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KR101319059B1 - 전자 부품 및 그 제조 방법 - Google Patents

전자 부품 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101319059B1
KR101319059B1 KR1020117030595A KR20117030595A KR101319059B1 KR 101319059 B1 KR101319059 B1 KR 101319059B1 KR 1020117030595 A KR1020117030595 A KR 1020117030595A KR 20117030595 A KR20117030595 A KR 20117030595A KR 101319059 B1 KR101319059 B1 KR 101319059B1
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가쯔유끼 우찌다
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

각 코일 도체의 주위를 주회하는 자속에 의한 자기 포화의 발생을 억제할 수 있는 전자 부품 및 그 제조 방법을 제공한다. 제1 Ni 함유율을 이루는 절연체층(19)을 준비한다. 절연체층(19) 상에 코일 도체(18)를 형성한다. 제1 Ni 함유율보다도 높은 제2 Ni 함유율을 이루는 절연체층(16)을, 절연체층(19) 상의 코일 도체(18) 이외의 부분에 형성한다. 절연체층(16, 19) 및 코일 도체(18)는, 단위층(17)을 구성하고 있다. 단위층(17) 및 절연체층(15)을 적층하여 적층체(12)를 얻는다. 이후, 적층체(12)를 소성한다. 적층체(12)를 소성하는 공정의 후에는, 절연체층(19)에서의 코일 도체(18)에 z축 방향의 양측으로부터 끼워져 있는 제1 부분에서의 Ni 함유율은, 절연체층(19)에서의 제1 부분 이외의 제2 부분에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있다.

Description

전자 부품 및 그 제조 방법{ELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은, 전자 부품 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 특정적으로는, 코일을 내장하고 있는 전자 부품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 전자 부품으로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 개자로형(open magnetic circuit-type) 적층 코일 부품이 알려져 있다. 도 8은 특허 문헌 1에 기재된 개자로형 적층 코일 부품(500)의 단면 구조도이다.
개자로형 적층 코일 부품(500)은, 도 8에 도시한 바와 같이, 적층체(502) 및 코일 L을 구비하고 있다. 적층체(502)는, 복수의 자성체층이 적층됨으로써 구성되어 있다. 코일 L은, 나선 형상을 이루고, 복수의 코일 도체(506)가 접속됨으로써 구성되어 있다. 또한, 개자로형 적층 코일 부품(500)은, 비자성체층(504)을 더 구비하고 있다. 비자성체층(504)은, 코일 L을 가로지르도록 적층체(502)에 형성되어 있다.
이상과 같은 개자로형 적층 코일 부품(500)에서는, 복수의 코일 도체(506)의 주위를 주회하는 자속 φ500이, 비자성체층(504)을 통과하게 된다. 그 결과, 적층체(502) 내에서 자속이 지나치게 집중하여 자기 포화가 발생하는 것이 억제되게 된다. 그 결과, 개자로형 적층 코일 부품(500)은, 우수한 직류 중첩 특성을 갖게 된다.
그런데, 개자로형 적층 코일 부품(500)에서는, 복수의 코일 도체(506)의 주위를 주회하는 자속 φ500 외에, 각 코일 도체(506)의 주위를 주회하는 자속 φ502도 존재한다. 이와 같은 자속 φ502도, 개자로형 적층 코일 부품(500)에서 자기 포화를 발생시키는 원인으로 되고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개 2005-259774호 공보
따라서, 본 발명의 목적은, 각 코일 도체의 주위를 주회하는 자속에 의한 자기 포화의 발생을 억제할 수 있는 전자 부품 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태에 따른 전자 부품의 제조 방법은, 복수의 코일 도체가 적층 방향으로부터 평면에서 보았을 때에 서로 겹쳐진 상태에서 접속되어 이루어지는 나선 형상의 코일을 내장하고 있는 적층체로서, 제1 Ni 함유율을 이루는 제1 절연체층과, 그 제1 절연체층 상에 형성되어 있는 상기 코일 도체와, 상기 제1 Ni 함유율보다도 높은 제2 Ni 함유율을 이루는 제2 절연체층으로서, 그 제1 절연체층 상의 그 코일 도체 이외의 부분에 형성되어 있는 제2 절연체층으로 이루어지는 제1 단위층이 복수 연속하여 적층되어 이루어지는 적층체를 형성하는 공정과, 상기 적층체를 소성하는 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 형태에 따른 전자 부품은, 1매의 시트 형상의 제1 절연체층과, 상기 제1 절연체층 상에 형성되어 있는 코일 도체와, 그 제1 절연체층 상의 그 코일 도체 이외의 부분에 형성되어 있는 제2 절연체층으로 이루어지는 단위층을 복수 구비한 전자 부품으로서, 상기 복수의 단위층이 연속하여 적층됨으로써, 복수의 상기 코일 도체가 접속되어 나선 형상의 코일이 구성되어 있고, 상기 제1 절연체층에서의 상기 코일 도체에 적층 방향의 양측으로부터 끼워져 있는 제1 부분에서의 Ni 함유율은, 그 제1 절연체층에서의 그 제1 부분 이외의 제2 부분에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있고, 상기 제2 부분에서의 Ni 함유율은, 상기 제2 절연체층에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 각 코일 도체의 주위를 주회하는 자속에 의한 자기 포화의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 전자 부품의 사시도이다.
도 2는 일 실시 형태에 따른 전자 부품의 적층체의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A에서의 전자 부품의 단면 구조도이다.
도 4는 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다.
도 5는 제1 변형예에 따른 전자 부품의 단면 구조도이다.
도 6은 제2 변형예에 따른 전자 부품의 단면 구조도이다.
도 7은 제3 변형예에 따른 전자 부품의 단면 구조도이다.
도 8은 특허 문헌 1에 기재된 개자로형 적층 코일 부품의 단면 구조도이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 전자 부품 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
(전자 부품의 구성)
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 전자 부품에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 실시 형태에 따른 전자 부품(10a∼10d)의 사시도이다. 도 2는 일 실시 형태에 따른 전자 부품(10a)의 적층체(12a)의 분해 사시도이다. 도 3은 도 1의 A-A에서의 전자 부품(10a)의 단면 구조도이다. 도 2에 도시한 적층체(12a)는, 소성 전의 상태를 나타내고 있다. 한편, 도 3에 도시한 전자 부품(10a)은, 소성 후의 상태를 나타내고 있다. 이하, 전자 부품(10a)의 적층 방향을 z축 방향으로 정의하고, 전자 부품(10a)의 긴 변을 따른 방향을 x축 방향으로 정의하고, 전자 부품(10a)의 짧은 변을 따른 방향을 y축 방향으로 정의한다. x축, y축 및 z축은 서로 직교하고 있다.
전자 부품(10a)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 적층체(12a) 및 외부 전극(14a, 14b)을 구비하고 있다. 적층체(12a)는, 직방체 형상을 이루고 있고, 코일 L을 내장하고 있다. 외부 전극(14a, 14b)은 각각, 코일 L에 전기적으로 접속되어 있고, 서로 대향하고 있는 적층체(12a)의 측면에 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 외부 전극(14a, 14b)은, x축 방향의 양단에 위치하는 2개의 측면을 덮도록 형성되어 있다.
적층체(12a)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연체층(15a∼15e, 16a∼16g, 19a∼19g), 코일 도체(18a∼18g) 및 비아홀 도체(b1∼b6)에 의해 구성되어 있다. 절연체층(15a∼15e)은 각각, 직사각형 형상을 이루고 있으며, Ni-Cu-Zn계 페라이트로 이루어지는 1매의 시트 형상의 자성체층이다. 절연체층(15a∼15c)은, 코일 도체(18a∼18g)가 형성되어 있는 영역부터 z축 방향의 정방향측으로 이 순서로 적층되어, 외층을 구성하고 있다. 또한, 절연체층(15d, 15e)은, 코일 도체(18a∼18g)가 설치되어 있는 영역부터 z축 방향의 부방향측으로 이 순서로 적층되어, 외층을 구성하고 있다.
절연체층(19a∼19g)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 직사각형 형상을 이루고 있으며, 제1 Ni를 이루는 절연체층이다. 본 실시 형태에서는, 절연체층(19a∼19g)은, Ni를 함유하고 있지 않은 Cu-Zn계 페라이트로 이루어지는 비자성체층이다. 단, 절연체층(19a∼19g)은, 소성 이전에는 비자성체층이지만, 소성 후에는 부분적으로 자성체층으로 되어 있다. 이 점에 대해서는 후술한다.
코일 도체(18a∼18g)는, 도 2에 도시한 바와 같이, Ag로 이루어지는 도전성 재료로 이루어지고, 3/4 턴(turn)의 길이를 갖고 있으며, 비아홀 도체(b1∼b6)와 함께 코일 L을 구성하고 있다. 코일 도체(18a∼18g)는 각각, 절연체층(19a∼19g) 상에 형성되어 있다. 또한, 코일 도체(18a)의 일단은, 절연체층(19a) 상에서 x축 방향의 부방향측의 변으로 인출되어 있고, 인출 도체를 구성하고 있다. 코일 도체(18a)의 일단은, 도 1의 외부 전극(14a)에 접속되어 있다. 코일 도체(18g)의 일단은, 절연체층(19g) 상에서 x축 방향의 정방향측의 변으로 인출되어 있고, 인출 도체를 구성하고 있다. 코일 도체(18g)의 일단은, 도 1의 외부 전극(14b)에 접속되어 있다. 또한, 코일 도체(18a∼18g)는, z축 방향으로부터 평면에서 보았을 때에, 서로 겹쳐서 하나의 직사각형 형상의 고리(ring)를 형성하고 있다.
비아홀 도체(b1∼b6)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연체층(19a∼19f)을 z축 방향으로 관통하고 있고, z축 방향으로 인접하고 있는 코일 도체(18a∼18g)를 접속하고 있다. 구체적으로는, 비아홀 도체(b1)는, 코일 도체(18a)의 타단과 코일 도체(18b)의 일단을 접속하고 있다. 비아홀 도체(b2)는, 코일 도체(18b)의 타단과 코일 도체(18c)의 일단을 접속하고 있다. 비아홀 도체(b3)는, 코일 도체(18c)의 타단과 코일 도체(18d)의 일단을 접속하고 있다. 비아홀 도체(b4)는, 코일 도체(18d)의 타단과 코일 도체(18e)의 일단을 접속하고 있다. 비아홀 도체(b5)는, 코일 도체(18e)의 타단과 코일 도체(18f)의 일단을 접속하고 있다. 비아홀 도체(b6)는, 코일 도체(18f)의 타단과 코일 도체(18g)의 타단[또한, 상기한 바와 같이 코일 도체(18g)의 일단은 인출 도체]을 접속하고 있다. 이상과 같이, 코일 도체(18a∼18g) 및 비아홀 도체(b1∼b6)는, z축 방향으로 연장되는 코일축을 갖는 나선 형상의 코일 L을 구성하고 있다.
절연체층(16a∼16g)은 각각, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연체층(19a∼19g) 상에서 코일 도체(18a∼18g) 이외의 부분에 형성되어 있다. 따라서, 절연체층(19a∼19g)의 주면은, 절연체층(16a∼16g) 및 코일 도체(18a∼18g)에 의해 덮혀 가려져 있다. 또한, 절연체층(16a∼16g) 및 코일 도체(18a∼18g)의 주면은 각각, 하나의 평면을 구성하고 있으며, 동일한 높이로 되어 있다. 또한, 절연체층(16a∼16g)은, 제1 Ni 함유율보다도 높은 제2 Ni 함유율을 이루는 절연체층이다. 즉, 본 실시 형태에서는, 절연체층(16a∼16g)은, Ni-Cu-Zn계 페라이트로 이루어지는 자성체층이다.
여기서, 절연체층(19a∼19g)의 두께는, 절연체층(16a∼16g)의 두께보다도 얇다. 구체적으로는, 절연체층(19a∼19g)의 두께는, 5㎛ 이상 15㎛인 것에 대하여, 절연체층(16a∼16g)의 두께는 25㎛이다.
이상과 같이 구성된 절연체층(16a∼16g, 19a∼19g) 및 코일 도체(18a∼18g)는 각각, 단위층(17a∼17g)을 구성하고 있다. 그리고, 단위층(17a∼17g)은, 절연체층(15a∼15c)과 절연체층(15d, 15e)과의 사이에서 이 순서로 연속하여 적층되어 있다. 이에 의해, 적층체(12a)가 구성되어 있다.
이상과 같은 적층체(12a)가 소성되어, 외부 전극(14a, 14b)이 형성되면, 전자 부품(10a)은, 도 3에 도시한 단면 구조를 갖게 된다. 구체적으로는, 적층체(12a)의 소성 시에, 절연체층(19a∼19g)의 일부에서의 Ni 함유율이, 제1 Ni 함유율보다도 높아진다. 즉, 절연체층(19a∼19g)의 일부가, 비자성체층으로부터 자성체층으로 변화한다.
보다 상세하게는, 도 3에 도시한 바와 같이, 전자 부품(10a)에서는, 절연체층(19a∼19g)은, 제1 부분(20a∼20f) 및 제2 부분(22a∼22g)을 포함하고 있다. 제1 부분(20a∼20f)은, 절연체층(19a∼19f)에서, 코일 도체(18a∼18g)에 z축 방향의 양측으로부터 끼워져 있는 부분이다. 구체적으로는, 제1 부분(20a)은, 절연체층(19a)에서, 코일 도체(18a)와 코일 도체(18b) 사이에 끼워진 부분이다. 제1 부분(20b)은, 절연체층(19b)에서, 코일 도체(18b)와 코일 도체(18c) 사이에 끼워진 부분이다. 제1 부분(20c)은, 절연체층(19c)에서, 코일 도체(18c)와 코일 도체(18d) 사이에 끼워진 부분이다. 제1 부분(20d)은, 절연체층(19d)에서, 코일 도체(18d)와 코일 도체(18e) 사이에 끼워진 부분이다. 제1 부분(20e)은, 절연체층(19e)에서, 코일 도체(18e)와 코일 도체(18f) 사이에 끼워진 부분이다. 제1 부분(20f)은, 절연체층(19f)에서, 코일 도체(18f)와 코일 도체(18g) 사이에 끼워진 부분이다. 또한, 제2 부분(22a∼22g)은, 절연체층(19a∼19f)에서, 제1 부분(20a∼20f) 이외의 부분이다. 단, 절연체층(19g)에는, 제1 부분(20g)은 존재하지 않고, 제2 부분(22g)만 존재한다. 이것은, 절연체층(19g)은, z축 방향의 가장 부방향측에 위치하는 코일 도체(18g)보다도 z축 방향의 부방향측에 위치하고 있기 때문이다.
제1 부분(20a∼20f)에서의 Ni 함유율은, 제2 부분(22a∼22g)에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 부분(20a∼20f)에는, Ni가 함유되어 있지 않다. 따라서, 제1 부분(20a∼20f)은 비자성체층이다. 한편, 제2 부분(22a∼22g)에는, Ni가 함유되어 있다. 따라서, 제2 부분(22a∼22g)은 자성체층이다. 또한, 제2 부분(22a∼22g)에서의 Ni 함유율은, 절연체층(16a∼16g)에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있다.
(전자 부품의 제조 방법)
이하에, 전자 부품(10a)의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는, 복수의 전자 부품(10a)을 동시에 작성할 때의 전자 부품(10a)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 도 2의 절연체층(19a∼19g)으로 될 세라믹 그린 시트를 준비한다. 구체적으로는, 산화제2철(Fe2O3), 산화아연(ZnO) 및 산화구리(CuO)를 소정의 비율로 칭량(weighing)한 각각의 재료를 원재료로서 볼 밀에 투입하고, 습식 조합(wet mixing)을 행한다. 얻어진 혼합물을 건조하고 나서 분쇄하고, 얻어진 분말을 800℃에서 1시간 가소한다(calcine). 얻어진 가소 분말을 볼 밀로 습식 분쇄한 후, 건조하고 나서 해쇄(disintegrate)하여, 페라이트 세라믹 분말을 얻는다.
이 페라이트 세라믹 분말에 대하여 결합제(아세트산 비닐, 수용성 아크릴 등)와 가소제, 습윤재, 분산제를 가하여 볼 밀로 혼합을 행하고, 그 후, 감압에 의해 탈포를 행한다. 얻어진 세라믹 슬러리를 닥터 블레이드법에 의해, 캐리어 시트 상에 시트 형상으로 형성하여 건조시켜, 절연체층(19a∼19g)으로 될 세라믹 그린 시트를 제작한다.
다음으로, 도 2의 절연체층(15a∼15e)으로 될 세라믹 그린 시트를 준비한다. 구체적으로는, 산화제2철(Fe2O3), 산화아연(ZnO), 산화니켈(NiO) 및 산화구리(CuO)를 소정의 비율로 칭량한 각각의 재료를 원재료로서 볼 밀에 투입하고, 습식 조합을 행한다. 얻어진 혼합물을 건조하고 나서 분쇄하고, 얻어진 분말을 800℃에서 1시간 가소한다. 얻어진 가소 분말을 볼 밀로 습식 분쇄한 후, 건조하고 나서 해쇄하여, 페라이트 세라믹 분말을 얻는다.
이 페라이트 세라믹 분말에 대하여 결합제(아세트산 비닐, 수용성 아크릴 등)와 가소제, 습윤재, 분산제를 가하여 볼 밀로 혼합을 행하고, 그 후, 감압에 의해 탈포를 행한다. 얻어진 세라믹 슬러리를 닥터 블레이드법에 의해, 캐리어 시트 상에 시트 형상으로 형성하여 건조시켜, 절연체층(15a∼15e)으로 될 세라믹 그린 시트를 제작한다.
다음으로, 도 2의 절연체층(16a∼16g)으로 될 세라믹층의 세라믹 슬러리를 준비한다. 구체적으로는, 산화제2철(Fe2O3), 산화아연(ZnO), 산화니켈(NiO) 및 산화구리(CuO)를 소정의 비율로 칭량한 각각의 재료를 원재료로서 볼 밀에 투입하고, 습식 조합을 행한다. 얻어진 혼합물을 건조하고 나서 분쇄하고, 얻어진 분말을 800℃에서 1시간 가소한다. 얻어진 가소 분말을 볼 밀로 습식 분쇄한 후, 건조하고 나서 해쇄하여, 페라이트 세라믹 분말을 얻는다.
이 페라이트 세라믹 분말에 대하여 결합제(아세트산 비닐, 수용성 아크릴 등)와 가소제, 습윤재, 분산제를 가하여 볼 밀로 혼합을 행하고, 그 후, 감압에 의해 탈포를 행하여, 절연체층(16a∼16g)으로 될 세라믹층의 세라믹 슬러리를 얻는다.
다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연체층(19a∼19f)으로 될 세라믹 그린 시트의 각각에, 비아홀 도체(b1∼b6)를 형성한다. 구체적으로는, 절연체층(19a∼19f)으로 될 세라믹 그린 시트에 레이저빔을 조사하여 비아홀을 형성한다. 다음으로, 이 비아홀에 대하여, Ag, Pd, Cu, Au나 이들 합금 등의 도전성 페이스트를 인쇄 도포 등의 방법에 의해 충전한다.
다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연체층(19a∼19g)으로 될 세라믹 그린 시트 상에 코일 도체(18a∼18g)를 형성한다. 구체적으로는, 절연체층(19a∼19g)으로 될 세라믹 그린 시트 상에, Ag, Pd, Cu, Au나 이들 합금 등을 주성분으로 하는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄법이나 포토리소그래피법 등의 방법에 의해 도포함으로써, 코일 도체(18a∼18g)를 형성한다. 또한, 코일 도체(18a∼18g)를 형성하는 공정과 비아홀에 대하여 도전성 페이스트를 충전하는 공정은, 동일한 공정에서 행해져도 된다.
다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연체층(19a∼19g)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18a∼18g) 이외의 부분에 절연체층(16a∼16g)으로 되는 세라믹 그린층을 형성한다. 구체적으로는, 세라믹 페이스트를 스크린 인쇄법이나 포토리소그래피법 등의 방법에 의해 도포함으로써, 절연체층(19a∼19g)으로 될 세라믹 그린층을 형성한다. 이상의 공정에 의해, 도 2에 도시한 단위층(17a∼17g)으로 될 세라믹 그린층이 형성된다.
다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연체층(15a∼15c)으로 될 세라믹 그린 시트, 단위층(17a∼17g)으로 될 세라믹 그린층 및 절연체층(15d, 15e)으로 될 세라믹 그린 시트를 이 순서로 배열되도록 적층ㆍ압착하여, 미소성의 마더 적층체를 얻는다. 절연체층(15a∼15c)으로 될 세라믹 그린 시트, 단위층(17a∼17g)으로 될 세라믹 그린층 및 절연체층(15d, 15e)으로 될 세라믹 그린 시트의 적층ㆍ압착은, 1매씩 적층하여 가압착한 후, 미소성의 마더 적층체를 정수압 프레스 등에 의해 가압하여 본 압착을 행한다.
또한, 적층시, 단위층(17a∼17g)으로 될 세라믹 그린층을 z축 방향으로 연속하여 적층함으로써, 코일 L을 형성하고 있다. 이에 의해, 미소성의 마더 적층체에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 코일 도체(18a∼18g)와 절연체층(19a∼19g)이, z축 방향으로 교대로 배열되게 된다.
다음으로, 마더 적층체를 컷트날(cutting blade)에 의해 소정 치수(2.5㎜×2.0㎜×1.0㎜)의 적층체(12a)로 컷트한다. 이에 의해 미소성의 적층체(12a)가 얻어진다. 이 미소성의 적층체(12a)에는, 탈바인더 처리 및 소성이 이루어진다. 탈바인더 처리는, 예를 들면, 저산소 분위기 속에서 500℃에서 2시간의 조건에서 행해진다. 소성은, 예를 들면, 870℃∼900℃에서 2.5시간의 조건에서 행해진다.
소성시에, 절연체층(15c, 16a∼16g, 15d)으로부터 절연체층(19a∼19g)으로 Ni의 확산이 발생한다. 보다 상세하게는, 도 3에 도시한 바와 같이, 절연체층(19a∼19g)의 제2 부분(22a∼22g)이, Ni를 함유하는 절연체층(15c, 16a∼16g, 15d)과 접촉하고 있으므로, 제2 부분(22a∼22g)에는, 절연체층(15c, 16a∼16g, 15d)으로부터 Ni가 확산되어 온다. 그 때문에, 제2 부분(22a∼22g)은 자성체층으로 된다. 단, 제2 부분(22a∼22g)에서의 Ni 함유율은, 절연체층(15c, 16a∼16g, 15d)에서의 제2 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있다.
한편, 절연체층(19a∼19f)의 제1 부분(20a∼20f)이, 절연체층(15c, 16a∼16g, 15d)과 접촉하고 있지 않으므로, 제1 부분(20a∼20f)에는, 절연체층(15c, 16a∼16g, 15d)으로부터 Ni가 확산되어 오지 않는다. 그 때문에, 제1 부분(20a∼20f)은 비자성체층 상태 그대로이다. 또한, 제1 부분(20a∼20f)은, 원칙적으로 Ni를 함유하고 있지 않은 것으로 하고 있지만, 제2 부분(22a∼22g)을 통하여 확산되어 온 Ni를 함유할 수 있다. 따라서, 제1 부분(20a∼20f)은, 자성을 띠지 않을 정도의 약간의 양의 Ni를 함유하고 있어도 된다.
이상의 공정에 의해, 소성된 적층체(12a)가 얻어진다. 적층체(12a)에 배럴 가공을 실시하여, 모따기(chamfer)를 행한다. 그 후, 적층체(12a)의 표면에, 예를 들면, 침지법(dipping process) 등의 방법에 의해 주성분이 은인 전극 페이스트를 도포 및 소부(燒付)함으로써, 외부 전극(14a, 14b)으로 될 은 전극을 형성한다. 은 전극의 소부는, 800℃에서 1시간 행해진다.
마지막으로, 은 전극의 표면에, Ni 도금/Sn 도금을 실시함으로써, 외부 전극(14a, 14b)을 형성한다. 이상의 공정을 거쳐, 도 1에 도시한 바와 같은 전자 부품(10a)이 완성된다.
(효과)
전자 부품(10a) 및 그 제조 방법에서는, 이하에 설명하는 바와 같이, 각 코일 도체(18a∼18f)의 주위를 주회하는 자속에 의한 자기 포화의 발생을 억제할 수 있다. 보다 상세하게는, 전자 부품(10a)의 코일 L에 전류가 흐르면, 도 3에 도시한 바와 같은 코일 도체(18a∼18f)의 전체의 주위를 주회하는 상대적으로 긴 자로(flux path)를 갖는 자속 φ1이 발생함과 함께, 각 코일 도체(18a∼18f)의 주위를 주회하는 상대적으로 짧은 자로를 갖는 자속 φ2[도 3에서는, 코일 도체(18d)의 주위에 발생하는 자속 φ2만 기재]가 발생한다. 그리고, 자속 φ2는, 자속 φ1과 마찬가지로, 전자 부품(10a)에서 자기 포화를 발생시키는 원인으로 될 수 있다.
따라서, 상기 제조 방법에 의해 제작된 전자 부품(10a)에서는, 절연체층(19a∼19f)에서, 코일 도체(18a∼18g)에 의해 z축 방향의 양측으로부터 끼워져 있는 제1 부분(20a∼20f)은 비자성체층으로 되어 있다. 그 때문에, 각 코일 도체(18a∼18f)의 주위를 주회하는 자속 φ2는, 비자성체층인 제1 부분(20a∼20f)을 통과하게 된다. 따라서, 자속 φ2의 자속 밀도가 지나치게 높아져 전자 부품(10a)에서 자기 포화가 발생하는 것이 억제된다. 그 결과, 전자 부품(10a)의 직류 중첩 특성이 향상된다.
본원 발명자는, 전자 부품(10a) 및 그 제조 방법이 발휘하는 효과를 보다 명확한 것으로 하기 위해서, 이하에 설명하는 컴퓨터 시뮬레이션을 행하였다. 구체적으로는, 전자 부품(10a)에 상당하는 제1 모델을 제작함과 함께, 전자 부품(10a)의 절연체층(19a∼19g)을 자성체층으로 한 제2 모델을 제작하였다. 시뮬레이션 조건은 이하와 같다.
코일 L의 턴수 : 8.5턴
전자 부품의 사이즈 : 2.5㎜×2.0㎜×1.0㎜
절연체층(19a∼19g)의 두께 : 10㎛
도 4는 시뮬레이션 결과를 도시한 그래프이다. 종축은 인덕턴스값을 나타내고, 횡축은 전류값을 나타내고 있다. 도 4에 의하면, 제1 모델은, 제2 모델에 비해, 전류값이 커져도, 인덕턴스값의 감소가 완만하다. 즉, 제1 모델은, 제2 모델에 비해 우수한 직류 중첩 특성을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 제2 모델에서는, 제1 모델보다도, 각 코일 전극을 주회하는 자속에 의해 자기 포화가 발생하기 쉽게 되어 있는 것을 의미하고 있다. 이상으로부터, 전자 부품(10a) 및 그 제조 방법에서는, 각 코일 도체(18a∼18f)의 주위를 주회하는 자속 φ2에 의한 자기 포화의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 전자 부품(10a) 및 그 제조 방법에서는, 비자성체층은, 코일 전극(18a∼18f) 사이에 끼워져 있는 제1 부분(20a∼20f)만이다. 따라서, 코일 전극(18a∼18f)을 주회하는 자속 φ1은, 비자성체층을 통과하지 못한다. 그 때문에, 전자 부품(10a)에서는 큰 인덕턴스값을 얻을 수 있다.
또한, 전자 부품(10a) 및 그 제조 방법에서는, 비자성체층인 제1 부분(20a∼20f)을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 보다 상세하게는, 일반적인 전자 부품에서, 코일 도체 사이에 끼워져 있는 부분에 비자성체층을 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 코일 도체 사이에 끼워지는 부분에 비자성체의 페이스트를 인쇄하는 것이 생각된다.
그러나, 비자성체의 페이스트를 인쇄하는 방법의 경우에는, 인쇄 어긋남(misprinting)이나 적층 어긋남(misalignment)에 의해, 비자성체층이 코일 도체 사이에 끼워져 있는 부분으로부터 비어져 나오게 될 우려가 있다. 이와 같이, 비자성체층이 코일 도체 사이에 끼워져 있는 부분으로부터 비어져 나오면, 코일 도체 전체를 주회하는 긴 자로를 갖는 자속을 방해하게 될 우려가 있다. 즉, 원하는 자속 이외의 자속도 비자성체층을 통과하게 되게 된다.
한편, 상기 전자 부품(10a) 및 그 제조 방법에서는, 적층체(12a)가 제작된 후, 소성 시에 비자성체층인 제1 부분(20a∼20f)이 형성된다. 따라서, 인쇄 어긋남이나 적층 어긋남에 의해, 제1 부분(20a∼20f)이, 코일 도체(18a∼18f)에 의해 끼워진 부분으로부터 비어져 나오는 일이 없다. 그 결과, 전자 부품(10a) 및 그 제조 방법에서는, 비자성체층인 제1 부분(20a∼20f)을 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 그 결과, 원하는 자속 φ2 이외의 자속 φ1이 비자성체층을 통과하는 것이 억제된다.
또한, 전자 부품(10a)에서는, 단위층(17a∼17g)은, 절연체층(15a∼15c)과 절연체층(15d, 15e) 사이에서 이 순서로 연속하여 적층되어 있다. 이에 의해, 비자성체층은, 코일 도체(18a∼18g) 사이에 끼워져 있는 제1 부분(20a∼20f)에만 형성되게 된다. 그리고, 코일 L을 가로지르는 비자성체층은 존재하지 않게 된다.
또한, 전자 부품(10a) 및 그 제조 방법에서는, 절연체층(19a∼19g)의 두께는 5㎛ 이상 15㎛ 이하인 것이 바람직하다. 절연체층(19a∼19g)의 두께가 5㎛보다 작은 경우에는, 절연체층(19a∼19g)으로 될 세라믹 그린 시트의 제작이 곤란해진다. 한편, 절연체층(19a∼19g)의 두께가 15㎛보다 큰 경우에는, Ni가 충분히 확산되지 않아, 제2 부분(22a∼22g)을 자성체층으로 하는 것이 곤란해진다.
또한, 전자 부품(10a)에서는, 코일 L을 가로지르는 비자성체층은 존재하지 않는다. 그러나, 전자 부품(10a)에서 제1 부분(20a∼20f) 이외의 부분에도 비자성체층이 존재하고 있어도 된다. 이에 의해, 전자 부품의 직류 중첩 특성을 조정하거나, 인덕턴스값을 조정하거나 할 수 있기 때문이다. 이하에, 제1 부분(20a∼20f) 이외의 부분에 비자성체층이 형성된 변형예에 따른 전자 부품에 대하여 설명을 행한다.
(제1 변형예)
이하에, 제1 변형예에 따른 전자 부품(10b) 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 5는 제1 변형예에 따른 전자 부품(10b)의 단면 구조도이다. 도 5에서는, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 도 3과 동일한 구성의 참조 부호에 대해서는 일부 생략하고 있다.
전자 부품(10a)과 전자 부품(10b)의 차이점은, 전자 부품(10b)에서는, 자성체층인 절연체층(16d) 대신에 비자성체층인 절연체층(24d)을 이용하고 있는 점이다. 이에 의해, 비자성체층인 절연체층(24d)이 코일 L을 가로지르게 된다. 그 결과, 전자 부품(10b)에서, 자속 φ1에 의한 자기 포화의 발생이 억제되게 된다.
또한, 전자 부품(10b)의 제조 방법으로서는, 절연체층(19d)으로 될 세라믹 그린 시트에, 비아홀 도체(b4)를 형성한다. 비아홀 도체(b4)의 형성 방법에 대해서는 이미 설명을 행하였으므로 생략한다.
다음으로, 절연체층(19d)으로 될 세라믹 그린 시트 상에 코일 도체(18d)를 형성한다. 코일 도체(18d)의 형성 방법에 대해서는 이미 설명을 행하였으므로 생략한다.
다음으로, 절연체층(19d)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18d) 이외의 부분에 절연체층(24d)으로 되는 세라믹 그린층을 형성한다. 구체적으로는, 비자성의 세라믹 페이스트를 스크린 인쇄법이나 포토리소그래피법 등의 방법에 의해 도포함으로써, 절연체층(24d)으로 될 세라믹 그린층을 형성한다. 이상의 공정에 의해, 단위층(26d)으로 될 세라믹 그린층이 형성된다.
다음으로, 절연체층(15a∼15c)으로 될 세라믹 그린 시트, 단위층(17a∼17c, 26d, 17e∼17g)으로 될 세라믹 그린층 및 절연체층(15d, 15e)으로 될 세라믹 그린 시트를 이 순서로 배열되도록 적층ㆍ압착하여, 미소성의 마더 적층체를 얻는다. 전자 부품(10b)의 제조 방법에서의 그 밖의 공정은, 전자 부품(10a)의 제조 방법에서의 그 밖의 공정과 동일하므로 설명을 생략한다.
(제2 변형예)
이하에, 제2 변형예에 따른 전자 부품(10c) 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 6은 제2 변형예에 따른 전자 부품(10c)의 단면 구조도이다. 도 6에서는, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 도 3과 동일한 구성의 참조 부호에 대해서는 일부 생략하고 있다.
전자 부품(10a)과 전자 부품(10c)의 차이점은, 전자 부품(10c)에서는, 자성체층인 절연체층(16b, 16f) 대신에 비자성체층인 절연체층(28b, 28f) 및 자성체층인 절연체층(30b, 30f)을 이용하고 있는 점이다. 즉, 전자 부품(10c)에서는, 코일 L의 외측에 비자성체층인 절연체층(28b, 28f)이 형성되어 있다. 이에 의해, 자속 φ1이, 비자성체층인 절연체층(30b, 30f)을 통과하게 되어, 전자 부품(10c)에서, 자속 φ1에 의한 자기 포화의 발생이 억제되게 된다.
또한, 전자 부품(10c)의 제조 방법으로서는, 절연체층(19b, 19f)으로 될 세라믹 그린 시트에, 비아홀 도체(b2, b6)를 형성한다. 비아홀 도체(b2, b6)의 형성 방법에 대해서는 이미 설명을 행하였으므로 생략한다.
다음으로, 절연체층(19b, 19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상에 코일 도체(18b, 18f)를 형성한다. 코일 도체(18b, 18f)의 형성 방법에 대해서는 이미 설명을 행하였으므로 생략한다.
다음으로, 절연체층(28b, 30b)으로 될 세라믹 그린층을, 절연체층(19b)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18b) 이외의 부분에 형성한다. 또한, 절연체층(28f, 30f)으로 될 세라믹 그린층을, 절연체층(19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18f) 이외의 부분에 형성한다. 구체적으로는, 절연체층(19b, 19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18b, 18f)보다도 외측의 부분에, 절연체층(28b, 28f)을 형성하고, 절연체층(19b, 19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18b, 18f)보다도 내측의 부분에, 절연체층(30b, 30f)을 형성한다. 절연체층(28b, 28f)으로 될 세라믹 그린층은, 비자성의 세라믹 페이스트(즉, Ni를 함유하고 있지 않은 세라믹 페이스트)로 이루어지고, 절연체층(30b, 30f)으로 될 세라믹 그린층은, 자성의 세라믹 페이스트(즉, Ni를 함유하고 있는 세라믹 페이스트)로 이루어진다. 그리고, 자성 및 비자성의 세라믹 페이스트를 스크린 인쇄법이나 포토리소그래피법 등의 방법에 의해 도포함으로써, 절연체층(28b, 28f, 30b, 30f)으로 될 세라믹 그린층을 형성한다. 이상의 공정에 의해, 단위층(32b, 32f)으로 될 세라믹 그린층이 형성된다.
다음으로, 절연체층(15a∼15c)으로 될 세라믹 그린 시트, 단위층(17a, 32b, 17c∼17e, 32f, 17g)으로 될 세라믹 그린층 및 절연체층(15d, 15e)으로 될 세라믹 그린 시트를 이 순서로 배열되도록 적층ㆍ압착하여, 미소성의 마더 적층체를 얻는다. 전자 부품(10c)의 제조 방법에서의 그 밖의 공정은, 전자 부품(10a)의 제조 방법에서의 그 밖의 공정과 동일하므로 설명을 생략한다.
(제3 변형예)
이하에, 제3 변형예에 따른 전자 부품(10d) 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 7은 제3 변형예에 따른 전자 부품(10d)의 단면 구조도이다. 도 7에서는, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 도 3과 동일한 구성의 참조 부호에 대해서는 일부 생략하고 있다.
전자 부품(10a)과 전자 부품(10d)의 제1 차이점은, 전자 부품(10d)에서는, 자성체층인 절연체층(16b) 대신에 자성체층인 절연체층(34b) 및 비자성체층인 절연체층(36b)을 이용하고 있는 점이다. 또한, 전자 부품(10a)과 전자 부품(10d)의 제2 차이점은, 전자 부품(10d)에서는, 자성체층인 절연체층(16f) 대신에 비자성체층인 절연체층(28f) 및 자성체층인 절연체층(30f)을 이용하고 있는 점이다.
전자 부품(10d)에서는, 코일 L의 내측에 비자성체층인 절연체층(36b)이 형성되고, 코일 L의 외측에 비자성체층인 절연체층(28f)이 형성되어 있다. 이에 의해, 자속 φ1이, 비자성체층인 절연체층(36b, 28f)을 통과하게 되어, 전자 부품(10d)에서, 자속 φ1에 의한 자기 포화의 발생이 억제되게 된다.
또한, 전자 부품(10d)의 제조 방법으로서는, 절연체층(19b, 19f)으로 될 세라믹 그린 시트에, 비아홀 도체(b2, b6)를 형성한다. 비아홀 도체(b2, b6)의 형성 방법에 대해서는 이미 설명을 행하였으므로 생략한다.
다음으로, 절연체층(19b, 19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상에 코일 도체(18b, 18f)를 형성한다. 코일 도체(18b, 18f)의 형성 방법에 대해서는 이미 설명을 행하였으므로 생략한다.
다음으로, 절연체층(34b, 36b)으로 될 세라믹 그린층을, 절연체층(19b)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18b) 이외의 부분에 형성한다. 또한, 절연체층(28f, 30f)으로 될 세라믹 그린층을, 절연체층(19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18f) 이외의 부분에 형성한다. 구체적으로는, 절연체층(19b)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18b)보다도 외측의 부분에, 절연체층(34b)을 형성하고, 절연체층(19b)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18b)보다도 내측의 부분에, 절연체층(36b)을 형성한다. 또한, 절연체층(19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18f)보다도 외측의 부분에, 절연체층(28f)을 형성하고, 절연체층(19f)으로 될 세라믹 그린 시트 상의 코일 도체(18f)보다도 내측의 부분에, 절연체층(30f)을 형성한다. 절연체층(28f, 36b)으로 될 세라믹 그린층은, 비자성의 세라믹 페이스트(즉, Ni를 함유하고 있지 않은 세라믹 페이스트)로 이루어지고, 절연체층(30f, 34b)으로 될 세라믹 그린층은, 자성의 세라믹 페이스트(즉, Ni를 함유하고 있는 세라믹 페이스트)로 이루어진다. 그리고, 자성 및 비자성의 세라믹 페이스트를 스크린 인쇄법이나 포토리소그래피법 등의 방법에 의해 도포함으로써, 절연체층(28f, 30f, 34b, 36b)으로 될 세라믹 그린층을 형성한다. 이상의 공정에 의해, 단위층(38b, 32f)으로 될 세라믹 그린층이 형성된다.
다음으로, 절연체층(15a∼15c)으로 될 세라믹 그린 시트, 단위층(17a, 38b, 17c∼17e, 32f, 17g)으로 될 세라믹 그린층 및 절연체층(15d, 15e)으로 될 세라믹 그린 시트를 이 순서로 배열되도록 적층ㆍ압착하여, 미소성의 마더 적층체를 얻는다. 전자 부품(10d)의 제조 방법에서의 그 밖의 공정은, 전자 부품(10a)의 제조 방법에서의 그 밖의 공정과 동일하므로 설명을 생략한다.
또한, 전자 부품(10a∼10d)은, 축차 압착 공법에 의해 제작되어 있지만, 예를 들면, 인쇄 공법에 의해 제작되어도 된다.
본 발명은, 전자 부품 및 그 제조 방법에 유용하고, 특히, 각 코일 도체의 주위를 주회하는 자속에 의한 자기 포화의 발생을 억제할 수 있는 점에서 우수하다.
L : 코일
b1∼b6 : 비아홀 도체
10a∼10d : 전자 부품
12a∼12d : 적층체
14a, 14b : 외부 전극
15a∼15e, 16a∼16g , 19a∼19g , 24d, 28b, 28f, 30b, 30f, 34b, 36b : 절연체층
17a∼17g, 26d, 32b, 32f, 38b : 단위층
18a∼18g : 코일 도체
20a∼20f : 제1 부분
22a∼22g : 제2 부분

Claims (10)

  1. 복수의 코일 도체가 적층 방향으로부터 평면에서 보았을 때에 서로 겹쳐진 상태에서 접속되어 이루어지는 나선 형상의 코일을 내장하고 있는 적층체로서,
    제1 Ni 함유율을 이루는 제1 절연체층과, 그 제1 절연체층 상에 형성되어 있는 상기 코일 도체와, 상기 제1 Ni 함유율보다도 높은 제2 Ni 함유율을 이루는 제2 절연체층으로서, 그 제1 절연체층 상의 그 코일 도체 이외의 부분에 형성되어 있는 제2 절연체층으로 이루어지는 제1 단위층이 복수 연속하여 적층되어 이루어지는 적층체를 형성하는 공정과,
    상기 적층체를 소성하는 공정
    을 구비하고,
    상기 적층체를 소성하는 공정 후에는, 상기 제1 절연체층에서의 상기 코일 도체에 적층 방향의 양측으로부터 끼워져 있는 제1 부분에서의 Ni 함유율은, 그 제1 절연체층에서의 그 제1 부분 이외의 제2 부분에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적층체를 형성하는 공정은, 상기 제1 단위층을 형성하는 공정으로서,
    시트 형상의 상기 제1 절연체층을 준비하는 공정과,
    상기 제1 절연체층 상에 상기 코일 도체를 형성하는 공정과,
    상기 제1 절연체층 상에 상기 제2 절연체층을 형성하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적층체를 형성하는 공정은,
    상기 제1 단위층을 적층 방향으로 연속하여 적층함으로써, 상기 코일을 형성하는 공정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 적층체를 형성하는 공정은, 제2 단위층을 형성하는 공정으로서,
    시트 형상의 상기 제1 절연체층을 준비하는 공정과,
    상기 제1 절연체층 상에 상기 코일 도체를 형성하는 공정과,
    상기 제1 Ni 함유율을 이루는 제3 절연체층을, 상기 제1 절연체층 상의 상기 코일 도체 이외의 부분에 형성하는 공정을 더 포함하고,
    상기 적층체를 형성하는 공정은,
    상기 제1 단위층 및 상기 제2 단위층을 적층하는 공정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적층체를 형성하는 공정은, 제3 단위층을 형성하는 공정으로서,
    시트 형상의 상기 제1 절연체층을 준비하는 공정과,
    상기 제1 절연체층 상에 상기 코일 도체를 형성하는 공정과,
    상기 제1 Ni 함유율을 이루는 제4 절연체층, 및, 상기 제2 Ni 함유율을 이루는 제5 절연체층을, 동일한 상기 제1 절연체층 상의 상기 코일 도체 이외의 부분에 형성하는 공정을 더 포함하고,
    상기 적층체를 형성하는 공정은,
    상기 제1 단위층 및 상기 제3 단위층을 적층하는 공정을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 절연체층의 두께는, 상기 제2 절연체층의 두께보다도 얇은 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절연체층의 두께는 5㎛ 이상 15㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 절연체층은, Ni를 함유하고 있지 않은 비자성체층인 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 1매의 시트 형상의 제1 절연체층과, 상기 제1 절연체층 상에 형성되어 있는 코일 도체와, 그 제1 절연체층 상의 그 코일 도체 이외의 부분에 형성되어 있는 제2 절연체층으로 이루어지는 단위층을 복수 구비한 전자 부품으로서,
    상기 복수의 단위층이 연속하여 적층됨으로써, 복수의 상기 코일 도체가 접속되어 나선 형상의 코일이 구성되어 있고,
    상기 제1 절연체층에서의 상기 코일 도체에 적층 방향의 양측으로부터 끼워져 있는 제1 부분에서의 Ni 함유율은, 그 제1 절연체층에서의 그 제1 부분 이외의 제2 부분에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있고,
    상기 제2 부분에서의 Ni 함유율은, 상기 제2 절연체층에서의 Ni 함유율보다도 낮게 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
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