CN208834878U - 一种贴片式电感 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种贴片式电感，贴片式电感包括引脚层以及位于引脚层上间隔设置的绝缘层和金属层，位于各金属层中的图案化金属结构对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构；多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别与位于引脚层的对应引脚结构电连接。通过本实用新型的技术方案，在有利于在较小尺寸内获取较大电感值，即有利于实现贴片式电感小型化的同时，可以采用半导体工艺制成贴片式电感，有利于精确控制贴片式电感的尺寸，提高贴片式电感的精度，同时也有利于提高贴片式电感的电导率，降低贴片式电感的电阻值，提高贴片式电感的Q值。

Description

一种贴片式电感

技术领域

本实用新型实施例涉及电子元件技术领域，尤其涉及一种贴片式电感。

背景技术

随着用户对电子产品小型化要求的提高，电子产品的集成度逐渐提高，这就对电子产品中所包含的电子元件的尺寸提出了更高的要求，电子元件如何兼顾小型化以及电子元件本身的电学性能成为亟待解决的问题。

贴片式电感普遍应用在各电子产品中，贴片式电感的尺寸与电学性能直接影响集成有贴片式电感的电子产品的尺寸与性能，这同样使得贴片式电感兼顾小型化以及贴片式电感本身的电学性能变得至关重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种贴片式电感，在有利于在较小尺寸内获取较大电感值，即有利于实现贴片式电感小型化的同时，可以采用半导体工艺制成贴片式电感，有利于精确控制贴片式电感的尺寸，提高贴片式电感的精度，同时也有利于提高贴片式电感的电导率，降低贴片式电感的电阻值，提高贴片式电感的Q值。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种贴片式电感，贴片式电感包括：

引脚层以及位于所述引脚层上间隔设置的绝缘层和金属层，位于各所述金属层中的图案化金属结构对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构；

所述多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别与位于所述引脚层的对应引脚结构电连接。

进一步地，沿所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述多层平面螺旋状线圈结构包括多个单层平面螺旋状线圈结构，相邻两个所述单层平面螺旋状线圈结构之间的介电结构的厚度大于所述单层平面螺旋状线圈的厚度。

进一步地，构成所述介电结构的材料包括PI。

进一步地，所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向垂直于所述引脚层所在平面，或者所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向平行于所述引脚层所在平面。

进一步地，沿所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述多层平面螺旋状线圈结构包括多个单层平面螺旋状线圈结构，所述单层平面螺旋状线圈结构形成至少一圈线圈结构。

进一步地，所述引脚结构包括焊盘结构以及位于所述焊盘结构上的金属结构，所述多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别与对应的金属结构电连接。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种贴片式电感的制作方法，用于制作第一方面所述的贴片式电感，贴片电感的制作方法包括：

形成衬底；

在所述衬底上形成第一图案化金属结构；

在所述第一图案化金属结构上形成第一绝缘层并在所述第一绝缘层的设定位置上形成通孔结构；

在所述第一绝缘层上形成第二图案化金属结构，所述第二图案化金属结构通过位于所述第一绝缘层的所述通孔结构与所述第一图案化金属结构电连接；

交替形成绝缘层与图案化金属结构，直至形成第N绝缘层；其中，N为大于1的整数；

形成引脚结构。

进一步地，在形成引脚结构之后，还包括：

去除所述衬底或研磨所述衬底。

进一步地，利用电镀工艺、溅射工艺或刻蚀工艺形成第M1图案化金属结构；其中，M1为正整数。

进一步地，构成第M2绝缘层的材料包括PI，利用干法刻蚀工艺或者激光刻蚀工艺在第M2绝缘层的所述设定位置上形成通孔结构；其中，M2为正整数。

本实用新型实施例提供了一种贴片式电感，设置贴片式电感包括引脚层以及位于引脚层上间隔设置的绝缘层和金属层，位于各金属层中的图案化金属结构对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别于位于引脚层的对应引脚结构电连接。这样，贴片式电感中间隔设置有绝缘层和金属层，且金属层中的图案化金属结构形成多层平面螺旋状线圈结构，在有利于在较小尺寸内获取较大电感值，即有利于实现贴片式电感小型化的同时，可以采用半导体工艺制成贴片式电感，有利于精确控制贴片式电感的尺寸，提高贴片式电感的精度，同时也有利于提高贴片式电感的电导率，降低贴片式电感的电阻值，提高贴片式电感的Q值。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例提供的一种贴片式电感的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种贴片式电感的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种贴片式电感的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。贯穿本说明书中，相同或相似的附图标号代表相同或相似的结构、元件或流程。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种贴片式电感，贴片式电感包括引脚层以及位于引脚层上间隔设置的绝缘层和金属层，位于各金属层中的图案化金属结构对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别与位于引脚层的对应引脚结构电连接。

随着用户对电子产品小型化要求的提高，电子产品的集成度逐渐提高，这就对电子产品中所包含的电子元件的尺寸提出了更高的要求，电子元件如何兼顾小型化以及电子元件本身的电学性能成为亟待解决的问题。贴片式电感普遍应用在各电子产品中，贴片式电感的尺寸与电学性能直接影响集成有贴片式电感的电子产品的尺寸与性能，这同样使得贴片式电感兼顾小型化以及贴片式电感本身的电学性能变得至关重要。

本实用新型实施例提供的贴片式电感包括引脚层以及位于引脚层上间隔设置的绝缘层和金属层，位于各金属层中的图案化金属结构对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别于位于引脚层的对应引脚结构电连接。这样，贴片式电感中间隔设置有绝缘层和金属层，且金属层中的图案化金属结构形成多层平面螺旋状线圈结构，在有利于在较小尺寸内获取较大电感值，即有利于实现贴片式电感小型化的同时，可以采用半导体工艺制成贴片式电感，有利于精确控制贴片式电感的尺寸，提高贴片式电感的精度，同时也有利于提高贴片式电感的电导率，降低贴片式电感的电阻值，提高贴片式电感的Q值。

以上是本实用新型的核心思想，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种贴片式电感的结构示意图。如图1所示，贴片式电感包括引脚层1以及位于引脚层1上间隔设置的绝缘层2和金属层3，位于各金属层3中的图案化金属结构31对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部4分别与位于引脚层1的对应引脚结构10电连接，图1示例性地在引脚层1上方设置了五层金属层3，本实用新型实施例对引脚层1上方金属层3的具体数量不作限定。

沿垂直于引脚层1的方向，每相邻的两层金属层3之间均设置有绝缘层2，以实现相邻金属层3中图案化金属结构31无需电连接部分的电绝缘，最下层的金属层3与引脚层1之间也设置有绝缘层2，以实现最下层的金属层3与引脚层1之间无需电连接部分的电绝缘。图1仅示出了位于各绝缘层2中的通孔结构20，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部4通过位于对应绝缘层2中的通孔结构20与位于引脚层1的对应引脚结构10实现电连接。

图2为本实用新型实施例提供的另一种贴片式电感的结构示意图。与图1 所示结构的贴片式电感不同的是，图1所示结构的贴片式电感所形成的多层平面螺旋状线圈结构的轴向YY’垂直于引脚层1所在平面，图2所示结构的贴片式电感形成的多层平面螺旋状线圈结构的轴向XX’平行于引脚层1所在平面。图2示例性地在引脚层1上方设置了两层金属层3，两层金属层3之间设置有绝缘层2以实现两金属层3中图案化金属结构31无需电连接部分的电绝缘，同样的，最下层的金属层3与引脚层1之间也设置有绝缘层2，以实现最下层的金属层3与引脚层1之间无需电连接部分的电绝缘。图2同样仅示出了位于各绝缘层2中的通孔结构20，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部4通过位于对应绝缘层2中的通孔结构20与位于引脚层1的对应引脚结构10实现电连接。

目前普遍采用的贴片式电感为MLCC(Muiti-layer Ceramic Capacitiors，片式多层陶瓷电容器)，其采用陶瓷材料构成，电导率较低，且制作工艺较粗糙，使得贴片式电感的Q值较低，无法精确控制贴片式电感的尺寸，贴片式电感精度较低，很难实现贴片式电感的小型化。本实用新型实施例提供的贴片式电感中间隔设置有绝缘层2和金属层3，且金属层3中的图案化金属结构31形成多层平面螺旋状线圈结构，在有利于在较小尺寸内获取较大电感值，即有利于实现贴片式电感小型化的同时，可以采用半导体工艺制成贴片式电感，有利于精确控制贴片式电感的尺寸，提高贴片式电感的精度，同时也有利于提高贴片式电感的电导率，降低贴片式电感的电阻值，提高贴片式电感的Q值。

可选地，沿多层平面螺旋状线圈结构的轴向，多层平面螺旋状线圈结构包括多个单层平面螺旋状线圈结构5，可以设置相邻两个单层平面螺旋状线圈结构5之间的介电结构的厚度大于单层平面螺旋状线圈结构5的厚度。如图1所示，贴片式电感中的单层平面螺旋状线圈结构5的轴向同样沿XX’方向，沿贴片式电感的轴向XX’，相邻两单层平面螺旋状线圈结构5之间的介电结构的厚度等于相邻金属层3之间绝缘层2的厚度。如图2所示，贴片式电感中的单层平面螺旋状线圈结构5的轴向同样沿YY’方向，相邻两单层平面螺旋状线圈结构5之间的介电结构为竖直的两单层平面螺旋状线圈结构5之间的距离。

具体地，无论是多层平面螺旋状线圈结构的贴片式电感的轴向垂直还是平行于引脚层1所在平面，设置相邻两个单层平面螺旋状线圈结构5之间的介电结构的厚度大于单层平面螺旋状线圈结构5的厚度，相对于同样厚度的贴片式电感，设置沿贴片式电感的轴向单层平面螺旋状线圈结构5的厚度等于介电结构的厚度，增加了相邻单层平面螺旋状线圈结构5之间的距离，改善了相邻单层平面螺旋状线圈结构5之间距离过小导致的沿贴片式电感的轴向，相邻的单层平面螺旋状线圈结构5之间的耦合作用过强，影响贴片式电感的谐振频率的问题，提高了贴片式电感的谐振频率。示例性的，构成介电结构的材料可以是 PI，即聚酰亚胺，也即构成绝缘层2的材料为PI。

可选地，沿多层平面螺旋状线圈结构的轴向，多层平面螺旋状线圈结构包括多个单层平面螺旋状线圈结构5，可以设置单层平面螺旋状线圈结构5形成至少一圈线圈结构，例如图1中最上方金属层3中的单层平面螺旋状线圈结构 5的线圈圈数即大于1，这样能够在相同尺寸内获取贴片式电感更大的电感值，同样有利于实现贴片式电感的小型化。图2所示结构的贴片式电感同样可以设置单层平面螺旋状线圈结构5包括多圈线圈，同样能够在相同尺寸内获取贴片式电感更大的电感值，有利于实现贴片式电感的小型化。需要说明的是，设置图2所示结构的贴片式电感的单层平面螺旋状线圈结构5包括多圈线圈相对于目前图2所示的单圈线圈的单层平面螺旋状线圈结构5，增加了贴片式电感的制程数，优选设置图1所示结构的贴片式电感的单层平面螺旋状线圈结构5包括多圈线圈。

可选地，参照图1和图2，贴片式电感的引脚结构10可以包括焊盘结构101 以及位于焊盘结构101上的金属结构102，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部4分别与对应的金属结构102电连接。示例性地，构成焊盘结构101的材料可以是焊锡，便于贴片式电感在印刷电路板上的焊接，可以设置构成引脚结构 10中金属结构102的材料与构成各金属层3中图案化金属结构31的材料相同。需要说明的是，本实用新型实施例对构成图案化金属结构31的具体材料不作限定，优选电导率高的金属材料或金属氧化物材料，以最大程度上提高贴片式电感的Q值。

本实用新型实施例还提供了一种贴片式电感的制作方法，用于制作上述实施例所述的贴片式电感，图3为本实用新型实施例提供的一种贴片式电感的制作方法的流程示意图。如图3所示，贴片式电感的制作方法包括：

S110、形成衬底。

具体地，形成衬底，该衬底可以是8寸晶圆、12寸晶圆或者500mmx500mm 尺寸的晶圆等更大尺寸的晶圆，衬底的形状可以是圆形，方型，长方形等，构成衬底的材料可以是硅、玻璃、石英、陶瓷或有机物中的一种或几种。

S120、在衬底上形成第一图案化金属结构。

具体地，参照图1，在衬底(图1中未示出衬底)上形成第一图案化金属结构311，可以利用电镀、溅射或先沉积一层金属层3再刻蚀等工艺形成第一图案化金属结构311。参照图2，在衬底(图2中未示出衬底)上形成第一图案化金属结构311，同样可以利用电镀工艺、溅射工艺或先沉积一层金属层3再刻蚀等工艺形成第一图案化金属结构311，优选采用电镀工艺形成第一图案化金属结构311，电镀工艺能形成厚度较大的金属膜层，有利于提高贴片式电感的Q值。

S130、在第一图案化金属结构上形成第一绝缘层并在第一绝缘层的设定位置上形成通孔结构。

具体地，参照图1，在第一图案化金属结构311上形成第一绝缘层21并在第一绝缘层21的设定位置上形成通孔结构20，图1未示出第一绝缘层21，仅示出了位于第一绝缘层21的通孔结构20。参照图2，在第一图案化金属结构 311上形成第一绝缘层21并在第一绝缘层21的设定位置上形成通孔结构20，同样的，图2未示出第一绝缘层21，仅示出了位于第一绝缘层21的通孔结构 20。

示例性地，构成第一绝缘层21的材料可以包括PI即聚酰亚胺，可以先沉积一层绝缘层21，再通过干法刻蚀工艺或激光刻蚀工艺在第一绝缘层21的设定位置上形成通孔结构20。对于图2所示结构的贴片式电感，由于第一绝缘层 21厚度较大，位于第一绝缘层21中的通孔结构20形状细长，优选激光刻蚀工艺在第一绝缘层21的设定位置上形成通孔结构20。

S140、在第一绝缘层上形成第二图案化金属结构，第二图案化金属结构通过位于第一绝缘层的通孔结构与第一图案化金属结构电连接。

具体地，参照1和图2，在第一绝缘层21上形成第二图案化金属结构312，构成第二图案化金属结构312的材料填充第一绝缘层21上的通孔结构20，第二图案化金属结构311通过位于第一绝缘层21的通孔结构20实现与第一图案化金属结构311的电连接，同样可以利用电镀工艺、溅射工艺或先沉积一层金属层再刻蚀等工艺形成第二图案化金属结构312。

S150、交替形成绝缘层与图案化金属结构，直至形成第N绝缘层；其中，N 为大于1的整数。

具体地，参照图1，继续形成第二绝缘层22以及后续交替设置的图案化金属结构31与绝缘层2，直至形成第五绝缘层25，第五绝缘层25位于最下方的金属层3与引脚结构10之间以实现最下方的金属层3与引脚结构10无需电连接位置的电绝缘。参照图2，继续形成第二绝缘层22，第二绝缘层22位于最下方的金属层3与引脚结构10之间以实现最下方的金属层3与引脚结构10无需电连接位置的电绝缘。

S160、形成引脚结构。

具体地，参照图1和图2，引脚结构10包括焊盘结构101以及位于焊盘结构101上的金属结构102，可以在最下方的绝缘层2上先形成引脚结构10中的金属结构102，然后在金属结构102上形成焊盘结构101，可以设置引脚结构 10中的金属结构102与焊盘结构101形状一致，二者同时实现图案化以简化工艺制程。

可选地，在形成引脚结构10之后，可以去除衬底或研磨衬底，即剥离位于第一金属层31上方的衬底或研磨位于第一金属层31上方的衬底以形成完整的贴片式电感。在去除衬底或研磨衬底之后，可以对金属层3和绝缘层2切割形成标准的表贴器件尺寸，例如0201、01005或者更小尺寸的表贴器件。

示例性地，参照图2，还可以先形成衬底，例如可以是硅片，采用TSV (ThroughSilicon Via，硅通孔)工艺在衬底的设定位置上形成通孔结构20，即形成图2中的六个细长的通孔结构20，再在衬底的正反面分别作出第一图案化金属结构311和第二图案化金属结构312，衬底的正面或反面形成相应的绝缘层2和引脚结构10，与上述实施例不同的是，该方法形成的衬底被包围在贴片式电感内部，衬底也可以采用介电材料或玻璃等其它材料以及相应工艺制成，本实用新型实施例对此不作限定。

本实用新型实施例提供的贴片式电感包括引脚层以及位于引脚层上间隔设置的绝缘层和金属层，位于各金属层中的图案化金属结构对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构，多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别于位于引脚层的对应引脚结构电连接，可以采用上述实施例涉及的半导体工艺制成贴片式电感，有利于精确控制贴片式电感的尺寸，提高贴片式电感的精度，同时也有利于提高贴片式电感的电导率，降低贴片式电感的电阻值，提高贴片式电感的Q 值。另外，形成的贴片式电感中间隔设置有绝缘层和金属层，且金属层中的图案化金属结构形成多层平面螺旋状线圈结构，有利于在较小尺寸内获取较大电感值，即有利于实现贴片式电感小型化。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种贴片式电感，其特征在于，包括：

引脚层以及位于所述引脚层上间隔设置的绝缘层和金属层，位于各所述金属层中的图案化金属结构对应电连接形成多层平面螺旋状线圈结构；

所述多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别与位于所述引脚层的对应引脚结构电连接。

2.根据权利要求1所述的贴片式电感，其特征在于，沿所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述多层平面螺旋状线圈结构包括多个单层平面螺旋状线圈结构，相邻两个所述单层平面螺旋状线圈结构之间的介电结构的厚度大于所述单层平面螺旋状线圈的厚度。

3.根据权利要求2所述的贴片式电感，其特征在于，构成所述介电结构的材料包括PI。

4.根据权利要求1所述的贴片式电感，其特征在于，所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向垂直于所述引脚层所在平面，或者所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向平行于所述引脚层所在平面。

5.根据权利要求1所述的贴片式电感，其特征在于，沿所述多层平面螺旋状线圈结构的轴向，所述多层平面螺旋状线圈结构包括多个单层平面螺旋状线圈结构，所述单层平面螺旋状线圈结构形成至少一圈线圈结构。

6.根据权利要求1所述的贴片式电感，其特征在于，所述引脚结构包括焊盘结构以及位于所述焊盘结构上的金属结构，所述多层平面螺旋状线圈结构的两个端部分别与对应的金属结构电连接。