磁芯线圈及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种磁芯线圈的制备方法，包括如下步骤：1)制备底层导线；2)制备第一铜立柱层和第一绝缘层，其中第一绝缘层由第一光刻胶直接固化形成；3)制备磁芯导电层；4)制备第二铜立柱层、第二绝缘层、磁芯；5)制备第三铜立柱层、第三绝缘层，其中第三绝缘层由第三光刻胶直接固化形成；6)制备上层导线。本发明专利技术提供的磁芯线圈的制造方法，将三维图像分割为相互独立相互联系的二维的层结构，通过将磁芯线圈划分为多个相互独立且相互联系的层结构，通过简单的分层制造能够获得结构复杂的磁芯线圈，不需后续的刻蚀工艺，适合低成本的三维磁感线圈的制作。

Magnetic core coil and its preparation method

The invention relates to a method for preparing a magnetic core coil, which comprises the following steps: 1) preparing a bottom conductor; 2) preparing a first copper pillar layer and a first insulating layer, wherein the first insulating layer is directly cured by a first photoresist; 3) preparing a core conductive layer; 4) preparing a second copper pillar layer, a second insulating layer, and a magnetic core; 5) preparing a third layer; Copper column layer, the third insulating layer, in which the third insulating layer is directly cured by the third photoresist; 6) Preparation of the upper layer conductor. The manufacturing method of the magnetic core coil provided by the invention divides the three-dimensional image into two-dimensional layers which are independent and interconnected with each other. By dividing the magnetic core coil into several layers which are independent and interconnected with each other, the complex magnetic core coil can be obtained by simple layered manufacturing without subsequent etching process. It is suitable for making low cost three-dimensional magnetic coil.

【技术实现步骤摘要】
磁芯线圈及其制备方法
本专利技术涉及电子元器件领域，特别是涉及一种磁芯线圈及其制备方法。
技术介绍
电子元器件的小型化是电子产品的小型化、微型化的前提，而电感器件如磁芯线圈是电子电路必不可少的重要元件，因此电感器件的微型化备受关注。MEMS工艺是近些年兴起的制造工艺，其制作得到的微器件具有体积小、重量轻、集成度高、使用寿命长、易于大批量生产等优点。随着MEMS工艺的不断成熟，也有越来越多的磁芯线圈采用MEMS工艺制作。但是现有MEMS工艺制备得到的磁芯线圈工序种类繁多且工艺复杂，例如需要干法刻蚀等。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种制备工序简单的磁感线圈及其制作方法。本专利技术提供一种磁芯线圈的制备方法，包括如下步骤：1)制备底层导线；2)制备第一铜立柱层和第一绝缘层，其中第一绝缘层由第一光刻胶直接固化形成；3)制备磁芯导电层；4)制备第二铜立柱层、第二绝缘层、磁芯，其中，所述制备第二绝缘层、第二铜立柱层、磁芯的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂第二光刻胶、曝光、显影，同时制备得到所述第二铜立柱层、磁芯的图形，所述第二铜立柱层位置与所述第一铜立柱层的位置重合，所述磁芯的位置与所述磁芯导电层的位置重合；通过电镀处理，在所述第二铜立柱层的图形上制备得到所述第二铜立柱层，在所述磁芯的图形上制备得到所述磁芯；通过固化处理使第二光刻胶固化，形成所述第二绝缘层；5)制备第三铜立柱层、第三绝缘层，其中第三绝缘层由第三光刻胶直接固化形成；6)制备上层导线。进一步地，所述第一光刻胶、第二光刻胶、第三光刻胶为正性光刻胶。进一步地，所述第一光刻胶、第二光刻胶、第三光刻胶的固化处理的温度均为200℃～240℃，固化处理的时间为18min～22min。进一步地，步骤2)所述制备第一绝缘层和第一铜立柱层的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂第一光刻胶、曝光、显影，制备得到所述第一铜立柱的图形；通过电镀处理，在第一铜立柱的图形上制备得到所述第一铜立柱层；通过固化处理使所述第一光刻胶固化，制备得到所述第一绝缘层。进一步地，步骤5)所述制备第三绝缘层、第三铜立柱层的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂所述第三光刻胶、曝光、显影，制备得到所述第三铜立柱层的图形，所述第三铜立柱层的位置与第一铜立柱层及第二铜立柱层的位置重合；通过电镀处理，在所述第三铜立柱层的图形上制备得到所述第三铜立柱层；以及通过固化处理使所述第三光刻胶固化，制备得到所述第三绝缘层。进一步地，步骤3)所述制备磁芯导电层的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂第四光刻胶、曝光、显影，制备得到所述磁芯导电层的图形；通过溅射处理，在所述磁芯导电层的图形上制备得到所述磁芯导电层；通过剥离处理，去除所述第四光刻胶。进一步地，所述溅射处理的具体过程包括：先在所述磁芯导电层的图形上溅射而形成一Cr金属层，再在Cr金属层的表面溅射而形成一Cu金属层，其中，所述Cr金属层和Cu金属层构成所述磁芯导电层。本专利技术还提供一种采用上述方法制备得到的磁芯线圈，该磁芯线圈包括底层导线、绝缘层、铜立柱层、磁芯导电层、磁芯和上层导线，所述铜立柱层由第一铜立柱层、第二铜立柱层和第三铜立柱层构成，所述绝缘层由第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层构成，其中所述第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层分别由所述第一光刻胶、第二光刻胶、第三光刻胶直接固化处理得到。进一步地，所述第一光刻胶、第二光刻胶、第三光刻胶的材料均为正性光刻胶，具体地，均可选用AZ系列光刻胶。进一步地，所述第一绝缘层的厚度为1.04μm～2.4μm、第二绝缘层的厚度为4.2μm～24μm、第三绝缘层的厚度为1.04μm～2.4μm。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的磁芯线圈的制造方法，将三维的磁芯线圈分割为相互独立相互联系的二维层结构，通过简单的分层制造就能够获得结构复杂的磁芯线圈，不需后续的刻蚀工艺，适合制作低成本复杂图形的磁感线圈。本专利技术可一次性光刻得到第二铜立柱层和磁芯的图形且两图形之间互不导通，后续可直接通过连续两次电镀得到第二铜立柱层和磁芯，制备方法简单。此外，在磁感线圈的制备过程中，可直接通过固化光刻胶制备得到绝缘层，不需先将光刻胶剥离再沉积绝缘材料，避免了现有技术中需额外制作绝缘层的技术问题，能够大大提高制备效率，节约制作工序和成本。附图说明图1为本专利技术经步骤S1得到的磁芯线圈的底层导线的结构示意图；图2为本专利技术经步骤S2得到的磁芯线圈的第一绝缘层、第一铜立柱层的结构示意图；图3为本专利技术经步骤S3得到的磁芯线圈的磁芯导线层的结构示意图；图4为本专利技术经步骤S4得到的磁芯线圈的第二铜立柱层、磁芯的图形的结构示意图；图5为本专利技术经步骤S4得到的磁芯线圈的第二铜立柱层的结构示意图；图6为本专利技术经步骤S4得到的磁芯线圈的磁芯的结构示意图；图7为本专利技术经步骤S5得到的磁芯线圈的第三绝缘层、第三铜立柱层的结构示意图；图8为本专利技术经步骤S6得到的磁芯线圈的上层导线的结构示意图；图9为本专利技术制备得到的磁芯线圈的结构示意图。其中，10表示基底；11表示底层导线；12表示第一铜立柱层，13表示第一绝缘层，14表示磁芯导电层，15表示第二光刻胶，16表示第二铜立柱层，17表示磁芯，18表示第三铜立柱层，19表示第三绝缘层，20表示上层导线。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种磁芯线圈的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：制备底层导线；步骤S2：制备第一铜立柱层和第一绝缘层，其中第一绝缘层由第一光刻胶直接固化形成；步骤S3：制备磁芯导电层；步骤S4：制备第二铜立柱层、第二绝缘层、磁芯，所述制备第二绝缘层、第二铜立柱层、磁芯的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂第二光刻胶、曝光、显影，同时制备得到所述第二铜立柱层、磁芯的图形，所述第二铜立柱层位置和所述第一铜立柱层的位置重合，所述磁芯的位置与所述磁芯导电层的位置重合；通过电镀处理，在所述第二铜立柱层的图形上制备得到所述第二铜立柱层，在所述磁芯的图形上制备得到所述磁芯；通过固化处理使第二光刻胶固化，制备得到所述第二绝缘层；步骤S5：制备第三铜立柱层、第三绝缘层，其中第三绝缘层由第三光刻胶直接固化形成；步骤S6：制备上层导线。参见图1，在步骤S1中，制备得到底层导线11的具体过程包括：S11，在基底10上，通过光刻处理旋涂第五光刻胶、曝光、显影，制备得到底层导线的图形；S12，通过溅射处理，在底层导线的图形上制备得到底层导线；S13，通过剥离处理，去除第五光刻胶。经过上述步骤，即可制备得到底层导线11。在步骤S11中，第五光刻胶的旋涂厚度为1.3μm～3μm，曝光时间为5s～10s，显影45s～70s。考虑到得到的底层导线的图形的可靠性，还可在显影后进行烘烤处理，烘烤处理的温度为100℃～110℃，时间为1.3min～1.7min。其中，第五光刻胶为正性光刻胶，主要由光敏感剂、树脂和有机溶剂构成，例如可选用AZ系列光刻胶。在步骤S12中，溅射处理的具体过程包括：先在底层导线的图形上溅射而形成一Cr金属层，再在Cr金属层的表面溅射而形成一Cu金属层，其中，Cr金属层和Cu金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁芯线圈的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备底层导线；2)制备第一铜立柱层和第一绝缘层，其中第一绝缘层由第一光刻胶直接固化形成；3)制备磁芯导电层；4)制备第二铜立柱层、第二绝缘层、磁芯，其中，所述制备第二绝缘层、第二铜立柱层、磁芯的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂第二光刻胶、曝光、显影，同时制备得到所述第二铜立柱层、磁芯的图形，所述第二铜立柱层位置与所述第一铜立柱层的位置重合，所述磁芯的位置与所述磁芯导电层的位置重合；通过电镀处理，在所述第二铜立柱层的图形上制备得到所述第二铜立柱层，在所述磁芯的图形上制备得到所述磁芯；通过固化处理使第二光刻胶固化，形成所述第二绝缘层；5)制备第三铜立柱层、第三绝缘层，其中第三绝缘层由第三光刻胶直接固化形成；6)制备上层导线。

【技术特征摘要】
1.一种磁芯线圈的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备底层导线；2)制备第一铜立柱层和第一绝缘层，其中第一绝缘层由第一光刻胶直接固化形成；3)制备磁芯导电层；4)制备第二铜立柱层、第二绝缘层、磁芯，其中，所述制备第二绝缘层、第二铜立柱层、磁芯的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂第二光刻胶、曝光、显影，同时制备得到所述第二铜立柱层、磁芯的图形，所述第二铜立柱层位置与所述第一铜立柱层的位置重合，所述磁芯的位置与所述磁芯导电层的位置重合；通过电镀处理，在所述第二铜立柱层的图形上制备得到所述第二铜立柱层，在所述磁芯的图形上制备得到所述磁芯；通过固化处理使第二光刻胶固化，形成所述第二绝缘层；5)制备第三铜立柱层、第三绝缘层，其中第三绝缘层由第三光刻胶直接固化形成；6)制备上层导线。2.根据权利要求1所述的磁芯线圈的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶、第二光刻胶、第三光刻胶为正性光刻胶。3.根据权利要求1所述的磁芯线圈的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶、第二光刻胶、第三光刻胶的固化处理的温度均为200℃～240℃，固化处理的时间为18min～22min。4.根据权利要求1所述的磁芯线圈的制备方法，其特征在于，步骤2)所述制备第一绝缘层和第一铜立柱层的具体过程包括：通过光刻处理，旋涂第一光刻胶、曝光、显影，制备得到所述第一铜立柱的图形；通过电镀处理，在第一铜立柱的图形上制备得到所述第一铜立柱层；通过固化处理使所述第一光刻胶固化，制备得到所述第一绝缘层。5.根据权利要求1所述的磁芯线圈的制备方法，其特征在于，步骤5)所述制备第三绝缘层、第三铜立柱层的具体过程包括：通过光刻处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮勇，尤政，杨建中，盛文海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11