用于集成电感器的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于集成电感器的系统和方法。在一个实施例中，电感器具有基板、布置在基板上的导体和包围导体的至少第一部分的无缝铁磁材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及电气部件，并且更具体地说，涉及。
技术介绍
在目前的电子应用中，分立电感器，例如铁氧体磁珠电感器，经常用于保护导体线 路不受电磁干扰(EMI)。这些EMI滤波器铁氧体磁珠电感器提供高频电阻，其消散热形式的 高频能量。铁氧体电感器的另一应用是用于DC/DC转换器的输出电压平滑。这里，铁氧体 电感器用作具有高存储能量能力的装置。在两种情况下，铁氧体电感器都普遍与电容器一起使用以便提供有效低通特性。 到目前为止，铁氧体电感器被制造成标准矩形两端子封装形式的分立SMD装置。例如，电感 器可用于具有对应于1. Omm乘以0. 5mm的尺寸的0402封装中。随着诸如蜂窝电话和MP3 播放器的移动单元不断变得更小并且需要更大的功率转换功能，分立电感器所需的成本和 大小变成了进一步小型化的限制因素。常规分立电感器使用分层方法来制造。提供铁氧体层，其上一般通过印刷沉积导 体。第二铁氧体层沉积在电感器上，并且将所有东西在一起烘焙以在铁氧体材料中实现连 续磁通。如果例如使用多于一个导电层来提供更高电感，则附加导电层和铁氧体层一个堆 叠在另一个之上，并且提供通路来互连这些导电层。然而，在与其它无源或有源器件较高集 成的情况下分层铁氧体方法受到限制。
技术实现思路
在一个实施例中，电感器具有基板、布置在基板上的导体和包围导体的至少第一 部分的无缝(seemless)铁磁材料。前面已经略述了(更确切地说是概述了)本专利技术的特征。下文将描述本专利技术的另外 的特征，其形成本专利技术的权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体 实施例可以容易地被用作用于修改或设计其它结构或过程的基础以实现本专利技术的相同目 的。本领域技术人员还应当理解，这种等效构造并没有脱离如所附权利要求所阐明的本发 明的精神和范围。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考下面结合附图的描述，在附图中 图1示出实施例电感器；图2a_2g示出实施例电感器的截面图； 图3a_3g示出具有局部磁性填充物的实施例电感器的截面图； 图4a_4e示出表明实施例电感器的制造的截面图和平面图； 图5a_5e示出表明另一实施例电感器的制造的截面图和平面图；图6a_6e示出表明另一实施例电感器的制造的截面图和平面图； 图7a_7d示出表明另一实施例电感器的制造的截面图和平面图； 图8a-8e示出表明另一实施例电感器的制造的截面图和平面图； 图9a_9f示出表明另一实施例电感器的制造的截面图和平面图； 图IOa-IOe示出表明另一实施例电感器的制造的截面图和平面图； 图Ila-Ilc示出实施例电感器形状和磁性材料几何形状的平面图实例； 图12示出包括引线框的另一实施例电感器的截面图； 图13a和13b示出另一实施例电感器的平面图和截面图；以及 图14a和14b示出在同一基板上具有电感器和其它部件的实施例。不同图中的相应数字和标记通常指的是相应部分，除非另外指示。绘制这些图来 清楚地说明本专利技术的实施例的相关方面，并且这些图没有必要按比例绘制。为了更清楚地 说明特定实施例，表示相同结构、材料或工艺步骤的变型的字母可以遵循图号。具体实施例方式下面详细讨论实施例的形成和使用。然而，应当认识到，本专利技术提供可以在很多种 特定情形下来具体实施的多种适用专利技术构思。所讨论的具体实施例仅是为了说明形成和使 用本专利技术的具体方式，而并没有限制本专利技术的范围。将关于特定情形中的实施例，即关于，来描述本发 明。本专利技术的实施例也可以应用于针对其它磁路的系统和方法。在本专利技术的实施例中，导体沉积在基板上，基板材料的一部分被蚀刻掉，并且磁性 材料被填充在导体的多个部分周围且在从基板蚀刻的空隙的一部分内。在实施例中，形成 具有大截面的磁性材料。在其它实施例中，在基板上包括其它电子部件，例如电容器和有源 电路。图1示出根据本专利技术实施例的电感器100。电感器100在基板102的顶部上由导 体绕组104制成。磁性材料108包围导体绕组104来提供闭合磁环110。提供衬垫(pad) 106来产生到导体绕组104的电连接。在实施例中，导体线路104在隔离基板102的顶部上是平面螺旋电感器。可替换 地，导体线路104可以形成环、一个或多个绕组、具有平的或高的高宽比轮廓的螺旋几何形 状、在两个或更多平面中的线圈、螺线管、简单线条或其它几何形状。在本专利技术的实施例中， 用于导体线路104的材料可以包括铜、铝、银、金、上述材料中的任何一个且具有添加的其 它元素的少部分、或其它导电材料。可替换地，导体线路可以由可用在半导体工艺中的其它 材料制成，例如高掺杂的多晶硅。用于基板102的实施例材料包括，但不限于，半导体基板、 隔离材料、陶瓷基板、金属衬垫、复合材料、聚合物基板、或由上述材料的层制成的叠层。在制作电感器100的实施例方法中，导体线路104首先被提供在基板102上。通 过使用物理汽相沉积(PVD)工艺，之后通过构图和蚀刻来提供导体线路104。可替换地，可 以使用在PVD之后是剥离、电镀、印刷、或本领域中已知的其它技术。导体线路104在沉积 在基板102上之后被隔离和钝化。在替换实施例中，导体104保持不被隔离。然后衬垫106 在电感器端子处被提供有导电表面材料，用于进行组装。在一些实施例中，衬垫106具有可 结合或可焊接的表面，以便稍后使用结合线(bondwire)、直接结合、焊料接合或其它的组装形式来进行组装。在其它实施例中，衬垫106具有适于凸块下金属化的可焊接表面，用于稍 后应用于焊料区域，例如焊料球。可替换地，衬垫106可以具有焊料材料。通过除去导体线路104的芯部之中和之下以及电感器区域外部的基板材料来提 供无材料环。在实施例中，这通过在基板102中从顶面到一定深度蚀刻出孔，然后从背面减 薄基板直到到达之前蚀刻的孔为止来实现。可替换地，可以在下方在基板102中蚀刻出空 洞而不形成完整的孔。空腔的几何形状可以完全包住或者部分地包住导体104。在实施例 中，基板102可以通过使用本领域中已知的技术来被蚀刻，所述已知的技术例如是干法蚀 刻、湿法蚀刻、选择性蚀刻、利用光刻掩模的局部蚀刻、使用机械方法的锯切、激光蚀刻或其 它形式的蚀刻。在实施例中，通过利用包含铁氧体颗粒的模具材料(磁性模具)以及形成空腔并限 定磁性材料108的外形尺寸的铸模工具进行铸模来施加磁性材料108。在从铸模工具除去 之后，电感器100被完全封闭在磁性模具中，且衬垫106延伸到表面。可替换地，磁性填充 材料可以是磁性聚合物、磁膏、使用磁性微米颗粒或纳米颗粒的材料、或其它磁性材料。在 本专利技术的实施例中，填充过程可以是注入、压缩、或转移过程，其使用工具来形成空腔以限 制例如模具尺寸。可替换地，可以通过印刷、喷射、旋涂、或不同方法的组合来施加磁性材料 108。由于磁性材料108是在同一工艺步骤中被施加的，因此在一些实施例中磁性材料108 是具有低磁阻的无缝磁性材料。然而，也可以使用用于前面和背面施加磁性材料108的连 续多步工艺。在将磁性材料108施加到电感器100之后，在一些实施例中可以执行随后处 理，例如退火和/或磁场，以便应用磁性材料108的期望的磁特性。在将磁性材料108施加到导体104之后，在本专利技术的实施例中执行随后的工艺步 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种电感器，包括：基板；布置在基板上的导体；和包围导体的至少第一部分的无缝铁磁材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C阿伦斯，G麦克，K普鲁格尔，
申请(专利权)人：C阿伦斯，G麦克，K普鲁格尔，
类型：发明
国别省市：DE