KR101101793B1 - 적층형 세라믹 전자 부품 - Google Patents

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요시히코 니시자와
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

페라이트로 이루어지는 적층 구조를 가지는 세라믹 적층체를 구비하는 적층형 세라믹 전자 부품은 페라이트의 기본성질상 무르다고 하는 과제를 갖고 있다. 세라믹 적층체(5)는 동시 소성되는 세라믹 기재층(2)과 그 양 주면 상에 배치되는 세라믹 보조층(3 및 4)으로 구성된다. 세라믹 기재층(2) 및 세라믹 보조층(3 및 4)은 서로 같은 조성계의 페라이트로 이루어지고, 서로 실질적으로 동일한 결정 구조를 갖고 있지만, 세라믹 보조층(3 및 4)의 선팽창 계수는 세라믹 기재층(2)의 선팽창 계수보다 작게 된다.
적층형 세라믹 전자 부품

Description

적층형 세라믹 전자 부품{LAMINATED CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 적층형 세라믹 전자 부품에 관한 것으로서 특히, 페라이트 세라믹과 같이 다결정상이 거의 전체를 차지하는 세라믹으로 이루어지는 세라믹 적층체를 구비하는 적층형 세라믹 전자 부품의 기계적 강도를 향상시키는 개량에 관한 것이다.
본 발명에 있어서 흥미있는 적층형 세라믹 전자 부품은 자성체(페라이트 재)를 이용하여 일체 소성에 의해 얻어지는 복합 적층구조를 갖는 것으로 예를 들면, 일본 특허 공개 평7-201566호 공보(특허문헌 1) 및 일본 특허 공개 2005-183890호 공보(특허문헌 2)에 기재된 것이 있다.
보다 상세하게는 특허문헌 1에는 코일을 내장한 고투자율의 자성체층 상하면에 저투자율의 자성체층을 복합화하고, 그것에 의하여 코일과 표면의 도체 패턴의 사이에서의 전기적인 간섭을 방지한 적층형 세라믹 전자 부품이 기재되어 있다.
한편, 특허문헌 2에서는 코일을 내장한 자성체층의 상하면에 절연체층을 복합화하고, 그것에 의하여 표면에 탑재되는 회로 부품 배치의 자유도를 높인 적층형 세라믹 전자 부품이 기재되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 적층형 세라믹 전자 부품에서는 페라이트 재가 기본적으로 무르기 때문에 충분한 기계적 강도를 얻는 것이 곤란하다는 문제가 있다.
특허문헌 2에 기재된 적층형 세라믹 전자 부품에서는 절연체층을 구성하는 절연체의 종류에 따라서 충분한 기계적 강도를 얻을 수 있지만, 자성체층과 절연체층의 소성시의 수축 거동의 차이 때문에, 서로의 사이에서 박리가 생기거나 크랙이 생기거나 휘어짐이 발생하거나 하는 일이 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평7-201566호 공보
특허문헌 2: 일본 특허 공개 2005-183890호 공보
그래서, 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제를 해결할 수 있는 적층형 세라믹 전자 부품을 제공하려고 하는 것이다.
본 발명은 다결정상이 거의 전체를 차지하고 있는 세라믹 기재층과, 세라믹 기재층과 동시 소성되어 얻어지는 것으로 세라믹 기재층의 두께방향에 있어서의 양쪽 면 상에 배치되며 또한 다결정상이 거의 전체를 차지하고 있는 세라믹 보조층을 포함하는 적층구조를 갖는 세라믹 적층체, 및 세라믹 적층체의 내부 및/또는 외부에 형성되는 도체 패턴을 구비하는 적층형 세라믹 전자 부품을 제공하는 것으로서, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 다음과 같은 구성을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 상기 세라믹 기재층에 있어서의 다결정상과 상기 세라믹 보조층에 있어서의 다결정상은 모두 페라이트로 이루어지는 다결정상이고, 서로 실질적으로 동일한 결정 구조로 되어 있고, 또한 세라믹 보조층의 선팽창 계수(α2)는 세라믹 기재층의 선팽창 계수(α1)보다 작은 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 세라믹 기재층에 있어서의 다결정상 및 세라믹 보조층에 있어서의 다결정상이 모두 페라이트로 이루어지는 다결정상일 때 특히 유리하게 적용된다.
본 발명에 있어서 세라믹 기재층을 구성하는 페라이트 및 세라믹 보조층을 구성하는 페라이트는 서로 같은 조성계의 페라이트인 것이 바람직하다. 또한, 세라믹 보조층을 구성하는 페라이트는 저투자율 또는 비자성의 페라이트인 것이 바람직하다. 또한, 페라이트는 스피넬(spinel)형 페라이트(MFe2O4:M은 2가 금속 이온) 또는 가닛(garnet)형 페라이트(R3Fe5O12:R은 3가 금속 이온)인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 적층형 세라믹 전자 부품에 있어서 세라믹 기재층에는 상술의 도체 패턴으로서 코일 패턴이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도체 패턴은 은을 주성분으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 세라믹 보조층은 세라믹 기재층의 내부에도 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 세라믹 보조층은 세라믹 적층체의 두께 방향의 중앙을 중심으로 하여 세라믹 적층체의 두께 방향에 관하여 거의 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 세라믹 기재층의 선팽창 계수(α1)와 상기 세라믹 보조층의 선팽창 계수(α2)의 차(α1 - α2)는 0.2∼5ppm/℃인 것이 바람직하다.
<발명의 효과>
미소결 세라믹을 소성에 의해 소결시킨 후, 강온할 때에 세라믹은 그 선팽창 계수에 비례해서 수축한다. 본 발명에 의하면, 세라믹 기재층의 양 주면(主面) 상에 세라믹 기재층의 선팽창 계수보다 작은 선팽창 계수를 갖는 세라믹 보조층이 배치되어 있으므로 세라믹 보조층보다 세라믹 기재층쪽이 크게 수축하려고 하고, 강온 완료 후의 적층형 세라믹 전자 부품의 세라믹 보조층이 배치되어 있는 주면에는 압축 응력이 잔류한다. 그 결과, 적층형 세라믹 전자 부품의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 세라믹 기재층에 있어서의 다결정상과 세라믹 보조층에 있어서의 다결정상은 서로 실질적으로 동일한 결정 구조로 되어 있으므로 소결 후의 세라믹 기재층과 세라믹 보조층이 강고하게 접합되어 계면에 있어서 박리나 크랙 등의 불량이 매우 발생되기 어렵다.
또한, 본 발명에 의하면, 세라믹 기재층 및 세라믹 보조층 각각에 있어서는 다결정상이 거의 전체를 차지하고 있어, 실질적으로 유리(비품질상)를 포함하지 않고 있으므로 유리의 상호 확산에 의한 세라믹 특성의 변화와 같은 문제가 일어나지 않는다.
본 발명에서는 세라믹 기재층에 있어서의 다결정상 및 세라믹 보조층에 있어서의 다결정상이 모두 페라이트로 이루어지는 다결정상이다. 여기서, 페라이트 재는 본래 기계적 강도가 뒤떨어지는 것이므로 본 발명에 의한 기계적 강도의 향상 효과의 의의가 보다 큰 것이 된다.
상기의 경우에 있어서 세라믹 기재층을 구성하는 페라이트와 세라믹 보조층을 구성하는 페라이트가 서로 같은 조성계의 페라이트일 때, 세라믹 기재층과 세라믹 보조층을 동시 소성할 때 성분의 상호 확산에 의한 특성 변동을 작게 억제할 수 있다.
또한, 세라믹 보조층을 구성하는 페라이트가 저투자율 또는 비자성의 페라이트일 때 이 세라믹 보조층의 표면 및/또는 내부에 배치된 배선으로부터의 불필요한 자장의 발생을 억제할 수 있고, 적층형 세라믹 전자 부품의 외표면 상에 탑재된 IC칩이나 세라믹 기재층에 내장된 코일 패턴으로의 의도하지 않은 영향을 저감할 수 있다.
도체 패턴으로서의 코일 패턴이 세라믹 기재층에 형성되어 있으면 코일 패턴에 있어서 큰 인덕턴스 값을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 적층형 세라믹 전자 부품에 있어서 도체 패턴이 은을 주성분으로 하고 있으면 적층 세라믹 전자 부품을 얻기 위하여, 대기와 같은 산화성 분위기에서 소성 공정을 실시할 수 있다.
세라믹 보조층이 세라믹 기재층의 내부에도 형성되어 있으면 특히 두께 방향 치수가 큰 적층형 세라믹 전자 부품에 있어서 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 즉, 두께 방향 치수가 큰 경우 세라믹 기재층의 주면 상에 배치된 세라믹 보조층으로부터 떨어진 세라믹 기재층의 내부에서는 선팽창 계수의 차에 기인하는 내부 응력이 생기기 쉽고, 이것이 강도 저하의 원인이 되는 일이 있다. 이에 대하여, 세라믹 기재층의 내부에도 선팽창 계수가 비교적 작은 세라믹 보조층이 형성되면 상기 내부 응력을 완화할 수 있고, 그 결과 적층형 세라믹 전자 부품의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 세라믹 기재층에 코일 패턴이 형성될 경우로서, 세라믹 기재층의 내부에 비자성체로 이루어지는 세라믹 보조층이 형성되면 코일 패턴에 의해 주어지는 코일은 개자로(open magnetic circuit)가 되기 때문에 직류 중첩 특성이 향상되고 그 때문에 보다 큰 전류에서도 사용가능한 코일 부품이 될 수 있다.
세라믹 보조층이 세라믹 적층체의 두께 방향의 중앙을 중심으로 하여 세라믹 적층체의 두께 방향에 관하여 거의 대칭으로 배치되어 있으면, 적층형 세라믹 전자 부픔의 기계적 강도의 저하 원인이 되는 내부 응력이 안정되게 완화될 수 있음과 아울러 소성시에 생길 수 있는 휘어짐이 억제될 수 있다.
세라믹 기재층의 선팽창 계수(α1)와 세라믹 보조층의 선팽창 계수(α2)의 차(α1 - α2)가 0.2∼5ppm/℃의 범위로 선별되면, 크랙 등이 생기지 않아 전술한 강도 향상의 효과를 보다 확실하게 발휘시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 적층형 세라믹 전자 부품(1)을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 적층형 세라믹 전자 부품(1a)을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 적층형 세라믹 전자 부품(1b)을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 적층형 세라믹 전자 부품(1c)을 나 타내는 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1, 1a, 1b, 1c: 적층형 세라믹 전자 부품 2: 세라믹 기재층
3, 4, 13: 세라믹 보조층 5: 세라믹 적층체
6: 면내 도체 7: 층간 접속 도체
8: 코일 패턴
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 적층형 세라믹 전자 부품(1)을 나타내는 단면도이다.
적층형 세라믹 전자 부품(1)은 세라믹 기재층(2)과, 세라믹 기재층(2)과 동시 소성되어 얻어지는 것으로 세라믹 기재층(2)의 상하 주면(主面) 상에 각각 배치되는 세라믹 보조층(3 및 4)을 포함하는 적층구조를 갖는 세라믹 적층체(5)를 구비하고 있다.
적층형 세라믹 전자 부품(1)은 또한 세라믹 적층체(5)의 내부 및/또는 외부에 형성되는 도체 패턴을 구비하고 있다. 도체 패턴에는 크게 나누어 면내 도체(6)와 층간 접속 도체(7)가 있다. 면내 도체(6)는 세라믹 기재층(2) 또는 세라믹 보조층(3 또는 4)을 형성하기 위하여 적층되는 세라믹 그린 시트의 주면 상에 형성되는 것이며, 층간 접속 도체(7)는 상기 세라믹 그린 시트를 두께 방향으로 관통하도록 형성되는 것이다. 특정 면내 도체(6) 및 특정 층간 접속 도체(7)에 의해 코일 패턴(8)이 세라믹 기재층(2)의 내부에 형성된다. 또한, 코일 패턴(8)의 일부를 형성 하는 층간 접속 도체(7) 대해서는 도 1에 나타내지 않고 있다.
이 적층형 세라믹 전자 부품(1)은 예를 들면 DC-DC 컨버터를 구성하는 것으로 세라믹 적층체(5)의 상방 주면 상에는 표면 실장 부품(9 및 10)이 탑재된다. 표면 실장 부품(9)은 예를 들면 IC칩이며 세라믹 적층체(5)의 상방 주면 상에 형성된 면내 도체(6)에는 솔더 범프(solder bump)(11)를 통해 전기적으로 접속된다. 다른쪽의 표면 실장 부품(10)은 예를 들면 칩 콘덴서이며, 세라믹 적층체(5)의 상방 주면 상에 형성된 면내 도체(6)에 땜납(12)을 통해 전기적으로 접속된다. 세라믹 적층체(5)의 하방 주면 상에 형성된 면내 도체(6)는 도면에 나타내지 않은 마더보드 상에 이 적층형 세라믹 전자 부품(1)을 설치할 때의 단자 전극으로서 이용된다.
세라믹 기재층(2) 및 세라믹 보조층(3 및 4)은 모두 다결정상이 거의 전체를 차지하고 있는 재료로 구성된다. 그리고, 세라믹 기재층(2)에 있어서의 다결정상과 세라믹 보조층(3 및 4)에 있어서의 다결정상은 서로 실질적으로 동일한 결정 구조로 되어 있고 또한, 세라믹 보조층(3 및 4)의 선팽창 계수(α2)는 세라믹 기재층(2)의 선팽창 계수(α1)보다 작다.
세라믹 기재층(2)에 있어서의 다결정상 및 세라믹 보조층(3 및 4)에 있어서의 다결정상은 모두 페라이트로 이루어지는 다결정상으로 이루어진다. 이 경우, 세라믹 기재층(2)을 구성하는 페라이트와 세라믹 보조층(3 및 4)을 구성하는 페라이트는 서로 같은 조성계의 페라이트인 것이 바람직하다. 여기서, 같은 조성계의 페라이트는 구성 원소를 공통으로 하는 것이며 구성 원소의 조성 비율에 대해서는 다르다.
이와 같이, 세라믹 기재층(2)과 세라믹 보조층(3 및 4)이 서로 같은 조성계의 페라이트를 사용함으로써 세라믹 기재층(2)과 세라믹 보조층(3 및 4)을 동시 소성에 의해 얻을 때, 성분의 상호 확산에 의한 특성 변동을 작게 억제할 수 있다.
또한, 세라믹 보조층(3 및 4)을 구성하는 페라이트는 저투자율(예를 들면 투자율이 30 이하) 또는 비자성(투자율이 1)의 페라이트인 것이 바람직하다. 즉, 가령 세라믹 보조층(3 및 4)이 고투자율의 페라이트로 구성되면 거기에 배치된 도체 패턴에 전류가 흐름으로써 불필요한 자장이 발생되고, 예를 들면 표면 실장 부품(9)으로서의 1C칩이나 세라믹 기재층(2)에 내장된 코일 패턴(8)의 전기적 특성에 영향을 미치는 일이 있다. 세라믹 보조층(3 및 4)이 저투자율 또는 비자성의 페라이트로 구성되어 있으면 세라믹 보조층(3 및 4)에 배치된 도체 패턴으로부터의 불필요한 자장의 발생을 억제할 수 있다.
세라믹 기재층(2) 및 세라믹 보조층(3 및 4)은 예를 들면 Fe-Ni-Zn-Cu계의 페라이트로 구성될 수 있다.
이 경우, 세라믹 기재층(2)을 구성하는 페라이트로서 예를 들면, 산화 제 2철(Fe2O3), 산화 아연(ZnO), 산화 니켈(NiO) 및 산화 구리(CuO)를 소정의 비율로 조합한 것을 사용하면, 그 소결체는 1㎒에서의 투자율이 150, 선팽창 계수(α1)가 10.5의 특성을 줄 수 있다.
한편, 세라믹 보조층(3 및 4)을 구성하는 페라이트로서 예를 들면, 산화 제 2 철, 산화 아연, 산화 니켈 및 산화 구리를 상기와는 다른 소정의 비율로 조합한 것을 사용하면, 그 소결물체는 1㎒에서의 투자율이 20, 선팽창 계수(α2)가 9.5의 특성을 줄 수 있다.
또한, 세라믹 보조층(3 및 4)이 비자성의 페라이트로 구성될 때, 예를 들면 Fe-Zn-Cu계의 페라이트를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 산화 제 2 철, 산화 아연 및 산화 구리를 소정의 비율로 조합한 것을 사용하면, 그 소결체는 1㎒에서의 투자율이 1.0, 선팽창 계수(α2)가 9.0의 특성을 줄 수 있다.
상기의 예에서는, Fe-Ni-Zn-CuO계 또는 Fe-Zn-Cu계의 조성의 페라이트를 사용했지만, Fe-Mn-Zn계 조성의 페라이트를 사용해도 된다. 이들의 페라이트의 결정 구조는 모두 스피넬형의 결정 구조를 취하는 것이지만, 가닛형 등 다른 결정 구조를 취하는 페라이트가 사용되어도 좋다.
또한, 스피넬형 페라이트(MFe2O4:M은 2가 금속 이온)로서는 예를 들면, 니켈 아연 페라이트:(Ni1 - xZnx)Fe2O4, 망간 아연 페라이트(Mn1 - xZnx)Fe2O4, 니켈 페라이트:NiFe2O4, 망간 페라이트:MnFe2O4, 아연 페라이트:ZnFe2O4, 구리 페라이트:CuFe2O4, 코발트 페라이트:CoFe2O4, 마그네슘 페라이트:MgFe2O4, 리튬 페라이트:(Li0.5Fe0.5)Fe2O4, 감마 산화철(γ-Fe2O3):Fe2 /3□1/3Fe2O4(여기서, □는 중공을 나타낸다.), 자철광(철 페라이트):Fe3O4 등이 있다.
가닛형 페라이트(R3Fe5O12:R은 3가 금속 이온)로서는 예를 들면, YIG(이트륨 철 가닛):Y3Fe5O12, CVG(칼슘 바나듐 철 가닛):Ca3Fe3 .5V1 .5O12, 가돌리늄 철 가닛:Gd3Fe5O12 등이 있다.
이어서, 적층형 세라믹 전자 부품(1)의 제조 방법에 관하여 설명한다.
우선, 세라믹 기재층(2) 및 세라믹 보조층(3 및 4) 각각이 되어야 할 세라믹 그린 시트가 준비된다. 이들 세라믹 그린 시트는 전술한 바와 같이 조합된 페라이트 원료 분말에 바인더, 가소제, 습윤제, 분산제 등을 더하여 슬러리화하고, 이것을 시트상으로 성형하여 얻어지는 것이다.
이어서, 특정 세라믹 그린 시트에 관통공이 형성되고, 관통공에 도전성 페이스트를 충전함으로써 미소결의 층간 접속 도체(7)가 형성되며, 또한 특정 세라믹 그린 시트 상에 도전성 페이스트를 인쇄함으로써 미소결의 면내 도체(6)가 형성된다. 이들 면내 도체(6) 및 층간 접속 도체(7)를 형성하기 위한 도전성 페이스트에 포함되는 도전성 금속은 은을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 양호한 도전성을 줄 수 있을 뿐만이 아니라, 후술하는 소성 공정에 있어서 대기와 같은 산화성 분위기를 적용할 수 있기 때문이다.
또한, 코일 패턴(8)이 되어야 할 면내 도체(6) 및 층간 접속 도체(7) 이외의 도체 패턴에 대해서는 가능한 한 세라믹 보조층(3 및 4)을 위한 세라믹 그린 시트에 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 세라믹 기재층(2) 및 세라믹 보조층(3 및 4) 각각을 형성하기 위하여 소정 매수의 세라믹 그린 시트가 소정의 순서로 적층되고 이어서 압착됨으로써 세라믹 적층체(5)의 미소결 상태를 얻을 수 있다. 또한, 이상과 같은 공정이 복수개의 적층형 세라믹 전자 부품(1)을 동시에 제조하는 집합 상태의 세라믹 적층체에 대하여 실시될 경우에는 이 집합 상태의 세라믹 적층체를 나중에 분할하는 것을 용이하게 하기 위하여 분할 홈이 형성된다.
이어서, 미소결의 세라믹 적층체는 예를 들면 대기와 같은 산화성 분위기 하에서 소성되고 그것에 의하여 소결한 세라믹 적층체(5)를 얻을 수 있다.
이어서, 세라믹 적층체(5)의 표면에 노출되어 있는 면내 도체(6)에 도금 처리가 실시된다. 예를 들면, 무전해 도금이 실시되어 니켈 도금막 및 금 도금막이 순차적으로 형성된다.
이어서, 세라믹 적층체(5)의 상방 주면 상에 표면 실장 부품(9 및 10)이 탑재된다.
그리고, 이상의 공정이 집합 상태의 세라믹 적층체에 대하여 실시되어 있을 경우에는 전술한 분할 홈을 따라 분할하는 공정이 실시되어 개개의 적층형 세라믹 전자 부품(1)이 인출된다. 적층형 세라믹 전자 부품(1)에는 도면에는 나타내지 않았지만 필요에 따라 금속 커버를 장착할 수 있다.
이상의 설명에서는 소성 공정 전에 분할 홈이 형성되었지만 분할 홈을 형성하지 않고 소성 공정 전에 집합 상태의 세라믹 적층체를 분할하고, 개개의 적층형 세라믹 전자 부품(1)을 위한 세라믹 적층체(5)의 원래의 상태의 것을 인출하도록 하여도 좋다. 이 경우, 소성 공정은 개개의 세라믹 적층체(5)에 대하여 실시되고, 도금 처리에 있어서는, 예를 들면 배럴에 의한 전기 도금이 적용된다.
상술한 바와 같이 제조된 적층형 세라믹 전자 부품(1)에 있어서 소성 공정 후의 강온 과정에서 세라믹 적층체(5)에 수축이 생기지만 이 수축의 정도는 선팽창 계수에 비례한다. 이 실시예에서는 세라믹 보조층(3 및 4)의 선팽창 계수(α2)가 세라믹 기재층(2)의 선팽창 계수(α1)보다 작으므로 세라믹 기재층(2)쪽이 보다 크게 수축하려고 하고 그 결과, 강온 완료 후의 세라믹 적층체(5)의 양 주면 부분에는 압축 응력이 잔류한다. 따라서, 세라믹 적층체(5) 나아가서는 적층형 세라믹 전자 부품(1)에 있어서 높은 기계적 강도를 얻을 수 있다.
또한, 세라믹 보조층(3 및 4)과 세라믹 기재층(2) 사이에서 선팽창 계수가 다르면 박리나 크랙 등이 일반적으로 생기기 쉽지만 이 실시형태에서는 세라믹 보조층(3 및 4)과 세라믹 기재층(2)이 서로 실질적으로 동일한 결정 구조를 갖는 세라믹으로 구성되어 있기 때문에 세라믹의 소결에 의해 세라믹 보조층(3 및 4)과 세라믹 기재층(2)은 강고하게 접합되어 상기 박리나 크랙 등의 불량이 생기기 어렵게 될 수 있다.
또한, 세라믹 보조층(3 및 4) 및 세라믹 기재층(2)은 다결정상이 거의 전체를 차지하고 있어 유리(비품질상) 등의 확산하기 쉬운 성분을 실질적으로 포함하지 않고 있으므로 확산에 의한 조성의 원하지 않는 변동이 일어나기 어렵고 신뢰성이 높은 세라믹 적층체(5)를 얻을 수 있다.
전술한 세라믹 기재층(2) 및 세라믹 보조층(3 및 4) 각각을 구성하는 페라이트의 구체적인 예에서도 해당되는 바와 같이, 세라믹 기재층(2)의 선팽창 계수(α1)와 세라믹 보조층(3 및 4)의 선팽창 계수(α2)의 차(α1 - α2)는 0.2∼5ppm/℃ 인 것이 바람직하다. 이 차가 0.2ppm/℃보다 작을 경우에는 강도 향상의 효과가 작고, 한편 차가 5ppm/℃보다 클 경우에는 세라믹 적층체(5)에 크랙이 생기는 등의 불량이 발생하기 쉬워진다. 이 선팽창 계수의 차(α1 - α2)는 0.4∼3ppm/℃인 것이 보다 바람직하고 이 경우, 강도 향상의 효과를 갖는 적층형 세라믹 전자 부품(1)을 보다 안정하게 제조할 수 있다.
세라믹 보조층(3 및 4)의 각 두께는 5∼300㎛의 범위 내에서 취하는 것이 바람직하다. 세라믹 보조층(3 및 4)의 각 두께가 5㎛보다 얇을 경우에는 소성 후의 강온 시에 세라믹 보조층(3 및 4)에 크랙이 발생하기 쉽고, 한편 300㎛보다 두꺼울 경우에는 열팽창 계수의 차에 의한 압축 응력이 세라믹 적층체(5)의 표면에까지 미치기 어렵기 때문에 강도 향상의 효과를 충분하게 얻을 수 없다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 제 2 및 제 3 실시형태에 의한 적층형 세라믹 전자 부품(1a 및 1b)을 나타내고 도 1에 대응된다. 도 2 및 도 3에 있어서 도 1에 나타낸 요소에 해당하는 요소에는 같은 참조 부호를 붙여 중복되는 설명은 생략한다.
도 2에 나타낸 적층형 세라믹 전자 부품(1a)은 세라믹 기재층(2)의 주면 상의 세라믹 보조층(3 및 4) 뿐만 아니라 세라믹 기재층(2)의 내부에도 세라믹 보조층(13)이 형성되어져 있는 것을 특징으로 하고 있다. 도 3에 나타낸 적층형 세라믹 전자 부품(1b)은 세라믹 보조층(13)이 복수층, 예를 들면 2층으로 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.
세라믹 보조층(13)은 다음과 같은 작용 효과를 갖고 있다.
세라믹 기재층(2)의 두께 방향 치수가 클 경우 보다 구체적으로는 두께 방향 치수가 500㎛ 이상일 경우에는 세라믹 기재층(2)에 크랙이 발생하는 등의 불량이 생기는 일이 있다. 선팽창 계수가 비교적 큰 세라믹 기재층(2)에서는 그 양 주면을 선팽창 계수가 비교적 작은 세라믹 보조층(3 및 4)에서 고정한 상태에서 보다 수축하려고 하는 힘이 내부에서 작용한다. 세라믹 기재층(2)의 두께가 예를 들면 500㎛ 미만일 경우에 이 내부 응력은 세라믹 기재층(2)의 강도를 저하시킬 만큼의 크기는 아니다. 그러나, 세라믹 기재층(2)이 두꺼워짐에 따라 세라믹 기재층(2)의 두께 방향 중앙부는 보다 수축하는 경향이 있고, 세라믹 기재층(2)에는 그 표면부와 중앙부가 평면 방향으로 서로 잡아당기는 내부 응력이 작용하기 때문에 표면부와 중앙부의 중간 위치 부근의 측면에서 크랙이 발생하기 쉬워진다.
이러한 상황하에, 세라믹 기재층(2)의 내부에도 선팽창 계수가 비교적 작은 세라믹 보조층(13)을 배치함으로써 세라믹 기재층(2)이 필요 이상으로 수축하려고 하는 내부 응력을 완화할 수 있다. 이로부터, 내부의 세라믹 보조층(13)에 의하면 세라믹 적층체(5)의 두께 방향 치수, 특히 세라믹 기재층(2)의 두께 방향 치수가 클 경우에 있어서도 충분한 기계적 강도를 줄 수 있다.
또한, 세라믹 기재층(2)의 연속하는 두께가 300㎛ 이하가 되도록, 보다 바람직하게는 200㎛ 이하가 되도록 세라믹 기재층(2)의 내부에 세라믹 보조층(13)을 배치시키면, 상기 강도 향상의 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있고 세라믹 적층체(5)를 보다 안정하게 제조할 수 있다.
또한, 세라믹 기재층(2)의 두께가 500㎛ 이하일 경우이여도 세라믹 보조 층(13)을 설치함으로써 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
세라믹 보조층(13)의 두께는 5㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 두께가 5㎛보다 얇은 경우에는 세라믹 기재층(2) 내에 발생하는 내부 응력을 충분히 완화할 수 없기 때문이다.
내부의 세라믹 보조층(13)은 외측의 세라믹 보조층(3 및 4)과 동일한 재료로 구성되지만, 예를 들면, 외측의 세라믹 보조층(3 및 4)이 저투자율의 페라이트로 구성되면서 내부의 세라믹 보조층(13)은 비자성의 페라이트로 구성되는 등 임의의 조합이 가능하다. 이 경우, 투자율과 선팽창 계수 각각에 대하여 최적인 재료를 선택함으로써 적층형 세라믹 전자 부품(1a 및 1b)의 전기적 특성 및 기계적 강도의 어느 것에 관해서도 뛰어난 것으로 할 수 있다.
도 2 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 세라믹 보조층(3 및 4) 및 세라믹 보조층(13)은 세라믹 적층체(5)의 두께 방향의 중앙을 중심으로 하여 세라믹 적층체(5)의 두께 방향에 관하여 거의 대칭으로 배치되어 있다. 이렇게 배치됨으로써 세라믹 적층체(5)의 강도 저하의 원인이 되는 내부 응력을 안정되게 완화할 수 있음과 아울러 소성 공정에서의 휘어짐이 생기게 하기 어렵게 할 수 있다. 또한, 세라믹 보조층(3 및 4)에 대하여 말하면, 도 1에 나타낸 적층형 세라믹 전자 부품(1)에 있어서도 세라믹 적층체(5)의 두께 방향에 관하여 거의 대칭으로 배치되어 있으므로 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
세라믹 기재층(2)의 내부에 형성되는 세라믹 보조층(13)은, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 세라믹 적층체(5)의 단면에까지 다다라 있는 것이 바람직하 다. 이것에 의해, 세라믹 적층체(5)의 단면을 기점으로 하여 발생하기 쉬운 크랙의 원인이 되는 세라믹 기재층(2)의 단면 근방에서의 내부 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다.
세라믹 보조층(13)은 이것이 비자성체로 구성될 때, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 코일 패턴(8)이 위치하는 부분에 배치되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 코일 패턴(8)으로 구성되는 코일은 개자로가 되므로 자기 포화하기 어렵고 직류 중첩 특성을 향상시킬 수 있어 적층형 세라믹 전자 부품(1a 및 1b)을 보다 큰 전류에서도 사용 가능한 제품이라고 할 수 있다.
이상, 본 발명을 나타낸 실시형태에 관련되어서 설명했지만 본 발명의 범위 내에 있어서 기타 여러 가지 변형예가 가능하다.
예를 들면, 세라믹 보조층(3, 4 및 13)은 적층형 세라믹 전자 부품(1, 1a 및 1b)의 평면 방향으로 전면에 걸쳐 배치되어 있는 것이 바람직하지만, 상기 효과를 얻을 수 있는 범위이면 전면에 걸쳐 배치되어 있지 않아도, 예를 들면 노치나 구멍 등의 비배치 영역이 있어도 된다.
또한, 도시된 적층형 세라믹 전자 부품(1, 1a 및 1b)은 세라믹 적층체(5) 상에 표면 실장 부품(9 및 10)이 탑재된 다기능 복합 부품이었지만 단기능 부품, 예를 들면 도 4에 나타내는 칩 코일에도 본 발명을 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 4 실시형태이며 칩 코일을 구성하는 적층형 세라믹 전자 부품(1c)을 나타내는 단면도이다. 도 4에 있어서 도 1에 나타낸 요소에 해당하는 요소에는 같은 참조 부호를 붙여 중복되는 설명은 생략한다.
도 4에 나타낸 칩 코일을 구성하는 적층형 세라믹 전자 부품(1c)에서는 세라믹 적층체(5)의 양단부에 단자 도체(16 및 17)가 형성되고 코일 패턴(8)의 각 단부가 세라믹 적층체(5)의 각 단면에까지 인출되어 단자 도체(16 및 17)에 각각 전기적으로 접속된다.

Claims (10)

  1. 다결정상이 전체를 차지하고 있는 세라믹 기재층과, 상기 세라믹 기재층과 동시 소성되어 얻어지는 것으로 상기 세라믹 기재층의 두께방향에 있어서의 양쪽 면 상에 배치되며 또한 다결정상이 전체를 차지하고 있는 세라믹 보조층을 포함하는 적층구조를 갖는 세라믹 적층체; 및
    상기 세라믹 적층체의 내부 및/또는 외부에 형성되는 도체 패턴을 구비하고:
    상기 세라믹 기재층에 있어서의 다결정상과 상기 세라믹 보조층에 있어서의 다결정상은 모두 페라이트로 이루어지는 다결정상이며, 서로 동일한 결정 구조로 되어 있고; 또한
    상기 세라믹 보조층의 선팽창 계수(α2)는 상기 세라믹 기재층의 선팽창 계수(α1)보다 작은 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 기재층을 구성하는 페라이트 및 상기 세라믹 보조층을 구성하는 페라이트는 서로 같은 조성계의 페라이트인 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 보조층을 구성하는 페라이트는 저투자율 또는 비자성의 페라이트인 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 페라이트는 MFe2O4(M은 2가 금속 이온)로 나타내어지는 스피넬형 페라이트 또는 R3Fe5O12(R은 3가 금속 이온)로 나타내어지는 가닛형 페라이트인 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체 패턴은 상기 세라믹 기재층에 형성되는 코일 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체 패턴은 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 보조층은 상기 세라믹 기재층의 내부에도 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 보조층은 상기 세라믹 적층체의 두께 방향의 중앙을 중심으로 해서 상기 세라믹 적층체의 두께 방향에 관하여 대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 세라믹 기재층의 선팽창 계수(α1)와 상기 세라믹 보조층의 선팽창 계수(α2)의 차(α1 - α2)는 0.2∼5ppm/℃인 것을 특징으로 하는 적층형 세라믹 전자 부품.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5195669B2 (ja) * 2009-06-29 2013-05-08 Ｔｄｋ株式会社 フェライトコアおよび電子部品
CN102576930A (zh) * 2009-11-04 2012-07-11 株式会社村田制作所 通信终端及信息处理系统
JP5473561B2 (ja) * 2009-11-27 2014-04-16 京セラ株式会社 ガラスセラミック配線基板およびコイル内蔵ガラスセラミック配線基板ならびにガラスセラミック配線基板の製造方法
WO2012008171A1 (ja) * 2010-07-16 2012-01-19 株式会社 村田製作所 コイル内蔵基板
WO2012014692A1 (ja) 2010-07-29 2012-02-02 株式会社村田製作所 セラミック多層基板およびその製造方法
JP2012109355A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 Murata Mfg Co Ltd 多層フェライト基板及び電子部品の製造方法
JP5621573B2 (ja) * 2010-12-15 2014-11-12 株式会社村田製作所 コイル内蔵基板
CN103098359B (zh) * 2011-01-25 2015-04-29 株式会社村田制作所 Dc-dc 变换器模块以及多层基板
CN102169872B (zh) * 2011-01-26 2013-07-03 上海腾怡半导体有限公司 集成电感的电源模块
WO2012111203A1 (ja) * 2011-02-15 2012-08-23 株式会社村田製作所 積層型インダクタ素子
JP5510554B2 (ja) 2011-04-06 2014-06-04 株式会社村田製作所 積層型インダクタ素子およびその製造方法
EP2698798B1 (en) * 2011-04-11 2018-04-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated inductor element and method of manufacturing same
CN103764592B (zh) 2011-09-02 2016-04-20 株式会社村田制作所 铁氧体陶瓷组合物、陶瓷电子部件及陶瓷电子部件的制造方法
KR101550591B1 (ko) 2011-09-07 2015-09-07 티디케이가부시기가이샤 적층형 코일 부품
CN203760245U (zh) * 2011-09-14 2014-08-06 株式会社村田制作所 电感元件
KR101523872B1 (ko) * 2011-10-14 2015-05-28 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 전자 부품
JP2013115242A (ja) * 2011-11-29 2013-06-10 Kyocera Corp コイル内蔵基板および電子装置
JP5459298B2 (ja) * 2011-11-29 2014-04-02 株式会社村田製作所 積層型インダクタ素子の製造方法
JP5831633B2 (ja) * 2012-05-21 2015-12-09 株式会社村田製作所 積層型素子およびその製造方法
KR101525698B1 (ko) * 2013-12-05 2015-06-03 삼성전기주식회사 적층형 전자부품 및 그 제조방법
KR101580399B1 (ko) * 2014-06-24 2015-12-23 삼성전기주식회사 칩 전자부품 및 그 제조방법
KR102052767B1 (ko) * 2014-12-12 2019-12-09 삼성전기주식회사 칩 전자부품 및 그 제조방법
JP6090348B2 (ja) * 2015-03-04 2017-03-08 株式会社村田製作所 コイル内蔵基板およびそれを備えたｄｃ−ｄｃコンバータモジュール
JP6269541B2 (ja) * 2015-03-12 2018-01-31 株式会社村田製作所 Ｄｃ−ｄｃコンバータモジュールおよび製造方法
US20160284467A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method of manufacturing multilayer ferrite bead
KR102217286B1 (ko) * 2015-04-01 2021-02-19 삼성전기주식회사 하이브리드 인덕터 및 그 제조방법
JP6520801B2 (ja) 2016-04-19 2019-05-29 株式会社村田製作所 電子部品
WO2018173666A1 (ja) * 2017-03-22 2018-09-27 株式会社村田製作所 多層基板

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07291713A (ja) * 1994-04-15 1995-11-07 Rockwell Internatl Corp 強靱な高温セラミック複合材料
JPH08116684A (ja) * 1995-04-07 1996-05-07 Ngk Insulators Ltd 圧電／電歪膜型アクチュエータ

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3251370B2 (ja) * 1992-03-31 2002-01-28 ティーディーケイ株式会社 複合積層部品用非磁性フェライトおよび複合積層部品とその製造方法
US5476728A (en) * 1992-03-31 1995-12-19 Tdk Corporation Composite multilayer parts
JP3447786B2 (ja) * 1993-12-28 2003-09-16 太陽誘電株式会社 積層型電子部品
JPH08124746A (ja) * 1994-10-26 1996-05-17 Tokin Corp 積層インダクタ
JP2001044037A (ja) * 1999-08-03 2001-02-16 Taiyo Yuden Co Ltd 積層インダクタ
JP3407716B2 (ja) * 2000-06-08 2003-05-19 株式会社村田製作所 複合積層電子部品
JP2002118033A (ja) * 2000-10-06 2002-04-19 Murata Mfg Co Ltd 複合電子部品
JP2003031416A (ja) * 2001-07-12 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd コモンモードノイズフィルタ
CN1191211C (zh) * 2002-07-29 2005-03-02 北京化工大学 一种由层状前体制备磁性铁氧体的方法
JP2004235494A (ja) 2003-01-31 2004-08-19 Toko Inc 積層型電子部品
JP2005093971A (ja) * 2003-08-08 2005-04-07 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミック電子部品
JP2005156433A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Kyocera Corp 圧力検出装置用パッケージおよび圧力検出装置用パッケージの製造方法
JP4202902B2 (ja) 2003-12-24 2008-12-24 太陽誘電株式会社 積層基板、複数種類の積層基板の設計方法、及び同時焼結積層基板

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07291713A (ja) * 1994-04-15 1995-11-07 Rockwell Internatl Corp 強靱な高温セラミック複合材料
JPH08116684A (ja) * 1995-04-07 1996-05-07 Ngk Insulators Ltd 圧電／電歪膜型アクチュエータ

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Publication number Publication date
US7839651B2 (en) 2010-11-23
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