丝网印刷板、电容器及电容器的制造方法与流程

本发明涉及一种丝网印刷板、电容器及电容器的制造方法。

背景技术：

层叠陶瓷电容器(multi-layeredceramiccapacitor；mlcc)是一种如下的芯片形态的电容器：被安装于移动通信终端、笔记本电脑、计算机以及掌上电脑(pda)等多种电子产品的印刷电路板，从而起到充电或放电的重要作用。根据使用的用途及容量而具有多样的大小及层叠形态。

近来随着电容器的小型化，对如上所述的电容器提出了超小型化及超高容量化要求，并制造出如下的产品：为了实现超小形化，使内部电极及电介质层的厚度变薄，为了实现超高容量化，使电介质层的层叠数增加。

然而，随着电介质层的高层叠化，在作为用于形成内部电极图案的工序的通过丝网印刷板而将导电性浆料印刷在电介质层上的步骤中，排出到丝网图案的边缘位置部的导电性浆料量可能比中央部多一些。

因此，内部电极图案的边缘位置向上侧凸出，并可能因此发生边缘位置部的厚度比起中央部的厚度更大的鞍状化(saddle)现象。即，在内部电极图案中，可能发生由边缘位置部的形状及高度差引起的落差，由此可能在层叠时使电容器主体内的应力(stress)积累。

具体而言，所述鞍状化现象可能成为引起如下情况的原因：当把由多个电介质层构成的层叠体压实时，为了密度的均匀化，相对较厚的内部电极图案的边缘位置部比中央部拉伸更多。

即，内部电极的边缘位置部的电介质层的厚度变得比整体平均电介质层的厚度更小，它是应力积累的部分并导致电容器主体整体的耐电压特性劣化，从而导致产品的可靠性下降的问题。

因此，目前的实情为需要提出一种如下的技术方案：消除由内部电极图案的边缘位置部与中央部的高度差引起的落差，从而提高电容器主体的耐电压特性。

如下的现有技术文献部分中所列的专利文献1、2为涉及到印刷板及电容器的说明。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)日本公开专利公报第2003-086451号

(专利文献2)日本公开专利公报第2009-172949号

技术实现要素：

本发明的多个目的之一为提供一种可通过消除内部电极图案的边缘位置部与中央部的落差而确保电容器主体的耐电压特性的技术方案。

作为通过本发明而提出的多种解决方式之一，提供一种丝网印刷板，包括形成于丝网的表面的丝网图案，其中，所述丝网图案包括：印刷区域；以及一对壁部，从印刷区域的两个边缘位置朝第一方向以彼此相同的间距分别相隔而布置。

作为通过本发明而提出的多种解决方式之另一，提供一种电容器的制造方法，包括如下步骤：在生片上布置在丝网表面具有丝网图案的丝网印刷板；将导电浆料供应到丝网图案；以及将导电浆料印刷在所述生片上，从而形成内部电极图案，其中，丝网图案包括：印刷区域；以及一对壁部，从所述印刷区域的两个边缘位置朝第一方向以彼此相同的间距分别相隔而布置。

对于根据本发明的一实施例的丝网印刷板而言，在形成内部电极图案时，可消除内部电极图案的边缘位置部与中央部的落差，从而确保电容器的耐电压特性。

附图说明

图1为表示根据本发明的一实施例的丝网印刷板的概略结构的平面图及剖面图。

图2为表示根据本发明的一实施例的通过利用丝网印刷板而形成内部电极图案的电容器的制造方法的剖面图。

图3为表示根据本发明的一实施例的包含有通过利用丝网印刷板而形成的内部电极图案的电容器的概略结构的剖面图。

符号说明

10：丝网印刷板11：掩膜部

12：壁部13、14：印刷区域

具体实施方式

以下，参考附图而更加详细地说明本发明。附图中的要素的形状及大小等可能为了更明确的说明而被夸张示出。

以下，对根据本发明的电容器进行说明。

图1为表示根据本发明的一实施例的丝网印刷板的概略结构的平面图及剖面图。

参考图1，根据本发明的一实施例的丝网印刷板10包括丝网图案，丝网图案包括：印刷区域13、14；以及一对壁部12，从印刷区域的两个边缘位置朝第一方向以彼此相同的间距相隔而布置。

所述丝网图案可由如下的要素定义：丝网网孔(未图示)，具有多个贯通孔；以及掩膜部11，填充丝网网孔的多个贯通孔中的一部分而形成为为非贯通状态。

所述丝网图案包括：印刷区域13、14，以贯通的状态形成；一对壁部12，从印刷区域的两个边缘位置朝第一方向以彼此相同的间距相隔而布置。

所述丝网网孔可由聚酯(polyester)或不锈钢(stainlesssteel)等材料构成，并可由网以板状形成，所述网具有由多个微小开口构成的贯通孔14。

所述掩膜部11可以是由乳胶等乳剂构成的预定厚度的膜，并起到如下作用：以使供应到丝网网孔的上表面的导电性浆料中只有印刷在电介质层上表面的部分通过的方式对其余部分进行阻断。此时，电介质层可由陶瓷生片构成。

所述丝网图案中，所述印刷区域13、14用于起到如下作用：当在电介质层上布置丝网印刷板10并在其上部供应导电浆料时，使被供应的导电浆料向下侧通过，从而形成内部电极图案。

此时，配备于丝网网孔的印刷区域13、14可沿着第一方向或第二方向而平行地形成2列以上，所述第二方向是与第一方向垂直的方向。而且，为了在切割成芯片形态时具有不同的极性，可将第一列的第一印刷区域与相邻于第一印刷区域的第二列的第二印刷区域排列成相互交错的形态。

所述壁部12可将所述丝网网孔的贯通孔中的一部分用乳剂填充，从而在印刷区域13、14内沿着第一方向形成。

所述壁部12将所述印刷区域13、14划分成两个区域，并可划分成从所述印刷区域的边缘位置相隔的区域13和布置于所述壁部之间的区域14。即，所述壁部可将所述印刷区域划分成边缘位置部13和中央部14。

所述壁部12起到如下的作用：防止所述印刷区域中的边缘位置部的导电浆料的填充量比中央部相对更多。

所述印刷区域的边缘位置与所述壁部之间的间距b可以是15至25μm。当所述间距b为15至25μm时，可实现导电浆料的排出量的最优化。

具体而言，排出到所述印刷区域13、14的导电浆料的供应在所述印刷区域的边缘位置部13中被所述壁部12阻断，从而使所述印刷区域的中央部14与边缘位置的填充量变得相近。

所述壁部12可以起到如下的阻断壁作用：朝向电介质层的端部在借助于填充在所述印刷区域的边缘位置的导电性浆料而形成内部电极图案时，按压而抑制其上表面突出。

基于这种作用，可防止所述内部电极图案的边缘位置凸出而发生比中央部更突出的鞍状化现象。即，可消除所述内部电极图案的边缘位置部与中央部的落差，因此可以使内部电极图案的厚度变得均匀。

因此，在通过将配备有所述内部电极图案的电介质层层叠多个而形成层叠体时，所述内部电极图案的上表面大体上形成为平面，因此可以防止内部电极图案或电介质层的形状变形或者在烧制时在内部电极图案内发生龟裂，于是可以提高产品的可靠性。

如下的表1是比较不同电容器的特性的表。所述电容器通过利用不同的丝网印刷板而形成内部电极图案，通过改变印刷区域的边缘位置与壁部之间的间距b而制作所述不同的丝网印刷板。

所述电容器在层叠150～1,000层的电介质层之后，通过压实、切割、烧制、外部电极形成及镀覆等制造方法而制作，并对内部电极图案的印刷形状、电容及击穿电压(bdv)进行了评估(◎：非常满足、○：满足、×：不满足)。

[表1]

*：比较例

参考所述表1，当作为比较例而使用印刷区域中不具有壁部的丝网印刷板时，所述印刷区域的边缘位置的导电浆料的导出量变得比所述印刷区域的中央部相对更多，于是将会具有内部电极图案的边缘位置比中央部更突出的鞍形状。

将具有如同所述比较例所述的内部电极图案的电介质层层叠多个而制造出层叠体之后观察其特性，可发现发生击穿的击穿电压较低。

可确认到如下的事实：如果所述印刷区域的边缘位置与壁部之间的间距b小于15μm，则所述间距过于狭窄，因此难以导出导电浆料，从而使所述浆料无法印刷在印刷区域的边缘位置中，于是发生电容减小的现象。

并且，可确认到如下的事实：如果所述印刷区域的边缘位置与壁部之间的间距b超过25μm，则会具有内部电极图案的边缘位置比中央部更突出的鞍形状，于是无法具有利用壁部的效果。

在实施例中，尤其当印刷区域的边缘位置与壁部之间的间距b为20μm时，可发现内部电极图案的中央部与边缘位置部的高度相近地形成，而且，在电容及击穿电压方面可具有优良的特性。

如下的表2是对电容器的特性进行比较的表，此中的所述电容器是通过利用多样地改变壁部的宽度a而制作的各个丝网印刷板而形成内部电极图案的电容器。

所述电容器是在将150～1,000层的电介质层进行层叠之后，通过压实、切割、烧制、外部电极形成及镀覆等制造方法而制造的电容器，对内部电极图案的印刷形状、电容及击穿电压(bdv)进行了评估(◎：非常满足、○：满足、×：不满足)。

[表2]

*：比较例

参考所述表2，与表1相同地，当作为比较例而使用印刷区域中并不具有壁部的丝网印刷板时，可发现具有内部电极图案的边缘位置比中央部更突出的鞍形状。

如果所述壁部的宽度a为5μm以上，可发现内部电极图案的中央部的厚度与边缘位置的厚度落差被消除。

然而，如果所述壁部的宽度a超过20μm，则所述印刷区域的边缘位置的导电浆料的排出量变得比所述印刷区域的中央部更少。因此，将会具有如下的形状：形成于电介质层上的内部电极图案的边缘位置比起中央部更凹陷。

当利用所述壁部的宽度a超过20μm的丝网印刷板而制造电容器时，可发现电容随着壁部的宽度逐渐增大而降低，而且击穿电压随着壁部的宽度的增大而逐渐降低。

实施例相当于印刷板10的壁部12的宽度a处于5至20μm范围的情形，在所述实施例中，印刷区域13、14的边缘位置处导电浆料的排出量被壁部12调节，从而在形成所述内部电极图案时，使内部电极图案的边缘位置部与中央部的厚度相等地形成。因此，可防止发生所述电介质层上形成的内部电极图案120的边缘位置比中央部更突出的鞍状化现象。

对于所述实施例的利用丝网印刷板形成的内部电极图案120而言，将会具有边缘位置与中央部的厚度差小于25％的上表面大致平整的形状。而且，可以防止产生由内部电极图案120的边缘位置与中央部的厚度差引起的龟裂或分层。

对于实施例所述的层叠有内部电极图案的电容器而言，可发现电容及击穿电压表现为优良。即，可以发现与比较例相比，击穿电压得到了改善。

因此，对于根据本发明的一实施例的丝网印刷板而言，通过使壁部的宽度a满足5至20μm，可以有效地抑制绝缘电阻的降低等，并可制造出可靠性较高的电容器。

以下，对利用本发明的丝网印刷板的电容器的制造方法进行说明。

图2为表示利用根据本发明的一实施例的丝网印刷板而形成内部电极图案的电容器的制造方法的剖面图，图3为表示根据本发明的一实施例的包含有通过利用丝网印刷板而形成的内部电极图案的电容器的概略结构的剖面图。

参考图2和图3，根据本发明的一实施例的电容器的制造方法包括如下步骤：在电介质层111上布置具有丝网图案的丝网印刷板10；将导电浆料120供应到丝网图案；以及通过将导电浆料印刷在电介质层上而形成内部电极图案120a、120b。丝网图案包括：印刷区域13、14；以及一对壁部12，从所述印刷区域的两个边缘位置朝第一方向以彼此相同的间距相隔布置。

首先，准备电介质层111。

所述电介质层111可通过将浆体(slurry)进行干燥而形成。

所述电介质层111可包括陶瓷粉末，而且还可以包括过渡金属、稀土元素或者镁(mg)、铝(al)等。

所述电介质层111可为了降低烧结温度而还包括玻璃成分的烧结助剂。所述玻璃成分的烧结助剂并不局限于特定成分，例如可以是含有b、ba、ca、al或li等元素的二氧化硅系玻璃成分。

所述浆体可通过将陶瓷粉末、聚合物及溶剂进行混合而利用刮片(doctorblade)等工艺制造。

所述陶瓷粉末可包括batio3系物质，然而并不局限于此，可包括batio3中部分性共容有钙(ca)、锆(zr)等的(ba1-xcax)tio3、ba(ti1-ycay)o3、(ba1-xcax)(ti1-yzry)o3或ba(ti1-yzry)o3等。此时，所述陶瓷粉末的平均粒径可以在1.0μm以下。

所述浆体可通过如下方式制造：在所述陶瓷粉末物质中配合陶瓷添加剂、有机溶剂、增塑剂、结合剂及分散剂，并利用球磨(ballmill)、篮磨(basketmill)之类的分散设备而制造浆体。

然后，将制造出的浆体涂布在载体膜(carrierfilm)上并进行干燥，从而以约为数μm的厚度制造电介质层111。

然后，使内部电极图案形成于所述电介质层。

在所述电介质层111上以约为1～2μm的厚度印刷导电性浆料120，从而形成内部电极图案120。

所述内部电极图案120的厚度可根据用途而被适当调节，优选地，可在0.1至1.0μm的范围内选择。

所述导电浆料的印刷方法可使用丝网印刷或凹版印刷方法等。

所述导电浆料可由银(ag)、铅(pb)、铂等贵金属材料以及镍(ni)、铜(cu)中的一种物质构成，或者可通过将其中的至少两种物质混合而形成。

所述导电浆料可包括金属粉末、陶瓷粉末及二氧化硅(sio2)粉末。金属粉末可以使用ni、mn、cr、co、al或者其合金，然而并不局限于此。并且，平均粒径优选50～400nm。

在根据本发明的一实施例的丝网印刷方法用于制作出具有丝网图案的丝网印刷板10，所述丝网图案包括：印刷区域13、14；以及一对壁部12，从所述印刷区域的两个边缘位置朝第一方向分别以彼此相等的间距相隔而布置。

所述丝网图案可由如下要素定义：丝网网孔(未图示)，具有多个贯通孔；以及掩膜部11，在丝网网孔的多个贯通孔中填充一部分而构成为非贯通状态。

所述印刷区域13、14可在形成于丝网网孔的掩膜部11中通过专门的曝光或显影工序而形成。例如，所述印刷区域13、14可通过如下方式形成：利用光刻工艺而在所述掩膜部上涂布光致抗蚀剂，并应用光刻掩膜而通过紫外线(uv)等进行曝光，然后通过显影工序而形成；或者对掩膜部11应用激光或干蚀刻方法而形成。

所述壁部12可如下地形成：在丝网网孔的贯通孔中将一部分用乳胶等乳剂进行填充，从而在印刷区域13、14内沿着垂直方向形成。而且，壁部12可通过如下方式形成：当通过专门的曝光或显影工序而形成印刷区域13、14时，保留相关的掩膜部11的局部区域。

所述壁部12起到防止导电浆料的填充量在印刷区域13、14的边缘位置处增大的作用。

所述印刷区域的边缘位置与所述壁部12之间的间距可以是实现导电浆料的排出量的最优化的15至25μm。

参考图2，在形成所述内部电极图案之前，将丝网印刷板10以相隔预定间距的方式设置于电介质层111上，然后将导电浆料点胶(dispensing)于所述丝网印刷板10的印刷区域13、14或者其周围，随后可利用刮刀(squeegee)等加压单元而在电介质层111上印刷内部电极图案120。

于是，排出到所述印刷区域13、14的导电浆料的注入将会在其边缘位置处被壁部12阻断，从而可以使印刷区域13、14的中央部与边缘位置的填充量变得相近。

尤其，所述壁部12可还可以执行如下的阻断壁的作用：借助于从边缘位置处排出的导电浆料而形成内部电极图案时，所述壁部12的端部抑制内部电极图案的上表面突出。

此时，经过丝网网孔13的印刷区域13、14的导电性浆料被壁部12阻断，从而使导电浆料不通过相关位置，并可通过该壁部12的边缘位置而得到供应。因此，印刷区域13、14的整体填充量得到调节，于是内部电极图案120的印刷形状可形成为其上表面大致平整的形状。即，所述电介质层中，导电浆料的高度可以形成为在对应于所述壁部的位置与对应于所述印刷区域的位置相等。

此时，所述壁部12可起到如下作用：按压内部电极图案120的边缘位置而防止该边缘位置突出。

然后，将形成有内部电极图案120的电介质层111从载体膜上剥离。

可在高温及高压下将所述载体膜被剥离的多个电介质层111进行压实并层叠，并可以通过以条(bar)状层叠数十至数百层而制造出高层叠化的层叠体，然而并不局限于此。

然后，通过切割工序而将所述层叠体切割成预定大小，并制造成芯片形态，随后通过增塑及烧制而获得包含有内部电极121、122的主体110。此后，经过外部电极131、132形成及镀覆等工序，从而最终获得电容器100。

所述烧制可在约1100℃以上的高温下执行。

如果作为所述内部电极图案120而使用ni等金属，则从作为低温的400℃开始发生氧化，并导致烧结萎缩，所以可能在1000℃以上的环境下被急剧烧制，因此，所述烧制优选在1100℃以上的高温下执行。

当所述内部电极图案120被急剧烧制时，可能因内部电极图案120的过度烧制而使电极集聚或断裂，由此可能导致内部电极图案120的连接性及容量降低。并且，可能在烧制之后产生龟裂之类的电容器的内部结构缺陷。

因此，在进行所述烧制工序中，需要使在约为400至500℃的较低的温度下开始烧结的金属粉末的烧结起始温度被最大限度地延缓，从而最小化与电介质之间的收缩差。

本发明并不局限于如上所述的实施形态及附图，旨在根据权利要求书而加以限定。

因此，在不脱离权利要求书所记载的本发明的技术思想的范围内，本发明所属的技术领域中具有基本知识的人员可实现多种形态的置换、变形及变更，这些也应当视为属于本发明的范围内。