多層電子元件及其制造方法
【專利說明】多層電子元件及其制造方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年5月7日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2014-0054422的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容并入本申請(qǐng)中作為參考。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明涉及一種多層電子元件及其制造方法。
[0004]感應(yīng)器，一種電子元件，是配置有電子線路、電阻器和電容器以消除噪音的典型的無源元件。它與電容器以電磁作用結(jié)合以形成諧振電路，能夠在特定頻帶、過濾器等中放大信號(hào)。
[0005]近來，由于微型化和高功能化的電子設(shè)備的需求，電力消耗增加。與電力消耗增加相一致，電子設(shè)備的電源電路中使用的電源管理集成電路(PMIC)或者直流-直流變換器具有高的開關(guān)頻率，輸出電流增加，因此，用于穩(wěn)定電源管理集成電路或者直流-直流變換器的電源感應(yīng)器越來越多地被使用。
[0006]在這樣的趨勢(shì)下，隨著直流-直流變換器電路中電源感應(yīng)器的使用，以金屬絲纏繞在金屬基磁性材料部分的纏繞式感應(yīng)器已經(jīng)被普遍使用，但是這種感應(yīng)器有小型化的基本限制。因此，近來，多層感應(yīng)器已經(jīng)越來越多地替代纏繞式感應(yīng)器而被使用。
[0007]所述多層感應(yīng)器通過在磁性片上印刷內(nèi)部導(dǎo)體和進(jìn)行一系列的如沖孔、堆疊、燒結(jié)等過程進(jìn)行制造。
[0008]在此，在為了防止內(nèi)部導(dǎo)體氧化的熱處理燒結(jié)過程是在如N2、H2等的還原氛圍下進(jìn)行的情況下，會(huì)產(chǎn)生由于作為磁性材料的鐵氧體的還原引起的磁性減弱的問題。因此，鐵氧體多層感應(yīng)器需要在例如Ni/N1平衡氧分壓的弱還原氣氛下進(jìn)行燒結(jié)。
[0009]然而，在上文所描述的燒結(jié)過程是在弱還原氣氛下進(jìn)行以防止鐵氧體的還原引起的磁性減弱的問題的情況下，內(nèi)部線圈的引出部分仍接觸氧氣，以至于發(fā)生氧化反應(yīng)而且導(dǎo)電性可能減弱。
[0010]特別地，為了降低制造成本，用于內(nèi)部線圈的昂貴的銀(Ag)被便宜的銅(Cu)所取代。由于銅(Cu)相對(duì)于銀(Ag)更易于氧化，為了將用于內(nèi)部線圈的銀替代為銅(Cu)，內(nèi)部線圈在弱還原氣氛下的氧化問題需要得到解決。
[0011][相關(guān)技術(shù)文件]
[0012]韓國(guó)專利公開號(hào)KR 2011-0128554

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種多層電子元件以及所述多層電子元件的制造方法。該多層電子元件能夠防止因?yàn)槔鐑?nèi)部線圈部件氧化原因造成的導(dǎo)電性降低等問題的發(fā)生，即使當(dāng)燒結(jié)過程是在弱還原氣氛下進(jìn)行的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種多層電子元件可以包括:通過堆疊多個(gè)磁性層形成的磁性體；通過彼此電連接在所述多個(gè)磁性層上形成的多個(gè)內(nèi)部線圈圖案在所述磁性體中形成的內(nèi)部線圈部件；以及形成于所述磁性體端面上并且與所述內(nèi)部線圈部件相連的外部電極，其中，在多個(gè)內(nèi)部線圈圖案之間，包括內(nèi)部線圈部件的引出部分的內(nèi)部線圈圖案配有形成在所述內(nèi)部線圈圖案上的防氧化部件，并且所述防氧化部件具有3%至25%的孔隙率。
[0015]在所述內(nèi)部線圈部件中，所述防氧化部件可以只形成于所述內(nèi)部線圈圖案的部分區(qū)域中，其中設(shè)置有所述內(nèi)部線圈圖案的引出部分。
[0016]所述防氧化部件可以形成于包括所述內(nèi)部線圈部件的引出部分的所述內(nèi)部線圈圖案的整體上。
[0017]所述防氧化部件的孔隙率可以比沒有形成所述防氧化部件的所述內(nèi)部線圈圖案的孔隙率大3%至25%。
[0018]所述防氧化部件可以具有0.3 μ m至15 μ m的孔徑。
[0019]所述內(nèi)部線圈部件可以含有銅(Cu)。
[0020]所述磁性體可以含有選自由錳-鋅基鐵氧體、鎳-鋅基鐵氧體、鎳-鋅-銅基鐵氧體，錳-鎂基鐵氧體，鋇基鐵氧體和鋰基鐵氧體組成的組中的一種或多種。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，制造多層電子元件的方法可以包括:制備多個(gè)磁性片；在所述磁性片上形成內(nèi)部線圈圖案；在所述磁性片上形成內(nèi)部線圈圖案；將上面形成有所述內(nèi)部線圈圖案的所述磁性片堆疊，以形成具有內(nèi)部線圈部件的磁性體，并進(jìn)行燒結(jié)過程；以及形成連接到在燒結(jié)的磁性體的端面上的所述內(nèi)部線圈部件的引出部分的外部電極，其中，在所述內(nèi)部線圈圖案中，包括所述內(nèi)部線圈部件的引出部分的內(nèi)部線圈圖案配有在所述內(nèi)部線圈圖案上形成的防氧化部件。
[0022]所述防氧化部件只形成于所述內(nèi)部線圈圖案的部分區(qū)域中，在其中設(shè)置有所述內(nèi)部線圈部件的所述引出部分。
[0023]所述防氧化部件可以形成在包括所述內(nèi)部線圈部件的引出部分的內(nèi)部線圈圖案的整體之上。
[0024]所述內(nèi)部線圈圖案可以使用含有銅(Cu)的導(dǎo)電膠形成。
[0025]所述防氧化部件可以使用導(dǎo)電膠形成，所述導(dǎo)電膠含有選自由銅(Cu)和碳、石墨烯、氮化硼(BN)和氫硫化鈉(NaHS)組成的組中的一種或多種還原劑。
[0026]形成所述防氧化部件的所述導(dǎo)電膠可以含有0.1重量％至30重量％的還原劑。
[0027]所述還原劑可以通過進(jìn)行燒結(jié)過程中熱解而形成所述防氧化部件中的孔。
[0028]所述防氧化部件可以具有3%至25%的孔隙率。
[0029]所述磁性體可以含有選自由錳-鋅基鐵氧體、鎳-鋅基鐵氧體、鎳-鋅-銅基鐵氧體、錳-鎂基鐵氧體、鋇基鐵氧體和鋰基鐵氧體組成的組中的一種或多種。
[0030]所述燒結(jié)過程可以在850°C至1100°C下進(jìn)行。
【附圖說明】
[0031]通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述和其它方面、特征以及其它優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清楚地得到理解，其中:
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式的多層電子元件的透視圖；
[0033]圖2是沿圖1的A-A’線的剖視圖；
[0034]圖3是根據(jù)本發(fā)明圖2的示例性實(shí)施方式的多層電子元件的分解透視圖；
[0035]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方式的多層電子元件的剖視圖；
[0036]圖5是根據(jù)本發(fā)明圖4的示例性實(shí)施方式的多層電子元件的分解透視圖；
[0037]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的多層電子元件的制造方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)在，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0039]然而，本發(fā)明可以用許多不同方式例示，且不應(yīng)解釋為被限制于本發(fā)明所述的【具體實(shí)施方式】。另外，這些實(shí)施方式的提供使得本發(fā)明是徹底和完整的，并且能充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0040]在圖中，元件的形狀和尺寸可以被放大以清楚，且相同的參考數(shù)字將被貫穿使用以指定相同或類似的元件。
[0041]多層電子元件
[0042]在下文中將描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的多層電子元件。盡管多層感應(yīng)器將被詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限于此。
[0043]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的多層電子元件的透視圖；圖2是沿圖1的A-A,線的剖視圖。
[0044]參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的多層電子元件100可以包括磁性體110、內(nèi)部線圈部件120和外部電極130。
[0045]所述磁性體110可以通過堆疊多個(gè)磁性層形成。形成所述磁性體110的所述多個(gè)磁性層可以在燒結(jié)狀態(tài)下，并且相鄰的磁性層可以結(jié)合以至于不使用掃描電子顯微鏡(SEM)難以確認(rèn)其中的邊界。
[0046]所述磁性體110可以為六面體。六面體的方向?qū)⒈欢x以清楚地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。圖1所示的L、W和T分別指示長(zhǎng)度方向、寬度方向和厚度方向。
[0047]所述磁性體可以含有已知的鐵氧體，例如錳-鋅基鐵氧體、鎳-鋅基鐵氧體、鎳-鋅-銅基鐵氧體、錳-鎂基鐵氧體、鋇基鐵氧體和鋰基鐵氧體等。
[0048]所述內(nèi)部線圈部件120可以包括通過將含有導(dǎo)電金屬的導(dǎo)電膠印刷到形成所述磁性體I1的多層磁性層上至預(yù)定的厚度而形成的內(nèi)部線圈圖案121。
[0049]通孔(via)可以在具有印刷在其預(yù)定位置上的內(nèi)部線圈圖案121的各個(gè)磁性層中而形成，并且形成在所述各個(gè)磁性層上的內(nèi)部線圈圖案121可以通過通孔彼此電連接因而形成線圈。
[0050]形成內(nèi)部線圈圖案121的所述導(dǎo)電金屬?zèng)]有特別的限定，只要金屬具有良好的導(dǎo)電性，例如，銀(Ag)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、金(Au)、銅(Cu)或鉬(Pt)等，這些金屬可以單獨(dú)或以組合的形式被使用。當(dāng)同時(shí)考慮到提高導(dǎo)電性和降低生產(chǎn)成本時(shí)，銅(Cu)作為導(dǎo)電金屬可以被適合地使用。
[0051]防氧化部件125可以形成于所述內(nèi)部線圈圖案121上，所述內(nèi)部線圈圖案121包括在形成內(nèi)部線圈部件120的多個(gè)所述內(nèi)部線圈圖案121之間的所述內(nèi)部線圈部件120的引出部分123。
[0052]當(dāng)在弱還原氣氛下進(jìn)行熱處理燒結(jié)過程時(shí)，暴露在外面的所述內(nèi)部線圈部件120的引出部分123可以被氧化而導(dǎo)電性降低。詳細(xì)地說，在所述內(nèi)部線圈部件120是用銅(Cu)形成的情況下，所述內(nèi)部線圈部件可以相對(duì)更容易被氧化。
[0053]因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，所述防氧化部件125是在包括所述內(nèi)部線圈部件120的所述引出部分123的所述內(nèi)部線圈圖案121上形成的，以至于即使當(dāng)燒結(jié)過程是在弱還原氣氛下進(jìn)行的，由于所述內(nèi)部線圈部件120氧化引起的導(dǎo)電性降低可以被避免。所述防氧化部件125可以通過添加一種或多種還原劑到含有導(dǎo)電金屬的導(dǎo)電膠中并印刷所述導(dǎo)電膠形成，所述還原劑選自由碳、石墨烯、氮化硼(BN)和硫氫化鈉(NaHS)組成的組中的一種或多種。所述還原劑可以在燒結(jié)過程中熱解而形成孔。因此，所述防氧化部件125可以具有3%至25%的孔隙率。
[0054]所述孔隙率可以通過透射性電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)等測(cè)量。在使用電子顯微鏡的情況下，所述防氧化部件125的孔隙率可以通過使用電子顯微鏡掃描其中的橫截面和解釋捕獲的圖像來測(cè)定。另外，在孔徑小于10nm的情況下，所述孔隙率可以通過用超級(jí)切片、離子銑削等方法制備用于測(cè)量孔的薄片樣品，并用TEM觀察薄片樣品。在所述防氧化部件125的孔隙率小于3%的情況下，用于防止內(nèi)部線圈部件120的氧化的還原劑是不夠的，以至于所述內(nèi)部線圈部件120的引出部分123可以被氧化且導(dǎo)電性降低，而在其孔隙率大于25%的情況下，電阻值會(huì)增加。
[0055]所述防氧化部件125的孔隙率可以比沒有形成所述防氧化部件125的所述內(nèi)部線圈圖案121大3%至25%。
[0056]形成于防氧化部件125中的孔可以具有0.3 μ m至15 μ m的孔徑。
[0057]圖3是根據(jù)本發(fā)明圖2的示例性實(shí)施方式的所述多層電子元件的分解透視圖。
[0058]參考圖3，所述防氧化部件125可以形成在包括所述內(nèi)線圈部件120的引出部分123的所述內(nèi)部線圈圖案的整體上。例如，所述防氧化部件125可以形成在包括所述引出部分123的所述內(nèi)部線圈部件120的最上