TWI524498B - Improvement of Thin Power Inductance Process - Google Patents

Description

薄型功率電感製程之改進

本發明係有關一種薄型功率電感製程之改進，特別是指功率電感的螺旋形電感線圈係以金屬遮罩，配合濺鍍製程及電鍍銅製程所製成，形成後之螺旋形電感線圈的外表面並經由印刷磁性材料配置的膠體而形成絕緣包覆層。

習見功率電感，係利用截面為直角形或圓形的導線經捲繞成螺旋狀電感線圈所形成。該螺旋狀電感線圈具有沿著垂直方向疊層延伸的多數圈，其兩個末端分別連接出導線與外部電極連接。製作時，先將已焊接導線的螺旋狀導線置入鑄模中，並於鑄模中注入磁性粉末材料，再將磁性粉末材料壓合成塊體，然後脫模而形成。

惟該等利用導線捲繞成螺旋狀電感線圈的功率電感，體積較大，無法符合現有電器產品輕、薄、微小化等之要求。

為了改善習見功率電感以導線繞線之缺失，美國第7,176,773B2號專利案提出了在基板上先以薄膜製程形成電極基層，再於電極基層上以電鍍技術逐層形成電感 導體，進而形成多層呈螺旋狀環繞的電感，該美國第7,176,773B2號專利案聲稱由該製程可控制電感線圈的寬度與高度之比例，以製得高密度功率電感。

該美國第7,176,773B2號專利案所述利用薄膜製程製造高密度電感線圈的步驟係，先在基板上形成絕緣層，再將一基極層以蒸鍍沉積或濺鍍沉積的方式形成在絕緣層的上方，基極層的上方以旋塗法形成具有均勻厚度的光阻層，該光阻層的厚度相當於一層線圈的高度；再以曝光設備在光阻層上形成溝槽部，然後在溝槽部內滴入金屬液，使金屬沉積在溝槽部內，直到金屬液溢出溝槽部時停止；待金屬液冷卻後，將金屬外圍的光阻層去除，由此形成第一層線圈；接下來再依相同步驟逐漸完成第二層、第三層˙˙˙的繞線線圈。

惟，該美國第7,176,773B2號專利案，其製造步驟雖然可以製得符合電器產品微小化要求的電感，但是其製程過於複雜，製造成本高，無法應用於實際生產線。

有鑑於習見功率電感之製造有上述缺失，本發明人乃針對該些缺失研究改進之道，經長時研究終有本發明產生。

因此，本發明旨在提供一種薄型功率電感製程之改進，係使功率電感的螺旋形電感線圈為經由金屬遮 罩，配合濺鍍製程及電鍍銅製程所形成者。

依本發明之薄型功率電感製程之改進，其螺旋形電感線圈的外部係經由印刷磁性材料配置的膠體而形成絕緣包覆層，藉此使電感的感值提昇，為本發明之次一目的。

依本發明之薄型功率電感製程之改進，經由重複金屬遮罩、濺鍍製程、電鍍銅製程和印刷磁性材料配置的膠體，形成連續螺旋形電感線圈，為本發明之再一目的。

依本發明之薄型功率電感製程之改進，以金屬遮罩，配合濺鍍製程、電鍍銅製程及印刷磁性材料配置的膠體，製作出符合薄型化要求之功率電感，而可應用於現有手機、面板等電器產品之薄型化規格，為本發明之又一目的。

依本發明之薄型功率電感製程之改進，以金屬遮罩配合濺鍍製程，不僅可以改善以薄膜製程製作的缺失，工作程序簡化的結果又可達到降低成本及使生產良率提昇之功效，為本發明之又一目的。

至於本發明之詳細構造，應用原理，作用與功效，則請參照下列依附圖所作之說明即可得到完全了解。

100‧‧‧基板

200‧‧‧金屬遮罩

201‧‧‧螺旋形電感圖案

202‧‧‧螺旋形電感線圈種子層

300‧‧‧基層螺旋形電感線圈

40A、40B‧‧‧側電極

500‧‧‧基層絕緣包覆層

301‧‧‧末線端

501‧‧‧缺口

600‧‧‧第二層螺旋形電感線圈

40C、40D‧‧‧側電極

601‧‧‧出線端

602‧‧‧第二層絕緣包覆層

603‧‧‧末線端

604‧‧‧缺口

700‧‧‧第三層螺旋形電感線圈

40E、40F‧‧‧側電極

701‧‧‧出線端

800‧‧‧第三層絕緣包覆層

702‧‧‧末線端

801‧‧‧缺口

900‧‧‧頂層螺旋形電感線圈

40G、40H‧‧‧側電極

901‧‧‧出線端

902‧‧‧末線端

90A‧‧‧頂層絕緣包覆層

第1圖為本發明之基板立體示意圖。

第2圖為本發明以金屬遮罩投影的立體示意圖。

第3圖為本發明在基板上形成基層螺旋形電感線圈的立體示意圖。

第4圖為本發明在基層螺旋形電感線圈外部形成絕緣包覆層的立體示意圖。

第5圖為本發明在基層螺旋形電感線圈上方形成第二層螺旋形電感線圈的立體示意圖。

第6圖為本發明在第二層螺旋形電感線圈外部形成絕緣包覆層的立體示意圖。

第7圖為本發明在基層螺旋形電感線圈上方形成第三層螺旋形電感線圈的立體示意圖。

第8圖為本發明在第三層螺旋形電感線圈外部形成絕緣包覆層的立體示意圖。

第9圖為本發明在基層螺旋形電感線圈上方形成頂層螺旋形電感線圈的立體示意圖。

第10圖為本發明在頂層螺旋形電感線圈外部形成絕緣包覆層的立體示意圖。

本發明之薄型功率電感製程之改進，其製作步驟包括： 基板處理步驟：係以甲醇或丙酮等化學溶劑，去除基板100表面的雜質和油脂，再以氫氟酸去除基板表面的氧化物，然後對基板100進行去水烘烤(Dehydration Bake)(如第1圖所示)；螺旋形電感線圈形成步驟，將一表面形成有螺旋形電感圖案201的金屬遮罩200，置於基板100的上方，利用濺鍍製程和電鍍銅製程，先於基板100的上表面形成螺旋形電感線圈種子層202(如第2圖所示)；再形成基層螺旋形電感線圈300和側電極40A、40B，基層螺旋形電感線圈300的一端與其中之一側電極40A相連接(如第3圖所示)；基層絕緣包覆層形成步驟：將磁性材料配置的膠體印刷於基層螺旋形電感線圈300的外部，以形成包覆基層螺旋形電感線圈300的基層絕緣包覆層500；該基層絕緣包覆層500在基層螺旋形電感線圈300的末線端301形成一缺口501，使該末線端301的上方鏤空(如第4圖所示)；第二層螺旋形電感線圈製備步驟：在基層絕緣包覆層500的上方，再藉金屬光罩，配合濺鍍製程和電鍍銅製程，形成第二層螺旋形電感線圈600和側電極40C、40D；第二層螺旋形電感線圈600的出線端601，經由缺口501和基層螺旋形電感線圈300的末線端301相連接(如第 5圖所示)；第二層絕緣包覆層形成步驟：於第二層螺旋形電感線圈600的外部印刷磁性材料配置的膠體，以形成第二層絕緣包覆層602；該第二層絕緣包覆層602在第二層螺旋形電感線圈600的末線端603處形成一缺口604(如第6圖所示)；第三層螺旋形電感線圈製備步驟：在第二層絕緣包覆層602的上方，再藉金屬光罩，配合濺鍍製程和電鍍銅製程，形成第三層螺旋形電感線圈700和側電極40E、40F；第三層螺旋形電感線圈700的出線端701，經由缺口604和第二層螺旋形電感線圈的末線端603相連接(如第7圖所示)；第三層絕緣層形成步驟：於第三層螺旋形電感線圈700的外部印刷磁性材料配置的膠體，以形成第三層絕緣包覆層800；該第三層絕緣包覆層800在第三層螺旋形電感線圈700的末線端702處形成一缺口801(如第8圖所示)；頂層螺旋形電感線圈製備步驟：在第三層絕緣包覆層800的上方，再藉金屬光罩，配合濺鍍製程和電銅製程，形成頂層螺旋形電感線圈900和側電極40G、40H；頂層螺旋形電感線圈900的出線端901，經由缺口801和第三層螺旋形電感線圈的末線端702相連接；頂層螺旋形電感線圈 900的末線端902和側電極40H相連接(如第9圖所示)；頂層絕緣層形成步驟：於頂層螺旋形電感線圈900的外部印刷磁性材料配置的膠體，以形成頂層絕緣包覆層90A(如第10圖所示)。

經由上述製程，本發明之薄型功率電感製程之改進，每一層螺旋形電感線圈在形成之後，都立即印刷磁性材料配置的膠體作絕緣包覆層，然後再進行第二層螺旋形電感線圈及其絕緣包覆層的製作；因為每一層螺旋形電感線圈係被單獨地以磁性材料配置的膠體包覆，功率電感的感值可被提昇。

從上所述可知，本發明之薄型功率電感製程之改進，其整體製程更為簡化，製造更為容易，可以改進習見功率電感製程之缺失，而其並未見諸公開使用，合於專利法之規定，懇請賜准專利，實為德便。

以上所述者乃是本發明較佳具體的實施例，若依本發明之構想所作之改變，其產生之功能作用，仍未超出說明書與圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

90A‧‧‧頂層絕緣包覆層

Claims (2)

1. 一種薄型功率電感製程之改進，其製作步驟包括：基板處理步驟：係以化學溶劑對基板表面進行處理；螺旋形電感線圈形成步驟，將一表面形成有螺旋形電感圖案的金屬遮罩置於所述基板的上方，經由濺鍍製程於該基板的上表面形成具適當厚度之螺旋形電感線圈和側電極；絕緣層形成步驟：將磁性材料配置的膠體印刷於所述螺旋形電感線圈的外部，以形成包覆該螺旋形電感線圈的絕緣包覆層；其中，所述螺旋形電感線圈為多數層時，係於每一層螺旋形電感線圈形成後，先形成絕緣包覆層，然後再形成上一層螺旋形電感線圈和其絕緣包覆層；而每一層螺旋形電感線圈外部的絕緣包覆層在螺旋形電感線圈的末線端均形成一缺口，使上層螺旋形電感線圈的出線端得經由該缺口與下層螺旋形電感線圈的末線端相連通。
2. 如申請專利範圍第1項之薄型功率電感製程之改進，其中螺旋形電感線圈亦可經由濺鍍製程和電鍍銅製程形成。