KR101525678B1 - ferrite and inductor comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시형태는 페라이트를 포함하는 복수의 자성체층이 적층된 적층본체; 상기 적층본체의 내부에 배치되는 복수의 도체 패턴을 포함하는 코일부; 및 상기 코일부와 전기적으로 접속하는 외부전극; 을 포함하며, 상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하고, 상기 페라이트에서 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함되는 인덕터를 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention relates to a laminated body including a plurality of magnetic material layers including ferrite stacked; A coil portion including a plurality of conductor patterns disposed inside the laminate body; And an external electrode electrically connected to the coil portion; Includes, the ferrite is an iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn), and vanadium; and a (V) wherein the iron (Fe) in the ferrite is iron oxide (Fe 2 O 3 (Ni) is 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) is 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO) The Mn may be 15 to 30 mol% in terms of MnO and 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ). have.
Description
본 발명은 페라이트 및 이를 적용한 인덕터에 관한 것이다.The present invention relates to a ferrite and an inductor to which the ferrite is applied.
세라믹 재료를 사용하는 전자부품으로 커패시터, 인턱터, 압전 소자, 바리스터 및 서미스터 등이 있다.
Electronic components using ceramic materials include capacitors, inductors, piezoelectric elements, varistors and thermistors.
이러한 세라믹 전자부품 중 인덕터는 저항 및 커패시터와 더불어 전자 회로를 이루는 중요한 수동 소자 중의 하나로서, 주로 노이즈(noise)를 제거하거나 LC 공진 회로를 이루는 부품으로 사용될 수 있다.
Among such ceramic electronic components, an inductor is one of important passive elements forming an electronic circuit together with a resistor and a capacitor, and can mainly be used as a component which removes noise or constitutes an LC resonance circuit.
이러한 인덕터는 페라이트(ferrite) 코어에 코일을 감거나 인쇄를 하고 양단에 전극을 형성하여 제조하거나, 자성체 또는 유전체에 내부 전극을 인쇄한 후 적층하여 제조할 수 있다.
Such an inductor can be manufactured by winding a coil on a ferrite core or by printing and forming electrodes at both ends, or by printing internal electrodes on a magnetic material or a dielectric and then stacking them.
이러한 인덕터는 그 구조에 따라 적층형, 권선형 및 박막형 등 여러 가지로 분류할 수 있는데, 각각의 인덕터는 적용되는 범위뿐만 아니라 그 제조방법에서도 차이가 있다.
Such inductors can be classified into various types such as a laminated type, a wire wound type, and a thin film type according to their structures. The inductors of the inductors differ not only in the applicable range but also in the manufacturing method thereof.
이 중 권선형 인덕터는 예를 들어 페라이트(ferrite) 코어에 코일을 감아 형성할 수 있으며, 고 용량의 인덕턴스를 얻기 위해서 권선 수를 증가시키면 코일 간에 부유용량, 즉 도선 간의 정전용량이 발생하여 제품의 고주파 특성이 열화되는 문제점이 있었다.
For example, a winding inductor can be formed by winding a coil on a ferrite core. If the number of windings is increased to obtain a high capacitance inductance, stray capacitance between the coils, that is, capacitance between the wires, There is a problem that the high-frequency characteristics are deteriorated.
그리고, 적층형 인덕터는 다수의 페라이트 또는 저율전율의 유전체로 이루어진 세라믹 시트들이 적층된 적층체의 형태로 제조될 수 있다.
The stacked inductor can be manufactured in the form of a laminate in which ceramic sheets composed of a plurality of ferrites or a low dielectric constant dielectric material are stacked.
이때, 상기 세라믹 시트 상에는 코일 형태의 금속 패턴이 형성되어 있는데, 상기 각각의 세라믹 시트 상에 형성된 코일 형태의 금속 패턴은 각각의 세라믹 시트에 형성된 도전성 비아에 의해 순차적으로 접속되고, 시트가 적층되는 상하 방향을 따라 중첩되는 구조를 이룰 수 있다.
At this time, a coil-shaped metal pattern is formed on the ceramic sheet. The coil-shaped metal patterns formed on the ceramic sheets are sequentially connected by conductive vias formed on the respective ceramic sheets, It is possible to obtain a structure in which the layers are superimposed along the direction.
이러한 적층형 인덕터를 구성하는 인덕터 본체는, 종래에는 대체로 페라이트 재료를 사용하여 구성하였다.
The inductor main body constituting such a multilayer inductor is conventionally constructed by using a ferrite material.
그러나, 이러한 페라이트 재료는 환원 소성 분위기에서 소성 시 환원되어 전기적 특성이 저하되는 문제가 있다.However, such a ferrite material has a problem in that it is reduced during firing in a reducing-calcining atmosphere to lower its electrical characteristics.
본 발명은 환원 분위기의 소성이 가능하면서도 절연저항이 향상된 페라이트 및 이를 적용한 인덕터를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a ferrite having improved insulation resistance while being capable of firing in a reducing atmosphere, and an inductor using the ferrite.
본 발명의 일 실시형태는 페라이트를 포함하는 복수의 자성체층이 적층된 적층본체; 상기 적층본체의 내부에 배치되는 복수의 도체 패턴을 포함하는 코일부; 및 상기 코일부와 전기적으로 접속하는 외부전극; 을 포함하며, 상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하고, 상기 페라이트에서 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함되는 인덕터를 제공할 수 있다.
One embodiment of the present invention relates to a laminated body comprising a plurality of magnetic material layers including ferrite stacked; A coil portion including a plurality of conductor patterns disposed inside the laminate body; And an external electrode electrically connected to the coil portion; Includes, the ferrite is an iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn), and vanadium; and a (V) wherein the iron (Fe) in the ferrite is iron oxide (Fe 2 O 3 (Ni) is 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) is 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO) The Mn may be 15 to 30 mol% in terms of MnO and 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ). have.
상기 코일부는 구리 또는 구리-니켈 합금 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
The coil portion may include at least one of copper or a copper-nickel alloy.
상기 페라이트는 상기 코일부와 동시 소성이 가능할 수 있다.
The ferrite may be co-fired with the coil part.
상기 페라이트는 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성이 가능할 수 있다.
The ferrite may be calcined in an atmosphere of a below the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O.
상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8을 만족할 수 있다.
A / b? 0.8 where a is the amount of vanadium (V) present in the grain of the ferrite and b is the content of vanadium (V) present in the grain boundary of the ferrite .
상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 클 수 있다.
The ferrite may have a larger insulation resistance at a grain boundary than a grain.
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상일 수 있다.
The ferrite may have an insulation resistance of 10000? Cm or more.
본 발명의 일 실시형태는 페라이트를 포함하는 복수의 자성체층이 적층된 적층본체; 상기 적층본체의 내부에 배치되는 복수의 도체 패턴을 포함하는 코일부; 및 상기 코일부와 전기적으로 접속하는 외부전극; 을 포함하며, 상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하고, 상기 페라이트에서 상기 바나듐은 산화 바나듐으로 환산하여 상기 철(Fe)을 산화철(Fe2O3)로 환산한 100 몰 부에 대하여 1.82 내지 10 몰 부로 포함되는 인덕터를 제공할 수 있다.
One embodiment of the present invention relates to a laminated body comprising a plurality of magnetic material layers including ferrite stacked; A coil portion including a plurality of conductor patterns disposed inside the laminate body; And an external electrode electrically connected to the coil portion; Wherein the ferrite comprises iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn) and vanadium (V), wherein the vanadium in the ferrite is converted to vanadium ) Is converted into iron oxide (Fe 2 O 3 ) in an amount of 1.82 to 10 parts by mole based on 100 parts by mole of the inductor.
본 발명의 일 실시형태는 페라이트를 포함하는 복수의 자성체 층을 적층한 적층본체; 및 상기 적층 본체 내부에 배치되며 구리(Cu)를 포함하는 코일부; 를 포함하며, 상기 페라이트는 환원 분위기에서 상기 코일부와 동시 소성이 가능한 인덕터를 제공할 수 있다.
One embodiment of the present invention relates to a laminated body comprising a plurality of magnetic layers including ferrite; And a coil portion disposed inside the lamination body and including copper (Cu); And the ferrite can provide an inductor capable of co-firing with the coil part in a reducing atmosphere.
상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하며, 상기 페라이트에서 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함될 수 있다.
The ferrite includes iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn) and vanadium (V), and the ferrite in the ferrite is converted into iron oxide (Fe 2 O 3 ) (Ni) in an amount of 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) in an amount of 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO) ) May be contained in an amount of 15 to 30 mol% in terms of manganese oxide (MnO) and 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ).
상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8을 만족할 수 있다.
A / b? 0.8 where a is the amount of vanadium (V) present in the grain of the ferrite and b is the content of vanadium (V) present in the grain boundary of the ferrite .
상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 클 수 있다.
The ferrite may have a larger insulation resistance at a grain boundary than a grain.
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상일 수 있다.
The ferrite may have an insulation resistance of 10000? Cm or more.
본 발명의 일 실시형태는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하며, 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함하는 페라이트를 제공할 수 있다.
And one embodiment of the present invention comprises iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn), and vanadium (V), the iron (Fe) are converted to iron oxide (Fe 2 O 3) (Ni) in an amount of 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) in an amount of 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO) Mn can be 15 to 30 mol% in terms of MnO and 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ).
상기 페라이트는 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성이 가능할 수 있다.
The ferrite may be calcined in an atmosphere of a below the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O.
상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8을 만족할 수 있다.
A / b? 0.8 where a is the amount of vanadium (V) present in the grain of the ferrite and b is the content of vanadium (V) present in the grain boundary of the ferrite .
상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 클 수 있다.
The ferrite may have a larger insulation resistance at a grain boundary than a grain.
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상일 수 있다.The ferrite may have an insulation resistance of 10000? Cm or more.
본 발명에 의하면 환원 소성 분위기에서 소성이 가능하면서도 절연 저항이 향상된 페라이트 및 이를 적용한 인덕터를 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide ferrite having improved insulation resistance while being capable of being fired in a reducing firing atmosphere, and an inductor using the ferrite.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 인덕터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 인덕터의 자성체층과 도체 패턴이 형성된 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 인덕터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 적층 인덕터의 임피던스 특성을 주파수에 따라 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view showing an inductor according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a structure in which a magnetic body layer and a conductor pattern of an inductor according to an embodiment of the present invention are formed.
3 is a cross-sectional view schematically illustrating an inductor according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are graphs showing the impedance characteristics of the laminated inductor according to frequency.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for clarity.
또한, 각 실시예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
In the drawings, like reference numerals are used to designate like elements that are functionally equivalent to the same reference numerals in the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, to include an element throughout the specification does not exclude other elements unless specifically stated otherwise, but may include other elements.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 인덕터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 인덕터의 자성체층과 도체 패턴이 형성된 구조를 도시한 분해사시도이고 도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 인덕터를 개략적으로 도시한 단면도이다.
FIG. 1 is a perspective view of an inductor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a structure in which a magnetic layer and a conductor pattern of an inductor according to an embodiment of the present invention are formed, FIG. Sectional view schematically showing an inductor according to a shape.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 적층형 인덕터 (100)는, 적층본체(110), 코일부(120) 및 외부 전극(130)를 포함한다.
1 to 3, a
적층본체(110)는 복수의 자성체층(111)을 두께 방향으로 적층한 다음 소성한 것으로서, 이러한 적층본체(110)의 형상, 치수 및 자성체층(111)의 적층 수가 본 실시 형태에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다.
The
상기 적층본체(110)의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 육면체 형상을 가질 수 있다. 본 실시 형태에서는 설명의 편의를 위해 적층본체(110)의 두께 방향으로 대향되는 두 면을 상하면으로, 상기 상하면을 연결하며 서로 길이 방향으로 대향하는 두 면을 양 단면으로, 이와 수직으로 교차되며 서로 폭 방향으로 대향되는 두 면을 양 측면으로 정의하기로 한다.
The shape of the
상기 자성체층(111)은 본 발명이 제공하는 페라이트를 포함할 수 있으며, 상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하고, 상기 페라이트에서 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함될 수 있다.
The
철, 망간, 니켈, 아연 및 바나듐을 포함하는 상기 페라이트는 바나듐을 산화바나듐으로 환산하여 1 내지 4mol%로 포함함으로써, 내환원성이 증가되고 상기 코일부가 산화되지 않는 환원 조건에서 소성이 가능하다.이로 인해, 상기 페라이트를 포함하는 상기 자성체층은 상기 코일부와 동시 소성이 가능하다.The ferrite containing iron, manganese, nickel, zinc, and vanadium can be fired under reducing conditions in which reduction resistance is increased and the coil portion is not oxidized by incorporating vanadium in 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide. Therefore, the magnetic layer including the ferrite can be co-fired with the coil part.
특히 코일부가 반응성이 큰 구리를 포함하는 경우 자성체층과 코일부의 동시 소성을 위해서는 코일부에 포함되 구리가 산화되지 않는 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성이 진행되어야 한다. 상기 페라이트는 내환원성의 증가로 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성이 가능하며, 상기 자성체층이 상기 페라이트를 포함하는 경우 구리를 포함하는 코일부와 동시 소성이 가능할 수 있다.
In particular, when the coil portion includes copper having high reactivity, firing should be performed in an atmosphere below the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O, which is contained in the coil portion and does not oxidize copper, for simultaneous firing of the magnetic layer and the coil portion. The ferrite may be fired in an atmosphere below the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O due to an increase in reduction resistance, and co-fired with a coil portion including copper when the magnetic layer includes the ferrite.
또한 상기 바나듐(V)은 상기 페라이트의 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)에 더 많이 존재할 수 있으며, 상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8 을 만족할 수 있다.Further, the vanadium (V) may exist in a grain boundary more than the grain of the ferrite, and when the content of vanadium (V) present in the grain of the ferrite is a, and the content of vanadium (V) present in the grain boundary is b, a / b? 0.8 can be satisfied.
상기 a/b가 0.8을 초과하는 경우 결정립과 입계의 바나듐 함량이 유사한 수준으로 입계 저항 증가의 효과가 감소하는 문제가 있다. 즉 a/b가 0.8 초과인 경우 바나듐 첨가로 인한 페라이트의 절연 저항 증가의 효과가 크게 나타나지 않을 수 있다.
When the ratio a / b exceeds 0.8, there is a problem that the effect of increasing the grain boundary resistance is reduced with a similar level of the vanadium content of the grain boundaries and the grain boundaries. That is, when a / b is more than 0.8, the effect of increasing the insulation resistance of ferrite due to the addition of vanadium may not be significantly exhibited.
입계에 존재하는 바나듐은 입계의 절연저항을 증가시키며, 이로 인해 상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 클 수 있다.
The vanadium present in the grain boundary increases the insulation resistance of the grain boundary, so that the ferrite can have a larger insulation resistance at the grain boundary than the grain.
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상일 수 있다. 자성체층에 포함되는 상기 페라이트의 절연 저항이 낮은 경우 내부 전극을 다층으로 구성 시 전극 층간에 배치된 자성체층의 절연성 저하에 의해 병렬저항이 추가로 발생하여 제품의 용량 특성을 저하할 수 있으나, 페라이트의 절연 저항이 10000Ωcm 이상인 경우 다층의 내부전극을 적용하더라도 충분한 절연성을 확보할 수 있다.
The ferrite may have an insulation resistance of 10000? Cm or more. When the insulation resistance of the ferrite included in the magnetic substance layer is low, the internal resistance of the magnetic layer disposed between the electrode layers may be further reduced due to the parallel resistance when the internal electrodes are formed in multiple layers. Sufficient insulation can be ensured even if a multilayered internal electrode is applied.
상기 복수의 자성체층의 일면에는 코일부(120) 형성을 위한 도체 패턴(120a)이 형성되고, 상기 자성체층의 두께 방향으로는 상하에 위치한 도전패턴을 전기적으로 접속시키기 위한 도전성 비아(120b)가 관통 형성될 수 있다.A
따라서 각 자성체층에 형성된 도체패턴의 일단은 인접하는 자성체층에 형성된 도전성 비아를 통해 서로 전기적으로 연결되어 코일부(120)를 형성하게 된다.Accordingly, one end of the conductor pattern formed on each magnetic layer is electrically connected to each other through the conductive vias formed in the adjacent magnetic layers to form the
그리고 이 코일부(120)의 양단은 적층본체(110)를 통하여 외부로 인출되도록 하여 적층본체(110)에 형성된 한 쌍의 외부전극(130)과 접촉하면서 각각 전기적으로 연결될 수 있다.Both ends of the
특히 상기 코일부(120)의 양단은 적층본체(110)의 양단을 통하여 인출될 수 있으며, 상기 한 쌍의 외부전극은 코일부(120)가 인출된 적층본체(110)의 양단에 형성될 수 있다.
Particularly, both ends of the
상기 도체 패턴은 상기 자성체층을 형성하기 위한 시트에 도체 패턴 형성을 위한 도전성 페이스트를 후막 인쇄, 도포, 증착 및 스퍼터링 등을 하여 형성할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The conductive pattern may be formed by thick film printing, coating, vapor deposition, sputtering, or the like on a sheet for forming a conductor layer on the sheet for forming the magnetic layer, but the present invention is not limited thereto.
상기 도전성 비아는 각각의 시트에 두께 방향으로 관통 구멍을 형성한 후, 이 관통 구멍에 도전성 페이스트 등을 충전하여 형성할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
The conductive vias may be formed by forming through holes in the respective sheets in the thickness direction, filling the through holes with a conductive paste or the like, and the present invention is not limited thereto.
또한, 도체 패턴을 형성하기 위한 도전성 페이스트에 포함되는 도전성 금속은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 니켈(Ni) 및 구리(Cu) 중 하나 또는 이들의 합금 등으로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The conductive metal included in the conductive paste for forming the conductor pattern may be one made of silver (Ag), palladium (Pd), platinum (Pt), nickel (Ni), copper (Cu) And the present invention is not limited thereto.
일반적으로 구리 또는 니켈은 은, 팔라듐, 백금과 같은 귀금속에 비하여 재료의 가격이 낮은 장점이 있으나, 반응성이 크기 때문에 있어 코일부가 구리 또는 니켈을 포함하는 경우 자성체층과 코일부를 동시 소성 하는 것이 어려운 문제가 있다. Generally, copper or nickel has advantages of low cost of materials compared with noble metals such as silver, palladium and platinum. However, since the reactivity is large, it is difficult to co-fuse the magnetic layer and the coil part when the coil part includes copper or nickel. there is a problem.
다만 본 발명의 일 실시형태에 의하면 코일부가 상술한 금속 중 저가인 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)을 포함하며 복수의 층으로 구성된 도체패턴을 포함하도록 형성되어도 코일부와 자성체층의 동시 소성이 가능한 페라이트를 제공할 수 있다.
However, according to an embodiment of the present invention, even if the coil portion is formed to include a conductor pattern composed of a plurality of layers including copper (Cu) or nickel (Ni), which is inexpensive in the above-described metals, co-firing of the coil portion and the magnetic layer Lt; RTI ID = 0.0 > ferrite. ≪ / RTI >
종래 일반적으로 사용되는 NiZn계 페라이트 또는 NiCuZn계 페라이트의 경우 대기 분위기에서 소성되어야 하며, 금속 재료로서 니켈이나 구리 등의 반응성이 큰 금속 재료를 상기 페라이트와 대기 분위기에서 동시 소성하면 금속 재료가 산화되어 버릴 우려가 있다. Conventionally used NiZn-based ferrite or NiCuZn-based ferrite is to be fired in an atmospheric environment, and when a metal material having high reactivity such as nickel or copper is simultaneously fired in the atmosphere with the ferrite, There is a concern.
따라서 니켈 및 구리와 같이 은(Ag), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 보다 반응성이 큰 금속을 적층형 인덕터의 내부 도체 패턴으로 적용하고 자성체층에 포함된 페라이트와 동시에 소성하기 위해서는 니켈 또는 구리를 포함하는 도전성 페이스트를 자성세층에 도포 후 이들이 산화되지 않는 분위기(환원 분위기)에서 소성을 해야한다.
Therefore, in order to apply a metal having a higher reactivity than silver (Ag), palladium (Pd), and platinum (Pt), such as nickel and copper, to the internal conductor pattern of the multilayer inductor and simultaneously fuse with the ferrite included in the magnetic layer, The conductive paste containing the conductive paste is applied to the magnetic three-layered structure and then fired in an atmosphere in which they are not oxidized (reducing atmosphere).
한편 상기 금속 재료의 산화를 회피하기 위해 환원 분위기에서 소성을 행하면, NiZn계 페라이트 또는 NiCuZn계 페라이트의 경우, 페라이트 재료 중의 Fe2O3가 Fe3O4로 환원되어, 비저항 ρ의 저하를 초래할 우려가 있다. 즉, 비저항의 저하로 인해 임피던스 등의 전기적 특성이 열화될 우려가 있으므로 반응성이 높은 금속 재료와 동시에 소성하여도 절연성 및 전기적 특성을 확보할 수 있는 페라이트의 제공이 필요하다.
On the other hand, if firing is performed in a reducing atmosphere to avoid oxidation of the metal material, in the case of NiZn ferrite or NiCuZn ferrite, Fe 2 O 3 in the ferrite material is reduced to Fe 3 O 4 , . That is, since electrical properties such as impedance may be deteriorated due to a decrease in specific resistance, it is necessary to provide a ferrite that can secure insulation and electric characteristics even if fired simultaneously with a highly reactive metal material.
본 발명의 일 실시형태에 따르면 코일부가 구리를 포함하는 경우에도 본 발명의 일 실시형태가 제공하는 페라이트를 포함하는 자성체층은 코일부와 동시소성이 가능함을 설명하기 위하여, 이하에서는 적층형 인덕터의 코일부가 구리(Cu)를 포함하는 경우를 실시예로 설명한다.According to one embodiment of the present invention, in order to explain that the magnetic layer including the ferrite provided by one embodiment of the present invention can co-fuse with the coil portion even when the coil portion includes copper, The case where copper (Cu) is added is described as an example.
하지만 본 발명의 일 실시형태가 제공하는 페라이트를 자성체층에 적용하는 경우 구리보다 반응성이 작은 금속(예를 들어 은, 팔라듐, 백금 등)을 적용하여도 동시 소성이 가능함은 자명한 것이다. However, when the ferrite provided by one embodiment of the present invention is applied to the magnetic layer, it is obvious that co-firing is possible even when a metal having a lower reactivity than copper (for example, silver, palladium, platinum) is applied.
적층형 인덕터의 코일부가 구리(Cu)를 포함하는 경우의 환원 분위기는 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기를 의미한다.
The reducing atmosphere in the case where the coil portion of the multilayer inductor includes copper (Cu) means an atmosphere below the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O.
특허문헌 1에서는 Cu를 주성분으로 하는 금속재료와 동시 소성해도 절연성을 확보할 수 있는 NiMnZn계 페라이트 자기 조성물 및 페라이트 자기 조성물을 사용한 세라믹 전자 부품에 대하여 개시하고 있다.
Patent Document 1 discloses a NiMnZn ferrite magnetic composition and a ceramic electronic component using a ferrite magnetic composition that can secure insulation even when co-fired with a metal material containing Cu as a main component.
특허문헌 1의 NiMnZn계 페라이트 자기 조성물의 경우 단층의 구리(Cu) 도체 패턴이 들어가는 제품에 적용한 경우에는 단층의 은(Ag) 도체 패턴이 들어가는 제품에 적용한 경우와 동등한 수준의 전기적 특성이 구현됨을 확인하였다. 하지만, 특허문헌 1의 NiMnZn계 페라이트를 포함하는 전자부품은 도체 패턴으로 구리(Cu)를 적용하고, 도체 패턴을 단층이 아닌 다층으로 형성하는 경우 용량이 저하되며, 페라이트의 전기적 특성이 구현되지 못하는 문제가 발생함을 확인하였다.
In the case of the NiMnZn ferrite porcelain composition of Patent Document 1, when it is applied to a product containing a copper (Cu) conductor pattern of a single layer, it is confirmed that electrical characteristics equivalent to those applied to a product containing a single silver (Ag) Respectively. However, in the electronic component including the NiMnZn ferrite of Patent Document 1, when copper (Cu) is applied as a conductor pattern and the conductor pattern is formed as a multilayer instead of a single layer, the capacity decreases and the electrical characteristics of the ferrite are not realized And confirmed that the problem occurred.
구체적으로, 도 4는 도체 패턴으로 은(Ag) 및 구리(Cu)를 사용한 경우의 특허문헌 1에서 제공하는 범위의 페라이트 조성물을 포함하는 적층 인덕터의 임피던스 특성을 주파에 따라 나타낸 그래프이다. 도 4에 나타난 임피던스특성은 Fe2O3 46mol%, NiO 11mol%, MnO 23mol% 및 ZnO 20mol%를 포함하는 페이라트 조성물(특허문헌 1에서 제공하는 범위를 만족함)을 이용하여 자성체층을 형성하고 도체 패턴을 5층 적층한 적층 인덕터를 이용하여 측정되었다. 또한 은(Ag)을 도체 패턴으로 사용한 경우 약 900℃ 에서 소성한 적층 인덕터를 사용하여 전기적 특성을 측정하였으며, 구리(Cu)를 도체 패턴으로 사용한 경우 906℃, 917℃ 및 942℃에서 소성한 3 종류의 적층 인덕터의 특성을 측정하였다. 각각의 소성 분위기는 도체패턴이 산화되지 않는 분위기로 설정되었다.
Specifically, FIG. 4 is a graph showing the impedance characteristics of a laminated inductor including a ferrite composition in a range provided by Patent Document 1 in the case where silver (Ag) and copper (Cu) are used as conductor patterns, according to the frequency. The impedance characteristic shown in Fig. 4 was formed by using a ferrite composition containing 46 mol% Fe 2 O 3, 11 mol% NiO, 23 mol% MnO and 20 mol% ZnO (which satisfied the range provided in Patent Document 1) And a laminated inductor in which five conductor patterns were laminated was used. In addition, when using silver (Ag) as a conductor pattern, electrical characteristics were measured using a laminated inductor fired at about 900 ° C. When copper (Cu) was used as a conductor pattern, the electrical characteristics were measured at 906 ° C., 917 ° C. and 942 ° C. Type inductors were measured. Each firing atmosphere was set to an atmosphere in which the conductor pattern was not oxidized.
도 4에 도시된 바와 같이 특허문헌 1에서 제공하는 범위의 페라이트 조성물을 자성체 층에 적용하고 구리(Cu)를 도체 패턴으로 사용한 경우 도체 패턴이 다층으로 적층된 인덕터에서는 은(Ag)을 도체 패턴으로 적용한 경우보다 임피던스 특성이 현저히 저하되었다.
As shown in Fig. 4, when a ferrite composition in the range provided in Patent Document 1 is applied to a magnetic layer and copper (Cu) is used as a conductor pattern, in an inductor in which conductor patterns are stacked in multiple layers, silver (Ag) The impedance characteristic was significantly lower than that in the case of applying.
구리(Cu)를 도체 패턴으로 사용한 경우 임피턴스 특성이 저하된 것은 다층의 도체 패턴과 페라이트가 적용된 자성체층 사이의 절연성 저하에 따른 것으로 확인되었다. 일반적으로 칩 소성 시, 도체 패턴 형성을 위한 페이스트에 포함되는 바인더도 함께 소성되며, 이때 주변의 산소를 소모하게 되면서 전극 주변은 상대적으로 더 강한 환원분위기가 형성되게 된다. 도체 패턴이 단층인 칩에서는 도체 패턴의 영향이 작으나 도체 패턴의 층수가 늘어나게 되면서 도체 패턴 사이에 적용되는 강한 환원분위기에 의해 도체 패턴 사이의 자성체층에 포함된 페라이트가 분해되면서 절연성이 저하되는 것이다. 즉 도체패턴 사이의 페라이트의 절연성 저하에 의해 병렬저항이 추가로 생기게 되어 제품의 용량특성이 저하된 것이라 할 수 있다.
When copper (Cu) was used as a conductor pattern, it was confirmed that the deterioration of the impedance characteristic was caused by a decrease in insulation between the multilayer conductor pattern and the ferrite magnetic layer. In general, when a chip is fired, a binder included in a paste for forming a conductor pattern is also fired. At this time, a relatively strong reducing atmosphere is formed around the electrode while consuming oxygen around the electrode. In a chip in which the conductor pattern is a single layer, the effect of the conductor pattern is small, but the number of layers of the conductor pattern is increased, and the ferrite included in the magnetic layer between the conductor patterns is decomposed by the strong reducing atmosphere applied between the conductor patterns. That is, due to the lowering of the insulation of the ferrite between the conductor patterns, parallel resistance is additionally generated, and the capacity characteristic of the product is degraded.
하지만 본 발명이 제공하는 페라이트는 상기와 같은 다층의 도체패턴 사이에 적용하는 경우에도 절연성 저하(제품의 용량저하)문제가 발생하지 않는다.
However, the ferrite provided by the present invention does not suffer from a problem of lowering of insulation (lowering of product capacity) even when it is applied between the multilayer conductor patterns as described above.
구체적으로 본 발명의 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하고, 상기 페라이트에서 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함될 수 있다.
More specifically, the ferrite of the invention is iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn), and vanadium; and a (V) wherein the iron (Fe) in the ferrite is iron oxide (Fe 2 O 3 (Ni) is 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) is 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO) The manganese (Mn) may be contained in an amount of 15 to 30 mol% in terms of manganese oxide (MnO), and the vanadium (V) may be contained in an amount of 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ).
특허문헌 2는 페라이트가 산화바나듐(V2O5)을 0.01 내지 0.1 중량%로 포함되는 것을 개시하고 있으며, 특허문헌 3은 페라이트가 산화바나듐(V2O5)을 0.001 내지 0.05 mass%로 포함되는 것을 개시하고 있다.Patent Document 2 discloses that ferrite contains vanadium oxide (V 2 O 5 ) in an amount of 0.01 to 0.1 wt%, and Patent Document 3 discloses that ferrite contains vanadium oxide (V 2 O 5 ) in an amount of 0.001 to 0.05 mass% .
하지만 상기 특허문헌 2 및 3의 경우 페라이트에 포함되는 산화바나듐(V2O5)의 함량이 본 발명의 수치와 상이하며, 전자부품의 내부에 포함되는 도체패턴이 다층으로 적층되는 경우와 같이, 단층으로 도체패턴을 적용한 경우보다 강한 환원 분위기에서 소성하는 경우 페라이트의 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 점에 대하여는 구체적으로 개시하지 않고 있다.
However, in the case of Patent Documents 2 and 3, the content of vanadium oxide (V 2 O 5 ) contained in the ferrite is different from that of the present invention, and as in the case where conductor patterns contained in the electronic component are laminated in multiple layers, There is no specific description of the fact that the electrical characteristics of the ferrite can be improved when the conductor pattern is fired in a stronger reducing atmosphere than when a conductor pattern is applied as a single layer.
또한 특허문헌 3은 산화바나듐(V2O5)을 첨가함으로써, 입계 저항을 높이는 점을 개시하고 있으나, 특허문헌 3은 페라이트의 입성장을 억제하여 입계 저항을 높이는 것으로 본 발명과 차이가 있다.
Patent Document 3 discloses that grain boundary resistance is increased by adding vanadium oxide (V 2 O 5 ). However, Patent Document 3 differs from the present invention in that grain growth resistance is increased by inhibiting grain growth of ferrite.
즉, 특허문헌 2 및 3은 산화바나듐을 극미량 첨가하여 입성장을 제어하는 것이나 본 발명은 특허문헌 2 및 3의 개시보다 많은 양의 산화바나듐을 첨가한다. 특허문헌 2 및 3과 같이 산화바나듐을 미량 첨가하는 경우 입성장을 억제할 수 있어 입계의 수가 증가한다. 페라이트는 결정립보다는 입계의 저항이 높기 때문에 입계의 비율이 늘어나면 저항이 커지게 되는데, 특허문헌 2 및 3과 같이 산화바나듐이 극미량 첨가하는 경우 페라이트 내 입계의 비율을 증가시켜 페라이트의 저항을 증가시킬 뿐 입계 자체의 입계 고유 저항값을 증가시는 효과는 거의 발생하지 않는다. That is, Patent Documents 2 and 3 disclose that vanadium oxide is added in a trace amount to control grain growth, but the present invention adds vanadium oxide in an amount larger than that disclosed in Patent Documents 2 and 3. When a small amount of vanadium oxide is added as in Patent Documents 2 and 3, grain growth can be suppressed and the number of grain boundaries is increased. Since the resistance of the grain boundary is higher than that of the crystal grain, the resistance increases when the grain boundary ratio is increased. In the case where vanadium oxide is added in a very small amount as in Patent Documents 2 and 3, the ratio of the grain boundaries in the ferrite is increased to increase the resistance of the ferrite. And the effect of increasing the grain boundary resistivity of the grain boundary itself hardly occurs.
즉 특허문헌 2 및 3과 같이 결정립 성장 억제에 의한 입계 저항 증가효과는 산화바나듐이 아닌 다른 첨가물에 의해서도 가능하며, 이는 특허문헌 2 및 3은 산화바나듐을 포함한 다수의 산화물을 나열하며, 그 중 하나 이상을 첨가할 수 있다고 개시한 점 (Ta2O5:0.005~0.1mass%, ZrO2:0.01~0.15 mass%, Nb2O5:0.005~0.05mass%, V2O5:0.001~0.05mass%, HfO2:0.005~0.05 mass%, Bi2O3:0.003~0.03 mass%, MoO3:0.003~0.03 mass%, TiO2:0.01~0.3 mass% 및 SnO2:0.01~2.0 mass% 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유할 수 있다고 개시함)으로부터 더욱 명백히 확인할 수 있다. 또한 상기와 같이 결정립 성장을 억제하여 저항을 증가시키는 효과는 소결온도나 시간과 같은 소결 조건 조절을 통하여도 구현이 가능하다.
In other words, as in Patent Documents 2 and 3, the effect of grain boundary resistance increase by grain growth inhibition can be achieved by other additives other than vanadium oxide, and Patent Documents 2 and 3 list a plurality of oxides including vanadium oxide, (0.005 to 0.1 mass% of Ta 2 O 5 , 0.01 to 0.15 mass% of ZrO 2 , 0.005 to 0.05 mass% of Nb 2 O 5 , and 0.001 to 0.05 mass% of V 2 O 5 ) , 0.005 to 0.05 mass% of HfO 2 , 0.003 to 0.03 mass% of Bi 2 O 3, 0.003 to 0.03 mass% of MoO 3 , 0.01 to 0.3 mass% of TiO 2 and 0.01 to 2.0 mass% of SnO 2 One or two or more of them may be contained). Also, the effect of increasing the resistance by suppressing grain growth as described above can be realized by controlling the sintering conditions such as sintering temperature and time.
하지만 본 발명은 결정립의 성장 여부와 무관하게 산화바나듐이 입계에 고르게 존재하며, 입계 고유의 저항을 증가시킬 수 있는 산화바나듐의 조성범위를 제안함으로써 특허문헌 1 내지 3에 비하여 비저항이 현저하게 향상된 페라이트를 제공할 수 있다. 즉, 특허문헌 2 및 3과 같이 산화바나듐을 극미량으로 첨가하는 경우 입계에서 바나듐이 균일하게 분포하기 어렵기 때문에 입계 고유의 저항이 증가하는 효과가 나타나지 않으나 본 발명과 같이 바나듐이 산화바나듐으로 환산하여 1 mol% 이상 포함되는 경우 산화바나듐이 입계에 고르게 존재하여 입계 고유의 저항을 증가시킬 수 있다. However, the present invention proposes a composition range of vanadium oxide which is uniformly present in the grain boundaries regardless of the growth of crystal grains and can increase the intrinsic resistance of the grain boundaries. As a result, ferrite with significantly improved specific resistance Can be provided. That is, when vanadium oxide is added in a very small amount as in Patent Documents 2 and 3, vanadium is not uniformly distributed in the grain boundary, so that the effect of increasing the inherent resistance of the grain boundary is not exhibited. However, When it is contained in an amount of 1 mol% or more, vanadium oxide is uniformly present in the grain boundaries, which may increase the inherent resistance of the grain boundary.
다시 말해 특허문헌 2 및 3과 같이 산화바나듐을 극미량으로 첨가하는 경우 바나듐이 점(spot) 형태로 국부적으로 존재하게 되어 비저항을 증가시키는 효과가 발생하지 않으나, 본 발명과 같이 바나듐이 산화바나듐으로 환산하여 1mol% 이상으로 포함되는 경우 페라이트의 입계(boundary)에 연속적인 형상으로 균일하게 분포할 수 있다.
In other words, when vanadium oxide is added in a very small amount as in Patent Documents 2 and 3, vanadium locally exists in a spot form, and the effect of increasing the resistivity does not occur. However, as in the present invention, vanadium is converted into vanadium oxide , It can be uniformly distributed in a continuous shape at the boundary of the ferrite when it is contained at 1 mol% or more.
후술할 실험 예에서와 같이 특허문헌 2 및 3의 범위에 따라 산화바나듐을 첨가한 경우 페라이트의 저항을 증가시키는 효과가 미미하였으나, 본 발명의 수치 범위에 따라 산화바나듐을 첨가한 페라이트의 경우 수치 범위의 하한과 상한에서 비저항값 상승의 임계적 의미가 분명하게 나타나는 것을 알 수 있다.
In the case of vanadium oxide added in accordance with the ranges of Patent Documents 2 and 3, the effect of increasing the resistance of the ferrite was small. However, in the case of ferrite added with vanadium oxide according to the numerical range of the present invention, The critical meaning of the rise of the resistivity value clearly appears at the lower limit and the upper limit.
따라서 산화바나듐(V2O5)은 1mol% 내지 4mol%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
Therefore, vanadium oxide (V 2 O 5 ) is preferably contained in a range of 1 mol% to 4 mol%.
본 발명의 페라이트에서 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%로 포함될 수 있다. 상기 산화철(Fe2O3)의 함량이 40 mol% 미만인 경우 비저항의 저하를 초래하며 55 mol%를 초과하는 경우 Fe2O3의 함량이 과잉이 되어 Fe2O3가 Fe3O4로 환원되기 쉬워 비저항 값이 저하된다.
In the ferrite of the present invention, iron (Fe) may be contained in an amount of 40 to 55 mol% in terms of iron oxide (Fe 2 O 3 ). The iron oxide (Fe 2 O 3) content is 40 mol% results in a resistivity decrease of less than and is the content of Fe 2 O 3 excessive if it exceeds 55 mol% is Fe 2 O 3 reduced to Fe 3 O 4 of And the resistivity value is lowered.
본 발명의 페라이트에서 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol%로 포함될 수 있다. 산화망간(MnO)은 고온에서 산화철(Fe2O3) 보다 우선적으로 환원되므로 Fe2O3가 Fe3O4로 환원되기 전에 페라이트의 소성처리를 완료할 수 있도록 한다. 하지만 산화망간(MnO)의 함량이 15 mol% 미만인 경우, Fe2O3가 Fe3O4로 환원되기 쉬워 비저항이 저하되며, 산화망간(MnO)의 함량이 30 mol%를 초과하는 경우에도 비저항 값이 감소하여 절연성을 확보하기 어렵다.
In the ferrite of the present invention, the manganese (Mn) may be contained in an amount of 15 to 30 mol% in terms of manganese oxide (MnO). Since manganese oxide (MnO) is preferentially reduced at a higher temperature than iron oxide (Fe 2 O 3 ), it is possible to complete the calcination treatment of ferrite before Fe 2 O 3 is reduced to Fe 3 O 4 . However, when the content of manganese oxide (MnO) is less than 15 mol%, Fe 2 O 3 is easily reduced to Fe 3 O 4 and the resistivity is lowered. Even when the content of manganese oxide (MnO) exceeds 30 mol% It is difficult to secure the insulating property.
또한 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%로 포함될 수 있다. ZnO의 함량이 25 mol%를 초과하는 경우 퀴리온도(Tc)가 저하되고, 이로 인해 페라이트를 전자부품에 적용시 고온 신뢰성이 감소할 수 있다. 또한 ZnO가 15 mol% 미만으로 첨가되는 경우 투자율 향상의 효과를 발휘하기 어렵다.
The zinc (Zn) may be contained in an amount of 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO). When the content of ZnO is more than 25 mol%, the Curie temperature (Tc) is lowered, so that high temperature reliability can be reduced when the ferrite is applied to electronic parts. Further, when ZnO is added in an amount of less than 15 mol%, it is difficult to exhibit the effect of improving the permeability.
나아가 상기 니켈의 함량은 상기 철, 망간, 아연 및 바나듐의 함량에 따라 적절히 설정할 수 있으나 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%로 포함되는 것이 바람직하다.
Further, the content of nickel may be appropriately set according to the contents of iron, manganese, zinc and vanadium, but it is preferably 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO).
본 발명에 의한 페라이트는 구리(Cu)를 포함하는 코일부와 동시 소성이 가능할 수 있으며, Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성이 가능할 수 있다. 나아가, 구리를 포함하는 코일부가 복수의 도체패턴을 포함하는 다층 구조를 가져 소성 시 강한 환원 분위기가 형성되더라도 충분한 비저항 값을 확보하여 임피던스 특성을 향상시킬 수 있다.
The ferrite according to the present invention can be co-fired with a coil part including copper (Cu), and can be fired in an atmosphere below the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O. Furthermore, since the coil portion including copper has a multilayer structure including a plurality of conductor patterns, even when a strong reducing atmosphere is formed during firing, it is possible to secure a sufficient specific resistance value and improve the impedance characteristic.
구체적으로 도 5에 의하면, 본 발명의 페라이트를 자성체층에 적용한 인덕터(실시예)의 경우 구리를 포함하는 코일부와 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 동시 소성을 하더라도 은(Ag)을 포함하는 코일부를 적용한 인덕터(비교예)와 유사한 수준의 임피던스 특성이 확보되는 것을 알 수 있다.
Specifically, according to Figure 5, even if this nose to the ferrite of the invention includes a case of an inductor (example) is applied to the magnetic material layer of copper co-fired in part with Cu-Cu atmosphere below the equilibrium oxygen partial pressure of 2 O is (Ag (Comparative example) using the coil part including the coil part (see FIG.
또한 상기 바나듐(V)은 상기 페라이트의 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)에 더 많이 존재할 수 있으며, 상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8 을 만족할 수 있다.
Further, the vanadium (V) may exist in a grain boundary more than the grain of the ferrite, and when the content of vanadium (V) present in the grain of the ferrite is a, and the content of vanadium (V) present in the grain boundary is b, a / b? 0.8 can be satisfied.
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상일 수 있으며, 상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 클 수 있다.
The ferrite may have an insulation resistance of 10000? Cm or more, and the ferrite may have a larger insulation resistance of grain boundaries than grain.
본 발명에 따른 자성체층(111)은 상술한 본 발명의 실시형태에 따른 페라이트를 포함할 수 있으며, 소성에 의해 형성될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니나 본 발명의 페라이트를 포함하는 세라믹 자성 재료 분말을 바인더 등과 함께 용매에 혼합한 후 볼 밀링 등을 통하여 상기 용매 내에 고르게 분산 시킨 다음, 닥터 블레이드 등의 방법을 통해 얇은 자성체 시트로 제조하고 이를 소성하여 형성할 수 있다.The
또한, 적층본체(110)의 상하면에는 적어도 하나 이상의 커버층(111c)이 각각 형성될 수 있다.At least one
커버층(111c)은 코일부의 도체패턴을 포함하지 않는 것을 제외하고는 자성체층(111)과 동일한 재질 및 구성을 가질 수 있다.The
이러한 커버층(111)은 기본적으로 물리적 또는 화학적 스트레스에 의한 코일부(120)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
This
상기 외부전극(130)은 인덕터 본체(110)를 통해 노출되는 코일부(120)의 양단과 각각 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다.The
이러한 외부전극(130)은 도전성 페이스트에 인덕터 본체(110)를 침지하거나, 인쇄, 증착 및 스퍼터링 등의 다양한 방법을 통하여 인덕터 본체(110)에 형성될 수 있다.The
상기 도전성 페이스트는 예컨대 은(Ag), 구리(Cu) 및 구리(Cu) 합금 중 하나를 포함하는 재료로 이루어질 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The conductive paste may be made of a material including one of silver (Ag), copper (Cu), and copper (Cu) alloy, but the present invention is not limited thereto.
또한, 외부전극(20)의 외측면에는 필요시 니켈(Ni) 도금층(미도시) 및 주석(Sn) 도금층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
A nickel (Ni) plating layer (not shown) and a tin (Sn) plating layer (not shown) may be further formed on the outer surface of the external electrode 20 if necessary.
실험 예Experimental Example
하기 표 1은 NiZnMn계 페라이트의 산화바나듐(V2O5)의 함량에 따른 비저항 특성을 평가한 실험 결과를 나타내는 데이터이다.Table 1 below shows data of the results of evaluating the resistivity characteristics according to the content of vanadium oxide (V 2 O 5 ) of NiZnMn ferrite.
산화바나듐의 함량을 변화시킨 페라이트를 적용하여 자성체 시트를 형성하고, 상기 자성체 시트 상에 구리 도체패턴을 형성한 뒤 이를 5층 적층하였다. 다음으로 적층된 자성체 시트를 산소농도 25ppm 이하의 분위기에서 소성하여 자성체 시트와 도체패턴을 동시에 소성한 뒤 자성체 시트가 소성되어 형성된 자성체 층의 비저항 값을 측정하였다. Ferrite having a varying content of vanadium oxide was applied to form a magnetic body sheet, a copper conductor pattern was formed on the magnetic body sheet, and five layers thereof were stacked. Next, the laminated magnetic sheet was fired in an atmosphere having an oxygen concentration of 25 ppm or less to simultaneously fuse the magnetic sheet and the conductor pattern, and the specific resistance value of the magnetic layer formed by firing the magnetic sheet was measured.
(℃)Sintering temperature
(° C)
(Ωcm)Resistivity
(Ωcm)
비교예 : *
Comparative Example: *
상기 표 1에 나타난 바와 같이 산화바나듐(V2O5)의 함량이 1 mol% 이상인 경우 페라이트의 비저항 값이 현저히 상승하였으며, 4 mol% 를 초과하여 첨가되는 경우 비저항 값이 감소하기 시작하였다.
As shown in Table 1, when the content of vanadium oxide (V 2 O 5 ) was more than 1 mol%, the specific resistance value of the ferrite was remarkably increased. When the content of vanadium oxide (V 2 O 5 ) was more than 4 mol%, the resistivity value began to decrease.
따라서 산화바나듐(V2O5)은 1mol% 내지 4mol%의 범위로 포함되는 것이 바람직함을 알 수 있다.
Therefore, it is preferable that vanadium oxide (V 2 O 5 ) is contained in a range of 1 mol% to 4 mol%.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments and that various changes and modifications may be made therein without departing from the scope of the invention. To those of ordinary skill in the art.
100 : 인덕터
110 : 적층본체
120 : 코일부
130 : 외부전극100: inductor
110: laminated body
120: coil part
130: external electrode
Claims (18)
상기 적층본체의 내부에 배치되는 복수의 도체 패턴을 포함하는 코일부; 및
상기 코일부와 전기적으로 접속하는 외부전극; 을 포함하며,
상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하고, 상기 페라이트에서 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함되는 인덕터.
A laminated body in which a plurality of magnetic material layers including ferrite are stacked;
A coil portion including a plurality of conductor patterns disposed inside the laminate body; And
An external electrode electrically connected to the coil portion; / RTI >
Wherein the ferrite includes iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn) and vanadium (V), and the ferrite in the ferrite is converted into iron oxide (Fe 2 O 3 ) (Ni) in an amount of 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) in an amount of 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO) ) Is 15 to 30 mol% in terms of manganese oxide (MnO), and vanadium (V) is contained in an amount of 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ).
상기 코일부는 구리 또는 구리-니켈 합금 중 적어도 하나 이상을 포함하는 인덕터.
The method according to claim 1,
Wherein the coil portion comprises at least one of copper or a copper-nickel alloy.
상기 페라이트는 상기 코일부와 동시 소성이 가능한 인덕터.
The method according to claim 1,
Wherein the ferrite is co-fired with the coil part.
상기 페라이트는 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성이 가능한 인덕터.
The method according to claim 1,
The ferrite inductor possible firing in an atmosphere of less than the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O.
상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8을 만족하는 인덕터.
The method according to claim 1,
And the content of vanadium (V) existing in the grain boundary of the ferrite is represented by b, the content of vanadium (V) in the grain of the ferrite is represented by a, and the content of vanadium (V) .
상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 큰 인덕터.
The method according to claim 1,
Wherein the ferrite has a larger grain boundary insulation resistance than a grain.
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상인 인덕터.
The method according to claim 1,
Wherein the ferrite has an insulation resistance of 10000? Cm or more.
상기 적층본체의 내부에 배치되는 복수의 도체 패턴을 포함하는 코일부; 및
상기 코일부와 전기적으로 접속하는 외부전극; 을 포함하며,
상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하고,
상기 페라이트에서 상기 바나듐은 산화 바나듐으로 환산하여 상기 철(Fe)을 산화철(Fe2O3)로 환산한 100 몰 부에 대하여 1.82 내지 10 몰 부로 포함되는 인덕터.
A laminated body in which a plurality of magnetic material layers including ferrite are stacked;
A coil portion including a plurality of conductor patterns disposed inside the laminate body; And
An external electrode electrically connected to the coil portion; / RTI >
The ferrite includes iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn), and vanadium (V)
Wherein the vanadium in the ferrite is contained in an amount of 1.82 to 10 moles relative to 100 moles of iron (Fe 2 O 3 ) in terms of vanadium oxide.
상기 적층 본체 내부에 배치되며 구리(Cu)를 포함하는 코일부; 를 포함하며, 상기 페라이트는 환원 분위기에서 상기 코일부와 동시 소성이 가능하고,
상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 큰 인덕터.
A laminated body in which a plurality of magnetic material layers including ferrite are stacked; And
A coil portion disposed inside the lamination body and including copper (Cu); Wherein the ferrite is capable of co-firing with the coil part in a reducing atmosphere,
Wherein the ferrite has a larger grain boundary insulation resistance than a grain.
상기 페라이트는 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 아연(Zn) 및 바나듐(V)을 포함하며, 상기 페라이트에서 상기 철(Fe)은 산화철(Fe2O3)로 환산하여 40 내지 55 mol%, 상기 니켈(Ni)은 산화니켈(NiO)로 환산하여 5 내지 20 mol%, 상기 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 환산하여 15 내지 25 mol%, 상기 망간(Mn)은 산화망간(MnO)으로 환산하여 15 내지 30 mol% 및 상기 바나듐(V)은 산화바나듐(V2O5)으로 환산하여 1 내지 4 mol%로 포함되는 인덕터.
10. The method of claim 9,
The ferrite includes iron (Fe), manganese (Mn), nickel (Ni), zinc (Zn) and vanadium (V), and the ferrite in the ferrite is converted into iron oxide (Fe 2 O 3 ) (Ni) in an amount of 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) in an amount of 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO) ) Is 15 to 30 mol% in terms of manganese oxide (MnO), and vanadium (V) is contained in an amount of 1 to 4 mol% in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ).
상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8을 만족하는 인덕터.
10. The method of claim 9,
And the content of vanadium (V) existing in the grain boundary of the ferrite is represented by b, the content of vanadium (V) in the grain of the ferrite is represented by a, and the content of vanadium (V) .
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상인 인덕터.
10. The method of claim 9,
Wherein the ferrite has an insulation resistance of 10000? Cm or more.
(Fe) in an amount of 40 to 55 mol% in terms of iron oxide (Fe 2 O 3 ), iron (Fe), manganese (Mn), nickel Wherein the nickel (Ni) is 5 to 20 mol% in terms of nickel oxide (NiO), the zinc (Zn) is 15 to 25 mol% in terms of zinc oxide (ZnO), the manganese (Mn) ) And 15 to 30 mol% of vanadium (V) in terms of vanadium oxide (V 2 O 5 ) in an amount of 1 to 4 mol%.
상기 페라이트는 Cu-Cu2O의 평형 산소 분압 이하의 분위기에서 소성이 가능한 것을 특징으로 하는 페라이트.
15. The method of claim 14,
Wherein the ferrite is capable of being fired in an atmosphere below the equilibrium oxygen partial pressure of Cu-Cu 2 O.
상기 페라이트의 결정립(grain)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 a, 상기 페라이트의 입계(grain boundary)에 존재하는 바나듐(V)의 함량을 b라고 할 때 a/b≤0.8을 만족하는 페라이트.
15. The method of claim 14,
Wherein a is a content of vanadium (V) present in the grain of the ferrite and a content of vanadium (V) present in the grain boundary of the ferrite is b, ferrite satisfying a / b? .
상기 페라이트는 결정립(grain)보다 입계(grain boundary)의 절연저항이 더 큰 것을 특징으로 하는 페라이트.
15. The method of claim 14,
Wherein the ferrite has a larger grain boundary insulation resistance than a grain.
상기 페라이트는 절연 저항이 10000Ωcm 이상인 것을 특징으로 하는 페라이트.
15. The method of claim 14,
Wherein the ferrite has an insulation resistance of 10000? Cm or more.
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