薄膜型电感器的制作方法

本公开涉及一种薄膜型电感器，更具体地，涉及一种对高电感和小型化有利的薄膜型功率电感器。

背景技术：

根据信息技术(it)的发展，设备已经迅速小型化和薄化。因此，对小型、薄的装置的市场需求已经增加。

第10-1999-0066108号韩国专利公开公布提供了一种依据这样的技术趋势的功率电感器，该功率电感器包括具有通路孔(viahole)的基板以及设置在基板的相对的表面上并通过基板的通路孔彼此电连接的线圈，以提供包括具有均匀的且高的高宽比的线圈的电感器。

此外，在功率电感器的设计中，通常，通过填充通路孔将上部线圈和下部线圈彼此连接。这里，通路孔垫部分的线宽可被设计为比其它线圈图案的线宽宽。因此，与其它线圈图案相比，垫部分附近的镀层可能快速生长，并且当随后不执行附加的平坦化工艺时，可能难以在没有镀覆偏差的情况下提供具有期望厚度的镀覆图案。

技术实现要素：

本公开的一方面可提供一种薄膜型电感器，所述薄膜型电感器通过将直接连接到通路孔的上部线圈图案和下部线圈图案的线宽控制为与其它线圈图案的线宽相比不过度生长来减小镀覆偏差。

根据本公开的一方面，一种薄膜型电感器可包括：主体，包括具有多个线圈图案的内部线圈、支撑所述内部线圈的支撑构件以及包封所述内部线圈和所述支撑构件的磁性材料，所述主体具有在厚度(t)方向上彼此面对的上表面和下表面、在长度(l)方向上彼此面对的第一端表面和第二端表面以及在宽度(w)方向上彼此面对的第一侧表面和第二侧表面；以及外电极，设置在所述主体的外表面上并且电连接到所述内部线圈。所述内部线圈可包括分别设置在所述支撑构件的在所述厚度方向上的上表面和下表面上的上部线圈和下部线圈。所述上部线圈和所述下部线圈可通过穿过所述支撑构件的过孔彼此连接。形成所述上部线圈的多个第一线圈图案可包括直接连接到所述过孔的上部连接图案，形成所述下部线圈的多个第二线圈图案可包括直接连接到所述过孔的下部连接图案。所述上部连接图案的上部和所述下部连接图案的上部中的至少一个可具有倾斜表面。

根据本公开的另一方面，一种薄膜型电感器可包括：主体，包括具有多个线圈图案的内部线圈、支撑所述内部线圈的支撑构件以及包封所述内部线圈和所述支撑构件的磁性材料，所述主体具有在厚度(t)方向上彼此面对的上表面和下表面、在长度(l)方向上彼此面对的第一端表面和第二端表面以及在宽度(w)方向上彼此面对的第一侧表面和第二侧表面；以及外电极，设置在所述主体的外表面上并且电连接到所述内部线圈。所述内部线圈可包括分别设置在所述支撑构件的在所述厚度方向上的上表面和下表面上的上部线圈和下部线圈。所述上部线圈和所述下部线圈可通过穿过所述支撑构件的过孔彼此连接。形成所述上部线圈的多个第一线圈图案可包括直接连接到所述过孔的上部连接图案，形成所述下部线圈的多个第二线圈图案可包括直接连接到所述过孔的下部连接图案。所述上部连接图案和所述下部连接图案中的每个可包括上部区域和下部区域，所述上部区域位于距所述支撑构件的较远侧处，所述下部区域位于距所述支撑构件的较近侧处并且直接连接到所述过孔。所述上部连接图案和所述下部连接图案中的至少一个的所述下部区域在宽度-厚度(w-t)方向上的截面可具有矩形形状，并且所述上部连接图案和所述下部连接图案中的至少一个的所述上部区域的在所述宽度-厚度(w-t)方向上的截面可具有梯形形状，所述梯形形状在所述宽度方向上的宽度从所述支撑构件的所述较近侧向所述较远侧减小。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本公开的以上和其它方面、特征和优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是根据本公开的示例性实施例的薄膜型电感器的示意性透视图；

图2是图1的内部线圈的平面图；

图3是沿图1的线i-i'截取的示意性截面图；

图4是图3的薄膜型电感器的变型示例的示意性截面图；以及

图5是图3的薄膜型电感器的另一变型示例的示意性截面图。

具体实施方式

在下文中，现将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。

在下文中，将描述根据本公开的示例性实施例的薄膜型电感器，但是不必然受限于此。

图1是根据本公开的示例性实施例的薄膜型电感器100的示意性透视图，图2是图1的内部线圈的示意性平面图。

参照图1和图2，薄膜型电感器100可包括主体1以及设置在主体1的外表面上的外电极21和22。

接下来，主体1可形成薄膜型电感器100的外型，主体1可具有在厚度(t)方向上彼此相对的上表面和下表面、在长度(l)方向上彼此相对的第一端表面和第二端表面以及在宽度(w)方向上彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，并且主体1基本上可以是六面体。然而，主体1的外部形状不受限制。

主体1可包含具有磁性质的磁性材料11。这里，可使用任何材料作为磁性材料11，只要其具有磁性质即可。例如，磁性材料11可以是铁氧体或其中金属磁性颗粒填充在树脂中的材料，其中，金属磁性颗粒可包含从由铁(fe)、硅(si)、铬(cr)、铝(al)和镍(ni)组成的组中选择的一种或更多种。

磁性材料11可用作包封将在下面描述的支撑构件12以及由支撑构件12支撑的内部线圈13的包封件。

第一外电极21和第二外电极22可连接到内部线圈13的引线部分，所述引线部分分别暴露于主体1的在长度方向上彼此相对的第一端表面和第二端表面。第一外电极21和第二外电极22可形成为延伸到主体1的与主体1的第一端表面和第二端表面相邻的上表面和下表面以及第一侧表面和第二侧表面以及主体1的第一端表面和第二端表面，从而整体具有字母c形状，但不限于此。也就是说，第一外电极21和第二外电极22也可使用l形电极或底表面电极形成。

参照图1和图2，示出了区域a，其中，区域a包括位于将内部线圈13的上部线圈131和下部线圈132彼此连接的过孔(via)附近的线圈图案。区域a示出了与根据现有技术的薄膜型电感器相比，根据本公开的薄膜型电感器100包括具有基本均匀的线宽的线圈图案。由于区域a中的线圈图案的线宽与其它线圈图案的线宽基本相同，所以可领会的是，线圈图案之间的镀覆偏差不大。这可通过以下事实来领会：通常，在将线圈图案设计为在特定点具有宽的线宽的情况下，在镀覆线圈图案时，由于特定点处的镀覆生长速率快于其它点处的镀覆生长速率，所以在特定点处发生线圈图案的过镀覆。当如上所述在特定点处发生过镀覆时，仅在使用诸如抛光法等的单独方法将线圈图案的厚度调整均匀的情况下，可获得具有均匀厚度的线圈图案。同时，如图1和图2的区域a中所示，由于过孔附近的线圈图案的线宽与其它点的线宽基本相同，所以填充在通孔h中的磁性材料11的填充率可增加。

接下来，将参照图3更详细地描述图1和图2的包括区域a的多个线圈图案的具体形状。

图3是沿图1的线i-i'截取的示意性截面图。参照图3，内部线圈13可包括基于支撑构件12支撑在支撑构件的上表面上的上部线圈131以及支撑在支撑构件的下表面上的下部线圈。同时，由于上部线圈131的详细描述可同样应用于下部线圈132，所以在下文中，为了便于解释，将省略对下部线圈132的单独描述。

支撑构件12中可包括通孔h和与通孔h分开预定距离的通路孔。如上所述，磁性材料11可填充在通孔h中，并且通路孔可填充有导电材料以形成过孔15。这里，过孔15可用于将上部线圈131和下部线圈132彼此连接。

过孔15可直接连接到上部线圈131的多个线圈图案中的上部连接图案131c并且直接连接到下部线圈132的多个线圈图案中的下部连接图案132c。在这种情况下，本领域技术人员考虑到工艺条件和期望特性可适当地选择过孔15与上部连接图案131c之间以及过孔15与下部连接图案132c之间的连接结构。例如，过孔15可形成为使得通路孔的侧表面被种子图案包围，并且过孔15的穿过通路孔的部分与上部连接图案131c和下部连接图案132c一体地形成，并且它们之间没有边界线，但不限于此。

直接连接到过孔15的上部连接图案131c可包括下部区域1311c和上部区域1312c。尽管下部区域1311c和上部区域1312c彼此一体地形成，并且它们之间没有边界线，但是为了便于解释，这些区域被示出为彼此区分开的结构。上部连接图案131c的下部区域1311c在宽度-厚度(w-t)方向上的截面可具有矩形形状。由于将多个线圈图案彼此绝缘的绝缘部14用作上部连接图案131c的引导件，所以可获得上述的截面。由于在执行用于内部线圈13的镀覆工艺之前制备绝缘部14，所以内部线圈13可仅在制备绝缘部14后形成的开口部中的空间中生长。结果，上部连接图案131c的下部区域1311c可生长为具有矩形截面。此外，除上部连接图案131c和下部连接图案132c之外的多个线圈图案的在宽度-厚度(w-t)方向上的截面形状可以为四边形。

接下来，上部连接图案131c的上部区域1312c在宽度-厚度(w-t)方向上的截面可具有梯形形状。上部区域1312c的一个表面可以是朝向薄膜型电感器100的芯部的中心倾斜的倾斜表面，并且形成倾斜表面的方法不受限制，但是例如，倾斜表面可通过执行至少两次曝光和显影来形成。作为具体示例，在将绝缘片层叠在支撑构件12上，执行初次曝光并随后执行二次曝光之后，可执行显影。在执行初次曝光时，可以以1000mj/cm²至3000mj/cm²的曝光量执行曝光，并且可仅在将形成倾斜表面的区域上另外执行二次曝光。在这种情况下，二次曝光的曝光量选择在初次曝光的曝光量的2.5％至15％的范围内是合适的，并且可优选为约50mj/cm²至400mj/cm²。倾斜表面可基本上通过另外执行二次曝光来形成。本领域技术人员可适当地确定倾斜表面的倾斜角度或倾斜表面的最大宽度。

上部连接图案131c的与支撑构件12接触的边缘的宽度w1可比上部连接图案131c的与支撑构件12平行的上表面的宽度w2宽。下部连接图案132c的与支撑构件12接触的边缘的宽度w3可比下部连接图案132c的与支撑构件12平行的上表面的宽度w4宽。

上部连接图案131c的与支撑构件12接触的边缘的宽度w1可基本上等于形成上部线圈131的多个线圈图案中的最靠近上部连接图案131c的线圈图案的最大宽度。下部连接图案132c的与支撑构件12接触的边缘的宽度w3基本上等于形成下部线圈132的多个线圈图案中的最靠近下部连接图案132c的线圈图案的最大宽度。当上部连接图案131c的上部区域1312c在宽度-厚度(w-t)方向上的截面具有梯形形状时，设置成与薄膜型电感器100的磁性芯部相邻并同时与上部连接图案131c的上部区域1312c的倾斜表面接触的最内绝缘部141a也可具有与上部区域1312c的倾斜表面对应的倾斜表面。最内绝缘部141a可包括基础绝缘部1412a和具有倾斜表面的剩余绝缘部1411a。剩余绝缘部1411a的宽度可在厚度方向上增加。剩余绝缘部1411a可通过二次曝光形成。剩余绝缘部1411a可用于防止上部连接图案131c的过镀覆，并且由于剩余绝缘部1411a用作用于镀覆生长的引导件，所以剩余绝缘部1411a可用于控制上部连接图案131c在宽度或厚度方向上的过度生长。结果，上部连接图案131c在其上部区域1312c中可不具有过镀覆生长缺陷，同时使下部区域1311c足够宽以防止过孔15发生开路故障。此外，剩余绝缘部1411a可使上部连接图案131c的倾斜表面以及下部连接图案132c的倾斜表面与磁性材料11彼此绝缘。

除了设置在绝缘部14的最内部分中的最内绝缘部141a之外，绝缘部14还可包括用作线圈图案的生长引导件的绝缘部141b1、141b2、141b3、141b4和141b5以及142b1、142b2、142b3、142b4和142b5。可与形成最内绝缘部141a的基础绝缘部1412a同时形成绝缘部141b1、141b2、141b3、141b4和141b5以及142b1、142b2、142b3、142b4和142b5。具有高的高宽比的线圈图案可通过绝缘部141b1、141b2、141b3、141b4和141b5以及142b1、142b2、142b3、142b4和142b5稳定地形成。绝缘部141b1、141b2、141b3、141b4和141b5以及142b1、142b2、142b3、142b4和142b5的在w-t方向上的截面可具有矩形形状，但是在曝光时，本领域技术人员可将对于其截面形状的设计适当地改变成合适的形状。

另外，还可在绝缘部14上设置附加绝缘部16。附加绝缘部16可以是用于线圈图案的上表面和磁性材料11之间的绝缘的结构，但是附加绝缘部16可同时设置在绝缘部14上，使得可实现双重绝缘效果。形成附加绝缘部16的方法不受限制。例如，附加绝缘部16可通过层叠绝缘片形成。不需要使用感光绝缘材料作为附加绝缘部16的材料，而是可使用任何材料，只要其具有绝缘性质即可。相反，由于需要对绝缘部14进行曝光和显影，所以使用感光绝缘材料形成绝缘部14是有利的。

图4是图3的薄膜型电感器的变型示例的示意性截面图。除了附加绝缘部16'的形状不同之外，图4的薄膜型电感器200与图3的薄膜型电感器100基本相同。为了便于说明，将省略对与图3的薄膜型电感器的组件重复的组件的描述，并且重复的组件将由相同的附图标记表示。

参照图4，薄膜型电感器200的附加绝缘部16'可仅形成在各个线圈图案的上表面上。附加绝缘部16'可仅形成在线圈图案的上表面上，而不形成在绝缘部14的上表面或侧表面上，使得不存在双重绝缘效果，但可整体减小绝缘层的厚度。与具有相同尺寸的电感器相比，可进一步确保与绝缘层的厚度减小对应的可填充磁性材料11的多余空间。结果，可改善薄膜型电感器的磁导率。这里，附加绝缘部16'具有均匀的厚度，并且附加绝缘部16'的厚度可优选为大于等于1μm且小于等于10μm。当附加绝缘部16'的厚度薄于1μm时，可能难以确保线圈图案和磁性材料11之间的绝缘可靠性，并且当附加绝缘部16'的厚度厚于10μm时，可填充磁性材料11的空间可能不足。形成附加绝缘部16'的方法不受限制，但为了仅使线圈图案的上表面绝缘，例如，可应用形成氧化物层的方法。

由于附加绝缘部16'仅使线圈图案的上表面绝缘，所以绝缘部14的上表面可与磁性材料11直接接触。

接下来，图5是图3的薄膜型电感器的变型示例的示意性截面图。除了包括绝缘部和附加绝缘部的绝缘结构不同之外，图5的薄膜型电感器300与图3的薄膜型电感器100基本相同。为了便于说明，将省略对与图3的薄膜型电感器100的组件重复的组件的描述，并且重复的组件将由相同的附图标记表示。

参照图5，绝缘体17可沿线圈图案的表面设置。绝缘体17可使线圈图案和磁性材料11彼此绝缘，同时使多个线圈图案彼此绝缘。形成绝缘体17的方法不受限制，而是例如，可通过使用化学气相沉积法在线圈图案的表面上沉积聚对二甲苯树脂等来形成绝缘体17。可均匀地形成绝缘体17的厚度。这里，术语“均匀的厚度”意为使线圈图案之间绝缘的绝缘体的宽度以及使线圈图案的上表面绝缘的绝缘体的厚度彼此基本相等。

形成绝缘体17的方法不受特别限制，但在图5的薄膜型电感器300中，在通过镀覆形成线圈图案之后，去除在通过镀覆形成线圈图案之前设置的绝缘部，并且随后可使用化学气相沉积法形成绝缘体17。

由于绝缘体17沿线圈图案的表面以相对薄的厚度使线圈图案绝缘，所以可相对充分地确保可填充磁性材料11的空间。特别地，由于磁性材料11以及绝缘体17可分别设置在上部连接图案131c的上部区域1312c的倾斜表面以及下部连接图案132c的倾斜表面上，所以芯部附近的磁性材料的填充率可增加。此外，在芯部附近，经常会发生由于磁通量密度的增加而导致磁通量的流动不平滑的情况，但可沿上部连接图案131c和下部连接图案132c的倾斜表面控制磁通量的流动以进行优化。

通过上述薄膜型电感器，具体地，在需要超小尺寸和高电感的功率电感领域中，可减小线圈图案的镀覆偏差，并且可改善芯部附近的磁通量的流动以及填充率。由于在构造薄膜型电感器的结构时不需要添加新的工艺线，所以可容易改变设计。可满足对于防止过孔的开路故障的极限尺寸的要求或设施限制的要求，同时，可显著减小连接到过孔的线圈图案之间的偏差。

如上所述，根据本公开的示例性实施例，可以提供能够通过减小连接到过孔的线圈图案的尺寸来增加线圈的芯部中的磁性材料的填充率并且减小线圈图案之间的镀覆偏差的薄膜型电感器。

尽管以上已经示出并描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员将明显的是，可在不脱离本发明的由所附权利要求限定的范围的情况下进行修改和改变。