KR100352235B1 - 세라믹 인덕터 부품 및 이를 사용한 복합 부품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소망의 특성, 우수한 특성 안정성, 및 우수한 내구성을 갖는 세라믹 인덕터 부품 및 적층 부품을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 인덕터부를 구성하는 세라믹 자성체에 Ni-Cu-Zn 페라이트 또는 Ni-Cu 페라이트를 사용하는 경우, 그리고 페라이트에 함유된 황, 염소 및 나트륨의 함량이 각각 5∼150ppm, 5∼150ppm 및 5∼100ppm의 범위가 되도록 설정되는 경우, 은을 주성분으로 하는 내부 도체 금속이 세라믹 자성체로 확산되는 것이 억제되므로, 전기적 특성의 열화를 피할 수 있다. 따라서, 소결을 용이하게 함으로써, 세라믹의 절연 저항이 개선되며, 세라믹 인덕터 부품의 내구성 밀 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

세라믹 인덕터 부품 및 이를 사용한 복합 부품{Ceramic Inductor Component and Composite Component Using Same}
본 발명은 인덕터 부품에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 세라믹 자성체와 은(Ag)을 주성분으로 하는 전극(전극 재료)을 일체로 베이킹함으로써 형성된 인덕터부를 가지고 있는 세라믹 인덕터 부품 및 이의 복합 부품에 관한 것이다.
최근에, 세라믹 자성체가 형성된 인덕터 부품(세라믹 인덕터 부품)이 광범위하게 사용되고 있다.
상술한 세라믹 인덕터 부품의 일례로서는, 적층 세라믹 인덕터 부품이 있다.
이 적층 세라믹 인덕터 부품은 일반적으로 페라이트 등을 함유하는 자성 그린 시트 상에 내부 도체로서 사용되는 전극을 스크린 인쇄 등에 의해 형성하는 단계, 상기 자성 그린 시트를 소정의 조건하에서 적층, 압착 및 베이킹하는 단계, 및 상기 내부 전극에 접속되도록 외부 전극을 형성하는 단계에 의해 제작된다. 따라서, 적층 세라믹 인덕터 부품은 페라이트계 세라믹 자성체(칩)에 도체(예를 들어, 코일부)를 배치하여, 인덕터부를 형성한다.
또한, 상술한 바와 같은 적층 인덕터 부품 이외의 세라믹 인덕터 부품은 예를 들어 코어(core) 상에 형성된 코일형상 도체를 가지고 있고, 이 코일형상 도체는 도전성 재료를 페라이트계 세라믹 등으로 구성된 코어 상에 배치, 베이킹함으로써 형성된다.
상술한 바와 같은 세라믹 인덕터 부품을 제작할 때에, 세라믹 자성체에 사용되는 자성 재료로서, Ni-Cu-Zn(니켈-구리-지르코늄) 페라이트, Ni-Cu(니켈-구리) 페라이트, Ni-Zn(니켈-지르코늄) 페라이트 등이 일반적으로 사용되며, 이들은 비교적 저온에서 베이킹될 수 있다. 전기 전도성이 높은 Ag을 주성분으로 하는 전극 재료가 저온에서 바람직하게 베이킹되기 때문에, 비교적 저온에서 베이킹될 수 있는 이러한 페라이트 재료들을 사용한다. 이 전극 재료는 세라믹 인덕터 부품의 전기적 특성을 향상시키기 위해서 인덕터를 구성하는 도체용으로 사용된다.
그러나, 세라믹 인덕터를 구성하는 자성체로서, Ni-Cu-Zn 페라이트 또는 Ni-Zn 페라이트를 사용한 생산품은 제조 공정시의 파라미터의 작은 변화에 기인하여, 제조 공정에서 특성 및 불량률에서 상당한 편차가 있다는 문제점이 있다.
상술한 문제점들을 극복하기 위해서, 본 발명은 원하는 특성, 우수한 안정성 및 우수한 내구성을 가지고 있는 세라믹 인덕터 부품 및 복합 부품을 제공한다.
Ni-Cu-Zn 페라이트, Ni-Cu 페라이트 또는 Ni-Zn 페라이트를 사용한 세라믹 인덕터의 제조 공정에서 변수의 작은 변화에 의한 생산품의 특성 및 불량률에서의 편차에 대한 이유를 명확하게 하기 위해서, 본 발명의 발명자들은 다양한 실험과연구를 행하였다. 그 결과, 본 발명자들은 페라이트 재료에 첨가되는 황(S), 염소(Cl) 및 나트륨(Na)의 함량을 소정의 범위로 제어하는 경우, 전기적 특성, 즉 인덕턴스 L 및 Q 값을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명자들은, 신뢰성의 지표가 되는 절연 저항이 증가하고, 장시간에 걸쳐서 절연 저항이 높게 지속된다는 것을 발견하였다. 본 발명의 발명자들에 의한 한층 더 심도있는 연구를 통해서 본 발명이 달성되었다.
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 세라믹 인덕터 부품의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 세라믹 인덕터 부품의 내부 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 부품의 내부 구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 복합 부품을 구성하는 커패시터 세그먼트의 내부 구조를 도시하는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
51: 인덕터 소자
52a: 내부 도체(코일 패턴)
53a, 53b: 외부 전극
54a: 자성 그린 시트(외부 시트)
54: 자성 그린 시트
55: 비아 홀
61: 커패시터 소자
62: 내부 전극
63a, 63b: 외부 전극
64: 유전체 세라믹층
A: 인덕터부
B: 커패시터부
본 발명의 세라믹 인덕터 부품은 세라믹 자성체와 은을 주성분으로 하는 전극을 일체로 베이킹함으로써 형성되는 인덕터부를 포함하고 있으며, 상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하고 있고, 페라이트에 있어서서 황, 염소 및 나트륨의 함량은 각각 황 5∼150ppm, 염소 5∼150ppm 및 나트륨 5∼100ppm의 범위에 있다.
Ni-Cu-Zn 페라이트 또는 Ni-Cu 페라이트를 포함하는 세라믹 자성체를 사용할 때에, 그리고 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 각각 5∼150ppm, 5∼150ppm 및 5∼100ppm의 범위에 있을 때에, 필요한 특성이 확실하게 제공되며, 안정성이 우수한 고신뢰성의 세라믹 인덕터 부품을 얻을 수 있다.
S, Cl 및 Na의 함량을 상술한 범위로 설정한 이유는, S 또는 Cl의 함량이 상술한 범위를 초과하는 경우에, 전극에 함유된 Ag가 세라믹 자성체로 확산되고, 이에 의해 인덕턴스 L 및 Q값이 상당히 감소하기 때문이고, S 또는 Cl의 함량이 상술한 범위 미만인 경우에 인덕턴스 L 및 Q값이 감소하기 때문이다. 또한, Na의 함량이 상술한 범위를 초과하는 경우에는, 절연저항이 부하 시험(loading test)에서 저하되고, 상술한 범위 미만인 경우에는 초기 절연저항이 시방 값(specification value) (log(IR)≥9)을 만족시키지 못할 것이다.
페라이트에 있어서의 S, Cl 및 Na의 함량은 각각 40∼120ppm, 10∼50ppm 및 10∼20ppm의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
이와 연관하여, 페라이트에 있어서의 S, Cl 및 Na는 공지의 각종 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
페라이트에서, S는 S, S 화합물, SO4이온 등의 형태로 존재하고, Cl은 FeCl3, FeCl2, NiCl2등의 형태로 존재하며, Na는 Na2S, Na2SO4, Na2O, NaCl 등의 형태로 존재한다.
본 발명의 세라믹 인덕터 부품은 세라믹 자성체와 은을 주성분으로 하는 전극(전극 재료)을 일체로 베이킹함으로써 형성되는 인덕터부를 포함하고 있으며, 상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하고 있고, 소성 전의 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량은 각각 황 10∼600ppm, 염소 10∼600ppm 및 나트륨 30∼120ppm의 범위에 있으며, 소성 후의 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량은 각각 황 5∼150ppm, 염소 5∼150ppm 및 나트륨 5∼100ppm의 범위에 있다.
페라이트에 함유된 S, Cl 및 Na는 베이킹시에 어느 정도까지는 증발된다. 그러나, 베이킹 전의 페라이트, 즉 페라이트용 출발 재료로서 S: 10∼600ppm, Cl: 10∼600ppm 및 Na: 30∼120ppm을 함유하는 재료를 사용하는 경우에, 일반적인 조건하에서 베이킹된 세라믹 자성체에 함유된 페라이트에 있어서의 S, Cl 및 Na의 함량은 각각 5∼150ppm, 5∼150ppm 및 5∼100ppm의 범위로 제어될 수 있다. 결과적으로, 필요한 특성이 확실하게 제공되며 우수한 신뢰성을 가지고 있는 우수한 세라믹 인덕터 부품을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 세라믹 인덕터 부품에는 세라믹 자성체 내에 제공된 적층 코일이 상술한 인덕터부로서 형성되어 있고, 상기 적층 코일에서, 전극층들이 자성 세라믹층들을 사이에 개재하면서 서로 적층되고, 서로 접속되어 있다.
본 발명에서 전극(도체)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 본 발명이 인덕터부로서 자성 세라믹층 및 이 자성 세라믹층과 전극층을 적층하여 형성된 적층 코일을 가지고 있는 세라믹 인덕터 부품에 적용되는 경우, 인덕터부로서 소형이고 큰 인덕턴스를 얻을 수 있는 적층 코일을 가지고 있는 세라믹 인덕터 부품(적층 인덕터)의 특성의 안정성 및 신뢰성을 개선할 수 있으므로, 특히 효과적이다.
본 발명의 복합 부품은 세라믹 자성체와 은을 주성분으로 하는 전극(전극 재료)을 일체로 베이킹함으로써 형성되는 인덕터부; 및 상기 인덕터부와 일체화된 적어도 한 소자를 포함하고 있으며, 상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하고 있고, 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량은 각각 황 5∼150ppm, 염소 5∼150ppm 및 나트륨 5∼100ppm의 범위에 있다.
인덕터부를 가지고 있는 복합 부품에서, 인덕터부를 구성하는 세라믹 자성체에 Ni-Cu-Zn 페라이트 또는 Ni-Cu 페라이트를 사용할 때에, 그리고 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 각각 5∼150ppm, 5∼150ppm 및 5∼100ppm의 범위가 되도록 설정될 때에, 필요한 특성이 확실하게 제공되며, 우수한 안정성을 갖는 고신뢰성의 복합 부품을 얻을 수 있다.
S, Cl 및 Na의 함량을 상술한 범위로 설정한 이유는 상술한 세라믹 인덕터 부품의 경우와 동일한 이유이다.
페라이트에 있어서의 S, Cl 및 Na의 함량은 각각 40∼120ppm, 10∼50ppm 및 10∼20ppm의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서, 인덕터부와 일체화되는 적어도 한 소자는 커패시터부, 상술한 인덕터부와 다른 특성을 가지고 있는 인덕터부, 저항기, 바리스터(varistor) 등을 포함하는 광범위한 개념이다.
본 발명의 복합 부품은 세라믹 자성체와 은을 주성분으로 하는 전극(전극 재료)을 일체로 베이킹함으로써 형성되는 인덕터부; 및 상기 인덕터부와 일체화된 적어도 한 소자를 포함하고 있으며, 상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하고 있고, 소성 전의 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량은 각각 황 10∼600ppm, 염소 10∼600ppm 및 나트륨 30∼120ppm의 범위에 있으며, 소성 후의 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량은 각각 황 5∼150ppm, 염소 5∼150ppm 및 나트륨 5∼100ppm의 범위에 있다.
베이킹 전의 페라이트, 즉 페라이트용 출발 재료로서 S: 10∼600ppm, Cl: 10∼600ppm 및 Na: 30∼120ppm을 함유하는 재료를 사용하는 경우에, 베이킹 후의 세라믹 자성체에 함유된 페라이트에 있어서의 S, Cl 및 Na의 함량은 각각 5∼150ppm, 5∼150ppm 및 5∼100ppm의 범위로 제어될 수 있다. 결과적으로, 필요한 특성 및 안정성을 확실하게 제공하는 고신뢰성의 세라믹 인덕터 부품을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명을 유리하게 수행할 수 있다.
상술한 본 발명의 복합 부품에는 세라믹 자성체 내에 제공된 적층 코일이 인덕터부로서 형성되어 있고, 상기 적층 코일에서, 전극층들이 자성 세라믹층들을 사이에 개재하면서 서로 적층되고, 서로 접속되어 있다.
본 발명에서, 전극(도체)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 본 발명이 인덕터부로서 자성 세라믹층 및 전극층을 적층하여 형성된 적층 코일을 사용하는 복합 부품에 적용되는 경우에, 인덕터부로서 소형이고 큰 인덕턴스를 얻을 수 있는 적층 코일을 가지고 있는 복합 부품의 특성의 안정성 및 신뢰성을 개선할 수 있으므로, 특히 효과적이다.
본 발명에 따른 세라믹 인덕터 부품 및 복합 부품에 있어서, 세라믹 자성체로서 Ni-Cu-Zn 페라이트 또는 Ni-Cu 페라이트를 사용할 수 있으며, 특히 Ni-Cu-Zn페라이트가 바람직하게 사용된다.
또한, Ni-Cu-Zn 페라이트의 조성은 특별히 한정되지 않으며, 대상에 따라서 여러가지 조성이 선택될 수 있으나, 예를 들면 Ni(NiO)의 함량이 15 내지 25몰%, Cu(CuO)의 함량이 5 내지 15몰%, Zn(ZnO)의 함량이 20 내지 30몰%인 것이 바람직하다.
Ni-Cu-Zn 페라이트는 코발트(Co), 망간(Mn) 등을 약 5중량% 이하 함유해도된다. 또한, 칼슘(Ca), 실리콘(Si), 비스무스(Bi), 바나듐(V), 납(Pb) 등을 약 1중량% 이하 함유해도 된다.
Ni-Cu 페라이트를 사용하는 경우, 붕규산 유리 등의 여러가지 유리를 함유하여도 된다.
본 발명에 있어서, 인덕터로서 실용적인 Q 값을 얻기 위하여, 인덕터를 구성하는 전극(도체)에 사용되는 재료(전극 재료)로서, Ag를 주성분으로 구성되는 저저항의 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하며, 90wt% 이상의 은으로 구성되는 도전성 재료를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 특히, 99.9wt% 이상의 은으로 구성되는 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 인덕터부를 구성하는 전극의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 적층 코일 및 코어상에 형성된 코일 도체를 사용하여도 되며, 코일 형상을 갖는 않는 도체를 사용하여도 된다.
세라믹 인턱터 부품 및 복합 부품에 사용되는 외부 전극 형성용 도전성 재료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, Ag, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), Cu, Ni 및 상기한 적어도 하나의 원소를 함유하는 합금을 사용하여도 된다. 특히 바람직한 도전성 재료로서는, Ag, Ag-Pd 합금 등을 들 수 있다.
본 발명의 세라믹 인덕터 부품 및 복합 부품의 칫수는 특별히 한정되지 않으며, 세라믹 인덕터 부품의 대상 및 용도에 따라서 적절히 칫수를 정해도 된다.
자성 그린 시트를 형성하는 경우, Ni-Cu-Zn 페라이트로 구성되는 슬러리(세라믹 슬러리)가 주로 사용되며,이 세라믹 슬러리는 예를 들면 하기의 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명에서 규정된 소정량의 S, Cl 및 Na를 갖는 페라이트용 출발 재료 분말과, 예를 들면 NiO, CuO, ZnO 및 Fe2O3등의 분말 소정량을, 볼 밀 등을 사용하여 습십 혼합한다. 이 단계에서, 상기 출발 재료의 개개의 입자 직경은 0.1 내지 10㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다.
습식 혼합에 의해 얻어진 슬러리를 스프레이 드라이어를 사용하여 건조한 후, 하소하였다. 또한, 이렇게 얻어진 하소 혼합물을 볼 밀을 사용하여 충분히 습식분쇄하고, 그 후 스프레이 드라이어에 의해 건조하였다.
이렇게 형성된 페라이트 분말을 용매에 분산시켜서, 세라믹 슬러리를 형성하고, 이 세라믹 슬러리를 시트로 성형함으로써, 자성 그린 시트를 얻었다.
필요한 경우, 상기 세라믹 슬러리에 여러가지 유리 및 산화물을 첨가하여도 된다.
전극(도체) 형성용 도전성 페이스트 및 외부 전극 형성용 도전성 페이스트로서는, 베이킹에 의해 상기한 도체를 형성할, 상기한 금속 또는 합금, 또는 여러가지 산화물, 유기 금속 화합물, 또는 수지 산염과, 여러가지 바인더 및 용매를 혼합하여 얻어진 재료를 사용하여도 된다. 상황에 따라서, 어떤 경우에는 시판되고 있는 재료를 사용해도 된다.
인덕터 소자 또는 복합 부품의 소자(베이킹되지 않은 적층체 등)의 베이킹 온도는 800 내지 930℃인 것이 바람직하며, 850 내지 900℃인 것이 더욱 바람직하다.
베이킹 시간은 0.05 내지 5시간인 것이 바람직하며, 0.1 내지 3시간인 것이 바람직하다. 또한, 몰퍼센트로 산소 1 내지 100%(PO2=1-100%)의 분위기에서 베이킹을 행하는 것이 바람직하다.
외부 전극의 베이킹 온도는 일반적으로 500 내지 700℃가 되도록 설정되며, 베이킹 시간은 일반적으로 약 10분 내지 3시간이 되도록 설정된다. 또한, 베이킹은 일반적으로 대기중에서 행해진다.
본 발명에 있어서, 베이킹시 및 베이킹후에, 대기중보다 높은 농도로 산소를 함유하는 분위기에서 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 그 이유는 높은 농도의 산소를 함유하는 분위기에서 열처리를 행함으로써, 상기 베이킹 단계시에 산화물로서 침전되는 저저항의 Cu, Zn등의 금속 및 CuO2및 Zn2O을, 고저항을 가지며 무해한 CuO 및 ZnO 등의 산화물로서 침전시킬 수 있기 때문이다. 또한, 열처리의 분위기에서의 산소의 몰퍼센트는 20 내지 100%의 범위에 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 산소의 몰퍼센트가 20%이하인 경우, Cu, Zn, Cu2O, Zn2O 등의 침전물을 억제하는 능력이 저하되기 때문이다.
또한, 산소의 몰퍼센트는 50 내지 100%가 되도록 설정되는 것이 더욱 바람직하며, 100%가 되도록 설정되는 것이 가장 바람직하다.
게다가, 상기한 열처리는 베이킹시의 마지막 단계에서 또는 베이킹이 완료된 후에 행하는 것이 바람직하다.
실시예
이하에서는, 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하겠으며, 본 발명의 이점을 상세히 설명하겠다.
본 실시예에 있어서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 세라믹 인덕터 부품을 예로 들어 설명하겠다. 이 세라믹 인덕터 부품에 있어서, 복수의 내부 도체(코일 패턴)(52a)(도 1b)를 접속하여 형성된 적층 코일(52)(도 1b)은 세라믹 자성체로 구성되는 소자(칩 소자)(51)에 배치되고, 외부 전극(53a, 53b)(도 1a)은 코일(52)의 양 단부에 접속되도록 소자(51)의 양 단부에 형성된다.
세라믹 인덕터 부품의 제조
먼저, 세라믹 인덕터 부품의 제조 방법을 설명하겠다.
(1)표 1 내지 표 5에 나타낸 바와 같이, S, Cl 및 Na를 여러가지 함량으로 함유하는 Ni-Cu-Zn 페라이트로 구성되는 슬러리(세라믹 슬러리)를 시트로 성형하고, 소정의 위치에 비아 홀(55)을 형성함으로써, 자성 그린 시트(54)를 제조하였다.
(2)Ag를 주성분으로 하는 내부 도체(전극) 형성용의 도전성 페이스트를, 자성 그린 시트(54)의 표면에 스크린 인쇄 등에 의하여 인쇄함으로써, 코일 패턴(전극 패턴)(52a)을 형성하였다.
(3)상면에 코일 패턴(52a)이 형성된 자성 그린 시트(54)를 서로 적층하고, 이렇게 형성된 적층체의 상면 및 하면에, 상면에 코일 패턴이 형성되지 않은 자성 그린 시트(외부 시트)(54a)를 배치한 후, 압착한다. 따라서, 개개의 코일패턴(52a)이 비아 홀(55)에 의해 서로 접속되어, 적층 코일(52)을 형성된다.
(4)다음으로, 내부에 코일(52)이 형성된 적층체(베이킹되지 않은 소자)를 예를 들면 900℃에서 베이킹하여, 내부에 적층 코일(52)이 형성된 소자(인덕터 소자)(51)를 얻는다.
(5)이어서, 소자(51)의 양 단부에 도전성 페이스트를 도포하고, 베이킹함으로써, 외부 전극(53a, 53b)(도 1a)를 형성한다.
따라서, 세라믹 자성체내에 내부 도체로서의 적층 코일이 제공된 세라믹 인덕터 부품이 얻어진다.
본 실시예에 있어서, 페라이트용 출발 재료는 베이킹후의 페라이트가 본 발명에서 정의된 소정 범위내에서 S, Cl 및 Na를 함유하도록, 10 내지 600ppm의 S, 10 내지 600ppm의 Cl 및 30 내지 120ppm의 Na를 함유한다.
특성 평가
상기 단계 (1) 내지 (5)에 의해 제조된 적층 세라믹 인덕터 부품에 대하여, 인덕턴스 L, Q값 및 초기 절연 저항 등의 전기적 특성을 측정하고, 또한 신뢰성을 평가하기 위하여, 가속 시험시의 절연 저항의 변화를 측정하였다.
그 결과를 표 1 내지 표 5에 나타낸다.
표 1 내지 표 5에 있어서, *표시를 붙인 시료 번호는 본 발명의 범위외의 비교예(종래예)이다.
표 1 내지 표 5에 있어서, 내부 도체의 칼럼에 있어서의 기호 ○는 내부 전극에 함유된 금속 성분의 감소가 관찰되지 않았음을 나타내고, 기호 △는 내부 전극에 함유된 금속 성분의 감소가 10%이하 관찰되었음을 나타내고, 기호 ×는 내부 전극에 함유된 금속 성분의 감소가 50%이상 관찰되었음을 나타낸다.
표 1 내지 표 5에 있어서, 신뢰성 테스트의 칼럼에 있어서의 기호 ○는 2000시간 지속되는 테스트에서 절연 저항의 악화가 관찰되지 않았음을 나타내고, 기호△는 2000시간 지속되는 테스트에서 log(IR)이 8로 저하되었음을 나타내고, 기호 ×는 2000시간 지속되는 테스트에서 log(IR)이 8로 저하되었음을 나타낸다.
표 1 내지 표 5에 있어서, S, Cl 및 Na의 함량이 본 발명의 범위를 벗어난 시료(S의 함량이 5 내지 150ppm의 범위를 벗어나고, Cl의 함량이 5 내지 150ppm의 범위를 벗어나고, Na의 함량이 5 내지 100ppm의 범위를 벗어난, *표시를 붙인 시료 번호를 갖는 세라믹 인덕터 부품)에 관해서는, 양호한 전기적 특성이 항상 얻어지는 것은 아니며, 초기 절연 저항이 낮고, 신뢰성 테스트시의 절연 저항이 저하되는 현상이 관찰되었다.
반대로, S, Cl 및 Na의 함량이 본 발명의 범위에 있는 시료(S의 함량이 5 내지 150ppm이고, Cl의 함량이 5 내지 150ppm이고, Na의 함량이 5 내지 100ppm인, *표시를 붙이지 않은 시료 번호를 갖는 세라믹 인덕터 부품)에 관해서는, 양호한 전기적 특성이 얻어지고, 초기 절연 저항이 높고, 신뢰성 테스트시의 절연 저항이 저하되지 않는다는 것이 확인되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제조시에 불량품의 비율이 적으며 수명이 긴 고품질 및 고신뢰성의 세라믹 인덕터 부품을 제공할 수 있다.
표 2의 시료 번호 35의 종래예의 세라믹 인덕터 부품과 표 2의 본 발명에 따른 시료 번호 37의 실시예의 세라믹 인덕터 부품에 대하여 세라믹 자성체의 소결 밀도를 비교한 경우, 비교예의 소결 밀도는 본 발명의 범위를 벗어난 5.1g/㎤이고, 반대로, 본 발명의 실시예의 소결체는 5.2g/㎤로 향상되었음이 확인되었다.
상술한 바와 같이 서로 비교된 소결 밀도를 갖는 비교예 및 실시예의 시료의외부 전극을 도금하고, 도금 불량의 발생율을 측정하였다. 비교예의 시료에 있어서, 도금 불량의 발생율은 5%이고, 반대로 실시예의 시료에 있어서, 도금 불량은 관찰되지 않았다. 본 발명에 있어서, 도금 불량이란, 도금 특성을 향상시키기 위하여 외부 전극상에 Sn 또는 솔더를 도금하는 단계에서, 소자의 표면을 향하여 도금층이 이상적으로 성장하는 것을 말한다.
상술한 실시예에서, 세라믹 자성체에 내부 도체(코일)가 배치된 적층 세라믹 인덕터 부품을 설명하였으나, 본 발명은 적층 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 예를 들면 세라믹 자성체로 형성되는 코어상에 배치된 도전성 재료를 베이킹함으로써, 코어상에 코일형상 도체를 형성한 세라믹 인덕터 부품에 적용할 수 있다.
상술한 실시예에 있어서, 세라믹 인덕터 부품을 실시예로 설명하였으나, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 인덕터부 A 및 커패시터부 B로 구성되는 복합 부품에 적용할 수 있다. 상기한 경우에, 상술한 실시예의 이점과 동일한 이점을 얻을 수 있다.
또한, 상기한 경우에서, 인덕터부 A로서는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 구조를 갖는 인덕터를 사용할 수 있으며, 커패시터부 B로서는, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 전극(62)이 커패시터 소자(세라믹 소자)(61)내에서 유전체 세라미그ㅊㅇ(64)을 사이에 개재하면서 서로 대향하도록 배치되며, 외부 전극(63a, 63b)이 번갈아 다른 단면에 연장되는 내부 전극(62)에 접속되도록 세라믹 소자(61)의 양 단부에 배치된 적층 세라믹 커패시터를 사용할 수 있다. 게다가, 커패시터 세그먼트로서는 다른 구조를 더 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 커패시터 세그먼트 이외의 소자를 포함하는 복합 부품에 적용할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니며, 페라이트의 조성, 전극의 형상 및 배치, S, Cl, Na의 특정한 함량, 제조 방법 등에 관하여, 본 발명의 범위내에서 여러가지의 응용 및 변형을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 세라믹 인덕터 부품은 Ni-Cu-Zn 페라이트 또는 Ni-Cu 페라이트를 포함하는 세라믹 자성체를 사용하고, 페라이트에 함유된 S, Cl 및 Na의 함량이 각각 5 내지 150ppm, 5 내지 150ppm, 5 내지 100ppm이 되도록 제어되므로, 필요한 특성이 확실하게 제공되며, 안정성이 뛰어난 고신뢰성의 세라믹 인덕터 부품을 얻을 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 후술하는 이점을 얻을 수 있다. (A)세라믹 자성체내에 Ag를 주성분으로 하는 내부 도체 금속이 확산되는 것을 억제함으로써, 전기적 특성의 열화를 피할 수 있으며, (B)소결을 용이하게 함으로써, 세라믹의 절연 저항을 개선시키고, 장기간에 걸쳐 동작 신뢰성을 유지할 수 있으며, 상기한 (A) 및 (B)의 효과에 의하여, (C)외부 전극의 솔더링성을 향상시키기 위하여 외부 전극상에 Sn 또는 솔더를 도금하는 단계에서 발생할 수 있는, 소자의 표면을 향한 도금층의 이상 성장을 피할 수 있다.
본 발명의 세라믹 인덕터에서, 베이킹전의 페라이트에 함유된 S, Cl, Na, 즉페라이트의 출발 재료의 함량을, S 10 내지 600ppm, Cl 10 내지 600ppm, Na 30 내지 120ppm이 되도록 제어하고 있으므로, S, Cl 및 Na가 베이킹시에 어느 정도 증발된다고 하더라도, 베이킹후의 세라믹 자성체에 함유된 페라이트에서의 S, Cl 및 Na는 그 베이킹이 통상의 조건하에서 행해진 경우, 각각 5 내지 150ppm, 5 내지 150ppm, 5 내지 100ppm의 범위로 제어될 수 있다. 따라서, 필요한 특성이 확실하게 제공되며, 안정성이 우수한 고신뢰성의 세라믹 인덕터 부품을 얻을 수 있다. 그 결과, 본 발명을 효과적으로 실행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 전극(도체)의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니다. 그러나, 본 발명은 인덕터부로서 자성 세라믹층과 전극층을 적층하여 형성되는 적층 코일을 사용한 세라믹 인덕터 부품에 적용하는 경우, 소형이고 큰 인덕턴스를 얻을 수 있는 세라믹 인덕터 부품(적층 인덕터)의 특성의 안정성 및 신뢰성을 개선할 수 있으므로, 특히 효과적이다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 다른 소자와 일체화된 인덕터부를 갖는 복합 부품에도 적용할 수 있으며, 상기한 경우, 상기한 세라믹 인덕터 부품과 동일한 이점을 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 세라믹 자성체 및 은을 주성분으로 하는 전극을 일체로 베이킹함으로써 형성된 인덕터부를 포함하는 세라믹 인덕터 부품으로서,
    상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하며,
    상기 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 황 5 내지 150ppm, 염소 5 내지 150ppm, 나트륨 5 내지 100ppm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 인덕터 부품.
  2. 세라믹 자성체 및 은을 주성분으로 하는 전극을 일체로 베이킹함으로써 형성된 인덕터부를 포함하는 세라믹 인덕터 부품으로서,
    상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하며,
    소성전의 상기 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 황 10 내지 600ppm, 염소 10 내지 600ppm, 나트륨 30 내지 120ppm의 범위에 있으며,
    소성후의 상기 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 황 5 내지 150ppm, 염소 5 내지 150ppm, 나트륨 5 내지 100ppm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 인덕터 부품.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 인덕터부는 상기 세라믹 자성체내에 제공된 적층 코일을 포함하며, 상기 적층 코일은 복수의 전극층이 자성 세라믹층을 사이에 개재하면서 서로 적층되고, 또한 각 전극층이 서로 접속되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 인덕터 부품.
  4. 세라믹 자성체 및 은을 주성분으로 하는 전극을 일체로 베이킹함으로써 형성된 인덕터부; 및
    상기 인덕터부와 일체화된 적어도 한 소자;를 포함하는 복합 부품으로서,
    상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하며,
    상기 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 황 5 내지 150ppm, 염소 5 내지 150ppm, 나트륨 5 내지 100ppm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 복합 부품.
  5. 세라믹 자성체 및 은을 주성분으로 하는 전극을 일체로 베이킹함으로써 형성된 인덕터부; 및
    상기 인덕터부와 일체화된 적어도 한 소자;를 포함하는 복합 부품으로서,
    상기 세라믹 자성체는 Ni-Cu-Zn 페라이트 및 Ni-Cu 페라이트 중의 하나를 포함하며,
    소성전의 상기 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 황 10 내지 600ppm, 염소 10 내지 600ppm, 나트륨 30 내지 120ppm의 범위에 있으며,
    소성후의 상기 페라이트에 있어서의 황, 염소 및 나트륨의 함량이 황 5 내지 150ppm, 염소 5 내지 150ppm, 나트륨 5 내지 100ppm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 복합 부품.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 인덕터부는 상기 세라믹 자성체내에 제공된 적층 코일을 포함하며, 상기 적층 코일은 복수의 전극층이 자성 세라믹층을 사이에 개재하면서 서로 적층되고, 또한 각 전극층이 서로 접속되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 부품.
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