线圈衬底及其制造方法、以及电感器的制造方法

线圈衬底及其制造方法、以及电感器的制造方法
【专利摘要】提供了包括多个结构体的线圈衬底及其制造方法、以及电感器，其中每个结构体包含第一绝缘层、形成在第一绝缘层上并且被配置作为螺旋线圈的一部分的布线、以及形成在所述第一绝缘层上并且被配置为覆盖所述布线的第二绝缘层。所述多个结构体通过粘合层堆叠。通过将所述多个结构体当中的相邻结构体的所述布线串联连接来形成所述螺旋线圈。
【专利说明】线圈衬底及其制造方法、以及电感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本发明要求于2013年7月31日提交的日本专利申请N0.2013-159572号的优先权。其全部内容通过引用合并于此。

【技术领域】
[0003]本发明涉及线圈衬底、制造线圈衬底的方法、以及具有该线圈衬底的电感器。

【背景技术】
[0004]近年来，诸如智能手机和游戏机等电子设备的小型化正在逐渐加速。因此，已经提出了对电子设备内装载的诸如电感器之类的各种元件的小型化的要求。例如，在这些电子设备内装载了被称为电感器的采用绕线线圈的感应器。采用绕线线圈的电感器被用于(例如)电子设备的供电电源电路中(例如，见专利文件I)。
[0005][现有技术文献]
[0006][专利文件]
[0007][专利文件I] JP-A-2003-168610
[0008]但是，采用绕线线圈的电感器的小型化极限被认为是尺寸约为1.6毫米(mm) X 1.6mm的平面形状。由于绕线厚度存在极限，如果电感器小于此尺寸，则绕线的体积与电感器的整个体积之比会降低,从而不能提高电感器的电感。


【发明内容】

[0009]本发明的示例性实施例提供了一种与现有技术线圈衬底相比具有小型化能力的线圈衬底。
[0010]根据本发明的示例性实施例的线圈衬底包括:
[0011]多个结构体，其中每个结构体均包括第一绝缘层、形成在所述第一绝缘层上并且被配置作为螺旋线圈的一部分的布线、以及形成在所述第一绝缘层上并且被配置为覆盖所述布线的第二绝缘层；
[0012]其中所述多个结构体通过粘合层堆叠；并且
[0013]其中通过将所述多个结构体当中的相邻结构体的所述布线串联连接来形成所述螺旋线圈。
[0014]根据此示例性实施例，可以提供一种与现有技术线圈衬底相比具有小型化能力的线圈衬底。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1A和图1B为示出根据一个实施例的线圈衬底的示意图。
[0016]图2为示出根据所述实施例的电感器的截面示意图。
[0017]图3A至图11为示出根据所述实施例的制造线圈衬底的过程的示意图。
[0018]图12A和图12B为示出根据所述实施例的制造电感器的过程的示意图。
[0019]图13A至图13D为示出根据所述实施例的线圈衬底的布线的修改示例的示意图。

【具体实施方式】
[0020]以下将参考附图描述实施本发明的实施例。在每张附图中，相同的组件由相同的参考数字指明。对这些组件的多余的描述将被省略。
[0021][线圈衬底的结构]
[0022]首先，将在下文中描述根据一个实施例的线圈衬底的结构。图1A和图1B为示出根据实施例的线圈衬底的示意图。图1B为示出线圈衬底的平面示意图，图1A为沿图1B中所示的线A-A截取的截面示意图。
[0023]参考图1A，线圈衬底I包括第一结构体1A、第二结构体1B、第三结构体1C、第四结构体1D、第五结构体1E、以及粘合层SO1至504。在图1B中省略了绝缘层205和粘合层504。在以下描述中将参考示出了制造过程的附图。在图1中，指明每个开口部分的参考数字被临时省略。还将引用示出制造过程的附图中的参考数字。
[0024]在该实施例中，粘合层504的一侧被称为上侧或一侧。绝缘层20i的一侧被称为下侧或另一侧。粘合层504侧的表面被称为上表面或一个表面。绝缘层2(^侧的表面被称为下表面或另一个表面。术语“以平面视角观察”表示“从绝缘层20i的表面的法线方向观察目标”。术语“平面形状”表示“从绝缘层20i的表面的法线方向观察到的目标的形状”。
[0025]线圈衬底I的平面形状可以设定为(例如)尺寸约为1.6毫米(mm) X0.8mm的矩形形状。线圈衬底I的厚度可以被设定为(例如)约0.5_。通孔Ix在线圈衬底I的大致中心部分形成。
[0026]第一结构体IA具有绝缘层201、第一布线SO1、连接部分35、和绝缘层40lt)绝缘层20,形成在线圈衬底I的最外层(即，图1A中所示的底层)上。例如，环氧基绝缘树脂可以被用作为绝缘层20i的材料。其他诸如聚酰亚胺等的绝缘树脂可以作为绝缘层20i的材料。绝缘层20i的厚度可以被设定为(例如)8微米(μπι)至12μπι。
[0027]第一布线SO1和连接部分35形成在绝缘层20i上。例如，诸如铜(Cu)等可以被用作第一布线SO1和连接部分35的材料。第一布线SO1和连接部分35的厚度可以被设定为(例如)约12 μ m至50 μ m。第一布线SO1的宽度可以被设定为(例如)约50 μ m至130 μ m。第一布线SO1是作为线圈的一部分的第一层布线(例如，约半匝)，并且形成为大致是半椭圆形的图案，如图4B中所示。在第一布线SO1中，与第一布线SO1的长方向垂直的短方向(宽度方向)上的截面形状可以被设定为大致是矩形。
[0028]连接部分35形成在第一布线SO1的端部。连接部分35的侧表面从线圈I的侧表面Iy暴露出来。连接部分35的侧表面的暴露部分作为要连接至电感器的电极的部分。为方便起见，表示连接部分35和表示第一布线SO1的参考数字不相同。但是，连接部分35和第一布线SO1在同一制造过程中一体形成。
[0029]绝缘层40i形成在绝缘层20i上以覆盖第一布线SO1和连接部分35。即，第一结构体IA包括:绝缘层20i ;形成在绝缘层20i上的第一布线SO1和连接部分35 ；以及形成在绝缘层20i上以覆盖第一布线SO1和连接部分35的绝缘层40lt)连接部分35的侧表面的一部分从绝缘层40i暴露出来。绝缘层40i包括开口部分(即图6A中所示的开口部分40n)。开口部分40n被电连接至第一布线SO1的过孔布线GO1的一部分填充。例如，光敏性环氧基绝缘树脂可以作为绝缘层40i的材料。绝缘层40i的厚度(其从第一布线SO1的上表面开始计算的厚度)可以被设定为约5 μ m至30 μ m。
[0030]第二结构体IB通过粘合层SO1堆叠在第一结构体IA上。第二结构体IB包括绝缘层202、第二布线302、以及绝缘层402。例如，诸如环氧基粘合剂或聚酰亚胺基粘合剂等耐热性的粘合剂可以被用作粘合层50lt)粘合层SO1的厚度可以被设定为(例如)约ΙΟμπι至40 μ m0除非在以下描述中明确指定，否则绝缘层20η和40η、粘合层50η( “η”为等于或大于2的自然数)的形状、厚度、和材料均与以上描述的绝缘层20i和401、粘合层SO1类似。
[0031]在以下描述中，绝缘层20η也被称为第一绝缘层，绝缘层40η也被称为第二绝缘层。为方便起见，绝缘层20η和绝缘层40η分别由不同的参考数字表示。但是，绝缘层20η和40η的每一个均起到了覆盖布线的绝缘层的作用。因此，在以下描述中，绝缘层20η和40η也可以被统一地简称为绝缘层。
[0032]绝缘层402堆叠在粘合层SO1上。第二布线302被形成为其下表面和侧表面均被绝缘层402所覆盖，并且其上表面从绝缘层402中暴露出来。第二布线302的材料和厚度可以分别设定为与第一布线SO1的材料和厚度类似。第二布线302是作为线圈的一部分的第二层布线(即，约半匝)。如图5B中所示，第二布线302的图案大致为半椭圆形状，其弯曲方向与图4B中所示的第一布线SO1的弯曲方向相反。
[0033]也就是说，图4B中所示的第一布线SO1和图5B中所示的第二布线302形成了具有以平面视角观察大致为椭圆形状的一匝线圈。第二布线302在短方向的截面形状可以被设定为大致为矩形。绝缘层202堆叠在第二布线302和绝缘层402上。即，第二结构体IB为将包含绝缘层202、形成在绝缘层202上以作为线圈的一部分的第二布线302、以及形成在绝缘层202上以覆盖第二布线302的绝缘层402的结构体进行垂直翻转所得到的结构体。
[0034]第二结构体IB具有穿透绝缘层202、第二布线302、以及绝缘层402的开口部分。此开口部分的下侧与分别形成在粘合层SO1和绝缘层40i中的各开口部分相连通。上述相连通的开口部分(即图6C中所示的开口部分123)被过孔布线60i填充。第二布线302通过过孔布线6(^串联连接至第一布线30lt)第二结构体IB也具有穿透绝缘层202的开口部分(如图6C中所示的121)，用于暴露第二布线302的上表面。开口部分121被过孔布线602所填充。第二布线302电连接至过孔布线602。
[0035]在通过将第二结构体IB堆叠在第一结构体IA上形成的层状物中，第一布线30:、过孔布线60i以及第二布线302串联连接以形成一匝线圈。
[0036]第三结构体IC通过粘合层502堆叠到第二结构体IB上。第三结构体IC包括绝缘层203、第三布线303、以及绝缘层403。
[0037]绝缘层403堆叠在粘合层502上。第三布线303被形成为其下表面和侧表面均被绝缘层403所覆盖，并且其上表面从绝缘层403中暴露出来。第三布线303的材料和厚度可以设定为分别与第一布线SO1的材料和厚度类似。第三布线303是作为线圈的一部分的第三层布线(即，约半匝)，并且第三布线303的图案大致为半椭圆形状，其弯曲方向与图4B中所示的第一布线3(^的弯曲方向相同。第三布线303在短方向的截面形状可以被设定为大致为矩形。绝缘层203堆叠在第三布线303和绝缘层403上。即，第三结构体IC为将包含绝缘层203、形成在绝缘层203上以作为线圈的一部分的第三布线303、以及形成在绝缘层203上以覆盖第三布线303的绝缘层403的结构体进行垂直翻转所得到的结构体。
[0038]第三结构体IC具有穿透绝缘层203、第三布线303、以及绝缘层403的开口部分。此开口部分的下侧与形成在粘合层502中的开口部分相连通。上述相连通的开口部分(即图7C中所示的开口部分133)被过孔布线603填充。过孔布线603电连接至形成在第二结构体IB的绝缘层202的开口部分中的过孔布线602。第三布线303通过过孔布线602和603串联连接至第二布线302。第三结构体IC也具有穿透绝缘层203的开口部分(如图7C中所示的开口部分132)，用于暴露第三布线303的上表面。开口部分132被过孔布线604所填充。第三布线303电连接至过孔布线604。
[0039]第四结构体ID通过粘合层503堆叠到第三结构体IC上。第四结构体ID包括绝缘层204、第四布线304、以及绝缘层404。
[0040]绝缘层404堆叠在粘合层503上。第四布线304被形成为其下表面和侧表面均被绝缘层404所覆盖，并且其上表面从绝缘层404中暴露出来。第四布线304的材料和厚度可以设定为分别与第一布线SO1的材料和厚度类似。第四布线304是作为线圈的一部分的第四层布线(即，约半匝)。如图5B中所示，第四布线304的图案大致为半椭圆形状，其弯曲方向与图4B中所示的第一布线SO1的弯曲方向相反。
[0041]也就是说，第三布线303和第四布线304形成了具有以平面视角观察大致为椭圆形状的一匝线圈。第四布线304在短方向的截面形状可以被设定为大致为矩形。绝缘层204堆叠在第四布线304和绝缘层404上。即，第四结构体ID为将包含绝缘层204、形成在绝缘层204上以作为线圈的一部分的第四布线304、以及形成在绝缘层204上以覆盖第四布线304的绝缘层404的结构体进行垂直翻转所得到的结构体。
[0042]第四结构体ID具有穿透绝缘层204、第四布线304、以及绝缘层404的开口部分。此开口部分的下侧与形成在粘合层503中的开口部分相连通。上述相连通的开口部分被过孔布线606填充。过孔布线606电连接至形成在第三结构体IC的绝缘层203的开口部分中的过孔布线604。第四布线304通过过孔布线604和606串联连接至第三布线303。第四结构体ID也具有穿透第二绝缘层204的开口部分，用于暴露第四布线304的上表面。开口部分被过孔布线605所填充。第四布线304电连接至过孔布线605。
[0043]在通过将第四结构体ID堆叠在第三结构体IC上形成的层状物中，第三布线303、过孔布线604和606、以及第四布线304串联连接以形成一匝线圈。在通过将第一结构体IA至第四结构体ID进行堆叠而形成的层状物中，第一布线SO1、过孔布线6(^、第二布线302、过孔布线602和603、第三布线303、过孔布线604和606、以及第四布线304串联连接以形成两匝线圈。
[0044]第三结构体IC通过粘合层502再次堆叠在第四结构体ID上。随后第四结构体通过粘合层503再次堆叠在第三结构体IC上。多个单元结构体(每个都具有一匝线圈)按照所需要的绕线数量通过粘合层进行堆叠，其中，每个单元结构体都具有一组第三结构体IC和第四结构体1D。随后，相邻的单元结构体彼此串联连接，使得可以形成具有任意绕线数量的线圈。图1A示出了形成两个单元结构体的示例，其中，每个单元结构体具有一组第三结构体IC和第四结构体ID。
[0045]第五结构体IE通过粘合层502堆叠在最上方的第四结构体ID上。第五结构体IE包括绝缘层205、第五布线305、连接部分37、以及绝缘层405。
[0046]绝缘层405堆叠在粘合层502上。第五布线305和连接部分37各自均被形成为其下表面和侧表面均被绝缘层405所覆盖，并且其上表面从绝缘层405中暴露出来。第五布线305和连接部分37各自的材料和厚度可以设定为与第一布线SO1的材料和厚度类似。第五布线305为最上层布线并且其图案大致为图1B中所示半椭圆形状。
[0047]连接部分37形成在第五布线305的一个端部。连接部分37的侧表面从线圈衬底I的另一个侧表面Iz暴露出来。连接部分37的侧表面的暴露部分为将要连接至电感器的电极的部分。为方便起见，表示连接部分37的参考数字与指明第五布线305的参考数字不同。但是，连接部分37和第五布线305在同一过程中形成为整体。在第五布线305、连接部分37、和绝缘层405上均形成了绝缘层205。S卩，第五结构体IE为将包含绝缘层205、形成在绝缘层205上以作为线圈的一部分的第五布线305和连接部分37、以及形成在绝缘层205上以覆盖第五布线305和连接部分37的绝缘层405的结构体进行垂直翻转所得到的结构体。
[0048]第五结构体IE具有穿透绝缘层205、第五布线305、以及绝缘层405的开口部分，并且此开口部分的下侧与形成在粘合层502中的开口部分相连通。该开口部分被过孔布线607填充。过孔布线607电连接至形成在第四结构体ID的绝缘层204的开口部分中的过孔布线605。第五结构体IE也具有穿透绝缘层205的开口部分,用于暴露第五布线305的上表面。该开口部分被过孔布线608所填充。
[0049]第五布线305通过过孔布线605和607串联连接至第四布线304。如上所述，在线圈衬底I中，相邻结构体中的布线彼此串联连接，使得形成了从连接部分35延伸至连接部分37的螺旋线圈。
[0050]第五结构体IE堆叠在粘合层504上而成为线圈衬底I的最外层(即，图1A中所示的顶层)。在粘合层504中未形成开口部分。即，粘合层504可以作为绝缘层覆盖线圈衬底I的上侧。因此，没有导电体被暴露出来。
[0051]图2为示出根据实施例的电感器的截面示意图。参考图2，电感器100为片式电感器，其中线圈衬底I通过密封树脂110进行密封，并且在密封树脂110的外部形成了电极120和130。电感器100的平面形状可以设定为(例如)尺寸为大约1.6mmX0.8mm的矩形。线圈衬底I的厚度可以设定为(例如)大约1.0mm。电感器100可以用于(例如)紧凑电子设备的电压转换电路中。
[0052]在电感器100中，密封树脂110密封了除线圈衬底I的一个侧表面Iy和另一个侧表面Iz以外的线圈衬底I。即，密封树脂110覆盖了除线圈衬底I的连接部分35和37的部分侧表面以外的线圈衬底I。密封树脂110甚至还形成在通孔Ix中。例如，包含由诸如铁氧体(ferrite)等的磁性材料制成的填充物的成型树脂可以被采用以作为密封树脂110。该磁性材料可以起到增加电感器100的电感的作用。因此，通孔Ix在线圈衬底I中形成，并且被包含磁性材料等的成型树脂所填充。因此，可以提高电感器的电感。由诸如铁氧体(ferrite)等的磁性材料制成的磁芯可以被布置在通孔Ix中，并且以密封包括此磁芯的线圈衬底I的方式来形成密封树脂110。该磁芯的形状可以被设定为(例如)圆柱形或长方体。
[0053]电极120形成在密封树脂110的外部，并且电连接至连接部分35的一部分。具体而言，电极120连续地形成在所述一个侧表面、以及密封树脂110的上表面的一部分和下表面的一部分上。电极120的内壁表面与连接部分35从线圈衬底I的所述一个侧表面Iy暴露出来的侧表面接触。电极120的内壁表面和连接部分35的侧表面彼此电连接。
[0054]电极130形成在密封树脂110的外部，并且电连接至连接部分37的一部分。具体而言，电极130连续地形成在所述另一个侧表面、以及密封树脂110的上表面的一部分和下表面的一部分上。电极130的内壁表面与连接部分37从线圈衬底I的所述另一个侧表面Iz暴露出来的侧表面接触。电极130的内壁表面和连接部分37的侧表面彼此电连接。例如,铜(Cu)之类的材料可以被采用作为电极120和130的材料。电极120和130可以通过(例如)铜浆施加、溅射铜、化学镀等方法来形成。电极120和130可以形成为堆叠了多个金属层的结构。
[0055][制造线圈衬底的方法]
[0056]随后，在下文中将描述根据实施例的线圈衬底的制造方法。图3A至图11为示出制造根据实施例的线圈衬底的过程的示意图。图4A至图1OB中包括对应于图3B的截面图。图11为对应于图3A的平面图。
[0057]首先，在图3A和图3B(图3A为平面图，图3B为沿图3A中线B-B截取的截面图)中所示的过程中，卷状(或带状)柔性绝缘树脂薄膜被制备为衬底(第一衬底UOp随后，在衬底11的短方向(即图中的竖直方向)的每个端部上，沿衬底11的纵向(即图中的横向)方向以大致均勻的间隔连续地形成齿孔(sprocket hole) 1zo随后，绝缘层2(^和金属箔SOO1按顺序堆叠在衬底11的表面上除了形成齿孔1z的两个端部以外的区域中。具体而言，例如，半固化绝缘层20i和金属箔SOO1按顺序堆叠在衬底11的表面上，并且被加热使得半固化绝缘层20i完全固化。
[0058]衬底11上形成了齿孔1z的两个端部之间由虚线表示的多个区域C最终会通过沿虚线进行切割以个体化。每个区域C(下文中被称为各独立区域C)为被用作一个线圈衬底I的区域。图3B示出了沿图3A中线B-B截取的截面示意图。各独立区域C在平面内可以布置为(例如)矩阵。多个独立区域C可以被布置为与彼此相接触，如图3A所示。可选择的，多个独立区域C可以以预定的间隔布置成一条线。各独立区域C的数量和齿孔1z的数量可以被任意地确定。D线表示在后续处理中将卷状(或带状)的衬底11切割为各片状区域的切割位置(下文中被称为切割位置D)。
[0059]例如，衬底11可以采用聚苯硫醚(polyphenylene-sulfide)薄膜、聚酰亚胺(polyimide)薄膜、聚萘二甲酸乙二酯(polyphenylene-naphthalate)薄膜等。如果采用聚苯硫醚薄膜作为衬底11，则衬底11和绝缘层2(^可以容易地在后续处理中彼此分离。衬底11的厚度可以被设定为(例如)约50 μ m至75 μ m。
[0060]例如，绝缘层2(^可以采用薄膜状的环氧基绝缘树脂。可选择的，可以采用液态或膏状的环氧基绝缘树脂等作为绝缘层20lt)绝缘层20i的厚度可以被设定为(例如)约8μπι至12 μπι。金属箔SOO1最终成为第一布线SO1和连接部分35。例如，可以采用铜箔作为金属箔SOO1。金属箔SOO1的厚度可以被设定为(例如)约12 μ m至50 μ m。
[0061]齿孔1z为与链轮的销相啮合的通孔，在制造线圈衬底I的过程中当衬底11被装载在各种制造设备中时由马达等驱动该链轮，并且齿孔1z用于衬底11的输送。衬底11的宽度(与齿孔1z布置方向垂直的方向上)被确定为适合于装载了衬底11的制造设备。
[0062]衬底11的宽度可以被设定为(例如)约40 μ m至90 μ m。此时，衬底11 (在齿孔1z的布置方向上)的长度可以任意地确定。在图3A中，各独立区域C被排列为5行XlO列。但是通过增加衬底11的长度可以将各独立区域C的排列的列数设定为约100列。
[0063]随后，在图4A和图4B (图4B为平面视图，图4A为沿图4B中所示的线E-E截取的截面示意图)所示的过程中，制造了第一结构体1A，其中形成有作为第一层布线的第一布线SO1以作为线圈的一部分(约半匝)。更具体而言，图3B中所示的金属箔SOO1的图案大致为半椭圆形。因此，第一布线SO1形成在绝缘层2(^上。连接部分35形成在第一布线SO1的一个端部。第一布线SO1在短方向上的截面形状可以被设定为大致为矩形。
[0064]可以通过(例如)光刻方法执行对金属箔SOO1的图形化。即，在金属箔SOO1上涂覆光敏树脂。随后，通过对预定区域进行曝光和显影来在树脂中形成开口部分。通过刻蚀将从开口部分中暴露出来的金属箔SOO1移除。由此，可以执行对金属箔SOO1的图形化。第一布线30i和连接部分35被形成为连续的单个布线。
[0065]随后，第一布线SO1和连接部分35被绝缘层40i覆盖。绝缘层4(^可以通过层压(laminating)(例如)薄膜状光敏环氧基绝缘树脂等形成。可选择的，绝缘层4(^可以通过涂覆(例如)液态或膏状的光敏环氧基绝缘树脂等形成。绝缘层40i的厚度(即从第一布线SO1的上表面算起的厚度)可以被设定为(例如)大约5μπι至30μπι。在图4Β中，省略了绝缘层40lt)
[0066]随后，在图5A和图5B (图5B为平面视图，图5A为沿图5B中所示的线E-E截取的截面示意图)所示的过程中，制造了第二结构体1B，其中形成有作为第二层布线的第二布线302(约半匝)以作为线圈的一部分。更具体而言，类似于图3中所示的过程，在衬底12中形成齿孔10z。随后，在除了衬底12的形成有齿孔1z的两个端部以外的其他区域中将绝缘层202和金属箔3002 (未示出)顺序堆叠在衬底12上。
[0067]随后，类似于图4中所示的过程，金属箔3002被图形化，从而在绝缘层202上形成图5B中所示的大致为半椭圆形图案的第二布线302。随后，以绝缘层402覆盖第二布线302。除非在下文中另有指定，否则绝缘层1n和金属箔300η( “η”为大于或等于2的自然数)的形状、厚度、和材料均类似于绝缘层11和金属箔SOO1的形状、厚度、和材料。在图5Β中，省略了绝缘层402。
[0068]随后，在图6Α所示的过程中，在第一结构体IA的绝缘层4(^中形成暴露出第一布线SO1的上表面的开口部分40n。在第二结构体IB的衬底12和绝缘层202中形成暴露出第二布线302的下表面的开口部分1021。形成穿透第二结构体IB的衬底12、绝缘层202、第二布线302、和绝缘层402的开口部分(通孔)1022。
[0069]制备粘合层50lt)形成穿透粘合层SO1的开口部分(通孔)50n。例如，粘合层50ι可以采用耐热性(热固性)绝缘树脂粘合剂，例如环氧基粘合剂或聚酰亚胺基粘合剂。粘合层SO1的厚度可以被设定为(例如)10 μ m或40 μ m。当第一结构体1A、粘合层SO1、和第二结构体IB在预定方向上堆叠时，在以平面视角观察到的位置处彼此重叠地形成开口部分40n、50n、和1022。每个开口部分40n、1021、1022、和50η的平面形状可以设定为(例如)直径约为150μπι的圆形。每个开口部分可以通过压力加工、激光加工等方法来形成。
[0070]随后，在图6Β所示的过程中，衬底12和第二结构体IB从图6Α所示的状态翻转，并且通过粘合层SO1堆叠在第一结构体IA上。即，第一结构体IA和第二结构体IB通过粘合层SO1彼此相对地放置并且堆叠从而将衬底11和衬底12放置在外侧。随后，粘合层SO1被固化。此时，开口部分40n、50n、和122彼此连通以形成一个开口部分123，在此开口部分123的底部暴露出了第一布线3(^的上表面。形成每个开口部分121和123的位置为以平面视角观察到的开口部分与图1A中的过孔布线607和608中的相关一个重叠的位置。
[0071]但是，在图6A和图6B中，第二结构体IB可以在对其内部提供各个开口部分之前通过粘合层SO1堆叠在第一结构体IA上。随后，可以在第二结构体IB中提供开口部分121和 1023。
[0072]随后，在图6C所示的过程中，从第二结构体IB的绝缘层202上移除(或剥离)衬底102。如果2采用聚苯硫醚薄膜作为衬底10，则可以容易地将衬底12和绝缘层202彼此剥离。
[0073]随后，在图7A所示的过程中，例如，可以通过填充铜(Cu)浆等金属浆料来在从开口部分123的底部暴露出来的第一布线SO1上形成过孔布线60lt)第一布线SO1和第二布线302通过过孔布线601彼此串联连接。例如，可以通过填充铜(Cu)浆等金属浆料来在从开口部分121的底部暴露出来的第二布线302上形成过孔布线602。第二布线302和过孔布线602彼此电连接。
[0074]可以通过电镀法分别由第一布线SO1和第二布线302沉淀铜(Cu)以形成过孔布线SO1和602。每个过孔布线GO1和602的上表面可以被设定为与绝缘层202的上表面大致持平。在第二结构体IB堆叠在第一结构体IA上的层状结构体中，通过该过程将第一布线SO1、过孔布线601、和第二布线302串联连接以形成一匝线圈。
[0075]随后，在图7B所示的过程中，制造了第三结构体1C，其中类似于图3A至图4B中所示的过程，在衬底13上形成作为第三层布线的第三布线303以作为线圈的一部分(约半匝)。但是，在第三结构体IC中未形成对应于连接部分35的部分。然后，类似于图6A所示的过程，形成穿透衬底13、第三结构体IC的绝缘层203、第三布线303、和绝缘层403的开口部分(通孔)1031。在衬底13和第三结构体IC的绝缘层203中形成开口部分132，第三布线303的下表面从该开口部分132暴露出来。
[0076]制备粘合层502，并且形成穿透粘合层502的开口部分(通孔)5021。当第二结构体1B、粘合层502、和第三结构体IC在预定方向上堆叠时，在以平面视角观察到的彼此重叠的位置处形成开口部分131和5021。每个开口部分131UO32、和5021的平面形状可以设定为(例如)直径约为150μπι的圆形。每个开口部分可以通过压力加工、激光加工等方法来形成。
[0077]随后，类似于图6Β所示的过程，在图7C所示的过程中，衬底13和第三结构体IC从图7Β所示的状态翻转，并且通过粘合层502堆叠在第二结构体IB上。随后，粘合层502被固化。此时，开口部分131和5021彼此连通以形成一个开口部分133，在此开口部分133的底部暴露出了过孔布线602的上表面。每个开口部分1033和132形成的位置可以被设定为该开口部分与在以平面视角观察到的图1中过孔布线607和608中的相关一个重叠的位置。
[0078]随后，类似于图6C所示的过程，在图8Α所示的过程中，从绝缘层203上剥离衬底130然后，类似于图7Α所示的过程，例如，可以通过填充铜(Cu)浆等金属浆料来在从开口部分133的底部暴露出来的过孔布线602上形成过孔布线603。过孔布线602和过孔布线603彼此电连接。第二布线302和第三布线303通过过孔布线602和过孔布线603彼此串联连接。
[0079]例如，可以通过填充铜(Cu)浆等金属浆料来在从开口部分132的底部暴露出来的第三布线303上形成过孔布线604。第三布线303和过孔布线604彼此电连接。可以通过电镀法分别由过孔布线602和第三布线303沉淀铜(Cu)以形成过孔布线603和604。每个过孔布线603和604的上表面可以被设定为与绝缘层203的上表面大致持平。
[0080]随后，类似于图5A所示的过程，在图SB所示的过程中，制造了第四结构体1D，其中形成作为第四层布线的第四布线304以作为线圈的一部分(约半匝)。然后，类似于图6A至图7A所示的过程，将第四结构体ID堆叠在第三结构体IC上。过孔布线605和606形成在第四布线304上。第四布线304和过孔布线605彼此电连接。过孔布线604和过孔布线606彼此电连接，并且第三布线303和第四布线304通过过孔布线604和606彼此串联连接。每个过孔布线605和606的上表面可以被设定为与绝缘层204的上表面大致持平。
[0081]在第四结构体ID堆叠在第三结构体IC上的层状物中，通过该过程将第三布线303、过孔布线604和606、以及第四布线304串联连接以形成一匝线圈。其中第四结构体ID堆叠在第三结构体IC上的层状物为单元结构体。在其中堆叠了第一结构体IA至第四结构体ID的层状物中，通过第一布线SO1、过孔布线6(^、第二布线302、过孔布线602和603、第三布线303、过孔布线604和606、以及第四布线304串联连接而形成了两匝线圈。
[0082]随后，在图9A所示过程中，堆叠了所需数量的单元结构体。更具体而言，根据所需的绕线数量堆叠所需数量的粘合层502、第三结构体1C、粘合层503、以及第四结构体1D。在一个实施例中，添加了包括一组第三结构体IC和第四结构体ID的一个单元结构体。随后，在第四结构体ID上堆叠第五结构体1E，在第五结构体IE中形成有第五布线305以作为最上层绕线。第五结构体IE可以通过类似于制造第三结构体IC的方法制造。但是，将连接部分37形成在第五布线305的端部(见图1B)。因此，结构体顺序堆叠并且此时相邻结构体的布线彼此连接。从而，形成了由连接部分35延伸至连接部分37的螺旋线圈。
[0083]随后，在图9B所示的过程中，将没有形成开口部分的粘合层504堆叠在第五结构体IE上。随后，在图1OA所示的过程中，将绝缘层20i从衬底11I剥离。随后，在图1OB所示的过程中，通过压力加工等在未形成任何布线(或线圈)的区域中(在图1OB所示的结构体的大致中央部分)形成穿透每一层的通孔lx。
[0084]随后，在图11所示的过程中，通过在图3所示的切割位置D将卷状(或带状)的结构体(其中，在多个独立区域C中分别形成了线圈衬底I)切割为各个片状线圈衬底IM以将该结构体个体化。在图11中，在线圈衬底IM上形成了五十个线圈衬底I。线圈衬底IM可以作为产品出厂。可选择地，通过进一步将线圈衬底IM个体化为单独的线圈衬底1，从而将每个线圈衬底I作为产品出厂。可选择地，完成了图1OB所示过程的卷状(或带状)的结构体可以作为产品出厂，而不用执行图11所示的过程。
[0085]为了制造电感器100 (如图2所示)，图11所示的线圈衬底IM通过被切割为独立区域C以实现个体化，从而制造出如图1所示的线圈衬底I。从而，连接部分35的侧表面从线圈衬底I的一个侧表面Iy暴露出来。连接部分37的一个侧表面从线圈衬底I的另一个侧表面Iz暴露出来。
[0086]随后，如图12A所示，为了密封除了每个线圈衬底I的一个侧表面Iy和另一个侧表面Iz之外的部分，通过(例如)传递成型方法等形成密封树脂110。例如，包含由诸如铁氧体等的磁性材料制成的填充物的成型树脂可以被用作密封树脂110。可以在如图11所示的线圈衬底IM的状态下的全部独立区域C上形成密封树脂110，并且随后，包括密封树脂110的线圈衬底IM可以在每个独立区域C处被切割为如图12所示的状态。
[0087]随后，如图12B所示，通过镀敷法或涂覆金属膏以连续地在密封树脂110的一个侧表面、以及上表面和下表面的一部分上形成由铜(Cu)等制成的电极120。电极120的内壁表面与连接部分35从线圈衬底I的一个侧表面Iy暴露出来的侧表面接触。因此，电极120与连接部分35彼此电连接。类似的，在密封树脂110的另一个侧表面、以及上表面和下表面的一部分上形成由铜(Cu)等制成的电极130。电极130的内壁表面与连接部分37从线圈衬底I的另一个侧表面Iz暴露出来的侧表面接触。因此，电极130与连接部分37彼此电连接。从而，电感器100制造完成。
[0088]因此，根据基于本实施例的线圈衬底I制造了多个结构体，在每个结构体中作为螺旋线圈的一部分的布线被绝缘层覆盖。随后，多个结构体通过粘合层堆叠。通过过孔布线将各层中的布线串联连接以制造出单个的螺旋线圈。从而，在不改变线圈衬底平面形状的情况下可以通过增加结构体中堆叠的层数来实现具有任意数量的绕线的线圈。即，在线圈尺寸(约1.6_X0.88mm)小于现有技术的尺寸的情况下可以增加线圈的绕线数量(即匝数)。
[0089]在一个结构体(即一层)中制造对应于半匝线圈的布线。在另一个结构体(即一层)中制造对应于剩余半匝线圈的布线。堆叠这些结构体，并且这些层的布线通过过孔布线串联连接。从而，制造出对应于一匝线圈的布线。即，通过将包括一个结构体和另一个结构体在内的两种结构体堆叠以制造出具有对应于一匝线圈的布线的单元结构体。随后，堆叠所需数量的单元结构体。因此，线圈的匝数可以无限地增加。从而，通过简单的方法即可增加电感。
[0090]但是，在一个结构体中形成的布线并不限于对应于半匝线圈的布线。在一个结构体中形成的布线可以被设定为对应于(3/4)匝线圈。如果在一个结构体中(即一层)形成的布线被设定为对应于(3/4)匝线圈，那么需要制备包括四种结构体的单元结构体。但是，与在每个单个结构体(或层)中制造对应于半匝线圈的布线的情况相比，实现相同匝数的线圈时，可以降低堆叠的层数。因此，线圈衬底的厚度可以进一步降低。例如，图13A至13D为示出根据实施例的线圈衬底的布线的修改示例的示意图。在此修改示例中，通过第一层布线30/ (图13D)、第二层布线302’(图13C)、第三层布线30/ (图13B)和第四层布线30/ (图13A)形成了 3.5匝线圈。
[0091]如上所述，在一个结构体中形成的布线对应的线圈匝数可以被设定为等于或小于I。因此，在一个结构体(即一层)中形成的布线的宽度可以增加。即，线圈的宽度方向上的截面面积可以增加。从而，直接与电感器性能相关联的绕线电阻可以降低。
[0092]虽然在制造线圈衬底I的过程中采用柔性绝缘树脂薄膜(例如，聚苯硫醚薄膜)作为衬底10η，但是树脂薄膜最终被剥离掉，使得在产品上不会有薄膜残留。从而，线圈衬底I的厚度可以减小。
[0093]可以通过卷到卷方法(reel-to-reel method)采用卷状(或带状)柔性绝缘树脂薄膜作为衬底1n以在线圈衬底1n上制造线圈衬底I。从而，可以通过大规模生产降低线圈衬底I的成本。
[0094]因此，以上详细描述了本发明的优选实施例。但是本发明并不受限于以上描述的实施例。可以在权利要求中描述的范围内对本发明的实施例做出各种修改和改变。
【权利要求】
1.一种线圈衬底，包括: 多个结构体，其中每个结构体均包括第一绝缘层、形成在所述第一绝缘层上并且被配置作为螺旋线圈的一部分的布线、以及形成在所述第一绝缘层上并且被配置为覆盖所述布线的第二绝缘层； 其中所述多个结构体通过粘合层堆叠；并且 其中通过将所述多个结构体当中的相邻结构体的所述布线串联连接来形成所述螺旋线圈。
2.如权利要求1所述的线圈衬底，其中与形成在所述多个结构体中的每个结构体内的所述布线相对应的线圈的匝数小于I。
3.如权利要求1或2所述的线圈衬底， 其中，由一个结构体和另一个结构体形成单元结构体，所述一个结构体包括对应于半匝线圈的布线，所述另一个结构体与所述一个结构体相邻并且堆叠在所述一个结构体之上，并且所述另一个结构体包括对应于剩余半匝线圈的布线；并且 其中，所述单元结构体具有与通过过孔布线将对应于半匝线圈的所述布线和对应于剩余半匝线圈的所述布线串联连接起来所形成的一匝线圈相对应的布线。
4.如权利要求3所述的线圈衬底， 其中，多个单元结构体通过粘合层堆叠；并且 其中，相邻的所述单元结构体的布线彼此串联连接。
5.如权利要求1或2所述的线圈衬底，其中至少一个所述结构体包括提供在所述布线的端部且与所述布线形成为整体的连接部分。
6.—种线圈衬底,包括: 多个区域，在每个区域中形成有如权利要求1或2所述的线圈衬底。
7.—种电感器,包括: 如权利要求5所述的线圈衬底； 密封树脂，其被配置为覆盖所述线圈衬底中除了所述连接部分的一部分之外的全部区域；以及 电极，其形成在所述密封树脂外部并且电连接至所述连接部分的所述一部分。
8.如权利要求7所述的电感器， 其中所述密封树脂包含磁性材料；并且 其中所述密封树脂填充在穿透所述线圈衬底的通孔中。
9.一种制造线圈衬底的方法，包括步骤: 形成多个结构体，每个结构体均包括第一绝缘层、形成在所述第一绝缘层上并且被配置作为螺旋线圈的一部分的布线、以及形成在所述第一绝缘层上并且被配置为覆盖所述布线的第二绝缘层；以及 在将相邻的结构体的布线串联连接的同时通过粘合层将各结构体堆叠以形成所述螺旋线圈。
10.如权利要求9所述的制造线圈衬底的方法， 其中所述形成多个结构体的步骤包括:在第一衬底上形成第一结构体以及在第二衬底上形成第二结构体；并且 其中所述形成螺旋线圈的步骤包括:通过粘合层将所述第一结构体和所述第二结构体彼此相对地放置并且将所述第一结构体和所述第二结构体堆叠，以使得所述第一衬底和所述第二衬底被放置在所堆叠的结构体的外侧；移除所述第二衬底；以及将所述第一结构体的布线和所述第二结构体的布线串联连接。
【文档编号】H01L21/50GK104347599SQ201410374209
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】中村敦, 佐藤清和 申请人:新光电气工业株式会社