小尺寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电容器的制造方法

小尺寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电容器的制造方法
【专利摘要】一种小尺寸电容器的丝网印刷设备，包括印刷丝网，印刷丝网的丝网图形包括辅助区域和目标产品区域；目标产品区域包括多个规则排列且均匀分布的内电极图形单元，内电极图形单元用于透浆形成目标产品的内电极；辅助区域设置在目标产品区域的周边，辅助区域包括多个规则排列且均匀分布的辅助图形单元，辅助图形单元用于透浆，辅助图形单元的面积大于内电极图形单元的面积。辅助区域设置在目标产品区域的周边，在剥离膜片时能够较好的防止膜片被撕裂和破碎。辅助区域和目标产品区域均设置均匀分布的透浆图形单元，使得整张印刷后的膜片应力均衡，从而使边缘真空剥膜完整性高，提高了产品的合格率。同时，还提供了一种小尺寸电容器的制造方法。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电容器制造过程的领域，特别是涉及一种小尺寸电容器的丝网印刷设 备及小尺寸电容器的制造方法。 小尺寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电容器的制造方法

【背景技术】
[0002] 为适应电子元件微型化、集成化发展趋势，小尺寸电容器的应用越来越广泛。小尺 寸电容器是指如0201电容器、01005电容器等尺寸较小的电容器，以及相比0201电容器、 01005电容器更小尺寸的电容器。
[0003] 小尺寸电容器的制造工艺和精度都比传统尺寸电容器高，从流延、丝印、叠层、层 压、切割到后面的各个工序，对员工操作和设备部件都有严格要求。由于小尺寸电容器在制 作过程中，巴块上的电容芯片数量急剧增加，对合格率的控制也越来越困难。


【发明内容】

[0004] 基于此，有必要针对小尺寸电容器的制造过程中合格率低的问题，提供一种小尺 寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电容器的制造方法。
[0005] -种小尺寸电容器的丝网印刷设备，包括印刷丝网，所述印刷丝网的丝网图形包 括辅助区域和目标产品区域；
[0006] 所述目标产品区域包括多个规则排列且均匀分布的内电极图形单元，所述内电极 图形单元用于透浆形成目标产品的内电极；
[0007] 所述辅助区域设置在所述目标产品区域的周边，所述辅助区域包括多个规则排列 且均匀分布的辅助图形单元，所述辅助图形单元用于透浆，所述辅助图形单元的面积大于 所述内电极图形单元的面积。
[0008] 在其中一个实施例中，所述辅助区域包括防变形区域和防破裂区域；
[0009] 所述防变形区域的所述辅助图形单元为第一辅助图形单元，所述防破裂区域的所 述辅助图形单元为第二辅助图形单元，所述第一辅助图形单元的面积大于所述第二辅助图 形单元的面积；
[0010] 所述目标产品区域为多个，所述防变形区域位于多个所述目标产品区域之间，所 述防破裂区域位于所述目标产品区域的外侧边缘处。
[0011] 在其中一个实施例中，第二辅助图形单元用于透浆形成副产品的内电极。
[0012] 在其中一个实施例中，所述丝网图形为矩形，所述辅助区域还包括四角区域，所述 四角区域位于所述丝网图形四角的位置处；所述四角区域的所述辅助图形单元为第三辅助 图形单元，所述第三辅助图形单元的面积大于所述第二辅助图形单元的面积。
[0013] 在其中一个实施例中，所述内电极图形单元和所述辅助图形单元均为矩形；
[0014] 所述目标产品区域的单位面积内的所述内电极图形单元的数量与所述防破裂区 域的单位面积内的所述第二辅助图形单元的数量相同，且所述目标产品区域的单位面积内 的所述内电极图形单元的数量与所述四角区域的单位面积内的所述第三辅助图形单元的 数量相同。
[0015] 在其中一个实施例中，所述目标产品区域、所述防变形区域、所述防破裂区域和所 述四角区域相互之间具有空隙，所述空隙的宽度小于等于所述内电极图形单元的长度和长 度方向上相邻的两个所述内电极图形单元之间的距离之和。
[0016] 在其中一个实施例中，所述目标产品区域的所述内电极图形单元错位排列；
[0017] 所述防破裂区域的所述第二辅助图形单元错位排列；
[0018] 所述四角区域的所述第三辅助图形单元错位排列；
[0019] 所述防变形区域的所述第一辅助图形单元对齐排列。
[0020] 在其中一个实施例中，所述内电极图形单元和所述辅助图形单元均为矩形条状， 且所述内电极图形单元和所述辅助图形单元的延伸方向一致。
[0021] 在其中一个实施例中，所述防变形区域呈十字形或井字形。
[0022] 一种小尺寸电容器的制造方法，包括如下步骤：
[0023] 通过所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备对膜片进行内电极印刷；以及
[0024] 将印刷后的膜片进行剥离；
[0025] 对剥离后的膜片错位层叠；
[0026] 对层叠后的膜片进行切割。
[0027] 上述小尺寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电容器的制造方法，采用的丝网图形 包括辅助区域和目标产品区域，辅助区域的辅助图形单元的面积大于目标产品区域内电极 图形单元的面积，图形单元的面积越大，印刷后的膜片能够承受的吸附力和膜片边缘自身 的应力越强。辅助区域设置在所述目标产品区域的周边，由于在剥离印刷着内电极的膜片 时，剥离的吸附力主要作用在丝网图形的边缘位置，所以能够较好的防止膜片被撕裂和破 碎。辅助区域和目标产品区域均设置均匀分布的透浆图形单元，使得整张印刷后的膜片应 力均衡，且各区域的连接应力均衡，从而使边缘真空剥膜完整性高，提高了产品的合格率。

【专利附图】

【附图说明】
[0028] 图1为一实施例中小尺寸电容器的丝网印刷设备的丝网图形的示意图；
[0029] 图2为又一实施例中小尺寸电容器的丝网印刷设备的丝网图形的示意图；
[0030] 图3为图1、图2所示的小尺寸电容器的丝网印刷设备用于制造的片式陶瓷电容器 的不意图；
[0031] 图4为图2所示小尺寸电容器的丝网印刷设备的丝网图形的局部示意图；
[0032] 图5为图2所示小尺寸电容器的丝网印刷设备的丝网图形的局部切割示意图；
[0033] 图6为图2所示小尺寸电容器的丝网印刷设备的丝网图形的尺寸示意图；
[0034] 图7为一实施例中小尺寸电容器的制造方法的流程图。

【具体实施方式】
[0035] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对小尺寸电容器的丝网印刷设备及小 尺寸电容器的制造方法进行更全面的描述。附图中给出了小尺寸电容器的丝网印刷设备及 小尺寸电容器的制造方法的首选实施例。但是，小尺寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电 容器的制造方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提 供这些实施例的目的是使对小尺寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电容器的制造方法的 公开内容更加透彻全面。
[0036] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的【技术领域】的 技术人员通常理解的含义相同。本文中在小尺寸电容器的丝网印刷设备及小尺寸电容器的 制造方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本 发明。本文所使用的术语"及/或"包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组 合。
[0037] 如图1所示，一实施方式的小尺寸电容器的丝网印刷设备包括印刷丝网，印刷丝 网的丝网图形100包括目标产品区域120和辅助区域140(虚线所示区域）。目标产品区域 120包括多个规则排列且均匀分布的内电极图形单元122,内电极图形单元122用于透浆形 成目标产品的内电极。辅助区域140设置在目标产品区域120的周边，辅助区域140包括 多个规则排列且均匀分布的辅助图形单元，辅助图形单元用于透浆，辅助图形单元的面积 大于内电极图形单元122的面积。
[0038] 同时参见图2,在其中一个实施例中，辅助区域140可以包括防变形区域142和 防破裂区域144(虚线所示区域）。防变形区域142的辅助图形单元为第一辅助图形单元 1422,防破裂区域144的辅助图形单元为第二辅助图形单元1442,第一辅助图形单元1422 的面积大于第二辅助图形单元1442的面积。防变形区域142位于多个目标产品区域120 之间，防破裂区域144位于目标产品区域120的外侧边缘处。
[0039] 本实施例的丝网印刷设备可以用于制造片式陶瓷电容器200的过程中对膜片220 进行内电极240印刷的步骤。参见图3,片式陶瓷电容器200是包括多层陶瓷膜片220、内电 极240和外电极260,内电极240是将金属浆料通过丝网印刷的方式印在陶瓷膜片220上形 成的，将印好的膜片220剥离下来，按照一定距离的错位叠在一起，之后加上底保护层和面 保护层，通过层压将所有膜片220压实，最后通过一定的切割方式，切出若干电容芯片。芯 片经过高温烧结形成陶瓷电容的主体部分，再将电容两端封上外电极260,与内电极240连 接上，即可生产出片式陶瓷电容。
[0040] 在叠层工序中，膜片在机器剥离时易发生破裂、变形，影响生产效率。陶瓷膜片在 还没有丝印之前，膜片只由陶瓷粉体组成，厚度和质地比较单一和均衡，所以膜片的宏观受 力也比较均衡。但是当印刷上内电极浆料之后，附着在陶瓷膜片表层的金属电极浆料改变 了膜片原有的受力情况。丝印的图形单元越密集、间隔越小的区域，能承受的应力则越大越 集中。反之丝印的图形单元越疏松、间隔区域越大，能承受的应力则越小越分散。同时，一 张膜片还包含不同区域的不同图形单元，则区域之间的不同应力会有偏差，偏差达到一定 数值时，膜片区域之间将形成一个明显的应力分界线，导致膜片宏观连续性降低，此分界线 容易导致膜片在剥离过程中破损，机器运行受阻，降低生产效率。
[0041] 一般在叠层工序中是用平整度极高的矩形镜面吸盘，吸附切割好的相同尺寸矩形 膜片，并放置在固定平台上，重复以上步骤进行多层膜片叠层。镜面吸盘上有若干微小的抽 气孔，提供真空吸附力。位于吸盘边缘的抽气孔比中间区域的抽气孔的孔径稍大，能对膜片 边缘提供较大的吸附力，保证膜片在剥离过程中的边缘撕裂的平直性和连续性。此种吸盘 对传统的厚度在5 μ m?20 μ m的膜片作用效果较好，但对于厚度在0·5μηι?1·5μηι的膜 片，由于印刷的金属浆料厚度影响，膜片容易被撕裂成不规则的破损状，导致不能使用，浪 费原材料。
[0042] -般为了提高巴块中间部分电容芯片的合格率，可能采用四周填充非电容电极的 方式，此方案经过长期生产应用，发现其仍然会出现破裂、变形的问题，由于四周填充的非 电容电极和中间部分填充的目标产品的内电极材质不同，虽然四周的应力强，但是膜片整 体的应力不均匀，所以不能够很好的解决膜片的破裂、变形问题。同时，四周填充非电容电 极，造成了浪费。
[0043] 本实施例的辅助区域140的辅助图形单元的面积大于目标产品区域120内电极图 形单元122的面积，图形单元的面积越大，印刷后的膜片能够承受的吸附力和膜片边缘自 身的应力越强。辅助区域140设置在目标产品区域120的周边，由于在剥离印刷着内电极 的膜片时，剥离的吸附力主要作用在丝网图形100的边缘位置，所以能够较好的防止膜片 被撕裂和破碎。辅助区域140和目标产品区域120均设置均匀分布的透浆图形单元，使得 整张印刷后的膜片应力均衡，且各区域的连接应力均衡，从而使边缘真空剥膜完整性高，提 高了产品的合格率。同时，第二辅助图形单元1442用于透浆形成副产品的内电极，避免了 浪费。
[0044] 在其中一个实施例中，丝网图形100为矩形，辅助区域140还包括四角区域 146 (虚线所示区域），四角区域146位于丝网图形100四角的位置处。四角区域146的辅 助图形单元为第三辅助图形单元1462,第三辅助图形单元1462的面积大于第二辅助图形 单元1442的面积。矩形的膜片在四角处承受的应力较大，所以设置该四角区域146以加强 膜片在四角处承受应力的能力。
[0045] 目标产品区域120、防变形区域142、防破裂区域144和四角区域146相互之间具 有一定的空隙，该空隙在长度方向上的宽度不超过内电极图形单元122的长度和长度方向 上相邻的两个内电极图形单元122之间的距离之和，即单个电容芯片长度。该空隙在宽度 方向上的宽度不超过内电极图形单元122的宽度和宽度方向上相邻的两个内电极图形单 元122之间的距离之和，即单个电容芯片宽度。空隙越大，区域之间的连续性越差，因此要 控制空隙的尺寸范围，使之较小的影响区域之间的连续性。
[0046] 同时参见图4,为了使膜片整体的应力更加均匀，内电极图形单元122和辅助图形 单元均为矩形，目标产品区域120的单位面积内的内电极图形单元122的数量与防破裂区 域144的单位面积内的第二辅助图形单元1442的数量相同，且目标产品区域120的单位面 积内的内电极图形单元122的数量与四角区域146的单位面积内的第三辅助图形单元1462 的数量相同。目标产品区域120的内电极图形单元122错位排列，防破裂区域144的第二 辅助图形单元1442错位排列，四角区域146的第三辅助图形单元1462错位排列，防变形区 域142的第一辅助图形单元1422对齐排列。进一步的，内电极图形单元122和辅助图形单 元均为矩形条状，且内电极图形单元122和辅助图形单元的延伸方向一致。
[0047] 图5为局部切割的示意图，图中虚线所示为切割的位置，切割的位置在内电极图 形单元122的长边的中间位置。同时参见图6,在一实施例中，单个电容芯片长度为L，单个 电容芯片宽度为W，第三辅助图形单元1462长度为A1，第三辅助图形单元1462长度宽度为 B1，第二辅助图形单元1442长度为A2,第二辅助图形单元1442宽度为B2,内电极图形单元 122长度为A3,内电极图形单元122宽度为B3, 2L > Al > A2 > A3,且W > Bl > B2 > B3。 [0048] 为了提高电容的容量，会在一定的空间高度内尽可能多的增加膜片的层数，所以 每一层膜片的厚度会尽量降低。传统陶瓷膜片的厚度范围在5 μ m?20 μ m，印刷在膜片上 的金属电极浆料厚度为〇. 5 μ m?1 μ m，浆料厚度远远低于膜片厚度，膜片的机械性能，如 弹性、延展性、应力、连贯性等，几乎完全由陶瓷膜片本身决定，与印刷上去的金属电极浆料 无关。但是在膜片的厚度范围降低到0. 5 μ m?1. 5 μ m的范围时，金属电极浆料的印刷厚 度为0. 2 μ m?0. 8 μ m，内电极的厚度已经接近陶瓷膜片的厚度。印刷后的膜片的机械性 能，实际上是由印有内电极的膜片部分和未印刷的空白膜片部分共同决定的。
[0049] 这两部分由于厚度差较大，机械性能存在较大偏差，单个电容芯片位置的膜片形 成较明显的"凸"形横截面。此种膜片在叠层的时候，印有电极浆料的部分接触，未印刷的空 白膜片部分处于悬空状态。单个电容芯片上下相邻两层膜片在层压过程中，压力逐渐增加， 印有电极浆料的部分首先受力并且产生微观的扩散形变，未印刷的空白膜片部分呈现向中 间内缩的状态。当膜片层数增加时，膜片的形变和内缩将使单个电容芯片的叠层偏离垂直 位置，导致内电极呈现倾斜状、扭曲状、坍塌状等不规则的残次品状态。这种不规则内电极 的产品在电性能检测中极大的降低了电容产品的合格率。同时也使后面的切割工序难以进 行，并且极易切出大量漏电极的废品，造成原料的浪费，严重影响生产效率。
[0050] 本实施例的防变形区域142在丝网图形100的中部位置，可以对膜片起到加强中 间部分应力的作用。防变形区域142的第一辅助图形单元1422的面积大于其他区域的图 形单元面积，能够承受的应力大，防止膜片在脱离吸盘的作用力后出现中部收缩和松弛，防 止了膜片出现倾斜状、扭曲状、坍塌状的残次品状态。避免了膜片叠层酥松，影响内电极的 整齐度，导致电极移位等问题，从而进一步提高了产品的合格率。在一实施例中，防变形区 域142呈十字形或井字形，防变形区域142从膜片的横向和纵向分别加强了其承受的应力 的能力，提高了防变形的效果。
[0051] 如图7所示，一实施方式的小尺寸电容器的制造方法包括如下步骤：
[0052] S100,对膜片进行内电极印刷。
[0053] S200,将印刷后的膜片进行剥离。
[0054] S300,对剥离后的膜片错位层叠。
[0055] S400,对层叠后的膜片进行切割。
[0056] 在步骤S100中，采用上述实施例中的小尺寸电容器的丝网印刷设备，基于上述实 施例的内容，本实施例的小尺寸电容器的制造方法能够提高产品的合格率。
[0057] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，包括印刷丝网，所述印刷丝网的丝 网图形包括目标产品区域和辅助区域； 所述目标产品区域包括多个规则排列且均匀分布的内电极图形单元，所述内电极图形 单元用于透浆形成目标产品的内电极； 所述辅助区域设置在所述目标产品区域的周边，所述辅助区域包括多个规则排列且均 匀分布的辅助图形单元，所述辅助图形单元用于透浆，所述辅助图形单元的面积大于所述 内电极图形单元的面积。
2. 根据权利要求1所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，所述辅助区域 包括防变形区域和防破裂区域； 所述防变形区域的所述辅助图形单元为第一辅助图形单元，所述防破裂区域的所述辅 助图形单元为第二辅助图形单元，所述第一辅助图形单元的面积大于所述第二辅助图形单 元的面积； 所述目标产品区域为多个，所述防变形区域位于多个所述目标产品区域之间，所述防 破裂区域位于所述目标产品区域的外侧边缘处。
3. 根据权利要求2所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，第二辅助图形 单元用于透浆形成副产品的内电极。
4. 根据权利要求2所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，所述丝网图形 为矩形，所述辅助区域还包括四角区域，所述四角区域位于所述丝网图形四角的位置处；所 述四角区域的所述辅助图形单元为第三辅助图形单元，所述第三辅助图形单元的面积大于 所述第二辅助图形单元的面积。
5. 根据权利要求4所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，所述内电极图 形单元和所述辅助图形单元均为矩形； 所述目标产品区域的单位面积内的所述内电极图形单元的数量与所述防破裂区域的 单位面积内的所述第二辅助图形单元的数量相同，且所述目标产品区域的单位面积内的所 述内电极图形单元的数量与所述四角区域的单位面积内的所述第三辅助图形单元的数量 相同。
6. 根据权利要求5所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，所述目标产品 区域、所述防变形区域、所述防破裂区域和所述四角区域相互之间具有空隙，所述空隙的宽 度小于等于所述内电极图形单元的长度和长度方向上相邻的两个所述内电极图形单元之 间的距离之和。
7. 根据权利要求5所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，所述目标产品 区域的所述内电极图形单元错位排列； 所述防破裂区域的所述第二辅助图形单元错位排列； 所述四角区域的所述第三辅助图形单元错位排列； 所述防变形区域的所述第一辅助图形单元对齐排列。
8. 根据权利要求5所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，所述内电极图 形单元和所述辅助图形单元均为矩形条状，且所述内电极图形单元和所述辅助图形单元的 延伸方向一致。
9. 根据权利要求2所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备，其特征在于，所述防变形区 域呈十字形或井字形。
10. -种小尺寸电容器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤： 通过权利要求1至权利要求9任一项所述的小尺寸电容器的丝网印刷设备对膜片进行 内电极印刷；以及 将印刷后的膜片进行剥离； 对剥离后的膜片错位层叠； 对层叠后的膜片进行切割。
【文档编号】B41F15/08GK104108232SQ201410294866
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】邱宇, 张发秀, 祝忠勇, 宋子峰, 彭自冲, 陆亨 申请人:广东风华高新科技股份有限公司