CN115206656A - 电感结构 - Google Patents

电感结构 Download PDF

Info

Publication number
CN115206656A
CN115206656A CN202210285724.XA CN202210285724A CN115206656A CN 115206656 A CN115206656 A CN 115206656A CN 202210285724 A CN202210285724 A CN 202210285724A CN 115206656 A CN115206656 A CN 115206656A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
inductor
insulator
inductor structure
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210285724.XA
Other languages
English (en)
Inventor
周保宏
余俊贤
许诗滨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Pioneer Technology Co Ltd
Original Assignee
Phoenix Pioneer Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Pioneer Technology Co Ltd filed Critical Phoenix Pioneer Technology Co Ltd
Publication of CN115206656A publication Critical patent/CN115206656A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/10Inductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0013Printed inductances with stacked layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0033Printed inductances with the coil helically wound around a magnetic core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804Printed windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/361Electric or magnetic shields or screens made of combinations of electrically conductive material and ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822Multilayer substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49838Geometry or layout
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/552Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/645Inductive arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/0073Printed inductances with a special conductive pattern, e.g. flat spiral
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F2017/008Electric or magnetic shielding of printed inductances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804Printed windings
    • H01F2027/2809Printed windings on stacked layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本发明提出一种电感结构。电感结构于绝缘体中埋设多个电感线路及至少一未电性连接该电感线路的遮蔽层,且该遮蔽层包含多个不互相连接的线段,使该遮蔽层遮挡该电感线路,以提升电感值及品质因子。

Description

电感结构
技术领域
本发明涉及一种电感结构,尤其涉及一种可嵌埋于封装基板中的基板型电感(Substrate-based Inductor)的螺旋(spiral)线圈电感结构。
背景技术
一般半导体应用装置,例如通信或高频半导体装置中,常需要将电阻器、电感器、电容器及振荡器(oscillator)等多数射频(radio frequency)无源元件电性连接至所封装的半导体芯片,以使该半导体芯片具有特定的电流特性或发出信号。例如:传统电感有诸多的种类,有其各种应用(滤波、扼流、DC-DC converter等,但不限于上述)及其优劣势。
以常用于具有射频模块的装置中的螺旋电感元件为例,在射频模块高密度元件配置及微型化的需求下,缩小了各个元件之间的距离,同时也造成各个元件之间的容易产生电磁干扰,因此,如何避免各个元件之间的电磁干扰,且电感元件如何提供更佳的磁掩模性、防电磁干扰的能力及电感元件本身的微型化,乃传统的电感元件所面临的问题。
另外,螺旋电感元件在高频应用时,如何提供较低的磁性损耗与涡流效应及较高的电感值,以得到较佳的Q值,进而降低电感元件能耗并提升效能,以达到良好的电性,亦为传统的电感元件另一个不断要克服的课题。
基于上述问题,业界如公开号为TWI611439中国台湾专利(如图1所示)的使用磁性包覆件(专利标号为130,132,134)提供磁掩模及防电磁干扰能力,但于绝缘材中混合磁性粉末后其导磁率比起原磁性粉末相对地较低,致使该混合物对电感元件于提高电感值及磁掩模及防电磁干扰能力依然有所限制。
再者,于绝缘材中混合磁性粉末,该混合物的均匀性较差,导致难以控制导磁性,且磁性粉末于载板成型后,因其材料特性不宜进行线路图案化工艺,故后续无法于该介电层或该磁性包覆件上进行增层线路的制作。
另外,公开号为TWI611439的中国台湾专利(如图1所示)的线圈元件(专利标号为100)因采用射出成型、转注成型或低温共烧等方式制作,致使加工性不佳,因而仅只能进行小面积加工,无法大板面量产制作导致,电感的加工成本居高不下,且所制作出的线圈元件的几何精度不佳,导致电感值的精度(Tolerance)不佳。
因此,如何克服上述现有技术的问题,实已成为目前业界亟待克服的课题。
发明内容
有鉴于现有技术的问题,本发明提供一种电感结构,包括:绝缘体,其具有相对的第一侧与第二侧;多层螺旋电感线路,其呈层状间隔堆叠埋设于该绝缘体中;至少一导电体,其埋设于该绝缘体中并连接各二相邻间隔堆叠的螺旋电感线路;以及多个遮蔽层,其相对地嵌埋于该绝缘体的第一侧及第二侧中以遮蔽该螺旋电感线路,且未电性连接该螺旋电感线路,其中,该多个遮蔽层包含多个不互相连接的线段。
前述的电感结构中,形成该绝缘体的材料包括ABF、聚酰亚胺或模压环氧树脂。
前述的电感结构中,还包括至少一埋设于该绝缘体中的导电柱,其电性连通至少一该螺旋电感线路的端部。此外,前述的电感结构可还包括至少一电性连接垫,其形成于该绝缘体的第一侧或第二侧上,且电性连接该导电柱及外露出该绝缘体。进一步,该导电柱的截面形状与面积对应近似于该电性连接垫。
前述的电感结构中,该导电体对应各该螺旋电感线路的形状,以呈弧形片体或弧形墙体。
前述的电感结构中,该多层螺旋电感线路的其中二相邻者的旋向相同或相反。
前述的电感结构中,该遮蔽层的该多个线段排设成圆形轮廓或多边形轮廓的图案,以呈辐射状或多环状或直线平行状。
前述的电感结构中,该遮蔽层的组成包含导磁性材料或非磁性金属。
前述的电感结构中,该遮蔽层的部分表面设有一包含导磁性材料的导磁层,且该遮蔽层由非磁性金属组成。
前述的电感结构中,还包括埋设于该绝缘体中的芯体,以令该螺旋电感线路环绕该芯体。例如,该芯体包含至少一环状导电柱或一实心导电柱。再者,该芯体的组成包含导磁性材料或非磁性金属。另外,该芯体的部分表面设有一包含导磁性材料的导磁层,且该芯体由非磁性金属组成。另外,还包括埋设于该绝缘体中的屏蔽件,以令该屏蔽件环绕该螺旋电感线路,其中,该屏蔽件为呈环状排列的弧段状板体或弧段状墙体。进一步,该屏蔽件的组成包含导磁性材料或非磁性金属。或者,该屏蔽件的部分表面设有一包含导磁性材料的导磁层,且该屏蔽件由非磁性金属组成。
前述的电感结构中,该导磁性材料为铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)的至少一者或其组合的导磁性材料。
由上可知,本发明的电感结构,主要借由该遮蔽层的设计,以覆盖该电感线路,借以提升电感值及品质因子,故相较于现有技术,本发明的电感结构无需使用现有导磁件及现有磁性粉末的混合物,即可满足所需的要求,因而得以克服现有技术的种种缺陷。
附图说明
图1为现有封装基板的剖面示意图。
图2为本发明的电感结构的第一实施例的剖面示意图。
图2A为图2的其中一电感线路的俯视平面示意图。
图2B为图2的另一电感线路的俯视平面示意图。
图2C为图2的其中一遮蔽层的俯视平面示意图。
图2C-1至图2C-5为图2C的其它方式的俯视平面示意图。
图2D为图2的另一遮蔽层的俯视平面示意图。
图3为本发明的电感结构的第二实施例的剖面示意图。
图3A-1为图3的其中一电感线路的其中一线圈的俯视平面示意图。
图3A-2为图3的其中一电感线路的另一线圈的俯视平面示意图。
图3A-3为图3的另一电感线路的其中一线圈的俯视平面示意图。
图3A-4为图3的另一电感线路的另一线圈的俯视平面示意图。
图3B为图3的其中一遮蔽层的俯视平面示意图。
图3B-1为图3的另一遮蔽层的俯视平面示意图。
图4A至图4G为本发明的电感结构的第一实施例的制法的剖面示意图。
附图标记如下:
100:线圈元件
130,132,134:磁性包覆件
2,3:电感结构
2a,3a:电感本体
20:绝缘体
20a:第一侧
20b:第二侧
21a,21b,21a’,21a”,31,31’:遮蔽层
210,210’:线段
22,22’,32,32’:电感线路
22a,22b:接点
23:导电体
24a:第一导电柱
24b:第二导电柱
25a:第一电性连接垫
25b:第二电性连接垫
26:表面处理层
27,27’:绝缘保护层
30:芯体
300,300’:导电柱
30a,31a,38a:导磁部
310,380:导电部
320,321,322,323:线圈
38:屏蔽件
40a:第一绝缘层
40b:第二绝缘层
40c:第三绝缘层
40d:第四绝缘层
440,441,442,442’,443,443’:柱体
9:承载件
9a:金属材
d:线宽
h:厚度
t:距离
具体实施方式
以下借由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书所附附图所示出的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所公开的内容,以供本领域技术人员的了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所公开的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“第一”、“第二”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
图2为本发明的电感结构2的第一实施例的剖面示意图。如图2所示,所述的电感结构2包括一绝缘体20、一埋设于该绝缘体20中的电感本体2a及至少一遮蔽层21a,21b,该电感本体2a包含多层(如两层)电感线路22,22’及至少一导电体23。
所述的绝缘体20具有相对的第一侧20a与第二侧20b。于本实施例中,该绝缘体20为介电材,如ABF(Ajinomoto Build-up Film)、感光型树脂、聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)、双马来酰亚胺三嗪(Bismaleimide Triazine,简称BT)、FR5的预浸材(Prepreg,简称PP)、模压树脂(Molding Compound)、模压环氧树脂(Epoxy Molding Compound,简称EMC)或其它适当材质。该绝缘体20的较佳的材料为易于做线路加工的PI、ABF或EMC。
所述的电感线路22,22’为单一铜材螺旋状线圈,且单一螺旋状线圈的绕圈数可依需求设计,如图2A及图2B所示的两圈。
于本实施例中,该电感本体2a的两接点22a,22b分别位于两电感线路22,22’的外端部,以作为输入端口及输出端口。例如,于该绝缘体20中埋设第一导电柱24a与第二导电柱24b,以令该第一导电柱24a连通该绝缘体20的第一侧20a与其中一电感线路22’并连接其中一接点22a,且该第二导电柱24b连通该绝缘体20的第一侧20a与第二侧20b而连接另一电感线路22以连接另一接点22b。
再者,该第一导电柱24a的端面连接一设于该绝缘体20第二侧20b上的第一电性连接垫25a,且该第二导电柱24b的端面连接一设于该绝缘体20第二侧20b上的第二电性连接垫25b,以令该第一与第二电性连接垫25a,25b用以外接其它电子元件,该第一与第二电性连接垫25a,25b可设于单侧(如图示)或两侧(未图示)。例如,该第一导电柱24a与第二导电柱24b为实心不规则柱状,如图2A及图2B所示,以接触该第一与第二电性连接垫25a,25b较多面积,借以取得最大的导通面积。
另外,可于该第一与第二电性连接垫25a,25b上形成一表面处理层26,以利于接置其它电子元件,其中,形成该表面处理层26的材质为镍/金(Ni/Au)、镍/钯/金(Ni/Pd/Au)、焊锡材料或有机保焊剂(OSP)等。例如,可于该绝缘体20的第二侧20b上形成一绝缘保护层27,并外露出该第一与第二电性连接垫25a,25b或其上的表面处理层26,其中,形成该绝缘保护层27的材质为介电材、感光或非感光的有机绝缘材,如防焊材、ABF及EMC等。在一实施例中,该绝缘保护层27与绝缘体20(甚至于后述的绝缘保护层27’)可为相同材质,且可简化材料组合。应可理解地,该绝缘保护层27与绝缘体20(甚至于后述的绝缘保护层27’)亦可为相异材质。
所述的导电体23叠架各该电感线路22,22’,使该导电体23位于各该电感线路22,22’之间,以令该电感本体2a呈纵向环状立体螺旋线圈方式。
于本实施例中,该导电体23对应各该电感线路22,22’的形状。例如,该导电体23呈弧形片体或弧形墙体,如图2A及图2B所示,相较于现有技术用激光开圆孔的导电盲孔或通孔的方式,更能取得大面积接触两该电感线路22,22’的需求。
所述的遮蔽层21a,21b嵌埋于该绝缘体20的第一侧20a及第二侧20b中,以布设于该电感本体2a的上下两侧而遮蔽多个电感线路22,22’,且该遮蔽层21a,21b未电性连接该电感本体2a(或该电感线路22,22’),其中,该遮蔽层21a,21b包含多个不互相连接的线段210(如图2C及图2D所示),且各该线段210之间的距离t可相同或不相同。
于本实施例中,该遮蔽层21a,21b以电镀、溅镀(Sputtering)或物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称PVD)等方式制成,且多个线段210排设成圆形轮廓(如图2C及图2D所示)、多边形轮廓或其它轮廓等的图案,其可呈现辐射状(如图2C及图2D所示)、多环状(如图2C-1所示的遮蔽层21a’)或其它形状等。应可理解地,该线段210的形状可为线条状(如图2C-3或图2C-4所示的线段210)或扇形(如图3B或图3B-1所示的线段210’),且该图案可为对称形式(如图2C-1所示或图2C-5)或非对称形式(如图2C-2所示的遮蔽层21a”)。
再者,该遮蔽层21a,21b为导磁性材料,其包含铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)或其合金,亦或其它等磁性物质。此外,亦可组合导磁材料及铜(Cu)等非磁性金属以形成该遮蔽层21a,21b,例如,先电镀或化学镀铜(Cu),再镀上导磁材料,亦或先镀上导磁层再镀非磁性金属。
另外,该遮蔽层21a可外露于该绝缘体20的第一侧20a,且于该绝缘体20的第一侧20a上形成另一绝缘保护层27’,以覆盖该遮蔽层21a。例如,形成该绝缘保护层27’的材质为介电材、感光或非感光的有机绝缘材,如防焊材、ABF及EMC等,但不限于上述。此外,该绝缘保护层27,27’与该绝缘体20可为相同材质或不同材质,且为相同材质时,可简化材料组合。
在一实施例中,借由该遮蔽层21a的凹部的设计,使该遮蔽层21a与该另一绝缘保护层27’之间具有较佳的结合力。
因此,本发明的电感结构2主要在该电感本体2a(或该多层电感线路22,22’)的相对两侧的至少一侧上形成一含有导磁材料的遮蔽层21a,21b,以覆盖该电感线路22,22’,较佳者为形成一组相对的遮蔽层21a,21b,借以降地电磁干扰效应,并增加抗电磁干扰效应的能力,以提升电感值及品质因子(或电感的Q值,即ωL/R,其中,ω代表频率,L为电感,R为电感的电阻)。例如,该遮蔽层21a,21b用以组成图案的多个线段210(其线宽d可视设计需求作调整),其中,该线宽d(如图2所示)越细越好,以利于降低涡电流(Eddy Current)。
再者,该遮蔽层21a,21b可依电感值的需求选择符合导磁率条件的导磁性材料。
另外,为了提高Q值,在各该电感线路22,22’的层间的导通连接方式可采用光刻图案化电镀金属柱的方式制作该导电体23,其形状对应各该电感线路22,22’的孤形,以获取较宽的导电面积而降低电感的电阻R及较高的热传导性能。
图3为本发明的电感结构3的第二实施例的剖面示意图。本实施例与第一实施例的主要差异在于增设芯体,其它构造大致相同,故以下不再赘述相同处。
如图3所示,所述的电感结构3还包括一埋设于该绝缘体20中的芯体30,以令电感本体3a环绕该芯体30,且该芯体30可依需求连接该遮蔽层31,31’(如图3所示)或不连接该遮蔽层31,31’(图未示),并使该芯体30未接触该电感本体3a。
于本实施例中,该芯体30包含至少一中空环状导电柱300,300’(亦可为一实心导电柱)及一形成于该环状导电柱300,300’壁面上的导磁部30a,使该芯体30成为该电感结构3的磁心元件。例如,该环状导电柱300,300’采用电镀、溅镀(Sputtering)、沉积或其它方式将铜材形成于该绝缘体20中而制成,且采用电镀、溅镀、沉积或其它方式将如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)的至少一者或其组合的导磁性材料形成于该环状导电柱300,300’的至少一侧的壁面上,以形成该导磁部30a。在一实施例中,亦可在该环状导电柱300,300’的两侧壁面皆形成有导磁部30a,以提升电感。
再者,该电感线路32,32’由多层铜材螺旋状线圈320,321,322,323所构成,例如,每一层线圈的绕圈数为四圈(如图3A-1所示)。例如,将两层片形线圈321,322(如图3A-1至图3A-4所示的四层片形线圈320,321,322,323)及一层墙形导电体23相叠接。
另外,该遮蔽层31,31’的组构可依需求对应该芯体30的组构,即两者的组构相同。例如,该遮蔽层31,31’包含一导电部310及形成于该导电部310上的导磁部31a,且该导电部310仍未电性连接该电感线路32,32’,其中,该导电部310采用电镀、溅镀、沉积或其它方式将铜层形成于该绝缘体20中而制成,且采用电镀、溅镀、沉积或其它方式将如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)的至少一者或其组合的导磁性材料形成于该导电部310的至少一侧的表面上,以形成该导磁部31a。
另外,该电感结构3可依需求于该绝缘体20中埋设一如环状的屏蔽件38,以令该屏蔽件38环绕该电感本体3a。例如,该屏蔽件38的组构可依需求对应该遮蔽层31,31’(或该芯体30)的组构,即两者的组构相同,其中,该屏蔽件38包含一导电部380及形成于该导电部380上的导磁部38a,且该导电部380采用电镀、溅镀、沉积或其它方式将铜材形成于该绝缘体20中而制成,并采用电镀、溅镀、沉积或其它方式将如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)的至少一者或其组合的导磁性材料形成于该导电部380的至少一侧的表面上,以形成该导磁部38a。
因此,本发明的电感结构3的遮蔽层31,31’可于图案化铜层(导电部310)上形成有导磁部31a,且于该电感线路32,32’的线圈320,321,322中设置该芯体30,并使该芯体30的表面形成有导磁部30a以作为磁心元件,借以增加该电感结构3的电感值。
再者,该导电体23上亦可依需求形成导磁性材料,以提升该电感结构3的电气特性。
另外,该电感线路32,32’的周围配置有导磁部30a,31a,38a,以对电感本体2a,3a产生良好的电磁屏蔽效应,并采用导电性佳的铜材作为导电层(即该电感本体3a),以得到最低的电感电阻R,故本实施例的电感结构3可较第一实施例的电感结构2获得更佳的Q值及电气特性。
图4A至图4G为本发明的电感结构的制法的剖面示意图。于本实施例中,基于第一实施例的电感结构2,其制法采用封装基板工艺的制作线路结构的制法,如无核心层(coreless)方式的图案化增层线路制法。
如图4A所示,于一承载件9上形成一遮蔽层21a及一铜材柱体440。
于本实施例中,该承载件9为基材,例如铜箔基板,但无特别限制,且本实施例以铜箔基板作说明,其两侧具有含铜的金属材9a。
再者,该遮蔽层21a与该柱体440可采用电镀、溅镀(Sputtering)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,简称PVD)等方式制成。
如图4B所示,形成第一绝缘层40a于该承载件9上,以包覆该遮蔽层21a及该柱体440,且该柱体440外露于该第一绝缘层40a,以完成单一层图案化工艺。
如图4C所示,形成一铜材电感线路22于该第一绝缘层40a上,且该电感线路22接触该柱体440的外露表面,再于该电感线路22上形成铜材导电体23及铜材柱体441,以令该柱体441的位置对应该柱体440的位置。接着,形成第二绝缘层40b于该第一绝缘层40a上,以包覆该电感线路22、导电体23及柱体441,且该电感线路22、导电体23及柱体441外露于该第二绝缘层40b,以完成单一层图案化工艺。
于本实施例中,该电感线路22、导电体23及柱体441可采用电镀、溅镀或PVD等方式制成。
如图4D所示,形成另一铜材电感线路22’于该第二绝缘层40b上,且该电感线路22’接触该导电体23的外露表面,再于该电感线路22’上形成多个铜材柱体442,442’,以令该柱体442的位置对应该柱体441的位置。接着,形成第三绝缘层40c于该第二绝缘层40b上,以包覆该电感线路22’及多个柱体442,442’,且该电感线路22’及多个柱体442,442’外露于该第三绝缘层40c,以完成单一层图案化工艺。
于本实施例中,该电感线路22’及柱体442,442’可采用电镀、溅镀或PVD等方式制成。
如图4E所示,形成另一遮蔽层21b及多个铜材柱体443,443’于该第三绝缘层40c上,且该多个柱体443,443’接触该多个柱体442,442’的外露表面,以令该多个柱体443,443’的位置分别对应该多个柱体442,442’的位置,使多个柱体442’,443’作为第一导电柱24a,且多个柱体440,441,442,443作为第二导电柱24b。接着,形成第四绝缘层40d于该第三绝缘层40c上,以包覆该另一遮蔽层21b及多个柱体443,443’,使该第一至第四绝缘层40a,40b,40c,40d作为绝缘体20,且该第一与第二导电柱24a,24b外露于该第四绝缘层40d,以完成单一层图案化工艺。
于本实施例中,该另一遮蔽层21b及柱体443,443’可采用电镀、溅镀或PVD等方式制成。
如图4F所示,形成多个铜材电性连接垫(即该第一与第二电性连接垫25a,25b)于该第四绝缘层40d上,且该第一与第二电性连接垫25a,25b连接该第一与第二导电柱24a,24b的外露表面,再形成绝缘保护层27于该第四绝缘层40d上,并外露出该第一与第二电性连接垫25a,25b,以形成表面处理层26,以完成单一层图案化工艺。
于本实施例中,该第一与第二电性连接垫25a,25b可采用电镀、溅镀、PVD或蚀刻等方式制成。
如图4G所示,移除该承载件9,以外露出该绝缘体20的第一侧20a,再于该绝缘体20的第一侧20a上形成另一绝缘保护层27’,以覆盖该遮蔽层21a。
于本实施例中,以蚀刻方式移除该承载件9及其金属材9a,故会微蚀该遮蔽层21a的部分材质,使该遮蔽层21a的表面略低于该绝缘体20的第一侧20a。
应可理解地,利用多层图案化工艺可完成第二实施例的电感结构3的制作。然而,有关制作本发明的电感结构2,3的方法种类繁多,并不限于上述。
综上所述,本发明的电感结构2,3,其可采用电路板(PCB)或载板的加工方式进行制作,以轻易地进行大板面量产,且采用无核心层(coreless)方式的图案化增层线路制法将导磁材料以电镀或沉积方式形成,使该遮蔽层21a,21b,31,31’的精度的控制极佳,故相较于现有技术,本发明的电感结构2,3的几何图案(如电感线路22,32的螺旋状及遮蔽层21a,21a’,21a”,21b,31,31’的图案)的精度佳,且电感值的精度控制极佳。
再者,由于可轻易地使用导磁材料及各该绝缘层(如第一至第四绝缘层40a,40b,40c,40d)进行图案化线路工艺,故该电感结构2,3有利于各种设计及应用。
另外,该遮蔽层21a,21b,31,31’借由不互相连接的线段210,210’的设计,以提升磁屏蔽效应及其抗电磁干扰的能力,并可降低涡电流及磁损耗对Q值的影响。
另外,相较于现有技术的铁芯块的配置,本发明的电感结构2,3的电感线路22,32的厚度h可依需求调整而无需配置铁芯块,因而更易于微型化,以利于终端产品符合微小化的需求。应可理解地,相较于现有技术的磁粉介电层的配置,本发明的电感结构2,3的绝缘体20易于制作无需掺杂磁粉,因而更能降低制作成本,以利于终端产品符合经济效益的需求。
上述实施例仅用以例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修改。因此本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。

Claims (16)

1.一种电感结构,其特征在于,包括:
绝缘体,其有相对的第一侧与第二侧;
多层螺旋电感线路,其呈层状间隔堆叠埋设于该绝缘体中;
至少一导电体,其埋设于该绝缘体中并连接各二相邻间隔堆叠的螺旋电感线路;以及
多个遮蔽层,其相对地嵌埋于该绝缘体的第一侧及第二侧中以遮蔽该螺旋电感线路,且未电性连接该螺旋电感线路,其中,该多个遮蔽层包含多个不互相连接的线段。
2.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,形成该绝缘体的材料包括ABF、聚酰亚胺或模压环氧树脂。
3.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,该电感结构还包括至少一埋设于该绝缘体中的导电柱,其电性连通至少一该螺旋电感线路的端部。
4.如权利要求3所述的电感结构,其特征在于,该电感结构还包括至少一电性连接垫,其形成于该绝缘体的第一侧或第二侧上,且电性连接该导电柱及外露出该绝缘体。
5.如权利要求4所述的电感结构,其特征在于,该导电柱的截面形状与面积对应近似于该电性连接垫。
6.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,该导电体对应各该螺旋电感线路的形状,以呈弧形片体或弧形墙体。
7.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,该遮蔽层的多个该线段排设成圆形轮廓或多边形轮廓的图案,以呈辐射状或多环状或直线平行状。
8.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,该遮蔽层的组成包含导磁性材料或非磁性金属,其中,该导磁性材料为铁、镍、钴、锰、锌的至少一者或其组合的导磁性材料。
9.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,该遮蔽层的部分表面设有包含导磁性材料的导磁层,且该遮蔽层由非磁性金属组成,其中,该导磁性材料为铁、镍、钴、锰、锌的至少一者或其组合的导磁性材料。
10.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,该电感结构还包括埋设于该绝缘体中的芯体,以令该螺旋电感线路环绕该芯体。
11.如权利要求10所述的电感结构,其特征在于,该芯体包含至少一环状导电柱或一实心导电柱。
12.如权利要求10所述的电感结构,其特征在于,该芯体的组成包含导磁性材料或非磁性金属,其中,该导磁性材料为铁、镍、钴、锰、锌的至少一者或其组合的导磁性材料。
13.如权利要求10所述的电感结构,其特征在于,该芯体的部分表面设有包含导磁性材料的导磁层,且该芯体由非磁性金属组成,其中,该导磁性材料为铁、镍、钴、锰、锌的至少一者或其组合的导磁性材料。
14.如权利要求1所述的电感结构,其特征在于,该电感结构还包括埋设于该绝缘体中的屏蔽件,以令该屏蔽件环绕该螺旋电感线路,其中,该屏蔽件为呈环状排列的弧段状板体或弧段状墙体。
15.如权利要求14所述的电感结构,其特征在于,该屏蔽件的组成包含导磁性材料或非磁性金属,其中,该导磁性材料为铁、镍、钴、锰、锌的至少一者或其组合的导磁性材料。
16.如权利要求14所述的电感结构,其特征在于,该屏蔽件的部分表面设有包含导磁性材料的导磁层,且该屏蔽件由非磁性金属组成,其中,该导磁性材料为铁、镍、钴、锰、锌的至少一者或其组合的导磁性材料。
CN202210285724.XA 2021-04-08 2022-03-22 电感结构 Pending CN115206656A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110112773 2021-04-08
TW110112773A TWI754576B (zh) 2021-04-08 2021-04-08 電感結構

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115206656A true CN115206656A (zh) 2022-10-18

Family

ID=81329402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210285724.XA Pending CN115206656A (zh) 2021-04-08 2022-03-22 电感结构

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12094922B2 (zh)
CN (1) CN115206656A (zh)
TW (1) TWI754576B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4904813B2 (ja) * 2003-06-16 2012-03-28 日本電気株式会社 半導体デバイスおよびその製造方法
JP5551480B2 (ja) * 2010-03-24 2014-07-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP7174549B2 (ja) * 2018-07-20 2022-11-17 株式会社村田製作所 インダクタ部品
JP7247860B2 (ja) * 2019-10-25 2023-03-29 株式会社村田製作所 インダクタ部品
US11594497B2 (en) * 2021-03-31 2023-02-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Electromagnetic shielding structure for a semiconductor device and a method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
TWI754576B (zh) 2022-02-01
US20220328613A1 (en) 2022-10-13
TW202240615A (zh) 2022-10-16
US12094922B2 (en) 2024-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7280024B2 (en) Integrated transformer structure and method of fabrication
US20030030533A1 (en) Printed circuit board
CN108074727A (zh) 电感器
US20230013938A1 (en) Integrated circuit
US12062685B2 (en) Inductor structure having conductive sheets having fan plate shape arranged in ring structure and fabrication method thereof, electronic package and fabrication method thereof, and method for fabricating packaging carrier
US12080466B2 (en) Electronic package
CN218826567U (zh) 电感结构
CN115206656A (zh) 电感结构
CN218782885U (zh) 电感结构
CN218038804U (zh) 电感结构
TWI850899B (zh) 電感器結構及其導磁體與製法
US20240221999A1 (en) Inductor structure and manufacturing method thereof
US20240194386A1 (en) Inductor structure, magnetically permeable body and manufacturing method thereof
TWI854345B (zh) 電感元件之核心結構及其製法
US20240222140A1 (en) Package carrier board integrated with inductive circuit structure and manufacturing method thereof
TWI850939B (zh) 電感器結構及其製法
US20240145155A1 (en) Core structure of inductor element and method of manufacturing the same
CN118280709A (zh) 电感器结构及其制法
TWI842203B (zh) 電感器結構及其製法
EP4093164A1 (en) Component carrier with magnetic element, magnetic inlay, and manufacturing method
US20230298808A1 (en) Inductor Inlay for a Component Carrier and a Method of Manufacturing the Same
CN118280918A (zh) 整合有电感线路结构的封装载板及其制造方法
TW202427692A (zh) 整合有磁性元件結構之封裝載板及其製造方法
CN118888540A (zh) 一种基板器件和半导体封装件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination