[發(fā)明專利]一種帶磁芯的微型化三維電感制作方法和結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010731103.0
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN112086282B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛愷;鐘智勇;鄭宗森;葉根祥;林志濱;王康
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);廈門云天半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號: H01F41/04
• 分類號: H01F41/04;H01F41/02;H01F27/28;H01F27/24
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠;林燕玲

一種帶磁芯的微型化三維電感的制作方法和結(jié)構(gòu)，包括如下步驟：1)在磁性襯底上制作至少一微槽結(jié)構(gòu)；2)在隱性框架襯底上制作若干通孔，并往通孔內(nèi)填充金屬材料；3)對隱性框架襯底進(jìn)行切割構(gòu)成若干具有的金屬材料的隱性框架，將隱性框架嵌入微槽結(jié)構(gòu)內(nèi)并固定；4)在磁性襯底的正面和背面分別制作第一平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)和第二平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)，該第一平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)和第二平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)分別與隱性框架的金屬材料電性連接構(gòu)成至少一電感繞組。本發(fā)明實現(xiàn)了高容量的小型化電感器件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁性材料加工、微電子工藝、磁性元器件領(lǐng)域，特別是一種三維電感的制作方法和結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品性能的提高，電子產(chǎn)品的小型化、輕量化和集成化的水平越來越高，系統(tǒng)工作頻率不斷提高，工作電壓越來越低，系統(tǒng)對信號傳輸?shù)馁|(zhì)量要求也越來越高，傳統(tǒng)的解決方案已經(jīng)無法完全適應(yīng)新技術(shù)對高密度系統(tǒng)集成的技術(shù)要求；同時，無源器件的小型化和集成化也已經(jīng)成為制約電子系統(tǒng)發(fā)展的重要瓶頸問題。為了解決這一問題，研發(fā)人員開發(fā)出了多種沉積磁心薄膜的加工方法，例如篩網(wǎng)印刷、濺射和電鍍等。但是用篩網(wǎng)印刷成膜的鐵氧體層要在900～1000℃的溫度下燒結(jié)，這是與標(biāo)準(zhǔn)型集成電路制造工藝不相容的；用濺射工藝制作的磁心厚度有限，成本較高，限制了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；使用電鍍成膜的磁性材料磁心的電感Q值一般比用濺射技術(shù)或用篩網(wǎng)印制技術(shù)成膜材料的Q值低，主要原因是由磁性材料的電導(dǎo)率引起的，在電感器的工作頻率增高時，磁心的渦流損耗將增大。除了磁性材料與微電子工藝的兼容性外，半導(dǎo)體工藝一般都是平面工藝，只能實現(xiàn)片式電感，很大程度上限制了電感的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提出一種帶磁芯的微型化三維電感制作方法和結(jié)構(gòu)，利用微電子工藝技術(shù)實現(xiàn)三維互聯(lián)和線圈制作，實現(xiàn)了高容量的小型化電感器件。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種帶磁芯的微型化三維電感的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)在磁性襯底上制作至少一微槽結(jié)構(gòu)；

2)在隱性框架襯底上制作若干通孔，并往通孔內(nèi)填充金屬材料；

3)對隱性框架襯底進(jìn)行切割構(gòu)成若干具有的金屬材料的隱性框架，將隱性框架嵌入微槽結(jié)構(gòu)內(nèi)并固定；

4)在磁性襯底的正面和背面分別制作第一平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)和第二平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)，該第一平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)和第二平面互聯(lián)結(jié)構(gòu)分別與隱性框架的金屬材料電性連接構(gòu)成至少一電感繞組。

優(yōu)選的，采用激光刻蝕、等離子體轟擊、噴砂或超聲波刻蝕制作所述微槽結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述微槽結(jié)構(gòu)為盲孔或通孔，微槽結(jié)構(gòu)的邊長為0.05-3mm。

優(yōu)選的，所述隱性框架襯底為硅、玻璃、陶瓷或有機(jī)基板，其厚度為0.05-3mm。

優(yōu)選的，步驟2)中，采用涂膠、光刻、曝光、顯影、刻蝕和去膠制作所述通孔。

優(yōu)選的，步驟2)中，往通孔內(nèi)填充金屬材料具體包括：先在隱性框架襯底的正面和背面制作金屬薄膜，利用電鍍工藝填充通孔。

優(yōu)選的，所述隱性框架的長度和寬度分別小于微槽結(jié)構(gòu)的長度和寬度；或者所述隱性框架的長度和寬度與微槽結(jié)構(gòu)的長度和寬度的差值在1um-400um之間。

優(yōu)選的，所述隱性框架的高度和通孔的高度的差值在-50um至+50um之間。

優(yōu)選的，采用膠類物質(zhì)將所述隱性框架固定于所述微槽結(jié)構(gòu)內(nèi)。