CN103996489A - 电感以及制造电感的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电感以及制造电感的方法。该制造电感的方法包含在暂时载体上形成可移除式聚合物层；在该可移除式聚合物层上，形成第一线圈、第二线圈及介电层；在该可移除式聚合物层和该介电层上，填充第一磁胶层；移除该暂时载体；在该第一线圈、该介电层和该第一磁胶层的下方，填充第二磁胶层。因此，本发明具有较宽的噪声抑制频宽、具有较高的截止频率及具有简单的微影制程。另外，该第一磁胶层与该第二磁胶层是容易地施行在热压制程或网板印刷制程，以及该第一线圈和该第二线圈具有较佳的几何均匀度。

Description

电感以及制造电感的方法
本发明是申请日为2011年11月25日，申请号为201110391017.0，发明名称为“电感以及制造电感的方法”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关于一种制造电感的方法和电感，尤指一种利用暂时载体及可移除式聚合物层，以制造出具有高电感值的电感的方法和具有高电感值的电感。
背景技术
在现有技术中，电感结构是以传统磁性基板为载板，并在传统磁性基板上形成介电层、线圈及磁胶等，其中介电层包覆线圈以及磁胶包覆介电层。然而传统磁性基板操作在高频时，不论是导磁率或是导磁率损失都比磁胶差。亦即传统磁性基板的导磁率或是导磁率损失都随着频率变高而变差。
因此，在USB2.0、USB3.0、高解析多媒体接口(High-definition MultimediaInterface，HDMI)及/或行动工业处理器界面(Mobile Industry Processor Interface,MIPI)的高速传输应用上，传统磁性基板会降低电感的截止频率。如此，现有技术的电感结构可能无法满足集成电路的设计者的需求。
发明内容
本发明的一实施例提供一种制造具有高电感值的电感的方法。该方法包含在暂时载体上形成可移除式聚合物层；在该可移除式聚合物层上，形成第一线圈、第二线圈及介电层；在该可移除式聚合物层和该介电层上，填充第一磁胶层；移除该暂时载体；在该第一线圈、该介电层和该第一磁胶层的下方，填充第二磁胶层。
本发明的另一实施例提供一种电感。该电感包含第一线圈、第二线圈、介电层及磁粉树脂硬化磁性材料。该第二线圈是位于该第一线圈之上；该介电层填充于该第一线圈与该第二线圈之间；该磁粉树脂硬化磁性材料包覆该第一线圈、该介电层和该二线圈，其中该第一线圈的一面是与该磁粉树脂硬化磁性材料直接接触。
本发明的另一实施例提供一种电感。该电感包含第一线圈、第二线圈、介电层及均匀磁粉树脂硬化磁性材料。该第二线圈是位于该第一线圈之上；该介电层填充于该第一线圈与该第二线圈之间；该均匀磁粉树脂硬化磁性材料包覆该第一线圈、该介电层和该二线圈。
本发明的另一实施例提供一种电感。该电感包含第一线圈、第二线圈、介电层、第一介层孔及第二介层孔。该第二线圈是位于该第一线圈之上；该介电层覆盖该第一线圈与该第二线圈；该第一介层孔耦接于该第一线圈；该第二介层孔耦接于该第二线圈，其中该第一介层孔及该第二介层孔是位于该电感内侧的相同一侧。
本发明提供一种制造电感的方法和电感。该方法是利用第一磁胶层与第二磁胶层包覆第一线圈、第二线圈与介电层，其中第一磁胶层与第二磁胶层的材质可相同或不同，该第一线圈的底部是直接与该第二磁胶层接触，或该第一线圈的底部是直接与该第二磁胶层接触以及第一介层孔的上方部分和第二介层孔的上方部分是直接与该第一磁胶层接触。因此，相较于现有技术，本发明具有下列优点：第一、因为该第一线圈的底部是直接与该第二磁胶层接触，或该第一线圈的底部是直接与该第二磁胶层接触以及该第一介层孔的上方部分和该第二介层孔的上方部分是直接与该第一磁胶层接触，且该第一线圈、该第二线圈与该介电层是包覆在相同的磁胶层内(该第一磁胶层与该第二磁胶层具有较佳的导磁率)，所以本发明具有较宽的噪声抑制频宽；第二、因为该第一磁胶层与该第二磁胶层具有较低的导磁率损失，所以本发明具有较高的截止频率；第三、该第一磁胶层与该第二磁胶层是容易地施行在热压制程或网板印刷制程；第四、因为本发明在堆栈该第一线圈、该第二线圈及该介电层的过程中，利用平坦的暂时载体和可移除式聚合物层做为堆栈该第一线圈、该第二线圈及该介电层的基板，所以本发明可具有简单的微影制程，以及该第一线圈和该第二线圈具有较佳的几何均匀度。
本发明的一实施例提供一种具有电感的组件，其特征在于包含：多个导电图案层；以及多个绝缘层，其中该多个导电图案层被该多个绝缘层隔开，其中该多个绝缘层与该多个导电图案层不被一基底所支持。
优选地，本发明上述的一种具有电感的组件，该多个导电图案层包含一第一线圈导电图案以及一第二线圈导电图案。
优选地，本发明上述的一种具有电感的组件，该多个绝缘层的最上层为一第一具有磁性与黏性的绝缘层，该多个绝缘层的最下层为一第二具有磁性与黏性的绝缘层。
优选地，本发明上述的一种具有电感的组件，该第一线圈图案及该第二分线圈图案分别位于两个导电图案层，更包含一设置于该两个导电图案层之间用以电性连接该第一线圈图案以及该第二线圈图案的介层孔。
优选地，本发明上述的一种具有电感的组件，该第一线圈与该第一具有磁性与黏性的绝缘层直接相触。
优选地，本发明上述的一种具有电感的组件，该第二线圈与该第二具有磁性与黏性的绝缘层直接相触。
优选地，本发明上述的一种具有电感的组件，该第一具有磁性与黏性的绝缘层以及该第二具有磁性与黏性的绝缘层的材质不为相同。
本发明的一实施例提供一种制造具有电感的组件的方法，其特征在于包含：在一暂时载体上形成一聚合物层；在该聚合物层上，形成一多个导电图案层以及一多个绝缘层，其中该多个导电图案层被该多个绝缘层隔开，其中该多个绝缘层与该多个导电图案层不被一基底所支持；以及移除该暂时载体及该聚合物层。
优选地，本发明上述的制造具有电感的组件的方法，该多个绝缘层的最上层为一第一具有磁性与黏性的绝缘层，该多个绝缘层的最下层为一第二具有磁性与黏性的绝缘层。
优选地，本发明上述的制造具有电感的组件的方法，该多个导电图案包含一第一线圈图案设置于一第一绝缘层上以及一第二线圈图案设置于一第二绝缘层上。
优选地，本发明上述的制造具有电感的组件的方法，该第一线圈及该第二分线圈分别位于两个导电图案层，更包含一设置于该两个导电图案层之间用以电性连接该第一线圈图案以及该第二线圈图案的介层孔。
附图说明
图1是为本发明的一实施例说明一种制造电感的方法的流程图。
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G和图2H是为说明图1的方法的示意图。
图3A、图3B、图3C、图3D和图3E是为说明根据图1的方法所制造的电感的横切面的示意图。
图4A为说明图3A、图3B和图3C所对应的电感布局的上视图的示意图。
图4B和图4C是为说明图3D和图3E所对应的电感布局的上视图的示意图。
图5A和图5B是说明电感和现有技术的电感的噪声抑制频宽和截止频率的示意图。
其中，附图标记说明如下：
600                               电感
602                               暂时载体
604                               可移除式聚合物层
606                               第一线圈
608                               第二线圈
610                               介电层
612                               第一磁胶层
614                               第二磁胶层
620                               第一介层孔
622                               第二介层孔
6062                              第一线圈的第一层
6064                              第一线圈的第二层
6082                              第二线圈的第一层
6084                              第二线圈的第二层
500至514                          步骤
具体实施方式
请参照图1、图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H、图3A、图3B、图3C、图3D和图3E，图1是为本发明的一实施例说明一种制造电感600的方法的流程图，图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G和图2H是为说明图1的方法的示意图，图3A、图3B、图3C、图3D、图3E是为说明根据图1的方法所制造的电感的横切面的示意图。图1的方法的详细步骤如下：
步骤500：开始；
步骤502：在暂时载体602上形成可移除式聚合物层604；
步骤504：在可移除式聚合物层604上，形成第一线圈606、第二线圈608及介电层610；
步骤506：在可移除式聚合物层604和介电层610上，填充第一磁胶层612；
步骤508：移除暂时载体602；
步骤510：蚀刻掉可移除式聚合物层604；
步骤512：在第一线圈606、第二线圈608及介电层610的下方，填充第二磁胶层614；
步骤514：结束。
在步骤502中(如图2A所示)，在暂时载体602上形成可移除式聚合物层604。在步骤504中(如图2B所示)，在可移除式聚合物层604上，形成第一线圈606、第二线圈608及介电层610，其中介电层610是用以保护第一线圈606和第二线圈608，以及做为第一线圈606和第二线圈608之间的耦合层。但在本发明的另一实施例中，介电层610包覆第一线圈606和第二线圈608，且介电层610另填充于第一线圈606和第二线圈608的内侧，请参阅图2F；但在本发明的另一实施例中，介电层610包覆第一线圈606和第二线圈608，且介电层610另填充于第一线圈606和第二线圈608的外侧，请参阅图2G；但在本发明的另一实施例中，介电层610包覆第一线圈606和第二线圈608，且介电层610另填充于第一线圈606和第二线圈608的内侧与外侧，请参阅图2H。另外，如图3A、图3B、图3C、图3D和图3E所示，第一线圈606、第二线圈608及介电层610的堆栈方式有五种，其中图2B仅是用以图3A的堆栈方式说明步骤504。在步骤506中(如图2C所示)，在可移除式聚合物层604和介电层610上，填充第一磁胶层612，其中第一磁胶层612是包含多个磁性粒子及聚合物材料，多个磁性粒子的粒径皆小于100μm；第一磁胶层612中的多个磁性粒子可以是包含多个镍锌(NiZn)及/或锰锌(MnZn)粒子。另外，本发明并不受限于在可移除式聚合物层604和介电层610上，填充第一磁胶层612，亦即可在可移除式聚合物层604和介电层610上，填充磁性材料。在步骤508和步骤510中(如图2D所示)，移除暂时载体602及蚀刻掉第一线圈606、第二线圈608和介电层610下方的可移除式聚合物层604。在步骤512中(如图2E所示)，移除暂时载体602及蚀刻掉可移除式聚合物层604后，于第一线圈606、第二线圈608和介电层610下方填充第二磁胶层614，其中第二磁胶层614和第一磁胶层612的材质相同。亦即第二磁胶层614亦包含多个磁性粒子及聚合物材料，例如环氧树脂(epoxy)或EMC(Epoxy molding compounds等高分子材料，但不以此为限，且第二磁胶层614中的多个磁性粒子是包含多个镍锌(NiZn)及/或锰锌(MnZn)粒子。另外，第一磁胶层612、第二磁胶层614，会进行硬化程序(curing process)以形成磁粉树脂硬化磁性材料，其中第一磁胶层612可于涂布成型后进行硬化程序，形成磁粉树脂硬化磁性材料；在本发明的另一实施例中，第一磁胶层612也可于涂布成型后进行预硬化程序之后，于第二磁胶层涂布成型后一同再硬化，形成磁粉树脂硬化磁性材料，其中磁粉树脂硬化磁性材料的磁性粒子的粒径皆小于100μm。但在本发明的另一实施例中，第二磁胶层614和第一磁胶层612的材质可不相同。
需说明的是，本实施例的每一线圈图案是由位在同一膜层的螺旋状图案(如图3A、图3B和图3C所示)。在另一实施例中，每一线圈图案亦可为由位在不同膜层的线段所构成的螺旋状图案。在一实施例中，每一线圈图案可包括互相堆栈的上层图案与下层图案，上层图案的一端电性连接至下层图案的一端，上层图案的另一端可通过对应的导线而电性连接至对应的介层孔位置，下层图案的另一端可通过对应的导线而电性连接至对应的介层孔位置(如图3D与图3E所示)。因此，当差模电流流入第一线圈606和第二线圈608(二互相磁耦合的螺旋形状)时，第一线圈606和第二线圈608各自的磁通量互相抵销；当共模电流流入第一线圈606和第二线圈608时，第一线圈606和第二线圈608各自的磁通量互相加成。
请参照图4A、图4B和图4C，图4A是为说明图3A、图3B和图3C所对应的电感600布局的上视图的示意图，图4B和图4C是为说明图3D和图3E所对应的电感600布局的上视图的示意图。如图3A所示，第一线圈606和第二线圈608是互相交错，亦即第二线圈608的第一层6082是位于第一线圈606的第一层6062之上、第一线圈606的第二层6064是位于第二线圈608的第一层6082之上、第二线圈608的第二层6084是位于第一线圈606的第二层6064之上。另外，第一线圈606的底部是直接与第二磁胶层614接触，且第一线圈606与第二线圈608之间是填充介电层610。另外，除了第一线圈606的第一层6062的底部，介电层610包覆第一线圈606和第二线圈608。如图3B所示，第二线圈608是位于第一线圈606之上，第一线圈606的第一层6062的底部是直接与第二磁胶层614接触，且第一线圈606的第一层6062与第二层6064之间、与第二线圈608的第一层6082与第二层6084之间以及第一线圈606的第二层6064与第二线圈608的第一层6082之间是填充介电层610。另外，除了第一线圈606的第一层6062的底部，介电层610包覆第一线圈606和第二线圈608。如图3C所示，第二线圈608的第一层6082是位于第一线圈606的第一层6062之上、第二线圈608的第二层6084是位于第二线圈608的第一层6082之上、第一线圈606的第二层6064是位于第二线圈608的第二层6084之上且第一线圈606的第一层6062的底部是直接与第二磁胶层614接触。第二线圈608的第一层6082与第一线圈606的第一层6062之间、第二线圈608的第二层6084与第二线圈608的第一层6082之间以及第一线圈606的第二层6064与第二线圈608的第二层6084之间是填充介电层610。另外，除了第一线圈606的第一层6062的底部，介电层610包覆第一线圈606和第二线圈608。如图3A、图3B和图3C所示，介电层610是用以保护第一线圈606与第二线圈608，以及做为第一线圈606与第二线圈608之间的耦合层。如图4A所示，在电感600布局的上视图中，与第一线圈606耦接的第一介层孔616以及与第二线圈608耦接的第二介层孔618是位于电感600的布局内侧的相对二侧。
如图3D所示，第二线圈608是位于第一线圈606之上，第一线圈606的底部是直接与第二磁胶层614接触，且第一线圈606与第二线圈608之间是填充介电层610；在另一实施例中，第一线圈606的底部和第二磁胶层614之间有绝缘材料。绝缘材料可直接形成(免蚀刻)，亦可另外涂布(Coating)。此外，无绝缘材料可增加电感600的截止频率。如图3D所示，与第一线圈606耦接的第一介层孔620，以及与第二线圈608耦接的第二介层孔622是位于第二线圈608的上方。但本发明并不受限于第一介层孔620与第二介层孔622是位于第二线圈608的上方。亦即第一介层孔620与第二介层孔622可位于第二线圈608与第一线圈606之外的介电层610中的任何位置。另外，除了第一线圈606的底部，介电层610包覆第一线圈606、第二线圈608、第一介层孔620和第二介层孔622。如图4B所示，在电感600布局的上视图中，与第一线圈606耦接的第一介层孔620以及与第二线圈608耦接的第二介层孔622是位于电感600的布局内侧的相对二侧。在本发明的另一实施例中，与第一线圈606耦接的第一介层孔620以及与第二线圈608耦接的第二介层孔622是位于电感600的布局内侧的相同一侧(如图4C所示)。
如图3E所示，第二线圈608是位于第一线圈606之上，第一线圈606的底部是直接与第二磁胶层614接触，且第一线圈606与第二线圈608之间是填充介电层610；在另一实施例中，第一线圈606的底部和第二磁胶层614之间有绝缘材料。绝缘材料可直接形成(免蚀刻)亦可另外涂布(Coating)。此外，无绝缘材料可增加电感600的截止频率。如图3E所示，与第一线圈606耦接的第一介层孔620，以及与第二线圈608耦接的第二介层孔622是位于第二线圈608的上方。但本发明并不受限于第一介层孔620与第二介层孔622是位于第二线圈608的上方。亦即第一介层孔620与第二介层孔622可位于第二线圈608与第一线圈606之外，且介电层610包覆第一线圈606的部分以及第二线圈608的部分即可。另外，除了第一线圈606的底部、第一介层孔620的上方部分以及第二介层孔622的上方部分，介电层610包覆第一线圈606第二线圈608、第一介层孔620的下方部分以及第二介层孔622的下方部分。如图4B所示，在电感600布局的上视图中，与第一线圈606耦接的第一介层孔620以及与第二线圈608耦接的第二介层孔622是位于电感600的布局内侧的相对二侧。在本发明的另一实施例中，与第一线圈606耦接的第一介层孔620以及与第二线圈608耦接的第二介层孔622是位于电感600的布局内侧的相同一侧(如图4C所示)。
请参照图5A和图5B，图5A和图5B是说明电感600和现有技术的电感的噪声抑制频宽(noise-rejection bandwidth)和截止频率的示意图。如图5A和图5B所示，电感600在噪声抑制频宽和截止频率的效能上皆优于现有技术的电感。
综上所述，本发明所提供的制造具有高电感值的电感的方法是利用第一磁胶层与第二磁胶层包覆第一线圈、第二线圈与介电层，其中第一线圈的底部是直接与第二磁胶层接触，或第一线圈的底部是直接与第二磁胶层接触以及第一介层孔的上方部分和第二介层孔的上方部分是直接与第一磁胶层接触，其中第一磁胶层与第二磁胶层的材质可相同或不同；第一磁胶层与第二磁胶层是全面包覆第一线圈、第二线圈与介电层。因此，相较于现有技术，本发明具有下列优点：第一、因为第一线圈的底部是直接与第二磁胶层接触，或第一线圈的底部是直接与第二磁胶层接触以及第一介层孔的上方部分和第二介层孔的上方部分是直接与第一磁胶层接触，且第一线圈、第二线圈与介电层是包覆在相同的磁胶层内(第一磁胶层与第二磁胶层具有较佳的导磁率)，所以本发明具有较宽的噪声抑制频宽；第二、因为第一磁胶层与第二磁胶层具有较低的导磁率损失，所以本发明具有较高的截止频率；第三、第一磁胶层与第二磁胶层是容易地施行在热压制程(thermal-pressure process)或网板印刷制程(screen-printing process)；第四、因为本发明在堆栈第一线圈、第二线圈及介电层的过程中，利用平坦的暂时载体和可移除式聚合物层做为堆栈第一线圈、第二线圈及介电层的基板，所以本发明可具有简单的微影制程，以及第一线圈和第二线圈具有较佳的几何均匀度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种具有电感的组件，其特征在于，包含：
多个导电图案层；以及
多个绝缘层，其中该多个导电图案层被该多个绝缘层隔开，其中该多个绝缘层与该多个导电图案层不被一基底所支持。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，该多个导电图案层包含一第一导电图案层设置于第一绝缘层上，第二绝缘层设置于该第一导电图案层的被图案区域上并延伸至该第一导电图案层的未被图案区域。
3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，该多个导电图案层包含一第一线圈导电图案以及一第二线圈导电图案。
4.如权利要求1所述的电子组件，其特征在于，该多个绝缘层的最上层为一第一具有磁性与黏性的绝缘层，该多个绝缘层的最下层为一第二具有磁性与黏性的绝缘层。
5.如权利要求3所述的电子组件，其特征在于，该第一线圈图案及该第二分线圈图案分别位于两个导电图案层，更包含一设置于该两个导电图案层之间用以电性连接该第一线圈图案以及该第二线圈图案的介层孔。
6.如权利要求4所述的电子组件，其特征在于，该第一线圈与该第一具有磁性与黏性的绝缘层直接相触。
7.如权利要求4所述的电子组件，其特征在于，该第二线圈与该第二具有磁性与黏性的绝缘层直接相触。
8.如权利要求4所述的电子组件，其特征在于，该第一具有磁性与黏性的绝缘层以及该第二具有磁性与黏性的绝缘层的材质不为相同。
9.一种制造具有电感的组件的方法，其特征在于包含：
在一暂时载体上形成一聚合物层；
在该聚合物层上，形成多个导电图案层以及多个绝缘层，其中该多个导电图案层被该多个绝缘层隔开，其中该多个绝缘层与该多个导电图案层不被一基底所支持；以及
移除该暂时载体及该聚合物层。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该多个绝缘层的最上层为一第一具有磁性与黏性的绝缘层，该多个绝缘层的最下层为一第二具有磁性与黏性的绝缘层。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该多个导电图案包含一第一线圈图案设置于一第一绝缘层上以及一第二线圈图案设置于一第二绝缘层上。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该第一线圈及该第二分线圈分别位于两个导电图案层，更包含一设置于该两个导电图案层之间用以电性连接该第一线圈图案以及该第二线圈图案的介层孔。
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