TW201444052A - 薄型疊層式功率電感製程之改進 - Google Patents
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Abstract
一種薄型疊層式功率電感製程之改進，係使功率電感包含多層堆疊的螺旋狀電感線圈和絕緣層，其在基板上利用微影製程形成螺旋狀電感圖形，接著以聚醯亞胺(PI)或環氧樹脂(Epoxy)乾膜作為線圈上方的擋牆，然後於擋牆內經電鍍製程使電感線圈的厚度增加，以此製作出高密度、高深寬比的螺旋線圈。
Description
本發明係有關一種薄型疊層式功率電感製程，特別是指在磁性基板的上表面經微影製程形成線圈圖形後，以聚醯亞胺(PI)或環氧樹脂(Epoxy)乾膜作為擋牆，再於擋牆內經電鍍製程使電感線圈的厚度增加，藉此製出高密度、高深寬比的螺旋線圈。
習見功率電感，係利用截面為直角形或圓形的導線經捲繞成螺旋狀電感線圈所形成。該螺旋狀電感線圈具有沿著垂直方向疊層延伸的多數圈，其兩個末端分別連接出導線與外部電極連接。製作時，先將已焊接導線的螺旋狀導線置入鑄模中，再於鑄模中注入磁性粉末材料，然後將磁性粉末材料壓合成塊體，最後脫模成型。
惟，該等利用導線捲繞成螺旋狀電感線圈的功率電感，體積較大，無法符合現有電器產品輕、薄、微小化等之要求。近年來有關電感的製作方法，雖然已由傳統的繞線式或積層印刷轉變為薄膜製程，但現行薄膜製程所製作的線圈，其深寬(線厚/線寬)比皆小於1，元件設計受到很大的限制。
有鑑於習見功率電感之製造有上述缺失，本發明人乃針對該些缺失研究改進之道，經長時研究終有本發明產生。
因此，本發明旨在提供一種薄型疊層式功率電感製程之改進，係利用聚醯亞胺(PI)或環氧樹脂(Epoxy)作為電鍍用擋牆，配合微影製程，以形成高密度的電感線圈。
依本發明之薄型疊層式功率電感製程之改進，係先在基板上方以微影蝕刻製程製作螺旋狀線圈圖形，接著利用聚醯亞胺(PI)或環氧樹脂(Epoxy)等絕緣材料於線圈的上方形成擋牆，再於擋牆內經電鍍製程使線圈圖形鍍到所需銅線厚度，以完成高深寬比的電感線路之製作，為本發明之次一目的。
依本發明之薄型疊層式功率電感製程之改進，由於使用非移除性的絕緣材料當作電鍍層，配合微影製程，可以製作出深寬比(線厚/線寬)大於1的銅線路，使得電感螺旋線圈的密度得以提升，為本發明之再一目的。
至於本發明之詳細構造，應用原理，作用與功效，則請參照下列依附圖所作之說明即可得到完全了解。
100‧‧‧薄型疊層式功率電感
1‧‧‧磁性基板
2‧‧‧薄型螺旋線圈
3‧‧‧包覆層
101‧‧‧基板
200‧‧‧金屬種子層
300‧‧‧感光型高分子層
301‧‧‧線圈型溝槽
400‧‧‧螺旋線圈圖案金屬層
500‧‧‧感光型高分子層
501‧‧‧擋牆
600‧‧‧電鍍層
500A‧‧‧第二感光型高分子層
502‧‧‧擋牆
601‧‧‧電鍍層
700‧‧‧螺旋狀金屬線圈
第1圖為本發明在基板上形成螺旋形電感線圈的立體
示意圖。
第2A-2J圖為本發明在基板上形成螺旋形電感線圈的製程剖面示意圖。
第3圖為本發明製程所製成之螺旋形電感線圈的整體剖面示意圖。
本發明之薄型疊層式功率電感製程之改進，如第1圖所示，該薄型疊層式功率電感100，係於一磁性基板1的上方形成一螺旋型電感線圈，該螺旋型電感線圈由疊層的薄型螺旋線圈2和包覆在薄型螺旋線圈2外部的包覆層3所形成。
本發明之薄型疊層式功率電感製程之改進，其製作步驟包括：基板處理步驟：以甲醇或丙酮等化學溶劑，去除基板101表面的雜質和油脂，再以氫氟酸去除基板表面的氧化物，然後對基板101進行去水烘烤(Dehydration Bake)(如第2A圖所示)；種子層形成步驟：利用濺鍍製程或蒸鍍製程，於基板101上形成一金屬種子層200，金屬種子層200的材質可選用鈦鎢合金(TiW)、銅(Cu)或鎳鉻合金(NiCr))(如第2B圖所示)；線圈圖案形成步驟：在基板上方形成一層感光
型高分子層300；利用一圖案化金屬層光罩對感光型高分子層300進行曝光、顯影，使感光型高分子層300形成線圈型溝槽301(如第2C圖所示)；接著進行蝕刻、去光阻，以在基板101的表面形成螺旋線圈圖案金屬層400(如第2D圖所示)；擋牆形成步驟：在基板上方再塗上一層聚醯亞胺(PI)或環氧樹脂(Epoxy)乾膜之感光型高分子層500，使感光型高分子層500覆蓋螺旋線圈圖案金屬層400(如第2E圖所示)；再以圖案化金屬層光罩對感光型高分子層曝光、顯影，使感光型高分子層500在螺旋線圈圖案金屬層400的上方兩側形成擋牆501(如第2F圖所示)；電鍍銅步驟：接著在擋牆501圍出的空間內，在螺旋線圈圖案金屬層400的上方，利用電鍍形成使螺旋線圈圖案金屬層400增厚之電鍍層600(如第2G圖所示)；重複擋牆形成步驟：在基板上方再塗上一層聚醯亞胺(PI)或環氧樹脂(Epoxy)之第二感光型高分子層500A(如第2H圖所示)；再以圖案化金屬層光罩對第二感光型高分子層500A曝光、顯影，使第二感光型高分子層500A在電鍍層600上方兩側形成擋牆502(如第2I圖所示)；再利用電鍍在擋牆502圍出的空間，使螺旋線圈圖案金屬層400的上方形成可增加線圈厚度的電鍍層601(如第2J圖所示)；
藉此，經由重複擋牆形成步驟和電鍍銅步驟，可逐層地使螺旋線圈圖案金屬層鍍到設計所需厚度，進而製出高深寬比(>1)的螺旋狀金屬線圈700(如第3圖所示)。
從上所述可知，本發明之薄型疊層式功率電感製程之改進，其具有使整體製程更為簡化，構造更為簡單，製造更為容易，操作時更為安全之功效，而該等功效可以改進習見功率電感之弊，而其並未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准專利，實為德便。
以上所述者乃是本發明較佳具體的實施例，若依本發明之構想所作之改變，其產生之功稜作用，仍未超出說明書與圖示所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。
101‧‧‧基板
400‧‧‧螺旋線圈圖案金屬層
700‧‧‧螺旋狀金屬線圈
Claims (3)
- 一種薄型疊層式功率電感製程之改進，其製程步驟包括：基板處理步驟：對基板表面進行處理，使去除雜質和油脂；種子層形成步驟：利用濺鍍製程或蒸鍍製程，於基板表面形成金屬種子層；線圈圖案形成步驟：在基板上方形成一層感光型高分子層，再利用一圖案化金屬層光罩對感光型高分子層曝光、顯影，使感光型高分子層形成線圈型溝槽；接著蝕刻、去光阻，而在基板表面形成螺旋線圈圖案金屬層；擋牆形成步驟：在基板上方再塗上一層感光型高分子層，使感光型高分子層覆蓋螺旋線圈圖案金屬層；再以圖案化金屬層光罩對感光型高分子層曝光、顯影，使感光型高分子層在螺旋線圈圖案金屬層上方的兩側形成擋牆；電鍍銅步驟：在擋牆圍出的空間內，於螺旋線圈圖案金屬層的上方，利用電鍍形成使螺旋線圈圖案金屬層增厚之電鍍層；重複上述擋牆形成步驟和電鍍步驟，使螺旋線圈圖案金屬層逐層鍍到設計所需厚度，以製出高深寬比的螺旋狀金屬線圈。
- 如申請專利範圍第1項之薄型疊層式功率電感製程之 改進，其中金屬種子層為鈦鎢合金(TiW)、銅(Cu)或鎳鉻合金(NiCr)。
- 如申請專利範圍第1項之薄型疊層式功率電感製程之改進，其中感光型高分子層係聚醯亞胺(PI)或環氧樹脂(Epoxy)。
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