本發(fā)明涉及晶圓級(jí)半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的晶圓級(jí)半導(dǎo)體工藝是利用PVD、電鍍等工藝手段來(lái)實(shí)現(xiàn)晶圓表面金屬互聯(lián)，現(xiàn)有的片上電感結(jié)構(gòu)一般都是二維的金屬線(xiàn)圈，電感性能受到極大限制，雖然工藝復(fù)雜，但是該類(lèi)互聯(lián)結(jié)構(gòu)很難形成高質(zhì)量的電感。

一般的表面貼裝型態(tài)(surface mount type，SMT) 的電感器因尺寸較大且造價(jià)昂貴，并不適于作為集成封裝模塊的大規(guī)模應(yīng)用。因此，發(fā)展同時(shí)具備小尺寸、低造價(jià)、可提供高質(zhì)量性能的電感十分有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有晶圓級(jí)電感較低質(zhì)量的弱點(diǎn)，提供一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)，利用三維電感金屬弧線(xiàn)實(shí)現(xiàn)三維電感結(jié)構(gòu)，并能夠大幅提升電感性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)基體，在所述基體的一個(gè)表面制作有金屬布線(xiàn)層，并在基體的所述一個(gè)表面和金屬布線(xiàn)層上覆蓋一保護(hù)層；

在保護(hù)層上設(shè)開(kāi)口，露出金屬布線(xiàn)層上的電感走線(xiàn)和輸入輸出走線(xiàn)，作為電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)；各電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)間隔分布；

采用向上拱起的三維電感金屬弧線(xiàn)逐次連接相鄰的兩根電感走線(xiàn)，形成一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述輸入輸出走線(xiàn)位于串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；該串聯(lián)結(jié)構(gòu)兩端的電感走線(xiàn)與輸入輸出走線(xiàn)之間也采用三維電感金屬弧線(xiàn)連接；

所述的三維玻璃電感結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)保護(hù)帽，所述保護(hù)帽遮蔽所有的三維電感金屬弧線(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述基體采用玻璃基體或藍(lán)寶石基體或陶瓷基體。

更進(jìn)一步地，所述保護(hù)帽為空心結(jié)構(gòu)，所述輸入輸出走線(xiàn)向外延伸至保護(hù)帽外側(cè)。

或者，所述保護(hù)帽為實(shí)心結(jié)構(gòu)，保護(hù)帽將輸入輸出走線(xiàn)也遮蔽在內(nèi)；輸入輸出走線(xiàn)通過(guò)基體中的導(dǎo)電通孔引接至基體的另一個(gè)表面。

進(jìn)一步地，所述電感走線(xiàn)縱向走向平行排列，三維電感金屬弧線(xiàn)對(duì)角連接相鄰兩根電感走線(xiàn)。

進(jìn)一步地，三維電感金屬弧線(xiàn)拱起區(qū)域內(nèi)填充有磁性材料。

進(jìn)一步地，相鄰的電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)間連接一根或多根三維電感金屬弧線(xiàn)。

一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)的制作工藝，包括以下步驟：

步驟S1，提供玻璃基體，在玻璃基體的一個(gè)表面制作金屬布線(xiàn)層，并在玻璃基體的所述一個(gè)表面和金屬布線(xiàn)層上覆蓋一保護(hù)層；

步驟S2，然后在保護(hù)層上設(shè)開(kāi)口，露出金屬布線(xiàn)層上的電感走線(xiàn)和輸入輸出走線(xiàn)，作為電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)；電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)包括電感走線(xiàn)和輸入輸出走線(xiàn)；露出的電感走線(xiàn)縱向走向平行排列；

步驟S3，采用引線(xiàn)鍵合工藝實(shí)現(xiàn)相鄰電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)的連接；具體采用向上拱起的三維電感金屬弧線(xiàn)通過(guò)引線(xiàn)鍵合工藝逐次連接相鄰的兩根電感走線(xiàn)，形成一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)；該串聯(lián)結(jié)構(gòu)兩端的電感走線(xiàn)與輸入輸出走線(xiàn)之間也采用三維電感金屬弧線(xiàn)通過(guò)引線(xiàn)鍵合工藝連接；

輸入輸出走線(xiàn)位于串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；呈橫向分布；

步驟S4，設(shè)置一個(gè)保護(hù)帽，將所有的三維電感金屬弧線(xiàn)遮蔽在內(nèi)。

進(jìn)一步地，步驟S4中的保護(hù)帽為空心結(jié)構(gòu)，輸入輸出走線(xiàn)向外延伸至保護(hù)帽外側(cè)；

或者，步驟S4中的保護(hù)帽為實(shí)心結(jié)構(gòu)，將所有的三維電感金屬弧線(xiàn)以及輸入輸出走線(xiàn)封裝在保護(hù)帽內(nèi)；步驟S4后還包括：

步驟S5，從玻璃基體的另一個(gè)表面在玻璃基體中開(kāi)導(dǎo)電通孔，并在導(dǎo)電通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬，使得導(dǎo)電通孔電連接輸入輸出走線(xiàn)。

進(jìn)一步地，步驟S3中，三維電感金屬弧線(xiàn)對(duì)角連接相鄰兩根電感走線(xiàn)；相鄰的電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)間連接一根或多根三維電感金屬弧線(xiàn)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)現(xiàn)了微小結(jié)構(gòu)的晶圓級(jí)高性能電感結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性的應(yīng)用三維電感金屬弧線(xiàn)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的三維電感結(jié)構(gòu)，比現(xiàn)有的晶圓級(jí)表面二維螺旋布線(xiàn)工藝制作的結(jié)構(gòu)成本更低，同時(shí)對(duì)弧線(xiàn)結(jié)構(gòu)增加保護(hù)結(jié)構(gòu)，最終得到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量可靠的三維電感結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S1和S2示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S3引線(xiàn)鍵合示意圖。

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)俯視角度示意圖。

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例一中設(shè)置的保護(hù)帽示意圖。

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例二中設(shè)置的保護(hù)帽示意圖。

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(shuō)明。

實(shí)施例一，

本實(shí)施例提出的三維玻璃電感結(jié)構(gòu)，通過(guò)以下步驟制作：

步驟S1，如圖1所示，提供玻璃基體1，在玻璃基體1的一個(gè)表面制作金屬布線(xiàn)層2（RDL層），并在玻璃基體1的所述一個(gè)表面和金屬布線(xiàn)層2上覆蓋一保護(hù)層3；

基體1材料優(yōu)選采用玻璃；由于玻璃材料的介電常數(shù)優(yōu)于硅片的介電常數(shù)，所以采用玻璃材料將得到高質(zhì)量的電感；

基體1的材料也可選用藍(lán)寶石、陶瓷或者前者與玻璃的混合材料；保護(hù)層3可采用阻焊材料；

步驟S2，然后在保護(hù)層3上設(shè)開(kāi)口，露出金屬布線(xiàn)層2上的電感走線(xiàn)201和輸入輸出走線(xiàn)202，作為電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)；本例中，電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)包括電感走線(xiàn)201和輸入輸出走線(xiàn)202；保護(hù)層3的開(kāi)口可通過(guò)刻蝕工藝形成；

露出的電感走線(xiàn)201縱向走向平行排列，而輸入輸出走線(xiàn)202位于電感走線(xiàn)201兩側(cè)；

步驟S3，如圖2所示，采用引線(xiàn)鍵合工藝實(shí)現(xiàn)相鄰電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)的連接；具體采用向上拱起的三維電感金屬弧線(xiàn)4通過(guò)引線(xiàn)鍵合工藝逐次連接相鄰的兩根電感走線(xiàn)201，形成一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)；該串聯(lián)結(jié)構(gòu)兩端的電感走線(xiàn)201與輸入輸出走線(xiàn)202之間也采用三維電感金屬弧線(xiàn)4通過(guò)引線(xiàn)鍵合工藝連接；

通過(guò)三維金屬弧線(xiàn)4連接相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，該弧線(xiàn)下方由于采用空氣作為介質(zhì)，因?yàn)榭諝獾慕殡姵?shù)是目前僅次于真空的材料，所以通過(guò)該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的電感，也可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的電感性能；

三維電感金屬弧線(xiàn)4材料為金、銀、銅、鋁以及以前面材料為主要成分的合金材料；三維電感金屬弧線(xiàn)4可以是線(xiàn)型或者帶型；

此步驟中，優(yōu)選地，三維電感金屬弧線(xiàn)4對(duì)角連接相鄰兩根電感走線(xiàn)201，可以增加電感值；如圖3所示；

相鄰的電感線(xiàn)圈節(jié)點(diǎn)間可以連接一根或多根三維電感金屬弧線(xiàn)4；連接多根三維電感金屬弧線(xiàn)4可一方面增加電感值，另一方面起到一定冗余作用；

輸入輸出走線(xiàn)202位于串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；呈橫向分布；

可選的步驟S301，在三維電感金屬弧線(xiàn)4的拱起區(qū)域401內(nèi)填充磁性材料，通過(guò)引入磁性材料，可以使電感的感值大幅提高，滿(mǎn)足更高端的需求；

步驟S4，如圖4所示，設(shè)置一個(gè)保護(hù)帽5，將所有的三維電感金屬弧線(xiàn)4遮蔽在內(nèi)；該保護(hù)帽5確保該結(jié)構(gòu)內(nèi)的三維金屬弧線(xiàn)4免受外界環(huán)境的影響，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性；

在本例中，保護(hù)帽5為空心結(jié)構(gòu)，對(duì)三維電感金屬弧線(xiàn)4起到保護(hù)作用；而輸入輸出走線(xiàn)202作為電感的輸入輸出端口，必須向外延伸至保護(hù)帽5外側(cè)；

實(shí)施例二，

步驟S1，S2，S3，同實(shí)施例一；

本實(shí)施例與實(shí)施例一的主要區(qū)別在于，

1）不需要步驟S301；

2）在步驟S4中，設(shè)置一個(gè)實(shí)心結(jié)構(gòu)的保護(hù)帽5；可采用塑封材料或其它封裝材料形成實(shí)心結(jié)構(gòu)的保護(hù)帽5，將所有的三維電感金屬弧線(xiàn)4以及輸入輸出走線(xiàn)202封裝在保護(hù)帽內(nèi)；如圖5所示；

然后進(jìn)行步驟S5，從基體1的另一個(gè)表面在基體1中開(kāi)導(dǎo)電通孔6，并在導(dǎo)電通孔6內(nèi)填充導(dǎo)電金屬，使得導(dǎo)電通孔6電連接輸入輸出走線(xiàn)202；

開(kāi)導(dǎo)電通孔6的工藝可采用干法刻蝕或者濕法刻蝕、也可以采用激光打孔的方式；

輸入輸出走線(xiàn)202通過(guò)基體1中的導(dǎo)電通孔6可引接至基體1的另一個(gè)表面；

通過(guò)導(dǎo)電通孔6引至背面的方式將使產(chǎn)品的實(shí)際XY向尺寸縮小至最小值，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比，減小產(chǎn)品的面積。