发明名称 高密度多匝微线圈及其制造方法
摘要 本发明系为一种高密度多匝微线圈及其制造方法,在结构上,其包括了:基板、与基板垂直的多匝微线圈组、导磁柱与厚膜光阻结构;本发明运用厚膜光阻结构来支撑悬空于基板之上的多匝微线圈组与导磁柱;在制程上,先形成厚膜光阻结构,而完成其中所包含的多匝微线圈组所需的通道,接着,再注入低熔点的导电材料进入厚膜光阻结构的通道当中,即可完成本发明的高密度多匝微线圈。
申请公布号 TW577094 申请公布日期 2004.02.21
申请号 TW091109741 申请日期 2002.05.10
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 梁佩芳;庄世玮;范光钱;郭承忠
分类号 H01F5/00 主分类号 H01F5/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种高密度多匝微线圈,包含:一基板;复数个多匝微线圈,形成于该基板上且其线圈面垂直于该基板,该复数个多匝微线圈彼此两两相接,以微线圈之内圈端点接至另一微线圈之外圈端点,并于头尾两端之多匝微线圈各延伸一端点作为电性连接点以连接一外部电路而形成一回路,用以接收该外部电路之电流而产生磁场;及一厚膜光阻结构,形成于该基板上并包覆该复数个多匝微线圈,以作为该复数个多匝微线圈之结构支撑。2.如申请专利范围第1项所述之高密度多匝微线圈,其中更包含一导磁柱(magnetic core),其形成于该基板上方并位于该复数个多匝微线圈之绕组中心而平行于该基板。3.如申请专利范围第2项所述之高密度多匝微线圈,其中该导磁柱系由一高导磁材料形成。4.如申请专利范围第3项所述之高密度多匝微线圈,其中该高导磁材料系为超级合金(supermalloy,由79%Ni,15%Fe,5%Mo与0.5%所形成)、高导磁合金(78.5%Ni,21.5% Fe)、铁钴合金、纯铁(99.96%)或矽钢等材料。5.如申请专利范围第1项所述之高密度多匝微线圈,其中该厚膜光阻结构之材料系选由具负光阻特性之材料。6.如申请专利范围第1项所述之高密度多匝微线圈,其中该厚膜光阻材料系为SU-8。7.如申请专利范围第1项所述之高密度多匝微线圈,其中该厚膜光阻结构之材料系选用具有高应力与高强度之材料。8.如申请专利范围第1项所述之高密度多匝微线圈,其中该复数个多匝微线圈之材料系为具低熔点特性之导电材料。9.如申请专利范围第8项所述之高密度多匝微线圈,其中该复数个多匝微线圈之材料系为铅锡合金。10.如申请专利范围第1项所述之高密度多匝微线圈,其中每个该多匝微线圈之绕匝圈数系为2以上。11.一种高密度多匝微线圈之制造方法,包含下列步骤:提供一基板;于该基板上运用光微影(photoli-thography)技术,向上依序以光阻材料形成一厚膜光阻结构,该厚膜光阻结构包含一用以形成复数个多匝微线圈之连贯通道,该连贯通道并具有两出口,其中该多匝微线圈通道所形成之线圈面系垂直于该基板;及由该两出口之一注入一液态导电材料以填满该连贯通道以形成该复数个多匝微线圈。12.如申请专利范围第11项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中形成该厚膜光阻结构之步骤,系依据该多匝微线圈之绕匝圈数来设计制程步骤,假设每个该多匝微线圈之绕匝圈数为N,由外而内之微线圈编号依序为1~N,每个微线圈通道均由上半平行段、下半平行段与两垂直段所组成之垂直于该基板之回圈平面,形成该厚膜光阻结构之步骤包括沉积4N+1次光阻材料层之步骤,包括下列步骤:依序沉积第1至2N次光阻材料层,并运用光微影技术依序形成第1至N微线圈通道之下半平行段与该两垂直段之下半部;依序沉积第2N+1至4N次光阻材料层,并运用光微影技术依序形成第N至1微线圈通道之上半平行段与该两垂直段之上半部;及沉积第4N+1次光阻材料层,并运用光微影技术形成该厚膜光阻结构之上盖。13.如申请专利范围第12项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该光阻材料系选用具有高应力与高强度之材料。14.如申请专利范围第12项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该厚膜光阻结构之材料系选由具负光阻特性之材料。15.如申请专利范围第11项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该复数个多匝微线圈之材料系为具低熔点特性之导电材料。16.如申请专利范围第11项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该复数个多匝微线圈之材料系为铅锡合金。17.一种高密度多匝微线圈之制造方法,包含下列步骤:提供一基板;于该基板上运用光微影(photoli-thography)技术,以光阻材料依序形成一厚膜光阻结构下半部;沉积一阻碍层于该厚膜光阻结构下半部之上;运用光微影技术形成一导磁柱于该阻碍层之上,该导磁柱系位于该厚膜光阻结构之中央附近;去除该阻碍层;运用光微影技术依序形成该厚膜光阻结构上半部并包覆该导磁柱,其中该厚膜光阻结构系包含一用以形成复数个多匝微线圈之连贯通道,该连贯通道并具有两出口,其中该多匝微线圈所形成之线圈面系垂直于该基板;及由该两出口之一注入一液态导磁材料以填满该连贯通道以形成该复数个多匝微线圈。18.如申请专利范围第17项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中形成该厚膜光阻结构之下半部与上半部之步骤,系依据该多匝微线圈之绕匝圈数来设计制程步骤,假设每个该多匝微线圈之绕匝圈数为N,由外而内之微线圈编号依序为1 ~ N,每个微线圈通道均由上半平行段、下半平行段与两垂直段所组成之垂直于该基板之回圈平面,形成该厚膜光阻结构之步骤包括沉积4N + 1次光阻材料层之步骤,形成该厚膜光阻结构之步骤包括:依序沉积第1至2N次光阻材料层,并运用光微影技术依序形成第1至N微线圈通道之下半平行段与该两垂直段之下半部;依序沉积第2N+1至4N次光阻材料层,并运用光微影技术依序形成第N至1微线圈通道之上半平行段与该两垂直段之上半部;及沉积第4N+1次光阻材料层,并运用光微影技术形成该厚膜光阻结构之上盖。19.如申请专利范围第18项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该光阻材料系选用具有高应力与高强度之材料。20.如申请专利范围第18项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该厚膜光阻结构之材料系选自具负光阻特性之材料。21.如申请专利范围第17项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该复数个多匝微线圈之材料系为具低熔点特性之导电材料。22.如申请专利范围第17项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该复数个多匝微线圈之材料系为铅锡合金。23.如申请专利范围第17项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该导磁柱系由一高导磁材料形成。24.如申请专利范围第23项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该高导磁材料系为超级合金(supermalloy,由79%Ni,15%Fe,5%Mo与0.5%所形成)高导磁合金(78.5%Ni,21.5%Fe)、铁钴合金、纯铁(99.96%)或矽钢等材料。25.如申请专利范围第17项所述之高密度多匝微线圈之制造方法,其中该阻碍层之材料系为二氧化矽或氮化矽(Si3N4)。图式简单说明:第1图为习知技术之多匝微线圈结构图;第2图为本发明之多匝微线圈组之结构示意图;第3A图为本发明之多匝微线圈组具体实施例之上视图;第3B图为本发明之多匝微线圈组具体实施例之剖面图;及第4A~4V图为本发明以第3B图为例之制程剖面图。
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