多层电子组件以及制造该多层电子组件的方法
【专利说明】多层电子组件以及制造该多层电子组件的方法
[0001]本申请要求于2014年3月12号提交到韩国知识产权局的第10-2014-0029181号韩国专利申请的权益，该专利申请的公开通过引用被包含于此。
技术领域
[0002]本公开涉及一种多层电子组件以及制造该多层电子组件的方法。
【背景技术】
[0003]在电子组件中，作为重要的无源元件与电阻器和电容器一起构成电路的电感器被用作用于去除噪声或者构造LC谐振电路等的组件。
[0004]在智能电话、移动信息技术(IT)设备等中使用的诸如功率电感器等的无源元件被用在IMHz或更高的高频带中。因此，已经主要使用了通过混合、焙烧并研磨被称作软磁性铁氧体的多种金属氧化物(例如Fe203、N1, CuO和ZnO)而制备的软磁性材料。
[0005]然而，近来，随着智能电话、移动IT设备等的数据传输量等已经显著地增加，对于数据的高速处理来说，中央处理单元(CPU)的切换频率增加，并且由于智能手机屏幕的高分辨率和面积的增加等而导致在移动设备等中功耗的量已经快速增加。由于如上所述的在移动设备中的功耗的量增加，所以在诸如CPU、显示单元和功率管理模块等的驱动电路的设计中使用的诸如功率电感器等的多个无源元件需要具有高功耗效率特性。
[0006]根据如上所述的用于提高功率电感器等的效率的需求，已经生产出如下的功率电感器元件的产品:通过用精细金属粉末替换软磁性铁氧体材料，从而能够用在IMHz或更高的高频带中，并且通过显著地降低涡流损耗等，从而能够具有提高的能耗效率和直流偏压特性。
[0007]根据相关技术，作为利用金属粉末的电感器，已经使用了薄膜电感器和卷绕电感器。
[0008]薄膜电感器通过如下方法制造:通过镀覆方法在诸如印刷电路板(PCB)等的板上形成铜线部分；将通过混合金属粉末和环氧树脂所获得的金属粉末环氧混合材料压制成型以围绕铜线部分；并且通过热处理执行环氧树脂的固化工艺。
[0009]卷绕电感器可以通过如下工艺制造:卷绕铜线；利用其中金属和环氧树脂彼此混合的复合材料来围绕卷绕的铜线；将围绕的卷绕铜线在高压下在模中按压成型以实现芯片形状；然后通过热处理使环氧树脂固化。
[0010]与铁氧体多层电感器相比，通过如上所述的两种方法制造的电感器具有显著的优良的直流(DC)偏压特性，并且作为通过评估功率管理集成电路(PMIC)模块组等的性质而获得的结果，效率提高了若干百分比或更多的量。
[0011]如上所述，除了由于应用金属粉末而提高电感器的DC偏压特性和电感器效率特性的优点之外，为了同时获得大批量生产的可能性，已经研究了金属磁性多层电感器。金属磁性多层电感器可以通过以下方法制造:通过以片形式形成金属粉末和聚合物的均匀混合物来代替氧化物铁氧体片；以及对金属磁性片执行诸如穿孔工艺、内部导体印刷工艺、堆叠工艺和烧结工艺等一系列工艺。
[0012]在这种金属磁性多层电感器中，可以实现与薄膜电感器或卷绕电感器相似的DC偏压特性，但是需要提高影响电感器的效率特性的品质因子(Q)值并且减小直流电阻Rdc。
[0013]效率特性主要受磁性材料在低电流区域中的芯损耗的影响并且主要受内部线圈在高电流区域中的电阻的影响。具体地讲，为了提高在与待机功率的使用时间直接相关的低电流中的电感器效率，应该使用具有低的芯损耗和高的磁导率的金属磁性材料。
[0014]【相关技术文档】
[0015]日本专利公开公布N0.2007-027354
【发明内容】
[0016]本公开的一些实施例可以提供一种多层电子组件和制造该多层电子组件的方法，所述多层电子组件具有优良的直流(DC)偏压特性并且通过提高磁性材料的芯损耗特性并且降低直流电阻Rdc而能够具有提高的效率。
[0017]根据本公开的一些实施例，一种多层电子组件可以包括:多个金属磁性层；内部导体层，包括形成在金属磁性层上的阴性印刷部分和内部线圈图案部分；以及上覆盖层和下覆盖层，形成在包括多个金属磁性层和内部导体层的有效部分的上部和下部上，其中，上覆盖层和下覆盖层包含具有8 μ m至25 μ m的粒径的金属磁性颗粒，阴性印刷部分包含具有5 μ m至15 μ m的粒径的金属磁性颗粒,有效部分的金属磁性层包含具有I μ m至10 μ m的粒径的金属磁性颗粒。
[0018]金属磁性颗粒可以形成为在其表面上具有金属氧化物膜，并且金属氧化物膜可以结合到与其相邻的金属磁性颗粒的金属氧化物膜。
[0019]金属磁性颗粒可以形成为彼此分隔开。
[0020]形成在包含在上覆盖层和下覆盖层中的金属磁性颗粒的表面上的金属氧化物膜可以具有200nm至300nm的厚度。
[0021]形成在包含在阴性印刷部分和有效部分的金属磁性层中的金属磁性颗粒的表面上的金属氧化物膜可以具有50nm至200nm的厚度。
[0022]金属磁性颗粒可以利用包含从由Fe、S1、Cr、Al和Ni组成的组中选择的一种或更多种的合金来形成。
[0023]上覆盖层和下覆盖层、阴性印刷部分以及有效部分的金属磁性层可以包含形成为在其表面上具有金属氧化物膜的金属磁性颗粒，并且在金属磁性颗粒之间的空间可以填充有聚合物树脂。
[0024]聚合物树脂可以占上覆盖层和下覆盖层、阴性印刷部分和有效部分的金属磁性层的剖面面积的10%至30%。
[0025]内部线圈图案部分和堆叠在内部线圈图案部分的一个表面上的金属磁性层可以彼此分隔开以形成非接触部分。
[0026]根据本公开的一些实施例，一种多层电子组件可以包括:多个金属磁性层；内部导体层，包括形成在金属磁性层上的内部线圈图案部分和阴性印刷部分；以及上覆盖层和下覆盖层，形成在包括多个金属磁性层和内部导体层的有效部分的上部和下部上，其中，上覆盖层和下覆盖层、阴性印刷部分和有效部分的金属磁性层包含形成为在其表面上具有金属氧化物膜的金属磁性颗粒，所包含的金属磁性颗粒的最大粒径以有效部分的金属磁性层、阴性印刷部分以及上覆盖层和下覆盖层的顺序增加。
[0027]包含在有效部分的金属磁性层中的金属磁性颗粒的最大粒径可以是10 μ m，包含在阴性印刷部分中的金属磁性颗粒的最大粒径可以是15 μ m，包含在上覆盖层和下覆盖层中的金属磁性颗粒的最大粒径可以是25 μ m。
[0028]形成在包含在上覆盖层和下覆盖层中的金属磁性颗粒的表面上的金属氧化物膜可以具有200nm至300nm的厚度。
[0029]形成在包含在阴性印刷部分和有效部分的金属磁性层中的金属磁性颗粒的表面上的金属氧化物膜可以具有50nm至200nm的厚度。
[0030]上覆盖层和下覆盖层、阴性印刷部分和有效部分的金属磁性层可以包含填充金属磁性颗粒之间的空间的聚合物树脂。
[0031]内部线圈图案部分和堆叠在内部线圈图案部分的一个表面上的金属磁性层可以彼此分隔开以形成非接触部分。
[0032]根据本公开的一些实施例，一种制造多层电子组件的方法可以包括:准备多个金属磁性片；在金属磁性片上形成内部线圈图案部分；利用磁性糊围绕内部线圈图案部分形成阴性印刷部分；堆叠其上形成有内部线圈图案部分和阴性印刷部分的多个金属磁性片，以形成有效部分；以及在有效部分的上部和下部上进一步堆叠多个金属磁性片以形成包括形成在其中的上覆盖层和下覆盖层的多层主体，其中，形成上覆盖层和下覆盖层的金属磁性片包含具有9 μ m至11 μ m的D5tl的金属磁性颗粒，形成阴性印刷部分的磁性糊包含具有7 μ m至8 μ m的D5tl的金属磁性颗粒,形成有效部分的金属磁性片包含具有3μηι至5μηι的D50的金属磁性颗粒。
[0033]所述方法还可以包括:在内部线圈图案部分和堆叠在内部线圈图案部分的一个表面上的金属磁性片之间的空间中形成用于形成间隙的聚合物，并且用于形成间隙的聚合物可以在烧结工艺期间热解以在内部线圈图案部分和金属磁性层之间形成非接触部分。
[0034]所述方法还可以包括:在烧结多层主体之后，用聚合物树脂填充上覆盖层和下覆盖层、阴性印刷部分和有效部分的金属磁性层的金属磁性颗粒之间的空间。
【附图说明】
[0035]通过下面结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其它方面、特征和其它优点将更清楚地被理解，在附图中:
[0036]图1是根据本公开的示例性实施例的多层电子组件的透视图；
[0037]图2是沿着图1的Ι-Γ线截取的剖视图；
[0038]图3是图2的A部分的示意放大图；
[0039]图4是图2的B部分的示意放大图；
[0040]图5是图2的C部分的示意放大图；
[0041]图6是根据本公开的另一示例性实施例的多层电子组件的剖视图；
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