一种薄膜电感器的制作方法

本实用新型涉及电感器技术领域，具体而言，涉及一种薄膜电感器。

背景技术：

随着微电子电路、表面安装技术(smt)的采用和不断发展完善，轻、薄、小成为衡量电子整机产品的重要标志。而要使电子设备小型化，首先就要考虑电子元件的小型化。smc片式元件不仅能使电子产品小型化，而且能实现整机装配的高度自动化，但是小型化片式磁性元件(包括电感器、磁珠、滤波器、微波铁氧体器件等)，由于工艺难度较大，故发展相对缓慢。

目前电感器的市场需求很大，现有技术中电感器通常包括广义的电感器件如变压器、线圈、扼流圈、磁珠以及与电感器相关的复合元件。从结构上看，片式电感器可分为绕线型和叠层型两类。传统绕线型电感尺寸较大,叠层型电感烧结良品率低,成本高且电感量较小,q值较低。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种薄膜电感器，包含：绝缘基板、设置于所述绝缘基板正面的一对正面电极、设置于所述绝缘基板背面的一对背面电极、一对分别设置在所述绝缘基板两个侧面的侧面电极、引出棒、设置于所述绝缘基板正面的感应线圈，以及覆盖在所述感应线圈上的隔离层；其中，

所述侧面电极用以电连接同一侧的所述正面电极和所述背面电极；所述引出棒用以连接一所述正面电极和所述感应线圈的一端，所述感应线圈的另一端连接于另一所述正面电极。

优选地，所述正面电极包括配置在所述绝缘基板的正面的钛层、配置在所述钛层的铜层、配置在所述铜层的镍层，以及配置在所述镍层的锡层；

所述背面电极包括配置在所述绝缘基板的背面的钛层、配置在所述钛层的铜层、配置在所述铜层的镍层，以及配置在所述镍层的锡层；

所述侧面电极包括配置在所述绝缘基板的侧面的钛层、配置在所述钛层的铜层、配置在所述铜层的镍层，以及配置在所述镍层的锡层。

优选地,所述感应线圈为配置在所述绝缘基板上的螺旋几何体，所述感应线圈具有位于其里面的里端，以及位于其外面的外端。

优选地,所述引出棒连接所述感应线圈的一端为所述感应线圈的里端。

优选地,所述一对分别设置在所述绝缘基板两个侧面的侧面电极为一对正对的侧面电极。

优选地,所述隔离层开设有沿其厚度方向贯通的通道，使得所述引出棒通过所述通道与所述感应线圈相连接。

优选地,在所述隔离层以及线圈上还覆盖有用以保护感应线圈和引出棒的防焊层。

优选地,在所述防焊层上还设置有用以标识电感方向的标识。

优选地,所述绝缘基板的材质为陶瓷材料，所述背面电极、所述侧面电极、所述正面电极的材质均为钛铜镍锡合金。

优选地,所述挂镀铜的厚度为15微米。

通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：

1、本实用新型的薄膜电感器，在溅射侧面电极时可以直接让侧面电极和背面电极以及正面电极相连接，因此不会在背面电极和正面的一面上形成台阶结构，使镀覆钛层、铜层、镍层、锡层的工艺更加简单，同时让侧面电极和背面电极的连接更加的良好，使良品率高。

2、本实用新型的薄膜电感器，具有在微波频段保持高q、高精度、高稳定性和小体积的特性。其内电极集中于同一层面，磁场分布集中，能确保装贴后的器件参数变化不大，在100mhz以上呈现良好的频率特性。

3、本实用新型的一种薄膜电感器，绝缘基板的材质为陶瓷材料，同时在背面电极和侧面电极上依次镀上钛层、铜层、镍层和锡层，使本实用新型的薄膜电感器，具有更好的散热性，可以用在功率更高的电路上，提高电感器的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的薄膜电感器的剖面结构示意图；

图2和图3是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s1后的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s2后的结构示意图；

图5、图6和图7是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s3后的结构示意图；

图8是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s4后的结构示意图；

图9是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s51后的结构示意图；

图10是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s52后的结构示意图；

图11是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s61后的结构示意图；

图12是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s62后的结构示意图；

图13是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s63后的结构示意图；

图14是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s64后的结构示意图；

图15是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s65后的结构示意图；

图16是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s66后的结构示意图；

图17是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s67后的结构示意图；

图18是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s71后的结构示意图；

图19和20是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s72后的结构示意图；

图21是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s73后的结构示意图；

图22和23是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s74后的结构示意图；

图24至26是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s8后的结构示意图；

图27是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s53后的结构示意图；

图28是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s54后的结构示意图；

图29是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s56后的结构示意图；

图30是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s57后的结构示意图；

图31是本实用新型实施例二提供的薄膜电感器的制作工艺，在步骤s743后的结构示意图；

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例一：

由图1所示，在本实施例中，一种薄膜电感器，包含：绝缘基板、设置于所述绝缘基板正面的一对正面电极1、设置于所述绝缘基板背面的一对背面电极2、一对分别设置在所述绝缘基板两个侧面的侧面电极3、引出棒5、设置于所述绝缘基板正面的感应线圈4，以及覆盖在所述感应线圈4上的隔离层6；

其中，所述侧面电极3用以电连接同一侧的所述正面电极1和所述背面电极2；所述引出棒5用以连接一所述正面电极1和所述感应线圈4的一端，所述感应线圈4的另一端连接于另一所述正面电极1。

在本实施例中,所述一对分别设置在所述绝缘基板两个侧面的侧面电极3为一对正对的侧面电极3。所述感应线圈4为配置在所述绝缘基板上的螺旋几何体，所述感应线圈4具有位于其里面的里端，以及位于其外面的外端。所述引出棒5连接所述感应线圈4的一端为所述感应线圈4的里端。所述隔离层6开设有沿其厚度方向贯通的通道，使得所述引出棒5通过所述通道与所述感应线圈4相连接。

其中，所述正面电极1包括配置在所述绝缘基板的正面的钛层、配置在所述钛层的铜层、配置在所述铜层的镍层，以及配置在所述镍层的锡层；所述背面电极2包括配置在所述绝缘基板的背面的钛层、配置在所述钛层的铜层、配置在所述铜层的镍层，以及配置在所述镍层的锡层；所述侧面电极3包括配置在所述绝缘基板的侧面的钛层、配置在所述钛层的铜层、配置在所述铜层的镍层，以及配置在所述镍层的锡层。其中所述绝缘基板的材质为陶瓷材料，所述背面电极2、所述侧面电极3、所述正面电极1的材质均为钛铜镍锡合金，同时在背面电极和侧面电极上依次镀上钛层、铜层、镍层和锡层，使本实用新型的薄膜电感器，具有更好的散热性，可以用在功率更高的电路上，提高电感器的实用性。

综上所述，在溅射侧面电极时可以直接让侧面电极和背面电极以及正面电极相连接，因此不会在背面电极和正面的一面上形成台阶结构，使镀覆钛层、铜层、镍层、锡层的工艺更加简单，同时让侧面电极和背面电极的连接更加的良好，使良品率高。

在上述实施例一的基础上，在本实用新型的一个优选实施例中，在所述隔离层6以及感应线圈4上还覆盖有用以保护感应线圈4和引出棒5的防焊层7。以及由于电感具有不同方向，因此可在所述防焊层7上设置有用以标识电感方向的标识8，用于给用户指明电感方向。

在上述实施例一的基础上，在本实用新型的一个优选实施例中，所述挂镀铜的厚度为15微米，当然需要说明的是，在其他实施例中，所述挂镀铜的厚度也可以根据实际情况设定，例如为12微米或者20微米，本实用新型在此不再赘述。

实施例二：

参考图2至图31，本实用新型实施例提供了一种薄膜电感器具体的制作工艺，其具体步骤如下：

s1：分别在绝缘基板的正面a划出外框线11和第一标记线12，以及在所述在绝缘基板的背面c划出外框线10，参见图2和图3。

具体地，在本实施例中，采用划线机在绝缘基板的正面和背面分别划出外框线用于曝光对位,划出第一标记线(包含横竖线，适于切割成条成粒的辅助线)，用于后续提升折条折粒良品率。

s2：在所述绝缘基板的正面a先附着一层金属钛层(图未示出)后，再附着一层金属铜层13，参见图4。

其中，在所述绝缘基板的正面a采用溅射的方式溅射一层金属钛层后，再溅射一层金属铜层13。具体地，使用磁控溅镀的方式将金属钛和铜溅镀至绝缘基板上，使绝缘基板表面金属化,其中以金属钛做为打底层,使其拥有良好的结合力,其中，优选，钛厚度为0.1微米、铜厚度为0.5微米,能缩小绝缘基板表面金属层之阻抗，为后续挂镀铜提供良好的导电性；当然，所述钛厚度也可以根据实际情况设定，例如钛厚度为0.2微米或者0.5微米等，当然，所述铜厚度也可以根据实际情况设定，例如铜厚度为0.2微米或者1微米等，本实用新型在此不再赘述。优选地，所述绝缘基板为氧化铝陶瓷基板。

s3：在所述绝缘基板的正面a的金属铜层上覆盖一层负向感光膜14，并对所述负向感光膜14进行曝光，以将电感图形以及电极图形留在绝缘基板的正面的负向感光膜14上，参见图5和图6。

在本实施例中，使用特定厚度的负向感光膜，所述负向感光膜的吸收光源波长为320-400nm，通过压膜热压轮给予一定的温度并施加一定的压力，保持恒定的输送速度，使负向感光膜牢牢的贴附到绝缘基板表面，使其在显影及挂镀铜时不会脱落。

参见图7(图7为曝光后的结构示意图)，在绝缘基板上还设置所需电感图形以及电极图形的光罩，通过平行光源曝光机曝光的方式，将电感图形以及电极图形留在绝缘基板正面的负向感光膜14上,具体地，通过影像转移技术，使用平行曝光机发散出365nm波长的光源，透过感应线圈图形以及电极图形光罩将影像投射到绝缘基板的负向感光膜上,使其产生光化学反应使之固化。

s4：通过显影方式，以露出所述绝缘基板的正面电感图形以及电极图形对应的金属铜层，并在上述金属铜层上挂镀一层挂镀铜，图8为显影后的结构示意图。

在本实施例中，为保证线路图形的良好线性，使用0.8-1.2％(v/v)的碳酸钠溶液，并给予一定的水喷淋压力，并管控28-32℃药水温度.经显影后可得出裸露感应线圈图形以及电极图形的溅镀层,具有优良精密度、垂直度及良好的线性。

其中，以消耗性阳极无氧磷铜球作为阳极，配合电镀药水，利用dc电源将阳极析出之铜离子附着到阴极氧化铝陶瓷板上,初步形成感应线圈以及电极图形；优选地，所述挂镀铜的厚度为15微米左右最佳，厚的话容易造成残膜现象，薄的容易造成电感q值较低，当然，所述挂镀铜的厚度也可以根据实际情况设定，例如可以为12微米或者10微米等，本实用新型在此不再赘述。

s5：采用去膜以及蚀刻的方式，在绝缘基板的正面制出正面电极以及感应线圈。

s5步骤，具体包括：s51：采用去膜技术将电感图形以及电极图形外区域的所述负向感光膜去除，参见图9。

s52：采用化学蚀刻的方法，将电感图形以及电极图形外区域的金属铜层及金属钛层蚀刻掉,形成正面电极以及感应线圈，参见图10。

具体地，以碳氢系列剥膜溶剂进行剥膜，再以硫酸&双氧水和氢氟酸系列蚀刻液进行蚀刻铜、钛，此时感应线路和正面电极已成形。

s6：在绝缘基板的正面设置用以连接正面电极和感应线圈的引出棒。

所述步骤s6，具体为：

s61：在绝缘基板上设置具有引出棒图形的底片，通过曝光的方式，将引出棒图形留在绝缘基板的正面的负向感光膜上，参见图11。

s62：通过显影方式，以露出绝缘基板的正面引出棒图形对应的溅射铜层，参见图12。

s63：采用挂镀技术在引出棒图形上挂镀一层挂镀铜，参见图13。

s64:再采用去膜技术去除引出棒图形外区域的感光膜，参见图14。

s65:采用化学蚀刻的方法，将引出棒图形外区域的溅射铜层蚀刻掉，露出绝缘基板与隔离层，参见图15。

s66:在经上述s61-s65步骤处理后的绝缘基板的正面覆盖一层干膜式防焊层，参见图16。

s67:在绝缘基板上设置具有防焊层图形的底片，通过曝光的方式，将防焊层图形留在干膜式防焊层上；

s68：通过显影方式，以露出绝缘基板的正面第一标记线的线路图形以及正面电极，参见图17。

s7：在绝缘基板的背面制出背面电极；

所述步骤s7，具体为：

s71：在所述绝缘基板的背面先附着一层金属钛层后，再附着一层金属铜层，参见图18；具体地，在所述绝缘基板的背面采用溅射的方式溅射一层金属钛层后，再溅射一层金属铜层。

s72：在所述金属铜层上覆盖一层负向感光膜，并对所述负向感光膜进行曝光，以将电极图形留在绝缘基板的背面的负向感光膜上，参见图19和20，具体地，在绝缘基板上的背面设置有背面电极图形的底片，通过平行光源曝光机曝光的方式，将背面电极图形留在绝缘基板背面的负向感光膜上。

s73：通过显影方式，以露出所述背面的电极图形对应的金属铜层，并在上述金属铜层上挂镀一层挂镀铜，参见图21；

s74：采用蚀刻的方式，在绝缘基板的背面制出背面电极，参见图22和23。

优选地，步骤s74，具体为：

s741：采用化学蚀刻的方法，将电极图形外区域的金属铜层及金属钛层蚀刻掉,形成背面电极；

s742：采用去膜技术将电极图形外区域的所述负向感光膜去除。

s8，在绝缘基板的背面上划出第二标记线,并根据所述第一标记线、第二标记线、正面外框线以及背面外框线，切割成粒,以获得所薄膜电感器的侧面，并在侧面制出侧面电极，所述侧面电极用以电连接正面电极和背面电极，参见图24至26。

所述步骤s8，具体为：

s81，在绝缘基板的背面上划出第二标记线,根据所述正面外框线以及背面外框线先切除外框线，再根据第一标记线和第二标记线切割成条后，再切割成粒，以露出所述薄膜电感器的侧面。

s82，采用真空溅射方式在侧面先溅射一层金属钛层后溅射一层金属铜层，以制出侧面电极，所述侧面电极用以电连接正面电极和背面电极。

在所述s82步骤之后，还包括：

在所述侧面电极、所述背面电极以及所述正面电极，镀上多层金属层；所述多层金属层的一端搭接在所述绝缘基板的正面电极，另一端搭接在所述背面电极上；其中，所述金属层包括金属镍层以及金属锡层。

具体地，为使产品保持良好的特性，应对使用过程中可能出现的特殊工作环境，此时还需在其表面做一层保护层，此后将产品折成条状，折断面需经溅镀使其金属化，再经滚镀将正面电极、背面电极以及侧面电极进行连同且具有一定厚度，使单颗电感具有良好的导通性。最后按感值要求，q值，阻值等参数条件进行测包。

综上所述，在溅射侧面电极时可以直接让侧面电极和背面电极以及正面电极相连接，因此不会在背面电极和正面的一面上形成台阶结构，使镀覆钛层、铜层、镍层、锡层的工艺更加简单，同时让侧面电极和背面电极的连接更加的良好，使良品率高。同时其内电极集中于同一层面，磁场分布集中，能确保装贴后的器件参数变化不大，在100mhz以上呈现良好的频率特性。另外，绝缘基板的材质为陶瓷材料，同时在背面电极和侧面电极上依次镀上钛层、铜层、镍层和锡层，使本实用新型的薄膜电感器，具有更好的散热性，可以用在功率更高的电路上，提高电感器的实用性。

在上述实施例一的基础上，在本实用新型的一个优选实施例中，所述步骤s5之后，还包括：

s53：在所述绝缘基板的正面覆盖一层干膜式防焊层，参考图27；

s54：在绝缘基板上设置具有隔离层图形的底片，通过曝光的方式，将隔离层图形留在绝缘基板的正面的干膜式防焊层上，参考图28；

s55：通过显影方式，以露出绝缘基板的正面第一标记线的线路图形及感应线圈中央的挂镀铜；

s56：采用真空溅射方式在绝缘基板的正面溅射一层金属铜层，参考图29；

s57：在经上述s51-s56步骤处理后的绝缘基板的正面覆盖一层负向感光膜，参考图30。

在上述实施例一的基础上，在本实用新型的一个优选实施例中，所述步骤s742之后，s8之前还包括：

参考图31，s743，采用印刷方式在正面图形上印上一层标识，用以标识电感方向。

本实用新型第三实施例还提供了一种薄膜电感器,所述薄膜电感器经由如上述的薄膜电感器的制作工艺制备而成。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。