[發明專利]一種玻璃基高Q值電感及其制備方法

在審

• 申請號: 201710684014.3
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107492437A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 李君;林來存;王啟東
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01F27/02
• 分類號: H01F27/02;H01F27/04;H01F27/28;H01F27/29;H01F41/00;H01F41/04;H01L23/64
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31313
• 代理人: 張東梅

技術領域

本發明涉及封裝領域，尤其涉及一種玻璃基高Q值電感、包含玻璃基高Q值電感的轉接板及其制備方法。

背景技術

在過去的幾年中，無線通信系統或移動電子產品得到了巨大的發展，同時也對系統的性能、集成度及成本提出了更高的要求。而先進的電子系統中有上百上千的無源分立元件，這些無源分立元件占了80％的面積和70％的成本，意味著現代射頻系統的發展越來越依賴于無源分立元件，如濾波器、巴倫、耦合器等結構。另外，隨著無源分立器件的面積越來越小，微小器件的表貼成本也越來越高。無源集成技術(IPD)的發展對射頻前端系統的發展起到了巨大的推動作用，為電子產品帶來了更高的集成度和多功能化，同時也降低了成本。影響無源集成器件性能的關鍵元件之一是電感結構，高Q值的電感結構能夠大幅度減小無源器件的損耗，使得RF系統的損耗冗余量明顯改善，如采用高Q電感結構的濾波器能夠顯著減小帶內損耗。

目前，平面螺旋電感主要制作在硅襯底上，硅材料屬于半導體材料，有較大的襯底損耗，限制了電感的Q值。另外，基于硅襯底的電感線圈厚度一般小于10um，寄生串聯電阻可優化的空間有限，這就導致了基于硅襯底的平面螺旋電感的Q值不高，一般在5-20的范圍內。采用其他技術制作的電感如高阻硅、電感結構底部挖空、懸空結構及增加電感線圈的厚度等，這些技術雖然能夠增大電感的Q值，但會增加成本、降低可靠性或是難于集成。

目前，多種提高電感Q值的技術已被提出，如高阻硅、電感結構底部挖空、懸空結構及增加電感線圈的厚度等。

中國專利申請CN201410145287.7中涉及到了一種采用MEMS技術制作懸空式電感結構，電感結構懸空可減小寄生電容，提高Q值。但該方法制作的電感結構可靠性較差，對于封裝技術提出了挑戰。

中國專利申請CN201210465578.5中涉及了一種電感底部硅襯底挖空的方法。該方法消除了襯底對電感Q值的影響，增大了電感的Q值。但該方法同樣也增加了電感結構的可靠性風險，另外，最大Q值在50左右。

因此，需要一種便于集成的高Q值的電感結構。

發明內容

本項目提出了一種基于玻璃襯底的電感結構，可大幅度提高電感的Q值，增大其自諧振頻率。該方法采用了ICP玻璃深刻蝕技術，在玻璃襯底上刻蝕出電感槽結構，然后再進行金屬化工藝，實現高Q值電感。同時，該方法可兼容玻璃轉接板制作技術，在玻璃轉接板上集成無源結構，形成所謂的智能轉接板，實現高密度集成。

根據本發明的一個實施例，提供一種玻璃基電感，包括：玻璃襯底，所述玻璃襯底的第一表面具有電感槽，所述電感槽構成螺旋形通道；填充于所述電感槽的電感線圈，所述電感線圈為螺旋形線圈；覆蓋所述玻璃襯底的第一表面和所述電感線圈的介質層，所述介質層中具有窗口；以及設置在所述窗口中的引出電極，所述引出電極與所述電感線圈電連接。

在本發明的一個實施例中，電感槽的深度在10-50微米的范圍內。

在本發明的一個實施例中，電感線圈為方形螺旋線圈、圓形螺旋線圈、六邊形螺旋線圈或八邊形螺旋線圈。

在本發明的一個實施例中，電感線圈內圈的線寬w_內小于外圈的線寬w_外。

根據本發明的另一個實施例，提供一種封裝結構，包括：玻璃轉接板，所述玻璃轉接板包括：玻璃襯底，所述玻璃襯底具有第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面；設置在所述玻璃襯底的第一表面上的電感槽，所述電感槽構成螺旋形通道；填充于所述電感槽的電感線圈，所述電感線圈為螺旋形線圈；設置在所述玻璃襯底的第一表面上且與所述電感線圈電連接的引出電極；貫穿所述玻璃襯底的一個或多個通孔，所述通孔內設置有導電結構；以及設置在所述玻璃襯底的第一表面和第二表面上且與所述通孔內的導電結構電連接的導電焊盤。

在本發明的另一個實施例中，該封裝結構還包括設置在所述玻璃轉接板上的一個或多個芯片。

在本發明的另一個實施例中，玻璃轉接板還包括設置在所述玻璃襯底的第一表面上的第一再布線結構，所述第一再布線結構的一側與第一表面上的導電焊盤及引出電極電連接，所述第一再布線結構的另一側上設置有一個或多個外接焊盤。

在本發明的另一個實施例中，玻璃轉接板還包括設置在所述玻璃襯底的第二表面上的第二再布線結構，所述第二再布線結構的一側與第二表面上的導電焊盤電連接，所述第二再布線結構的另一側上設置有一個或多個外接焊盤。

在本發明的另一個實施例中，該封裝結構還包括設置在所述第二再布線結構的一個或多個外接焊盤上的焊球，所述焊球用于連接到封裝基板。