[發明專利]半導體模塊、電感器元件及其制作方法

無效

• 申請號: 200710087777.6
• 申請日: 2007-03-19
• 公開（公告）號: CN101064208A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 大矢洋一;柳川周作;岡修一
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01F17/00
• 分類號: H01F17/00;H01F1/10;H01F5/04;H01F1/113;H01F41/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明涉及電子元件，具體地涉及具有大電感和高品質因素的小尺寸電感器元件及其制作方法，還涉及具有該電感器元件的半導體模塊。

背景技術

電感器根據其結構劃分為若干類型，例如線繞線圈、層疊線圈、和薄膜線圈。層疊線圈由相互堆疊的多層鐵氧體(ferrite)或陶瓷材料組成，各層上印刷了導體圖案，這樣所有印刷導體圖案通過通路接觸(via?contact)相互連接。薄膜線圈是一種保持在鐵氧體或陶瓷材料層之間的螺旋平面線圈。根據線圈是否與周圍環境隔離，薄膜線圈進一步分為兩類，例如閉合磁路和開放磁路。在閉合磁路中，線圈與周圍環境隔離，而在開放磁路中，線圈未與周圍環境隔離。

作為分立元件的電感器具有纏繞線圈結構，其中插入或者未插入鐵芯。這種類型的電感器尺寸大，因此妨礙了具有該電感器的模塊的微型化。

已知一種新的模塊結構以實現微型化，該模塊結構是由低溫共燒陶瓷(LTCC)基板與安裝在該基板上的內建電感器和電容器以及LSI組成。還已知另一種成為集成無源器件(IPD)的新模塊，該模塊僅由無源元件組成。

下面描述具有高磁導率材料的薄膜型電感器的相關技術。

日本專利公開JP昭63-283004(第2頁，左下欄，第8至14行；第2頁，右下欄，第10至20行；第3頁，右上欄，第8至20行；第3頁，左下欄，第3至15行；和第3頁，右下欄，第1至7行，圖1)提到如下的“平面電感器及其制作方法”，該專利公開在下文中稱為專利文件1。

根據專利文件1中披露的發明，平面電感器由線圈和利用濕法工藝將線圈保持在其間的兩個鐵氧體鍍層組成。其制作涉及如下步驟：使用鐵氧體鍍層涂敷基板，在鐵氧體鍍層上形成導電線圈，以及在該導電線圈上形成另一個鐵氧體鍍層。

該制造工藝獲得具有大電感和良好頻率特性的高性能平面的電感器，因為導電線圈被鐵氧體層完全封閉，從而大幅減小了磁阻且基本上消除了電容。其平面線圈完全被鐵氧體鍍膜完全封閉的平面電感器并不發生導致串擾的磁通量泄漏。因此，這種電感器適用于高密度安裝和高頻帶，且其最適合用于控制電磁噪聲。

呈薄膜形式的導電線圈可以通過電解或非電濕法鍍、氣相沉積、濺射、或者適用于熱固性導電漿的絲網印刷，由公知的金屬或合金(例如Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Ag-Pd、和Sn-Pb)形成。線圈的圖案及其引線可以通過旋涂光敏抗蝕劑且接著進行光蝕刻或者通過絲網印刷導電漿而形成。

現有的平面電感器的一些示例示于圖11。

圖11A為專利文件1的圖1的復制。圖11A示出了根據專利文件1所披露的發明的一個實施方案、保持在鐵氧體磁芯之間的平面電感器的剖面結構。

該平面電感器按照下述步驟制造。用鉻酸混合物清洗玻璃板的基板67，通過濕法鍍將基板67完全涂覆了鐵氧體層68。在鐵氧體層68上通過絲網印刷熱固性Ag漿且隨后在150℃以下烘焙而形成彎曲線圈69。使用對鐵氧體鍍層是惰性的可溶于溶劑的抗蝕劑掩蔽線圈的引線，且通過與上述相同的方式再次通過濕法鍍使用鐵氧體層70涂覆整個表面。最后，引線上的掩模通過溶劑除去。因此得到了在兩側上都具有鐵氧體磁芯的平面電感器。

根據專利文件1，保持于鐵氧體磁芯之間的平面電感器這樣構造，使得平面線圈保持于由濕法鍍形成的鐵氧體層之間。因此，這種平面電感器結構非常簡單，性能(電感和頻率特性)優越，且價格低廉。

日本專利公開JP平7-22242(第0005、0007、0008、0013、和0014段，圖1和2)提到如下的“平面電感器及其制作方法”，該專利公開在下文中稱為專利文件2。

根據在專利文件2中披露的發明，平面電感器由依次相互層疊形成的第一磁性體基板、絕緣非磁性膜、導電線圈、和第二磁性體組成。

圖11B為專利文件2的圖1的復制。圖11B示意性示出了根據專利文件2所披露的發明的一個實施方案的平面電感器的平面和剖面結構。圖11C為專利文件2的圖2的復制。圖11C示出了根據專利文件2所披露的發明的一個實施方案的平面電感器制作工藝。