本發(fā)明涉及晶圓級(jí)半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的晶圓級(jí)半導(dǎo)體工藝是利用PVD、電鍍等工藝手段來實(shí)現(xiàn)晶圓表面金屬互聯(lián)，現(xiàn)有的片上電感結(jié)構(gòu)一般都是二維的金屬線圈，電感性能受到極大限制，雖然工藝復(fù)雜，但是該類互聯(lián)結(jié)構(gòu)很難形成高質(zhì)量的電感。

一般的表面貼裝型態(tài)(surface mount type，SMT) 的電感器因尺寸較大且造價(jià)昂貴，并不適于作為集成封裝模塊的大規(guī)模應(yīng)用。因此，發(fā)展同時(shí)具備小尺寸、低造價(jià)、可提供高質(zhì)量性能的電感十分有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有晶圓級(jí)電感較低質(zhì)量的弱點(diǎn)，提供一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)，利用三維電感金屬弧線實(shí)現(xiàn)三維電感結(jié)構(gòu)，并能夠大幅提升電感性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)基體，在所述基體的一個(gè)表面制作有金屬布線層，并在基體的所述一個(gè)表面和金屬布線層上覆蓋一保護(hù)層；

在保護(hù)層上設(shè)開口，露出金屬布線層上的電感走線和輸入輸出走線，作為電感線圈節(jié)點(diǎn)；各電感線圈節(jié)點(diǎn)間隔分布；

采用向上拱起的三維電感金屬弧線逐次連接相鄰的兩根電感走線，形成一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述輸入輸出走線位于串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；該串聯(lián)結(jié)構(gòu)兩端的電感走線與輸入輸出走線之間也采用三維電感金屬弧線連接；

所述的三維玻璃電感結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)保護(hù)帽，所述保護(hù)帽遮蔽所有的三維電感金屬弧線。

進(jìn)一步地，所述基體采用玻璃基體或藍(lán)寶石基體或陶瓷基體。

更進(jìn)一步地，所述保護(hù)帽為空心結(jié)構(gòu)，所述輸入輸出走線向外延伸至保護(hù)帽外側(cè)。

或者，所述保護(hù)帽為實(shí)心結(jié)構(gòu)，保護(hù)帽將輸入輸出走線也遮蔽在內(nèi)；輸入輸出走線通過基體中的導(dǎo)電通孔引接至基體的另一個(gè)表面。

進(jìn)一步地，所述電感走線縱向走向平行排列，三維電感金屬弧線對(duì)角連接相鄰兩根電感走線。

進(jìn)一步地，三維電感金屬弧線拱起區(qū)域內(nèi)填充有磁性材料。

進(jìn)一步地，相鄰的電感線圈節(jié)點(diǎn)間連接一根或多根三維電感金屬弧線。

一種三維玻璃電感結(jié)構(gòu)的制作工藝，包括以下步驟：

步驟S1，提供玻璃基體，在玻璃基體的一個(gè)表面制作金屬布線層，并在玻璃基體的所述一個(gè)表面和金屬布線層上覆蓋一保護(hù)層；

步驟S2，然后在保護(hù)層上設(shè)開口，露出金屬布線層上的電感走線和輸入輸出走線，作為電感線圈節(jié)點(diǎn)；電感線圈節(jié)點(diǎn)包括電感走線和輸入輸出走線；露出的電感走線縱向走向平行排列；

步驟S3，采用引線鍵合工藝實(shí)現(xiàn)相鄰電感線圈節(jié)點(diǎn)的連接；具體采用向上拱起的三維電感金屬弧線通過引線鍵合工藝逐次連接相鄰的兩根電感走線，形成一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)；該串聯(lián)結(jié)構(gòu)兩端的電感走線與輸入輸出走線之間也采用三維電感金屬弧線通過引線鍵合工藝連接；

輸入輸出走線位于串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；呈橫向分布；

步驟S4，設(shè)置一個(gè)保護(hù)帽，將所有的三維電感金屬弧線遮蔽在內(nèi)。

進(jìn)一步地，步驟S4中的保護(hù)帽為空心結(jié)構(gòu)，輸入輸出走線向外延伸至保護(hù)帽外側(cè)；

或者，步驟S4中的保護(hù)帽為實(shí)心結(jié)構(gòu)，將所有的三維電感金屬弧線以及輸入輸出走線封裝在保護(hù)帽內(nèi)；步驟S4后還包括：

步驟S5，從玻璃基體的另一個(gè)表面在玻璃基體中開導(dǎo)電通孔，并在導(dǎo)電通孔內(nèi)填充導(dǎo)電金屬，使得導(dǎo)電通孔電連接輸入輸出走線。

進(jìn)一步地，步驟S3中，三維電感金屬弧線對(duì)角連接相鄰兩根電感走線；相鄰的電感線圈節(jié)點(diǎn)間連接一根或多根三維電感金屬弧線。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：實(shí)現(xiàn)了微小結(jié)構(gòu)的晶圓級(jí)高性能電感結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性的應(yīng)用三維電感金屬弧線實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的三維電感結(jié)構(gòu)，比現(xiàn)有的晶圓級(jí)表面二維螺旋布線工藝制作的結(jié)構(gòu)成本更低，同時(shí)對(duì)弧線結(jié)構(gòu)增加保護(hù)結(jié)構(gòu)，最終得到結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量可靠的三維電感結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S1和S2示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一步驟S3引線鍵合示意圖。

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)俯視角度示意圖。

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例一中設(shè)置的保護(hù)帽示意圖。

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例二中設(shè)置的保護(hù)帽示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例一，

本實(shí)施例提出的三維玻璃電感結(jié)構(gòu)，通過以下步驟制作：

步驟S1，如圖1所示，提供玻璃基體1，在玻璃基體1的一個(gè)表面制作金屬布線層2（RDL層），并在玻璃基體1的所述一個(gè)表面和金屬布線層2上覆蓋一保護(hù)層3；

基體1材料優(yōu)選采用玻璃；由于玻璃材料的介電常數(shù)優(yōu)于硅片的介電常數(shù)，所以采用玻璃材料將得到高質(zhì)量的電感；

基體1的材料也可選用藍(lán)寶石、陶瓷或者前者與玻璃的混合材料；保護(hù)層3可采用阻焊材料；

步驟S2，然后在保護(hù)層3上設(shè)開口，露出金屬布線層2上的電感走線201和輸入輸出走線202，作為電感線圈節(jié)點(diǎn)；本例中，電感線圈節(jié)點(diǎn)包括電感走線201和輸入輸出走線202；保護(hù)層3的開口可通過刻蝕工藝形成；

露出的電感走線201縱向走向平行排列，而輸入輸出走線202位于電感走線201兩側(cè)；

步驟S3，如圖2所示，采用引線鍵合工藝實(shí)現(xiàn)相鄰電感線圈節(jié)點(diǎn)的連接；具體采用向上拱起的三維電感金屬弧線4通過引線鍵合工藝逐次連接相鄰的兩根電感走線201，形成一個(gè)串聯(lián)結(jié)構(gòu)；該串聯(lián)結(jié)構(gòu)兩端的電感走線201與輸入輸出走線202之間也采用三維電感金屬弧線4通過引線鍵合工藝連接；

通過三維金屬弧線4連接相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，該弧線下方由于采用空氣作為介質(zhì)，因?yàn)榭諝獾慕殡姵?shù)是目前僅次于真空的材料，所以通過該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的電感，也可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的電感性能；

三維電感金屬弧線4材料為金、銀、銅、鋁以及以前面材料為主要成分的合金材料；三維電感金屬弧線4可以是線型或者帶型；

此步驟中，優(yōu)選地，三維電感金屬弧線4對(duì)角連接相鄰兩根電感走線201，可以增加電感值；如圖3所示；

相鄰的電感線圈節(jié)點(diǎn)間可以連接一根或多根三維電感金屬弧線4；連接多根三維電感金屬弧線4可一方面增加電感值，另一方面起到一定冗余作用；

輸入輸出走線202位于串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；呈橫向分布；

可選的步驟S301，在三維電感金屬弧線4的拱起區(qū)域401內(nèi)填充磁性材料，通過引入磁性材料，可以使電感的感值大幅提高，滿足更高端的需求；

步驟S4，如圖4所示，設(shè)置一個(gè)保護(hù)帽5，將所有的三維電感金屬弧線4遮蔽在內(nèi)；該保護(hù)帽5確保該結(jié)構(gòu)內(nèi)的三維金屬弧線4免受外界環(huán)境的影響，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性；

在本例中，保護(hù)帽5為空心結(jié)構(gòu)，對(duì)三維電感金屬弧線4起到保護(hù)作用；而輸入輸出走線202作為電感的輸入輸出端口，必須向外延伸至保護(hù)帽5外側(cè)；

實(shí)施例二，

步驟S1，S2，S3，同實(shí)施例一；

本實(shí)施例與實(shí)施例一的主要區(qū)別在于，

1）不需要步驟S301；

2）在步驟S4中，設(shè)置一個(gè)實(shí)心結(jié)構(gòu)的保護(hù)帽5；可采用塑封材料或其它封裝材料形成實(shí)心結(jié)構(gòu)的保護(hù)帽5，將所有的三維電感金屬弧線4以及輸入輸出走線202封裝在保護(hù)帽內(nèi)；如圖5所示；

然后進(jìn)行步驟S5，從基體1的另一個(gè)表面在基體1中開導(dǎo)電通孔6，并在導(dǎo)電通孔6內(nèi)填充導(dǎo)電金屬，使得導(dǎo)電通孔6電連接輸入輸出走線202；

開導(dǎo)電通孔6的工藝可采用干法刻蝕或者濕法刻蝕、也可以采用激光打孔的方式；

輸入輸出走線202通過基體1中的導(dǎo)電通孔6可引接至基體1的另一個(gè)表面；

通過導(dǎo)電通孔6引至背面的方式將使產(chǎn)品的實(shí)際XY向尺寸縮小至最小值，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性價(jià)比，減小產(chǎn)品的面積。