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Ni-Cu-Zn 페라이트와 유전체를 집적화한 적층 모듈의 개발

전문가 제언: ○ 스마트폰이나 내비게이션 등의 모바일 기기는 지속적으로 소형·경량화되고 있는 추세이다. 이에 따라서 사용되는 부품의 기능향상과 소형화를 위한 연구가 계속되고 있다. 특히 최근에는 두 가지 이상의 기능을 나타내는 복합소자가 등장하고 있다. 예를 들면 적층부품인 칩 인덕터와 칩 커패시터를 하나의 부품으로 모듈화하여 LC 필터를 제조한다. 이것을 사용하면 회로기판의 실장 밀도를 향상시킬 수 있다.

○ LC 필터는 유전체 시트와 자성체 시트를 함께 적층하여 동시 소결하는 제품이다. 이때 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics) 기술을 주로 이용한다. 자성체와 유전체 재료는 서로 다른 성질을 가진 화학조성으로 이루어진다. 또 Ag 및 Cu계의 도전체 페이스트와 동시 소성에 소성해야 함으로, 일반적인 세라믹의 소결온도인 1300∼1600℃ 보다 훨씬 낮은 900∼1000℃에서 소결한다. 따라서 제조과정에서 한 가지 기능만 하는 단독 세라믹스를 제조할 때와 달리 다양한 문제를 야기한다.

○ 본 문헌은 자성체와 유전체 재료를 모듈화하여 적층부품을 생산할 때 자성체의 투자율이 낮아지는 문제를 개선하기 위한 목적으로 연구한 것이다. 즉 Ni-Cu-Zn 페라이트를 제조할 때 소결 촉진제로 Bi2O3를 첨가한다. 이 첨가물이 결정성장에 기여하고, 나아가서 투자율을 향상시킨다. 그러나 페라이트 시트를 유전체 LTCC와 함께 적층하는 경우에는 첨가물이 들어 있지 않은 페라이트를 사용해야 우수한 적층 모듈을 제조할 수 있다고 주장하고 있다.

○ LTCC 기술을 이용한 LC 적층 모듈은 주로 일본의 TDK, MURATA, NEC, 등에서 제조하고 있다. 우리나라의 삼성전기(주), 삼화콘덴서공업(주), (주)이노칩, 등은 주력제품인 적층칩 커패시터(MLCC) 의 생산기술을 바탕으로 LC 필터를 개발했다. 그러나 기술적 한계를 극복하지 못해 원재료를 해외에서 수입해야 하고, 수율이 낮아서 가격 경쟁력이 떨어지는 문제를 안고 있다. 일본과 경쟁하기 위한 새로운 돌파구가 절실히 필요하다.

저자: J. Hesse, H. Naghib-zadeh, T. Rabe, J. Topfer
자료유형: 니즈학술정보