本發(fā)明涉及一種集成無源器件，尤其是一種集成電感結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在無源器件領(lǐng)域中，采用集成電路的加工尺度與加工方法制作的無源器件稱為集成無源器件。由于集成無源器件體積小，器件尺寸可以精確控制，以及易與有源電路集成的諸多優(yōu)勢(shì)成為無源器件發(fā)展的新趨勢(shì)。

集成無源器件既可以與有源電路在同一塊芯片上集成，構(gòu)成系統(tǒng)級(jí)芯片；也可以單獨(dú)作為無源器件模塊，與其他有源器件模塊在封裝級(jí)或板級(jí)做系統(tǒng)集成。

但是，目前現(xiàn)有的集成無源器件主要是基于平面加工工藝的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)極大限制了無源器件性能的發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種集成電感結(jié)構(gòu)，以及此種集成電感結(jié)構(gòu)的制作方法，通過在基體材料的正反面形成一定深度的槽體，然后在槽體內(nèi)制作由導(dǎo)電材料構(gòu)成的立體螺旋線圈，并通過導(dǎo)電通孔實(shí)現(xiàn)電感線圈的串聯(lián)或并聯(lián)；本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了立體三維電感的串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在同樣的電感平面尺寸下實(shí)現(xiàn)更大電感值。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種集成電感結(jié)構(gòu)，包括基體，

在基體的正面結(jié)構(gòu)和背面結(jié)構(gòu)中分別形成有立體螺旋構(gòu)型的上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈；

上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈均有螺旋構(gòu)型內(nèi)圈的內(nèi)端頭和螺旋構(gòu)型外圈的外端頭；上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈除了內(nèi)端頭與外端頭之外的其余金屬走線相分離；

上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈的內(nèi)端頭通過貫穿基體的第一導(dǎo)電通孔連接；

上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈的外端頭各自獨(dú)立地引出至基體正面和背面中的一個(gè)工作面；上導(dǎo)電線圈的外端頭與設(shè)置在相應(yīng)引出工作面的線圈第二電引出端連接；下導(dǎo)電線圈的外端頭與設(shè)置在相應(yīng)引出工作面的線圈第三電引出端連接；

或，

上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈的外端頭通過貫穿基體的第二導(dǎo)電通孔連接；在基體正面和背面中的一個(gè)工作面設(shè)置連接第二導(dǎo)電通孔的線圈第四電引出端。

進(jìn)一步地，在基體正面和背面中的一個(gè)工作面設(shè)置連接第一導(dǎo)電通孔的線圈第一電引出端。

進(jìn)一步地，在上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈的外端頭各自獨(dú)立地引出至基體正面和背面中的一個(gè)工作面的情況時(shí)，線圈第一電引出端、線圈第二電引出端和線圈第三電引出端均設(shè)置在基體背面；上導(dǎo)電線圈的外端頭通過貫穿基體的第三導(dǎo)電通孔連接至基體背面的線圈第二電引出端。

更進(jìn)一步地，在基體的正面和背面均設(shè)置了絕緣層；線圈第一電引出端、線圈第二電引出端和線圈第三電引出端露出基體背面的絕緣層。

進(jìn)一步地，在上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈的外端頭通過貫穿基體的第二導(dǎo)電通孔連接的情況時(shí)，線圈第一電引出端和線圈第四電引出端均設(shè)置在基體背面。

更進(jìn)一步地，在基體的正面和背面均設(shè)置了絕緣層；線圈第一電引出端和線圈第四電引出端露出基體背面的絕緣層。

更優(yōu)地，上導(dǎo)電線圈和/或下導(dǎo)電線圈中間的基體材料以及外圍一圈的基體材料被去除，形成空腔；上導(dǎo)電線圈和/或下導(dǎo)電線圈與空腔底部的基體保持連接。

進(jìn)一步地，上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈的螺旋構(gòu)型為方形，六角形，八角形或圓形。

更優(yōu)地，在基體正面的絕緣層上還設(shè)有貼裝芯片的金屬焊盤。

一種集成電感結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

步驟S1，提供基體，在基體的正面通過刻蝕的方法形成螺旋構(gòu)型的槽體；槽體的深度小于基體的厚度；

步驟S2，然后在基體正面結(jié)構(gòu)的槽體中填充導(dǎo)電金屬，形成立體螺旋構(gòu)型的上導(dǎo)電線圈；在基體正面覆蓋絕緣層；

步驟S3，在基體的背面通過刻蝕的方法形成螺旋構(gòu)型的槽體；然后在基體背面結(jié)構(gòu)的槽體中填充導(dǎo)電金屬，形成立體螺旋構(gòu)型的下導(dǎo)電線圈；

步驟S4，在基體中形成貫穿基體的第一導(dǎo)電通孔，用于連接上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈的內(nèi)端頭；

在基體中形成貫穿基體的第三導(dǎo)電通孔，用于連接上導(dǎo)電線圈的外端頭并引出至基體背面；

步驟S5，在基體背面覆蓋絕緣層，然后在基體背面制作焊盤，分別形成線圈第一電引出端、線圈第二電引出端和線圈第三電引出端；

線圈第一電引出端、線圈第二電引出端和線圈第三電引出端分別與第一導(dǎo)電通孔下端、第三導(dǎo)電通孔下端和下導(dǎo)電線圈的外端頭連接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）采用三維通孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)立體三維電感的并聯(lián)或者串聯(lián)。

2）在同樣的電感平面尺寸下實(shí)現(xiàn)更大電感值，極大提高了產(chǎn)品的性價(jià)比和質(zhì)量可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈串聯(lián)成立體電感結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的上導(dǎo)電線圈和下導(dǎo)電線圈并聯(lián)成立體電感結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的空心導(dǎo)電線圈的示意圖。

圖4為本發(fā)明的制作方法步驟一示意圖。

圖5為本發(fā)明的制作方法步驟二示意圖。

圖6為本發(fā)明的制作方法步驟三示意圖。

圖7為本發(fā)明的制作方法步驟四示意圖。

圖8為本發(fā)明的制作方法步驟五示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

集成電感結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，包括一個(gè)基體1，基體所用材料可以是玻璃，藍(lán)寶石、硅或陶瓷等；

在基體1的正面和背面均先開有螺旋構(gòu)型的槽體2；槽體2的深度小于基體1的厚度；所述槽體2中填充有導(dǎo)電金屬，分別形成立體螺旋構(gòu)型的上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4；由于槽體2具有一定深度，因此所形成的上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4為立體螺旋構(gòu)型，而非平面螺旋構(gòu)型；因而上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4分別位于基體1的正面結(jié)構(gòu)和背面結(jié)構(gòu)中，而非設(shè)置在基體1的表面；

圖1中，上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4的螺旋構(gòu)型為方形，也可以是六角形，八角形或圓形等其它類似形狀；

上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4均有螺旋構(gòu)型內(nèi)圈的內(nèi)端頭和螺旋構(gòu)型外圈的外端頭；上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4除了內(nèi)端頭與外端頭之外的其余金屬走線相分離；上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4的金屬走線可以如圖中所示在垂直方向相對(duì)準(zhǔn)，也可以交錯(cuò)分布；

上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4相當(dāng)于兩個(gè)集成電感，該兩個(gè)集成電感可以單獨(dú)使用，或者串聯(lián)使用，或者并聯(lián)使用；

上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4的內(nèi)端頭在垂直方向的位置一致，并通過貫穿基體1的第一導(dǎo)電通孔5連接；在基體1背面設(shè)置連接第一導(dǎo)電通孔5的線圈第一電引出端6；線圈第一電引出端6位于第一導(dǎo)電通孔5正下方，其通常是焊盤或者焊球；

圖1中的兩個(gè)集成電感可單獨(dú)使用或者串聯(lián)使用，此種情況，上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4的外端頭各自獨(dú)立地引出至基體1正面和背面中的一個(gè)工作面；上導(dǎo)電線圈3的外端頭與設(shè)置在相應(yīng)引出工作面的線圈第二電引出端7連接；下導(dǎo)電線圈4的外端頭與設(shè)置在相應(yīng)引出工作面的線圈第三電引出端8連接；線圈第二電引出端7和線圈第三電引出端8可以是焊盤或焊球；

本例中，線圈第一電引出端6、線圈第二電引出端7和線圈第三電引出端8均設(shè)置在基體1背面；是為了可以利用基體1的正面安裝其它芯片，以便于集成電感可以與其它芯片制作于同一個(gè)封裝體內(nèi)，形成的器件結(jié)構(gòu)更緊湊；下導(dǎo)電線圈4的外端頭因?yàn)槲挥诨w背面槽體中，自然地可以引出至基體背面；為了將上導(dǎo)電線圈3的外端頭引出至基體背面，在基體1中設(shè)貫穿基體1的第三導(dǎo)電通孔11，上導(dǎo)電線圈3的外端頭通過貫穿基體1的第三導(dǎo)電通孔11連接至基體背面的線圈第二電引出端7。

當(dāng)采用線圈第二電引出端7和線圈第三電引出端8與外電路連接，則此時(shí)上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4串聯(lián)使用；當(dāng)采用線圈第一電引出端6和線圈第二電引出端7，或線圈第一電引出端6和線圈第三電引出端8與外電路連接，則 此時(shí)上導(dǎo)電線圈3或下導(dǎo)電線圈4單獨(dú)使用；如果僅僅需要兩個(gè)集成電感串聯(lián)使用的話，則線圈第一電引出端6就無需設(shè)置。

另外，當(dāng)基體1正面不需要設(shè)置其它芯片時(shí)，上導(dǎo)電線圈3的外端頭可以就近向基體1的正面引出，連接上導(dǎo)電線圈3外端頭的線圈第二電引出端7也位于基體1正面，此種情況無需在基體1中設(shè)置貫穿基體1的第三導(dǎo)電通孔11；

圖2中的兩個(gè)集成電感為并聯(lián)使用，此種情況，上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4的外端頭在垂直方向的位置一致，并通過貫穿基體1的第二導(dǎo)電通孔9連接；在基體1正面和背面中的一個(gè)工作面設(shè)置連接第二導(dǎo)電通孔9的線圈第四電引出端10；線圈第四電引出端10可以是焊盤或焊球；

本例中，線圈第一電引出端6和線圈第四電引出端10均設(shè)置在基體1背面，原因同上所述，為了可以利用基體1的正面安裝其它芯片；其它實(shí)施例中，線圈第四電引出端10也可以設(shè)置在基體1正面；

上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4的內(nèi)端頭、外端頭分別通過第一導(dǎo)電通孔5、第二導(dǎo)電通孔9連接，因此構(gòu)成了并聯(lián)連接，當(dāng)線圈第一電引出端6和線圈第四電引出端10與外電路連接，此時(shí)兩個(gè)集成電感并聯(lián)使用；

在基體1的正面和背面均設(shè)置了絕緣層12；線圈第一電引出端6、線圈第二電引出端7、線圈第三電引出端8、線圈第四電引出端10露出基體背面的絕緣層。

在基體正面的絕緣層12上還可以設(shè)置金屬焊盤，以實(shí)現(xiàn)在基體1正面的絕緣層12上貼裝其它芯片，連接其它芯片的金屬焊盤可通過導(dǎo)線與集成電感的連接端（線圈第一電引出端6、線圈第二電引出端7、線圈第三電引出端8、線圈第四電引出端10）相連。

為了進(jìn)一步提高集成電感的性能參數(shù)，比如提高Q值，如圖3所示，上導(dǎo)電線圈3和/或下導(dǎo)電線圈4中間的基體材料以及外圍一圈的基體材料被去除，形成空腔13；上導(dǎo)電線圈3和/或下導(dǎo)電線圈4與空腔13底部的基體1保持連接。

一種集成電感結(jié)構(gòu)通過以下的方法制作；

步驟S1，如圖4所示，提供基體1，在基體1的正面通過刻蝕的方法形成螺旋構(gòu)型的槽體2；

步驟S2，如圖5所示，然后在基體1正面結(jié)構(gòu)的槽體2中填充導(dǎo)電金屬，形成立體螺旋構(gòu)型的上導(dǎo)電線圈3；在基體1正面覆蓋絕緣層12；

此步驟中，導(dǎo)電金屬可通過電鍍或?yàn)R射的方法填充；絕緣層12可通過印刷、噴涂或旋涂的方法形成；

在基體1正面覆蓋絕緣層12之后，還可以通過刻蝕絕緣層和基體材料的方法，去除上導(dǎo)電線圈3中間的基體材料以及外圍一圈的基體材料，形成空腔13；上導(dǎo)電線圈3與相應(yīng)側(cè)空腔13底部的基體1保持連接；上導(dǎo)電線圈3成為空心線圈后可提高線圈的Q值；

步驟S3，如圖6所示，在基體1的背面通過刻蝕的方法形成螺旋構(gòu)型的槽體2；然后在基體1背面結(jié)構(gòu)的槽體2中填充導(dǎo)電金屬，形成立體螺旋構(gòu)型的下導(dǎo)電線圈4；

導(dǎo)電金屬可通過電鍍或?yàn)R射的方法填充；

步驟S4，如圖7所示，在基體1中形成貫穿基體1的第一導(dǎo)電通孔5，用于連接上導(dǎo)電線圈3和下導(dǎo)電線圈4的內(nèi)端頭；

在基體1中形成貫穿基體1的第三導(dǎo)電通孔11，用于連接上導(dǎo)電線圈3的外端頭并引出至基體1背面；

導(dǎo)電通孔可通過先刻蝕形成孔，再在孔中填充導(dǎo)電金屬實(shí)現(xiàn)；

步驟S5，如圖8所示，在基體1背面覆蓋絕緣層12，然后在基體1背面制作焊盤，分別形成線圈第一電引出端6、線圈第二電引出端7和線圈第三電引出端8；

線圈第一電引出端6、線圈第二電引出端7和線圈第三電引出端8分別與第一導(dǎo)電通孔5下端、第三導(dǎo)電通孔11下端和下導(dǎo)電線圈4的外端頭連接；

可選地，在基體1背面通過刻蝕絕緣層和基體材料的方法，去除下導(dǎo)電線圈4中間的基體材料以及外圍一圈的基體材料，形成空腔13；下導(dǎo)電線圈4與相應(yīng)側(cè)空腔13底部的基體1保持連接。

上述方法用于制作兩個(gè)可串聯(lián)連接的集成電感；可并聯(lián)連接的集成電感的制作方法類似，僅有個(gè)別導(dǎo)電通孔的位置區(qū)別，不再贅述。