CN103839647B - 多层线圈部件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层线圈部件，包括用于内部电极的铜‑镍混合物，其中，在将铜‑镍混合物用作用于多层线圈部件的内部电极的材料的同时，调节内部电极中的镍含量，以优化镍与铜的面积比，从而防止多层线圈部件的特性的劣化，使得能改进多层线圈部件的铁氧体特性，诸如阻抗（Z）、电感（L）等。

Description

多层线圈部件
相关申请的交叉引用
根据美国法典第35篇第119节，本申请要求于2012年11月20日提交的题为“多层线圈部件（Multilayer Coil Component）”的韩国专利申请序列No.10-2012-0131551的权益，将其整体通过引证结合到本申请中。
技术领域
本发明涉及一种多层线圈部件。
背景技术
随着诸如智能电话、平板电脑和PC的电子设备的小型化、高容量和高效率的趋势不断加快，构成这些电子设备的电子部件（诸如电感器）的重要性正变得越来越大。原因在于，随着各种电子设备变得更小并且具有更大的容量，电子部件集成在更小的空间中，电子部件之间的电磁干扰变得更大，并且由于待处理的信息量的增加，有源元件的数量增大，导致对无源元件的需求增加。
包括电感器的多层线圈部件已经用在许多不同的领域中，因为由于内部电极覆盖有磁性材料并且串音得到抑制而使得其没有漏磁通量；适用于高密度组件并且在保持电感（L）的同时可小型化；并且保持高可靠性。
这种多层线圈部件通常通过以下方法来制造：层压并结合其上通过印刷法、刮匀涂装法（doctor blade method）等而印刷有磁性浆料和用于内部电极的浆料的磁板或板，并且然后在通过在高温下烧制层压件而获得的烧结体的表面上印刷用于外部电极的浆料并且对其进行烧制。
作为用于内部电极层的材料，主要使用对多层线圈部件的直流电阻的影响具有低抵抗性的银（Ag）。作为贵金属的银（Ag）在高温下不氧化，并且因此，可在普通大气下采用脱脂工艺（在高温下从半成品中去除有机物质）和烧结工艺。然而，尽管具有这些优点，但由于银为贵金属，因此其价格昂贵并且其临时价格变化大。近来，飞涨的银价给产品成本造成沉重负担，并且因此需要开发替代银的材料。
因此，已经进行了许多关于替代银（Ag）而通常可用作内部电极的多种金属的研究。然而，由于除了铜（Cu）之外的大多数金属都具有比银高的电阻率，因此已知这些金属不适于作为用于一般线圈元件的内部电极，除了用于忽略低效率的特殊目的之外。
为了克服这些缺陷，已经采取了用廉价的铜（Cu）替代银（Ag）作为用于多层线圈部件的内部电极的材料的行动。然而，尽管价格竞争力很强，但由于其易氧化，铜基本上未曾被用作用于内部电极的材料。
因此，为了用铜替代银作为用于多层线圈部件的内部电极的材料，急需解决上述问题。
同时，通过以下方法来制造多层陶瓷电容器（下文中，被称为MLCC）：利用网屏（screen）、凹版印刷或其他方法在模制的介电板上印刷导电浆料从而形成内部电极层，并且然后层压其上印刷有内部电极层的板。已知MLCC的内部电极层通过使用金属粉末（主要诸如镍（Ni）、铜（Cu）等）来形成。
在外部形状和制造方法方面，MLCC与多层线圈部件之间具有许多相似之处。然而，MLCC为其中交替地层压形成在介电陶瓷板上的薄方形内部电极以实现高电容的产品，并且为其中各个内部电极在片内彼此不接触的平行式电容器。
同时，对于多层线圈部件，线圈式内部电极形成在陶瓷内层上，并且线圈式内部电极彼此连接以实现电路相对于流过线圈的电流的电感和阻抗。
另外，MLCC主要在1000℃或更高的高温下烧制，并且从而具有与在1000℃以下的温度下烧制的多层线圈部件不同的机制。
另外，对于多层线圈部件，当内部电极由铜形成时，内部电极的电阻增大，并且因此铜的使用受限。然而，对于MLCC，没有关于电阻（Rdc）的问题，并且即使由于使用铜作为内部电极而使得内部电极氧化，其应用被认为是没有太大的麻烦。
因此，尽管铜和镍通常用作用于现有MLCC的内部电极层的材料，但是根据这种技术通过简单的替代将其用作用于多层线圈部件的内部电极的材料仍受限。
【现有技术文献】
【专利文献】
（专利文献1）美国专利特开公开No.2011-0285494
发明内容
本发明的目的在于提供一种多层线圈部件，该多层线圈部件能够解决由于使用铜替代银作为用于现有多层线圈部件的内部电极的材料而导致的现有技术的问题。
根据本发明的一个示例性实施例，提供了一种多层线圈部件，包括：其中具有多个陶瓷层的主体；以及分别形成在多个陶瓷层上的多个内部电极，内部电极通过陶瓷层的通孔彼此层间连接以形成线圈图案，其中，内部电极包含铜-镍混合物。
铜-镍混合物可为从以下各项构成的组中选出的至少一者：铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末。
在此，内部电极中的镍含量可为5～25wt%。
陶瓷层可由NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体形成。
根据本发明的另一个示例性实施例，提供了一种多层线圈部件，包括：其中具有多个陶瓷层的主体；以及分别形成在多个陶瓷层上的多个内部电极，内部电极通过陶瓷层的通孔彼此层间连接以形成线圈图案，其中，内部电极包含铜-镍混合物，并且其中，内部电极中的镍含量满足5≤Ni（wt%）≤25。
铜-镍混合物可为从以下各项构成的组中选出的至少一者：铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末。
陶瓷层可由NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体形成。
根据本发明的又一个示例性实施例，提供了一种多层线圈部件，包括：其中具有多个陶瓷层的主体；以及分别形成在多个陶瓷层上的多个内部电极，内部电极通过陶瓷层的通孔彼此层间连接以形成线圈图案，其中，内部电极包含铜-镍混合物，并且其中，在内部电极与陶瓷层之间的界面处形成有镍和铁氧体混合区域。
镍和铁氧体混合区域可通过包含内部电极的镍和陶瓷层的铁氧体而形成。
镍和铁氧体混合区域具有的厚度可为0.2～5μm。
在此，内部电极中的镍含量可为5～25wt%。
铜-镍混合物可为从以下各项构成的组中选出的至少一者：铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末。
陶瓷层可由NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体形成。
多层线圈部件可为多层片式电感器（multilayer coil inductor）、多层片式磁珠（multilayer coil bead）或多层功率电感器。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的多层线圈部件的横截面结构；
图2示出了根据本发明的另一个示例性实施例的多层线圈部件的横截面结构；
图3示出了在图2中的内部电极与陶瓷层之间的界面处形成有镍和铁氧体混合区域的结构；
图4示出了图2中的内部电极的内部结构；
图5示出了制造根据本发明的该示例性实施例的多层线圈部件的线圈形成工序；
图6和图7分别示出了根据实例和比较实例而制造的多层线圈部件的阻抗测量结果；
图8为根据本发明的该示例性实施例的多层线圈部件的横截面结构的光学显微镜图像；
图9为图8的光学显微镜图像的一部分的扫描电子显微镜图像；以及
图10A和图10B为示出了通过图9的EPDA制图而测得的铜（a）和镍（b）在内部电极中的分布的图像。
具体实施方式
下文中，将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。
在本说明书中使用的术语是用于解释示例性实施例，而不是用于限制本发明。如在此所使用的，除非明确说明与之相反，在本说明书中，单数形式包括复数形式。同样，在此所使用的词语“包括（comprise）”和/或“包括（comprising）”应当理解为意指包含所述成分、步骤、操作和/或元件，但是并不排除任何其他成分、步骤、操作和/或元件。
本发明针对能够使用廉价的铜作为用于内部电极的材料的替代物的多层线圈部件。
参照示出了根据本发明的一个示例性实施例的多层线圈部件的横截面的图1，该多层线圈部件可包括：其中具有多个陶瓷层的主体110；以及分别形成在多个陶瓷层上的多个内部电极120，内部电极120通过陶瓷层的通孔彼此层间连接以形成线圈图案，其中，内部电极120包含铜-镍混合物。
在如同现有技术那样仅将铜用作用于内部电极的材料的情况下，由于铜在塑化工艺中氧化，内部电极的电阻可能增大，导致多层线圈部件的特性劣化。在本发明中，铜和镍可混合使用以防止上述缺陷。
另外，当铜和镍相混合而用作用于内部电极的材料时，这妨碍了陶瓷层与内部电极之间的接触，并且因此增大了可能在两种材料之间产生的绝缘电阻，从而能够防止多层线圈部件的特性的劣化。
根据本发明的铜-镍混合物可包含从以下各项构成的组中选出的至少一者：铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末。
铜-镍混合粉末是指其中铜粉和镍粉简单混合的粉末。在此，基于铜-镍混合粉末的总含量，铜-镍混合粉末中的镍含量可优选地为5～25wt%。如果铜-镍混合粉末中的镍含量在5wt%以下，则抑制铜与磁性材料之间的反应的效果不充分，并且因此可能仍不能充分地防止铜的氧化。如果在25wt%以上，则电阻（Rdc）过高，导致多层线圈部件的特性劣化。
另外，铜-镍合金是指其中铜和镍为合金类型的合金。制备铜-镍合金的方法未特别限制。铜和镍可通过使用已知的方法制成合金，并且可使用商业铜-镍合金。铜-镍合金中的镍含量可优选地为5～25wt%。如果铜-镍合金中的镍含量在5wt%以下，则抑制铜与磁性材料之间的反应的效果不充分，并且因此可能仍不能充分地防止铜的氧化。如果在25wt%以上，则电阻（Rdc）过高，导致多层线圈部件的特性劣化。
另外，涂覆有镍的铜粉末是指铜粉的表面涂覆有镍。涂覆在铜粉末上的镍层具有的厚度优选地为0.2～1.0μm，但不特别限于此。然而，基于涂覆有镍的铜粉末的总含量，涂覆在铜粉末上的镍的含量可优选地为5～25wt%。如果涂覆有镍的铜粉末中的镍含量在5wt%以下，则抑制铜与磁性材料之间的反应的效果不充分，并且因此可能仍不能充分地防止铜的氧化。如果在25wt%以上，则电阻（Rdc）过高，导致多层线圈部件的特性劣化。
作为本发明的陶瓷层，可应用软磁铁氧体，并且特别地，可优选地使用NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体。在此，陶瓷层还可包含作为烧结助剂的玻璃、Bi2O3、V2O5等，但不限于此。
另外，为了形成陶瓷层，其中还可包含已知的溶剂和聚合物粘合剂，但其种类和含量未特别限制，并且适于形成普通陶瓷层。
另外，多层线圈部件包括外部电极130。外部电极130可由与内部电极120相同的材料或其他材料形成，但用于外部电极的材料未特别限制。
具有上述结构的多层线圈部件可应用于所有以下类型：磁珠类型、普通电感器类、以及功率电感器类型。
另外，参照示出了根据本发明的另一个示例性实施例的多层线圈部件的横截面的图1，该多层线圈部件可包括：其中具有多个陶瓷层的主体110；以及分别形成在多个陶瓷层上的多个内部电极120，内部电极120通过陶瓷层的通孔彼此层间连接以形成线圈图案，其中，内部电极120包含铜-镍混合物，并且其中，内部电极中的镍含量满足5≤Ni（wt%）≤25。
根据上述示例性实施例，铜-镍混合物用于内部电极，并且基于整个内部电极，铜-镍混合物中的镍含量为5～25wt%，从而使本发明的多层线圈部件的特性最大化。
根据本发明的铜-镍混合物可包含从以下各项构成的组中选出的至少一者：铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末。作为用在本发明中的铜-镍混合物的铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末具有与上述示例性实施例中描述的含义相同的含义。
如果铜-镍混合物中的镍含量在5wt%以下，则增大铜和陶瓷层的铁氧体之间的绝缘电阻的效果不充分。如果在25wt%以上，则电阻（Rdc）过高，导致多层线圈部件的特性劣化。
作为根据本示例性实施例的铜-镍混合物，如同在上述示例性实施例中那样，可使用各种类型的铜-镍混合物。在此，多层线圈部件的电阻（Rdc）可通过使用包含5～25wt%的镍含量的内部电极而保持在预定的要求水平。
本发明的陶瓷层可优选地由NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体形成，并且在此，还可以包含作为烧结助剂的玻璃、Bi2O3、V2O5等，但不限于此。另外，为了形成陶瓷层，其中还可包含已知的溶剂和聚合物粘合剂，但是其种类和含量未特别限制，并且适于形成普通陶瓷层。
另外，多层线圈部件包括外部电极130。外部电极130可由与内部电极120相同的材料或其他材料形成，但是用于多层线圈部件的材料未特别限制。
具有上述结构的多层线圈部件可应用于所有以下类型：磁珠类型、普通电感器类型、以及功率电感器类型。
另外，参照示出了根据本发明的另一个示例性实施例的多层线圈部件的横截面的图2，该多层线圈部件可包括：其中具有多个陶瓷层的主体110；以及分别形成在多个陶瓷层上的多个内部电极120，内部电极120通过陶瓷层的通孔彼此层间连接以形成线圈图案，其中，内部电极120包含铜-镍混合物，并且其中，在内部电极120与陶瓷层之间的界面处形成有镍和铁氧体混合区域140。
术语“镍和铁氧体混合区域140”是指通过包含内部电极120中所包含的镍和陶瓷层中所包含的铁氧体而形成的区域。镍和铁氧体混合区域主要包含镍，并部分包含铁氧体。
根据本示例性实施例的内部电极120可由铜-镍混合物形成，镍和铁氧体混合区域140形成在内部电极120与陶瓷层之间的界面处，同时镍和铁氧体混合区域140由从用于内部电极120的铜-镍混合物中移出的镍和从陶瓷层移出的铁氧体而形成。
参照示出了图2中的包括内部电极的圆圈部分的放大结构的图3和示出了内部电极的结构的图4，由铜-镍混合物形成的内部电极120形成在镍和铁氧体混合区域140内。
在内部电极120中，镍与铜的面积比（ANi/ACu）可优选地在0.03～0.2的范围内。如果内部电极中的镍与铜的面积比在0.03以下并且镍含量过少，则抑制铜的氧化的效果不充分。如果在0.2以上并且因此镍含量过多，则电阻（Rdc）过高，导致多层线圈部件的特性劣化。
根据本发明的内部电极120中的镍与铜的面积比通过仅使用存在于内部电极120中的镍的面积（除分布在距离内部电极120与陶瓷层之间的界面的0～1.0μm厚度内的镍以外）来计算。
另外，包含在内部电极120中的镍在烧制过程中从内部电极120中移出，并且铁氧体从陶瓷层中移出，以在内部电极120与陶瓷层之间的界面处单独形成镍和铁氧体混合区域140。因此，本发明的内部电极120中的镍与铜的面积比通过仅使用存在于内部电极120自身中的镍的面积（除包含在镍和铁氧体混合区域140中的镍的面积以外）来计算。
具体来说，选择内部电极的除与距离内部电极与陶瓷层之间的界面的0～1.0μm厚度对应的区域以外的任何区域，并且然后获得其光学显微镜图像。然后，当根据光学显微镜图像进行EPMA制图工序时，可获得其中铜和镍以不同颜色标记的图像。根据所获得的图像，可计算内部电极的总面积中的由镍占据的面积与由铜占据的面积的比。
另外，参照示出了图2中的内部电极120的放大结构的图3，其中，从内部电极120移出的镍和从陶瓷层移出的铁氧体混合的镍和铁氧体混合区域140形成在内部电极120周围的界面处。
镍和铁氧体混合区域140用作抑制内部电极120的铜与陶瓷层的铁氧体之间的反应的障碍物，从而有效地防止由于铜的氧化而导致的电阻的增大。
另外，镍和铁氧体混合区域140用作一种绝缘膜，从而提高陶瓷体的绝缘电阻（IR），并且在使电阻损耗最小的同时使电特性（阻抗）提高至期望的水平。
本发明的镍和铁氧体混合区域140具有0.2～5μm的厚度，在提高绝缘电阻和电特性方面，这是特别优选的。
用于根据本发明的第三示例性实施例的内部电极120的铜-镍混合物可包含从以下各项构成的组中选出的至少一者：铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末。作为用在本发明的第三示例性实施例中的铜-镍混合物的铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末具有与在上述示例性实施例中描述的含义相同的含义。
如果铜-镍混合物中的镍含量在5wt%以下，则抑制铜和磁性材料之间反应的效果不充分，并且因此可能仍不能充分地防止铜的氧化。如果在25wt%以上，则电阻（Rdc）过高，导致多层线圈部件的特性劣化。
本发明的陶瓷层可优选地由NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体形成，并且在此，还可以包含作为烧结助剂的玻璃、Bi2O3、V2O5等，但不限于此。另外，为了形成陶瓷层，其中还可包含已知的溶剂和聚合物粘合剂，但是其种类和含量并不特别限制，并且适于形成普通陶瓷层。
另外，多层线圈部件包括外部电极130。外部电极130可由与内部电极120相同的材料或其他材料形成，但是用于外部电极的材料未特别限制。
具有上述结构的多层线圈部件可应用于所有以下类型：磁珠类型、普通电感器类型、以及功率电感器类型。
下文中，将参照图5对制造根据本发明的多层线圈部件的工序进行描述。首先，通过以下方法来制造多层线圈部件：在包含有机材料的陶瓷层110中形成用于层间相互作用的通孔111，这些陶瓷层通过带模塑（tape molding）模制，并且然后在板上印刷内部电极浆料（内部电极120），使之适合孔20，以形成图案。当根据精确的位置层压这样印刷的图案时，内部电极浆料通过通孔111连接，从而整体地形成线圈。将线圈式半成品切割成单独的片（chip），并且在大气下对其施加热空气以去除有机材料（脱脂）。在炉中在800℃或更高的温度下对得到的产品进行烧制，从而形成片式电感器。
陶瓷层由包含NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体的铁氧体浆料形成为磁板（铁氧体板）。具体来说，在对包含Fe2O3、NiO、CuO、以及ZnO（作为主要成分）的铁氧体细粉末进行塑化和研磨之后，将溶剂（诸如乙醇等）和粘合剂（诸如PVA等）添加至铁氧体细粉末并与之混合，从而制备铁氧体浆料，并且然后通过刮匀涂装法等将该铁氧体浆料涂覆在为表面的形状的膜（诸如PET等）上，从而获得磁板（铁氧体板）。
然后，通过使用模塑进行冲孔、使用激光工艺进行打孔等在陶瓷层中形成通孔的预定布置，并且然后在陶瓷层上印刷用于形成内部电极的导电浆料以具有预定图案。
另外，在其中根据本发明的多层线圈部件为多层功率电感器的情况下，可通过使用非磁性材料在陶瓷层内另外形成间隙层。
在本发明中，通过使用从以下各项构成的组中选出的至少一者在陶瓷层上形成内部电极：其中铜和镍彼此混合的铜-镍混合粉末、铜-镍合金、以及涂覆有镍的铜粉末。在用在根据本发明的内部电极中的铜-镍混合物中包含5～25wt%的镍是重要的。另外，形成内部电极的方法未特别限制，并且可按照现有技术的已知方法，诸如印刷法或刮匀涂装法。
层压并结合其上具有内部电极的各个陶瓷层，同时通过通孔使内部电极彼此连接以构成螺旋形的线圈。将层压件切割成预定尺寸，以获得片型未烧制层压件。
在空气中在大约150～400℃的温度下进行加热，使未烧制层压件经受塑化工艺以去除粘合剂成分。在本发明中，铜-镍混合物用于内部电极，以允许镍抑制陶瓷层与铜之间的反应，并且因此防止铜在塑化工艺过程中的氧化。因此，能够解决现有技术的问题，诸如由于铜的氧化而导致电阻的增大、多层线圈部件的特性的劣化。另外，由于抑制铜的氧化的效果，能够容易地进行层压片的塑化工艺。
然后，在去除粘合剂成分之后对未烧制层压件进行烧制，从而获得片状层压件。用于烧制工艺的条件未特别限制。烧制工艺可根据用于普通多层线圈部件的烧制条件来进行，并且可优选地在其中氧被除去的还原气氛中进行。
另外，为了形成外部电极，通过浸渍涂布法（dip coating method）等在片状层压件的两个端部上涂覆导电浆料。作为用于形成外部电极的导电浆料，可使用与内部电极相同的材料，或者可使用包含银（Ag）的现有技术的金属浆料作为主要成分，但是材料的种类未特别限制。
另外，可通过对层压件进行烧制并且然后在层压件的两个端部处形成外部电极来制造多层电感器。可对外部电极应用使用镍、锡等的镀覆工艺。
下文中，将对本发明的实例进行详细描述。下面的实例仅仅对本发明进行说明，而本发明的范围不应被解释为受这些实例限制。此外，下面的实例通过使用特定的化合物来说明，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可使用其等同物来获得相同或相似程度的效果。
实例和比较实例
通过使用具有如下面的表1中所示的镍含量的用于内部电极的材料并通过包括如在图5中所示的形成内部电极的工艺来制造具有图1中所示的结构的每个多层电感器。
实验实例1
测量在实例中制造的每个多层电感器的阻抗和Rdc，并且将测量结果列在下面的表1中。另外，样品号1和9的阻抗和Rdc测量结果在图6和图7中示出。
【表1】
另外，从以上的表1的结果可看出，在制造根据本发明的多层电感器时，在铜和镍相混合而用于内部电极的同时，可通过将镍含量调节至5～25wt%来有效地控制多层电感器的电阻。如果内部电极中的镍含量在5wt%以下（样品号1和2），则阻抗的增大以及电阻的减小不充分。如果在25wt%以上并且因此内部电极中包含大量的镍（样品号12至14），则阻抗的增大不明显，但是Rdc增大，导致多层电感器的特性劣化。
另外，如在图6中所示，使用其中未添加镍（仅使用100wt%的铜）的内部电极的多层电感器的阻抗（Z）的测量结果为400ohm（@100MHz，安捷伦4291B，装置16193A）的水平。
然而，如在图7中所示，使用其中包含20wt%的镍的内部电极的多层电感器的阻抗（Z）的测量结果为大约696ohm。
另外，可看出，在图6和图7中，示出阻抗的最大值点和R-X相交点的频率是相似的。阻抗|Z|=R+jX，并且当磁珠产品在设计（大小、面积。以及线圈绕组数）、以及材料磁导率方面相同时，它们的R-X相交点也相同。在相同的设计中，磁导率增大使R-X相交点向更低的频率移动，而磁导率减小使R-X相交点向更高的频率移动。因此，根据以上的结果，可确定铁氧体材料的磁导率相同，并且可看出，阻抗（Z）特性根据内部电极是否包含镍而有很大不同。
实验实例2
根据本发明的该示例性实施例制造的多层电感器的结构通过光学显微镜确定，并且结果在图8中示出。另外，通过扫描电子显微镜观察图8的一部分，并且结果在图9中示出。另外，通过图9的EPMA制图，铜的形态在图10A中示出，镍的形态在图10B中示出。根据这些结果，计算内部电极中的镍与铜的面积比，该面积比则在以上的表1中示出。
然后，参照图8，根据本发明的多层电感器包括陶瓷层和印刷在陶瓷层上的内部电极，并且可确定的是，铜（白色）和镍（黑色）混合并分布在内部电极中；并且黑带形状以及镍和铁氧体混合区域（3～5μm）形成在内部电极与陶瓷层之间的界面处。
另外，同样在从通过扫描电子显微镜观察图8的一部分而得到的图9的图像中可看出，镍（黑色）和铜（白色）混合并分布在内部电极中，并且黑带形状以及镍和铁氧体混合区域形成在内部电极与陶瓷层之间的界面处。
可看出，当对扫描电子显微镜图像进行EPMA制图时，由铜占据的部分在图10A中显示，并且由镍占据的部分在图10B中以白色显示。因此，可根据铜和镍的图像计算内部电极中的镍与铜的面积比。以上的表1中的面积比数据以这种方式计算。
根据本发明的示例性实施例，将铜-镍混合物用作用于多层线圈部件的内部电极的材料，以在内部电极与陶瓷层之间的界面处形成镍和铁氧体混合区域，从而阻碍陶瓷层与内部电极之间的接触，从而能增大可能在两种材料之间产生的绝缘电阻，并且因此能防止多层线圈部件的特性的劣化。
此外，根据本发明的示例性实施例，在将铜-镍混合物用作用于多层线圈部件的内部电极的材料的同时，调节内部电极中的镍含量，以优化镍与铜的面积比，从而防止多层线圈部件的特性的劣化，使得能改进多层线圈部件的铁氧体特性，诸如阻抗（Z）、电感（L）等。
此外，根据本发明的由铜-镍混合物形成的内部电极能用在普通多层片式磁珠、多层片式电感器、多层功率电感器等中。

Claims (5)

1.一种多层线圈部件，包括：
其中具有多个陶瓷层的主体；以及分别形成在所述多个陶瓷层上的多个内部线圈图案，所述内部线圈图案通过所述陶瓷层的通孔彼此层间连接以形成线圈图案，所述陶瓷层包括铁氧体，
其中，所述内部线圈图案包含铜-镍合金，
其中，在所述内部线圈图案与所述陶瓷层之间的界面处形成有镍和铁氧体混合区域，并且
其中，所述镍和铁氧体混合区域具有的厚度为0.2～5μm。
2.根据权利要求1所述的多层线圈部件，其中，所述镍和铁氧体混合区域通过包含所述内部线圈图案的镍和所述陶瓷层的铁氧体而形成。
3.根据权利要求1所述的多层线圈部件，其中，所述内部线圈图案中的镍含量为5～25wt％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多层线圈部件，其中，所述陶瓷层包括NiZn铁氧体或MnNiZn铁氧体。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的多层线圈部件，其中，所述多层线圈部件为多层片式电感器、多层片式磁珠、或者多层功率电感器。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3332450A4 (en) * 2015-08-06 2019-03-13 Thin Film Electronics ASA WIRELESS COMMUNICATION DEVICE WITH INTEGRATED FERRITE SHIELD AND ANTENNA, AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME
JP7070188B2 (ja) * 2018-07-17 2022-05-18 株式会社村田製作所 インダクタ部品
JP7056437B2 (ja) * 2018-07-25 2022-04-19 株式会社村田製作所 コイルアレイ部品
JP7052615B2 (ja) 2018-07-25 2022-04-12 株式会社村田製作所 コイルアレイ部品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464583A (zh) * 2002-06-21 2003-12-31 比亚迪股份有限公司 镍－镉蓄电池
CN101889319A (zh) * 2007-12-25 2010-11-17 日立金属株式会社 叠层电感器以及使用该叠层电感器的功率转换装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS592305A (ja) * 1982-06-28 1984-01-07 Tdk Corp 外部端子を有する電気部品
KR900008781B1 (ko) * 1985-06-17 1990-11-29 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 후막도체조성물
JP3152088B2 (ja) * 1994-11-28 2001-04-03 株式会社村田製作所 コイル部品の製造方法
JP3440883B2 (ja) * 1999-06-10 2003-08-25 株式会社村田製作所 チップ型負特性サーミスタ
WO2001005585A1 (fr) * 1999-07-20 2001-01-25 Qinglian Meng Enroulement ou feuille metallique et son procede de fabrication
JP3465649B2 (ja) * 1999-11-11 2003-11-10 株式会社村田製作所 セラミックインダクタ部品及び複合部品
US20060118756A1 (en) * 2002-09-26 2006-06-08 Kenya Takagawa Ferrite material
JP4849777B2 (ja) * 2004-03-08 2012-01-11 Ｊｆｅケミカル株式会社 Ｍｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト
JP4494108B2 (ja) * 2004-07-22 2010-06-30 三井金属鉱業株式会社 ニッケルコート銅粉製造方法、ニッケルコート銅粉及び導電性ペースト
JP2007103444A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd チップコイルの製造方法
JP4530044B2 (ja) * 2005-12-29 2010-08-25 株式会社村田製作所 積層コイル部品
EP2141137B1 (en) * 2007-04-17 2017-08-09 Hitachi Metals, Ltd. Low-loss ferrite, and electronic component using the same
JP2009206430A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Tdk Corp 積層電子部品およびその製造方法
JP5229317B2 (ja) * 2008-04-28 2013-07-03 株式会社村田製作所 積層コイル部品およびその製造方法
US7948346B2 (en) * 2008-06-30 2011-05-24 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd Planar grooved power inductor structure and method
CN102822917B (zh) * 2010-03-31 2016-01-06 株式会社村田制作所 电子部件及其制造方法
CN102360718B (zh) 2010-05-24 2014-05-21 三星电机株式会社 多层式电感器
JP2012019159A (ja) * 2010-07-09 2012-01-26 Tdk Corp セラミック電子部品
KR20120025236A (ko) * 2010-09-07 2012-03-15 삼성전기주식회사 적층형 인덕터 및 그 제조 방법
KR20120052817A (ko) * 2010-11-16 2012-05-24 삼성전기주식회사 세라믹 전자부품용 비자성체 조성물, 이를 이용한 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464583A (zh) * 2002-06-21 2003-12-31 比亚迪股份有限公司 镍－镉蓄电池
CN101889319A (zh) * 2007-12-25 2010-11-17 日立金属株式会社 叠层电感器以及使用该叠层电感器的功率转换装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9530554B2 (en) 2016-12-27
KR20140064331A (ko) 2014-05-28
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US20140139309A1 (en) 2014-05-22
KR101408617B1 (ko) 2014-06-17

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