TWI696241B - 高功率電感元件的製造方法及其元件 - Google Patents
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Abstract
一種高功率電感元件的製造方法，包含(a)在基板上形成隔離膜；(b)在隔離膜上形成磁性材料層；(c)在磁性材料層上形成迴圈式的主線路層；(d)在磁性材料層上形成包覆主線路層的絕緣包覆層；(e)在磁性材料層上形成包覆主線路層及絕緣包覆層且構成的材料與磁性材料層相同的磁性材料增厚層；(f)對應主線路層切割磁性材料增厚層與該磁性材料層至隔離膜，以得到半成品元件；(g)在半成品元件的外周面形成與隔離膜連接且讓主線路層的相反二端部露出的外覆隔離層；及(h)移除與隔離膜連接的基板。此外，本發明還提供一種以前述方法製成的高功率電感元件。
Description
本發明是有關於一種電感元件的製造方法及其元件，特別是指一種高功率電感元件的製造方法及其元件。
半導體技術日趨精進，驅使電子產品朝小型化發展，其中，電子產品中所搭載的電阻、電容，或電感等被動元件，也需配合縮小其成型尺寸。
就被動元件中的電感元件而言，在縮小電感元件成型尺寸的同時，還需考量電感元件的Q值等特性，而以現有電感元件中的一體成型微型電感元件(mini molding choke)來看，其製程是先在一基板上透過繞線方式形成線路層後，再進行後續封裝成型；然而，線圈於繞線時具有一定難度，且當要縮小元件尺寸時，線圈會佔用過多磁性材料使用的空間，導致元件特性較差，為了提升電感元件的特性，需進一步增加磁性材料的使用，從而使整體尺寸小型化的難度提高。
因此，本發明的目的，即在提供一種高功率電感元件的製造方法。
於是，本發明高功率電感元件的製造方法包含以下步驟：(a)在一基板上形成一隔離膜；(b)在該隔離膜上形成一磁性材料層；(c)在該磁性材料層上形成迴圈式的一主線路層；(d)在該磁性材料層上形成一包覆該主線路層的絕緣包覆層；(e)在該磁性材料層上形成一包覆該主線路層及該絕緣包覆層且構成的材料與該磁性材料層相同的磁性材料增厚層；(f)對應該主線路層切割該磁性材料增厚層與該磁性材料層至該隔離膜，得到一半成品元件；(g)在該半成品元件的外周面形成一與該隔離膜連接且讓該主線路層的相反二端部露出的外覆隔離層；及(h)移除與該隔離膜連接的該基板，得到該高功率電感元件。
此外，本發明的另一目的，還提供一種高功率電感元件，包含一基體結構、一線路結構，及一外覆隔離層。
該基體結構包括一磁性材料層，及一連接在該磁性材料層上的磁性材料增厚層。
該線路結構嵌埋在該磁性材料增厚層中，包括一迴圈式且具有相反的二端部的主線路層，及一圍覆該主線路層同時令該等端部裸露的絕緣包覆層。
該外覆隔離層包覆該基體結構，且部分結構與該絕緣包覆層連接而使得該主線路層的該等端部裸露。
本發明之功效在於，以該基板作為支撐，並在該基板上先形成該隔離膜後，再依序於其上形成磁性材料層、主線路層，及磁性材料增厚層，最後移除與該隔離膜連接的該基板，使製成的元件不具有該基板，從而能透過增設該磁性材料增厚層以有效提升電感元件的特性，還能有效縮小元件尺寸。
在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1，本發明高功率電感元件的一實施例，包含一基體結構2、一嵌埋在該基體結構2中的線路結構3，及一包覆該基體結構2的外覆隔離層4。
該基體結構2包括一磁性材料層21，及一與該磁性材料層21連接的磁性材料增厚層22。該線路結構3包括一迴圈式且具有相反的兩端部310的主線路層31，及一圍覆該主線路層31同時令該等端部310裸露的絕緣包覆層32，該主線路層31及該絕緣包覆層32均嵌埋在該基體結構2的該磁性材料增厚層22中。該外覆隔離層4包覆該基體結構2且部分結構與該絕緣包覆層32連接而使得該主線路層31的該等端部310裸露；其中，裸露出的該等端部310位於該磁性材料增厚層22的同一表面220，在後續應用時，可在該等端部310形成用以與外部電路板電連接的該等端電極6；其中，該等端電極6主要是由三層結構所構成，包括一形成在該等端部310上的銅層61、一形成在該銅層61上的鎳層62，及一形成在該鎳層62上而位在最外層的錫層63；而該主線路層31的層數或態樣是本領域技術人員所知悉，本發明僅是以圖1所示之該主線路層31的層數與態樣為例作說明，但不以此為限。
本發明高功率電感元件的該實施例不具有基板，而是透過該磁性材料層21與該磁性材料增厚層22構成基體結構2，並讓線路結構3嵌埋在該基體結構2中，能透過該磁性材料層21與該磁性材料增厚層22的設置而有效提升電感元件的特性，並有效縮小元件尺寸。
參閱圖2，茲將前述該高功率電感元件的製造方法說明如下，本發明高功率電感元件的製造方法的一實施例包含一基層預備步驟101、一線路層形成步驟102、一包覆層形成步驟103、一增厚層形成步驟104、一切割覆蓋步驟105，及一移除步驟106。
配合參閱圖3，該基層預備步驟101是由許多次步驟共同構成，首先，是先在一基板20上形成一隔離膜201，於本實施例的該基板20是以銅基板為例，而該隔離膜201則是以環氧樹脂(Epoxy)為例做說明，但不限於此。接著，在該隔離膜201上以壓模方式形成該磁性材料層21，並先在該磁性材料層21上印刷迴圈式的絕緣層202，及在該磁性材料層21上形成一覆蓋該絕緣層202的銅晶種層203，以完成該基層預備步驟101。
參閱圖2、圖3，與圖4，在完成該基層預備步驟101後，進行該線路層形成步驟102，在該銅晶種層203上形成一第一光阻層204，並對應該絕緣層202的圖樣對該第一光阻層204進行曝光顯影，令對應的該銅晶種層203部分露出，以在露出的該銅晶種層203上電鍍形成一第一階線路層301，再繼續於該第一光阻層204與該第一階線路層301形成一第二光阻層205，且也對應該第一階線路層301對該第二光阻層205進行曝光顯影，從而在該第一階線路層301上電鍍形成該主線路層31，隨後移除該第一光阻層204與該第二光阻層205，以完成該線路層形成步驟102。此處要說明的是，本實施例的線路層是以兩層為例做說明，並不以此為限，可視實際應用而增加線路層的層數，只要重複前述形成光阻、曝光顯影，及電鍍線路的步驟便能達成所需的層數。
參閱圖2、圖4，與圖5，在各層線路層完成後，接著進行該包覆層形成步驟103，前述該線路層形成步驟102在移除該第一光阻層204與該第二光阻層205後，便可透過蝕刻方式將位在該磁性材料層21上的該銅晶種層203移除，隨後在該磁性材料層21上形成一包覆該主線路層31的絕緣包覆層32，以完成包覆層形成步驟103。
參閱圖2與圖6，在形成該絕緣包覆層32後，接著進行該增厚層形成步驟104，此步驟是直接在磁性材料層21上以壓模方式形成一包覆該主線路層31與該絕緣包覆層32且構成的材料與該磁性材料層21相同的磁性材料增厚層22，要說明的是，為了使整體元件達到預定厚度，可透過調整磁性材料增厚層22的厚度來達成，較佳地，在形成該磁性材料增厚層22後，可對該磁性材料增厚層22之反向該基板20的一表面220進行研磨來調整。
參閱圖2與圖7，在設置該磁性材料增厚層22並調整元件厚度後，進行後續的該切割覆蓋步驟105，對應該主線路層31切割該磁性材料增厚層22與該磁性材料層21至該隔離膜201，以得到一半成品元件5，並在該半成品元件5的外周面51形成一與該隔離膜201連接且讓該主線路層31的相反二端部310露出的外覆隔離層4。其中，該外覆隔離層4的形成方式可透過該半成品元件5浸至一膠體溶液(圖未示)中來形成，接著再以雷射去除對應該主線路層31的相反兩端部310上的部份該外覆隔離層4，以讓該等端部310露出。
最後，進行該移除步驟106，先以一熱脫膠41貼合覆蓋該外覆隔離層4與露出的該主線路層31，再以蝕刻方式移除該基板20，最後撕離該熱脫膠41，從而得到該高功率電感元件，而得到的該高功率電感元件可進一步在透過露出的該等端部310上依序形成該銅層61、該鎳層62，及該錫層63而構成該等端電極6，以直接透過該等端電極6與外部電連接。
綜上所述，本發明高功率電感元件的製造方法及其元件，以該基板20作為支撐，並在該基板20上先形成該隔離膜201後，再依序於其上形成該磁性材料層21、該主線路層31，及磁性材料增厚層22，最後移除與該隔離膜201連接的該基板20，使製成的元件不具有該基板20，而是透過該磁性材料層21與該磁性材料增厚層22構成基體結構2，並讓線路結構3嵌埋在該基體結構2中，能透過該磁性材料層21與該磁性材料增厚層22的設置有效提升電感元件的特性，還能有效縮小元件尺寸，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
101:基層預備步驟
220:表面
102:線路層形成步驟
103:包覆層形成步驟
104:增厚層形成步驟
105:切割覆蓋步驟
106:移除步驟
2:基體結構
20:基板
201:隔離膜
202:絕緣層
203:銅晶種層
204:第一光阻層
205:第二光阻層
21:磁性材料層
22:磁性材料增厚層
3:線路結構
301:第一階線路層
31:主線路層
310:端部
32:絕緣包覆層
4:外覆隔離層
41:熱脫膠
5:半成品元件
51:外周面
6:端電極
61:銅層
62:鎳層
63:錫層
本發明的其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是一側視剖面示意圖，說明本發明一高功率電感元件的一實施例；
圖2是一流程步驟圖，說明本發明高功率電感元件的製造方法的製作步驟；
圖3是一流程示意圖，說明本發明高功率電感元件的製造方法的一基層預備步驟。
圖4是一流程示意圖，說明本發明高功率電感元件的製造方法的一線路層形成步驟；
圖5是一流程示意圖，說明本發明高功率電感元件的製造方法的一包覆層形成步驟；
圖6是一流程示意圖，說明本發明高功率電感元件的製造方法的一增厚層形成步驟；
圖7是一流程示意圖，說明本發明高功率電感元件的製造方法的一切割覆蓋步驟；及
圖8是一流程示意圖，說明本發明高功率電感元件的製造方法的一移除步驟。
101:基層預備步驟
102:線路層形成步驟
103:包覆層形成步驟
104:增厚層形成步驟
105:切割覆蓋步驟
106:移除步驟
Claims (9)
- 一種高功率電感元件的製造方法，包含以下步驟： (a)在一基板上形成一隔離膜； (b)在該隔離膜上形成一磁性材料層； (c)在該磁性材料層上形成迴圈式的一主線路層； (d)在該磁性材料層上形成一包覆該主線路層的絕緣包覆層； (e)在該磁性材料層上形成一包覆該主線路層及該絕緣包覆層且構成的材料與該磁性材料層相同的磁性材料增厚層； (f)對應該主線路層切割該磁性材料增厚層與該磁性材料層至該隔離膜，得到一半成品元件； (g)在該半成品元件的外周面形成一與該隔離膜連接且讓該主線路層的相反二端部露出的外覆隔離層；及 (h)移除與該隔離膜連接的該基板，得到該高功率電感元件。
- 如請求項1所述的高功率電感元件的製造方法，其中，該步驟(c)是先在該磁性材料層上印刷迴圈式的一絕緣層，並在該磁性材料層上依序形成一覆蓋該絕緣層的銅晶種層及一光阻層，再對應該絕緣層對該光阻層曝光顯影，讓該銅晶種層露出以在其上電鍍銅，從而形成該主線路層。
- 如請求項2所述的高功率電感元件的製造方法，其中，在形成該主線路層後，移除該光阻層並蝕刻該銅晶種層。
- 如請求項2所述的高功率電感元件的製造方法，其中，該步驟(e)在形成該磁性材料增厚層後，對該磁性材料增厚層之反向該基板的表面進行研磨。
- 如請求項1所述的高功率電感元件的製造方法，其中，該步驟(g)是先將該半成品元件浸至一膠體液中，以形成該外覆隔離層，再以雷射去除對應該主線路層的相反二端部的該外覆隔離層。
- 如請求項1所述的高功率電感元件的製造方法，其中，該步驟(h)先以一熱脫膠貼合覆蓋該外覆隔離層與露出的該主線路層，再以蝕刻方式移除該基板，最後撕離該熱脫膠，得到該高功率電感元件。
- 如請求項1所述的高功率電感元件的製造方法，其中，該步驟(b)及該步驟(e)是以壓模方式形成該磁性材料層與該磁性材料增厚層。
- 一種高功率電感元件，包含： 一基體結構，包括一磁性材料層，及一與該磁性材料層連接的磁性材料增厚層； 一線路結構，嵌埋在該磁性材料增厚層中，包括一迴圈式且具有相反的二端部的主線路層，及一圍覆該主線路層同時令該等端部裸露的絕緣包覆層；及 一外覆隔離層，包覆該基體結構，且部分結構與該絕緣包覆層連接而使得該主線路層的該等端部裸露。
- 如請求項8所述的高功率電感元件，其中，該主線路層的該等端部位於該磁性材料增厚層的同一表面。
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