三維螺旋電感的制作方法

本發明涉及電感結構，尤其是涉及一種基于玻璃襯底的新型螺旋電感，屬于集成無源器件領域。

背景技術：

在無源器件領域中，采用集成電路的加工尺度與加工方法制作的無源器件稱為集成無源器件。由于集成無源器件體積小，器件尺寸可以精確控制，以及易與有源電路集成的諸多優勢成為無源器件發展的新趨勢。

集成無源器件既可以與有源電路在同一塊芯片上集成，構成系統級芯片；也可以單獨作為無源器件模塊，與其他有源器件模塊在封裝級或板級做系統集成。

但是，目前現有的集成無源器件的基材大多都是硅材料。受限于硅材料自身的特性與加工特點，基于硅襯底的集成無源器件襯底損耗較大；而且硅襯底的平面加工工藝使得集成無源器件只能是平面結構，極大限制了無源器件性能的發揮。

技術實現要素：

本發明的目的克服現有技術中存在的不足，提供一種三維螺旋電感，可以明顯地提升電感性能。本發明采用的技術方案是：

一種三維螺旋電感，包括襯底，在襯底的正面結構中，形成有立體螺旋構型的導電線圈；所述導電線圈具有一定厚度，導電線圈的厚度小于襯底的厚度；

螺旋構型的導電線圈具有內端頭和外端頭；所述導電線圈的內端頭和外端頭分別通過貫穿襯底的導電通孔連接至襯底的背面。

可選地，在襯底背面設有與導電通孔下端連接的線圈電連接端。

更優地，所述導電線圈位于襯底正面結構的空腔中，導電線圈的走線之間，以及導電線圈外圍一圈的襯底材料被去除；導電線圈底部與空腔底部的襯底保持連接，

或導電線圈部分埋于襯底正面結構的空腔底部的襯底中。

進一步地，在襯底的正面設有蓋帽，所述蓋帽封閉住所述空腔。

更進一步地，蓋帽的材料為金屬、陶瓷、硅、玻璃或者環氧樹脂。

更進一步地，蓋帽與襯底的連接方式為膠粘接、陽極鍵合或者玻璃融合。

更進一步地，空腔內保持真空。

進一步地，襯底的材料為玻璃、陶瓷或它們的混合物。

進一步地，導電線圈的螺旋構型為方形，六角形，八角形或圓形。

本發明的優點在于：

1）采用絕緣性能優異的玻璃作為電感襯底，可以在電感工作時杜絕襯底損耗。

2）采用玻璃槽體內形成由導電材料構成的立體螺旋線圈和導電通孔制作三維螺旋電感，可以明顯地提升電感性能。

3）在立體螺旋線圈的走線之間采用空氣/真空作為介質，可以提高電感的Q值，明顯地提升電感性能。

附圖說明

圖1為本發明的平面示意圖。

圖2為圖1的A-A向剖視圖。

圖3為增加了蓋帽的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。

本發明提供的三維螺旋電感，如圖1和圖2所示，包括玻璃襯底1，在襯底1的正面結構中，形成有立體螺旋構型的導電線圈2；所述導電線圈2具有一定厚度，導電線圈2的厚度小于襯底1的厚度；導電線圈2的圈數，以及厚度根據需要的電感量在實際制作中確定。

螺旋構型的導電線圈2具有內端頭201和外端頭202；所述導電線圈2的內端頭201和外端頭202均通過貫穿襯底1的導電通孔3連接至襯底1的背面；

為了方便該電感與外部電路連接，在襯底1背面設有與導電通孔3下端連接的焊盤，形成線圈電連接端4。

導電線圈2的螺旋構型除了圖1中所示的方形，還可以是六角形，八角形或圓形等。

玻璃襯底1的可以是玻璃，藍寶石或陶瓷材料以及它們的混合物。

為提高電感性能，將導電線圈2的走線之間，以及導電線圈2外圍一圈的襯底1材料去除，形成空腔5；導電線圈2位于襯底正面結構的空腔5中，導電線圈2底部與空腔5底部的襯底1保持連接，或者當空腔5的深度小于導線線圈2厚度時，導電線圈2部分埋于空腔5底部的襯底1中。

還可以進一步在襯底1的正面設置蓋帽6，所述蓋帽6封閉住所述空腔5。

以下簡單介紹下三維螺旋電感的制作過程：

步驟S1，提供玻璃襯底1，在襯底1的正面通過刻蝕的方法形成螺旋構型的槽體；槽體具有一定厚度，位于襯底1正面結構中，而非襯底表面；槽體的厚度小于襯底1的厚度；

步驟S2，然后在襯底1正面結構的槽體中填充導電金屬，形成立體螺旋構型的導電線圈2；

步驟S3，在襯底1中先刻蝕孔（從背面刻蝕），然后在孔中填充導電金屬，形成兩個導電通孔3，導電通孔3將導電線圈2的內端頭201和外端頭202分別連接至襯底1的背面；

步驟S4，在襯底1正面通過刻蝕襯底1材料的方法，去除導電線圈2的走線之間，以及導電線圈2外圍一圈的襯底1材料，形成空腔5；

空腔5的深度等于導電線圈2的厚度時，導電線圈2底部與空腔5底部的襯底1保持連接；

空腔5的深度小于導電線圈2的厚度時，導電線圈2部分埋于空腔5底部的襯底1中；

步驟S5，在襯底1的正面設置蓋帽6以封閉空腔5；

蓋帽6的材料可以為金屬、陶瓷、硅、玻璃或者環氧樹脂；

蓋帽6與襯底1的連接方式為膠粘接、陽極鍵合或者玻璃融合；

此步驟可在真空環境中進行，這樣空腔5內可保持真空，可進一步提高導電線圈2的Q值；

步驟S6，在襯底1背面制作焊盤或焊球，與導電通孔3下端連接，形成線圈電連接端4。