JP6058584B2 - 積層型電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層型電子部品及びその製造方法に関する。

電子部品のうちインダクタは、抵抗、キャパシタとともに電子回路を成す重要な受動素子の一つであり、ノイズ（ｎｏｉｓｅ）を除去したり、ＬＣ共振回路を成す部品等に使用される。

スマートフォンやモバイルＩＴ機器などに採用されているパワーインダクタなどの受動素子は、１ＭＨｚ以上の高周波帯域で使用される。そのため、軟磁性フェライトとして知られている多数の金属酸化物、例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯなどを混合、か焼、粉砕して製造した軟磁性材料を主に使用していた。

しかし、最近、スマートフォンやモバイルＩＴ機器などのデータ転送量などが大幅に増加しており、データの高速処理のためにＣＰＵのスイッチング周波数が速くなり、スマートフォンの画面の高解像度化及び大面積化などによりモバイル機器などにおける電力使用量が急増している傾向にある。このようなモバイル機器における電力使用量の増加により、ＣＰＵ、ディスプレイ部、電力管理モジュールなどの駆動回路の設計に多数投入されるパワーインダクタなどの受動素子に、高い消費電力効率が求められている。

このようなパワーインダクタなどの効率改善の要求に対応すべく、軟磁性フェライト材料を金属微粒粉末に代えて、１ＭＨｚ以上の高周波帯域での使用が可能であり、渦電流損失などを大幅に改善してエネルギー消費効率及び直流重畳特性が改善されたパワーインダクタ素子が製品化されている。

従来の金属粉末を適用したインダクタには、薄膜型インダクタ及び巻線型インダクタがある。

薄膜型インダクタは、めっき工法により巻線状の銅導体をＰＣＢなどの基板上に形成し、金属粉末及びエポキシ樹脂を混合した金属・エポキシ混合材料で銅導線が包まれるように圧着成形し、熱処理によるエポキシ樹脂の硬化工程を経て製作される。

巻線型インダクタは、銅ワイヤを巻線した後、金属とエポキシを混合した複合材料を用いて巻線状の銅ワイヤを包んだ後、成形フレームで高圧で圧着成形してチップ状にし、熱処理によってエポキシを硬化する工程を経て製作される。

この二つの工法により製作されたインダクタは、フェライト積層型インダクタに比べて直流重畳特性がかなり優れており、ＰＭＩＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＩＣ）モジュールセットなどの特性評価の結果、効率も数パーセント以上改善されたことが分かった。

このように、金属粉末の適用によるインダクタの直流重畳特性及び効率特性などの改善とともに量産性を確保するために、金属磁性体積層型インダクタが検討されている。金属磁性体積層型インダクタは、酸化物フェライトシートに代えて金属粉末と高分子の均一混合物をシート状に成形し、金属磁性体シート上のビアホールの穿孔、内部導体の印刷、積層、焼成等の一連の工程を経て製造される。

このような金属磁性体積層型インダクタは、薄膜型や巻線型と同水準の直流重畳特性が具現されるが、さらに、インダクタの効率特性に影響を及ぼすＱ（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）値を上げ、直流抵抗（Ｒｄｃ）を下げることが求められている。

効率特性は、低電流領域では主に磁性体材料が有する損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）の影響を受け、高電流領域では主に内部コイルの抵抗の影響を受ける。特に、待機電源の使用時間に直接的に係る低電流でのインダクタの効率を高めるためには、金属磁性体の損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が小さく、透磁率の高い磁性体を適用する必要がある。

特開２００７−０２７３５４号公報

本発明による一実施形態は、優れた直流重畳特性を有し、さらに、磁性体材料の損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）特性を改善し、直流抵抗（Ｒｄｃ）を減少させて効率を向上させた積層型電子部品及びその製造方法を提供する。

本発明の一実施形態は、複数の金属磁性体層と、上記金属磁性体層上に形成された内部コイルパターン部及びネガティブ印刷部を含む内部導体形成層と、上記複数の金属磁性体層及び上記内部導体形成層を含むアクティブ部の上部及び下部に形成された上部及び下部カバー層と、を含み、上記上部及び下部カバー層は粒径が８μｍ〜２５μｍである金属磁性粒子を含み、上記ネガティブ印刷部は粒径が５μｍ〜１５μｍである金属磁性粒子を含み、上記アクティブ部の金属磁性体層は粒径が１μｍ〜１０μｍである金属磁性粒子を含む積層型電子部品を提供する。

上記金属磁性粒子の表面には金属酸化膜が形成され、上記金属酸化膜は隣接する金属磁性粒子の金属酸化膜と結合していてもよい。

上記金属磁性粒子同士は隔離されて形成されてもよい。

上記上部及び下部カバー層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは、２００ｎｍ〜３００ｎｍであってもよい。

上記ネガティブ印刷部及び上記アクティブ部の金属磁性体層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは、５０ｎｍ〜２００ｎｍであってもよい。

上記金属磁性粒子は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金であってもよい。

上記上部及び下部カバー層、上記ネガティブ印刷部、並びに上記アクティブ部の金属磁性体層は、表面に金属酸化膜が形成された金属磁性粒子を含み、上記金属磁性粒子間の空間には高分子樹脂が充填されてもよい。

上記高分子樹脂は、上記上部及び下部カバー層、上記ネガティブ印刷部並びに上記アクティブ部の金属磁性体層の断面の１０％〜３０％の面積を占めてもよい。

上記内部コイルパターン部及び上記内部コイルパターン部の一面に積層された金属磁性体層の間には空隙が形成されて非接触部が形成されてもよい。

本発明の他の一実施形態によると、複数の金属磁性体層と、上記金属磁性体層上に形成された内部コイルパターン部及びネガティブ印刷部を含む内部導体形成層と、上記複数の金属磁性体層及び上記内部導体形成層を含むアクティブ部の上部及び下部に形成された上部及び下部カバー層と、を含み、上記上部及び下部カバー層、上記ネガティブ印刷部、並びに上記アクティブ部の金属磁性体層は、表面に金属酸化膜が形成された金属磁性粒子を含み、上記アクティブ部の金属磁性体層、上記ネガティブ印刷部、並びに上記上部及び下部カバー層の順に、含まれた金属磁性粒子の最大粒径が大きくなる積層型電子部品を提供する。

上記アクティブ部の金属磁性体層に含まれた金属磁性粒子の最大粒径は１０μｍで、上記ネガティブ印刷部に含まれた金属磁性粒子の最大粒径は１５μｍで、上記上部及び下部カバー層に含まれた金属磁性粒子の最大粒径は２５μｍであってもよい。

上記上部及び下部カバー層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは、２００ｎｍ〜３００ｎｍであってもよい。

上記ネガティブ印刷部及び上記アクティブ部の金属磁性体層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは、５０ｎｍ〜２００ｎｍであってもよい。

上記上部及び下部カバー層、上記ネガティブ印刷部、並びに上記アクティブ部の金属磁性体層は、上記金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂が充填されてもよい。

上記内部コイルパターン部及び上記内部コイルパターン部の一面に積層された金属磁性体層の間には空隙が形成されて非接触部が形成されてもよい。

本発明の他の一実施形態は、複数の金属磁性体シートを用意する段階と、上記金属磁性体シート上に内部コイルパターンを形成する段階と、上記内部コイルパターン部の周囲に磁性体ペーストでネガティブ印刷部を形成する段階と、上記内部コイルパターン部及びネガティブ印刷部が形成された複数の金属磁性体シートを積層してアクティブ部を形成する段階と、上記アクティブ部の上部及び下部に複数の金属磁性体シートをさらに積層して上部及び下部カバー層が形成された積層体を形成する段階と、を含み、上記上部及び下部カバー層を形成する金属磁性体シートは、Ｄ_５０が９μｍ〜１１μｍである金属磁性粒子を含み、上記ネガティブ印刷部を形成する磁性体ペーストは、Ｄ_５０が７μｍ〜８μｍである金属磁性粒子を含み、上記アクティブ部を形成する金属磁性体シートは、Ｄ_５０が３μｍ〜５μｍである金属磁性粒子を含む積層型電子部品の製造方法を提供する。

上記内部コイルパターン部及び上記内部コイルパターン部の一面に積層する金属磁性体シートの間に空隙形成用高分子を形成する段階をさらに含み、上記空隙形成用高分子は、焼結過程で熱分解されて内部コイルパターン部及び金属磁性体層の間に非接触部を形成してもよい。

上記積層体を焼結した後、上記上部及び下部カバー層、上記ネガティブ印刷部、並びに上記アクティブ部の金属磁性体層の上記金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂を充填させる段階をさらに含んでもよい。

本発明の一実施形態の積層型電子部品は、金属磁性体材料を適用して優れた直流重畳特性を有し、内部コイルの断面積を増加させて低直流抵抗（Ｒｄｃ）値を具現し、金属磁性体材料の損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）を改善しながらも、高い透磁率を確保して効率特性が向上することができる。

本発明の一実施形態による積層型電子部品の斜視図である。 図１に示されたＩ−Ｉ’線による断面図である。 図２のＡ部分を拡大して示した概略図である。 図２のＢ部分を拡大して示した概略図である。 図２のＣ部分を拡大して示した概略図である。 本発明の他の一実施形態による積層型電子部品の断面図である。 本発明の一実施形態によって非接触部が形成された場合の直流抵抗（Ｒｄｃ）を比較したグラフである。 本発明の一実施形態による積層型電子部品の製造方法を概略的に説明するものである。 本発明の一実施形態による積層型電子部品の製造方法を概略的に説明するものである。 本発明の一実施形態による積層型電子部品の製造方法を概略的に説明するものである。 本発明の一実施形態による積層型電子部品の製造方法を概略的に説明するものである。 本発明の一実施形態による積層型電子部品の製造方法を概略的に説明するものである。 本発明の一実施形態による非接触部を形成する方法を概略的に説明するものである。

以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

積層型電子部品
以下では、本発明の一実施形態による積層型電子部品を、特に積層型インダクタで説明するが、これに限定されない。

図１は本発明の一実施形態による積層型電子部品の斜視図であり、図２は図１に示されたＩ―Ｉ’線による断面図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による積層型電子部品１００は、複数の金属磁性体層１０と、上記金属磁性体層１０上に形成された内部導体形成層２０と、を含む。

上記金属磁性体層１０は１０μｍ〜２０μｍの厚さに形成されてもよい。金属磁性体層１０が１０μｍ未満では、ショート（ｓｈｏｒｔ）の発生が多くなる問題があり、２０μｍを超えると、磁束経路が増加してインダクタンスが減少する恐れがある。

内部導体形成層２０が形成された複数の金属磁性体層１０は、積層されて容量形成に寄与するアクティブ部５０を形成し、上記アクティブ部５０の上部及び下部には、上部カバー層３１及び下部カバー層３２が形成されてもよい。

上部カバー層３１及び下部カバー層３２は、複数の金属磁性体シートが積層されて形成されてもよい。上部及び下部カバー層３１、３２を形成する複数の金属磁性体シートは焼結された状態であり、隣接する金属磁性体層同士の境界は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いずに確認できないほどに一体化されていてもよい。

アクティブ部５０、上部及び下部カバー層３１、３２を含む金属磁性体本体１１０は、長さ方向Ｌの両側面、幅方向Ｗの両側面、上面及び下面を有する六面体に形成されてもよい。

金属磁性体本体１１０の長さ方向Ｌの両側面には、内部コイルと電気的に連結される外部電極１３０が形成されてもよい。

金属磁性体層１０上に形成された内部導体形成層２０は、内部コイルパターン部２１及びネガティブ印刷部２２を含む。

直流抵抗（Ｒｄｃ）を下げるために、内部コイルパターン部２１の厚さを増加させると、内部コイルパターン部２１の厚さによる積層段差が発生し、該段差は、積層体を加圧する工程で、内部コイルパターン部２１の陥没及び変形をもたらし、層間接着力の弱化による層間剥離、クラック発生などの問題が発生するようになる。

そのため、内部コイルパターン部２１が形成された領域を除いた残りの部分にネガティブ印刷部２２を形成する。内部コイルパターン部２１が形成されていない領域にネガティブ印刷部２２を形成することにより、積層段差発生による問題を解決することができ、幅に対する厚さのアスペクト比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）の大きい内部コイルパターン部２１を形成することができ、直流抵抗（Ｒｄｃ）を下げることができる。

内部コイルパターン部２１は導電性金属を含む導電性ペーストを印刷して形成することができ、上記導電性金属は電気伝導度に優れる金属であれば特に制限されず、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）または白金（Ｐｔ）などの単独または混合形態であってもよい。

上記金属磁性体層１０、ネガティブ印刷部２２、並びに上部及び下部カバー層３１、３２は、金属磁性粒子４１、４２、４３を含む。

上記金属磁性粒子４１、４２、４３は軟磁性合金、例えば、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金の金属磁性粒子を含んでもよく、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金であることがより好ましいが、これに限定されない。

図３は図２の金属磁性体層１０のＡ部分を拡大して示した概略図であり、図４は図２のネガティブ印刷部２２のＢ部分を拡大して示した概略図であり、図５は図２の下部カバー層３２のＣ部分を拡大して示した概略図である。

図３〜図５を参照すると、金属磁性体層１０、ネガティブ印刷部２２、並びに上部及び下部カバー層３１、３２に含まれた金属磁性粒子４１、４２、４３の表面には、金属酸化膜４５が形成されてもよく、上記金属酸化膜４５によって金属粒子間及び金属粒子と内部電極間の絶縁性を確保することができる。

上記金属酸化膜４５は、金属磁性粒子４１、４２、４３の少なくとも一成分が酸化されて形成されることができ、例えば、Ｃｒ_２Ｏ_３を含んでもよい。

上記金属酸化膜４５は隣接する金属磁性粒子４１、４２、４３の金属酸化膜４５と結合することができ、金属磁性粒子４１、４２、４３は金属酸化膜４５同士の結合により結合されることができる。金属酸化膜４５同士が結合することで、機械的強度及び絶縁性の向上効果を有する。

一方、上記金属磁性粒子４１、４２、４３同士は結合される部分がなく、隔離されることができる。金属磁性粒子４１、４２、４３同士が結合されると、渦電流損失（Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｓｓ）が増加してＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）が低下するだけでなく、金属粒子間の接触面が増加して、ＡＣ増加によるＱ値の低下が大きくなる恐れがある。ここで、本発明の実施形態では、金属磁性粒子４１、４２、４３の金属酸化膜４５による結合しかないため、渦電流損失（Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｓｓ）を減らし、金属磁性粒子４１、４２、４３同士の直接接触面がないため、ＡＣ増加よるＱ値の減少が少なくて、パワーインダクタに適用した際、高電力効率に有利である。

上記金属磁性体層１０、ネガティブ印刷部２２、並びに上部及び下部カバー層３１、３２に含まれた金属磁性粒子の最大粒径は、金属磁性体層１０、ネガティブ印刷部２２、上部及び下部カバー層３１、３２の順に大きくなってもよい。

上記金属磁性体層１０は、粒径が１μｍ〜１０μｍである金属磁性粒子４１を含み、最大粒径は１０μｍであってもよい。

上記ネガティブ印刷部２２は、粒径が５μｍ〜１５μｍである金属磁性粒子４２を含み、最大粒径は１５μｍであってもよい。

上記上部及び下部カバー層３１、３２は、粒径が８μｍ〜２５μｍである金属磁性粒子４３を含み、最大粒径は２５μｍであってもよい。

粒径の小さい金属磁性粒子を用いると、粒度の減少により透磁率が低くなり、粒径の大きい金属磁性粒子を用いると、透過性は高いが、損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が大きくなる。

本発明の一実施形態では、金属磁性体層１０、ネガティブ印刷部２２、上部及び下部カバー層３１、３２の順に最大粒径が大きくなるように粒径の異なる金属磁性粒子を含む構造に形成することで、損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）は減らしながらも、高透磁率を具現することができる。

上記金属磁性体層１０に含まれた金属磁性粒子４１の最大粒径が１０μｍを超えると、分散性が低下し、金属磁性体層１０の表面粗さが増加し、金属磁性体層１０内の気孔が増加して、強度が低下するため、金属磁性体層１０を２０μｍ以下の厚さに形成することが困難な可能性がある。

上記ネガティブ印刷部２２に含まれた金属磁性粒子４２の最大粒径が１５μｍを超えると、高周波での損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が過度に増加するという問題がある。

上記上部及び下部カバー層３１、３２に含まれた金属磁性粒子４３の最大粒径が、金属磁性体層１０またはネガティブ印刷部２２に含まれた金属磁性粒子の最大粒径と同一又は小さいと、小さい粒度により、高透磁率を具現することが困難で、上部及び下部カバー層３１、３２に含まれた金属磁性粒子４３の最大粒径が２５μｍを超えると、高周波での損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が過度に増加するという問題がある。

一方、上部及び下部カバー層３１、３２に含まれた金属磁性粒子４３の表面に形成された金属酸化膜４５の厚さは２００ｎｍ〜３００ｎｍであってもよく、ネガティブ印刷部２２及び金属磁性体層１０に含まれた金属磁性粒子４１、４２の表面に形成された金属酸化膜４５の厚さは５０ｎｍ〜２００ｎｍであってもよい。

上部及び下部カバー層３１、３２、ネガティブ印刷部２２、並びに金属磁性体層１０は、粒径の異なる金属磁性粒子を含み、さらに、金属磁性粒子の表面に形成される金属酸化膜４５の厚さを異ならせることで、比抵抗を下げ、酸化膜による透過性の減少を防止することができる。

上記上部及び下部カバー層３１、３２における金属酸化膜４５の厚さが２００ｎｍ未満では、磁性複合体の比抵抗が低くなる恐れがあり、３００ｎｍを超えると、酸化膜によって金属磁性粒子の磁気的特性が著しく低下して透磁率が減少する恐れがある。

上記ネガティブ印刷部２２及び金属磁性体層１０における金属酸化膜４５の厚さが５０ｎｍ未満では、磁性複合体の比抵抗が低くなる問題があり、２００ｎｍを超えると、酸化膜によって金属磁性粒子の磁気的特性が著しく低下して透磁率が減少する恐れがある。

上記上部及び下部カバー層３１、３２、ネガティブ印刷部２２、並びに金属磁性体層１０は、金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂４８が充填された構造であってもよい。

焼結された金属磁性体本体１１０を高分子樹脂にディッピングし減圧処理したり、高分子樹脂を焼結された金属磁性体本体１１０の表面に塗布した後、吸収させることで、金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂４８を充填させることができる。

金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂４８が充填されることで、強度が向上し、吸湿性を減少させることができる。

上記高分子樹脂４８は、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、シリケート系樹脂、ウレタン系樹脂、イミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリエチレン系樹脂からなる群より選択される何れか一つ以上であってもよい。

上記高分子樹脂４８は、上部及び下部カバー層３１、３２、ネガティブ印刷部２２、並びに金属磁性体層１０の断面の１０％〜３０％の面積を占めることができる。

高分子樹脂４８の面積が１０％未満では、強度が低下し、高湿条件下で水分が磁性体の内部に吸収される問題があり、３０％を超えると、透磁率が減少する恐れがある。

図６は本発明の他の一実施形態による積層型電子部品の断面図である。

図６を参照すると、上記内部コイルパターン部２１及び内部コイルパターン部２１の一面に積層された金属磁性体層１０の間には空隙が形成されて、非接触部２５が形成されることができる。

金属磁性体本体１１０の焼結過程において、内部コイルパターン部２１を形成する導電性金属は収縮するが、金属磁性体層１０を形成する金属磁性粒子は収縮しないため、応力が増加するという問題があった。

そこで、本発明の一実施形態では、内部コイルパターン部２１と上記内部コイルパターン部２１の一面に積層された金属磁性体層１０の間に非接触部２５を形成することで、内部コイルパターン部２１及び金属磁性体層１０の収縮率差による応力を緩和し、焼結性を改善して、直流抵抗（Ｒｄｃ）を減少させることができる（図７参照）。

上記非接触部２５は、内部コイルパターン部２１と内部コイルパターン部２１の一面に積層された金属磁性体層１０の間に形成され、内部コイルパターン部２１の他面に積層された金属磁性体層１０とは接触してもよい。

積層型電子部品の製造方法
図８ａ〜図８ｅは、本発明の一実施形態による積層型電子部品の製造方法を概略的に説明するものである。

図８ａを参照すると、まず、複数の金属磁性体シート１０’を設けることができる。

上記金属磁性体シート１０’は、金属磁性粒子とバインダー及び溶剤等の有機物を混合してスラリーを製造し、上記スラリーをドクターブレード法でキャリアフィルム（ｃａｒｒｉｅｒ ｆｉｌｍ）上に数十μｍの厚さに塗布した後、乾燥してシート（ｓｈｅｅｔ）状に製作することができる。

上記金属磁性体シート１０’は１０μｍ〜２０μｍの厚さに形成することができる。金属磁性体シート１０’が１０μｍ未満では、ショート（ｓｈｏｒｔ）の発生が多くなる問題があり、２０μｍを超えると、磁束経路が増加してインダクタンスが減少する恐れがある。

上記金属磁性粒子は軟磁性合金、例えば、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金であってもよく、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金であることがより好ましいが、これに限定されない。

上記金属磁性体シート１０’はＤ_５０が３μｍ〜５μｍである金属磁性粒子４１を含んで形成することができる。

Ｄ_５０とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定法を利用して得られる体積累積５０％における粒子径のことである。

上記金属磁性体シート１０’に含まれた金属磁性粒子４１のＤ_５０が５μｍを超えると、分散性が低下し、金属磁性体シート１０’の表面粗さが増加し、金属磁性体シート１０’内の気孔が増加して強度が低下するため、金属磁性体シート１０’を２０μｍ以下の厚さに形成することが困難となる恐れがある。

図８ｂを参照すると、金属磁性体シート１０’上に内部コイルパターン部２１を形成することができる。

内部コイルパターン部２１は導電性金属を含む導電性ペーストを印刷工法などで塗布して形成することができる。上記導電性金属は電気伝導度に優れた金属であれば特に制限されず、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）または白金（Ｐｔ）などの単独または混合形態であってもよい。上記導電性ペーストの印刷工法はスクリーン印刷法またはグラビア印刷法等を使用することができるが、本発明はこれに限定されない。

図８ｃを参照すると、内部コイルパターン部２１の周囲に磁性体ペーストでネガティブ印刷部２２を形成することができる。

ネガティブ印刷部２２を内部コイルパターン部２１の周囲に形成することで、内部コイルパターン部２１の厚さによる積層段差発生の問題を解決することができる。

上記磁性体ペーストは、金属磁性粒子４２及びバインダーなどの有機物を含んでもよい。

上記金属磁性粒子４２は軟磁性合金、例えば、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金の金属磁性粒子４２を含むことができ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系合金であることがより好ましいが、これに限定されない。

上記ネガティブ印刷部２２を形成する磁性体ペーストは、Ｄ_５０が７μｍ〜８μｍの金属磁性粒子４２を含んでもよい。

上記磁性体ペーストに含まれた金属磁性粒子４２のＤ_５０が８μｍを超えると、高周波での損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が過度に増加するという問題がある。

上記磁性体ペーストをスクリーン印刷法などで金属磁性体シート１０’上に塗布し、加熱乾燥してネガティブ印刷部２２を形成することができる。

図８ｄを参照すると、内部コイルパターン部２１及びネガティブ印刷部２２が形成された複数の金属磁性体シート１０’を積層してアクティブ部５０を形成することができる。

一方、上記内部コイルパターン部２１及び内部コイルパターン部２１の一面に積層する金属磁性体シート１０’の間に空隙形成用高分子２４を形成する段階をさらに含んでもよい。

上記空隙形成用高分子２４は、後に積層体を焼結する過程で熱分解して内部コイルパターン部２１及び金属磁性体層１０の間に非接触部２５を形成することができる。

図９を参照すると、印刷された内部コイルパターン部２１上に空隙形成用高分子２４、例えば、ポリマービーズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ ｂｅａｄｓ）を形成し、上記空隙形成用高分子２４は、焼結する過程で熱分解されて非接触部２５を形成する。

内部コイルパターン部２１と上記内部コイルパターン部２１の一面に積層された金属磁性体層１０との間に非接触部２５を形成することで、内部コイルパターン部２１及び金属磁性体層１０の収縮率差による応力を緩和し、焼結性を改善して直流抵抗（Ｒｄｃ）を減少させることができる。

上記空隙形成用高分子は、積層体の焼結温度で熱分解されて空隙を形成することができるものであれば特に制限はない。

上記非接触部２５は、内部コイルパターン部２１と内部コイルパターン部２１の一面に積層された金属磁性体層１０との間に形成され、内部コイルパターン部２１の他面に積層された金属磁性体層１０とは接触してもよい。

図８ｅを参照すると、アクティブ部５０の上部及び下部に複数の金属磁性体シート１０’をさらに積層して、上部及び下部カバー層３１、３２が形成された積層体を形成することができる。

上記上部及び下部カバー層３１、３２を形成する金属磁性体シート１０’は、Ｄ_５０が９μｍ〜１１μｍである金属磁性粒子４３を含んで形成することができる。

上記上部及び下部カバー層３１、３２を形成する金属磁性体シート１０’に含まれた金属磁性粒子４３のＤ_５０が９μｍ未満では、小さな粒度により、高透磁率の具現が困難で、上部及び下部のカバー層３１、３２を形成する金属磁性体シート１０’に含まれた金属磁性粒子４３のＤ_５０が１１μｍを超えると、高周波での損失（ｃｏｒｅ ｌｏｓｓ）が過度に増加するという問題がある。

次に、上記積層体を７００℃〜８００℃で焼結することができる。

焼結過程で、上記アクティブ部５０の金属磁性体層１０、ネガティブ印刷部２２、上部及び下部カバー層３１、３２を形成する金属磁性粒子４１、４２、４３の表面に金属酸化膜４５が形成されることができる。上記金属酸化膜４５によって金属粒子間及び金属粒子と内部電極間の絶縁性を確保することができる。

上記金属酸化膜４５は、金属磁性粒子４１、４２、４３の少なくとも一成分が酸化されて形成されることができ、例えば、Ｃｒ_２Ｏ_３を含んでもよい。

金属酸化膜４５は、隣接する金属磁性粒子４１、４２、４３の金属酸化膜４５と結合することができ、金属磁性粒子４１、４２、４３は、金属酸化膜４５同士の結合により結合されることができる。金属酸化膜４５同士が結合することで、機械的強度及び絶縁性の向上効果を有する。

一方、上記金属磁性粒子４１、４２、４３同士は結合される部分がなく、隔離されることができる。金属磁性粒子４１、４２、４３同士が結合されると、渦電流損失（Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｓｓ）が増加して、Ｑ値（Ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）が低下するだけでなく、金属粒子間の接触面の増加によりＡＣ増加によるＱ値の低下が大きくなることがある。しかし、本発明の実施形態では、金属磁性粒子４１、４２、４３の金属酸化膜４５による結合しかないため、渦電流損失（Ｅｄｄｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｓｓ）を減らし、金属磁性粒子４１、４２、４３間の直接接触面がないため、ＡＣ増加によるＱ値の減少が少なくて、パワーインダクタに適用した際、高い電力効率に有利である。

上部及び下部カバー層３１、３２に含まれた金属磁性粒子４３の表面に形成された金属酸化膜４５の厚さは２００ｎｍ〜３００ｎｍであってもよく、ネガティブ印刷部２２及び金属磁性体層１０に含まれた金属磁性粒子４１、４２の表面に形成された金属酸化膜４５の厚さは５０ｎｍ〜２００ｎｍであってもよい。

上部及び下部カバー層３１、３２、ネガティブ印刷部２２、並びに金属磁性体層１０は、粒径の異なる金属磁性粒子を含み、さらに、金属磁性粒子の表面に形成される金属酸化膜４５の厚さを異ならせることで、比抵抗を下げ、酸化膜による透磁率の減少を防止することができる。

上記上部及び下部カバー層３１、３２における金属酸化膜４５の厚さが２００ｎｍ未満では、磁性複合体の比抵抗が低くなる問題があり、３００ｎｍを超えると、酸化膜によって金属磁性粒子の磁気的特性が著しく低下して透磁率が減少することがある。

上記ネガティブ印刷部２２及び金属磁性体層１０における金属酸化膜４５の厚さが５０ｎｍ未満では、磁性複合体の比抵抗が低くなる問題点があり、２００ｎｍを超えると、酸化膜によって金属磁性粒子の磁気的特性が著しく低下して透磁率が減少することがある。

積層体を焼結した後、上記上部及び下部カバー層３１、３２、ネガティブ印刷部２２、並びにアクティブ部５０の金属磁性体層１０の金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂を充填させる段階をさらに含んでもよい。

焼結された積層体を高分子樹脂にディッピングし、減圧処理したり、高分子樹脂を焼結された金属磁性体本体１１０の表面に塗布した後、吸収させることで、金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂４８を充填することができる。

金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂４８が充填されることで、強度が向上し、吸湿性を減少させることができる。

上記高分子樹脂４８は、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、シリケート系樹脂、ウレタン系樹脂、イミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリエチレン系樹脂からなる群より選択される何れか一つ以上であってもよい。

上記高分子樹脂４８は、上部及び下部カバー層３１、３２、ネガティブ印刷部２２、並びに金属磁性体層１０の断面の１０％〜３０％の面積を占めることができる。

高分子樹脂４８の面積が１０％未満では、強度が低下し、高湿条件下で水分が磁性体の内部に吸収される問題があり、３０％を超えると、透磁率が減少することがある。

次に、金属磁性体本体１１０の両側面に導電性ペーストを塗布し、焼成して外部電極１３０を形成することができる。外部電極１３０は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎｉ）などの単独または混合形態を含んで形成することができ、外部電極上にスズ（Ｓｎ）またはニッケル（Ｎｉ）めっき層を形成してもよい。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ 積層型電子部品
１１０ 金属磁性体本体
１３０ 外部電極
１０ 金属磁性体層
２０ 内部導体形成層
２１ 内部コイルパターン部
２２ ネガティブ印刷部
２５ 非接触部
３１ 上部カバー層
３２ 下部カバー層
４１ 金属磁性粒子
４５ 金属酸化膜
４８ 高分子樹脂
５０ アクティブ部

Claims (18)

1. 複数の金属磁性体層と、
   前記金属磁性体層上に形成された内部コイルパターン部及びネガティブ印刷部を含む内部導体形成層と、
   前記複数の金属磁性体層及び前記内部導体形成層を含むアクティブ部の上部及び下部に形成された上部及び下部カバー層と、を含み、
   前記上部及び下部カバー層は、前記上部及び下部カバー層に含まれる金属磁性粒子として粒径が８μｍ〜２５μｍである金属磁性粒子のみを含み、前記ネガティブ印刷部は、前記ネガティブ印刷部に含まれる金属磁性粒子として粒径が５μｍ〜１５μｍである金属磁性粒子のみを含み、前記アクティブ部の金属磁性体層は、前記アクティブ部の前記金属磁性体層に含まれる金属磁性粒子として粒径が１μｍ〜１０μｍである金属磁性粒子のみを含み、
   前記アクティブ部の金属磁性体層、前記ネガティブ印刷部並びに前記上部及び下部カバー層の順に、含まれた金属磁性粒子の最大粒径が大きくなる、積層型電子部品。
2. 前記金属磁性粒子の表面には金属酸化膜が形成され、前記金属酸化膜は隣接する金属磁性粒子の金属酸化膜と結合している、請求項１に記載の積層型電子部品。
3. 前記金属磁性粒子同士は隔離されて形成される、請求項１に記載の積層型電子部品。
4. 前記上部及び下部カバー層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは２００ｎｍ〜３００ｎｍである、請求項１に記載の積層型電子部品。
5. 前記ネガティブ印刷部及び前記アクティブ部の金属磁性体層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは５０ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項１に記載の積層型電子部品。
6. 前記上部及び下部カバー層に含まれている前記金属磁性粒子は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金であり、
   前記ネガティブ印刷部に含まれている前記金属磁性粒子は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金であり、
   前記アクティブ部の金属磁性体層に含まれている前記金属磁性粒子は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉからなる群より選択される何れか一つ以上を含む合金である、請求項１に記載の積層型電子部品。
7. 前記上部及び下部カバー層、前記ネガティブ印刷部、並びに前記アクティブ部の金属磁性体層は、表面に金属酸化膜が形成された金属磁性粒子を含み、前記金属磁性粒子間の空間には高分子樹脂が充填されている、請求項１に記載の積層型電子部品。
8. 前記高分子樹脂は、前記上部及び下部カバー層、前記ネガティブ印刷部並びに前記アクティブ部の金属磁性体層の断面の１０％〜３０％の面積を占める、請求項７に記載の積層型電子部品。
9. 前記内部コイルパターン部及び前記内部コイルパターン部の一面に積層された金属磁性体層の間には空隙が形成されて非接触部が形成される、請求項１に記載の積層型電子部品。
10. 複数の金属磁性体層と、
    前記金属磁性体層上に形成された内部コイルパターン部及びネガティブ印刷部を含む内部導体形成層と、
    前記複数の金属磁性体層及び前記内部導体形成層を含むアクティブ部の上部及び下部に形成された上部及び下部カバー層と、を含み、
    前記上部及び下部カバー層、前記ネガティブ印刷部並びに前記アクティブ部の金属磁性体層は、表面に金属酸化膜が形成された金属磁性粒子を含み、
    前記アクティブ部の金属磁性体層、前記ネガティブ印刷部並びに前記上部及び下部カバー層の順に、含まれた金属磁性粒子の最大粒径が大きくなり、
    前記上部及び下部カバー層は、前記上部及び下部カバー層に含まれる金属磁性粒子として粒径が８μｍ〜２５μｍである金属磁性粒子のみを含み、前記ネガティブ印刷部は、前記ネガティブ印刷部に含まれる金属磁性粒子として粒径が５μｍ〜１５μｍである金属磁性粒子のみを含み、前記アクティブ部の金属磁性体層は、前記アクティブ部の前記金属磁性体層に含まれる金属磁性粒子として粒径が１μｍ〜１０μｍである金属磁性粒子のみを含む、積層型電子部品。
11. 前記アクティブ部の金属磁性体層に含まれた金属磁性粒子の最大粒径は１０μｍで、前記ネガティブ印刷部に含まれた金属磁性粒子の最大粒径は１５μｍで、前記上部及び下部カバー層に含まれた金属磁性粒子の最大粒径は２５μｍである、請求項１０に記載の積層型電子部品。
12. 前記上部及び下部カバー層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは２００ｎｍ〜３００ｎｍである、請求項１０に記載の積層型電子部品。
13. 前記ネガティブ印刷部及び前記アクティブ部の金属磁性体層に含まれた金属磁性粒子の表面に形成された金属酸化膜の厚さは５０ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項１０に記載の積層型電子部品。
14. 前記上部及び下部カバー層、前記ネガティブ印刷部並びに前記アクティブ部の金属磁性体層は、前記金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂が充填されている、請求項１０に記載の積層型電子部品。
15. 前記内部コイルパターン部及び前記内部コイルパターン部の一面に積層された金属磁性体層の間には空隙が形成されて非接触部が形成されている、請求項１０に記載の積層型電子部品。
16. 複数の金属磁性体シートを用意する段階と、
    前記金属磁性体シート上に内部コイルパターンを形成する段階と、
    前記内部コイルパターン部の周囲に磁性体ペーストでネガティブ印刷部を形成する段階と、
    前記内部コイルパターン部及びネガティブ印刷部が形成された複数の金属磁性体シートを積層してアクティブ部を形成する段階と、
    前記アクティブ部の上部及び下部に複数の金属磁性体シートをさらに積層して上部及び下部カバー層が形成された積層体を形成する段階と、を含み、
    前記上部及び下部カバー層を形成する金属磁性体シートは、Ｄ_５０が９μｍ〜１１μｍである金属磁性粒子を含み、前記ネガティブ印刷部を形成する磁性体ペーストは、Ｄ_５０が７μｍ〜８μｍである金属磁性粒子を含み、前記アクティブ部を形成する金属磁性体シートは、Ｄ_５０が３μｍ〜５μｍである金属磁性粒子を含み、
    前記上部及び下部カバー層を形成する金属磁性体シートの金属磁性粒子のＤ_５０の最大値は１１μｍ以下であり、前記ネガティブ印刷部を形成する磁性体ペーストの金属磁性粒子のＤ_５０の最大値は８μｍ以下であり、前記アクティブ部を形成する金属磁性体シートの金属磁性粒子のＤ_５０の最大値は５μｍ以下であり、
    前記アクティブ部を形成する金属磁性体シート、前記ネガティブ印刷部を形成する磁性体ペースト並びに前記上部及び下部カバー層を形成する金属磁性体シートの順に、含まれた金属磁性粒子の最大粒径が大きくなり、
    前記上部及び下部カバー層を形成する金属磁性体シートは、前記上部及び下部カバー層を形成する前記金属磁性体シートに含まれる金属磁性粒子として粒径が８μｍ〜２５μｍである金属磁性粒子のみを含み、前記ネガティブ印刷部を形成する磁性体ペーストは、前記ネガティブ印刷部を形成する前記磁性体ペーストに含まれる金属磁性粒子として粒径が５μｍ〜１５μｍである金属磁性粒子のみを含み、前記アクティブ部を形成する金属磁性体シートは、前記アクティブ部を形成する前記金属磁性体シートに含まれる金属磁性粒子として粒径が１μｍ〜１０μｍである金属磁性粒子のみを含む、積層型電子部品の製造方法。
17. 前記内部コイルパターン部及び前記内部コイルパターン部の一面に積層する金属磁性体シートの間に空隙形成用高分子を形成する段階をさらに含み、
    前記空隙形成用高分子は、焼結過程で熱分解されて内部コイルパターン部及び金属磁性体層の間に非接触部を形成する、請求項１６に記載の積層型電子部品の製造方法。
18. 前記積層体を焼結した後、前記上部及び下部カバー層、前記ネガティブ印刷部並びに前記アクティブ部の金属磁性体層の前記金属磁性粒子間の空間に高分子樹脂を充填させる段階をさらに含む、請求項１６に記載の積層型電子部品の製造方法。

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