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]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年5月7日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請N0.10-2014-0054422的優先權，該韓國專利申請的全部內容并入本申請中作為參考。
【背景技術】
[0003]本發明涉及一種多層電子元件及其制造方法。
[0004]感應器，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合以形成諧振電路，能夠在特定頻帶、過濾器等中放大信號。
[0005]近來，由于微型化和高功能化的電子設備的需求，電力消耗增加。與電力消耗增加相一致，電子設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頻率，輸出電流增加，因此，用于穩定電源管理集成電路或者直流-直流變換器的電源感應器越來越多地被使用。
[0006]在這樣的趨勢下，隨著直流-直流變換器電路中電源感應器的使用，以金屬絲纏繞在金屬基磁性材料部分的纏繞式感應器已經被普遍使用，但是這種感應器有小型化的基本限制。因此，近來，多層感應器已經越來越多地替代纏繞式感應器而被使用。
[0007]所述多層感應器通過在磁性片上印刷內部導體和進行一系列的如沖孔、堆疊、燒結等過程進行制造。
[0008]在此，在為了防止內部導體氧化的熱處理燒結過程是在如N2、H2等的還原氛圍下進行的情況下，會產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，鐵氧體多層感應器需要在例如Ni/N1平衡氧分壓的弱還原氣氛下進行燒結。
[0009]然而，在上文所描述的燒結過程是在弱還原氣氛下進行以防止鐵氧體的還原引起的磁性減弱的問題的情況下，內部線圈的引出部分仍接觸氧氣，以至于發生氧化反應而且導電性可能減弱。
[0010]特別地，為了降低制造成本，用于內部線圈的昂貴的銀(Ag)被便宜的銅(Cu)所取代。由于銅(Cu)相對于銀(Ag)更易于氧化，為了將用于內部線圈的銀替代為銅(Cu)，內部線圈在弱還原氣氛下的氧化問題需要得到解決。
[0011][相關技術文件]
[0012]韓國專利公開號KR 2011-0128554
【發明內容】
[0013]本發明的一個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為例如內部線圈部件氧化原因造成的導電性降低等問題的發生，即使當燒結過程是在弱還原氣氛下進行的。
[0014]根據本發明的一個方面，一種多層電子元件可以包括:通過堆疊多個磁性層形成的磁性體；通過彼此電連接在所述多個磁性層上形成的多個內部線圈圖案在所述磁性體中形成的內部線圈部件；以及形成于所述磁性體端面上并且與所述內部線圈部件相連的外部電極，其中，在多個內部線圈圖案之間，包括內部線圈部件的引出部分的內部線圈圖案配有形成在所述內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]在所述內部線圈部件中，所述防氧化部件可以只形成于所述內部線圈圖案的部分區域中，其中設置有所述內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部線圈部件的引出部分的所述內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]根據本發明的另一方面，制造多層電子元件的方法可以包括:制備多個磁性片；在所述磁性片上形成內部線圈圖案；在所述磁性片上形成內部線圈圖案；將上面形成有所述內部線圈圖案的所述磁性片堆疊，以形成具有內部線圈部件的磁性體，并進行燒結過程；以及形成連接到在燒結的磁性體的端面上的所述內部線圈部件的引出部分的外部電極，其中，在所述內部線圈圖案中，包括所述內部線圈部件的引出部分的內部線圈圖案配有在所述內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部線圈圖案的部分區域中，在其中設置有所述內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部線圈部件的引出部分的內部線圈圖案的整體之上。
[0024]所述內部線圈圖案可以使用含有銅(Cu)的導電膠形成。
[0025]所述防氧化部件可以使用導電膠形成，所述導電膠含有選自由銅(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行燒結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]所述燒結過程可以在850°C至1100°C下進行。
【附圖說明】
[0031]通過下面結合附圖的詳細說明，本發明的上述和其它方面、特征以及其它優點將會更加清楚地得到理解，其中:
[0032]圖1是根據本發明的一種示例性實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是根據本發明圖2的示例性實施方式的多層電子元件的分解透視圖；
[0035]圖4是根據本發明的一種示例性實施方式的多層電子元件的剖視圖；
[0036]圖5是根據本發明圖4的示例性實施方式的多層電子元件的分解透視圖；
[0037]圖6是根據本發明的示例性實施方式的多層電子元件的制造方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]現在，將參照附圖詳細描述本發明的實施方式。
[0039]然而，本發明可以用許多不同方式例示，且不應解釋為被限制于本發明所述的【具體實施方式】。另外，這些實施方式的提供使得本發明是徹底和完整的，并且能充分傳達本發明的范圍給本領域技術人員。
[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本發明的示例性實施方式的多層電子元件。盡管多層感應器將被詳細描述，但本發明并不限于此。
[0043]圖1是根據本發明的示例性實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，根據本發明的示例性實施方式的多層電子元件100可以包括磁性體110、內部線圈部件120和外部電極130。
[0045]所述磁性體110可以通過堆疊多個磁性層形成。形成所述磁性體110的所述多個磁性層可以在燒結狀態下，并且相鄰的磁性層可以結合以至于不使用掃描電子顯微鏡(SEM)難以確認其中的邊界。
[0046]所述磁性體110可以為六面體。六面體的方向將被定義以清楚地描述本發明的示例性實施方式。圖1所示的L、W和T分別指示長度方向、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]所述內部線圈部件120可以包括通過將含有導電金屬的導電膠印刷到形成所述磁性體I1的多層磁性層上至預定的厚度而形成的內部線圈圖案121。
[0049]通孔(via)可以在具有印刷在其預定位置上的內部線圈圖案121的各個磁性層中而形成，并且形成在所述各個磁性層上的內部線圈圖案121可以通過通孔彼此電連接因而形成線圈。
[0050]形成內部線圈圖案121的所述導電金屬沒有特別的限定，只要金屬具有良好的導電性，例如，銀(Ag)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、金(Au)、銅(Cu)或鉬(Pt)等，這些金屬可以單獨或以組合的形式被使用。當同時考慮到提高導電性和降低生產成本時，銅(Cu)作為導電金屬可以被適合地使用。
[0051]防氧化部件125可以形成于所述內部線圈圖案121上，所述內部線圈圖案121包括在形成內部線圈部件120的多個所述內部線圈圖案121之間的所述內部線圈部件120的引出部分123。
[0052]當在弱還原氣氛下進行熱處理燒結過程時，暴露在外面的所述內部線圈部件120的引出部分123可以被氧化而導電性降低。詳細地說，在所述內部線圈部件120是用銅(Cu)形成的情況下，所述內部線圈部件可以相對更容易被氧化。
[0053]因此，根據本發明的示例性實施方式，所述防氧化部件125是在包括所述內部線圈部件120的所述引出部分123的所述內部線圈圖案121上形成的，以至于即使當燒結過程是在弱還原氣氛下進行的，由于所述內部線圈部件120氧化引起的導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電金屬的導電膠中并印刷所述導電膠形成，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切片、離子銑削等方法制備用于測量孔的薄片樣品，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，用于防止內部線圈部件120的氧化的還原劑是不夠的，以至于所述內部線圈部件120的引出部分123可以被氧化且導電性降低，而在其孔隙率大于25%的情況下，電阻值會增加。
[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是根據本發明圖2的示例性實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線圈部件120的引出部分123的所述內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的所述內部線圈部件120的最上