TWI736509B - 薄膜電感及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開一種薄膜電感及其製造方法。薄膜電感包括線圈組件、第一導磁層、第二導磁層及導磁芯。線圈組件包括基板、設置在基板的第一表面的第一導電線路及設置在基板的第二表面的第二導電線路。第一導磁層設置在第一表面上，且第一導電線路嵌埋在第一導磁層中。第二導磁層設置在第二表面上，且第二導電線路嵌埋在第二導磁層中，第一導電線路與第二導電線路各具有多圈線路。第一導磁層的一部分填入第一導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層的一部分填入第二導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙。導磁芯設置在第一導磁層與第二導磁層之間，且導磁芯位於基板的一貫孔中。第一導電線路及第二導電線路設置在基板上且圍繞貫孔。第一導磁層的組成與第二導磁層的組成相同，且第一導磁層的組成與導磁芯的組成相異。

Description

薄膜電感及其製造方法
相關申請案
本發明係主張台灣專利申請案第109130753號（申請日：2020年09月08日）之國內優先權，該申請案之完整內容納入為本發明專利說明書的一部分以供參照。
本發明涉及一種電感，特別是涉及一種薄膜電感及其製造方法。
首先，現有技術的薄膜電感大多都是採用濕式印刷製程製作薄膜電感中用於包覆線圈的導磁層。但是，利用濕式印刷製程的方式製作薄膜電感，將會使得每一層導磁層的厚度無法有效控制而導致量產不易且製程效率低下的問題。此外，現有技術的薄膜電感的每一層導磁層的材質或組成皆為相同，因此，薄膜電感的特性並無法有效改善。
藉此，如何通過結構設計及製程的改良，來提升薄膜電感的製程效率並改善薄膜電感的特性與品質，來克服上述的缺陷，已成為該項技術所欲解決的重要課題之一。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種薄膜電感及其製造方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種薄膜電感，其包括：一線圈組件、一第一導磁層、一第二導磁層、一第三導磁層以及一第四導磁層。所述線圈組件包括一基板、一設置在所述基板的一第一表面的第一導電線路以及一設置在所述基板的一第二表面的第二導電線路。第一導電線路與第二導電線路各具有多圈線路。所述第一導磁層設置在所述第一表面上，且所述第一導電線路嵌埋在所述第一導磁層中。所述第二導磁層設置在所述第二表面上，且所述第二導電線路嵌埋在所述第二導磁層中。第一導磁層的一部分填入第一導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層的一部分填入第二導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙。所述第三導磁層設置在所述第一導磁層上，且所述第一導磁層位於所述基板與所述第三導磁層之間。所述第四導磁層設置在所述第二導磁層上，且所述第二導磁層位於所述基板與所述第四導磁層之間。其中，所述第一導磁層、所述第二導磁層、所述第三導磁層與所述第四導磁層中的至少兩者的組成相異。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種薄膜電感，其包括：一線圈組件、一第一導磁層、一第二導磁層以及一導磁芯。所述線圈組件包括一基板、一設置在所述基板的一第一表面的第一導電線路以及一設置在所述基板的一第二表面的第二導電線路。第一導電線路與第二導電線路各具有多圈線路。所述第一導磁層設置在所述第一表面上，且所述第一導電線路嵌埋在所述第一導磁層中。所述第二導磁層設置在所述第二表面上，且所述第二導電線路嵌埋在所述第二導磁層中。第一導磁層的一部分填入第一導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層的一部分填入第二導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙。所述導磁芯設置在所述第一導磁層與所述第二導磁層之間，且所述導磁芯位於所述基板的一貫孔中。所述第一導電線路及所述第二導電線路設置在所述基板上且圍繞所述貫孔。其中，所述第一導磁層、所述第二導磁層與所述導磁芯中的至少兩者的組成相異。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外再一技術方案是，提供一種薄膜電感的製造方法，其包括：提供一第一磁性材料混合體以及一第二磁性材料混合體；烘乾所述第一磁性材料混合體及所述第二磁性材料混合體，以分別形成一第一導磁層以及一第二導磁層；以及嵌埋一線圈組件的一第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的一第二部分於所述第二導磁層中。第一部分與第二部分各具有多圈線路。第一導磁層的一部分填入第一部分的相鄰任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層的一部分填入第二部分的相鄰任兩圈線路之間的間隙。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的薄膜電感及其製造方法，其能通過“第一導磁層的一部分填入第一導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層的一部分填入第二導電線路的相鄰任兩圈線路之間的間隙”的技術方案，以改善薄膜電感的特性與品質。此外，本發明所提供的薄膜電感的製造方法，也能通過“烘乾所述第一磁性材料混合體及所述第二磁性材料混合體，以分別形成一第一導磁層以及一第二導磁層；以及嵌埋一線圈組件的一第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的一第二部分於所述第二導磁層中，第一導磁層的一部分填入第一部分的相鄰任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層的一部分填入第二部分的相鄰任兩圈線路之間的間隙”的技術方案，而提升薄膜電感的製程效率並改善薄膜電感的特性與品質。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“薄膜電感及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
首先，請參閱圖1及圖2所示，圖1為本發明第一實施例的薄膜電感的其中一透視示意圖，圖2為圖1的II-II剖面的剖面示意圖。本發明實施例提供一種薄膜電感U，其包括：一線圈組件1、一第一導磁層2、一第二導磁層3、一第三導磁層4以及一第四導磁層5。線圈組件1包括一基板11、一設置在基板11的一第一表面111的第一導電線路12以及一設置在基板11的一第二表面112的第二導電線路13。舉例來說，第一表面111及第二表面112可為基板11的兩相反表面，基板11可選自銅箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)類的FR4板(Flame Retardant 4)或FR5板(Flame Retardant 5)、玻璃纖維板(Glass Fiber Unclad Laminate)、樹脂玻璃纖維板(Epoxy Glass Fiber Unclad Laminate)、聚醯亞胺(polyimide)板或樹脂磁性材料板(Epoxy magnetic material laminate)等。此外，線圈組件1的第一導電線路12與第二導電線路13各自呈螺旋圖案，且各具有多圈線路，以產生一期望電感值。也就是說，第一導電線路12及第二導電線路13為一導體且具有一預定線路圖案，然本發明不以此為限。在一實施例中，第一導電線路12(或者第二導電線路13)的相鄰兩圈線路之間的間距d1至少15微米 (μm)，較佳是20微米 (μm)至35微米 (μm)，但本發明不以此為限。
另外，須說明的是，第一導電線路12以及第二導電線路13可通過貫穿基板11的一導電孔113，而彼此連接。也就是說，基板11具有至少一個由第一表面111延伸到第二表面112的導電孔113，且導電孔113是連接於第一導電線路12與第二導電線路13之間。在一實施例中，至少一導電孔113是連接於第一導電線路12的最內圈線路以及第二導電線路13的最內圈線路。然而，導電孔113的位置在本發明中並不限制。
承上述，較佳地，線圈組件1還可進一步包括一絕緣層14，絕緣層14包覆在第一導電線路12、第二導電線路13以及基板11上。藉此，以使得第一導電線路12及第二導電線路13能夠與第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5彼此電性絕緣而避免造成短路。
值得一提的是，在本發明實施例中，絕緣層14並沒有填滿第一導電線路12的相鄰兩圈線路之間的間隙。相似地，絕緣層14也沒有填滿第二導電線路13相鄰兩圈線路之間的間隙。據此，絕緣層14的厚度t1會小於與第一導電線路12(或者第二導電線路13)的任兩圈線路之間的間距d1。進一步而言，第一導電線路12(或者第二導電線路13)的任兩圈線路之間的間距d1較佳會大於絕緣層14的厚度t1的兩倍，也就是滿足下列關係式：d1＞2t1。如此，第一導磁層2的一部分可填入第一導電線路12的相鄰兩圈線路所定義的間隙內。相似地，第二導磁層3的一部分會填入第二導電線路13的相鄰兩圈線路所定義的間隙內。
在一實施例中，間距d1會大於絕緣層14的厚度t1的3倍。進一步而言，間距d1可以是絕緣層14的厚度t1的4倍以上。也就是說，絕緣層14的厚度t1可以視間距d1的大小來調整，其厚度範為可由0.1奈米(nm)至10微米(μm)。舉例而言，假設間距d1為20微米(μm)，絕緣層14的厚度t1不會超過10微米(μm)，較佳不超過3微米(μm)。在一實施例中，絕緣層14的厚度可由0.1微米(μm)至3微米(μm)，可維持絕緣性，同時又使薄膜電感U具有較佳的電感特性。
另外，舉例來說，絕緣層14可以利用原子層沉積(Atomic Layer Deposition, ALD)、分子層沉積(Molecular Layer Deposition，MLD) 或是化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)而將絕緣層14形成在第一導電線路12及第二導電線路13上。絕緣層14的材料可以為有機(Organic)材料、無機(Inorganic)材料或有機無機複合(Organic-Inorganic Hybrid)材料，然本發明不以此為限。
承上述，第一導磁層2設置在第一表面111上，且第一導電線路12嵌埋在第一導磁層2中，第二導磁層3設置在第二表面112上，且第二導電線路13嵌埋在第二導磁層3中。此外，第三導磁層4設置在第一導磁層2上，且第一導磁層2位於基板11與第三導磁層4之間，第四導磁層5設置在第二導磁層3上，且第二導磁層3位於基板11與第四導磁層5之間。第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4與第四導磁層5中的至少兩者的組成相異。以本發明而言，第一導磁層2的組成與第二導磁層3的組成相同，第三導磁層4的組成與第四導磁層5的組成相同，第一導磁層2的組成與第三導磁層4的組成相異，且第二導磁層3的組成與第四導磁層5的組成相異。須說明的是，上述「組成」可為材料或者是性質等，因此，第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5也可使用彼此相異之材料。
承上述，舉例來說，以本發明而言，第三導磁層4的磁導率(permeability value)可大於第一導磁層2的磁導率，第四導磁層5的磁導率可大於第二導磁層3的磁導率，第一導磁層2的磁導率與第二導磁層3的磁導率彼此相同，且第三導磁層4的磁導率與第四導磁層5的磁導率彼此相同。此外，舉例來說，第一導磁層2的磁芯損耗率(core loss)可小於第三導磁層4，第二導磁層3的磁芯損耗率可小於第四導磁層5。然而，須說明的是，本發明不以上述所舉的例子為限制。
承上述，舉例來說，第一導磁層2包括一第一填料21以及多個設置在第一填料21中的第一粒子22，第二導磁層3包括一第二填料31以及多個設置在第二填料31中的第二粒子32，第三導磁層4包括一第三填料41以及多個設置在第三填料41中的第三粒子42，第四導磁層5包括一第四填料51以及多個設置在第四填料51中的第四粒子52。然而，須說明的是，在其他實施方式中，第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5中除了第一粒子22、第二粒子32、第三粒子42及第四粒子52之外，也可以進一步包括其他粒子，本發明不以此為限。舉例來說，以本發明而言，在第一導磁層2的組成與第二導磁層3的組成相同，第三導磁層4的組成與第四導磁層5的組成相同的情況下，第一填料21及第二填料31的材質或特性相同，第三填料41及第四填料51的材質或特性相同，第一粒子22及第二粒子32的材質或特性相同，且第三粒子42及第四粒子52的材質或特性相同。此外，在第一導磁層2的組成與第三導磁層4的組成相異，且第二導磁層3的組成與第四導磁層5的組成相異的情況下，第一填料21及第三填料41的材質或特性相異，第二填料31及第四填料51的材質或特性相異，第一粒子22及第三粒子42的材質或特性相異，且第二粒子32及第四粒子52的材質或特性相異。
承上述，舉例來說，第一填料21、第二填料31、第三填料41及第四填料51的材質可為熱固性聚合物(Thermosetting polymer)或光固型聚合物(Light-activated Curing Polymer)，例如但不限於環氧樹脂(Epoxy)或相應之紫外固化膠(UV固化膠)。此外，舉例來說，第一粒子22、第二粒子32、第三粒子42及第四粒子52可分別為磁性粉末，例如但不限於矽鐵合金(Si-Fe Alloy)、鐵矽鉻合金(Fe-Si-Cr Alloy)、鐵矽鋁合金(Fe-Si-Al Alloy)、鐵粉(Iron powder)、鐵氧體(Ferrite)、非晶態(Amorphous)材料、奈米晶體材料(Nanocrystalline material)或上述任一種材料系統的組合，本發明不以上述所舉的例子為限制。此外，須說明的是，上述「組成」也可為第一粒子22、第二粒子32、第三粒子42及第四粒子52的粒徑。
承上述，舉例來說，第一粒子22的粒徑小於第三粒子42的粒徑，且第二粒子32的粒徑小於第四粒子52的粒徑，然本發明不以此為限。若第一至第四粒子22、32、42、52的粒徑越小，磁導率越低。藉此，可利用具有較小粒徑的第一導磁層2及第二導磁層3而提升薄膜電感U的耐電流度，且利用具有較大粒徑的第三導磁層4及第四導磁層5而提升薄膜電感U電感值。
值得一提的是，如圖2所示，第一導磁層2的一部分可填入第一導電線路12的相鄰兩圈線路所定義的間隙內。相似地，第二導磁層3的一部分會填入第二導電線路13的相鄰兩圈線路所定義的間隙內。在一較佳實施例中，第一粒子22的粒徑需足夠小，以位於第一導電線路12的相鄰兩圈線路之間的間隙內。相似地，第二粒子32的粒徑需足夠小，以位於第二導電線路13的相鄰兩圈線路之間的間隙內。如此，可以提升薄膜電感U的電感特性。進一步而言，假設第一粒子22(或第二粒子32)的粒徑為r，則粒徑r、間距d1以及絕緣層14的厚度t1可滿足下列關係式：r＜(d1-2t1)。
此外，由於第一導電線路12與第二導電線路13會分別埋入於第一導磁層2與第二導磁層3中，選擇具有較小粒徑的第一粒子22與第二粒子32也可避免破壞第一導電線路12與第二導電線路13的結構。據此，第一粒子22與第二粒子32的粒徑可以根據間距d1以及絕緣層14的厚度t1來決定。舉例來說，第一粒子22的粒徑可介於0.5μm至15μm之間；第二粒子32的粒徑可介於0.5μm至15μm之間，第三粒子42的粒徑可介於2μm至50μm之間，第四粒子52的粒徑可介於2μm至50μm之間，然本發明不以此為限。較佳的，第一粒子22的粒徑介於1μm至5μm之間，且第三粒子42的粒徑介於5μm至15μm之間，然本發明不以此為限。
此外，須說明的是，當第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5中除了第一粒子22、第二粒子32、第三粒子42及第四粒子52之外，還可進一步包括其他磁性材料所構成粒子。
藉此，本發明能利用第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5的組成，而調整薄膜電感U所產生的特性。舉例來說，在其中一實施方式中，當薄膜電感U的特性需要具有高耐電流能力及低磁芯損耗率時，可以選擇碳基鐵粉作為第一導磁層2及第二導磁層3的材料，選擇碳基鐵粉或非晶材料作為第三導磁層4及第四導磁層5的材料。此外，當薄膜電感U的特性著重高導磁率及低直流電阻時，可以選擇鐵矽鉻合金作為第一導磁層2及第二導磁層3的材料，選擇鐵矽鉻合金或奈米晶體材料作為第三導磁層4及第四導磁層5的材料。然而，本發明不以上述所舉的例子為限制。
請參照圖3以及圖4。圖3為本發明不同實驗例的薄膜電感的電感值與電流的關係曲線，而圖4為本發明不同實驗例的薄膜電感的電感下降率與電流的關係曲線。
進一步而言，以圖2所示的薄膜電感U來進行模擬。實驗例1至5以及比較例中，除了絕緣層14的厚度不同之外，其他參數，如：第一導電線路12以及第二導電線路13的線厚、線寬與間距d1，以及第一至第四導磁層2-5的材料皆相同。實驗例1至5以及比較例的第一導電線路12以及第二導電線路13的間距d1為20微米。另外，實驗例1至5的絕緣層14的厚度t1分別為0.1微米、1微米、3微米、5微米以及10微米，比較例中，絕緣層14會完全填滿第一導電線路12以及第二導電線路13的任兩圈線路之間的間隙。
也就是說，在實驗例1至5中，第一導磁層2會填入第一導電線路12的任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層3會填入第二導磁層13任兩圈線路之間的間隙。但隨著絕緣層14的厚度t1增加，填入間隙的第一導磁層2與第二導磁層3的占比越少。請參照下表1，顯示實驗例1-5與比較例所對應的絕緣層14厚度與未施加電流前的初始電感值L0。 表1
  絕緣層厚度(μm) 初始電感值L0(nH)
實驗例1 0.1 400.2
實驗例2 1 396.3
實驗例3 3 382.4
實驗例4 5 368.5
實驗例5 10 330.6
比較例 完全填滿間隙 297.5
參照表1並配合參照圖3，絕緣層14的厚度越厚，薄膜電感U的初始電感值L0也越低。參照圖3，相較於實驗例1至5，當絕緣層14完全填滿第一導電線路12以及第二導電線路13的任兩圈線路之間的間隙時，比較例的薄膜電感會大幅地下降。因此，在本發明實施例中(實驗例1至5)，絕緣層14的厚度t1越薄，薄膜電感U的初始電感值L0越高。
然而，實驗例5中，當絕緣層14的厚度t1(10μm)為間距d1(20μm)的一半時，相較於實驗例1至4，實驗例5的薄膜電感的初始電感值L0已明顯且大幅地下降。據此，在本發明較佳實施例中，絕緣層14的厚度t1較佳是介於0.1μm至3μm，次佳是不超過5μm。
另外，配合參照圖3，隨著施加的電流值增加，實驗例1至5的電感值都會下降。對於實驗例1至5而言，薄膜電感的電感值隨著施加的電流增加而下降的速度較慢。相較之下，比較例的薄膜電感的電感值會隨著施加的電流值增加而快速地下降。
請參照圖4，圖4為本發明不同實驗例的薄膜電感在不同電流下的電感值(L)與初始電感值(L0)的百分比的變化曲線。也就是說，在對實驗例1至5以及比較例的薄膜電感施加不同電流時，所分別測得的電感值(L)除以初始電感值(L0)，來得到在不同電流下的電感值百分比。
須先說明的是，當施加電流增加時，電感值(L)與初始電感值(L0)之間的百分比降低的速度越慢，代表薄膜電感具有較高的飽和電流(Isat)。如圖4所示，實驗例1至4的電感值(L)與初始電感值(L0)之間的百分比隨著電流的增加而下降的程度(斜率)較接近，因此，實驗例1至4的薄膜電感的飽和電流(Isat)並沒有明顯差異。另外，如圖4所示，實驗例5的電感值(L)與初始電感值(L0)之間的百分比隨著電流的增加而降低的幅度明顯地增加。
如圖4所示，相較於實驗例1至5，比較例的電感值(L)與初始電感值(L0)之間的百分比隨著電流增加而大幅地下降。也就是說，相較於實驗例1至5，比較例的薄膜電感的飽和電流明顯地更低。通過上述實驗結果，可以證明當絕緣層14未填滿第一導電線路12(或第二導電線路13)的任兩圈線路之間的間隙(實驗例1至5)時，可以使薄膜電感U具有較高初始電感值L0以及較高的飽和電流(Isat)，而具有較佳的特性。
接著，請參閱圖5所示，圖5為本發明第二實施例的薄膜電感的剖視示意圖。相較於圖2的實施例，本實施例的薄膜電感U的第一導磁層2具有一第一曲面2s，而第二導磁層3具有一第二曲面3s。第一曲面2s與第二曲面3s的位置分別位於第一導磁層2s與第二導磁層3s的中間部分，並對應於基板11的貫孔110。進一步而言，第一曲面2s與第二曲面3s都是朝向基板11凹陷的內凹面，並且第一曲面2s的位置會對應於第二曲面3s的位置。進一步而言，第一曲面2s與第二曲面3s的垂直投影區域會在基板11的厚度方向上重疊。
也就是說，第一導磁層2的第一曲面2s與第二導磁層3的第二曲面3s會分別定義出兩個凹陷區。另外，第三導磁層4具有凸出於其內表面的凸出部分4P。凸出部分4P位於第三導磁層4靠近於基板11的一側，並填入第一導磁層2的第一曲面2s所定義的凹陷區內。相似地，第四導磁層5也具有凸出於其內表面一凸出部分5P。凸出部分5P位於第四導磁層5靠近於基板11的一側，並填入第二導磁層3的第一曲面3s所定義的凹陷區內。
此外，本實施例中，覆蓋於第一導電線路12上的絕緣層14的一部分表面可能未被第一導磁層2覆蓋，而與第一導磁層2的表面平齊。據此，第三導磁層4會接觸絕緣層14(其覆蓋第一導電線路12)以及第一導磁層2。相似地，覆蓋第二導電線路12的另一絕緣層14的一部分表面未被第二導磁層3覆蓋，而與第二導磁層3的表面平齊。第四導磁層5接觸另一絕緣層14(其覆蓋第二導電線路13)以及第二導磁層3。
第三導磁層4的第三厚度T3為第一導磁層2的第一厚度T1的1至10倍，且第四導磁層5的第四厚度T4為第二導磁層3的第二厚度T2的1至10倍。在本實施例中，第一導磁層2的第一厚度T1小於第三導磁層4的第三厚度T3，且第二導磁層3的第二厚度T2小於第四導磁層5的第四厚度T4。
另外，第一導磁層2的第一厚度T1大約是第一導電線路12的1至1.5倍，且第二導磁層3的第二厚度T2大約是第二導電線路13的厚度的1至1.5倍。舉例而言，當第一導電線路12(或第二導電線路13)的厚度為50μm時，第一導磁層2(或第二導磁層3)的第一厚度T1(或第二厚度T2)可以是50μm至75μm。
在一實施例中，第一導磁層2的磁導率小於第三導磁層4磁導率，且第二導磁層3的磁導率小於第四導磁層5的磁導率。值得一提的是，當第一導磁層2的磁導率以及第二導磁層3的磁導率較低時，雖然可以使薄膜電感U具有較高的飽和電流，但卻有可能會使薄膜電感U的電感值偏低。因此，本實施例中，通過減薄第一導磁層2與第二導磁層3的厚度而使第一導磁層2與第二導磁層3各具有凹陷區，並將磁導率較高的第三導磁層4與第四導磁層5的凸出部分4P、5P分別填入第一導磁層2與第二導磁層3的兩個凹陷區，可以在不過度犧牲或降低飽和電流的情況下，提升薄膜電感U的電感值，而最佳化薄膜電感U的特性。
請參閱圖6所示，圖6為本發明第三實施例的薄膜電感的剖面示意圖。由圖6與圖2的比較可知，圖6與圖2最大的差別在於，在圖6的實施方式中，薄膜電感U還可進一步包括一導磁芯6。導磁芯6設置在第一導磁層2與第二導磁層3之間，且導磁芯6位於基板11的一貫孔110中，且第一導電線路12及第二導電線路13設置在基板11上且圍繞貫孔110。換句話說，在圖2的實施方式中，基板11的貫孔110中是設置有第一導磁層2及第二導磁層3，而在圖6的實施方式中，基板11的貫孔110中是設置有導磁芯6。第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4、第四導磁層5與導磁芯6中的至少兩者的組成相異。較佳地，以本發明而言，第一導磁層2的組成與第二導磁層3的組成相同，第一導磁層2的組成與導磁芯6的組成相異，且第三導磁層4的組成與導磁芯6的組成相異。然而，須說明的是，在其他實施方式中，導磁芯6的組成、第一導磁層2的組成與第二導磁層3的組成可彼此相同，即，如圖2的實施方式，然本發明不以此為限。
承上述，舉例來說，在圖6的實施方式中，導磁芯6包括一第五填料61以及多個設置在第五填料61中的第五粒子62，且第五粒子62的粒徑可小於第一粒子22的粒徑。此外，第五填料61的材質可為熱固性聚合物，例如但不限於環氧樹脂。此外，舉例來說，第五粒子62可為磁性粉末，例如但不限於矽鐵合金(Si-Fe Alloy)、鐵矽鉻合金(Fe-Si-Cr Alloy)、鐵矽鋁合金(Fe-Si-Al Alloy)、鐵粉(Iron powder)、鐵氧體(Ferrite)、非晶態(Amorphous)材料或奈米晶體材料(Nanocrystalline material)。然而，須說明的是，本發明不以上述所舉的例子為限制。此外，圖6中的線圈組件1、第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5等的結構特徵已於前文中敘述，在此不再贅述。
接著，請參閱圖7，其為本發明第四實施例的薄膜電感的剖視示意圖。相較於圖6的實施例，本實施例的薄膜電感U的第一導磁層2的具有第一曲面2s，而第二導磁層3具有第二曲面3s。第一曲面2s與第二曲面3s的位置分別位於第一導磁層2s與第二導磁層3s的中間部分，並對應於導磁芯6的位置。進一步而言，第一曲面2s與第二曲面3s都是凸面，並且第一曲面2s、第二曲面3s以及導磁芯6的垂直投影區域會在基板11的厚度方向上重疊。
具體而言，第一導磁層2可被區分為覆蓋第一導電線路12的外圍部分與覆蓋導磁芯6的中間部分，且中間部分凸出於外圍部分而具有凸面(即第一曲面2s)。相似地，第二導磁層3可被區分為覆蓋第二導電線路13的外圍部分與覆蓋導磁芯6的中間部分，且中間部分也凸出於外圍部分而具有凸面(即第二曲面3s)。據此，第一曲面2s會凸出於第一導電線路12，且第二曲面3s會凸出於第二導電線路13。
如圖7所示，第三導磁層4會具有對應於第一曲面2s的凹陷區，而第四導磁層5具有對應於第二曲面3s的凹陷區。然而，第三導磁層4與第四導磁層5的最外側表面仍為平坦表面。也就是說，在本實施例中，第三導磁層4與第四導磁層5在不同的區域會分別具有不同的厚度。進一步而言，第三導磁層4(第四導磁層5)在凹陷區的厚度會較其他區域的厚度小。
另外，在本實施例中，第一導磁層2的第一厚度T1大約是第一導電線路12的1至1.5倍，且第二導磁層3的第二厚度T2大約是第二導電線路13的厚度的1至1.5倍。
請參照圖8以及圖9。圖8為本發明第一至第四實施例的薄膜電感的電感值與電流的關係曲線，且圖9為本發明第一至第四實施例的薄膜電感在不同電流下電感值(L)與初始電感值(L0)的百分比變化曲線。
須先說明的是，試驗的條件是設定第一導磁層2與第二導磁層3的磁導率相同，第三導磁層4與第四導磁層5的磁導率相同，但第一導磁層2的磁導率低於第三導磁層4的磁導率。另外，在第三與第四實施例中，設定導磁芯6的磁導率與第三導磁層4相同，也就是導磁芯6相對於第一與第二導磁層2, 3具有較高的磁導率，來進行測試。
模擬結果如圖8所示，第一實施例的薄膜電感U的初始電感值最低，第四實施例的薄膜電感U的初始電感值最高。然而，第二實施例的薄膜電感U的初始電感值可大於第三實施例的薄膜電感U的初始電感值。
另外，相較於第二至第四實施例，第一實施例的薄膜電感U的電感值與初始電感值的百分比隨著施加電流的增加而下降的速度較平緩，代表第一實施例的薄膜電感具有相對較高的飽和電流(Isat)。
另外，參照圖9，當施加電流增加時，電感值與初始電感值之間的百分比降低的速度越慢，代表薄膜電感具有較高的飽和電流(Isat)。據此，測試結果顯示，第一實施例的薄膜電感U具有最高的飽和電流，第四實施例的薄膜電感具有最低的飽和電流，而第二實施例的薄膜電感U的飽和電流略高於第三實施例的薄膜電感U的飽和電流。
值得注意的是，一般而言，位於線圈組件1的中間區域(被第一與第二導電線路12, 13圍繞的區域)的材料的磁導率越高，初始電感值通常會越高。此外，在一般情況下，具有較高初始電感值的薄膜電感會具有相對較低的飽和電流。然而，測試結果顯示，雖然第三實施例的薄膜電感U在中間區域具有磁導率較高的導磁芯6，但第二實施例的薄膜電感U的初始電感值卻高於第三實施例的初始電感值。
另外，配合參照圖8以及圖9，相較於第三實施例的薄膜電感U，儘管第二實施例的薄膜電感U具有較高的初始電感值，但仍具有相對較高的飽和電流。進一步而言，第二實施例與第四實施例的薄膜電感U中，第三導磁層4與第四導磁層5都會直接連接於覆蓋第一導電線路12與第二導電線路13的絕緣層14，可以使磁力分布最佳化，而具有較高的初始電感值。也就是說，第二實施例與第四實施例的薄膜電感U的結構都可產生無法預期且較佳的電性表現。
請參閱圖10所示，圖10為本發明第五實施例的薄膜電感的剖視示意圖。由圖10與圖6的比較可知，在圖10的實施方式中，可以不設置第三導磁層4及第四導磁層5。進一步來說，導磁芯6設置在第一導磁層2與第二導磁層3之間，且導磁芯6位於基板11的一貫孔110中，且第一導電線路12及第二導電線路13設置在基板11上且圍繞貫孔110。此外，第一導磁層2的組成與第二導磁層3的組成相同，且第一導磁層2的組成與導磁芯6的組成相異。
此外，第一導磁層2包括一第一填料21以及多個設置在第一填料21中的第一粒子22，第二導磁層3包括一第二填料31以及多個設置在第二填料31中的第二粒子32，導磁芯6包括一第五填料61以及多個設置在第五填料61中的第五粒子62，且第五粒子62的粒徑小於第一粒子22的粒徑。此外，須說明的是，圖10中的線圈組件1、第一導磁層2及第二導磁層3等的結構特徵都與圖6相仿，在此不再贅述。
接著，請參閱圖11所示，圖11為本發明第六實施例的薄膜電感的剖視示意圖。由圖11與圖2的比較可知，在圖11的實施方式中，可以不設置第三導磁層4及第四導磁層5。此外，須說明的是，圖11中的線圈組件1、第一導磁層2及第二導磁層3等的結構與圖2相仿，在此不再贅述。
請參閱圖12至圖17所示，圖12為本發明一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖，圖13為圖12所示的薄膜電感的製造方法的步驟S104的示意圖，圖14至圖17分別為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的示意圖。須說明的是，圖12的製造方法是以製造圖11所示的第六實施例的薄膜電感為例來說明，薄膜電感中的各個元件特徵已在前文中詳細敘述，在此不再贅述。
接著，請參閱圖12以及圖14所示，如步驟S101所示，提供一第一磁性材料混合體2’以及一第二磁性材料混合體3’。舉例來說，第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’可為膏狀，也就是說，第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’可分別為未固化前的第一導磁層2及第二導磁層3。此外，舉例來說，第一磁性材料混合體2’包括未固化的一第一填料21’以及多個設置在未固化的第一填料21’中的第一粒子22，第二磁性材料混合體3’包括未固化的一第二填料31’以及多個設置在未固化的第二填料31’中的第二粒子32。須說明的是，第一填料21、第一粒子22、第二填料31及第二粒子32的材質及特性如前述實施例所說明，在此不再贅述。此外，舉例來說，在提供第一磁性材料混合體2’以及第二磁性材料混合體3’的步驟中，可以是利用網板印刷或鋼板印刷配合一刮刀k將第一磁性材料混合體2’成型在一第一載板B1上，且利用一刮刀k將第二磁性材料混合體3’成型在一第二載板B2上，然本發明不以此為限。
接著，如步驟S102所示，烘乾第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’，以分別形成一第一導磁層2以及一第二導磁層3。舉例來說，烘乾第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’的方式可以利用自然固化、光照固化或加熱固化(例如但不限於烘烤)的方式來固化第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’，以形成固化及/或定型的第一導磁層2及第二導磁層3。此外，可利用控制第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’的黏度與體積而控制第一導磁層2及第二導磁層3的厚度及形狀。
接著，請參閱圖12以及圖15所示，如步驟S103所示，在烘乾第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’，以分別形成第一導磁層2以及第二導磁層3的步驟之後，還可進一步包括：分別壓縮第一導磁層2及第二導磁層3，以分別增加第一導磁層2及第二導磁層3的密度。舉例來說，可以利用水壓或者是油壓等加壓方式而施加一壓力P於第一導磁層2及第二導磁層3上，以增加第一導磁層2及第二導磁層3的密度，以改變薄膜電感U的特性。在一實施例中，也可以通過分別壓縮第一導磁層2與第二導磁層3，而使第一導磁層2與第二導磁層3分別具有不同的密度。另外，須說明的是，以本發明而言，步驟S103可為選擇性的實施，在其他實施方式中，也可以是不實施步驟S103。
接著，請參閱圖12以及圖16所示，如步驟S104所示，嵌埋一線圈組件1的一第一部分(例如第一導電線路12)於第一導磁層2中且嵌埋線圈組件1的一第二部分(例如第二導電線路13)於第二導磁層3中。此外，線圈組件1可包括一基板11、一第一導電線路12以及一第二導電線路13，線圈組件1的架構與前述實施例相仿，在此不再贅述。此外，如步驟S1041及步驟S1042所示，在嵌埋線圈組件1於第一導磁層2與第二導磁層3中的步驟中可包括設置線圈組件1於第一導磁層2與第二導磁層3之間以及通過一加壓製程將線圈組件1的第一部分嵌埋於第一導磁層2中，且將線圈組件1的第二部分嵌埋於第二導磁層3中，以使線圈組件1完全嵌埋於第一導磁層2與第二導磁層3中此外，舉例來說，加壓製程可以是利用油壓、水壓或者是冷壓等壓合方式將線圈組件1的第一部分嵌埋於第一導磁層2中，且將線圈組件1的第二部分嵌埋於第二導磁層3中，即，可通過施加一壓力P而將線圈組件1嵌埋在第一導磁層2一第二導磁層3之中，本發明不以嵌埋線圈組件1的方式為限制。
接著，請參閱圖12以及圖17所示，如步驟S105所示，在嵌埋線圈組件1的第一部分於第一導磁層2中且嵌埋線圈組件1的第二部分於第二導磁層3中的步驟之後，還可進一步包括：修整第一導磁層2的一第一厚度T1及第二導磁層3的一第二厚度T2。也就是說，可以利用步驟S105調整薄膜電感U的整體厚度以及表面的平整度。舉例來說，在修整第一導磁層2的第一厚度T1及第二導磁層3的第二厚度T2的步驟中，可通過一研磨輪G加工研磨第一導磁層2及第二導磁層3而修整第一導磁層2的第一厚度T1及第二導磁層3的第二厚度T2，然本發明不以此為限。另外，須說明的是，以本發明而言，步驟S105可為選擇性的實施，在其他實施方式中，也可以是不實施步驟S105。
請參閱圖18至圖21所示，並請一併參閱圖12所示，圖18為本發明另一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖，圖19至圖21分別為本發明另一實施例的薄膜電感的製造過程的示意圖。本實施例與前一實施例最大的差別在於進一步提供一第三導磁層4以及一第四導磁層5。須說明的是，本實施例所提供的薄膜電感U的製造方法中的各個元件特徵都與前述實施例相仿，在此不再贅述。此外，本實施例的製造方法是以製造圖1、圖2及圖5的薄膜電感U作為舉例說明。
接著，請參閱圖18及圖19所示，如步驟S201所示，提供一第一磁性材料混合體2’以及一第二磁性材料混合體3’，且提供一第三磁性材料混合體4’以及一第四磁性材料混合體5’。舉例來說，第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’可為膏狀，也就是說，第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’可分別為未固化前的第三導磁層4及第四導磁層5。此外，舉例來說，第三磁性材料混合體4’包括未固化的一第三填料41’以及多個設置在未固化的第三填料41’中的第三粒子42，第四磁性材料混合體5’包括未固化的一第四填料51’以及多個設置在未固化的第四填料51’中的第四粒子52。須說明的是，第三填料41、第三粒子42、第四填料51及第四粒子52的材質及特性如前述實施例所說明，在此不再贅述。此外，舉例來說，在提供第三磁性材料混合體4’以及第四磁性材料混合體5’的步驟中，可以是利用網板印刷及一刮刀k將第三磁性材料混合體4’設置在一第三載板B3上，且利用網板印刷及一刮刀k將第四磁性材料混合體5’設置在一第四載板B4上，然本發明不以此為限。
接著，如步驟S202所示，烘乾第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’，以分別形成一第一導磁層2以及一第二導磁層3，且烘乾第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’，以分別形成一第三導磁層4以及一第四導磁層5。舉例來說，烘乾第一磁性材料混合體2’、第二磁性材料混合體3’、第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’的方式可以利用自然固化或加熱固化(例如但不限於烘烤)的方式來予以固化，以形成固化及/或定型的第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5。此外，可利用控制第一磁性材料混合體2’、第二磁性材料混合體3’、第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’的黏度與體積而控制第一導磁層2及第二導磁層3的厚度及形狀。
另外，須說明的是，在第二實施例中，也可以進一步的利用如步驟S103所述的方式，而分別壓縮第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5，以分別增加第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5的密度，然而，本發明不以是否進一步的壓縮第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5為限制。另外，通過分別壓縮第一至第四導磁層2-5，可使第一至第四導磁層2-5分別具有不同的密度。也就是說，當需要使多個導磁層(第一至第四導磁層2-5)分別具有不同的特性時，通過分別對多個導磁層進行壓縮，可以個別調整多個導磁層的密度，而使多個導磁層分別具有不同的磁導率。
接著，請參閱圖20所示，如步驟S203所示，設置第一導磁層2於一第三導磁層4上且設置第二導磁層3於一第四導磁層5上。舉例來說，第一導磁層2位於線圈組件1的第一部分與第三導磁層4之間，且第二導磁層3位於線圈組件1的第二部分與第四導磁層5之間。另外，值得說明的是，在其他實施方式中，也可以進一步的提供更多的導磁層(例如第五導磁層、第六導磁層、第七導磁層或第八導磁層等，圖中未示出)，且導磁層是成對的設置在線圈組件1的兩相反側並依序堆疊。換句話說，雖然本發明是以線圈組件1的兩側分別具有兩層導磁層作為舉例說明，但是，在其他實施方式中，線圈組件1的兩側也可以分別具有三層或四層以上的導磁層，本發明不以導磁層的設置數量為限制。
承上述，如步驟S204所示，嵌埋一線圈組件1的一第一部分於第一導磁層2中且嵌埋線圈組件1的一第二部分於第二導磁層3中。藉此，第一導磁層2及第二導磁層3能相對於第三導磁層4及第四導磁層5而形成位於薄膜電感U中的中間層(由第一導磁層2及第二導磁層3結合後所構成)，且第三導磁層4及第四導磁層5能相對於第一導磁層2及第二導磁層3而形成位於薄膜電感U的外側的外覆層(由第三導磁層4及第四導磁層5所構成)。
須說明的是，在步驟S203中，通過調整第一導磁層2的第一厚度T1與第二導磁層3的第二厚度T2，可在執行步驟S204之後，形成不同結構的薄膜電感U。舉例而言，當第一導磁層2的第一厚度T1為第一部分(第一導電線路12)的2至2.5倍，且第二導磁層3的第二厚度T2為第二部分(第二導電線路13)的厚度的2至2.5倍時，可製作出如圖2所示薄膜電感U。當第一導磁層2的第一厚度T1為第一部分(第一導電線路12)的1至1.5倍，且第二導磁層3的第二厚度T2為第二部分(第二導電線路13)的厚度的1至1.5倍時，可製作出如圖3所示薄膜電感U。
接著，如步驟S205所示，修整第三導磁層4的第三厚度T3及第四導磁層5的一第四厚度T4，即，修整薄膜電感U的最外側的外覆層。也就是說，可以利用步驟S205調整薄膜電感U的整體厚度以及表面的平整度。舉例來說，可通過前述實施例中的加工研磨方式而修整第三導磁層4的第三厚度T3及第四導磁層5的第四厚度T4，然本發明不以此為限。另外，須說明的是，以本發明而言，步驟S205可為選擇性的實施，在其他實施方式中，也可以是不實施步驟S205。另外，值得說明的是，當薄膜電感U還進一步包括其他更多的導磁層(例如第五導磁層、第六導磁層、第七導磁層或第八導磁層等，圖中未示出)時，在步驟S205中即是修整薄膜電感U的最外側的外覆層，即，修整線圈組件1的兩相反側的最外側的導磁層。
請參閱圖22至圖24所示，圖22為本發明另一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖，圖23及圖24分別為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的示意圖。須說明的是，本實施例所提供的薄膜電感U的製造方法中的各個元件特徵都與前述實施例相仿，在此不再贅述。此外，本實施例的實施方式是以製造圖4或者圖5的薄膜電感U作為舉例說明。也就是說，第三實施例是在第二實施例的基礎上進一步的設置一導磁芯6。
接著，請參閱圖14、圖19及圖20所示。如步驟S301所示，提供一第一磁性材料混合體2’以及一第二磁性材料混合體3’，且提供一第三磁性材料混合體4’以及一第四磁性材料混合體5’。如步驟S302所示，烘乾第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’，以分別形成一第一導磁層2以及一第二導磁層3，且烘乾第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’，以分別形成一第三導磁層4以及一第四導磁層5。如步驟S303所示，設置第一導磁層2於一第三導磁層4上且設置第二導磁層3於一第四導磁層5上。此外，上述步驟S301、步驟S302及步驟S303與前述實施例的步驟S201、步驟S202及步驟S203相仿，在此不再贅述。
接著，請參閱圖23所示，如步驟S304所示，設置一導磁芯6於第一導磁層2及/或第二導磁層3上，且導磁芯6能相對於第一導磁層2及/或第二導磁層3呈凸出設置。舉例來說，第三實施例是以其中一部分的導磁芯6設置於第一導磁層2上且另外一部分的導磁芯6設置於第二導磁層3上作為舉例說明，然本發明不以此為限。值得說明的是，在其中一實施方式中，導磁芯6可以是利用網板印刷(screen printing)的方式，將導磁芯6設置在第一導磁層2及/或第二導磁層3上，然本發明不以此為限。此外，導磁芯6可以是通過一第五磁性材料混合體(圖中未示出)所形成，且第五磁性材料混合體可為膏狀。換句話說，第五磁性材料混合體可為未固化前的導磁芯6。此外，舉例來說，導磁芯6包括第五填料61以及多個設置在第五填料61中的第五粒子62。須說明的是，第五填料61及第五粒子62的材質及特性如前述實施例所說明，在此不再贅述。
接著，請參閱圖24所示，如步驟S305所示，嵌埋一線圈組件1的一第一部分於第一導磁層2中且嵌埋線圈組件1的一第二部分於第二導磁層3中，且將導磁芯6設置在線圈組件1的一貫孔110中。舉例來說，由於導磁芯6能相對於第一導磁層2及/或第二導磁層3呈凸出設置，因此，在嵌埋線圈組件1於第一導磁層2及第二導磁層3中時，導磁芯6可以被填入至線圈組件1的貫孔110中。值得一提的是，其凸出設置的材質、厚度與形狀會根據產品特性、線圈尺寸和基板材質作調整，本發明僅著重於實施方法，並不以此為限。
須說明的是，通過調整分別設置在第一導磁層2與第二導磁層3上的兩個導磁芯6的厚度總和，可在執行步驟S305之後，形成不同結構的薄膜電感U。舉例而言，當其中一導磁芯6的厚度為第一部分(第一導電線路12)的0.8至1倍時，可製作出如圖6所示薄膜電感U。當其中一導磁芯6的厚度為第一部分(第一導電線路12)的1至1.5倍時，可製作出如圖7所示薄膜電感U。
接著，如步驟S306所示，修整第三導磁層4的一第三厚度T3及第四導磁層5的一第四厚度T4。即，修整薄膜電感U的最外側的外覆層。也就是說，可以利用步驟S306調整薄膜電感U的整體厚度以及表面的平整度。另外，須說明的是，以本發明而言，步驟S306可為選擇性的實施，在其他實施方式中，也可以是不實施步驟S306。
首先，請復參閱圖14、圖25及圖26所示，圖25為本發明又一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖，圖25為本發明又一實施例的薄膜電感的製造過程的其中一示意圖。須說明的是，又一實施例所提供的薄膜電感U的製造方法中的各個元件特徵都與前述實施例相仿，在此不再贅述。此外，本實施例的實施方式是以製造圖10的薄膜電感U作為舉例說明。
接著，請參閱圖14、圖25及圖26所示。如步驟S401所示，提供一第一磁性材料混合體2’以及一第二磁性材料混合體3’。如步驟S402所示，烘乾第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’，以分別形成一第一導磁層2以及一第二導磁層3。此外，上述步驟S401及步驟S402與前述實施例的步驟S101及步驟S102相仿，在此不再贅述。
接著，請參閱圖26所示，如步驟S403所示，嵌埋一線圈組件1的一第一部分於第一導磁層2中且嵌埋線圈組件1的一第二部分於第二導磁層3中，且設置一導磁芯6於線圈組件1的一貫孔110中。也就是說，在設置一導磁芯6於線圈組件1的一貫孔110中的步驟中，可以先將導磁芯6設置於第一導磁層2及/或第二導磁層3上，且導磁芯6能相對於第一導磁層2及/或第二導磁層3呈凸出設置。接著，再利用壓合的方式，將導磁芯6設置在線圈組件1的一貫孔110中。然而，在其他實施方式中，也可以是直接將導磁芯6設置於線圈組件1的貫孔110中，再利用壓合的方式，使得導磁芯6與第一導磁層2及第二導磁層3結合。此外，須說明的是，導磁芯6的結構特徵與前述實施例相仿，在此不再贅述。
接著，如步驟S404所示，修整第一導磁層2的一第一厚度T1及第二導磁層3的一第二厚度T2。也就是說，可以利用步驟S404調整薄膜電感U的整體厚度以及表面的平整度。另外，須說明的是，以本發明而言，步驟S404可為選擇性的實施，在其他實施方式中，也可以是不實施步驟S404。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的薄膜電感U，其能通過“第一導磁層2的一部分填入第一導電線路12的相鄰任兩圈線路之間的間隙，且第二導磁層3的一部分填入第二導電線路13的相鄰任兩圈線路之間的間隙” 的技術方案，可以使薄膜電感U具有較佳的電感值以及飽和電流。
此外，通過“第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4與第四導磁層5中的至少兩者的組成相異”或“第一導磁層2、第二導磁層3與導磁芯6中的至少兩者的組成相異”的技術方案，以使得薄膜電感U中用於包覆線圈組件1的材質至少具有兩種以上的組成，以改善薄膜電感U的特性與品質。如此，薄膜電感U可具有至少兩種以上的不同材料系統組合，可根據實際產品的需求而對每一層導磁層的組成與厚度進行搭配，其不僅可利於客製化，也可以達到提升薄膜電感U的特性與品質的效果。
另外，通過“第一導磁層2與第二導磁層3分別具有一第一曲面2s與一第二曲面3s”的技術方案，薄膜電感U的電感值以及飽和電流都能被進一步提升，而具有更好的特性。
此外，本發明所提供的薄膜電感U的製造方法，也能通過“烘乾第一磁性材料混合體2’及第二磁性材料混合體3’，以分別形成一第一導磁層2以及一第二導磁層3；以及嵌埋一線圈組件1的一第一部分於第一導磁層2中且嵌埋線圈組件1的一第二部分於第二導磁層3中”的技術方案，而提升薄膜電感U的製程效率並改善薄膜電感U的特性與品質。
更進一步來說，可利用控制第一磁性材料混合體2’、第二磁性材料混合體3’、第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’的黏度與體積而控制第一導磁層2及第二導磁層3的厚度及形狀。此外，可以同時進行烘乾第一磁性材料混合體2’、第二磁性材料混合體3’、第三磁性材料混合體4’及第四磁性材料混合體5’，而同時形成第一導磁層2、第二導磁層3、第三導磁層4及第四導磁層5，以提升導磁層的製作效率。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
U:薄膜電感 1:線圈組件 11:基板 110:貫孔 111:第一表面 112:第二表面 113:導電孔 12:第一導電線路 13:第二導電線路 d1:間距 14:絕緣層 t1:厚度 2:第一導磁層 2s:第一曲面 2’:第一磁性材料混合體 21, 21’:第一填料 22:第一粒子 3:第二導磁層 3s:第二曲面 3’:第二磁性材料混合體 31, 31’:第二填料 32:第二粒子 4:第三導磁層 4P:凸出部分 4’:第三磁性材料混合體 41, 41’:第三填料 42:第三粒子 5:第四導磁層 5P:凸出部分 5’:第四磁性材料混合體 51, 51’:第四填料 52:第四粒子 6:導磁芯 61:第五填料 62:第五粒子 k:刮刀 B1:第一載板 B2:第二載板 B3:第三載板 B4:第四載板 G:研磨輪 T1:第一厚度 T2:第二厚度 T3:第三厚度 T4:第四厚度 P:壓力
圖1為本發明第一實施例的薄膜電感的其中一透視示意圖。
圖2為圖1的II-II剖面的剖面示意圖。
圖3為本發明不同實驗例的薄膜電感的電感值與電流的關係曲線。
圖4為本發明不同實驗例的薄膜電感在不同電流下的電感值(L)與初始電感值(L0)的百分比變化曲線。
圖5為本發明第二實施例的薄膜電感的剖視示意圖。
圖6為本發明第三實施例的薄膜電感的剖視示意圖。
圖7為本發明第四實施例的薄膜電感的剖視示意圖。
圖8為本發明第一至第四實施例的薄膜電感的電感值與電流的關係曲線。
圖9為本發明第一至第四實施例的薄膜電感在不同電流下的電感值(L)與初始電感值(L0)的百分比變化曲線。
圖10為本發明第五實施例的薄膜電感的剖視示意圖。
圖11為本發明第六實施例的薄膜電感的剖視示意圖。
圖12為本發明一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖。
圖13為本發明實施例的薄膜電感的製造方法的步驟S104的示意圖。
圖14為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的其中一示意圖。
圖15為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的另外一示意圖。
圖16為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的再一示意圖。
圖17為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的又一示意圖。
圖18為本發明另一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖。
圖19為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的其中一示意圖。
圖20為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的另外一示意圖。
圖21為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的再一示意圖。
圖22為本發明另一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖。
圖23為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的其中一示意圖。
圖24為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的另外一示意圖。
圖25為本發明又一實施例的薄膜電感的製造方法的流程圖。
圖26為本發明實施例的薄膜電感的製造過程的其中一示意圖。
U:薄膜電感
1:線圈組件
11:基板
111:第一表面
112:第二表面
113:導電孔
12:第一導電線路
13:第二導電線路
d1:間距
14:絕緣層
t1:厚度
2:第一導磁層
21:第一填料
22:第一粒子
3:第二導磁層
31:第二填料
32:第二粒子
4:第三導磁層
41:第三填料
42:第三粒子
5:第四導磁層
51:第四填料
52:第四粒子
T1:第一厚度
T2:第二厚度
T3:第三厚度
T4:第四厚度

Claims (20)

  1. 一種薄膜電感，其包括： 一線圈組件，所述線圈組件包括一基板、一設置在所述基板的一第一表面的第一導電線路以及一設置在所述基板的一第二表面的第二導電線路，其中，所述第一導電線路與所述第二導電線路各具有多圈線路； 一第一導磁層，所述第一導磁層設置在所述第一表面上，且所述第一導電線路嵌埋在所述第一導磁層中，其中，所述第一導磁層的一部分填入所述第一導電線路的相鄰任兩圈所述線路之間的間隙； 一第二導磁層，所述第二導磁層設置在所述第二表面上，且所述第二導電線路嵌埋在所述第二導磁層中，其中，所述第二導磁層的一部分填入所述第二導電線路的相鄰任兩圈所述線路之間的間隙； 一第三導磁層，所述第三導磁層設置在所述第一導磁層上，且所述第一導磁層位於所述基板與所述第三導磁層之間；以及 一第四導磁層，所述第四導磁層設置在所述第二導磁層上，且所述第二導磁層位於所述基板與所述第四導磁層之間； 其中，所述第一導磁層、所述第二導磁層、所述第三導磁層與所述第四導磁層中的至少兩者的組成相異。
  2. 如請求項1所述的薄膜電感，其中，所述第一導磁層的磁導率小於所述第三導磁層的磁導率，所述第二導磁層的磁導率小於第四導磁層的磁導率。
  3. 如請求項1所述的薄膜電感，還進一步包括：一導磁芯，所述導磁芯設置在所述第一導磁層與所述第二導磁層之間，且所述導磁芯位於所述基板的一貫孔中，其中，所述第一導電線路及所述第二導電線路設置在所述基板上且圍繞所述貫孔。
  4. 如請求項 1所述的薄膜電感，其中，所述第一導磁層包括一第一填料以及多個設置在所述第一填料中的第一粒子，所述第二導磁層包括一第二填料以及多個設置在所述第二填料中的第二粒子，所述第一粒子填入所述第一導電線路相鄰兩圈所述線路之間，所述第二粒子填入所述第二導電線路相鄰兩圈所述線路之間。
  5. 如請求項1所述的薄膜電感，其中，所述線圈組件還進一步包括一絕緣層，所述絕緣層包覆在所述第一導電線路及所述第二導電線路上，其中，所述第一導電線路以及所述第二導電線路相鄰兩圈所述線路之間的間距都至少大於所述絕緣層的厚度的2倍。
  6. 如請求項5所述的薄膜電感，其中，所述絕緣層是通過原子層沉積、分子層沉積或化學氣相沉積形成在所述第一導電線路及所述第二導電線路上。
  7. 如請求項1所述的薄膜電感，其中，所述第一導磁層與所述第二導磁層分別具有一第一曲面與一第二曲面，所述第一曲面與所述第二曲面都是朝向所述基板凹陷的內凹面，並且所述第一曲面與所述第二曲面的垂直投影區域在所述基板的一厚度方向上重疊。
  8. 一種薄膜電感，其包括： 一線圈組件，所述線圈組件包括一基板、一設置在所述基板的一第一表面的第一導電線路以及一設置在所述基板的一第二表面的第二導電線路，其中，所述第一導電線路與所述第二導電線路各具有多圈線路； 一第一導磁層，所述第一導磁層設置在所述第一表面上，且所述第一導電線路嵌埋在所述第一導磁層中，其中，所述第一導磁層的一部分填入所述第一導電線路的相鄰任兩圈所述線路之間的間隙； 一第二導磁層，所述第二導磁層設置在所述第二表面上，且所述第二導電線路嵌埋在所述第二導磁層中，其中，所述第二導磁層的一部分填入所述第二導電線路的相鄰任兩圈所述線路之間的間隙；以及 一導磁芯，所述導磁芯設置在所述第一導磁層與所述第二導磁層之間，且所述導磁芯位於所述基板的一貫孔中，其中，所述第一導電線路及所述第二導電線路設置在所述基板上且圍繞所述貫孔。
  9. 如請求項8所述的薄膜電感，其中，所述第一導磁層、所述第二導磁層與所述導磁芯中的至少兩者的組成相異。
  10. 如請求項9所述的薄膜電感，其中，所述第一導磁層包括一第一填料以及多個設置在所述第一填料中的第一粒子，所述第二導磁層包括一第二填料以及多個設置在所述第二填料中的第二粒子，所述導磁芯包括一第五填料以及多個設置在所述第五填料中的第五粒子，其中，所述第一粒子填入所述第一導電線路相鄰兩圈所述線路之間，所述第二粒子填入所述第二導電線路相鄰兩圈所述線路之間。
  11. 如請求項8所述的薄膜電感，其中，所述第一導磁層具有一第一曲面，所述第二導磁層具有一第二曲面，所述第一曲面為凸出於所述第一導電線路的凸面，所述第二曲面為凸出於所述第二導電線路的凸面，且所述第一曲面、所述第二曲面以及所述導磁芯三者的垂直投影區域在所述基板的一厚度方向上重疊。
  12. 一種薄膜電感的製造方法，其包括： 提供一第一磁性材料混合體以及一第二磁性材料混合體； 烘乾所述第一磁性材料混合體及所述第二磁性材料混合體，以分別形成一第一導磁層以及一第二導磁層；以及 嵌埋一線圈組件的一第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的一第二部分於所述第二導磁層中，其中，所述第一部分與所述第二部分各具有多圈線路，所述第一導磁層的一部分填入所述第一部分的相鄰任兩圈所述線路之間的間隙，且所述第二導磁層的一部分填入所述第二部分的相鄰任兩圈所述線路之間的間隙。
  13. 如請求項12所述的薄膜電感的製造方法，其中，在嵌埋所述線圈組件於所述第一導磁層與所述第二導磁層中的步驟中，包括： 設置所述線圈組件於所述第一導磁層與所述第二導磁層之間；以及 通過一加壓製程將所述線圈組件的所述第一部分嵌埋於所述第一導磁層中，且將所述線圈組件的所述第二部分嵌埋於所述第二導磁層中，以使所述線圈組件完全嵌埋於所述第一導磁層與所述第二導磁層中。
  14. 如請求項12所述的薄膜電感的製造方法，其中，在嵌埋所述線圈組件的所述第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的所述第二部分於所述第二導磁層中的步驟之後，還進一步包括：通過加工研磨所述第一導磁層及所述第二導磁層而修整所述第一導磁層的一第一厚度及所述第二導磁層的一第二厚度。
  15. 如請求項12所述的薄膜電感的製造方法，其中，在烘乾所述第一磁性材料混合體及所述第二磁性材料混合體，以分別形成所述第一導磁層以及所述第二導磁層的步驟之後，還進一步包括： 分別壓縮所述第一導磁層及所述第二導磁層，以分別增加所述第一導磁層及所述第二導磁層的密度。
  16. 如請求項12所述的薄膜電感的製造方法，其中，在嵌埋所述線圈組件的所述第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的所述第二部分於所述第二導磁層中的步驟之前，還進一步包括： 設置所述第一導磁層於一第三導磁層上且設置所述第二導磁層於一第四導磁層上，其中，所述第一導磁層位於所述線圈組件的所述第一部分與所述第三導磁層之間，且所述第二導磁層位於所述線圈組件的所述第二部分與所述第四導磁層之間。
  17. 如請求項16所述的薄膜電感的製造方法，其中，在提供所述第一磁性材料混合體以及所述第二磁性材料混合體的步驟中，還進一步包括：提供一第三磁性材料混合體以及一第四磁性材料混合體；其中，在烘乾所述第一磁性材料混合體及所述第二磁性材料混合體的步驟中，還進一步包括：烘乾所述第三磁性材料混合體及所述第四磁性材料混合體，以分別形成所述第三導磁層以及所述第四導磁層。
  18. 如請求項16所述的薄膜電感的製造方法，其中，在嵌埋所述線圈組件的所述第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的所述第二部分於所述第二導磁層中的步驟之前，還進一步包括： 設置一導磁芯於所述第一導磁層及/或所述第二導磁層上，且所述導磁芯能相對於所述第一導磁層及/或所述第二導磁層呈凸出設置； 其中，在嵌埋所述線圈組件的所述第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的所述第二部分於所述第二導磁層中的步驟中，還進一步包括：將所述導磁芯設置在所述線圈組件的一貫孔中。
  19. 如請求項12所述的薄膜電感的製造方法，其中，在嵌埋所述線圈組件的所述第一部分於所述第一導磁層中且嵌埋所述線圈組件的所述第二部分於所述第二導磁層中的步驟中，還進一步包括： 設置一導磁芯於所述線圈組件的一貫孔中。
  20. 如請求項12所述的薄膜電感的製造方法，其中，所述第一導磁層具有第一曲面，所述第二導磁層具有一第二曲面，所述第一曲面為朝向所述基板凹陷的一內凹面或者凸出於所述第一部分的一凸面，且所述第二曲面為朝向所述基板凹陷的一內凹面或者凸出於所述第二部分的一凸面。
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