CN102760566A - 多层型功率电感器 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种多层型功率电感器，包括：多个本体层，所述本体层包括内部电极并具有堆叠在其中的磁性材料层；以及多个间隙层，其中间隙层具有不对称结构。在该多层型功率电感器中，与本体层接触的部分具有作为致密结构的非孔结构，而不与本体层接触的部分具有多孔结构，使得间隙层具有不对称结构。因此，线圈中的磁通量传播路径被分散以抑制在高电流下的磁化，从而使得可以改善随着电流施加的电感(L)值的变化。此外，致密结构用来使本体层和间隙层彼此连接，从而使得可以降低本体层与间隙层之间分层的风险。

Description

多层型功率电感器

相关申请的引用

本申请要求于2011年4月25日提交的题为“Multilayer Type PowerInductor(多层型功率电感器)”的韩国专利申请系列第10-2011-0038604号的权益，由此将其全部内容以引用方式结合于本申请中。

技术领域

本发明涉及一种多层型功率电感器，更具体地，涉及一种通过包括具有不对称结构的间隙层(gap layer)而具有改善的温度特性的多层型功率电感器。

背景技术

多层型功率电感器主要用于便携式装置内的电源电路诸如DC-DC转换器。已经主要开发了具有小尺寸、高电流、低DC电阻等的多层型功率电感器。按照用于具有高频率和小尺寸的DC-DC转换器的趋势，使用多层型功率电感器代替根据相关领域的现有的绕线型扼流线圈(wire-woundtype choke coil)已增加。

在多层型功率电感器的情况下，电感器的磁饱和在材料上/结构上被抑制，使得电感器可以在高电流下使用。多层型功率电感器具有的缺点在于：随着将电流施加至其上而使电感(L)值的变化较大；然而，具有的优点在于：与绕线型功率电感器相比，其具有更小的尺寸和更薄的厚度，并且在DC电阻方面也是有利的(参见图1)。

已经需要相对于使用的电流具有小的电感值变化的功率电感器。特别地，已经日益需要能够从-55℃的低温到+125℃的高温操作(工作)并且相对于温度具有小的电感值变化的功率电感器。

特别地，绕线型功率电感器随着将电流施加至其上而具有小的电感(L)值变化。并且，在多层型功率电感器中，已经进行了用于实现随着电流的施加而使电感(L)值较小变化的努力。为此，已经表明，诸如材料的组成、微结构、结构设计等的因素是重要的。换句话说，多层型功率电感器具有的缺点在于：与绕线型功率电感器相比，随着将电流施加至其上而使电感(L)值变化较大。这是绕线型功率电感器在结构上具有较大的开磁路效应(open magnetic path effect)的原因。

因此，在多层型功率电感器中，改善随着电流施加的电感(L)值变化特性是重要的。目前，间隙层已经被部分地包括在多层型功率电感器的内部结构中以切割(cut)磁通量，从而改善随着电流施加的电感(L)值变化特性。另一方面，多层型功率电感器具有简单的结构、小的尺寸和薄的厚度，并且在确保价格竞争能力方面是有利的。

目前使用的通常的多层型功率电感器的结构示于图2中。参照图2，形成内部电极10，并且将间隙层30插入到由铁氧体材料制成的本体(body)20中以阻挡磁通量，从而降低随着电流的施加的电感值变化。然后，在约900℃的温度下进行烧制(firing)，形成外部电极40，然后进行镀敷(plating)，使得形成镀层50。

然而，这种多层型功率电感器具有的缺点在于：随着将电流施加至其上的电感值变化随着温度变化而较大，使得温度稳定性较低。这是温度特性由于随着温度的扩散而变化的原因，这是因为铜(Cu)置换的Zn-铁氧体被用作作为间隙层材料的非磁性材料。

用于多层型功率电感器的设计的基本构思在于，即使线圈的效率降低，但随着电流施加的电感值变化特性(在下文中，DC偏压特性)允许被改善，使得随着电流施加的电感(L)值变化被最大限度地抑制。

随着电流施加的电感(L)值变化越小，DC偏压特性变得越优异。电感(L)值越低，输出电压的波动(脉动，ripple)变得越大并且效率变得越低。DC电阻越低，效率变得越高。特别地，效率在高电流下变得较高。测量在每一温度下随着电流施加的电感(L)值变化。在这种情况下，优选的是，在每一温度下随着电流施加的电感(L)值变化较小。

片式电感器(chip inductor)的DC偏压特性是材料和线圈结构的特性的函数。首先，在具有相同磁导率(magnetic permeability)的材料的情况下，材料的饱和磁化(Ms)越高，DC偏压特性可能变得越优异。因此，基本上，需要在选择组成的同时选择具有优异的DC偏压特性的材料。还需要考虑颗粒大小(晶粒尺寸，grain size)。通常，在小的颗粒大小下DC偏压特性是优异的。由于材料本身的密度和电子自旋(electronic spin)的密度彼此成比例，因此还必需减小材料的孔以便改善DC偏压特性。

同时，材料的DC偏压特性可以随着磁导率而变化。即，磁导率越低，DC偏压特性可以变得越优异。然而，需要增加线圈的匝数(turn number)以便实现相同的电感。在这种情况下，由于在线圈中流过的磁通量增加，因此，其中材料的磁饱和被延迟的效果降低一半。

在这种情况下是否确实存在优点可以从磁路方程(magnetic circuitequation)预测。为了方便起见，假定材料随着磁饱和的变化率对应于磁通量的函数。从磁路方程获得了以下方程1。

[方程1]

$L=\frac{N^2}{R_f}$

在方程1中，L表示电感值，N表示线圈的匝数，而Rf表示铁氧体的电阻值。

由于当磁导率不相同时Rf增加，因此电容(capacitance)需要通过增加匝数(N)来调节。

当在图3A所示的结构中的高磁导率线圈(线圈1)中和图3B所示结构中的低磁导率线圈(线圈2)中的磁阻值表示为R₁和R₂并且随着结构变化的变量表示为N₁和N₂时，获得了以下方程2。

[方程2]

另一方面，在材料本身中流过的磁通量是匝数和磁阻值的函数。因此，在每个结构中的磁通量的大小可以根据以下方程3相互进行比较。

[方程3]

${\mathrm{\φ}}_1=\frac{\mathrm{NI}}{R_1}$ ${\mathrm{\φ}}_2=\frac{N_{2}I}{R_2}=\frac{N_{2}I}{R_1}{\left(\frac{N_1}{N_2}\right)}^2=\frac{N_{1}I}{R_1}\·\left(\frac{N_1}{N_2}\right)={\mathrm{\φ}}_1\·\left(\frac{N_1}{N_2}\right)$

由于N₁＜N₂，所以在线圈2中流过的磁通量实际上小于在线圈1中流过的磁通量。因此，可以预测，磁导率的变化率会更小，并且DC偏压特性在线圈2中会比在线圈1中更优异。

在如图4所示的其中插入有间隙层的多层型功率电感器中，将描述间隙层的效果。当磁路的磁性材料结构被非磁性材料或气隙(空气间隙)切割(削减，cut)时，磁阻增加，使得在磁路中流过的磁通量的大小减少。因此，有效的磁导率降低，并且电感相应降低。然而，电感(L)值的变化变得显著小。这种影响通过以下方程4来表示。

[方程4]

$\frac{{\mathrm{\ΔL}}_e}{L_e}\≈\frac{{\mathrm{\Δ\μ}}_r}{{\mathrm{\μ}}_r}{\left(\frac{{\mathrm{\μ}}_e}{{\mathrm{\μ}}_r}\right)}^2$

因此，当有效的磁导率被由非磁性材料制成的间隙层降低时，DC偏压特性通过有效磁导率的平方来改善。

当存在间隙层时，电感可以通过以下方程5来表示。

[方程5]

$L=\frac{N^2}{R_g+R_f}$

在方程5中，Rg表示间隙层的磁阻，而Rf表示铁氧体的磁阻。

这里，当线圈被完好设计并且磁通路径(magnetic flux path)中的横截面积为常数时，铁氧体的磁导率与磁阻之间的关系可以通过以下方程6和方程7来表示。

[方程6]

$R_f=\frac{l_e}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\γ}}{\mathrm{\μ}}_O{S}_e}=\frac{A}{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\γ}}}$

[方程7]

$L=\frac{N^2}{R_g+A/{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{\γ}}}$

在方程6和方程7中，le表示磁通量的有效路径(path)，Se表示磁通量的有效横截面积，而A是常数。

因此，在通常的电感器的情况下，电感值的变化与磁导率成正比；然而，在包括间隙层的电感器的情况下，Rg显著大于Rf，使得磁导率的变化并不会对电感具有显著影响。

如上面详细描述的，功率电感器具有插入其中的间隙层，使得功率电感器的DC偏压特性会被显著改善。

然而，当实际使用功率电感器时，随着温度变化的DC偏压特性(在下文中，称作偏压-TCL)以及在室温下的DC偏压特性需要是优异的。

图5A示出了其中在施加在每一温度下测量的电流之后电感值的变化显著小的情况；而图5B示出了其中偏压-TCL特性随着温度劣化的情况。当功率电感器具有如图5B的曲线图中所示的劣化的DC偏压特性时，很难在DC-DC转换器中使用该功率电感器。

随着温度的偏压-TCL与用于间隙层中的材料的种类相关。作为现有间隙层的材料，使用了其中在Zn-铁氧体(ZnFe₂O₄)中ZnO用少量的CuO置换的ZnCu-铁氧体。由于间隙层的材料是非磁性材料，因此，优选的是，具有显著低的居里温度从而在室温下具有非磁性(non-magnetism)的铁氧体适于用作间隙层的材料。例如，Zn-铁氧体(ZnFe₂O₄)适于用作间隙层的材料，因为其具有35K以下的显著低的居里温度。

然而，存在的缺点在于，难以在900℃以下的温度下烧结Zn-铁氧体。通常，在多层型功率电感器中，使用银(Ag)作为内部电极的材料。由于银具有961℃的熔点，因此烧结需要在约900℃的温度下进行。然而，Zn-铁氧体在约900℃的温度下不能被很好地烧结。因此，为了在Zn-铁氧体中改善可烧结性(sinterability)，在Zn-铁氧体(ZnFe₂O₄)中，ZnO用少量的CuO置换，使得烧结可以在约900℃的温度下进行。

此外，由于ZnCu铁氧体具有与用作本体材料的NiZnCu铁氧体并不具有晶格失配的尖晶石结构，所以其可以减少可能在烧结多层型功率电感器时产生的分层(delamination)。

然而，ZnCu铁氧体并不是完全的非磁性材料，其具有室温以下的居里温度，并且在室温下呈现出非磁性材料特性。然而，非磁性材料的厚度由于在烧制时Ni和Cu的扩散而降低(参见图6)。

此外，如图6所示，Ni扩散至间隙层并且在烧制时进入间隙层，并且其中扩散有Ni的位置具有磁性(磁力)，使得由非磁性材料制成的间隙层的整个厚度减小。产生了间隙层厚度的减小，这是因为随着温度产生具有不同居里温度的位置，使得由非磁性材料制成的间隙层的厚度随着温度变化，如图7所示。

当由非磁性材料制成的间隙层的厚度增加时，改善了DC-偏压特性，并且当厚度减小时，DC-偏压特性劣化。因此，为了使用铁氧体非磁性材料，需要能够抑制这种扩散的间隙层。产生本体的磁性材料铁氧体与非磁性材料铁氧体之间的相互扩散，从而使得可以劣化功率电感器的特性。

同时，根据相关领域的功率电感器是具有如图4所示结构的多层型功率电感器并且由铁氧体片(ferrite sheet)制成。这里，具有亚铁磁性(铁氧体磁性，ferrimagnetism)的NiZnCu铁氧体被用作本体的材料。

具有亚铁磁性的非磁性材料铁氧体(通常，ZnCu铁氧体)用于整个表面片间隙(surface sheet gap)或开口片间隙(open sheet gap)中作为间隙层的材料。在约900℃的温度下进行烧制，形成外部电极，然后进行镀敷。

然而，根据相关领域的其中间隙层由ZnCu铁氧体制成的多层型功率电感器具有以下问题。

(1)在作为本体材料的NiZnCu铁氧体中包含的Ni组分扩散到间隙层中，并且间隙层的Zn组分扩散到本体中，使得由非磁性材料制成的间隙层的厚度减小。当由非磁性材料制成的间隙层的厚度减小时，DC-偏压特性可能会劣化。

因此，由于由非磁性材料制成的间隙层的厚度需要增加以便改善DC-偏压特性，在烧结之前插入的间隙片(gap sheet)需要具有较厚的厚度。然而，当使用具有较厚的厚度的间隙片时，多层型功率电感器的厚度(t方向)增加。

(2)预定水平的磁通量被阻挡；然而，存在在烧结时由于ZnCu铁氧体与本体的铁氧体材料之间的收缩率(contraction percentage)的差异而引起的分层的风险并且在功率电感器的内部部分中可能会产生应力。

(3)偏压-TCL特性由于间隙层的扩散而劣化。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种多层型功率电感器，其中可以改善随温度变化的偏压-TCL特性，可以降低间隙层与本体层之间的分层的风险，并且可以改善随着电流施加的电感(L)值变化。

根据本发明的示例性实施方式，提供了多层型功率电感器，包括：多个本体层，所述本体层包括内部电极并具有堆叠在其中的磁性材料层；以及多个间隙层，其中所述间隙层具有不对称结构。

与多个本体层接触的表面可以具有其中它们并不包括形成在其中的孔的非孔结构(无孔结构，non-porous structure)，并且不与多个本体层接触的表面可以具有多孔结构，使得间隙层可以具有不对称结构。

间隙层可以是非磁性材料层。

其中在间隙层中不存在孔的非孔结构可以具有0.1至3μm的厚度。

内部电极可以由选自由Ag、Sn、Ni、Pt、Au、Cu、以及它们的合金组成的组中的至少一种制成。

本体层可以由NiZnCu铁氧体制成。

本体层还可以包含基于100mol％的NiZnCu铁氧体在0.2mol％以内的至少一种添加剂，所述添加剂选自由Bi₂O₃、CoO和TiO₂组成的组。

间隙层可以由选自由四价金属氧化物组成的组中的至少一种非磁性材料制成。

四价金属可以是选自由Ti、Zr、和Sn组成的组中的至少一种。

间隙层还可以包含添加剂。

基于100mol％的四价金属氧化物，添加剂可以包括0.001至0.05mol％的CuO、0.001至0.1mol％的ZnO、0.001至1mol％的Fe₂O₃、以及0.001至0.01mol％的Bi₂O₃。

当不存在偏压时，在-50℃至125℃的温度范围内，多层型功率电感器可以具有在10％以内的电感值变化率。

附图说明

图1是示出了随着将直流(DC)电流施加至多层型功率电感器和绕线型功率电感器的电感值变化的曲线图；

图2是示出了通常的多层型功率电感器的结构的示图。

图3A是示出了由高磁导率材料(线圈1)制成的片式电感器的结构的示图，而图3B是示出了由低磁导率材料(线圈2)制成的片式电感器的结构的示图。

图4是包括间隙层的多层型功率电感器的概念图(conceptual view)；

图5A和5B是示出了偏压-TCL特性的实例的示图；

图6是示出了在烧制时在多层型功率电感器的间隙层的附近用于扩散的模型的示图；

图7是示出了在烧制时在温度与由于扩散Ni含量的增加之间的关系的模型的示图；

图8是示出了根据本发明的示例性实施方式的多层型功率电感器的结构的示图；

图9A是根据比较例1的多层型功率电感器的间隙层和本体层的扫描电子显微镜(SEM)照片，图9B是根据本发明实施例1的多层型功率电感器的间隙层和本体层的扫描电子显微镜(SEM)照片，而图9C是根据本发明的实施例1的多层型功率电感器的间隙层和本体层的示图；

图10是图9B的放大SEM照片；

图11是示出了根据比较例1制造的多层型功率电感器的偏压-TCL特性的曲线图；以及

图12是示出了根据本发明的实施例1制造的多层型功率电感器的偏压-TCL特性的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将更详细地描述本发明。

本发明涉及通过包括具有不对称结构的间隙层而具有优异的随着温度变化特性的多层型功率电感器。

图8是示出了根据本发明的多层型功率电感器的结构的示图。该多层型功率电感器包括多个本体层20以及多个间隙层30，所述本体层20包括内部电极10并且具有堆叠在其中的磁性材料层，其中间隙层30具有不对称结构。

在根据本发明的多层型功率电感器中包括的间隙层30中，与多个本体层20接触的表面可以具有其中它们并不包括形成在其中的孔的非孔结构31，并且不与多个本体层20接触的表面可以具有多孔结构32，如图9所示。

如图9所示，形成在根据本发明的间隙层30中的非孔结构31用作在本体层20与间隙层30之间的单独区分的层(separately distinguishedlayer)，从而充当使本体层和间隙层彼此连接的连接层。如果不存在非孔结构31，则在堆叠结构中本体层20与间隙层30之间的分层频繁发生。

根据本发明的间隙层可以由选自由四价金属氧化物组成的组中的至少一种非磁性材料制成。这里，四价金属可以是选自由Ti、Zr、和Sn组成的组中的至少一种。

四价金属可以具有锐钛矿结构或金红石结构；然而，并不特别限于上述结构。

此外，除了四价金属氧化物之外，间隙层还可以包含添加剂。更具体地，基于100mol％的四价金属氧化物，间隙层可以包含0.001至0.05mol％的CuO、0.001至0.1mol％的ZnO、0.001至1mol％的Fe₂O₃、以及0.001至0.01mol％的Bi₂O₃。

此外，对于本领域技术人员来说显然的是，添加剂可以以玻璃形式添加，或者如果它们不损坏间隙层的物理性能，可以添加少量的其他元素。

通常，磁导率越低，材料的DC-偏压特性可能变得优异。因此，具有低磁导率的材料可以被用作间隙层的主要组分。然而，在仅使用具有低磁导率的材料的情况下，可烧结性可能会劣化。因此，在本发明中，考虑到磁导率和可烧结性，可以使用上述间隙层组合物(组成)。此外，由于未使用具有非磁性特性的现有ZnCu铁氧体，因此可以解决在这种含铜铁氧体中产生的问题。

由于根据本发明的间隙层仅包含少量的铜氧化物，因此并不发生由于在根据相关领域的间隙层组合物(组成)中使用大量的铜置换的Zn-铁氧体而引起随温度变化功率电感器的特性劣化的问题。

间隙层组合物(组成)中包含的四价金属氧化物和添加剂的一部分以及用于本体层的组分部分扩散，从而形成非孔结构和多孔结构，使得根据本发明的间隙层具有如上所描述的不对称结构。

当间隙层并不具有如在本发明中所描述的非孔结构和多孔结构的不对称结构，而是仅具有如在根据相关领域的一般情况中所描述的多孔结构时，在用于本体层中且具有尖晶石结构的铁氧体与用于间隙层中且具有金红石结构(或锐钛矿结构)的四价金属之间的晶格常数(点阵常数)和晶格结构(点阵结构)是不同的，使得发生其间的失配。然而，在本发明中，间隙层包括具有与用于本体层中且具有尖晶石结构的铁氧体类似的晶格常数和晶格结构的非孔结构，从而使得可以解决产生的失配的问题。

因此，根据本发明的包括具有不对称结构的间隙层的功率电感器可以具有改善的温度特性、增加的电容、和改善的DC-偏压特性。此外，为了减少随电流施加的电感(L)值变化，可以分散和阻断线圈中的磁通量并且可以防止由于间隙层而引起的分层。

在本发明中，间隙层30中的非孔结构31可以具有0.1μm至3μm的厚度。当非孔结构31具有小于0.1μm的厚度时，间隙层与本体层之间的耦合力(coupling force)较弱，使得可能发生分层，并且当非孔结构31具有大于3μm的厚度时，作为非磁性材料层的间隙层具有过厚的厚度，使得电容值和质量因子(品质因数)(Q)值变小。

此外，可以理解，在根据本发明的间隙层30的结构中，不与多个本体层接触的表面具有它们包括形成在其中的多个孔的多孔结构32。这些孔用作气隙(空气间隙)，从而改善DC-偏压特性。

内部电极由选自由Ag、Sn、Ni、Pt、Au、Cu、以及它们的合金组成的组中的至少一种制成，最优选地，由Ag制成。

此外，本体层可以由NiZnCu铁氧体制成。

此外，本体层可以另外包含基于100mol％的NiZnCu铁氧体在0.2mol％内的至少一种添加剂，所述添加剂选自由Bi₂O₃、CoO和TiO₂组成的组。

当不存在偏压时，在-50℃至125℃的温度范围内，根据本发明制造的多层型功率电感器具有在10％内的电感值的变化率。

在下文中，将参照以下本发明的实施例详细地描述根据本发明的多层型功率电感器；然而，本发明并不限于下面的本发明实施例。

本发明的实施例1

根据本发明的间隙层组合物通过添加基于100mol％的TiO₂原料为0.001mol％的CuO、0.001mol％的ZnO、0.001mol％的Fe₂O₃、和0.001mol％的Bi₂O₃来制备。

制造了包括由间隙层组合物制备的间隙层并具有如图8所示的结构的多层型功率电感器。

使用Ag作为内部电极的材料，并且本体层通过向其中添加基于100mol％的NiZnCu铁氧体在0.2mol％内的至少一种添加剂而形成，所述添加剂选自由Bi₂O₃、CoO和TiO₂组成的组。

根据本发明的多层型功率电感器具有其中在本体层之间形成三片间隙层(15μm)的结构。

比较例1

间隙层组合物通过使用ZnCu铁氧体作为间隙层的主要组分来制备。

此外，使用与本发明的实施例1中的组分相同的组分作为本体层的组分，并且在本体层之间形成由ZnCu铁氧体制成的三片间隙层(20μm)。

实验例1：结构确认

利用扫描电子显微镜(SEM)来观察按照本发明的实施例1和比较例1制造的多层型功率电感器的间隙层和本体层的结构。观察的结果示于图9A至图9C和图10中。

在根据其中使用现有的ZnCu铁氧体作为间隙层的材料的比较例1的图9A的情况下，分别形成间隙层和本体层。然而，从实际的SEM照片确认了，间隙层30和本体层20几乎彼此不能区分开。

然而，从图9B可以确认，根据本发明形成的间隙层30在与本体层20接触的部分处具有非孔结构31，而在不与本体层20接触的部分处具有多孔结构32，即，间隙层具有不对称结构。此外，从图9C可以确认，本体层20和具有不对称结构的间隙层30彼此明显区分开。此外，确认了，非孔结构具有约3μm的厚度。

此外，从作为图9B的放大图的图10可以确认，根据本发明的间隙层30具有非孔结构31和多孔结构32的不对称结构并且与本体层20明显区分开。

实验例2：偏压-TCL特性确认

确认了按照本发明的实施例1和比较例1制造的多层型功率电感器的偏压-TCL特性。确认的结果示于图11和图12中。

按照本发明的实施例1和比较例1制造的多层型功率电感器中的每一个的偏压-TCL的电感值的上限为约6μH，并且偏压-TCL特性中的每一个在0.5A下基于2.25μH的电感值来确认。

在按照比较例1制造的多层型功率电感器的情况下，可以确认，偏压-TCL特性随着温度显著不同，如图11所示。即，可以确认，初始电感值随着温度具有显著的差异。此外，可以确认，施加随着DC-偏压快速变化的电感值。特别地，可以确认，该现象在-30℃的低温下增强。这是用作根据相关领域的间隙层组合物的组分和用于本体层中的组分扩散到彼此之中从而降低温度特性的原因。

然而，从示出了按照本发明的实施例1制造的多层型功率电感器的偏压-TCL特性的曲线图(图12)可以确认，即使温度变化，在特性之中也不存在差异。即，可以确认，当不存在偏压时，在-50℃至125℃的温度范围内，根据本发明的多层型功率电感器具有在10％内的显著低的电感值变化率。这是改变间隙层使得具有不对称结构从而有效地限制间隙层与本体层之间的非期望组分的扩散的原因。

此外，根据本发明的实施例1和比较例1的多层型功率电感器具有相同数目(三个)的堆叠(stacks)；然而，在根据比较例1的多层型功率电感器的情况下使用由ZnCu铁氧体制成并具有20μm厚度的三片间隙层，而在根据本发明的实施例1的多层型功率电感器的情况下使用包含TiO₂并具有15μm厚度的三片间隙层。结果，可以确认，间隙层的整个厚度在根据本发明的实施例1的多层型功率电感器中比在根据比较例1的多层型功率电感器中更薄。通常已知，随着作为非磁性层的间隙层的厚度变薄，偏压-TCL特性变差。然而，从图12可以确认，即使间隙层的厚度在根据本发明的实施例1的多层型功率电感器中比在根据比较例1的多层型功率电感器中更薄，但是偏压-TCL特性在根据本发明的实施例1的多层型功率电感器中比在根据比较例1的多层型功率电感器中更优异。结果，与改善多层型功率电感器的偏压-TCL特性同时可以减小芯片(chip)的厚度。

根据本发明，在多层型功率电感器中，与本体层接触的部分具有致密结构，而不与本体层接触的部分具有多孔结构，使得间隙层具有不对称结构。因此，线圈中的磁通量传播路径(magnetic flux propagation path)被分散以抑制在高电流下的磁化，从而使得可以改善随着电流施加的电感(L)值变化。此外，致密结构用来使本体层和间隙层彼此连接，从而使得可以降低本体层与间隙层之间分层的风险。

而且，在-50℃至125℃的温度范围内，具有上述结构的根据本发明的多层型功率电感器可以具有随着温度改善的偏压-TCL特性。

此外，间隙层的多孔结构用作气隙(空气间隙)，从而使得可以改善功率电感器的DC-偏压特性。即使根据本发明的多层型功率电感器的间隙层具有减少一半的厚度，与由根据相关领域的非磁性材料例如ZnCu铁氧体制成的间隙层相比，根据本发明的多层型功率电感器的间隙层表现出类似于由非磁性材料制成的间隙层的DC-偏压特性，从而可以减小芯片的厚度。

Claims (12)

1.一种多层型功率电感器，包括：

多个本体层，所述本体层包括内部电极并具有堆叠在其中的磁性材料层；以及

多个间隙层，

其中，所述间隙层具有不对称结构。

2.根据权利要求1所述的多层型功率电感器，其中，与所述多个本体层接触的表面具有它们并不包括形成在其中的孔的非孔结构，而不与所述多个本体层接触的表面具有多孔结构，使得所述间隙层具有不对称结构。

3.根据权利要求1所述的多层型功率电感器，其中，所述间隙层是非磁性材料层。

4.根据权利要求2所述的多层型功率电感器，其中，在所述间隙层中不存在孔的所述非孔结构具有0.1μm至3μm的厚度。

5.根据权利要求1所述的多层型功率电感器，其中，所述内部电极由选自由Ag、Sn、Ni、Pt、Au、Cu、以及它们的合金组成的组中的至少一种制成。

6.根据权利要求1所述的多层型功率电感器，其中，所述本体层由NiZnCu铁氧体制成。

7.根据权利要求6所述的多层型功率电感器，其中，所述本体层还包含基于100mol％的NiZnCu铁氧体在0.2mol％以内的至少一种添加剂，所述添加剂选自由Bi₂O₃、CoO和TiO₂组成的组。

8.根据权利要求1所述的多层型功率电感器，其中，所述间隙层由选自由四价金属氧化物组成的组中的至少一种非磁性材料制成。

9.根据权利要求8所述的多层型功率电感器，其中，所述四价金属是选自由Ti、Zr、和Sn组成的组中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的多层型功率电感器，其中，所述间隙层还包含添加剂。

11.根据权利要求10所述的多层型功率电感器，其中，基于100mol％的所述四价金属氧化物，所述添加剂包括0.001至0.05mol％的CuO、0.001至0.1mol％的ZnO、0.001至1mol％的Fe₂O₃、以及0.001至0.01mol％的Bi₂O₃。

12.根据权利要求1所述的多层型功率电感器，其中，当不存在偏压时，在-50至125℃的温度范围内，所述多层型功率电感器具有在10％以内的电感值变化率。

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