(57)【要約】      （修正有）【課題】ギャップ層の拡散現象を防止し、ＤＣ−ｂｉａｓ特性及びｂｉａｓ−ＴＣＬ特性を向上させたインダクターを提供する。また、薄型化が可能で、且つ容量特性を向上させたインダクターを提供する。【解決手段】インダクター１００は、素子ボディー１１０及び素子ボディー内に備えられ、金属酸化物及び収縮率調節剤を有するギャップ層（ｇａｐ  ｌａｙｅｒ）１３０を含む。さらに、前記金属酸化物は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。【選択図】図１
2014131012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子ボディーと、
前記素子ボディー内に備えられ、金属酸化物及び収縮率調節剤を有するギャップ層（ｇａｐ  ｌａｙｅｒ）と、を含むインダクター。
【請求項２】
前記金属酸化物は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）のうち少なくともいずれか一つを含む請求項１に記載のインダクター。
【請求項３】
前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、Ｂｉ−Ｌｉ化合物系酸化物、及びＢｉ−Ｂ化合物系酸化物のうち少なくともいずれか一つを含む請求項１又は２に記載のインダクター。
【請求項４】
前記インダクターのギャップ層の透磁率は、４以下である請求項１から３のいずれか一項に記載のインダクター。
【請求項５】
前記金属酸化物の平均粒径は、０．２５μｍ以下である請求項１から４のいずれか一項に記載のインダクター。
【請求項６】
前記ギャップ層は、２０μｍ以下の厚さを有する請求項１から５のいずれか一項に記載のインダクター。
【請求項７】
前記ギャップ層は、１０．００％以上の収縮率を有する請求項１から６のいずれか一項に記載のインダクター。
【請求項８】
前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマスであり、前記ギャップ層内のビスマスの含量は、１．３ｗｔ％未満である請求項１から７のいずれか一項に記載のインダクター。
【請求項９】
前記素子ボディーは、複数のシートからなり、前記複数のシートの各々は、ＮｉＺｎＣｕ  ｆｅｒｒｉｔｅ系列の磁性体からなる請求項１から８のいずれか一項に記載のインダクター。
【請求項１０】
インダクターの素子ボディー内に備えられるギャップ層の製造のための組成物において、
金属酸化物と収縮率調節剤を含むインダクターのギャップ層（ｇａｐ  ｌａｙｅｒ）を製造するための組成物。
【請求項１１】
前記金属酸化物は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）のうち少なくともいずれか一つであり、前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、Ｂｉ−Ｌｉ化合物系酸化物、及びＢｉ−Ｂ化合物系酸化物のうち少なくともいずれか一つを含む請求項１０に記載のインダクターのギャップ層を製造するための組成物。
【請求項１２】
前記金属酸化物は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）であり、前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）であり、前記二酸化ジルコニウムと前記三酸化二ビスマスの含量比は、９８．７５：１．２５〜９５．００：５．００である請求項１１に記載のインダクターのギャップ層を製造するための組成物。
【請求項１３】
前記収縮率調節剤は、前記二酸化ジルコニウムに対して１．００ｍｏｌ％以上に添加される請求項１１又は１２に記載のインダクターのギャップ層を製造するための組成物。
【請求項１４】
前記収縮率調節剤は、前記二酸化ジルコニウムに対して５．００ｍｏｌ％未満に添加される請求項１１から１３のいずれか一項に記載のインダクターのギャップ層を製造するための組成物。
【請求項１５】
前記二酸化ジルコニウムの平均粒径は、０．２５μｍ以下である請求項１１から１４のいずれか一項に記載のインダクターのギャップ層を製造するための組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクター及びそのギャップ層を製造するための組成物に関し、より詳しくは、薄型化が可能であり、容量特性が向上したインダクター及びそのギャップ層の製造のための組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近モバイル機器の小型化及び複合機能化が進行するにつれて、電子部品も超小型化が進行している。このような傾向に応じて、高いインダクタンス特性及び高いＱ（ｈｉｇｈ−Ｑ）特性を有し、且つ小型化及び薄膜化も可能な薄膜型チップインダクターが開発されている。
【０００３】
一般的な薄膜型チップインダクターは、セラミック絶縁シートを積層させてなる多層構造を有する素子ボディー、前記素子ボディー内で前記シートの各々に形成されてコイル構造をなす内部電極、前記素子ボディーの外部の両終端に形成される外部電極、及び前記素子ボディー内で前記内部電極を区画するギャップ層で構成されることができる。前記ギャップ層は、非磁性体材質からなり、前記素子ボディーの中央で磁束を切ることによって、電流印加による前記インダクターのインダクタンスＬ値の変化を減らすためのものである。
【０００４】
前記ギャップ層の材料は、普通ＺｎＣｕ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分として使用し、これに焼結性確保のためにＣｕＯを添加したりＦｅの含量を調節したりする。すなわち、ギャップ層の機能側面では、前記ギャップ層の材料を完全な非磁性体材料を使用することが好ましいが、完全な非磁性体材料としては素子ボディーの製造工程の際焼結性が確保されないため、磁性が少し発生することを勘案しても、ＣｕＯのような材料を添加するようになる。
【０００５】
しかし、前記のような材料としてギャップ層を具現する場合、次のような問題点が発生する。
【０００６】
第一に、前記のようなギャップ層は、インダクターの特性を低下させる。一般的に、ＺｎＣｕ  ｆｅｒｒｔｅ系列のｆｅｒｒｉｔｅを主成分とするギャップ層は、素子ボディーの材料に含まれているニッケル（Ｎｉ）成分が前記ギャップ層に拡散され、また、ギャップ層の亜鉛（Ｚｎ）成分が素子ボディーに拡散される。このような拡散現象により前記ギャップ層の厚さが実質的に薄くなり、インダクターのＤＣ−ｂｉａｓ特性及びｂｉａｓ−ＴＣＬ特性が低下する。これを防止するためには、前記ギャップ層の厚さを増加させなければならないが、前記ギャップ層の厚さを増加させる場合、厚いギャップ層シートを使用するため、インダクターの薄型化の具現が困難になる。
【０００７】
第二に、前記のようなギャップ層は、インダクターの容量特性を低下させる。既存の非磁性体Ｚｎ−Ｔｉ  ｆｅｒｒｉｔｅ系列の誘電体からなるギャップ層は、前記インダクターの製造のための焼成工程を実行する過程で、Ｔｉ物質が素子ボディーに拡散する。特に、前記焼成温度が高まるほど、前記Ｔｉ物質の素子ボディーへの拡散現象は大きくなり、これにより、素子ボディーの磁性特性が悪くなって、前記インダクターの容量特性が低下する。
【０００８】
第三に、Ｆｅ組成の拡散やＮｉ成分の拡散によるインダクターの特性低下が発生する。すなわち、一般的なギャップ層は、焼結性確保のためにＣｕＯを添加するようになる。しかし、ＣｕＯの添加によって前記ギャップ層材料は、磁性を有するようになり、このような磁性特性は、Ｃｕの添加量ほど増加することもできる。また、実温で非磁性を有するギャップ材料が略９００℃以上の焼成温度ではＦｅの拡散により磁性を有するようになる。このような拡散現象により、素子ボディーの磁性特性を低下させ、前記インダクターの容量を低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１１−０１１６０４１号公報
【特許文献２】韓国公開特許第１０−２０１０−０１２７８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、ギャップ層の拡散現象を防止し、ＤＣ−ｂｉａｓ特性及びｂｉａｓ−ＴＣＬ特性を向上させたインダクターを提供することにある。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、薄型化が可能で、且つ容量特性を向上させたインダクターを提供することにある。
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、ギャップ層の拡散現象を防止し、インダクターのＤＣ−ｂｉａｓ特性及びｂｉａｓ−ＴＣＬ特性を向上させることができるギャップ層の製造のための組成物を提供することにある。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、インダクターの薄型化及び容量特性を向上させることができるインダクターのギャップ層の製造のための組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるインダクターは、素子ボディーと、前記素子ボディー内に備えられ、金属酸化物及び収縮率調節剤を有するギャップ層（ｇａｐ  ｌａｙｅｒ）と、を含む。
【００１５】
本発明の実施形態によると、前記金属酸化物は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００１６】
本発明の実施形態によると、前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、Ｂｉ−Ｌｉ化合物系酸化物、及びＢｉ−Ｂ化合物系酸化物のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００１７】
本発明の実施形態によると、前記インダクターのギャップ層の透磁率は、４以下であってもよい。
【００１８】
本発明の実施形態によると、前記金属酸化物の平均粒径は、０．２５μｍ以下である酸化ジルコニウムであってもよい。
【００１９】
本発明の実施形態によると、前記ギャップ層は、２０μｍ以下の厚さを有することができる。
【００２０】
本発明の実施形態によると、前記ギャップ層は、１０．００％以上の収縮率を有することができる。
【００２１】
本発明の実施形態によると、前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマスであり、前記ギャップ層内のビスマスの含量は、１．３ｗｔ％未満であってもよい。
【００２２】
本発明の実施形態によると、前記素子ボディーは、複数のシートからなり、前記シートの各々は、ＮｉＺｎＣｕ  ｆｅｒｒｉｔｅ系列の磁性体からなることができる。
【００２３】
本発明によるインダクターのギャップ層の製造のための組成物は、金属酸化物と収縮率調節剤を含む。
【００２４】
本発明の実施形態によると、前記金属酸化物は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）のうち少なくともいずれか一つであり、前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、Ｂｉ−Ｌｉ化合物系酸化物、及びＢｉ−Ｂ化合物系酸化物のうち少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００２５】
本発明の実施形態によると、前記金属酸化物は、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）であり、前記収縮率調節剤は、三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）であり、前記酸化ジルコニウムと前記三酸化二ビスマスの含量比は、９８．７５：１．２５〜９５．００：５．００であってもよい。
【００２６】
本発明の実施形態によると、前記収縮率調節剤は、前記酸化ジルコニウムに対して１．００ｍｏｌ％以上に添加されることができる。
【００２７】
本発明の実施形態によると、前記収縮率調節剤は、前記酸化ジルコニウムに対して５．００ｍｏｌ％未満に添加されることができる。
【００２８】
本発明の実施形態によると、前記酸化ジルコニウムの平均粒径は、０．２５μｍ以下である二酸化ジルコニウムを含むことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によるインダクターは、ギャップ層を酸化ジルコニウムと酸化ビスマスの混合材料で構成し、製造過程でギャップ層の拡散現象を防止することによって、ＤＣ−ｂｉａｓ特性及びｂｉａｓ−ＴＣＬ特性を向上させることができる。
【００３０】
本発明によるインダクターは、ＺｎＣｕＦｅＯ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分として使用するギャップ層に比べて、ギャップ層の厚さを薄くすることで薄型化が可能であり、相対的に素子ボディーの厚さを増加させることができるため、インダクターの容量を増加させることができる。
【００３１】
本発明によるインダクターのギャップ層の製造のための組成物は、酸化ジルコニウムを主成分にして収縮率調節剤である酸化ビスマスからなり、ＺｎＣｕＦｅＯ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分とするギャップ層に比べて、ギャップ層の拡散現象を防止することでインダクターのＤＣ−ｂｉａｓ特性及びｂｉａｓ−ＴＣＬ特性を向上させることができる。
【００３２】
本発明によるインダクターのギャップ層の製造のための組成物は、ＺｎＣｕＦｅＯ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分とするギャップ層に比べて、ギャップ層の厚さを薄くすることができるため、インダクターを薄型化して容量を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態によるインダクターを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるインダクターとＴｉ系列材料からなるギャップ層を有するインダクターの直流電流印加によるインダクタンス変化率を示すグラフである。
【図３】ＺｒＯ２及びＢｉ２Ｏ３の二成分系組成比による収縮率を示すグラフである。
【図４】本発明の実施形態によるインダクターのギャップ層の厚さ変化による初期インダクタンス値を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態によるインダクターのギャップ層の厚さ変化によるＤＣ−ｂｉａｓ変化によるインダクタンス値を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態によるインダクターの温度変化によるＤＣ−ｂｉａｓ（ＴＣＬ−ｂｉａｓ）特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の利点及び特徴、それらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明らかになるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現されることができる。本実施形態は、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されることができる。明細書の全文における同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。
【００３５】
本明細書で使われている用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するためのものではない。本明細書で、単数形は文章で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われている'含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）'及び／または'含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）'は言及された構成要素、段階、動作及び／または素子は、一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び／または素子の存在または追加を排除しない。
【００３６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態によるインダクター及びそのギャップ層の製造のための組成物に対して詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の実施形態によるインダクターを示す断面図である。図１を参照すると、本発明の実施形態によるインダクター１００は、素子ボディー１１０、電極構造物１２０、及びギャップ層（ｇａｐ  ｌａｙｅｒ）１３０を含むことができる。
【００３８】
前記素子ボディー１１０は、複数のシート１１２からなる多層構造を有することができる。前記シート１１２は、複数の非磁性体セラミック絶縁シートまたはフェライト磁性体シートを積層させてなることができる。前記シート１１２の各々は、ｆｅｒｒｉｔｅ系列の磁性体からなるシートであってもよい。より具体的に、前記シート１１２の各々は、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトからなる磁性体シートであってもよい。前記Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕフェライトは、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ、及びＣｕＯなどを選択的に含むフェライトであってもよい。選択的に、前記磁性体シートの材料として、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、及びその他の多様な物質がさらに含まれることもできる。
【００３９】
前記電極構造物１２０は、前記素子ボディー１１０の内部に備えられた内部電極１２２及び前記素子ボディー１１０の外部に備えられた外部電極１２４を有することができる。前記内部電極１２２は、それぞれの前記シート１１２上に形成された回路パターンが一つの多層コイル形態をなす構造を有することができる。前記内部電極１２２は、銀（Ａｇ）材質の回路パターンであってもよい。前記外部電極１２４は、前記インダクター１００を外部電子機器（図示せず）に電気的に接続させるためのものであってもよい。前記外部電極１２４は、前記内部電極１２２に電気的に連結され、前記素子ボディー１１０の両終端に各々備えられることができる。前記外部電極１２４は、外部端子としての金属層及び前記金属層に対してメッキ工程を実行して形成されたニッケル（Ｎｉ）またはスズ（Ｓｎ）からなるメッキ層からなることができる。
【００４０】
前記ギャップ層１３０は、前記素子ボディー１１０の内部で前記シート１１２の間に備えられることができる。前記ギャップ層１３０は、前記シート１１２の間で前記シート１１２の平行方向に配置され、前記素子ボディー１１０を複数の領域に区画させることができる。前記領域の各々に発生する磁場は、前記ギャップ層１３０により遮断されることで、前記領域の間には磁場の流れが最小化されることができる。前記ギャップ層１３０は、前記のような磁場遮断機能側面で、完全な非磁性体材料で具現することが好ましい。
【００４１】
前記ギャップ層１３０は、高温焼成用絶縁材料を主成分にすることができる。前記高温焼成用絶縁材料は、前記インダクター１００の製造のための焼成工程の温度が略８００℃以上の高温である場合に使われる絶縁材料と定義されることができる。一例として、前記高温焼成用絶縁材料としては二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）が使われることができる。他の例として、前記高温焼成用絶縁材料としては酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）のうち少なくともいずれか一つが使われることができる。前記二酸化ジルコニウムは、略０．２５μｍ以下、より好ましくは、０．２０μｍの平均粒子の大きさを有することが好ましい。ここで、前記平均粒子の大きさは、一定サイズのサンプルで確認される平均粒径と定義されることができる。一例として、前記平均粒径は、サンプルを粒度分析器（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｓｉｚｅ  ａｎａｌｙｚｅｒ）で分析した結果、粒度累積分布（Ｄ５０）の略５０％地点の値であると定義されることができる。前記二酸化ジルコニウムの平均粒子の大きさが０．２５μｍを超過する場合、前記ギャップ層１３０の収縮率が減少されることができる。
【００４２】
前記ギャップ層１３０は、前記ギャップ層１３０の製造のための組成物に添加された収縮率調節剤の残留物が含まれることができる。前記ギャップ層１３０は、前記素子ボディー１１０の製造工程の際発生する前記素子ボディー１１０の収縮率とほぼ同一にすることが、前記インダクター１００の製造効率を上げることができる。より具体的に、焼成過程で前記ギャップ層１３０と前記素子ボディー１１０の収縮率が互いに異なる場合、このような収縮率差による前記ギャップ層１３０と前記素子ボディー１１０の界面でデラミネーション（ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）またはクラック（ｃｒａｃｋ）などの工程上不良が発生することができる。したがって、前記収縮率調節剤は、前記のような収縮率差を最小化するように提供されることができる。また、前記ギャップ層１３０と前記素子ボディー１１０との間の接合力が低い場合にも前記のような不良が発生することができるため、前記収縮率調節剤は、前記ギャップ層１３０と前記素子ボディー１１０との間の接合力を高めることができる材料を使用することが好ましい。
【００４３】
一例として、前記収縮率調節剤としては三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）が使われることができる。他の例として、前記収縮率調節剤としてはＢｉ−Ｌｉ化合物系酸化物及びＢｉ−Ｂ化合物系酸化物のうち少なくともいずれか一つが使われることもできる。前記収縮率調節剤として三酸化二ビスマスを使用する場合、前記三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）は、前記高温焼成用材料である二酸化ジルコニウムからなる前記ギャップ層１３０に収縮率を調節するための材料となり、このとき、収縮率は、略１０．００％以上になるようにその添加量が調節されることが好ましい。
【００４４】
また、前記収縮率調節剤は、前記ギャップ層１３０に対し、焼成後の完成品に略０．１ｗｔ％以上含まれることができる。前記収縮率調節剤の含量が０．１ｗｔ％以下である場合、前記ギャップ層１３０を製造するための焼成工程を進行する過程で十分な収縮率が確保されなくて、製造工程効率が低下することができる。前記収縮率調節剤として酸化ビスマスを使用する場合、前記焼成工程を実行する過程で一部が熱により気化されてなくなることができるため、その含量は、最初前記ギャップ層の製造のための組成物に比べて多少少なくなることができ、前記収縮率調節剤の含量が０．１ｗｔ％以上ということは、前記焼成工程で前記収縮率調節剤の一部が除去されることを考慮した数値である。前記ギャップ層の製造のための組成物状態での前記収縮率調節剤の好ましい含量に対する説明は後述する。
【００４５】
一方、前記ギャップ層１３０の厚さＴ１は、略２５μｍ以下に調節されることができる。ＺｎＣｕ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分として使用するギャップ層の場合、少なくとも３０μｍ以上の厚さを確保することによって、ギャップ層としての機能を発揮することができる。しかし、前記ギャップ層１３０は、完全な非磁性体である酸化ジルコニウム材料を主成分とするため、前記ギャップ層１３０の厚さＴ１を２５μｍ以下、さらに、１５μｍ以下に調節してもギャップ層としての十分な機能を発揮することができる。
【００４６】
図２は、本発明の実施形態によるインダクターとＴｉ系列材料からなるギャップ層を有するインダクターの直流電流印加によるインダクタンス変化率を示すグラフである。図２を参照すると、本発明の実施形態によるギャップ層１３０のインダクタンス変化値グラフ１０は、Ｔｉ系列の非磁性体材料で製造されたギャップ層のインダクタンス変化値グラフ２０に比べて、略９００℃の焼成温度で相対的に低い変化率を有する。これにより、本発明のギャップ層１３０は、Ｔｉ系列の非磁性体材料で製造されたギャップ層に比べて、相対的に薄い厚さで提供されることができる。すなわち、一般的なＴｉ系列の非磁性体材料で製造されたギャップ層の場合、インダクターのＤＣ−ｂｉａｓ特性を確保するために、少なくとも３０μｍ以上の厚さに提供されなければならない。しかし、本発明の実施形態によるギャップ層１３０は、２５μｍ未満、さらに、２０μｍ未満の厚さに提供されても前記インダクター１００のＤＣ−ｂｉａｓ特性を確保することができる。このように前記ギャップ層１３０の厚さを薄くする場合、相対的に素子ボディー１１０の厚さを増加して前記内部電極１２２の層数を増加させることができるため、前記インダクター１００の容量を増加させることができる。
【００４７】
図３は、ＺｒＯ２及びＢｉ２Ｏ３の二成分系組成比による収縮率を示すグラフである。図３を参照すると、本発明の実施形態によるギャップ層１３０の製造のための組成物において、収縮率調節剤に三酸化二ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を使用する場合、前記ＺｒＯ２：Ｂｉ２Ｏ３の含量比が９８．７５：１．２５であることを基準に、前記収縮率調節剤の含量が前記基準以上である場合、収縮率（％）を向上させる効果が発揮されることを確認した。したがって、前記ＺｒＯ２に対する前記収縮率調節剤の含量が略１．００ｍｏｌ％以上である場合、収縮率（％）を向上させる効果が発揮されることを確認した。前記収縮率調節剤の含量が前記組成物対比１．００ｍｏｌ％未満である場合、前記ギャップ層１３０の製造のための焼成工程を進行する過程で十分な収縮率が確保されないと予想することができる。
【００４８】
図４は、本発明の実施形態によるインダクターのギャップ層の厚さ変化による初期インダクタンス値を示すグラフである。図４を参照すると、本発明の実施形態によるギャップ層１３０の厚さが各々５μｍ、７μｍ、１０μｍであるインダクターを製造し、前記インダクターのインダクタンスグラフ１１、１３、１５を算出した後、これをＺｎ  ｆｅｒｒｉｔｅを使用して２０μｍの厚さを有するギャップ層を製造した場合のインダクタンスグラフ２２と比較した。その結果、前記ギャップ層１３０は、１０μｍの厚さのみでも、Ｚｎ  ｆｅｒｒｉｔｅを使用して２０μｍ厚さを有するギャップ層を使用した場合と比較し、ほぼ類似の初期インダクタンス値を有することを確認した。したがって、本発明の実施形態によるインダクター１００のギャップ層１３０は、一般的なギャップ層に比べて類似の性能を発揮し、且つ薄い厚さを有することができる。
【００４９】
図５は、本発明の実施形態によるインダクターのギャップ層の厚さ変化によるＤＣ−ｂｉａｓ変化によるインダクタンス値を示すグラフである。図５を参照すると、本発明の実施形態によるギャップ層１３０の厚さが各々５μｍ、７μｍ、１０μｍであるインダクターを製造し、前記インダクターのインダクタンス変化率グラフ１２、１４、１６を算出した後、これをＺｎ  ｆｅｒｒｉｔｅを使用して２０μｍ厚さを有するギャップ層を製造した場合のインダクタンス変化率グラフ２４と比較した。その結果、ＤＣ−ｂｉａｓ変化率が−３０％になる電流値であるＩｓａｔ値は、前記ギャップ層１３０の厚さが５μｍであるインダクターを使用した時の値と類似することを確認した。したがって、本発明の実施形態によるインダクター１００のギャップ層１３０は、一般的なギャップ層に比べて、類似の性能を発揮し、且つ略５０％以下の薄い厚さに製造しても、同等またはそれ以上の初期インダクタンス特性とＩｓａｔ値を示すことができる。
【００５０】
図６は、本発明の実施形態によるインダクターの温度変化によるＤＣ−ｂｉａｓ（ＴＣＬ−ｂｉａｓ）特性を示すグラフである。図６を参照すると、本発明の実施形態によるインダクター１００のギャップ層１３０は、温度変化による変化が少ないことを確認した。
【００５１】
前述したように、本発明の実施形態によるインダクター１００は、素子ボディー１１０に備えられて磁場を遮断させるギャップ層１３０が高温焼成用材料である酸化ジルコニウムと収縮率調節剤である酸化ビスマスからなる構造を有することができる。この場合、焼成過程で素子ボディーとギャップ層との間の物質拡散がほとんどなく、前記酸化ジルコニウムが完全な非磁性材料であるため、ＺｎＣｕＦｅＯ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分として使用するギャップ層に比べて、同じ厚さで一層良い磁場遮断効率を発揮することができる。これにより、本発明によるインダクターは、ギャップ層を酸化ジルコニウムと酸化ビスマスの混合材料で構成して製造過程でギャップ層の拡散現象を防止することによって、ＤＣ−ｂｉａｓ特性及びｂｉａｓ−ＴＣＬ特性を向上させることができる。さらに、本発明によるインダクターは、ＺｎＣｕＦｅＯ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分として使用するギャップ層に比べて、ギャップ層の厚さを薄くして薄型化が可能で、相対的に素子ボディーの厚さを増加させることができてインダクターの容量を増加させることができる。
【００５２】
[実施形態]
【００５３】
平均粒径１００ｎｍ以下を有する酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粉末と酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を全体混合物含量と対比して以下の表１に示す比率（ｍｏｌ％）のように添加し、混合物を用意した。ここで、前記酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）粉末と酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）以外にも少量の亜鉛（Ｚｎ）と銅（Ｃｕ）などの素子ボディー成分または液相燒結助劑などが選択的にさらに添加されることができるが、相対的に微量であるため酸化ジルコニウム粉末と酸化ビスマスの含量の和が１００ｍｏｌ％であると整理した。
【００５４】
前記混合物は、スラリー形態に製造され、前記スラリーを略１２０℃の温度で１２時間以上乾燥した後、粉砕して粉末を得た。前記粉末にＰＶＡバインダー（５％希釈液）を前記粉末と対比して略１０ｗｔ％添加して外径２０ｍｍ及び内径１４ｍｍのトロイダルコアモールド（ｔｏｒｏｉｄａｌ  ｃｏｒｅ  ｍｏｌｄ）に２．５ｇを入れ、２トンの圧力で１分程度圧縮して成形した後、略９００℃の焼成温度で略２時間焼成させた。
【００５５】
前記のように製造されたトロイダルコアの大きさを測定して収縮率を算出し、エナメル銅線を１０回のターン（ｔｕｒｎ）で巻いた後、１ＭＨｚでのインダクタンスＬ値を測定して透磁率を算出し、以下の表１及び図３に整理して示した。
【００５６】
また、前記サンプル２とサンプル７を利用して製造されたギャップ層の組成に対して定量分析し、表２に整理して示した。
【００５７】
【表１】
2014131012.tif 000003
【００５８】
【表２】
2014131012.tif 000004
【００５９】
前記表１を参照すると、前記サンプル１〜サンプル７の全ての透磁率が４未満に非磁性体を有することを確認した。これにより、前記サンプル１〜サンプル７の全てがギャップ層の材料で十分に使用可能であるということを確認した。
【００６０】
前記表２を参照すると、前記サンプル２及びサンプル７を利用して製造されたギャップ層内のＢｉの含量は、各々、０．１ｗｔ％及び１．３ｗｔ％であることが確認された。したがって、前記ギャップ層の製造のための組成物内のＢｉ２Ｏ３の濃度を略１．２５ｍｏｌ％〜５．００ｍｏｌ％に調節する場合、前記ギャップ層には略０．１ｗｔ％〜１．３ｗｔ％程度になることを確認した。ただし、図２に示すように、前記収縮率調節剤であるＢｉ２Ｏ３の含量を略１．００ｍｏｌ％以上に追加しても収縮率を向上させる効果が発揮されることができ、インダクターの製造工程条件によって最終ギャップ層内でのＢｉ含量は相当低くなる。Ｂｉ２Ｏ３の最小含量とインダクター製造工程条件を考慮すると、前記ギャップ層のＢｉの最小含量は、０．０１ｗｔ％まで低くなることができると予測される。
【００６１】
一方、前記ＺｒＯ２に対する前記Ｂｉ２Ｏ３の含量を１．２５ｍｏｌ％以下に添加する場合、収縮率は２．５０％以下であった。すなわち、サンプル１及びサンプル２の場合、収縮率調節剤であるＢｉ２Ｏ３の含量が相対的にあまりにも少なすぎて、収縮率を高める機能を十分に発揮することができないことが確認された。しかし、前記ＺｒＯ２に対する前記Ｂｉ２Ｏ３の含量を２．００ｍｏｌ％以上に添加する場合、収縮率が１０．００％以上であった。すなわち、サンプル１〜サンプル７の場合、収縮率が１０％以上に増加することを確認し、特に、図３に示すように、Ｂｉ２Ｏ３の添加量が１．２５ｍｏｌ％以上になる時点から収縮率が大幅に増加することを確認した。ただし、Ｂｉ２Ｏ３の含量が４ｍｏｌ％または５ｍｏｌ％を超過して添加する場合には、収縮率が略１８．５０％内外でこれ以上増加しないことを確認した。すなわち、収縮率側面では、前記Ｂｉ２Ｏ３の含量が略４ｍｏｌ％〜５ｍｏｌ％の以上で飽和値を有した。
【００６２】
前記のような結果データを介して、本発明の実施形態によるインダクターのギャップ層の製造のための組成物は、高温焼成用材料として完全な絶縁材料である酸化ジルコニウムを主成分にし、これに収縮率調節剤としてＢｉ２Ｏ３の含量を調節する場合、インダクターのギャップ層で機能を十分に確保することができることを確認した。特に、ＺｎＣｕＦｅＯ  ｆｅｒｒｉｔｅまたはＺｎ−Ｔｉ系列の誘電体を主成分として使用するギャップ層の焼結収縮率が略１０％〜２０％であることを考慮すると、酸化ジルコニウムと前記Ｂｉ２Ｏ３の含量比を９８．７５：１：２５〜９５．００：５．００に調節する場合、既存のギャップ層材料に比べて類似または一層良い効果を発揮することを確認した。
【００６３】
以上の詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を示して説明するものに過ぎず、本発明は他の多様な組合せ、変更及び環境で使用することができる。すなわち、本明細書に開示された発明の概念の範囲、前述した開示内容と均等な範囲及び／または当業界の技術または知識の範囲内で変更または修正が可能である。前述した実施形態は、本発明を実施するにあたり最良の状態を説明するためのものであり、本発明のような他の発明を利用するにおいて、当業界に知られた他の状態への実施、そして、発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。従って、以上の発明の詳細な説明は、開示された実施形態に本発明を制限するものではない。また、添付された請求範囲は、他の実施形態も含むと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【００６４】
１００  インダクター
１１０  素子ボディー
１２０  電極構造物
１２２  内部電極
１２４  外部電極
１３０  ギャップ層
【図１】
2014131012.tif 000005
【図２】
2014131012.tif 000006
【図３】
2014131012.tif 000007
【図４】
2014131012.tif 000008
【図５】
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【図６】
2014131012.tif 000010