CN104979080A - 多层电子元件及其制造方法 - Google Patents
多层电子元件及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104979080A CN104979080A CN201410708202.1A CN201410708202A CN104979080A CN 104979080 A CN104979080 A CN 104979080A CN 201410708202 A CN201410708202 A CN 201410708202A CN 104979080 A CN104979080 A CN 104979080A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dielectric material
- electronic component
- nonmagnetic layer
- multilayer electronic
- non magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 65
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 36
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 14
- 230000032798 delamination Effects 0.000 abstract description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 5
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical class O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 26
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 9
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000005308 ferrimagnetism Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000009766 low-temperature sintering Methods 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910007565 Zn—Cu Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/26—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers
- H01F10/30—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers characterised by the composition of the intermediate layers, e.g. seed, buffer, template, diffusion preventing, cap layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
- H01F27/292—Surface mounted devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
- H01F41/041—Printed circuit coils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
本发明涉及一种多层电子元件及其制造方法,该多层电子元件可以包括通过层叠多个磁性层而设置的陶瓷体,设置在磁性层间且含有Nb2O5系介电材料的非磁性层,在陶瓷体中通过彼此电连接的多个内部线圈图案而设置的内部线圈部件,以及设置在陶瓷体的端表面上且与内部线圈部件连接的外部电极。本发明的多层电子元件和制造多层电子元件的方法,通过使磁性层和非磁性层的烧结收缩轮廓相互重合以降低内部残余的应力,从而降低如脱层、扩散、剥离、断裂和层间分裂等缺陷。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求在韩国知识产权局于2014年4月2日提交的韩国专利申请No.10-2014-0039320的优先权,将该韩国专利申请的内容并入本申请中作为参考。
技术领域
本发明涉及一种多层电子元件及其制造方法。
背景技术
使用陶瓷材料的电子元件的例子包括电容器、电感器、压电器件(piezoelectric elements)、变阻器、热敏电阻等。
在如上所述的陶瓷电子元件中,电感器,作为一种重要的且与电阻器和电容器一同构成电子电路的无源器件,被用作去除噪声或构成LC谐振电路的元件,使用磁性组合物制造陶瓷电子元件。
根据电感器的结构的不同,可以将电感器划分为多层电感器、绕组电感器(winding inductor)、薄膜电感器等,就电感器的制造方法和应用范围而言,其中存在着差异。
例如,可以通过围绕铁氧体磁芯(ferrite core)缠绕线圈设置绕组电感器,但是,由于线圈间的杂散电容(stray capacitance),例如,可以产生导线间的电容,在为了获得相对高的电感而增加匝数的情况下,高频特性可能会恶化。
以多层体的形式制造多层电感器,在该多层体中,层叠使用铁氧体或具有相对低的介电常数(permittivity)的介电材料而设置的多个陶瓷片,将线圈形成的金属图案设置在陶瓷片上。多层电感器具有通过设置在对应陶瓷片中的导电通孔(conductive via)将对应陶瓷片上设置的线圈形成的金属图案依次彼此连接以及在层叠方向上彼此重叠的结构。
与绕组电感器相比,这样的多层电感器具有简单的结构,可以实现小型化,具有更具竞争力的价格,但是存在的缺点为根据直流(DC)-偏差的电感(L)的变化率会增加。因此,为了解决该缺点,在将介电材料(非磁性材料)插入电感器中间的情况下,尽管可以降低有效的磁导率(magneticpermeability),但是会显著降低电感(L)的变化率,使得可以制造在相对高的电流下使用的多层功率电感器。
在这样多层传感器的情况下,在介电材料(非磁性材料)和磁性材料间设置异质结,并且就材料而言,介电材料和磁性材料需要彼此匹配。作为在异质结中可能会发生的缺陷,可能存在脱层、扩散和断裂,磁性材料和插入材料间的分裂等。在烧结前,在层间粘附力相对较弱的情况下,在进行切割过程时会发生脱层。然而,在烧结后,脱层可能会由于由插入材料部分和陶瓷体间的烧结收缩行为的差异所引起的应力而发生。由于由插入材料部分和陶瓷体间产生的烧结收缩行为的差异所引起的内部应力的差异,在烧结过程或烧结后的冷却过程期间,断裂和层间分裂也可能会发生。
例如,在磁性层的材料是Zn-Cu铁氧体系材料的情况下,非磁性层的材料可以是(Zn、Cu)Ti2O4。Zn-Cu铁氧体系材料和(Zn、Cu)Ti2O4均具有尖晶石结构且含有相同的元素(Zn或Cu),在磁性层和非磁性层间的界面发生扩散,从而便于黏合过程。然而,在磁性层和非磁性层间发生扩散以降低非磁性层的厚度,可以使得芯片电感、直流电阻(RDC)等被改变。另外,由于磁性层的收缩行为与非磁性层的收缩行为的不同,通过降低非磁性层的厚度会发生脱层和断裂。
[相关技术文献]
韩国专利公开号2013-0076285
发明内容
本发明示例性实施方式可提供一种多层电子元件,该多层电子元件能够防止介电材料(非磁性材料)和磁性材料间的异介结中发生脱层、扩散和断裂,以及磁性材料和插入材料间发生分裂,以及该多层电子元件的制造方法。
根据本发明的一些实施方式,多层电子元件可以包括:包括多个磁性层的陶瓷体,设置在磁性层间的非磁性层,设置在陶瓷体中的在多个磁性层和非磁性层中的至少一个层上的并具有多个彼此电连接的内部线圈图案的内部线圈部件,以及设置在陶瓷体的端表面上且与内部线圈部件连接的外部电极,其中,所述非磁性层含有Nb2O5系介电材料。
Nb2O5系介电材料可以包括ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5和Bi2O3-Nb2O5系介电材料中的至少一种。
非磁性层可以含有V2O5。
非磁性层中含有的Nb2O5:V2O5的摩尔比可以在0.9:0.1至0.6:0.4的范围内。
非磁性层可以含有含量为7-20重量%的玻璃料(glass frit)。
玻璃料可以含有CaO和BaO中的至少一种。
非磁性层可以设置在内部线圈部件内侧。
非磁性层的区域的一部分可以含有介电材料,并且可以使用与磁性层的材料相同的材料设置不含有介电材料的非磁性层的区域。
非磁性层的区域的一部分可以含有介电材料,并且不含有介电材料的非磁性层的区域可以为空的。
根据本发明的一些实施方式,制造多层电子元件的方法可以包括:制备多个磁性片;制备一个或多个含有Nb2O5系介电材料的非磁性片;在磁性片和非磁性片中的至少一个片上形成内部线圈图案;层叠磁性片和非磁性片以形成内部线圈部件和陶瓷体;以及在陶瓷体的端表面上形成与内部线圈部件连接的外部电极。
Nb2O5系介电材料可以包括ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5和Bi2O3-Nb2O5系介电材料中的至少一种。
非磁性片可以含有V2O5。
非磁性片中含有的Nb2O5:V2O5的摩尔比可以在0.9:0.1至0.6:0.4的范围内。
非磁性片可以含有含量为7-20重量%的玻璃料。
玻璃料可以含有CaO和BaO中的至少一种。
非磁性片可以设置在内部线圈部件内侧。
非磁性片的区域的一部分可以含有介电材料,并且可以使用与磁性片的材料相同的材料设置不含有介电材料的非磁性片的区域。
非磁性片的区域的一部分可以含有介电材料,并且不含有介电材料的非磁性片的区域可以为空的。
附图说明
以下结合附图的详细说明,可以更清楚地理解本发明的以上和其它方面、特征和其它优点,其中:
图1为根据本发明的一种实施方式的多层电子元件的透视图;
图2A为根据本发明的第一种实施方式的多层电子元件沿着图1的线A-A'的横截面图;
图2B为根据本发明的第二种实施方式的多层电子元件沿着图1的线A-A'的横截面图;
图2C为根据本发明的第三种实施方式的多层电子元件沿着图1的线A-A'的横截面图;
图2D为根据本发明的第四种实施方式的多层电子元件沿着图1的线A-A'的横截面图;
图3A为根据本发明的第五种实施方式的多层电子元件的分解透视图;
图3B为根据本发明的第六种实施方式的多层电子元件的分解透视图;
图3C为根据本发明的第七种实施方式的多层电子元件的分解透视图;
图3D为根据本发明的第八种实施方式的多层电子元件的分解透视图;
图4A为根据本发明的第九种实施方式的多层电子元件沿着图1的线A-A'的横截面图;
图4B为根据本发明的第十种实施方式的多层电子元件沿着图1的线A-A'的横截面图;
图4C为根据本发明的第十一种实施方式的多层电子元件沿着图1的线A-A'的横截面图;
图5A为说明如图4A所示的根据本发明的第九种实施方式的非磁性层的视图;
图5B为说明如图4B所示的根据本发明的第十种实施方式的非磁性层的视图;
图5C为说明如图4C所示的根据本发明的第十一种实施方式的非磁性层的视图;
图6为说明含有CuO(9mol%)的(Ni、Mn、Cu、Zn)Fe2O4铁氧体磁性组合物的根据煅烧温度和保持时间的烧结收缩曲线图;
图7为说明根据玻璃料在Ba5(Nb0.8V0.2)4O15中的添加量的铁氧体磁性组合物和介电材料间的烧结收缩曲线匹配图;以及
图8为说明根据本发明的一种实施方式的制造多层电子元件的方法的工艺图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。
然而,本发明可以以不同形式体现,并且不应该被解释为限于本文描述的具体实施方式。而是,提供这些实施方式以使本发明是充分的和完整的,并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
在图中,为清楚起见,部件的形状和尺寸可能被放大,并且在全文中相同的附图标记用于指代相同或相似的部件。
多层电子元件
在下文中,可以描述根据本发明的一种实施方式的多层电子元件,但是本发明并不限于此。
图1为根据本发明的一种实施方式的多层电子元件100的透视图,且图2A-2D分别为根据本发明的不同的实施方式的多层电子元件100的横截面图,图3A-3D分别为根据本发明的不同的实施方式的多层电子元件100的分解透视图,图4A-4D分别示出了本发明的不同的实施方式,并且为沿着图1的线A-A'的横截面图,图5A-5C为说明根据图4A-4C的示例性实施方式的非磁性层112的视图。
根据本发明一种实施方式的多层电子元件100可以包括通过层叠多个磁性层而设置的陶瓷体110,磁性层111,设置在陶瓷体中的内部线圈部件120,设置在磁性层间的非磁性层112,设置在陶瓷体110的端表面上的外部电极130。
形成陶瓷体110的多个磁性层111和非磁性层112可以在烧结状态,彼此相邻的磁性层是整体的(integrated)以至于不使用扫描电子显微镜(SEM)难以辨别其间的边界。
陶瓷体110可以具有六面体形状,为了清楚地描述本发明的实施方式,将定义六面体的方向。图1中所示的L、W和T分别表示陶瓷体的长度方向、宽度方向和厚度方向。
对用于制造磁性层111的磁性材料没有特别的限制,例如,磁性材料可以包括铁氧体材料。磁性层111可以由如Fe2O3、ZnO、NiO、CuO、MgO、MnO、CoO等的组合物组成,且具有化学式MFe2O4(M:Zn、Ni、Cu、Mn、或Mg),根据组合物比例,可以制造具有各种磁导率的磁性层111。
在磁性层111的组合物中,ZnO和CuO可在1100℃或更小的温度下熔化,当增加磁性层111中含有的ZnO和CuO的添加量时,可以在相对较低的温度下合成并烧结磁性层111的组合物。磁性层111中含有的ZnO和CuO的含量之和可以为15-36mol%。
当增加磁性层中NiO的含量时,可以增加磁导率。
图6为说明含有CuO(9mol%)的(Ni、Mn、Cu、Zn)Fe2O4铁氧体磁性组合物的根据煅烧温度和保持时间的烧结收缩曲线图。
参照图6,对于较低温度(780℃)下保持相对较长时间的烧结铁氧体组合物,晶体边界能量(grain boundary energy)较高,与在较高温度(900℃)下保持较短时间的烧结铁氧体组合物相比,使得铁氧体组合物在相对较低的温度下快速地收缩。
参照图3A-图3D,设置在多个磁性层111上的内部线圈图案121可以通过通孔电极彼此电连接,从而形成内部线圈部件120。另外,内部线圈部件120可以设置为包括设置在层叠在多个磁性层111间的非磁性层112上的内部线圈图案121。
可以通过印刷含有导电金属的导电糊膏以设置内部线圈图案121,对导电金属没有特别的限制,只要金属具有优良的导电性即可。例如,可以单独使用作为导电金属的银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)等,或者可以使用它们的混合物。
可以通过在内部线圈部件120的上部和下部上进一步层叠多个磁性层111而设置上覆盖层和下覆盖层。
可以在陶瓷体110中设置非磁性层112,通过使磁性层111和非磁性层112的烧结收缩轮廓相互重合以显著降低内部残余的应力,从而降低如脱层、扩散、剥离、断裂、层间分裂等缺陷。
参照图2A、2B、3A和3B,可以在磁性层111间设置一个非磁性层112或多个非磁性层112。
参照图2C、2D、3C和3D,非磁性层112可以设置在内部线圈部件120内侧,内部线圈部件120外侧,或者内部线圈部件120内侧和外侧。
参照图4A-图4C,非磁性层112的区域的一部分可以含有介电材料,非磁性层112的区域的一部分中可以以各种形式含有介电材料,并不限于图4A-图4C的例子。如图4A所示的区域的一部分中可以含有构成非磁性层112的介电材料或者如图4B所示的也可以线性地含有构成非磁性层112的介电材料,进一步地,如图4C所示的具有预定图案的区域中也可以含有介电材料。在非磁性层112的区域的一部分中含有介电材料的情况下,不含有介电材料的区域可以含有与形成磁性层111的材料相同的材料或者可以为空的。
为了显著降低由于磁性层111和非磁性层112间的异质结而发生的缺陷,非磁性层112的材料可以根据固相烧结和液相烧结而被不同地选择。进一步地,作为非磁性层112的材料,可以选择在相对较低的温度下、在异质结的时候能够被烧结的材料,或者可以选择具有与磁性层111的材料的结构相似的结构的陶瓷材料。
根据本发明一种实施方式的非磁性层112可以含有Nb2O5(铌酸盐)系介电材料,非磁性层112含有Nb2O5系介电材料,使得磁性层111和非磁性层112间的扩散可以得到降低,可以显著降低内部残余的应力,并可以使磁性层111和非磁性层112的烧结收缩行为相互重合。
Nb2O5系介电材料可以含有ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5和Bi2O3-Nb2O5系介电材料中的至少一种;Nb2O5系介电材料可以含有ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5或Bi2O3-Nb2O5系陶瓷组合物,使得可以在1200℃或更低的温度下进行合成。
非磁性层112中含有的Nb2O5可以由V2O5部分取代。当非磁性层112中含有的Nb2O5由V2O5部分取代时,可以在相对较低的温度下进行合成并烧结,并且可以使磁性层111的烧结收缩曲线的轮廓与非磁性层112的烧结收缩曲线的轮廓相互重合。Nb2O5被V2O5部分取代的取代量可以为0.1-0.4摩尔。在这种情况下,非磁性层112中Nb2O5:V2O5的成分比可以在0.9:0.1至0.6:0.4范围内。
非磁性层112可以含有玻璃料,该玻璃料含有碱土金属氧化物(alkaline-earth oxide)如CaO、BaO等,非磁性层112中含有的玻璃料可以用作低温烧结剂。非磁性层112含有玻璃料,使得可以抑制界面的扩散,降低烧结温度,并可以使陶瓷体的磁性层111的烧结收缩曲线的轮廓与非磁性层112的烧结收缩曲线的轮廓相互重合。
图7为说明根据玻璃料在Ba5(Nb0.8V0.2)4O15中的添加量的铁氧体磁性组合物和介电材料间的烧结收缩曲线匹配图。
参照图7,可以确认的是,含有向Ba5(Nb0.8V0.2)4O15中添加的钙硼硅酸盐玻璃料(10重量%)的介电材料的烧结收缩曲线的轮廓与铁氧体磁性组合物的烧结收缩曲线的轮廓重合。
根据本发明的一种实施方式所提供的表1示出了界面的黏合性能和相对于(Ni、Mn、Cu、Zn)Fe2O4磁性组合物的缺陷的存在和不存在,该磁性组合物为磁性层111的组合物和非磁性层112的材料。
在A-B-A结构中将彼此具有相同厚度(30μm)的磁性片A和非磁性片B黏合,然后烧结黏合的片的情况下,可以观察到脱层、断裂或分裂、一定程度上的界面扩散。
表1
在非磁性层112的材料中V2O5的取代量为0.4摩尔或更多的情况下,作为未取代的V2O5仍然存在,界面的扩散会发生。
在烧结收缩曲线的轮廓相互不重合的情况下,脱层、断裂、或分裂会发生。
在涂覆含有如Ca2+或Ba2+的碱土金属的作为低温烧结剂的玻璃料的情况下,由于铁氧体中Ni、Mn、Cu和Zn离子均为二价阳离子(2+),可以在陶瓷体和非磁性层112间的界面处沉淀(precipitate)第二相(second phases),从而抑制扩散。
然而,由于界面的黏合性能可能降低,可以理解的是,只有当玻璃料的含量在7-20重量%范围内时,才可以提高黏合性能。
外部电极130可以设置在陶瓷体110彼此相对的两个端表面上以连接至内部线圈部件120。
外部电极130可以延伸至陶瓷体110在厚度(T)方向上的上表面和下表面的至少一个表面和陶瓷体110在宽度(W)方向上的两个侧表面。
外部电极130可以含有具有优良的导电性的金属,例如,可以使用镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)、银(Ag)等中一种,及其合金等来设置外部电极130。
制造多层电子元件的方法
图8为说明根据本发明的一种实施方式的制造多层电子元件100的方法的工艺图。
参照图8,首先,可以制备多个磁性片。
对用于制造磁性片的磁性材料没有特别的限制,例如,磁性材料可以包括铁氧体材料。磁性片可以由如Fe2O3、ZnO、NiO、CuO、MgO、MnO、CoO等的组合物组成,且具有化学式MFe2O4(M:Zn、Ni、Cu、Mn或Mg),根据组合物比例,可以制造具有各种磁导率的磁性片。
接着,制备非磁性片。
用于制造非磁性片的非磁性材料可以含有Nb2O5系介电材料,非磁性片含有Nb2O5系介电材料,使得磁性片和非磁性片间的扩散可以得到降低,可以显著降低内部残余的应力,并可以使磁性片和非磁性片的烧结收缩行为相互重合。
作为Nb2O5系介电材料,可以使用ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5和Bi2O3-Nb2O5系介电材料中的至少一种。Nb2O5系介电材料含有ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5或Bi2O3-Nb2O5系陶瓷组合物,使得可以在1200℃或更低的温度下合成Nb2O5系介电材料。
非磁性片中含有的Nb2O5可以由V2O5部分取代。当非磁性片中含有的Nb2O5由V2O5部分取代时,可以在相对较低的温度下进行合成并烧结,并且可以使磁性片的烧结收缩曲线的轮廓与非磁性片的烧结收缩曲线的轮廓相互重合。Nb2O5由V2O5部分取代的取代量可以为0.1-0.4摩尔。在这种情况下,非磁性片中Nb2O5:V2O5的成分比可以在0.9:0.1至0.6:0.4范围内。
非磁性片可以含有玻璃料,该玻璃料含有碱土金属氧化物如CaO、BaO等,非磁性片中含有的玻璃料可以用作低温烧结剂。非磁性片含有玻璃料,使得可以抑制界面的扩散,降低烧结温度,并可以使陶瓷体的磁性片的烧结收缩曲线的轮廓与非磁性片的烧结收缩曲线的轮廓相互重合。作为含有Nb2O5系介电材料的非磁性片,可以降低磁性片和非磁性片间的扩散,可以显著降低内部残余的应力,并可以使磁性片和非磁性片的烧结收缩行为相互重合。
随后,内部线圈图案121可以设置在磁性片和非磁性片的至少一个片上。
可以通过使用印刷方法等将含有导电金属的导电糊膏涂覆至磁性片以设置内部线圈图案121。
对导电金属没有特别的限制,只要它具有优良的导电性即可。例如,可以单独使用作为导电金属的银(Ag)、钯(Pd)、铝(Al)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)等,或者可以使用它们的混合物。
作为导电糊膏的印刷方法,可以使用丝网印刷方法,凹版印刷方法等,但是本发明并不限于此。
然后,可以通过在彼此上相互层叠磁性片和非磁性片而设置内部线圈部件120和陶瓷体110。
参照图2A和图2B,可以在磁性片间层叠一个或多个非磁性片。
参照图2C和图2D,在内部线圈部件120形成过程中间进行在彼此上相互层叠非磁性片的过程,使得非磁性片层叠在内部线圈部件120的内侧。选择地,在内部线圈部件120形成过程前和后层叠非磁性片,使得非磁性片层叠在内部线圈部件120的外侧。
参照图4A至图4C,非磁性片的区域的一部分可以含有介电材料,如图4A所示的非磁性片的区域的一部分中可以含有形成非磁性片的介电材料,如图4B所示的也可以线性地含有形成非磁性片的介电材料,或者如图4C所示的具有预定图案的区域中也可以含有形成非磁性片的介电材料。在非磁性片的区域的一部分含有介电材料的情况下,其不含有介电材料的区域可以含有与形成磁性片的材料相同的材料或者可以为空的。
外部电极130可以分别设置在陶瓷体110彼此相对的两个端表面上以连接至内部线圈部件120。
外部电极130可以延伸至陶瓷体110在厚度(T)方向上的上表面和下表面和/或陶瓷体110在宽度(W)方向上的两个侧表面。
外部电极130可以含有具有优良的导电性的金属,例如,可以使用镍(Ni)、铜(Cu)、锡(Sn)、银(Ag)等中的一种,及其合金等来设置外部电极130。
可以根据外部电极的形状通过浸渍方法和印刷方法等来设置外部电极130。
如上所述,根据本发明实施方式的多层电子元件和制造多层电子元件的方法,通过使磁性层和非磁性层的烧结收缩轮廓相互重合以降低内部残余的应力,从而降低如脱层、扩散、剥离、断裂和层间分裂等缺陷。
尽管上面已经示出并描述了实施方式,但是,本领域的技术人员应该理解的是,在不脱离本发明所附权利要求所限定的保护范围下,可以做出修改和变型。
Claims (18)
1.一种多层电子元件,该多层电子元件包括:
包括多个磁性层的陶瓷体;
设置在磁性层间的非磁性层;
设置在陶瓷体中的在多个磁性层和非磁性层中的至少一个层上的并具有多个彼此电连接的内部线圈图案的内部线圈部件;以及
设置在陶瓷体上且与内部线圈部件连接的外部电极;
其中,所述非磁性层含有Nb2O5系介电材料。
2.根据权利要求1所述的多层电子元件,其中,所述Nb2O5系介电材料包括ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5和Bi2O3-Nb2O5系介电材料中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的多层电子元件,其中,所述非磁性层含有V2O5。
4.根据权利要求3所述的多层电子元件,其中,所述非磁性层中含有的Nb2O5:V2O5的摩尔比在0.9:0.1至0.6:0.4的范围内。
5.根据权利要求1所述的多层电子元件,其中,所述非磁性层含有含量为7-20重量%的玻璃料。
6.根据权利要求5所述的多层电子元件,其中,所述玻璃料含有CaO和BaO中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的多层电子元件,其中,所述非磁性层设置在内部线圈部件内侧。
8.根据权利要求1所述的多层电子元件,其中,所述非磁性层的区域的一部分含有介电材料,并且不含有介电材料的所述非磁性层的区域含有与所述磁性层的材料相同的材料。
9.根据权利要求1所述的多层电子元件,其中,所述非磁性层的区域的一部分含有介电材料,并且不含有介电材料的所述非磁性层的区域为空的。
10.一种制造多层电子元件的方法,该方法包括:
制备多个磁性片;
制备一个或多个含有Nb2O5系介电材料的非磁性片;
在磁性片和非磁性片中的至少一个片上形成内部线圈图案;
层叠磁性片和非磁性片以形成内部线圈部件和陶瓷体;以及
在陶瓷体的端表面上形成与内部线圈部件连接的外部电极。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述Nb2O5系介电材料包括ZnO-Nb2O5、ZnO-TiO2-Nb2O5、BaO-Nb2O5、BaO-TiO2-Nb2O5和Bi2O3-Nb2O5系介电材料中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的方法,其中,所述非磁性片含有V2O5。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述非磁性片中含有的Nb2O5:V2O5的摩尔比在0.9:0.1至0.6:0.4的范围内。
14.根据权利要求10所述的方法,其中,所述非磁性片含有含量为7-20重量%的玻璃料。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述玻璃料含有CaO和BaO中的至少一种。
16.根据权利要求10所述的方法,其中,所述非磁性片设置在内部线圈部件内侧。
17.根据权利要求10所述的方法,其中,所述非磁性片的区域的一部分含有介电材料,并且不含有介电材料的所述非磁性片的区域含有与所述磁性片的材料相同的材料。
18.根据权利要求10所述的方法,其中,所述非磁性片的区域的一部分含有介电材料,并且不含有介电材料的所述非磁性片的区域为空的。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2014-0039320 | 2014-04-02 | ||
KR1020140039320A KR101994734B1 (ko) | 2014-04-02 | 2014-04-02 | 적층형 전자부품 및 그 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104979080A true CN104979080A (zh) | 2015-10-14 |
CN104979080B CN104979080B (zh) | 2017-12-12 |
Family
ID=54275506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410708202.1A Expired - Fee Related CN104979080B (zh) | 2014-04-02 | 2014-11-28 | 多层电子元件及其制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6258127B2 (zh) |
KR (1) | KR101994734B1 (zh) |
CN (1) | CN104979080B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109036798A (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-18 | 亚德诺半导体无限责任公司 | 用于磁芯的通孔以及相关系统和方法 |
CN111009400A (zh) * | 2018-10-05 | 2020-04-14 | 株式会社村田制作所 | 层叠型电子部件 |
CN111247608A (zh) * | 2017-10-27 | 2020-06-05 | 3M创新有限公司 | 高频功率电感器材料 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102396598B1 (ko) * | 2016-01-18 | 2022-05-11 | 삼성전기주식회사 | 코일 부품 |
JP6983382B2 (ja) * | 2018-10-12 | 2021-12-17 | 株式会社村田製作所 | 積層コイル部品 |
KR102404315B1 (ko) * | 2020-05-08 | 2022-06-07 | 삼성전기주식회사 | 코일 부품 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05308023A (ja) * | 1992-05-01 | 1993-11-19 | Murata Mfg Co Ltd | 複合電子部品 |
JPH08236354A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Tokin Corp | 積層インダクタ |
JP2000182834A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Tokin Corp | 積層型インダクタンス素子及びその製造方法 |
CN1793004A (zh) * | 2006-01-05 | 2006-06-28 | 武汉理工大学 | 低温烧结铌酸盐微波介电陶瓷及其制备方法 |
JP2008066594A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Tdk Corp | 積層型トラップ部品 |
CN101390176A (zh) * | 2006-01-31 | 2009-03-18 | 日立金属株式会社 | 层叠部件及使用此部件的模块 |
CN101529535A (zh) * | 2006-07-05 | 2009-09-09 | 日立金属株式会社 | 层叠部件 |
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 |
CN101911221A (zh) * | 2008-01-08 | 2010-12-08 | 株式会社村田制作所 | 开磁路型层叠线圈部件及其制造方法 |
CN102093046A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-06-15 | 厦门松元电子有限公司 | 一种BaO-Ln2O3-TiO2系微波电容器介质材料及其制备方法 |
US20130069752A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Myeong Gi KIM | Laminated inductor |
CN103187157A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 三星电机株式会社 | 多层感应器 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2795562B2 (ja) * | 1991-09-10 | 1998-09-10 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
JPH0737429A (ja) * | 1993-07-23 | 1995-02-07 | Ube Ind Ltd | 誘電体磁器組成物 |
JPH07169330A (ja) * | 1993-12-17 | 1995-07-04 | Ube Ind Ltd | 誘電体磁器組成物 |
KR100292915B1 (ko) * | 1998-07-22 | 2001-09-22 | 김병규 | 유전체 세라믹 조성물 |
JP2000319066A (ja) * | 1999-05-07 | 2000-11-21 | Selectron | 低温同時焼成誘電体セラミック組成物 |
JP2001106570A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミック組成物及びセラミック電子部品 |
JP2004010441A (ja) * | 2002-06-07 | 2004-01-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘電体磁器組成物およびそれを用いた積層セラミック電子部品 |
KR101282025B1 (ko) * | 2008-07-30 | 2013-07-04 | 다이요 유덴 가부시키가이샤 | 적층 인덕터, 그 제조 방법 및 적층 초크 코일 |
JPWO2012111203A1 (ja) * | 2011-02-15 | 2014-07-03 | 株式会社村田製作所 | 積層型インダクタ素子 |
JP5921074B2 (ja) * | 2011-03-17 | 2016-05-24 | 株式会社村田製作所 | 積層基板の製造方法 |
-
2014
- 2014-04-02 KR KR1020140039320A patent/KR101994734B1/ko active IP Right Grant
- 2014-05-30 JP JP2014112225A patent/JP6258127B2/ja active Active
- 2014-11-28 CN CN201410708202.1A patent/CN104979080B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05308023A (ja) * | 1992-05-01 | 1993-11-19 | Murata Mfg Co Ltd | 複合電子部品 |
JPH08236354A (ja) * | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Tokin Corp | 積層インダクタ |
JP2000182834A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Tokin Corp | 積層型インダクタンス素子及びその製造方法 |
CN1793004A (zh) * | 2006-01-05 | 2006-06-28 | 武汉理工大学 | 低温烧结铌酸盐微波介电陶瓷及其制备方法 |
CN101390176A (zh) * | 2006-01-31 | 2009-03-18 | 日立金属株式会社 | 层叠部件及使用此部件的模块 |
CN101529535A (zh) * | 2006-07-05 | 2009-09-09 | 日立金属株式会社 | 层叠部件 |
JP2008066594A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Tdk Corp | 積層型トラップ部品 |
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 |
CN101911221A (zh) * | 2008-01-08 | 2010-12-08 | 株式会社村田制作所 | 开磁路型层叠线圈部件及其制造方法 |
CN102093046A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-06-15 | 厦门松元电子有限公司 | 一种BaO-Ln2O3-TiO2系微波电容器介质材料及其制备方法 |
US20130069752A1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Myeong Gi KIM | Laminated inductor |
CN103187157A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 三星电机株式会社 | 多层感应器 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109036798A (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-18 | 亚德诺半导体无限责任公司 | 用于磁芯的通孔以及相关系统和方法 |
CN109036798B (zh) * | 2017-06-09 | 2021-03-12 | 亚德诺半导体无限责任公司 | 用于磁芯的通孔以及相关系统和方法 |
US11404197B2 (en) | 2017-06-09 | 2022-08-02 | Analog Devices Global Unlimited Company | Via for magnetic core of inductive component |
CN111247608A (zh) * | 2017-10-27 | 2020-06-05 | 3M创新有限公司 | 高频功率电感器材料 |
CN111009400A (zh) * | 2018-10-05 | 2020-04-14 | 株式会社村田制作所 | 层叠型电子部件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6258127B2 (ja) | 2018-01-10 |
KR20150114746A (ko) | 2015-10-13 |
JP2015198240A (ja) | 2015-11-09 |
CN104979080B (zh) | 2017-12-12 |
KR101994734B1 (ko) | 2019-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102360718B (zh) | 多层式电感器 | |
CN104979080A (zh) | 多层电子元件及其制造方法 | |
JP3197022B2 (ja) | ノイズサプレッサ用積層セラミック部品 | |
US9328014B2 (en) | Ceramic electronic component and glass paste | |
CN105518811B (zh) | 电子部件以及共模扼流圈 | |
KR20180071999A (ko) | 적층 인덕터 | |
CN107437458A (zh) | 线圈部件及其制造方法 | |
US9667174B2 (en) | Ceramic electronic component | |
US9232673B2 (en) | Ceramic electronic component including coating layer | |
JP6376000B2 (ja) | 電子部品およびその製造方法 | |
CN102272867A (zh) | 电子元器件 | |
JP2019046936A (ja) | コイル部品 | |
JP7099434B2 (ja) | コイル部品 | |
KR20110128554A (ko) | 적층형 인덕터 | |
KR20160118051A (ko) | 하이브리드 인덕터 및 그 제조방법 | |
KR20080101771A (ko) | 페라이트 페이스트, 및 적층형 세라믹 부품의 제조방법 | |
CN112185693B (zh) | 多层陶瓷电容器 | |
CN103247438B (zh) | 陶瓷电子部件及其制造方法 | |
JPS59132604A (ja) | 積層型インダクタ | |
JP7444135B2 (ja) | 電子部品及び電子機器 | |
CN102084441A (zh) | 电子元器件及其制造方法 | |
JP7424176B2 (ja) | 回路 | |
JP3320096B2 (ja) | 積層型インダクタおよびその製造方法 | |
JP2005142331A (ja) | 複合コモンモードチョークコイル | |
JP2007227611A (ja) | コモンモードノイズフィルタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171212 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |