(72)에 대응되게 다수개 형성되며 상기 인쇄롤의 외주면(71)으로부터 음각되어 형성되는 것이 바람직하다.

상기 프린팅유닛(1)에서 제 1 그라비어 인쇄부의 그라비어롤(70)과 압동롤(60)사이에 지지필름(310)이 끼워지고, 다수개의 제1인쇄부(72)의 음각된 영역(73)에, 도시하지 않은 세라믹 유전체 페이스트 부여 수단에 의해 충전된 세라믹 유전체 페이스트가 지지필름(310)에 전사되어 제1 그라비어인쇄가 행해진다. 한편, 세라믹 유전체 페이스트는 유전체 세라믹, 자성체 세라믹, 유리, 유리 세라믹 등의 세라믹 분말과 유기 비히클을 혼합한 것이 될 수 있다.

상기 프린팅유닛(1)의 제 1 그라비어 인쇄부에는 통상적으로 알려진 것과 같 이 상기 제1 그라비어롤(70)과 압동롤(60) 사이에 지지필름(310)를 공급하기 위하여, 롤러(10∼50)가 배치되어 있으며, 롤러(10∼50)를 통하여, 지지필름(310)이 제1 그라비어롤(70)과 압동롤(60) 사이에 공급된다. 또한, 제1 그라비어롤(70)의 후단에는, 롤러(80)가 배치되어 있으며, 롤러(80)를 통하여, 다수개의 세라믹 유전체영역이 인쇄된 지지필름(310)이 제 1 건조 장치(90)에 이송된다. 건조 장치(90)는 인쇄된 세라믹 유전체 영역을 건조하기 위하여 적당한 히터를 구비하고 있다. 건조 장치(90)의 하류측에는, 롤러(100, 110)가 배치되어 있으며, 인쇄된 세라믹 유전체영역이 건조된 후, 지지필름(310)이 프린팅유닛(1)의 제 2 그라비어 인쇄부에 공급된다. 제 2 그라비어 인쇄부는 그라비어 인쇄를 행하기 위하여 제 2 그라비어 인쇄롤(190)과 제 2 압동롤(180)이 배치되어 있다.

도 3b에 나타내는 바와 같이, 제 2 그라비어 인쇄롤(190)은 제1 그라비어 인쇄롤(70)과 마찬가지로, 원통모양의 형상을 가지며 그 외주면(191)에는 둘레 방향을 따라서 다수개의 제2 인쇄부(192)가 형성되는데, 경우에 따라서는 제2인쇄부(192)가 1개만 형성될 수도 있다. 상기 다수개의 제2 인쇄부(1922)는 각각의 제2 인쇄부(192)사이에 축방향으로 연장되는 소정의 틈(195)이 형성되도록 길이방향으로 분리 형성되는 것이 바람직하다.

다수개의 제2 인쇄부(192)는 제1 그라비어 인쇄롤(70)에 의해 형성되는 도4에 도시된 세라믹 유전체층(321)과 제1패턴(322)으로 이루어진 세라믹 유전체 영역(320) 중 상기 제1패턴(322)이 형성되지 않은 영역에 도전성 페이스트를 인쇄하여 도5에 도시된 바와 같이 도전성영역인 다수개의 제2패턴(330)을 형성하기 위하여, 인쇄된 제1패턴(320)과 실질적으로 열쇠와 자물쇠 관계를 이룰 수 있는 형상을 가지고, 그 길이 방향이 제2 그라비어 인쇄롤(190)의 회전 방향과 평행하게 되도록 매트릭스(matrix)형상을 이루는 복수의 음각부(194)와 상기 형성된 복수의 음각부(194) 주위의 표면(192)으로 이루어진다. 이 때, 제2패턴을 이루는 각 음각부(194)는 상기 인쇄롤의 표면으로부터 상기 제2패턴을 형성하는 두께만큼 음각되어 있다. 한편, 제2패턴을 이루는 복수의 음각부(194)의 형상은 적층 세라믹 전자 부품에서 필요하게 되는 내부전극의 형상에 맞춘 것으로 직사각형 형상에 한정되지 않으며, 제1패턴(320)과 제2패턴(330)은 서로 인접하여 형성되며 열쇠와 자물쇠 관계를 이루는 것이 바람직하다.

또한, 도 3b에 나타난 바와 같이 제2인쇄부(192)는 제1인쇄부(72)와 동일한 개수로 형성되며, 제2 그라비어 인쇄롤(190)의 외주면(191)에는 다수개의 제2 인쇄부(192)가 아닌 영역에 지지필름(310)의 길이 방향 및/또는 폭 방향 위치 어긋남을 보정하기 위한 다수개의 제2 레지스터마크(350)를 형성하기 위해 제2 레지스터마크용 인쇄부(196)가 상기 제2 인쇄부(192)에 각각 대응되게 형성되어 있다. 제2 레지스터마크용 인쇄부(196)의 형상은 특별히 한정되지 않지만 상기 다수개의 제2 인쇄부(72)에 대응되게 다수개 형성되며 상기 인쇄롤의 외주면(191)으로부터 음각되어 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제 2 그라비어 인쇄부의 제2 그라비어롤(190)과 압동롤(180) 사이에, 다수개의 세라믹 유전체 영역이 인쇄된 지지필름(310)이 끼워지며, 상기 다수개의 제2 인쇄부(192)의 음각부(194)에 도시하지 않은 내부전극용 도전성 페이스트 부여 수단에 의해 충전되어 있는 도전성 페이스트가 지지필름(310)에 전사되는 그라비어 인쇄가 행해진다. 한편, 도전성 영역인 제2패턴(330)을 형성하는데 사용되는 도전성 페이스트는 Ag, Ag－Pd, Ni, Cu, Au 중의 도전 분말과 유기 비히클을 혼합한 것을 사용할 수 있다.

또한, 다수의 세라믹 유전체 영역이 인쇄된 지지필름(310)을 제2그라비어롤(190)과 압동롤(180) 사이에 공급하기 위하여, 일반적으로 알려진 바와 같이 롤러(120∼170)가 배치되어 있다.

또한, 제2 그라비어롤(190)의 후단에는 롤러(200)를 개재하여 제 2 건조 장치(210)가 배치되어 있다. 제 2 건조 장치(210)는 제1 건조 장치(90)와 동일하게 구성되어 있다. 제 2 건조 장치(210)의 하류에는, 롤러(220, 230)가 배치되어 있으므로, 상기 프린팅 유닛(1)을 구성하는 제 1, 제 2 그라비어 인쇄부에 의해 인쇄가 행해져서 세라믹유전체 영역(320)과 도전성영역(330)으로 이루어진 1개의 층이 적층된 지지필름(310)이 화살표를 따라 배출된다.

제 2 그라비어 롤을 지나 건조 구간 전에 레지스터 제어용 센서가 설치되며, 센서는 광센서를 사용하나 광센서에 한정하지 않고 비전센서 등을 사용할 수 있다.

이와 같이 프린팅유닛(1)으로부터 배출된 세라믹유전체영역 및 내부전극으로 이루어진 층이 1개 적층된 지지필름(310)은 상기 프린팅유닛(1)과 연결된 다음 프린팅유닛으로 들어가 연속적으로 세라믹 유전체 영역을 형성하는 제1 그라비어인쇄와 내부전극인 도전성 영역을 형성하는 제2 그라비어인쇄를 수행하여 상기 세라믹 유전체영역 및 내부전극으로 이루어진 층이 2개 적층되어 배출되면, 상기 배출된 세라믹유전체영역 및 내부전극으로 이루어진 층이 2개 적층된 지지필름이 다시 다음 프린팅유닛에 연결된 다른 프린팅유닛으로 들어가 연속적으로 세라믹유전체영역 및 도전성영역을 형성하는 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 세라믹 전자부품 제조방법에 의하면 세라믹 그린시트를 사용함 없이 지지필름에 세라믹 유전체페이스트 및 도전성 페이스트를 그라비어 인쇄하는 과정을 반복 수행하여 원하는 전자부품을 제조하기 위한 마더 적층체를 고속으로 제조할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따라 세라믹 전자부품을 고속으로 제조하고자 할 경우 보다 정밀하게 제1 및 제2 그라비어 인쇄롤을 제어하여 인쇄 어긋남을 고정밀도로 수정 제어하는 방법에 대해 살펴본다.

도 6a 및 도 6b는 레지스터마크를 인식하여 인쇄롤을 제어하기 위한 장치 개략도이고, 도 7은 센서를 통해 인식된 2개의 마크에 대한 출력 신호이며, 도 8a 및 도 8b는 각각 폭방향 위치오차가 있는 경우의 레지스터마크의 위치 및 길이방향, 폭방향 위치오차가 없는 경우의 레지스터마크의 위치를 나타낸 모식도이고, 도 9는 폭방향 위치오차를 제2 그라비어 인쇄롤이 1회전하면서 축방향 이송으로 보정하는 과정을 나타낸 상태도이며, 도 10은 제2 그라비어 인쇄롤을 축방향으로 이동시키기 위한 이송장치 모식도이고, 도 11은 제1 및 제2 그라비어 인쇄롤이 1회전하여 세라믹유전체영역과 도전성영역을 인쇄할 때 얻어진 인쇄상태로서, 상기 각 영역의 인쇄위치 제어를 위해 형성된 다수의 제1, 2레지스터마크가 지지필름에 인쇄된 상태 를 나타낸 것이다.

도 6a 및 도6b는 레지스터마크를 인식하여 인쇄롤을 제어하기 위한 장치 개략도로서, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 제 2 그라비어 인쇄롤의 후단에 형성된 레지스터마크 인식센서를 포함하는 측정장치가 배치되어 있다.

상기 측정장치에 포함된 레지스터마크 인식센서는 도6b에 도시된 바와 같이 광센서이나 센서는 한정되지 않고 비젼센서일 수 있으며, 측정장치는 제어 장치에 접속되어 있고 제어장치는 레지스터 제어기와 모터제어기를 포함한다. 또한 상기 레지스터마크가 측정장치에 의해 검출되었을 때에, 레지스터 마크의 위치를 나타내는 신호가 제어 장치 즉 레지스터 제어기에 주어지도록 구성되고, 상기 레지스터 제어기의 위치오차보정에 대한 신호가 모터제어기에 주어져서 후술하는 바와 같이 제2 그라비어 인쇄롤의 속도 또는 폭방향 이동을 통해 위치오차를 수정하도록 제어된다.

도 6a에서 길이방향 오차 발생시 보정에 대한 제어방식의 일 실시예는 아래와 같다.

먼저 길이방향 오차 판별 과정은 인쇄가 진행되면 레지스터 마크가 인쇄되어 나오는데, 상술한 측정장치를 구성하는 2개의 센서의 간격은 (예를 들어) 20mm로 한다.(정해진 간격이 아니라 일정한 간격이면 됨), 만약 길이방향 오차가 없을 경우 각 레지스터 마크의 간격은 20mm 차이를 가지게 된다.

2개의 센서를 통해 인식된 2개의 레지스터마크에 대한 출력 신호를 나타내는 도 7과 같이 제 1센서의 첫 번째 신호와 제 2센서의 두 번째 신호의 입력 시점을 비교한다(레지스터 마크의 모양에 따라 rising edge 나 falling edge를 비교한다.).

다음으로 2개 신호의 입력 시간차와 현재 인쇄 속도의 곱을 통해 위치 오차를 계산하고, 이 오차를 보정하기 위해 제어장치는 제2 그라비어 인쇄롤의 속도 변화를 준다.

그 후 다음 2개의 레지스터마크가 인식되기 전까지 속도 변화를 주고 다음 인식된 레지스터 마크를 통해 새롭게 위치 오차를 계산하여 오차 보정을 해준다.

다음으로 폭방향 오차 보정에 대한 제어방식의 일 실시예를 살펴보면, 인쇄가 진행되면 레지스터 마크가 인쇄되어 나오는데, 제 2 그라비어 인쇄롤에서 폭방향으로 위치 오차가 발생한 경우 측정장치에 의해 인식되는 제2 그라비어 인쇄롤에 의해 인쇄되는 제2 레지스터 마크 인식 시간이 제1 레지스터마크 인식 시간보다 길거나 짧아진다. 즉 길어지면, 도9a와 같이 제2 레지스터 마크가 왼쪽으로 치우친 경우이다.

제1 레지스터마크의 인식시간과 제2 레지스터마크의 인식시간차에 인쇄 속도를 곱하여 폭방향 위치오차를 계산하고, 이 오차를 보정하기 위해 제어장치는 제2 그라비어 인쇄롤을 제2 그라비어 인쇄롤의 폭방향으로 이송시킨다.

즉 도10에 도시된 바와 같이, 제1 그라비어 인쇄롤(70)에 의해 인쇄된 세라믹유전체영역과, 제 2 그라비어 인쇄롤(190)에 의해 인쇄되는 내부전극용 도전성영역의 폭방향(지지필름의 이송 방향에 직교하는 방향)의 위치 어긋남을 보정하기 위하여, 제 2 그라비어 인쇄롤(190)에는 제2 그라비어 인쇄롤을 그 축방향으로 이동 시키는 이동 장치가 연결되어 있고, 본 발명의 경우에는 인쇄롤에 다수개의 인쇄부가 형성되어 있어 도9에 도시된 바와 같이 인쇄롤이 1회전 하는 동안 위치오차를 매우 빠르게 보정할 수 있으므로, 오차가 난 부분이 수정되더라도 이미 잘못 인쇄되어 사용할 수 없는 부분을 감소시킬 수 있다.

이것은 도 11에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 그라비어 인쇄롤이 1회전하여 세라믹유전체영역과 도전성영역을 인쇄할 때 얻어진 인쇄상태로서, 상기 각 영역의 인쇄위치 제어를 위해 형성된 다수의 제1레지스터마크(340)와 제2레지스터(350)가 지지필름에 인쇄된 상태를 통해 더욱 분명하다.

즉 그라비어 인쇄법에 의해 전자부품 제조시 종래기술과 같이 인쇄롤이 1회전할 때 1회만 레지스터마크를 인식하여 제어하는 것보다는 본 발명과 같이 인쇄롤에 레지스터마크와 인쇄부가 다수개 형성되도록 함으로써 인쇄롤의 1회전시 다수개의 레지스터마크를 인식하여 제어할 수 있게 되면 빠른 시간내에 보다 효율적이고 정밀하게 제어할 수 있게 되므로, 불량이 되는 부분이 적어지기 때문이다.

또한 이동 장치는 도 10에서는 간략하게 나타나고 있으나, 제어 장치로부터의 신호에 의해, 제2 그라비어 인쇄롤을 그 축방향으로 적당한 거리 이동시킬 수 있는 임의의 왕복 구동원에 의해 구성될 수 있다. 이러한 왕복 구동원으로서는 에어실린더, 유압실린더 등의 왕복 구동 장치, 또는 모터와 래크(rack) 및 피니언을 조합하여 이루어지는 왕복 구동 장치 등을 들 수 있다.

따라서, 상기 프린팅유닛(1)이 연속되어 다수개 연결된 시스템에서 상술된 바와 같이 제1 및 제2 그라비어 인쇄롤을 정밀하게 제어하여 인쇄 어긋남을 고정밀 도로 수정 제어할 수 있을 뿐만 아니라 세라믹 그린시트를 사용하거나 세라믹 그린시트 형성공정 없이 지지필름에 바로 세라믹유전체영역(세라믹 유전체층과 제1패턴으로 이루어짐)을 형성함으로써 세라믹유전체영역을 형성하는 세라믹 유전체페이스트 및 도전성영역(내부전극)을 형성하는 도전성페이스트를 그라비어 인쇄하는 과정을 연속적으로 반복수행할 수 있게 되고, 그 결과 원하는 전자부품을 제조하기 위한 마더 적층체를 고속으로 제조할 수 있다.

다음으로, 마더 적층체를 이용하여 원하는 전자부품을 제조하는 과정을 살펴보면 마더 적층체를 두께 방향으로 절단함으로써, 개개의 적층 세라믹 커패시터 단위의 적층체가 얻어진다. 그리고, 상기와 같이 하여 얻어진 개개의 적층 세라믹 커패시터 단위의 적층체가 소성되어, 세라믹 소결체가 얻어진다. 세라믹 소결체의 양 단면에 외부 전극을 형성함으로써, 적층 세라믹 커패시터가 얻어진다. 적층체와 외부 전극은 동시에 소성해도 된다. 이와 같이 얻어진 소결체는 디라미네이션 등의 구조 결함이 발생하기 어려워 불량품이 나올 확률이 현저하게 감소한다. 본 발명에 있어서는, 상술한 적층 세라믹 커패시터 이외에도, 예를 들면, 적층 인덕터, 적층 노이즈 필터, 적층 LC 필터, 적층 복합 모듈과 같은 적층 세라믹 전자 부품에 적용할 수 있다. 이 경우에는, 예를 들면 세라믹 그린시트에 비아홀을 형성함으로써, 평면형상의 내부 전극 패턴과 접속해서 회로 소자를 구성하면 된다.

한편, 본 발명은 그라비어인쇄법에 의한 실시예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 플렉소 인쇄방법에 의해서도 구현될 수 있을 것이다. 따라서, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등 한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래의 세라믹 전자부품 제조공정에 의해 제조된 세라믹 커패시터 정면 단면도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제1 그라비어 인쇄 및 제2 그라비어 인쇄를 수행하기 위한 롤투롤 유닛의 개략도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 그라비어인쇄를 수행하는 제1 그라비어인쇄롤과 제2 그라비어 인쇄를 수행하는 제2 그라비어 인쇄롤의 일 실시예에 따른 사시도,

도 4는 제1 그라비어 인쇄를 통해 지지필름 위에 인쇄되어 형성된 세라믹 유전체 영역의 정면 단면도,

도 5는 제1 그라비어 인쇄를 통해 얻어진 도 4에 제2 그라비어 인쇄를 수행하여 형성된 세라믹유전체영역과 도전성영역(내부전극)의 정면 단면도,

도 6a 및 6b는 레지스터마크를 인식하여 인쇄롤을 제어하기 위한 장치 개략도,

도 7은 센서를 통해 인식된 2개의 마크에 대한 출력 신호

도 8a 및 도 8b는 각각 폭방향 위치오차가 있는 경우의 레지스터마크의 위치 및 길이 방향, 폭방향 위치오차가 없는 경우의 레지스터마크의 위치를 나타낸 모식도,

도 9는 폭방향 위치오차를 제2 그라비어 인쇄롤이 1회전하면서 축방향 이송으로 위치오차를 보정하는 과정을 나타낸 상태도,

도 10은 제2 그라비어 인쇄롤을 축방향으로 이동시키기 위한 이송장치 모식도

도 11은 제1 및 제2 그라비어 인쇄롤이 1회전하여 세라믹유전체영역과 도전성영역을 인쇄할 때 얻어진 인쇄상태로서, 상기 각 영역의 인쇄위치 제어를 위해 형성된 다수의 제1, 2레지스터마크가 지지필름에 인쇄된 상태를 나타낸 것이다.

Claims (16)

1. 인쇄법에 의해 세라믹 전자부품을 제조하는 방법에 있어서,

   세라믹 유전체층과 인쇄영역내의 제1패턴을 동시에 형성하는 세라믹 유전체영역 형성단계; 및

   상기 형성된 세라믹 유전체영역 표면에 인쇄영역내의 제2패턴을 형성하는 도전성영역 형성단계를 포함하되,

   상기 제1패턴과 상기 제2패턴은 동일한 두께로 서로 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 유전체영역 형성단계는

   상기 세라믹 유전체영역을 형성하고자 하는 표면에 세라믹 유전체 페이스트를 인쇄하여 세라믹 유전체층과 상기 세라믹 유전체층으로부터 돌출되어 양각부를 이루는 상기 제1패턴을 동시에 형성하는 제1 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 도전성영역 형성단계는 상기 세라믹 유전체층 중 상기 제1패턴이 형성되지 않은 영역에 도전성 페이스트를 인쇄하여 도전성영역인 제2패턴을 형성하는 제2 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제1 그라비어 인 쇄롤은 인쇄영역이 상기 인쇄롤의 표면으로부터 상기 세라믹 유전체층의 형성 두께와 제1패턴의 형성 두께를 더한 깊이로 음각되고, 음각된 영역 중 상기 제1패턴을 형성하는 영역은 제1패턴의 형성 두께만큼 상기 음각된 영역에서 돌출되어 양각부를 이루는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 제2 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제2 그라비어 인쇄롤은 인쇄영역이 상기 인쇄롤의 표면으로부터 상기 제2패턴을 형성하는 두께만큼 음각되는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
6. 삭제
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 준비된 지지필름 상에 상기 세라믹 유전체영역 형성단계 및 도전성영역 형성단계가 연속적으로 반복수행되어 마더 적층체를 형성하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
8. 인쇄법에 의해 세라믹 전자부품을 제조하는 방법에 있어서,

   세라믹 유전체층과 다수개의 인쇄영역내의 제1패턴을 이루는 세라믹 유전체 영역을 동시에 형성하면서 상기 다수개의 세라믹 유전체 영역에 대해 각각의 제1 레지스터마크를 형성하는 세라믹 유전체영역 형성단계; 및

   상기 형성된 다수개의 세라믹 유전체영역 표면에 인쇄영역내의 제2패턴을 이루는 다수개의 도전성영역을 형성하면서 상기 다수개의 도전성영역 에 대해 각각의 제2 레지스터마크를 형성하는 도전성영역 형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 형성된 제 1 레지스터 마크의 위치와 일정 간격으로 형성된 상기 제 2 레지스터 마크의 위치를 비교하고, 그 결과에 의거하여 길이 방향 위치 오차인 경우 길이방향 오차를 보정하고, 폭 방향 위치 오차인 경우 폭방향 오차를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 세라믹 유전체영역 형성단계는

    상기 세라믹 유전체영역을 형성하고자 하는 표면에 세라믹 유전체 페이스트를 인쇄하여 세라믹 유전체층과 상기 세라믹 유전체층으로부터 돌출되어 양각부를 이루는 상기 제1패턴을 동시에 형성하면서 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 상기 각각의 인쇄영역에 대응되는 제1레지스터마크를 형성하는 제1 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 도전성영역 형성단계는 상기 세라믹 유전체층 중 상기 제1패턴이 형성되지 않은 영역에 도전성 페이스트를 인쇄하여 도전성영역인 제2패 턴을 형성하면서 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 상기 각각의 인쇄영역에 대응하는 제2레지스터마크를 형성하는 제2 그라비어 인쇄단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 제1 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제1 그라비어 인쇄롤은 그 외주면을 따라 다수개의 인쇄영역이 형성되는데, 상기 다수개의 인쇄영역은 각각 상기 인쇄롤의 외주면 표면으로부터 상기 세라믹 유전체층의 형성 두께만큼 음각되고, 음각된 영역 중 상기 제1패턴을 형성하는 영역은 제1패턴의 형성 두께만큼 상기 음각된 영역에서 돌출되어 양각부를 이루며, 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 각각의 인쇄영역에 대응하는 다수개의 제1레지스터마크가 일정간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 제2 그라비어 인쇄단계에서 사용되는 제2 그라비어 인쇄롤은 그 외주면을 따라 다수개의 인쇄영역이 형성되는데, 상기 인쇄영역은 상기 인쇄롤의 외주면 표면으로부터 상기 제2패턴을 형성하는 두께만큼 음각되고, 상기 다수개의 인쇄영역 외부에 각각의 인쇄영역에 대응하는 다수개의 제2레지스터마크가 일정간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다수개의 제1레지스터마크와 제2레지스터마크는 서로 인접하여 쌍으로 형성되고, 각각의 제1 및 제2 레지스터 쌍은 일정간격을 갖는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2레지스터마크의 길이 방향 위치 오차를 보정하는 단계는 인접하게 형성된 제1레지스터마크와 제2레지스터마크에 대한 인식시간의 차에 현재 인쇄속도의 곱을 통해 길이 방향 위치 오차를 계산하는 단계; 및 상기 위치오차를 보정하기 위해 상기 제2 그라비어 인쇄롤의 속도를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2레지스터마크의 폭방향 오차를 보정하는 단계는 상기 형성된 제 1 레지스터마크가 센서를 통과할 때 센서가 상기 제1 레지스터마크를 인식한 시간과 제 2 레지스터마크가 센서를 통과할 때 센서가 제2 레지스터마크를 인식한 시간을 비교하여 시간차에 의해 폭 방향 위치 오차를 계산하는 단계; 및

    상기 폭 방향 위치 오차를 수정하기 위해 발생한 폭 방향 위치 오차 의 반대 방향으로 제 2 그라비어 인쇄롤을 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.

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