CN114334429A - 一种高强度一体成型微电感制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度一体成型微电感制备工艺，涉及微电子技术领域。本发明在制备高强度一体成型微电感时，首先进行线圈制作制得外部引脚凸出的空芯矩形线圈，再进行一次防护并使外部引脚凸出形成单层平面微电感，在进行组装制得半成品微电感，在有机硅胶制备过程中加入3,5‑二甲酸苯甲胺进行改性制得改性有机硅胶，二次防护将改性有机硅胶在外部引脚两端形成多孔防护柱，制得高强度一体成型微电感。本发明制备的氮化铝具有良好的受力防护性能和防氧化腐蚀性能，且易于安装使用。
Description
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，具体为一种高强度一体成型微电感制备工艺。
背景技术
微电子技术和半导体技术的变革性发展，推动信息科技迅猛发展，电子器件超集成化是发展的必然趋势，电子元器件朝“小、轻、薄、精”深入发展，微电感元件也必然向微型化、高频化、阵列化、集成化和高性能化发展。
微电感作为MEMS器件和集成电路芯片的核心器件的核心元件，可广泛应用在通讯领域、家电领域、传感领域、航天领域和变压领域。为提高串联电感量、增大品质因数、减小体积、降低损耗等方面，许多技术运用而生，光刻、溅射、电镀等，微电感的金属线路因过于细小，极易受力断裂或被氧化腐蚀导致无法导电或者电阻变大，从而影响了微电感的，使用效果。本发明微电感易可叠加安装增加电感量，并对引脚有良好的物理和化学防护效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度一体成型微电感制备工艺，以解决现有技术中存在的问题。
一种高强度一体成型微电感制备工艺，主要包括以下制备步骤：线圈制作，一次防护，组装，二次防护。
作为优化，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力1～3Pa，氩气流量15～20sccn，溅射功率100～150w，溅射速率4～6nm/min，温度20～30℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.3～0.5μm厚的铬层，在铬层上旋涂光刻胶至4～6μm厚，并烘胶、曝光、显影后，用无水乙醇清洗表面3～5次，再进行电镀镀铜2～3h，用无水乙醇洗涤3～5次后再次旋涂相同量的光刻胶，并烘胶、曝光、显影使外部引脚暴露，再次电镀镀铜1～2h，然后在丙酮中浸泡3～5min，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h，制得空芯矩形线圈；
(2)一次防护：在空芯矩形线圈上以2000～3000r/min旋涂聚酰亚胺胶，并与外部引脚等高，并在90～100℃静置2～3min后，用镊子进行翻面，旋涂光刻胶至4～6μm厚，并烘胶、曝光、显影使内部引脚暴露，再电镀镀铜1～2h，然后在丙酮中浸泡3～5min，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h后，再次旋涂聚酰亚胺胶，并与内部引脚等高，并在90～100℃静置2～3min，再升温到200～250℃静置15～20min后制得单层平面微电感；
(3)组装：对单层平面微电感进行碱刻蚀处理，将8片碱刻蚀处理后的单层平面微电感以内部引脚与内部引脚贴合，外部引脚与外部引脚贴合的方式进行组装，施加0.5～1MPa的压力在200～250℃压合15～20min，制得半成品微电感；
(4)二次防护：在半成品微电感具有外部引脚的侧面旋涂光刻胶旋涂至与外部引脚等高，经过烘胶、曝光和显影在外部引脚两侧形成沟槽，将改性有机硅胶，聚乙二醇，正己烷按质量比2：1：2混合均匀并填补入沟槽内，在70～80℃静置15～20min，再在丙酮中浸泡3～5min，然后浸泡在10～20℃的质量分数5％的氯化铁溶液中3～5min，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h后，制得高强度一体成型微电感。
作为优化，步骤(1)、(2)所述旋涂光刻胶、烘胶、曝光、显影的方法为：以3000～4000r/min旋涂光刻胶；依次在20～30℃静置15～20min，50～60℃静置50～60min，90～100℃静置5～6h，110～120℃静置40～60min进行烘胶；冷却至20～30℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间50～60s；再浸入20～30℃纯水中静置3～5min显影。
作为优化，所述光刻胶型号为AZ P4620。
作为优化，步骤(1)、(2)所述电镀镀铜的工艺条件为：电镀溶液的成分为350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸，电流密度3～5A/dm2，温度10～30℃，搅拌速度80～100r/min。
作为优化，步骤(1)所述溅射刻蚀的工艺条件为：刻蚀功率400～500W，氩气流量为60～70sccm，刻蚀时间为20～30min。
作为优化，步骤(2)所述聚酰亚胺胶的型号为PI-SO2。
作为优化，步骤(3)所述碱刻蚀处理的过程为：将单层平面微电感浸入质量分数5～10％的氢氧化钠溶液中润洗5～8s，依次用纯水和无水乙醇洗涤3～5次后，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h。
作为优化，步骤(4)所述改性有机硅胶的制备方法为：将3,5-二甲酸苯甲胺，一氯甲基三甲氧基硅烷，甘油，质量分数1％的氢氧化钠溶液按质量比1：1：5：2混合均匀，在50～70℃以800～1000r/min搅拌反应4～6h，再冷却至10～30℃过滤，并用乙醇洗涤3～5次，在1～5℃，5～10Pa下干燥4～6h，制备而成。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备高强度一体成型微电感时，首先进行线圈制作制得外部引脚凸出的空芯矩形线圈，再进行一次防护形成单层平面微电感，组装制得半成品微电感，二次防护制得高强度一体成型微电感。
首先，在衬底上溅射形成黑色铬层，再旋涂光刻胶，经过烘胶、曝光和显影，形成空芯矩形线圈模型，黑色铬层能吸光，防止光刻胶曝光过程中产生驻波效应；在空芯矩形线圈上旋涂聚酰亚胺形成与外部引脚等高的保护层，再将处理后的空芯矩形电感模型从衬底上剥离翻面，并使内部引脚凸出，旋涂聚酰亚胺形成与内部引脚等高的保护层，制得单层平面微电感，单层平面微电感可以通过同内部或外部引脚贴合进行组装，可加强电感的量，同时部分损坏时可换引脚连接继续正常使用；
其次，用3,5-二甲酸苯甲胺对一氯甲基三甲氧基硅烷进行改性，3,5-二甲酸苯甲胺上的氨基和一氯甲基三甲氧基硅烷上的氯反应脱氯化氢生成亚氨基，制得改性有机硅胶，在半成品微电感具有外部引脚的侧面旋涂光刻胶，经过烘胶、曝光和显影，再旋涂改性有机硅胶，有机硅胶可以通过硅氧键粘接在表面上，再浸入氯化铁溶液进行固化，羧基能通过络合铁离子作为金属中心形成多孔防护柱，多孔防护柱上的亚氨基可以化学吸附二氧化碳，金属中心可以通过静电力和范德华力吸附二氧化碳，在外部引脚周围形成二氧化碳防护气层，从而防止外部引脚被空气中的水蒸气和氧气氧化腐蚀，同时受撞击时对外部引脚起到固定防护作用避免外部引脚断裂弯曲。
附图说明
图1示出根据本发明一实施例的单层平面微电感的平面结构；
图2示出本发明组装单层平面微电感的组装方式。
具体实施方式
下面将结合图1、图2和本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的高纯度氮化铝的各指标测试方法如下：
受力防护性能：将各实施例所得的高强度一体成型微电感与对比例材料取相同个数，置于相同大小滚筒中，并加入相同量相同大小的小钢珠以相同速度滚动相同时间后取出，记录外部引脚未损坏且能通电的材料个数，计算受力损坏率。
防氧化腐蚀性能：将各实施例所得的高强度一体成型微电感与对比例材料取相同个数，平铺在玻璃板上，在相同室内环境中放置30天，记录能通电的材料个数，计算氧化腐蚀损坏率。
实施例1
一种高强度一体成型微电感制备工艺，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力1Pa，氩气流量15sccn，溅射功率100w，溅射速率4nm/min，温度20℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.3μm厚的铬层，在铬层上以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影，用无水乙醇清洗表面3次，在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀3h，用无水乙醇洗涤3次后再次以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使外部引脚暴露，再次在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，刻蚀功率400W，氩气流量为60sccm，刻蚀时间为20min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h，制得空芯矩形线圈；
(2)一次防护：在空芯矩形线圈上以2000r/min旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与外部引脚等高，并在90℃静置3min后，用镊子进行翻面后以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使内部引脚暴露，再在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后，再次旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与内部引脚等高，并在90℃静置3min，再升温到200℃静置20min后制得单层平面微电感；
(3)组装：将单层平面微电感浸入质量分数5％的氢氧化钠溶液中润洗8s，依次用纯水和无水乙醇洗涤3次后，在氮气氛围中60℃下干燥2h，将8片碱刻蚀处理后的单层平面微电感以内部引脚与内部引脚贴合，外部引脚与外部引脚贴合的方式进行组装，施加0.5MPa的压力在200℃压合20min，制得半成品微电感；
(4)二次防护：将3,5-二甲酸苯甲胺，一氯甲基三甲氧基硅烷，甘油，质量分数1％的氢氧化钠溶液按质量比1：1：5：2混合均匀，在50℃以800r/min搅拌反应6h，再冷却至10℃过滤，并用乙醇洗涤3次，在1℃，5Pa下干燥6h，制得改性有机硅胶，在半成品微电感具有外部引脚的侧面以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至外部引脚等高，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影，在外部引脚两侧形成沟槽，将改性有机硅胶，聚乙二醇，正己烷按质量比2：1：2混合均匀并填补入沟槽内，在70℃静置20min，再在丙酮中浸泡3min，然后浸泡在10℃的质量分数5％的氯化铁溶液中5min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后，制得高强度一体成型微电感。
实施例2
一种高强度一体成型微电感制备工艺，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力2Pa，氩气流量18sccn，溅射功率120w，溅射速率5nm/min，温度25℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.4μm厚的铬层，在铬层上以3500r/min旋涂光刻胶AZ P4620至5μm厚，依次在25℃静置18min，55℃静置55min，95℃静置4h，115℃静置50min进行烘胶，冷却至25℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间55s，再浸入25℃纯水中静置4min显影，用无水乙醇清洗表面4次，在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度4A/dm2，温度20℃，搅拌速度90r/min的条件下电镀2h，用无水乙醇洗涤4次后再次以3500r/min旋涂光刻胶AZ P4620至5μm厚，依次在25℃静置18min，55℃静置55min，95℃静置5h，115℃静置50min进行烘胶，冷却至25℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间55s，再浸入25℃纯水中静置4min显影使外部引脚暴露，再次在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度4A/dm2，温度20℃，搅拌速度90r/min的条件下电镀1h，然后在丙酮中浸泡4min，用无水乙醇洗涤4次，在氮气氛围中65℃下干燥1h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，刻蚀功率450W，氩气流量为65sccm，刻蚀时间为25min，用无水乙醇洗涤4次，在氮气氛围中65℃下干燥1h，制得空芯矩形线圈；
(2)一次防护：在空芯矩形线圈上以2500r/min旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与外部引脚等高，并在95℃静置2min后，用镊子进行翻面后以3500r/min旋涂光刻胶AZ P4620至5μm厚，依次在25℃静置18min，55℃静置55min，95℃静置5h，115℃静置50min进行烘胶，冷却至25℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间55s，再浸入25℃纯水中静置4min显影使内部引脚暴露，再在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度4A/dm2，温度20℃，搅拌速度90r/min的条件下电镀1h，然后在丙酮中浸泡4min，用无水乙醇洗涤4次，在氮气氛围中65℃下干燥1h后，再次旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与内部引脚等高，并在95℃静置2min，再升温到230℃静置18min后制得单层平面微电感；
(3)组装：将单层平面微电感浸入质量分数8％的氢氧化钠溶液中润洗7s，依次用纯水和无水乙醇洗涤4次后，在氮气氛围中65℃下干燥1h，将8片碱刻蚀处理后的单层平面微电感以内部引脚与内部引脚贴合，外部引脚与外部引脚贴合的方式进行组装，施加0.5MPa的压力在230℃压合18min，制得半成品微电感；
(4)二次防护：将3,5-二甲酸苯甲胺，一氯甲基三甲氧基硅烷，甘油，质量分数1％的氢氧化钠溶液按质量比1：1：5：2混合均匀，在60℃以900r/min搅拌反应5h，再冷却至20℃过滤，并用乙醇洗涤4次，在3℃，8Pa下干燥5h，制得改性有机硅胶，在半成品微电感具有外部引脚的侧面以3500r/min旋涂光刻胶AZ P4620至外部引脚等高，依次在25℃静置18min，55℃静置55min，95℃静置5h，115℃静置50min进行烘胶，冷却至25℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间55s，再浸入25℃纯水中静置4min显影，在外部引脚两侧形成沟槽，将改性有机硅胶，聚乙二醇，正己烷按质量比2：1：2混合均匀并填补入沟槽内，在75℃静置18min，再在丙酮中浸泡4min，然后浸泡在15℃的质量分数5％的氯化铁溶液中4min，用无水乙醇洗涤4次，在氮气氛围中65℃下干燥1h后，制得高强度一体成型微电感。
实施例3
一种高强度一体成型微电感制备工艺，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力3Pa，氩气流量20sccn，溅射功率150w，溅射速率6nm/min，温度30℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.5μm厚的铬层，在铬层上以4000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至6μm厚，依次在30℃静置15min，60℃静置50min，100℃静置5h，120℃静置40min进行烘胶，冷却至30℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间50s，再浸入30℃纯水中静置3min显影，用无水乙醇清洗表面5次，在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度5A/dm2，温度30℃，搅拌速度100r/min的条件下电镀2h，用无水乙醇洗涤5次后再次以4000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至6μm厚，依次在30℃静置15min，60℃静置50min，100℃静置5h，120℃静置40min进行烘胶，冷却至30℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间50s，再浸入30℃纯水中静置3min显影使外部引脚暴露，再次在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度5A/dm2，温度30℃，搅拌速度100r/min的条件下电镀1h，然后在丙酮中浸泡5min，用无水乙醇洗涤5次，在氮气氛围中70℃下干燥1h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，刻蚀功率500W，氩气流量为70sccm，刻蚀时间为20min，用无水乙醇洗涤5次，在氮气氛围中70℃下干燥1h，制得空芯矩形线圈；
(2)一次防护：在空芯矩形线圈上以3000r/min旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与外部引脚等高，并在100℃静置2min后，用镊子进行翻面后以4000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至6μm厚，依次在30℃静置15min，60℃静置50min，100℃静置5h，120℃静置40min进行烘胶，冷却至30℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间50s，再浸入30℃纯水中静置3min显影使内部引脚暴露，再在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度5A/dm2，温度30℃，搅拌速度100r/min的条件下电镀1h，然后在丙酮中浸泡5min，用无水乙醇洗涤5次，在氮气氛围中70℃下干燥1h后，再次旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与内部引脚等高，并在100℃静置2min，再升温到250℃静置15min后制得单层平面微电感；
(3)组装：将单层平面微电感浸入质量分数10％的氢氧化钠溶液中润洗5s，依次用纯水和无水乙醇洗涤5次后，在氮气氛围中70℃下干燥1h，将8片碱刻蚀处理后的单层平面微电感以内部引脚与内部引脚贴合，外部引脚与外部引脚贴合的方式进行组装，施加1MPa的压力在250℃压合15min，制得半成品微电感；
(4)二次防护：将3,5-二甲酸苯甲胺，一氯甲基三甲氧基硅烷，甘油，质量分数1％的氢氧化钠溶液按质量比1：1：5：2混合均匀，在70℃以1000r/min搅拌反应4h，再冷却至30℃过滤，并用乙醇洗涤5次，在5℃，10Pa下干燥4h，制得改性有机硅胶，在半成品微电感具有外部引脚的侧面以4000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至外部引脚等高，依次在30℃静置15min，60℃静置50min，100℃静置5h，120℃静置40min进行烘胶，冷却至30℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间50s，再浸入30℃纯水中静置3min显影，在外部引脚两侧形成沟槽，将改性有机硅胶，聚乙二醇，正己烷按质量比2：1：2混合均匀并填补入沟槽内，在80℃静置15min，再在丙酮中浸泡5min，然后浸泡在20℃的质量分数5％的氯化铁溶液中3min，用无水乙醇洗涤5次，在氮气氛围中70℃下干燥1h后，制得高强度一体成型微电感。
对比例1
一种高强度一体成型微电感制备工艺，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力1Pa，氩气流量15sccn，溅射功率100w，溅射速率4nm/min，温度20℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.3μm厚的铬层，在铬层上以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影，用无水乙醇清洗表面3次，在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀3h，用无水乙醇洗涤3次后再次以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使外部引脚暴露，再次在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，刻蚀功率400W，氩气流量为60sccm，刻蚀时间为20min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h，制得空芯矩形线圈；
(2)一次防护：在空芯矩形线圈上以2000r/min旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与外部引脚等高，并在90℃静置3min后，用镊子进行翻面后以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使内部引脚暴露，再在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后，再次旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与内部引脚等高，并在90℃静置3min，再升温到200℃静置20min后制得单层平面微电感；
(3)组装：将单层平面微电感浸入质量分数5％的氢氧化钠溶液中润洗8s，依次用纯水和无水乙醇洗涤3次后，在氮气氛围中60℃下干燥2h，将8片碱刻蚀处理后的单层平面微电感以内部引脚与内部引脚贴合，外部引脚与外部引脚贴合的方式进行组装，施加0.5MPa的压力在200℃压合20min，制得半成品微电感；
(4)二次防护：将一氯甲基三甲氧基硅烷，甘油，质量分数1％的氢氧化钠溶液按质量比1：1：5：2混合均匀，在50℃以800r/min搅拌反应6h，再冷却至10℃过滤，并用乙醇洗涤3次，在1℃，5Pa下干燥6h，制得有机硅胶，在半成品微电感具有外部引脚的侧面以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至外部引脚等高，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影，在外部引脚两侧形成沟槽，将有机硅胶，聚乙二醇，正己烷按质量比2：1：2混合均匀并填补入沟槽内，在70℃静置20min，再在丙酮中浸泡3min，然后浸泡在10℃的质量分数5％的氯化铁溶液中5min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后，制得高强度一体成型微电感。
对比例2
一种高强度一体成型微电感制备工艺，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力1Pa，氩气流量15sccn，溅射功率100w，溅射速率4nm/min，温度20℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.3μm厚的铬层，在铬层上以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影，用无水乙醇清洗表面3次，在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀3h，用无水乙醇洗涤3次后再次以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使外部引脚暴露，再次在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，刻蚀功率400W，氩气流量为60sccm，刻蚀时间为20min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h，制得空芯矩形线圈；
(2)防护：在空芯矩形线圈上以2000r/min旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与外部引脚等高，并在90℃静置3min后，用镊子进行翻面后以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使内部引脚暴露，再在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后，再次旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与内部引脚等高，并在90℃静置3min，再升温到200℃静置20min后制得单层平面微电感；
(3)组装：将单层平面微电感浸入质量分数5％的氢氧化钠溶液中润洗8s，依次用纯水和无水乙醇洗涤3次后，在氮气氛围中60℃下干燥2h，将8片碱刻蚀处理后的单层平面微电感以内部引脚与内部引脚贴合，外部引脚与外部引脚贴合的方式进行组装，施加0.5MPa的压力在200℃压合20min，制得高强度一体成型微电感。
对比例3
一种高强度一体成型微电感制备工艺，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力1Pa，氩气流量15sccn，溅射功率100w，溅射速率4nm/min，温度20℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.3μm厚的铬层，在铬层上以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影，用无水乙醇清洗表面3次，在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀3h，用无水乙醇洗涤3次后再次以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使外部引脚暴露，再次在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，刻蚀功率400W，氩气流量为60sccm，刻蚀时间为20min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h，制得空芯矩形线圈；
(2)防护：在空芯矩形线圈上以2000r/min旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与外部引脚等高，并在90℃静置3min后，用镊子进行翻面后以3000r/min旋涂光刻胶AZ P4620至4μm厚，依次在20℃静置20min，50℃静置60min，90℃静置6h，110℃静置60min进行烘胶，冷却至20℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间60s，再浸入20℃纯水中静置5min显影使内部引脚暴露，再在350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸的电镀溶液中进行电镀镀铜，在电流密度3A/dm2，温度10℃，搅拌速度80r/min的条件下电镀2h，然后在丙酮中浸泡3min，用无水乙醇洗涤3次，在氮气氛围中60℃下干燥2h后，再次旋涂聚酰亚胺胶PI-SO2，并与内部引脚等高，并在90℃静置3min，再升温到200℃静置20min后制得高强度一体成型微电感。
使用例
本发明制备的高强度一体成型微电感在集成电路中使用时：
(1)高强度一体成型微电感在使用过程中，如图2所示由1到5依次从外到内，将1号和5号外部引脚接入电路，最外层最易接触氧气及水蒸气导致氧化腐蚀从而使线路损坏，此时可将2号外部引脚替代1号外部引脚接入线路，形成通路，继续正常使用。
(2)可将多个高强度一体成型微电感如图2所示进行叠加组装，只在最外层的高强度一体成型微电感外部引脚接入电路，达到使用寿命或氧化腐蚀损坏时便于另接次外层高强度一体成型微电感，继续正常使用。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至3的高强度一体成型微电感的受力防护性能和防氧化腐蚀性能的分析结果。
表1
| 受力损坏率 | 氧化腐蚀损坏率 | |
| 实施例1 | 1.3％ | 0.6％ |
| 实施例2 | 1.5％ | 0.3％ |
| 实施例3 | 1.6％ | 0.5％ |
| 对比例1 | 1.8％ | 32.3％ |
| 对比例2 | 33.8％ | 37.5％ |
| 对比例3 | 68.5％ | 48.2％ |
从表1中的实施例1、2、3和对比例1实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的氧化腐蚀损坏率下降，说明了加入3,5-二甲酸苯甲胺进行改性制得改性有机硅胶，可形成亚氨基吸附二氧化碳，且在后续处理中改性引入的羧基能和金属离子进行结合形成金属中心，进一步提高对二氧化碳的吸附，从而形成保护气膜防止了氧化腐蚀，提高了产品的防氧化腐蚀效果；实施例1、2、3对比对比例2的受力损坏率和氧化腐蚀损坏率下降，说明了进行二次防护处理，使形成的多孔防护柱对外部引脚起到力学防护性能，同时对电感整体起到加固作用，从而提高了材料的受理防护性能，同时多孔防护柱可形成保护气膜防止了氧化腐蚀，同时阻挡气体流动，从而提高了材料的防氧化腐蚀效果；从实施例1、2、3对比对比例3实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例3的受力损坏率和氧化腐蚀损坏率下降，说明了进行了组装和二次防护，可以显著提高材料的受力防护性能和防氧化腐蚀性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，主要包括以下制备步骤：线圈制作，一次防护，组装，二次防护。
2.根据权利要求1所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，所述高强度一体成型微电感制备工艺主要包括以下制备步骤：
(1)线圈制作：在压力1～3Pa，氩气流量15～20sccn，溅射功率100～150w，溅射速率4～6nm/min，温度20～30℃的条件下磁控溅射在平滑的二氧化硅衬底上溅射0.3～0.5μm厚的铬层，在铬层上旋涂光刻胶至4～6μm厚，并烘胶、曝光、显影后，用无水乙醇清洗表面3～5次，再进行电镀镀铜2～3h，用无水乙醇洗涤3～5次后再次旋涂相同量的光刻胶，并烘胶、曝光、显影使外部引脚暴露，再次电镀镀铜1～2h，然后在丙酮中浸泡3～5min，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h后置于离子溅射机中进行溅射刻蚀，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h，制得空芯矩形线圈；
(2)一次防护：在空芯矩形线圈上以2000～3000r/min旋涂聚酰亚胺胶，并与外部引脚等高，并在90～100℃静置2～3min后，用镊子进行翻面，旋涂光刻胶至4～6μm厚，并烘胶、曝光、显影使内部引脚暴露，再电镀镀铜1～2h，然后在丙酮中浸泡3～5min，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h后，再次旋涂聚酰亚胺胶，并与内部引脚等高，并在90～100℃静置2～3min，再升温到200～250℃静置15～20min后制得单层平面微电感；
(3)组装：对单层平面微电感进行碱刻蚀处理，将8片碱刻蚀处理后的单层平面微电感以内部引脚与内部引脚贴合，外部引脚与外部引脚贴合的方式进行组装，施加0.5～1MPa的压力在200～250℃压合15～20min，制得半成品微电感；
(4)二次防护：在半成品微电感具有外部引脚的侧面旋涂光刻胶旋涂至与外部引脚等高，经过烘胶、曝光和显影在外部引脚两侧形成沟槽，将改性有机硅胶，聚乙二醇，正己烷按质量比2：1：2混合均匀并填补入沟槽内，在70～80℃静置15～20min，再在丙酮中浸泡3～5min，然后浸泡在10～20℃的质量分数5％的氯化铁溶液中3～5min，用无水乙醇洗涤3～5次，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h后，制得高强度一体成型微电感。
3.根据权利要求2所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，步骤(1)、(2)所述旋涂光刻胶、烘胶、曝光、显影的方法为：以3000～4000r/min旋涂光刻胶；依次在20～30℃静置15～20min，50～60℃静置50～60min，90～100℃静置5～6h，110～120℃静置40～60min进行烘胶；冷却至20～30℃后用光掩模版遮盖光刻胶进行接触式曝光，曝光时间50～60s；再浸入20～30℃纯水中静置3～5min显影。
4.根据权利要求3所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，所述光刻胶型号为AZ P4620。
5.根据权利要求4所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，步骤(1)、(2)所述电镀镀铜的工艺条件为：电镀溶液的成分为350g/L硫酸铜和30mL/L硫酸，电流密度3～5A/dm2，温度10～30℃，搅拌速度80～100r/min。
6.根据权利要求5所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，步骤(1)所述溅射刻蚀的工艺条件为：刻蚀功率400～500W，氩气流量为60～70sccm，刻蚀时间为20～30min。
7.根据权利要求6所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，步骤(2)所述聚酰亚胺胶的型号为PI-SO2。
8.根据权利要求7所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，步骤(3)所述碱刻蚀处理的过程为：将单层平面微电感浸入质量分数5～10％的氢氧化钠溶液中润洗5～8s，依次用纯水和无水乙醇洗涤3～5次后，在氮气氛围中60～70℃下干燥1～2h。
9.根据权利要求8所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，步骤(4)所述改性有机硅胶的制备方法为：将3,5-二甲酸苯甲胺，一氯甲基三甲氧基硅烷，甘油，质量分数1％的氢氧化钠溶液按质量比1：1：5：2混合均匀，在50～70℃以800～1000r/min搅拌反应4～6h，再冷却至10～30℃过滤，并用乙醇洗涤3～5次，在1～5℃，5～10Pa下干燥4～6h，制备而成。
10.根据权利要求9所述的一种高强度一体成型微电感制备工艺，其特征在于，所述高强度一体成型微电感制备工艺制得的高强度一体成型微电感，其本体包括：导线，1～5号外部引脚，内部引脚，聚酰亚胺，多孔防护柱。
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