线圈组件的制作方法

本公开涉及一种线圈组件，并且更具体地，涉及包括支撑构件的薄膜功率电感器。

背景技术：

随着it技术的发展，装置的小型化和轻薄化正加速推进，并且对于小且薄的装置的市场需求也在增加。

在专利文件1(第10-1999-0066108号韩国专利特开公布)中，为满足这种技术趋势的需求，提供了功率电感器，所述功率电感器包括具有通路孔的基板和设置在基板的两侧并通过基板的通路孔电连接的线圈，从而尝试提供包括均匀的并具有高的高宽比的线圈的电感器。然而，由于制造工艺等的限制，均匀并具有高的高宽比的线圈的形成存在限制。

技术实现要素：

本公开的一方面提供一种线圈组件，所述线圈组件能够解决当通过各向异性镀覆形成具有高的高宽比的线圈图案时在具有精细线宽的线圈图案中的镀层和种子层之间的对齐失配的问题。

根据本公开的一方面，一种线圈组件包括：主体，所述主体包括支撑构件、第一线圈和第二线圈以及磁性材料，所述支撑构件具有通孔和通路孔，所述第一线圈和所述第二线圈分别设置在所述支撑构件的第一侧上和所述支撑构件的与所述第一侧相对的第二侧上，并且具有多个线圈图案，所述磁性材料密封所述支撑构件和所述线圈；外电极，设置在所述主体的外表面上。所述第一线圈包括嵌入在所述支撑构件中的至少一部分，并且所述第二线圈通过填充所述通路孔的内部的过孔连接到所述第一线圈。所述支撑构件的所述第一侧包括根据所述第一线圈的形状向所述支撑构件的中央凹入的凹槽部，并且所述凹槽部使用作为所述第一线圈的最下层的第一导电层填充。所述支撑构件的所述第二侧与所述第二线圈的下表面接触。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，将更加清楚地理解本公开的以上和其他方面、特征和优点，在附图中：

图1是根据第一示例的电感器的示意性透视图；

图2是沿着图1的线i-i'截取的截面图；

图3a至图3o示出了用于制造根据第一示例的电感器的示意性工艺；

图4是根据第二示例的电感器的截面图；

图5是根据第三示例的电感器的截面图；

图6是根据第四示例的电感器的截面图；以及

图7是根据第五示例的电感器的截面图。

具体实施方式

在下文中，如下将参照附图描述本公开的实施例。

然而，本公开可以以许多不同的形式举例说明，并且不应被解释为局限于在此所阐述的具体实施例。更确切地，提供这些实施例，以使本公开将是彻底的和完整的，并将把本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。

在整个说明书中，将理解的是，当诸如层、区域或晶圆(基板)的元件被称为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可以直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”另一元件或直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的其它元件。相比之下，当元件被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可能不存在介于它们之间的其它元件或层。同样的标号始终指示同样的元件。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任意和全部组合。

将明显的是，尽管可在这里使用“第一”、“第二”和“第三”等的术语来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是任意这种构件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，以下讨论的第一构件、组件、区域、层或部分可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，这里可以使用诸如“在……之上”、“上方”、“在……之下”以及“下方”等的空间相对术语，以描述如附图中所示的一个元件相对于另一元件的关系。将理解的是，空间相对术语意在除了包含附图中所描绘的方位以外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置翻转，则描述为相对于其它元件位于“之上”或“上方”的元件将随后相对于另一元件或特征被定位为“之下”或“下方”。因而，术语“在……之上”根据附图的具体方向可包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或处于其它方位)，并且可对这里使用的空间相对描述语做出相应的解释。

这里使用的术语仅描述具体实施例，并且本公开不受其限制。除非上下文另外清楚地指明，否则如在此使用的单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用的术语“包含”和/或“包括”列举存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或它们的组。

在下文中，将参照示出本公开的实施例的示意图来描述本公开的实施例。在附图中，例如，由于制造技术和/或公差，可预期示出的形状的改变。因此，本公开的实施例不应被解释为局限于在此示出的区域的具体形状，例如，包括由制造导致的形状变化。以下实施例还可单独、以组合的方式或以部分组合的方式构成。

以下描述的本公开的内容可具有各种构造并且在此仅提出必要的构造，但不限于此。

在下文中，将描述根据示例性实施例的线圈组件，但示例性实施例不限于此。

图1是根据第一示例的电感器的示意性透视图，并且图2是沿着图1的线i-i'截取的截面图。

参照图1和图2，电感器100包括主体1和设置在主体的外表面上的外电极2。外电极2包括第一外电极21和第二外电极22。

外电极2优选利用具有优异的导电性的材料形成，并且可利用多个层形成。多个层中的一部分可利用导电树脂层形成。

主体1可大体上形成电感器的外盖，并且通过包括在厚度t方向上相对的上表面和下表面、在长度l方向上相对的第一端表面和第二端表面以及在宽度w方向上相对的第一侧表面和第二侧表面，可大体上具有六面体形状。

主体1包括磁性材料11，并且可应用磁性材料，而不受限制，只要其具有磁性质即可。例如，可使用铁氧体或金属磁性颗粒填充树脂，金属磁性颗粒可包括从由铁(fe)、硅(si)、铬(cr)、铝(al)和镍(ni)组成的组中选择的一种或更多种。

磁性材料可用来密封支撑构件12(将在随后描述)和由支撑构件支撑的线圈13。

由磁性材料密封的支撑构件12可用来支撑线圈，并可用来允许线圈更容易地形成。在具有适合于支撑线圈的刚度并包括具有绝缘性质的材料的条件下，支撑构件12可由本领域技术人员适当地选择，并可优选具有薄板形状。支撑构件12可以是，例如，已知覆铜层压板(ccl)的中央芯部，可以是感光介电(pid)树脂或abf(ajinomotobuild-upfilm)，并且可具有半固化片、玻璃纤维等浸渍在薄绝缘树脂中的结构。

支撑构件12可包括通孔h和与通孔分开的通路孔v。通孔h和通路孔中的每个的形式不受限制，只要通孔h和通路孔中的每个被构造为穿过支撑构件12即可。通孔h的内部优选利用磁性材料填充。因为通孔h的内部利用磁性材料填充，所以线圈组件的磁导率可显著改善。通路孔的内部优选利用导电材料填充。在这种情况下，分别设置在支撑构件12的一侧121和另一侧122上的第一线圈和第二线圈可彼此电连接。

支撑构件12的一侧121及其与一侧121相对的另一侧122可包括不同的界面。一侧121可包括根据线圈的形状向支撑构件12的中央蚀刻的多个凹槽部121h。凹槽部121h的深度可由本领域技术人员适当选择。在这种情况下，优选考虑在形成凹槽部121h之后支撑构件能够支撑线圈的刚度(stiffness)程度。

以与一侧121不同的方式，支撑构件12的另一侧122被构造为具有大体上平坦的形状。这里，具有大体上平坦形状指的是具有板形状或不对支撑构件12的另一侧122应用单独的处理的状态，而不是控制加工期间产生的表面粗糙度。

同时，第一线圈131设置在支撑构件12的一侧121上。第一线圈131可具有其中堆叠多个层的堆叠结构。第一线圈131的设置在多个层的最下部处并形成在一侧121上的第一导电层131a填充形成在支撑构件12的一侧121上的凹槽部121h的内部。第一导电层131a的截面具有与凹槽部121h的截面的形状对应的形状(例如，四边形形状或锥形形状)，但示例性实施例不限于此。第一导电层131a的厚度可以是大约20μm，但示例性实施例不限于此。第一导电层131a的厚度可在考虑支撑构件12的厚度、材料的刚度等的情况下适当选择。

第一导电层131a被构造为与支撑构件12直接接触。这里，直接接触指的是包含导电材料的第一导电层和支撑构件12彼此直接接触，而没有插入其间的单独的绝缘材料或绝缘涂层。因此，支撑构件12优选包括绝缘材料以防止与第一导电层的导电材料发生短路。

第一线圈131的第二导电层131b设置在第一导电层131a上，并且第二导电层131b是与第一导电层131a相比更薄的薄层。第一导电层131a和第二导电层131b利用具有优异导电性的材料形成，并且可利用不同材料形成。例如，第一导电层131a包括铜(cu)，而第二导电层131b可包括镍(ni)、钯(pd)、钼(mo)、铝(al)、钨(w)等。第二导电层131b的厚度不受限制，并且可以优选大约大于或等于50nm且小于或等于1μm。如果第二导电层131b的厚度比50nm薄，则可能难以在加工期间控制均匀的厚度。如果第二导电层131b的厚度比1μm厚，则在加工期间去除一部分以防止相邻线圈图案之间发生短路时，可能难以去除该部分。

此外，大体上确定第一线圈131中的线圈图案的厚度的第一线圈131的第三导电层131c可设置在第二导电层131b上。第三导电层131c的截面形状可以是矩形形状。在这种情况下，第三导电层131c的上表面可调整为具有凹入形状、凸出形状或平坦形状。

具有第一导电层131a至第三导电层131c的堆叠结构的第一线圈131的表面可使用绝缘材料14涂覆。在这种情况下，可应用绝缘材料14，而不受限制，只要其具有绝缘性质即可，并可包括例如苝树脂或环氧树脂。

接着，将描述电连接到第一线圈131的第二线圈132。第二线圈132形成在支撑构件12的另一侧122上。以与第一线圈不同的方式，第二线圈132的最下层可以形成为与支撑构件12的另一侧122共面。换言之，第一线圈131的至少一部分嵌入到支撑构件12中，而第二线圈132形成在支撑构件12的表面上。

以与第一线圈相似的方式，第二线圈132也具有其中堆叠多个导电层的堆叠结构。第二线圈132的最下层是与支撑构件12的另一侧122接触的第四导电层132a，并且第四导电层132a延伸到支撑构件12的通路孔v的侧表面的至少一部分。第四导电层132a的厚度优选为从50nm至1μm。应用第四导电层132a的材料，而不受限制，只要其具有优异的导电性即可。然而，选择金属溅射方法有利于在加工期间形成金属层(具有纳米级厚度的薄膜)。出于这个原因，在此可包含能够应用金属溅射的金属(诸如，ni、al、mo、w、pd等)。

第二线圈132的使用第四导电层132a作为种子层而形成的第五导电层132b设置在第四导电层132a上。第五导电层132b是比第四导电层132a厚的导电层，并且第五导电层132b的材料可不同于第四导电层132a的材料，并可包括例如铜(cu)。

在第五导电层132b上包括第二线圈132的第六导电层132c，并且第六导电层132c可确定第二线圈的大体厚度。第六导电层132c的厚度可由本领域技术人员适当选择，并且第一线圈131和第二线圈132可通过调整第六导电层132c的厚度而调整为具有大体相同的厚度。

具有第四导电层132a至第六导电层132c的堆叠结构的第二线圈132的表面可使用绝缘材料涂覆。在这种情况下，可应用绝缘材料，而不受限制，只要其具有绝缘性质即可，并且可包括例如苝树脂、环氧树脂等。形成在第二线圈上的绝缘材料可与形成在第一线圈上的绝缘材料14同时形成，所以绝缘材料可整体构造。用于形成绝缘材料的方法不受限制。然而，当使用化学气相沉积法时，支撑构件12的通孔的内表面也可使用绝缘材料涂覆。

因为第一线圈的至少一部分嵌入到支撑构件中，所以呈小型化的片尺寸的线圈图案的厚度可显著减小。此外，因为使用嵌入支撑构件中的第一导电层作为种子图案形成线圈，所以可容易调整线圈图案的对齐。详细地，当用作种子图案的第一导电层嵌入支撑构件中时，在绝缘材料层压在支撑构件上之后，另一导电层通过开口的曝光和显影形成在第一导电层上。在这种情况下，即使当剩余绝缘材料设置在第一导电层的表面的至少一部分上时，也不发生线圈图案的对齐缺陷或也减小对齐误差。

此外，因为第一线圈的至少一部分嵌入支撑构件中，所以基于相同线圈图案的厚度而减小整个线圈组件的片尺寸的厚度的低轮廓可以是可能的。

基于具有相同厚度的线圈组件，第一线圈的至少一部分嵌入支撑构件中，所以绝缘层的整体厚度可调整为薄的。就这点而言，磁通量的路径变短，并且在线圈的上部和下部中的磁性材料的填充厚度可相对增加。结果，容量由于磁路径的长度的减小而增大并且线圈的上部和下部中的磁性材料的磁通量密度减小，所以可期望dc偏置效应增加。

此外，当第一线圈和第二线圈被构造为具有多个导电层的堆叠结构时，在它们之间插入至少单个层(薄的导电层)，所以支撑构件和干膜电阻器(dfr)膜之间的附着力增加，从而防止发生线圈短路或dfr膜层离。

图3a至图3o示出了用于制造根据第一示例的线圈组件的方法的示例。用于制造根据第一示例的线圈组件的方法可由本领域技术人员适当选择，且不限于图3a至图3o中示出的制造方法。同时，为了方便解释，将使用与图1和图2中的附图标记独立的附图标记和与图1和图2中的术语独立的术语来描述每个操作。

图3a示出准备载体基板31。优选的是，在载体基板31的一侧和另一侧上堆叠铜箔。铜箔中的每个的厚度可由本领域技术人员适当选择，并且可以是大约20μm。

接着，图3b示出在载体基板31的上表面和下表面上层压干膜电阻器(dfr)膜32，并且图3c示出通过dfr膜32的曝光和显影来图案化，通过图案化形成第一导体层33以及去除dfr膜32。

图3d示出布置绝缘材料34以允许第一导体层33使用v压法嵌入。用于布置绝缘材料34的方法不受限制，并且可使用用于堆叠具有绝缘性质的膜或片的方法。

接着，图3e示出通过去除绝缘层34的一部分形成通路孔v。这里，通过绝缘材料34嵌入的第一导体层33的上表面的至少一部分因此暴露。用于形成通路孔v的方法可以是激光加工。

图3f示出沿着通路孔v的侧表面和绝缘材料34的整个上表面形成作为薄膜的第二导体层35。在这种情况下，第二导体层35作为最终线圈组件中的种子图案。用于形成第二导体层35的方法不受限制，但优选使用金属溅射方法用于形成纳米级薄膜的薄膜。

图3g示出在形成有作为薄膜的第二导体层35的表面上布置已经被图案化的dfr膜36。执行图案化以具有与已经大体上设置了的第一导体层33的形状对应的形状。

图3h示出在已经被图案化的dfr膜36的开口中形成第三导体层37，并去除dfr膜36。当设置第三导体层37时，可使用根据现有技术的电镀铜，并且使用第三导体层37填充通路孔v，这样过孔大体上完成了。

图3i示出分离载体基板。这里，可通过上述操作由单个载体基板形成两个线圈部。将参照从载体基板分离的单个线圈部a进行以下描述。在从载体基板分离线圈部之后，各自的线圈部的绝缘材料34对应于其支撑构件。

图3j示出在线圈部a的已经暴露的端表面上形成第四导体层38。在这种情况下，优选使用金属溅射方法用于形成具有纳米级厚度的第四导体层38。因此，除了cu之外，第四导体层38还可包括各种材料(诸如，ni、pd、w等)，因此，材料选择的自由度高。

图3k示出通过使绝缘材料图案化来形成绝缘壁39。绝缘壁39使用包含环氧树脂的绝缘树脂形成。此外，图案化方法可以是co2激光，但示例性实施例不限于此。已被图案化的绝缘壁39包括开口，第四导体层38的表面通过开口暴露。因此，第四导体层38可用作填充绝缘壁的开口的第五导体层40的种子图案。当使绝缘壁39图案化时，优选的是，使绝缘壁39的开口和第四导体层38的上表面精确地对齐。然而，在绝缘壁39曝光期间，即使当由于加工误差(诸如，某一水平的偏离等)而出现对齐失配时，导体层的一部分也嵌入到支撑构件中。就这点而言，已经嵌入的线圈图案可增加对齐的自由度。

图3l示出通过填充已经被图案化的绝缘壁39的内部形成第五导体层40。期望第五导体层40生长到比绝缘壁39的上表面的高度低的高度或与绝缘壁39的上表面相同的位置。如果第五导体层40生长为高于绝缘壁39的上表面，则在彼此相邻的第五导体层之间可能发生短路。在这种情况下，可执行抛光处理以去除第五导体层40的多余部分，以使第五导体层40的上表面和绝缘层39的上表面是彼此共面的，从而避免短路。

图3m示出通过使用co2激光或化学溶液的分离法去除绝缘壁39。此外，去除绝缘材料34的对应于通孔的一部分，以在绝缘材料34中形成通孔。随后，图3n示出形成绝缘涂层41以将线圈图案的已经暴露的表面绝缘。在这种情况下，绝缘涂层41优选为具有绝缘性质的树脂，并且可以是苝树脂以形成薄且均匀的绝缘涂层。

图3o示出作为后续处理的以片的形式形成线圈组件，并示出诸如填充磁性材料、暴露线圈引出部、形成外电极等的最后操作。

图4是根据第二示例的线圈组件200的示意性截面图。除了线圈的相应的层的线宽不同之外，根据第二示例的线圈组件200可包括与根据参照图1和图2描述的第一示例的线圈组件100的组件大体上相同的组件。为便于描述，将省略重复的描述。

参照图4，线圈组件200中的线圈213可包括在支撑构件212的一侧上的第一线圈2131和在支撑构件212的另一侧上的第二线圈2132。第一线圈2131和第二线圈2132中的每个可具有包括多个导电层的堆叠结构。

作为第一线圈2131的最下层的第一导电层2131a的线宽w2比大体上确定第一线圈2131的厚度的第三导电层2131c的线宽w1宽，而作为第二线圈2132的最下层的第四导电层2132a的线宽w3(即，第五导电层2132b的线宽w3)比大体上确定第二线圈的厚度的第六导电层2132c的线宽w4宽。此外，第一线圈2131还包括第二导电层2131b。

嵌入支撑构件212中的第一导电层2131a的线宽和作为第二线圈2132的最下层的第四导电层2132a的线宽是相对宽的，从而增加加工中的自由度或暴露装置的对齐的自由度。因此，可避免由于偏离而造成的短路，或可容易地执行超细图案的实现。此外，嵌入支撑构件212中的第一导电层2131a的线宽是相对宽的，从而在去除已被图案化的绝缘壁期间减小co2激光的激光功率。因此，可显著减少支撑构件212中的树脂的损耗。如上所述，因为在支撑构件212中的树脂的损耗显著减少，所以可有效防止线圈的层离等。

图5是根据第三示例的线圈组件300的示意性截面图。除了线圈的相应的层的线宽不同之外，根据第三示例的线圈组件300可包括与根据参照图1和图2描述的第一示例的线圈组件100的组件大体上相同的组件。为了便于描述，将省略重复的描述。

参照图5，线圈组件300中的线圈313可包括在支撑构件312的一侧上的第一线圈3131和在支撑构件312的另一侧上的第二线圈3132。第一线圈和第二线圈中的每个可具有包括多个导电层的堆叠结构。

作为第一线圈3131的最下层的第一导电层3131a的线宽w5比大体上确定第一线圈3131的厚度的第三导电层3131c的线宽w6宽。就这点而言，当设置第一线圈和第二线圈时，可通过使已经被图案化的绝缘壁的开口的线宽不同来获得上述结构。由于第一导电层的线宽比第三导电层的线宽宽，因此可显著降低支撑构件的表面的损耗或变形。包括第四导电层3132a、第五导电层3132b和第六导电层3132c的第二线圈3132的结构对应于第二线圈132的结构。将省略其描述，以避免冗余。此外，第一线圈3131还包括第二导电层3131b。

图6是根据第四示例的线圈组件400的示意性截面图。除了线圈的相应的层的线宽不同之外，根据第四示例的线圈组件400可包括与根据参照图1和图2描述的第一示例的线圈组件100的组件大体上相同的组件。为了便于描述，将省略重复的描述。

参照图6，线圈组件400中的线圈413可包括在支撑构件412的一侧上的第一线圈4131和在支撑构件412的另一侧上的第二线圈4132。第一线圈4131和第二线圈4132中的每个可具有包括多个导电层的堆叠结构。

作为第一线圈4131的最下层的第一导电层4131a的线宽w7比大体上确定第一线圈4131的厚度的第三导电层4131c的线宽w8窄，而作为第二线圈4132的最下层的第四导电层4132a的线宽w9(即，第五导电层4132b的线宽w9)大体上比确定第二线圈4132的厚度的第六导电层4132c的线宽w10宽。因为第四导电层的线宽比第六导电层的线宽相对宽，所以在第二线圈和支撑构件之间的接触区域增大。因此，可防止第二线圈从支撑构件飞出的现象。此外，第三导电层4131c的线宽比第一导电层4131a的线宽相对宽，从而实现设置在第三导电层4131c下方的第二导电层4131b的线宽相对宽的结构。结果，支撑构件的与第二导电层直接接触的一侧的接触区域显著增大，因此可防止在制造加工期间线圈图案的飞出、分隔壁的塌陷等。此外，第二线圈4132还包括第五导电层4132b。

图7是根据第五示例的线圈组件500的示意性截面图。除了线圈的相应的层的线宽不同之外，根据第五示例的线圈组件500可包括与根据参照图1和图2描述的第一示例的线圈组件100的组件大体上相同的组件。为便于描述，将省略重复的描述。

参照图7，线圈组件500中的线圈513可包括在支撑构件512的一侧上的第一线圈5131和在支撑构件512的另一侧上的第二线圈5132。第一线圈和第二线圈中的每个可具有包括多个导电层的堆叠结构。

作为第一线圈5131的最下层的第一导电层5131a的线宽w11比大体上确定第一线圈5131的厚度的第三导电层5131c的线宽w12窄。就这点而言，当设置第一线圈和第二线圈时，上面描述的结构可通过使已经被图案化的绝缘壁的开口的线宽不同来获得。包括第四导电层5132a、第五导电层5132b和第六导电层5132c的第二线圈5132的结构对应于第二线圈132的结构。将省略其描述，以避免冗余。此外，第一线圈5131还包括第二导电层5131b。

如上所述，根据示例性实施例，线圈图案的厚度在线圈组件的有限的尺寸内显著增加，并且线圈图案的线宽更精细，所以可提供具有改善的直流电阻(rdc)特性的线圈组件。

虽然以上已示出并描述了示例性实施例，但对本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下，可做出修改和变型。