专利名称：陶瓷基材的层叠单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷基材(绿带greensheet)的层叠单元，其 中在构成层叠单元的上下板中形成有多个切口以便为板提供弹性。
背景技术：
通常多层陶瓷电子元件(例如多层陶瓷基板、多层陶瓷电容器 (condenser ) ( MLCC )、和多层陶瓷感应器(MLCI)等)通过层叠 陶瓷基材的工艺制作而成。在这种情况下，多个陶瓷基材按预定次 序层叠，然后压制成杆/人而成功地制作成预定的多层陶瓷电子元 件。为制作这样的印刷电路基材杆(green bar),依次进行成型工艺、 印刷工艺、切削工艺、分离工艺、层叠工艺和压制工艺。在成型工 艺中，在连续PET膜上平铺陶瓷浆，形成几到几十微米的厚度。在 印刷工艺中，在平铺陶瓷的表面上印刷预定图案，以制造陶瓷基材。 在切削工艺中，陶瓷基材被切削成对应于每种图案的预定形状。在 分离工艺中，被切削成预定形状的陶瓷基材与PET膜分离。在层叠工艺中，与PET膜分离的陶瓷基材层叠预定层数。在压制工艺中， 层叠的陶瓷基材按预定压力进行压制。近来，随MLCC的容量增大和尺寸减小，MLCC的厚度应减 小并且层叠的层凄丈应增大。因此，当制作MLCC时，不可避免地增 大层叠压力。相应地，需要一种高性能表现的层叠装置，这种层叠 装置可以在向层叠的陶资基材施加均匀压力的同时传输和压制层 叠的陶瓷基材。层叠装置包括去皮元件(peeling unit),用于分离陶瓷基材； 层叠单元，用于层叠和压制陶瓷基材；以及切削元件。其中，层叠 单元以几秒间隔连续接受大于100kgf/cm2的高压。因此，层叠单元 的部件(例如螺栓等)可能会受到重复载荷所引起的连续振动的损 坏。当层叠单元长期用于一些部件受损的状态下时，层叠单元的加 压(pressurizing)表面的平4軒'l"生l斧^f氐。下面将参照图l描述传统层叠单元。图1是用于陶瓷基板层叠装置的传统层叠单元的局部分解透视 图。如图1所示，层叠单元10包括 一对上下板11和12;多个柱 13，其支撑板11和12;以及多个螺栓14和按钮15,用于将板11 和12连接于柱13。层叠单元10的上板11连接到设置于层叠装置中的压紧件20 的底面。因为驱动压紧件20，使得层叠单元10被垂直驱动。下板 12具有连接于其底面的MLCC压紧杆16,所述下板12由柱13平 行于上板11地支撑。MLCC压紧杆16用于传输和层叠陶瓷基材。优选地，MLCC压紧杆16包括用于粘结陶资基材的粘结件。在以这种方式构造的传统层叠单元10中，当多个陶瓷基材层 叠于下板12之下时，由压紧件20施加大于100kgf/cm2的重复压力载荷。和12的柱13而传输到下板12。此时，连4妾到柱13的上下板11和 12以及螺纟全14因不断传输的压力载荷和才展动可能会损坏或+〉开。因此，当层叠单元长期用于螺栓40等固定部分受损的状态下 时，应以均匀载荷压紧陶乾基材的下板12的平衡性降低了。然后， 非均匀压力施加于层叠的陶资基材以使基材杆(green bar)变形， 这使得后续过程难于进行。为解决这样的问题，在将上下板11和12连接至柱13的螺栓 14上使用弹性垫圏或弹性体(橡胶等)，从而减少压紧件20施加的 应力。但是，由于弹性垫圈或弹性体不能满意地承受高压紧压力， 乂人而难以将其应用于层叠单元10上。发明内容本发明的一个优点是能提供陶瓷基材的层叠单元，其中，多个 切口形成于由多个柱平行支撑的上下板中，以便吸收緩冲压力件施力口的载荷。在随后的描述中将部分地阐述本发明总发明构思的补充方面 和优点，并且乂人该描述中这些补充的方面和优点将部分地显而易 见，或通过该总发明构思的实施而获知。才艮据本发明的方面，陶瓷基材的层叠单元包括 一对上下板， 具有形成于其中的多个切口；多个柱，其上下端部分别紧密固定于各板的对应表面，以便上下板被相互平行地支撑；多个固定部分， 其每个部分包括插入^反与柱之间接触部分的螺对全以及包围螺栓的 按钮；压紧杆，固定于下板底面并压紧层叠于下板之下的陶瓷基材 的上表面。优选i也，通过穿透4反或^^反穿孔至4壬意<立置而形成切口 。优选地，上下板包括多个柱连接孔，柱的端部连接于所述柱 连接孔；以及多个螺才全插入孔，形成于柱连4妄孔内，并且插入柱端 的固定部分的螺才全穿过螺4全插入孔。优选地，每个切口形成有一个或多个连续空间，所述空间沿相 只于于施加到才反的载4肓的垂直方向#皮打孑L 。伊C选;也，切口形成于上下一反中的两个或4壬一个中。进一步i兌， 切口通过布线切削或激光工艺而形成于各4反上。而且，切口通过布 线切削或激光工艺而形成于各板上。任一切口可具有形成于其对应端部中的圓孑L。^f壬一切口可形成为多条线，所述线的端部不连4妻。任一切口可形成为一条或多条曲线，所述曲线在其中任意位置 具有弯曲部分。4壬一切口可具有形成于其两端的圓孔，圆^L分散应力。^f壬一切口可形成为一个或多个圆3L，所述圓^L以均匀间隔布置。任一切口可形成为圆孔和具有弯曲部分的一条或多条曲线的 组合。
从下面结合附图的实施例描述中，本发明总发明构思的这些和 /或其它方面和优点将显而易见和更易理解。图1是用于陶瓷基板层叠装置的传统层叠单元的局部分解透视图；图2是根据本发明的陶瓷基材的层叠单元的局部分解透视图；图3是才艮据本发明的层叠单元的部分的截面图；图4是对比地示出了根据本发明层叠单元的各板中产生的应力 和传统层叠单元各4反中产生的应力的曲线图；图5是比较性地示出了根据本发明的层叠单元各板的位移和传 统层叠单元各才反的位移的曲线图；以及图6A-6E是示出了根据本发明应用到层叠单元10的各种类型 切口(图3所示切口除外)的示意图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明总发明构思的实施例，其实例在附图中 示出，其中相同参考号数自始至终表示相同元件。下面参照附图描 述实施例以解释本发明的总发明构思。在下文中，将参照附图详细描述根据本发明实施例的陶瓷基材 的层叠单元。图2是根据本发明的陶瓷基材的层叠单元的局部分解透一见图。 图3是^4居本发明的层叠单元的部分的截面图。如图2所示，根据本发明的陶瓷基材的层叠单元10包括一 对上下板11和12，具有一个切口 30或形成于其中的多个切口 30; 多个片主13,支4掌上下斥反11和12;以及多个固定部分14， ^!寻上下并反 11和12固定于;f主13。上下板11和12分别紧密连接到棒状的柱13的上下端部，以 便上下板11和12的^"应表面相互平4于;也一皮支4掌。上下斧反11和12 具有多个柱连4妄孔17,柱13的对应端部插入所述柱连接孔中。每个柱连接孔17具有形成于其中的螺栓插入孔18，所述螺栓 插入孔连接到每个柱13的被插入端。通过穿透上下斧反11和12的内部或切削内部至4壬意4立置而形成 上下板11和12的切口 30。即，上下板11和12分别具有多层结构 的多个切口 30,所述切口沿相对于与水平面垂直作用的载荷的垂直 方向是连续的。在这种情况下，上下才反11和12可具有形成于其中的一个切口 31或以相互平4亍且具有均匀间隔的方式形成的多个切口 30。 一个 切口 31或多个切口 30所形成的空间用作用于竖直载荷的减震器 (buffer )。进一步"i兌，切口 30可形成于上下才反11和12中的4又一个中或 两个中。^f旦是，优选地，切口 30同时形成于施加有大于100kgf/cm2的压力载荷的上下板11和12中。那么就防止了连接到相应板11 和12的部件被损坏。进一步说，当调整切口 30数量时，由板11 和12产生的弹力以及由切口 30吸收的应力量也随之调整。如图3所示，设置于构成层叠单元10的板11和12的每个切 口 30形成为沿一条线连续连4^的弹簧状。以如此结构，切口 30作用如同弹簧，其能够充分吸收分别由 相应才反11和12上部所施加的载荷。同时，切口 30的截面区以如 下方式增大，即，使得可以分散分别由各板11和12的上表面施加 的载荷而形成的应力。切口 30通过布线切削或激光工艺形成。每个切口 30分别具有形成于其上下端部的圆孔31，以1更增强 应力的分散。进而可防止由沿竖直方向施加于切口 30的载荷引起 的板11和12的塑性(plastic)变形。同时，可防止产生由集中在 切口 30各端部上的应力所引起的裂缝。上下外反11和12固定到以均匀间隔形成的多个片主13的上下端 部。柱13的上下端部插入到形成于各4反11和12内的柱插入孔17 中以便由固定部分14可靠固定，每个所述固定部分由螺栓14a和 按钮14b组成。上下板11和12与柱13的连接具有与传统层叠单元同样的结 构。即，每个柱30的任一端紧密连接到柱连接孔17中，螺栓14a 的连接按钮的一端通过柱连接孔17中的螺栓连接孔18插入柱13 的一端部。然后，完成了用于垂直载荷传输的连接。进一步说，下板12具有形成于其底面之上的压紧杆16，压紧 杆16包含粘结件(binder)以便连接独立的陶资基材。在才艮据本发明的层叠单元10中，上板11紧密连4妾到压紧件20 的底面。随压紧件20的^皮驱动，层叠单元10由均匀压力竖直地驱 动，从而由上板11传输的载荷通过柱13传输到下板12。进一步说， 下板12底面利用被施加的均匀载荷来压紧层叠于下板12之下的陶瓷基材的顶面。为检查形成于根据本发明的层叠单元10的各个板11和12之 内的切口 30的才喿作，已对由施加于4反11和12的负载所产生的应 力以及各板11和12的位移进行了根据有限元方法的模拟，所述模 拟采用的是与实际层叠单元相同的方法实现的简单^t型。图4是对比地示出了产生于根据本发明的层叠单元的各板的应 力和产生于传统层叠单元各^1的应力的曲线图。为测量产生于才艮据本发明层叠单元10中的应力，层叠单元10 安装于压紧件20上。然后压紧件20以如下方式被竖直地驱动，即， ^使得层叠于层叠单元10之下的多个陶瓷基材的顶面^^皮自层叠单元 10上板11传，命到下一反12的载荷所」接压。进一步，测量施加于包围 螺栓14a的按钮14b上的应力。可以同样方法测量产生于传统层叠 单元的应力。如图4所示，可以发现在根据本发明的层叠单元10 中所产生的应力与在传统层叠单元中所产生的应力之间存在差异， 这种差异取决于切口 30是否i殳置于板11和12中。即，才艮据本发明的具有切口 30的层叠单元10中所产生的应力 可减小到无切口的传统层叠单元中所产生的应力的38-40%。图5是对比地示出了才艮据本发明的层叠单元各板的位移和传统 层叠单元各板的位移的曲线图。^口同应力的测量，各个4反11和12 4立移的测量也在连4妄各个一反 11和12与4主13的螺4全14a和按4丑14b周围进4亍。如图5所示，可 以发现板11和12的由传输到具有切口 30的层叠单元10的斥反11 和12与柱13之间的连接部件的应力所引起的位移可减小到无切口 的传统层叠单元的一反的4立移的50%。图6A-6E是示出了可应用到才艮据本发明的层叠单元10的(图 3所示切口之外的)各种类型切口的示意图。图6A中，切口 30可形成为多条各端部不相连的线。图6B中， 切口 30可形成为多条中央弯曲的线。图6C中，切口30可形成为圓形。图6E中，切口 30可形成为在任意位置具有弯曲。在这种情况 下，切口 30在其两端可具有圓孔，所述圓孔防止当竖直载荷施加 在切口 30两端时因应力集中而引起的裂缝。图6D示出了4夸圓形切口 30与具有弯曲部分的切口组合一起的结构。在上述切口结构中，当通过有限元方法才莫拟螺栓14a (其为板 11和12与柱13之间的连接部分)周围的应力和位移时，应力和位 移也可减少50%,尽管由于切口形状不同会存在轻微的差异。根据本发明，陶瓷基材的层叠单元具有一个或多个切口，所述 切口i殳置于由多个柱平行支撑的上下才反11和12中任一或两个之 中。因此，当陶覺基材的顶面被安装于压紧件上的层叠单元按压时，载荷一皮吸收。因此，由于直4矣施加于层叠单元的每个构件上的应力 减少，使得构件的预期寿命可延长。进一步地，由于设置于各个板之中的切口吸收了载荷，使得用 于固定板和柱的螺栓的周围的位移减小了。因此，可防止因重复竖 直载荷引起的固定部分的松动。进一步地，可防止因固定部分部件 松动引起的损坏，并可防止因上下板倾斜而施加于陶瓷基材上的非 均匀载荷。尽管已示出和描述了本发明总发明构思的几个实施例，但是本 领域技术人员可以理解，在不背离总发明构思的精神或范围的前提 下可以对这些实施例做出各种变化，本发明的范围由所附权利要求 及其等同物所限定。
权利要求
1.一种陶瓷基材的层叠单元，包括一对上下板，具有形成于其中的多个切口；多个柱，所述柱的上下端部紧密连接于各所述板的对应表面以便所述上下板被彼此平行地支撑；多个固定部分，每个所述固定部分包括插入所述板与所述柱之间的接触部分的螺栓以及所述螺栓周围的按钮；以及压紧杆，所述压紧杆固定于所述下板的底表面且压紧层叠于所述下板之下的所述陶瓷基材的顶表面。
2. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，通过穿透所述板或穿 进所述板直至任意位置而形成所述切口 。
3. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述上下板具有多 个柱连接孔，所述柱的端部连接到所述柱连接孔；以及多个螺 才全插入孔，形成于所述柱连4妾孔内，并且插入所述柱的端部的 所述固定部分的螺栓穿过所述螺栓插入孔。
4. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，每个所述切口形成有 一个或多个连续空间，所述空间沿相对于施加到所述^1的载荷 的垂直方向4皮打孑L。
5. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述切口形成于所述 上下+反中的两个或4壬一个中。
6. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述切口通过布线切 削或激光工艺而形成于各所述板中。
7. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述切口中的每个具 有形成于其各端部中的圆孔。
8. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述切口中的每个形 成为多条线，所述线的端部不连接。
9. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述切口中的每个形 成为一条或多条曲线，所述曲线在其任意位置处具有弯曲部 分。
10. 根据权利要求8所述的层叠单元，其中，所述切口中的每个具 有形成于其两端的圓孔，所述圓孔分散应力。
11. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述切口中的每个形 成为一个或多个圓孔，所述圆孔以均匀间隔布置。
12. 根据权利要求1所述的层叠单元，其中，所述切口中的每个形 成为圆孔与具有弯曲部分的一条或多条曲线的组合。
全文摘要
提供一种陶瓷基材的层叠单元，包括一对上下板，具有形成于其中的多个切口；多个柱，所述柱的上下端部紧密连接各个板的对应表面以便上下板被相互平行地支撑；多个固定部分，每个所述固定部分由插入板和柱之间接触部分的螺栓和包围螺栓的按钮组成；以及压紧杆，固定于下板的底面且压紧层叠于下板之下的陶瓷基材的顶面。
文档编号H01G4/00GK101217072SQ20071018775
公开日2008年7月9日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年1月4日
发明者李京虎, 李哲熙, 金东振 申请人:三星电机株式会社