CN116666062A - 叠层磁芯片上电感及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叠层磁芯片上电感及制造方法，包括：叠置件、叠层磁芯、电传导结构，叠置件包括底部承载件衬底，底部承载件衬底上方从下至上设有至少两层感光介质材料；叠层磁芯包括交替设置的改性树脂层和磁性薄膜层；叠层磁芯中分别有2n层改性树脂层和2n层磁性薄膜层，n为大于等于1的正整数；本发明通过化学沉积磁芯薄膜，解决了溅射法制备磁芯薄膜组分难以调控、沉积速率低、成本高等问题以及电镀法制备磁芯薄膜需要基底全部导电、镀层均匀性差等问题，能够得到与溅射沉积相比更厚的单层薄膜，且具有沉积速率快、与基底结合力高、操作简单、设备要求低等优点，该叠层磁芯结构可以显著提高片上电感的电感值以及品质因子。

Description

叠层磁芯片上电感及其制造方法

技术领域

本发明属于集成电路工艺领域，具体涉及一种化学镀叠层磁芯片上电感及其制造方法。

背景技术

随着物联网(Internet of Things,IoT)设备、便携式电子设备和电动汽车等电子系统的蓬勃发展，以片上系统(System on Chip,SoC)为核心的电子模块具有更高的集成度，与之对应的电子元器件向着集成化、高性能化、小型化等的方向发展。作为三大无源器件之一的电感，在电子信息行业发挥着极其重要的作用，是滤波器、电源转换器等电子系统的重要组成部分。片上薄膜电感作为关键元器件，是片上系统可靠性和稳定性的重要保障。

传统片上电感器为平面螺旋结构，其容易设计和制备。但是，这些结构通常会导致较大的损耗，其中大部分是由于平面螺旋线圈与有限电阻率半导体衬底直接较强的电磁耦合。集成磁性薄膜可以显著提高感值密度，但同时会带来很多新问题：(1)引入磁芯损耗，其高频的损耗导致器件的品质因子降低；(2)后段工艺上也需要与磁性薄膜工艺进行匹配，增加了成本；(3)此外，为了提升器件的电流承载能力和功率容量，薄膜磁芯一般采用溅射或物理气相沉积方法，其沉积过程是一个相对缓慢的过程，并且沉积速度以及薄膜应力使得使用这种方法在几十微米厚度范围内实现磁芯变得具有挑战性。因此，一般薄膜磁芯会在沉积过程中借助外置偏置磁场或倾斜沉积实现薄膜磁芯面内各向异性，进一步增加了工艺的复杂性。

针对片上电感的高频应用需求，叠层磁芯结构凭借其有效地改善涡流损耗等优点，受到越来越多的研究者的关注。将多个磁性层叠加起来，每个磁层之间都有绝缘夹层，以形成叠层结构磁芯。绝缘层通过将涡流限制在各个磁层，以改善涡流损耗。目前，制造片上电感磁芯的叠层结构制造方法主要包括：(1)连续溅射，通过连续溅射磁性合金或磁芯氧化物薄膜和非磁性绝缘薄膜(如AlN、SiO₂等)；(2)采用物理气相沉积和旋涂工艺结合，先在裸片衬底上旋涂绝缘层，如PI等，再对磁芯薄膜叠层进行依次物理气相沉积磁芯层和非磁性绝缘薄膜，如Al₂O₃等，最终旋涂PI进行光刻和电镀导体；(3)采用电镀工艺实现叠层磁芯薄膜，通过采用导电聚合物，如Polypyrrole等作为中间层，依次顺序电镀磁芯层和导电聚合物实现叠层磁芯。虽然电镀效率较高，但其由于电极化等的影响，无法在不规则的表面实现均匀电镀磁芯薄膜，所以其叠层工序中，电镀完导电聚合物后常常需要再电镀一层镍等单质层才能再进行磁芯层电镀，工序较为复杂且效率低。因此，研发一种与半导体工艺相兼容的叠层磁芯材料集成技术以及叠层磁芯片上电感制造方法显得十分重要。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的问题，提出一种化学镀叠层磁芯片上电感及制备方法。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种叠层磁芯片上电感，包括：

叠置件130：所述叠置件130包括底部承载件衬底301和感光介质材料层102，底部承载件衬底301上方从下至上设有至少两层感光介质材料层；第一层感光介质材料层102a，第二层感光介质材料层102b；

叠层磁芯110：完全嵌入于叠置件130中，包括交替设置的改性树脂层104和磁性薄膜层105；叠层磁芯110中分别有2n层改性树脂层104和2n层磁性薄膜层105，n为大于等于1的正整数；

电传导结构120：其为螺线管型绕组结构，并部分或完全嵌入于叠置件130中，设置在叠层磁芯110周围，以提供电感部件；绕组匝数可以固定为特定匝数也可以根据实际需要而变化。

作为优选方式，所述改性树脂层104中的树脂选自环氧树脂、苯并环丁烯BCB、聚酰亚胺PI、聚对苯撑苯并二恶唑PBO其中一种，厚度为200nm～2μm。

作为优选方式，叠层磁芯110的磁性薄膜层105通过化学沉积的方式获得，沉积的磁性薄膜选自铁镍合金、铁钴合金、镍钴合金其中一种软磁合金，厚度为1μm～10μm。

作为优选方式，所述感光介质材料通过光刻和蚀刻方法在其内部形成空腔，并且所述叠层磁芯110完全嵌入空腔中。

本发明还提供一种所述叠层磁芯片上电感的制造方法，其为：

磁芯元件半成品210和底部承载件310采用倒装芯片键合Flip Chip Bonding工艺，使用倒装芯片键合机实现键合。

作为优选方式，磁芯元件半成品210通过如下方法得到：

在衬底101上覆盖第一层感光介质材料层102a并在第一层感光介质材料层102a内部设置第一空腔103a，在所述第一空腔103a中设置第一改性树脂层104a，并在第一改性树脂层104a上方设置第一磁性薄膜层105a；

在所述第一层感光介质材料层102a和所述第一磁性薄膜层105a上设置第二层感光介质材料层102b，在第二层感光介质材料层102b内形成第二空腔103b，在第二空腔103b内设置第二改性树脂层104b，并在第二改性树脂层104b上设置第二磁性薄膜层105b；

在第二层感光介质材料层102b和第二磁性薄膜层105b上设置顶层改性树脂层201；

在所述衬底101和感光介质材料层102中形成过孔203；

在顶层改性树脂层201上设置上层铜层204并形成上层铜线路205；在过孔203底部形成金属凸块206。

作为优选方式，底部承载件310通过如下方法得到：

在底部承载件衬底301上设置底部承载件铜层302；

在底部承载件铜层302形成底部铜线路303；

在底部铜线路303上设置第二金属凸块304，其设置于底部铜线路303上和金属凸块206对应的位置。

作为优选方式，磁芯元件半成品210的制备方法还包括：

在第二层感光介质材料层102b和第二磁性薄膜层105b上再次设置感光介质材料层并在感光介质材料层内设置空腔，在空腔内设置改性树脂绝缘层和磁性薄膜层，并重复该步骤数次以实现2n层叠层结构，

作为优选方式，在所述衬底101和感光介质材料层102中形成过孔203的方法为：

在所述衬底101和感光介质材料层中形成非镀通孔202并通过电镀铜对所述非镀通孔202进行完全填充形成过孔203，过孔203设置在叠层磁芯110周围，并与磁芯保持有一定间隙。

作为优选方式，在顶层改性树脂层201上化学镀铜层，并通过电镀对其加厚；在上层铜层204表面覆盖光刻胶，采用光刻工艺实现上层铜线路205。

作为优选方式，形成第一改性树脂层104a或第二改性树脂层104b的方法为使用定量的旋涂或滴涂方法；

并且/或者形成第一磁性薄膜层105a或第二磁性薄膜层105b的方法为化学镀，并通过机械研磨或化学蚀刻移除多余部分。

作为优选方式，通过热和压力方法将底部承载件衬底301和底部承载件铜层302结合在一起。

在本文件的上下文中，术语“改性树脂”可以指具有层间绝缘作用的介质材料。特别地，固化后的改性树脂在被等离子体处理或者化学方法处理后，能在其表面直接化学镀金属。

优选地，用于磁性薄膜隔离的改性树脂可以包括：i)树脂材料：环氧树脂、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯、BCB、PBO等；ⅱ)贵金属盐：氯化钯、硝酸银等；ⅲ)络合剂：硫脲；ⅳ)溶剂：丙酮、丙二醇甲醚等；此外可以包括光引发剂(光敏剂)以能够被光UV光固化。

在本文件的上下文中，术语“磁性薄膜”可以指包括磁性特性的软磁合金，包括铁镍合金、铁钴合金、镍钴合金等。通过化学镀沉积到改性树脂表面。优选地，化学镀磁性薄膜的镀液配方为：i)主盐为将硫酸镍、硫酸亚铁、硫酸钴中的一种或者几种，含量在0.05～0.2mol/L；ⅱ)络合剂为柠檬酸二铵、乳酸、柠檬酸钠中的一种或者几种，含量在0.1～1.0mol/L；ⅲ)还原剂为二甲基胺硼烷、次亚磷酸钠的一种或者几种，含量在0.01～0.5mol/L；ⅳ)缓冲剂为硫酸铵。含量在0.05～0.2mol/L。化学镀的条件为：温度60～90℃，pH 6.0～10.0的条件下施镀1～60min。

在本文件的上下文中，术语“感光介质材料层”可以指被构造为使用感光来处理的任何介电(层)结构。特别地，该术语指的是可以使用(仅)感光技术在其中形成腔的介电层结构。用于感光介电层应用的基底材料可以包括：i)热固性材料，例如环氧树脂、BCB、苯酚；ii)热塑性材料：PI、PBO。感光介质材料层材料还可以包括可以通过光UV光被固化的光引发剂(光敏剂)。感光介质材料层材料可以层压在衬底上，并且然后可以通过图案掩模暴露于光源，其中，图案掩模限定要制造的腔。感光介电层材料的一部分可以被显影，并且暴露部分和未暴露部分中的一者(可以使用正光刻或负光刻)可以被移除以获得多个腔。光刻处理可以包括X射线光刻、UV光刻、立体光刻、电子束光刻和激光光刻。

在本文件的上下文中，术语“过孔”(竖向互连的通路)可以指代物理电子电路中的各层之间的电连接部，该电连接部穿过一个或更多个相邻的层的平面。术语过孔可以包括通孔式过孔(through-hole vias)、埋孔式过孔(buried vias)和盲孔式过孔(blindvias)。尽管过孔可以用于仅将几个层(叠置件中)彼此连接，但是“镀覆的通孔”可以用于将叠置件的所有层连接。

在本文件的上下文中，术语“非镀通孔”可以表示完全延伸穿过整个叠置件的孔。非镀通孔可以使用标准化的半导体方法技术，包括机械钻孔，激光钻孔等。所述“非镀通孔”是中空的，金属填充的过孔可以被认为比未填充的过孔更加稳固和稳定。因此该孔需要用电传导材料-铜进行完全填充，例如采用电镀沉积等方法。

根据本发明示例性实施方式，本发明基于这样的构思，即嵌入的叠层磁芯组装至叠置件中，并被绕组环绕时，组成嵌入式磁芯片上电感，可以有效的提高电感密度，从而在更小体积下实现更高感值。此外，在高频下，相比于单层结构磁芯，叠层磁芯电感由于绝缘层的存在，有效的增加了磁芯的电阻率，因此涡流损耗的影响较小，能充分展现磁芯材料的磁特性。

优选地，叠层结构制造工艺主要可以分为三个步骤：均匀覆盖一层感光介质材料并使用例如光刻、蚀刻等方法在感光介质材料中提供空腔；在空腔中覆盖一层超薄改性树脂层；最后化学镀磁性薄膜。为了实现多层结构，可以重复这三个步骤，以达到目标层数。

本发明的有益效果为：

(一)将多个磁性层叠加起来，每个磁层之间都有绝缘层，以形成叠层磁芯。通过将涡流限制在各个磁层，以抑制大涡流的形成。从而使所述磁芯具有在高频下涡流损耗不会过高，且保持较高感值密度的特征。

(二)磁性材料具有高磁导率和低矫顽力等优点，可以作为磁性层，而树脂具有优异的绝缘性能，和良好的粘接能力，可以作为层间的隔离且实现层间的有效粘结。从而使所述的叠层磁芯材料具有高磁导率和较低电导率，以显著的提高电感元件的感值密度，同时在高频下损耗不会过大，保证较高的品质因子值。

(三)本发明通过化学沉积磁芯薄膜，解决片上电感磁芯薄膜沉积速率低、成本高等问题。可替代传统的溅射、电镀等方式形成磁芯层的方法。此外化学镀方法还具有与基底结合力好，操作简单，设备要求低等优点，具有良好的推广价值。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例1的叠层磁芯片上电感的侧视图。

图2示出了根据本发明的实施例1的叠层磁芯片上电感中的叠层磁芯的侧视图。

图3中a至i为本发明的实施例8的叠层磁芯片上电感的制造方法的第一部分。

图4中a至g为本发明的实施例8的叠层磁芯片上电感的制造方法的第二部分。

图5中a至c为本发明的实施例8的叠层磁芯片上电感的制造方法的第三部分。

图6中a至c为本发明的实施例8的叠层磁芯片上电感的制造方法的第四部分。

附图标记：101为衬底，102为感光介质材料层，102a为第一层感光介质材料层，102b为第二层感光介质材料层，103a为第一空腔，103b为第二空腔，104为改性树脂层，104a为第一改性树脂层，104b为第二改性树脂层，105为磁性薄膜层，105a为第一磁性薄膜层，105b为第二磁性薄膜层，110为叠层磁芯，120为电传导结构，130为叠置件，201为顶层改性树脂层，202为非镀通孔，203为过孔，204为上层铜层，205为上层铜线路，206为金属凸块，210为磁芯元件半成品，301为底部承载件衬底，302为底部承载件铜层，303为底部铜线路，304为第二金属凸块，310为底部承载件。

具体实施方式

以下通过特定的具体实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揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种叠层磁芯片上电感，包括：

叠置件130：所述叠置件130包括底部承载件衬底301和感光介质材料层102，底部承载件衬底301上方从下至上设有至少两层感光介质材料层；第一层感光介质材料层102a，第二层感光介质材料层102b；

叠层磁芯110：完全嵌入于叠置件130中，包括交替设置的改性树脂层104和磁性薄膜层105；叠层磁芯110中分别有2n层改性树脂层104和2n层磁性薄膜层105，n为大于等于1的正整数；

电传导结构120：其为螺线管型绕组结构，并部分或完全嵌入于叠置件130中，缠绕在叠层磁芯110周围，以提供电感部件；叠层磁芯110和电传导结构120中间有感光介质材料层102和顶层改性树脂层201作为绝缘。此外绕组匝数可以固定为特定匝数并且可以变化。

具体的，所述改性树脂层104中的树脂为环氧树脂，厚度为200nm。

具体的，叠层磁芯110的磁性薄膜层105通过化学沉积的方式获得，沉积的磁性薄膜为铁镍合金，厚度为1μm。

具体的，所述感光介质材料层102通过光刻和蚀刻方法在其内部形成空腔，并且所述叠层磁芯110完全嵌入空腔中。

根据示例性实施方式，用于磁性薄膜隔离的改性树脂可以包括：i)树脂材料：环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等；ⅱ)贵金属盐：氯化钯、硝酸银等；ⅲ)络合剂：硫脲；ⅳ)溶剂：丙酮、丙二醇甲醚等；此外可以包括光引发剂(光敏剂)以能够被光UV光固化。

根据示例性实施方式，用于磁性薄膜隔离的改性树脂后处理方式包括等离子处理、化学还原等。从而实现改性树脂表面层的活化，进而通过化学镀在直接其表面沉积磁性薄膜。

根据示例性实施方式，用于化学镀磁性薄膜的化学镀液的配方包括：i)主盐为将硫酸镍、硫酸亚铁、硫酸钴中的一种或者几种，含量在0.05～0.2mol/L；ⅱ)络合剂为柠檬酸二铵、乳酸、柠檬酸钠中的一种或者几种，含量在0.1～1.0mol/L；ⅲ)还原剂为二甲基胺硼烷、次亚磷酸钠的一种或者几种，含量在0.01～0.5mol/L；ⅳ)缓冲剂为硫酸铵。含量在0.05～0.2mol/L。化学镀的条件为：温度60～90℃，pH 6.0～10.0的条件下施镀1～60min。

图2示出了根据本发明的示例性实施方式的叠层磁芯片上电感中的叠层磁芯的侧视图。叠层磁芯包括交替设置的改性树脂绝缘层104和磁性薄膜层105的2n层叠层结构，n≥2，且为整数。叠层结构将多个磁性层叠加起来，每个磁层之间都有绝缘层。通过将涡流限制在各个磁层，以抑制大涡流的形成。由于磁性层可以进行多层堆叠，因此可以沉积大量的磁性材料，从而带来高感值密度，且高频下涡流损耗不会过高。

实施例2

本实施例提供一种叠层磁芯片上电感，和实施例1的区别在于：所述改性树脂层104中的树脂为苯并环丁烯BCB，厚度为2μm。

具体的，叠层磁芯110的磁性薄膜层105通过化学沉积的方式获得，沉积的磁性薄膜为铁钴合金，厚度为10μm。

实施例3

本实施例提供一种叠层磁芯片上电感，和实施例1的区别在于：

所述改性树脂层104中的树脂为聚酰亚胺PI，厚度为800nm。

具体的，叠层磁芯110的磁性薄膜层105通过化学沉积的方式获得，沉积的磁性薄膜为镍钴合金，厚度为5μm。

实施例4

本实施例提供一种叠层磁芯片上电感，和实施例1的区别在于：

所述改性树脂层104中的树脂为聚对苯撑苯并二恶唑PBO，厚度为1μm。

具体的，叠层磁芯110的磁性薄膜层105通过化学沉积的方式获得，沉积的磁性薄膜为铁镍合金，厚度为8μm。

实施例5

本实施例提供一种所述叠层磁芯片上电感的制造方法，其为：

磁芯元件半成品210和底部承载件310采用倒装芯片键合Flip Chip Bonding工艺，使用倒装芯片键合机实现键合。

(1)、磁芯元件半成品210通过如下方法得到：

(1.1)在衬底101上覆盖第一层感光介质材料层102a并在第一层感光介质材料层102a内部设置第一空腔103a，在所述第一空腔103a中设置第一改性树脂层104a，并在第一改性树脂层104a上方设置第一磁性薄膜层105a；

优选的，形成第一改性树脂层104a的方法为使用定量的旋涂或滴涂方法；形成第一空腔103a的方法为：通过光刻和蚀刻方法将所述第一层感光介质材料层102a的一部分移除；

(1.2)在所述第一层感光介质材料层102a和所述第一磁性薄膜层105a上设置第二层感光介质材料层102b，在第二层感光介质材料层102b内形成第二空腔103b，在第二空腔103b内设置第二改性树脂层104b，并在第二改性树脂层104b上设置第二磁性薄膜层105b；

优选的，形成第二改性树脂层104b的方法为使用定量的旋涂或滴涂方法；形成第二空腔103b的方法为：通过光刻和蚀刻方法将所述的第二层感光介质材料层102b的一部分移除；

优选的，形成第一磁性薄膜层105a或第二磁性薄膜层105b的方法为化学镀，并通过机械研磨或化学蚀刻移除多余部分并平面化。

(1.3)在第二层感光介质材料层102b和第二磁性薄膜层105b上设置顶层改性树脂层201；

(1.4)在所述衬底101和感光介质材料层102中形成过孔203；

具体的，在所述衬底101和感光介质材料层102中形成过孔203的方法为：在所述衬底101和感光材料层中形成非镀通孔202并通过电镀铜对所述非镀通孔202进行完全填充形成过孔，过孔203设置在叠层磁芯110周围，并与磁芯保持有一定间隔。

(1.5)在顶层改性树脂层201上设置上层铜层204并形成上层铜线路205；在过孔203底部形成金属凸块206。

(2)、底部承载件310通过如下方法得到：

(2.1)在底部承载件衬底301上设置底部承载件铜层302；优选的，通过热和压力方法将底部承载件衬底301和底部承载件铜层302结合在一起。

(2.2)在底部承载件铜层302形成底部铜线路303；

(2.3)在底部铜线路303上设置第二金属凸块304，其设置于底部铜线路303上和金属凸块206对应的位置。

根据示例性实施方式，在感光介电层或衬底内形成有较大的腔，该腔可以用于填充叠层磁芯。此外，可以通过光刻和蚀刻方法来创建腔，这避免了昂贵的激光切割过程或耗时的机械钻孔。替代性地，可以通过预切割来形成腔体，由此可以节约成本。

实施例6

本实施例提供一种叠层磁芯片上电感的制造方法，和实施例5的区别在于：

磁芯元件半成品210的制备方法还包括：

在第二层感光介质材料层102b和第二磁性薄膜层105b上再次设置感光介质材料层并在感光介质材料层内设置空腔，在空腔内设置改性树脂绝缘层和磁性薄膜层，并重复该步骤数次以实现2n层叠层结构，

根据示例性实施方式，通过叠置多个感光介质层，可以创建具有更高厚度的腔体以及多层结构的磁芯，在腔体内实现多层介质层和绝缘层的堆叠，从而实现更高的电感值，并且可以抑制涡流损耗，在实现高感值密度的同时，损耗不会过大。

实施例7

本实施例提供一种叠层磁芯片上电感的制造方法，和实施例5的区别在于：在顶层改性树脂层201上化学镀铜层，并通过电镀对其加厚；在上层铜层204表面覆盖光刻胶，采用光刻工艺实现上层铜线路205。

实施例8

本实施例提供一种叠层磁芯片上电感的制造方法，包括如下步骤：

(1)图3中a至i为本发明的实施例8叠层磁芯片上电感的实施方法的第一部分。

图3中a至d：在衬底上形成第一层叠层磁芯结构。

图3中a：在衬底101上覆盖第一层感光介质材料层102a并设置第一空腔103a；

图3中b：在第一空腔103a中填充第一改性树脂层104a(可以通过控制填充到空腔中的改性树脂用量，来控制改性树脂即绝缘层厚度)，固化后通过等离子体处理或者化学还原等方法，使改性树脂表面贵金属活化，形成种子层，使其表面具有催化性能。

图3中c：化学镀第一磁性薄膜层105a。

图3中d：采用机械打磨或者化学蚀刻等方法，移除多余磁性合金并平面化。

图3中e至i：设置第二层叠层磁芯结构。旋涂第二层感光介质材料层102b，通过光刻和蚀刻方法，形成第二空腔103b，此后通过设置第二改性树脂层104b，化学镀第二磁性薄膜层105b，并移除多余磁性合金，以形成第二层叠层磁芯结构。

可选地，为了形成多层叠层结构磁芯，重复步骤图3中e至i，以达到目标层数。

(2)图4中a至g为本发明的实施例8的叠层磁芯片上电感的实施方法的第二部分。第二部分建立在第一部分的基础上，以形成绕组的上层线路和上下层过孔。

图4中a：在第一部分的基础上，在上表面旋涂一层顶层改性树脂层201，并固化形成上层绝缘层，同时便于后续步骤化学镀铜。

图4中b：采用机械钻孔或激光钻孔等方法，在叠层磁芯周围形成非镀通孔202，并用等离子体清洗等方法除去孔内残渣等。

图4中c：孔金属化，并通过电镀铜对非镀通孔202进行完全填充，以形成过孔203，用于上层线路与下层线路的联通。

图4中d：活化顶层改性树脂层201并化学镀上层铜层并电镀加厚形成上层铜层204。

图4中e：采用光刻工艺形成上层铜线路205。

图4中f：将上述样品进行翻转，将所述衬底101以机械或化学的方式移除。

图4中g：在过孔上表面形成金属凸块206。得到磁芯元件半成品210。

(3)图5中a至c为实施例8的叠层磁芯片上电感的实施方法的第三部分。

图5中a至c：提供底部承载件310，并形成绕组底部线路。将底部承载件铜层302层压在底部承载件衬底301表面，并在铜层表面旋涂光刻胶，曝光、显影和蚀刻等步骤，形成底部铜线路303，并在与磁芯元件半成品相对应的位置形成第二金属凸块304。

(4)图6中a至c为实施例8的叠层磁芯片上电感的实施方法的第四部分。

图6中a至c：键合步骤。采用倒装芯片键合工艺，将磁芯元件半成品210翻转并定位，与底部承载件310键合，并填胶烘烤，形成嵌入式叠层磁芯片上电感。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种叠层磁芯片上电感，其特征在于包括：

叠置件(130)：所述叠置件(130)包括底部承载件衬底(301)和感光介质材料层(102)，底部承载件衬底(301)上方从下至上设有至少两层感光介质材料层；第一层感光介质材料层(102a)，第二层感光介质材料层(102b)；

叠层磁芯(110)：完全嵌入于叠置件(130)中，包括交替设置的改性树脂层(104)和磁性薄膜层(105)；叠层磁芯(110)中分别有2n层改性树脂层(104)和2n层磁性薄膜层(105)，n为大于等于1的正整数；

电传导结构(120)：其为螺线管型绕组结构，并部分或完全嵌入于叠置件(130)中，设置在叠层磁芯(110)周围，以提供电感部件。

2.根据权利要求1所述的一种叠层磁芯片上电感，其特征在于：所述改性树脂层(104)中的树脂选自环氧树脂、苯并环丁烯BCB、聚酰亚胺PI、聚对苯撑苯并二恶唑PBO其中一种，厚度为200nm～2μm。

3.根据权利要求1所述的一种叠层磁芯片上电感，其特征在于：叠层磁芯(110)的磁性薄膜层(105)通过化学沉积的方式获得，沉积的磁性薄膜选自铁镍合金、铁钴合金、镍钴合金其中一种软磁合金，厚度为1μm～10μm。

4.根据权利要求1所述的一种叠层磁芯片上电感，其特征在于：所述感光介质材料层(102)通过光刻和蚀刻方法在其内部形成空腔，并且所述叠层磁芯(110)完全嵌入空腔中。

5.根据权利要求1至4任意一种所述叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于：

磁芯元件半成品(210)和底部承载件(310)采用倒装芯片键合Flip Chip Bonding工艺，使用倒装芯片键合机实现键合。

6.根据权利要求5所述的叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于：磁芯元件半成品(210)通过如下方法得到：

在衬底(101)上覆盖第一层感光介质材料层(102a)并在第一层感光介质材料层(102a)内部设置第一空腔(103a)，在所述第一空腔(103a)中设置第一改性树脂层(104a)，并在第一改性树脂层(104a)上方设置第一磁性薄膜层(105a)；

在所述第一层感光介质材料层(102a)和所述第一磁性薄膜层(105a)上设置第二层感光介质材料层(102b)，在第二层感光介质材料层(102b)内形成第二空腔(103b)，在第二空腔(103b)内设置第二改性树脂层(104b)，并在第二改性树脂层(104b)上设置第二磁性薄膜层(105b)；

在第二层感光介质材料层(102b)和第二磁性薄膜层(105b)上设置顶层改性树脂层(201)；

在所述衬底(101)和感光介质材料层(102)中形成过孔(203)；

在顶层改性树脂层(201)上设置上层铜层(204)并形成上层铜线路(205)；在过孔(203)底部形成金属凸块(206)。

7.根据权利要求5所述的叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于：底部承载件(310)通过如下方法得到：

在底部承载件衬底(301)上设置底部承载件铜层(302)；

在底部承载件铜层(302)形成底部铜线路(303)；

在底部铜线路(303)上设置第二金属凸块(304)，其设置于底部铜线路(303)上和金属凸块(206)对应的位置。

8.根据权利要求6所述的叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于，磁芯元件半成品(210)的制备方法还包括：

在第二层感光介质材料层(102b)和第二磁性薄膜层(105b)上再次设置感光介质材料层并在感光介质材料层内设置空腔，在空腔内设置改性树脂绝缘层和磁性薄膜层，并重复该步骤数次以实现n层叠层结构。

9.根据权利要求6所述的叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于，在所述衬底(101)和感光介质材料层(102)中形成过孔(203)的方法为：

在所述衬底(101)和感光介质材料层(102)中形成非镀通孔(202)并通过电镀铜对所述非镀通孔(202)进行完全填充形成过孔(203)，过孔(203)设置在叠层磁芯(110)周围，并与叠层磁芯保持有一定间隙。

10.根据权利要求6所述的叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于：在顶层改性树脂层(201)上化学镀铜层，并通过电镀对其加厚；在上层铜层(204)表面覆盖光刻胶，采用光刻工艺实现上层铜线路(205)。

11.根据权利要求6所述的叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于：形成第一改性树脂层(104a)或第二改性树脂层(104b)的方法为使用定量的旋涂或滴涂方法；

并且/或者形成第一磁性薄膜层(105a)或第二磁性薄膜层(105b)的方法为化学镀，并通过机械研磨或化学蚀刻移除多余部分。

12.根据权利要求7所述的叠层磁芯片上电感的制造方法，其特征在于：通过热和压力方法将底部承载件衬底(301)和底部承载件铜层(302)结合在一起。