[发明专利]多层电子元件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2014年4月2日提交的韩国专利申请No.10-2014-0039320的优先权，将该韩国专利申请的内容并入本申请中作为参考。

技术领域

本发明涉及一种多层电子元件及其制造方法。

背景技术

使用陶瓷材料的电子元件的例子包括电容器、电感器、压电器件(piezoelectric elements)、变阻器、热敏电阻等。

在如上所述的陶瓷电子元件中，电感器，作为一种重要的且与电阻器和电容器一同构成电子电路的无源器件，被用作去除噪声或构成LC谐振电路的元件，使用磁性组合物制造陶瓷电子元件。

根据电感器的结构的不同，可以将电感器划分为多层电感器、绕组电感器(winding inductor)、薄膜电感器等，就电感器的制造方法和应用范围而言，其中存在着差异。

例如，可以通过围绕铁氧体磁芯(ferrite core)缠绕线圈设置绕组电感器，但是，由于线圈间的杂散电容(stray capacitance)，例如，可以产生导线间的电容，在为了获得相对高的电感而增加匝数的情况下，高频特性可能会恶化。

以多层体的形式制造多层电感器，在该多层体中，层叠使用铁氧体或具有相对低的介电常数(permittivity)的介电材料而设置的多个陶瓷片，将线圈形成的金属图案设置在陶瓷片上。多层电感器具有通过设置在对应陶瓷片中的导电通孔(conductive via)将对应陶瓷片上设置的线圈形成的金属图案依次彼此连接以及在层叠方向上彼此重叠的结构。

与绕组电感器相比，这样的多层电感器具有简单的结构，可以实现小型化，具有更具竞争力的价格，但是存在的缺点为根据直流(DC)-偏差的电感(L)的变化率会增加。因此，为了解决该缺点，在将介电材料(非磁性材料)插入电感器中间的情况下，尽管可以降低有效的磁导率(magnetic permeability)，但是会显著降低电感(L)的变化率，使得可以制造在相对高的电流下使用的多层功率电感器。

在这样多层传感器的情况下，在介电材料(非磁性材料)和磁性材料间设置异质结，并且就材料而言，介电材料和磁性材料需要彼此匹配。作为在异质结中可能会发生的缺陷，可能存在脱层、扩散和断裂，磁性材料和插入材料间的分裂等。在烧结前，在层间粘附力相对较弱的情况下，在进行切割过程时会发生脱层。然而，在烧结后，脱层可能会由于由插入材料部分和陶瓷体间的烧结收缩行为的差异所引起的应力而发生。由于由插入材料部分和陶瓷体间产生的烧结收缩行为的差异所引起的内部应力的差异，在烧结过程或烧结后的冷却过程期间，断裂和层间分裂也可能会发生。

例如，在磁性层的材料是Zn-Cu铁氧体系材料的情况下，非磁性层的材料可以是(Zn、Cu)Ti₂O₄。Zn-Cu铁氧体系材料和(Zn、Cu)Ti₂O₄均具有尖晶石结构且含有相同的元素(Zn或Cu)，在磁性层和非磁性层间的界面发生扩散，从而便于黏合过程。然而，在磁性层和非磁性层间发生扩散以降低非磁性层的厚度，可以使得芯片电感、直流电阻(RDC)等被改变。另外，由于磁性层的收缩行为与非磁性层的收缩行为的不同，通过降低非磁性层的厚度会发生脱层和断裂。

[相关技术文献]

韩国专利公开号2013-0076285

发明内容

本发明示例性实施方式可提供一种多层电子元件，该多层电子元件能够防止介电材料(非磁性材料)和磁性材料间的异介结中发生脱层、扩散和断裂，以及磁性材料和插入材料间发生分裂，以及该多层电子元件的制造方法。

根据本发明的一些实施方式，多层电子元件可以包括：包括多个磁性层的陶瓷体，设置在磁性层间的非磁性层，设置在陶瓷体中的在多个磁性层和非磁性层中的至少一个层上的并具有多个彼此电连接的内部线圈图案的内部线圈部件，以及设置在陶瓷体的端表面上且与内部线圈部件连接的外部电极，其中，所述非磁性层含有Nb₂O₅系介电材料。