一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，属于无源器件制造领域。其包括衬底（110）、一层以上形成中央电感线圈区域的电感结构的金属布线层（200）和两侧电极区域的电极（300），不同的金属布线层（200）之间通过所述介电层通孔（401）进行电气连接，金属布线层（200的其中两层金属布线层Ⅰ（210）和金属布线层Ⅱ（220）向两侧电极区域延伸，并分别与两侧等高度的电极（300）连接，在最上层金属布线层（200）表面覆盖表面保护层（500），并设置表面保护层开口（501），表面保护层开口（501）的横截面呈矩形，其内设置电极端子（600）。本实用新型专利技术的电感精度更高、厚度更薄、可靠性更高，可克服贴装单侧翘起缺陷，实现高密度贴装。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件
本技术涉及一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，属于无源器件制造领域。
技术介绍
电感是电子装置中必不可少的元器件，随着电子装置尤其是手机等手持电子装置小型化的趋势，电感尺寸也越来越小。目前，无线通讯用射频电感型号主要有0201尺寸和0402尺寸(英制)，其中，0201尺寸型号的封装体长度在500微米到700微米之间，宽度在250微米到350微米之间，高度在250微米到350微米之间；0402尺寸型号的封装体长度在900微米到1100微米之间，宽度在400微米到600微米之间，高度在450微米到550微米之间。传统的电感主要是通过多层低温共烧陶瓷工艺(LTCC工艺)制作而成，其外形如图1所示。在这种电感结构中其两端包裹有导电电极，通过表面贴装工艺安装在线路板上，在组装的回流过程中，焊锡在润湿力的驱动下会攀爬到电极的侧壁上，如图2左图所示。如图2右图所示，随着电感器件不断缩小，其自身重量也越来越轻，在表面贴装过程中如果电感两电极与焊锡的润湿力不平衡就会导致电感一端翘起，造成组装不良，大大降低了组装良率。另外，由于焊锡会攀爬到电极侧壁，组装时如果两个电感离的太近就很容易出现焊锡连桥，因此在设计线路板时需要将两个器件的距离拉开，这样就损失了电路板面积，不能实现高密度贴装。在LTCC工艺中，用以形成电感线圈的金属线路是通过印刷烧结的方式形成的，由于印刷工艺能力限制，金属线路尺寸精度不高，也无法实现窄节距线路印刷，因此采用此工艺制作的电感其精度较低，通常小于4nH的电感其精度只能达到+/-0.3nH，无法满足高效射频系统的需求。另外，如图3所示，采用LTCC工艺的电感通常为多层结构，线路分布在电感的整个厚度范围内，因此很难实现超薄封装。
技术实现思路
承上所述，本技术的目的在于克服上述传统陶瓷电感器件的不足，提供一种电感精度更高、厚度更薄、可靠性更高、可克服贴装单侧翘起缺陷、实现高密度贴装的采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件。本技术的目的是这样实现的:—种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，其中央为电感线圈区域，两侧的表层为电极区域，一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，包括衬底、一层以上形成中央电感线圈区域的电感结构的金属布线层和两侧电极区域的电极，两侧的所述电极的高度相等，不同的所述金属布线层之间设置介电层和介电层通孔并形成介电层开口图形，不同的金属布线层之间通过所述介电层通孔进行电气连接，其中两层所述金属布线层分别为金属布线层I和金属布线层II，所述金属布线层I和金属布线层II分别向两侧电极区域延伸，并分别与两侧的电极连接，所述金属布线层II设置于金属布线层I的上方，在最上层金属布线层表面覆盖表面保护层，并设置表面保护层开口，所述表面保护层开口的横截面呈矩形，其内设置与电极连接的电极端子，所述电极端子的高度相等，且不低于金属布线层及其表面保护层的高度。进一步的，所述表面保护层开口的尺寸不大于电极的尺寸。进一步的，在电极区域，所述电极为金属布线层的延伸。进一步的，所述衬底与金属布线层之间设置钝化层。进一步的，在电感线圈区域，所述金属布线层呈螺旋状或条形状。进一步的，所述金属布线层I和金属布线层II通过折弯与电极同一高度后与电极连接。进一步的，所述电极端子包括凸块和凸块顶端的焊锡帽或包括凸块和包覆在凸块表面的凸块保护层。进一步的，所述电极端子的凸块中部以上尺寸大于表面保护层开口的尺寸。进一步的，所述电极端子的高度不超过20微米。进一步的，所述表面贴装电感器件的厚度减薄至100?200微米。以上金属布线层和钝化层均是采用圆片级再布线工艺在高阻硅、陶瓷或玻璃晶圆的衬底上通过圆片级光刻、电镀等工艺形成的，完成上述布线和钝化工艺后再将晶圆减薄切割，形成单颗表面贴装电感器件。本技术的有益效果是:1、本技术的表面贴装电感器件与电路板的连接时，电极区域位于电感器件的表层，所用焊锡不会攀爬到电感器件的侧壁上，因此在进行表面贴装时不会出现一端翘起的不良现象，同时可以减小两个器件之间的距离，提升线路板利用率，实现高密度贴装；2、本专利技术采用晶圆级再布线工艺、电镀等工艺，与现有产品相比，本专利技术的表面贴装电感器件的厚度均可减薄至100?200微米，形成超薄的表面贴装电感器件；3、金属布线层采用光刻工艺制作，精度高，从而提升电感精度，对于小于4nH的电感其精度可以控制到+/-0.1nH0【附图说明】图1为传统陶瓷电感器的三维视图；图2为传统电感器贴装到线路板时正常和单端翘起不良的对比示意图；图3为传统电感器的内部结构的三维视图；图4为本技术一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件的示意图；图5为图4的A-A的剖视图(实施例一)；图6为图4的A-A的剖视图(实施例二)；其中:衬底110金属布线层200金属布线层I 210金属布线层II 220电极300介电层400介电层通孔401介电层开口图形410表面保护层500表面保护层开口 501电极端子600凸块6Ol焊锡帽602凸块保护层603钝化层700。【具体实施方式】参见图4至图7，本技术一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，其中央为电感线圈区域，电感线圈区域的两侧的表层为电极区域。该表面贴装电感器件包括衬底110、一层以上形成中央电感线圈区域的电感结构的金属布线层200和两侧电极区域的电极300，所述衬底110可以为硅、玻璃或陶瓷等。电极300呈长条状，在表面贴装电感器件中所处的高度相等，以使表面贴装电感器件与电路板的连接时，表面贴装器件不出现一端翘起的不良现象。不同的所述金属布线层200之间设置介电层400和介电层通孔401并形成介电层开口图形410，不同的金属布线层200之间通过所述介电层通孔401进行电气连接。在电感线圈区域，所述金属布线层200呈螺旋状或条形状，不同的金属布线层200的形状根据实际需要确定。金属布线层200的其中两层分别为金属布线层I 210和金属布线层II 220，金属布线层II 220设置于金属布线层I 210的上方，金属布线层II 220呈螺旋状，金属布线层I 210呈条形状，如图4所示，金属布线层I 210和金属布线层II 220也可以均呈螺旋状或均呈条形状。金属布线层I 210和金属布线层II 220分别与两侧等高度的电极300连接，金属布线层I 210和金属布线层II 220均可以通过折弯与电极300同一高度后与电极300连接。图5中示意，金属布线层I 210与电极300等高，且均设置于金属布线层II 220的下方。金属布线层I 210与电极300直接连接，金属布线层II 220向下折弯后与电极300高度相等后与电极300连接。在最上层金属布线层200表面覆盖表面保护层500，并设置表面保护层开口 501，所述表面保护层开口 501的横截面呈矩形，其内设置与电极300连接的电极端子600，表面保护层开口 501的尺寸不大于电极300的尺寸，为使贴装方便、电极300与电路板贴装牢固，表面保护层开口 501应尽可能大。所述电极端子600的高度相等，且不低于金属布线层200及其表面保护层500的高度。实施例一参见图4和图5，本技术一种采用圆片级制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，其中央为电感线圈区域，两侧的表层为电极区域，其特征在于：包括衬底（110）、一层以上形成中央电感线圈区域的电感结构的金属布线层（200）和两侧电极区域的电极（300），两侧的所述电极（300）的高度相等，不同的所述金属布线层（200）之间设置介电层（400）和介电层通孔（401）并形成介电层开口图形（410），不同的金属布线层（200）之间通过所述介电层通孔（401）进行电气连接，其中两层所述金属布线层（200）分别为金属布线层Ⅰ（210）和金属布线层Ⅱ（220），所述金属布线层Ⅰ（210）和金属布线层Ⅱ（220）分别向两侧电极区域延伸，并分别与两侧的电极（300）连接，所述金属布线层Ⅱ（220）设置于金属布线层Ⅰ（210）的上方，在最上层金属布线层（200）表面覆盖表面保护层（500），并设置表面保护层开口（501），所述表面保护层开口（501）的横截面呈矩形，其内设置与电极（300）连接的电极端子（600），所述电极端子（600）的高度相等，且不低于金属布线层（200）及其表面保护层（500）的高度。

【技术特征摘要】
1.一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，其中央为电感线圈区域，两侧的表层为电极区域， 其特征在于:包括衬底(110)、一层以上形成中央电感线圈区域的电感结构的金属布线层(200 )和两侧电极区域的电极(300 )，两侧的所述电极(300 )的高度相等，不同的所述金属布线层(200)之间设置介电层(400)和介电层通孔(401)并形成介电层开口图形(410)，不同的金属布线层(200)之间通过所述介电层通孔(401)进行电气连接，其中两层所述金属布线层(200)分别为金属布线层I (210)和金属布线层II (220)，所述金属布线层I (210)和金属布线层11 (220)分别向两侧电极区域延伸，并分别与两侧的电极(300)连接，所述金属布线层II (220)设置于金属布线层I (210)的上方，在最上层金属布线层(200)表面覆盖表面保护层(500)，并设置表面保护层开口(501)，所述表面保护层开口(501)的横截面呈矩形，其内设置与电极(300 )连接的电极端子(600 )，所述电极端子(600 )的高度相等，且不低于金属布线层(200 )及其表面保护层(500 )的高度。2.根据权利要求1所述的一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电感器件，其特征在于:所述表面保护层开口(501)的尺寸不大于电极(300)的尺寸。3.根据权利要求1或2所述的一种采用圆片级制作工艺的表面贴装电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪岩，卞新海，张黎，陈锦辉，赖志明，
申请(专利权)人：江阴长电先进封装有限公司，
类型：实用新型
国别省市：