[发明专利]一种印制电路埋嵌电感的制备方法

说明书

一种印制电路埋嵌电感的制备方法，属于电感制备技术领域。本发明通过在介质表面依次形成金属种子层和图形化抗蚀层，在没有抗蚀层覆盖的金属种子层上形成金属导体结构，并将图形化抗蚀层和其下覆盖的金属种子层作为牺牲层去除，再在金属导体结构上沉积磁性薄膜，从而实现印制电路埋嵌电感的制作。本发明能够实现在任意基材上制作埋嵌电感，使得埋嵌电感元件应用更加方便、灵活；制得产品的电感值提升显著，同时也避免了在导磁材料上制作通孔所导致电感性能不可控的问题；制备工艺与印制电路板生产流水线兼容，无需增加额外的工序，减少了设备和技术的投入，有利于降低成本，实现工业化生产。

技术领域

本发明属于电感制备技术领域，具体涉及一种印制电路埋嵌电感的制备方法。

背景技术

随着电子设备向小型化、功能化、高集成度方向发展，势必对各类电子元件提出更高的要求。电感元件作为重要的磁性元件，在高频、微波频段信号传输及处理方面起到重要作用，随着技术发展已经由最初的三维立体结构发展成如今的二维结构，并被埋嵌在印制电路板内部。这种埋嵌在印制电路板内部的电感不仅能够满足电子系统高集成度的发展趋势，同时还可以使电信号实现最小距离传输，提高信号传输完整性。印制电路埋嵌电感技术已然成为当下的研究热点。

王粤在《磁控溅射Co和CoTaZr薄膜的组织结构与性能研究》中公开了在单晶硅上磁控溅射磁性材料形成电感线路制备薄膜电感的方法，该方法中整个电感线圈全部由磁性材料形成，制作相同电感值的埋嵌电感成本更高，同时在实际电路中，电感各匝线圈之间互感较强，电感性能低。Kim等在文献《Thick-copper-buried inductors using anodizedaluminum package substrates》中介绍了一种以凹槽金属化实现电感线圈的制作方法，该方法依照线圈要求制作凹槽然后进行金属填充，所制作的埋嵌电感的感值只能通过增加线圈数进行提升，不利于电感元件的微型化发展。为了增加电磁体的磁感应强度，在电感线圈的磁路中引入了导磁物质，导磁物质的存在能够增强电磁线圈磁路的磁通密度(磁通量)，降低电感损耗，进而增加电磁感应强度，有利于实现电感结构的微型化。在印制电路埋嵌电感中构建导磁物质的技术在研究人员的努力下实现了长足发展。中国发明专利《一种印制电路板埋嵌技术的电感结构及其制作方法》(申请号为CN201610791943.X)中公开了一种先在双面覆铜基板的铜箔蚀刻导电线圈、然后将磁性复合材料在导电线圈表面固化形成导磁物质制作印制电路埋嵌电感的方法。但该方法工艺复杂、制作埋嵌电感的基材受到限制，无法实现在任意介质上制作埋嵌电感。而随着电子产品表面贴装技术(SMT)的广泛应用，这就使得在元器件进一步集成构造整机时可能由于材料失配造成可靠性问题。中国发明专利《磁性薄膜压式盲孔电磁感应多层印制电路板的制作方法》(申请号为CN201410285999.9)中公开了一种先采用层压法制作导磁物质，然后在导磁物质上制作导盲孔形成印制电路埋嵌电感的方法，这种方法容易破坏导磁物质与基板的连接，造成导磁物质与基板分离，进而导致电感性能无法控制。陈健等在文献《一种在组装过程中的电感磁芯埋入PCB技术》中将导磁物质整体埋入印制电路板内部，通过金属化过孔构造通电线圈，该方法通过通孔与导磁物质相结合得到具有高电感值的印制电路埋嵌电感，工艺复杂、成本高，并且在印制电路板流水线生产时需要额外增加工序，与PCB工艺兼容性差。中国发明专利《一种印制电路板埋嵌磁芯电感的制备方法》中介绍了一种直接在电感线圈上化学镀一层非金属合金磁性材料，制备印制电路埋嵌电感导磁物质的方法。该方法工艺简单，生产成本低，对电感值的提升有明显效果，但是该方法得到的非金属合金既作为电信号传载的导体，又作为导磁物质，电阻值较大的非金属合金容易造成电感品质因数低。Sugawa等在文献《Carbonyl-iron/epoxy composite magnetic core for planar power inductor used in package-levelpower grid》、以及范跃农等在文献《电感器用Ni-Cu-Zn铁氧体薄膜的设计与性能研究》中均介绍了将铁氧体和树脂混合得到的磁性复合材料利用丝网印刷覆盖在电感线圈表面来提升电感值的方法。但是采用丝网印刷方法由于工艺本身存在厚度误差，使得在相同工艺下得到的电感值误差较大，电感性能无法得到控制。

发明内容