[发明专利]介电复合物、埋入式电容膜及埋入式电容膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能性聚合物基复合材料，尤其是涉及介电复合物、埋入式电容膜及埋入式电容膜的制备方法。 

背景技术

随着计算机、移动通讯以及各种多媒体产品的迅速普及应用，在各类电子整机中，作为支持硅IC所必须的各类无源元件的用途变得越来越多。各种电子系统所用无源元件与所用有源元件的比例，典型值为10：1。有些无线通信系统中的比例更达到50：1。特别是在当今的手机、数码相机、MP3、MP4和笔记本电脑等数字化产品中，无源元件所占的比例更大。大量无源元件的使用，给电子整机在技术上也带来诸多问题。主要表现在如：使整机的电子封装效率变低、电路性能难以提高、焊点众多导致可靠性变差以及高频下的寄生电感效应等问题。 

传统的分离无源元件小型化的解决方案因几乎接近工艺极限而在当今的无线系统中已经接近失效。因此，无源元件走向集成化已成为必由之路，而无源元件集成化的主要技术途径内埋置式无源元件甚至有源器件技术在技术需求的强烈推动下，正得到迅速的发展。这其中人们对无源元件中的电容特别感兴趣，因为电容大量的用于诸如去耦电容、旁路电容、滤波电容和时标电容之类的各种功能，在电子整机中是用量最大的一类无源元件，如若能将其内埋置则可有效减少基板面积，使得线路板逐步走向轻型化和薄型化。埋入电容用的最有希望的材料之一是聚合物／陶瓷复合物，即填充陶瓷粉的聚合物。它们利用了陶瓷粉的高介质常数和聚合物的可加工性(低温加工和低成本)，因为钛酸钡（BaTiO₃，BT）粉是常用的和已知的高介质常数陶瓷粉，环氧树脂具有与PCB基材相兼容的优点，因此选择BT粉和环氧树脂的复合物。 

埋入电容材料的重要要求是高介质常数，高耐热温度、高剥离强度、低介电损耗、良好的可加工性和低成本。近年来，开发了环氧／BaTiO₃复合物埋入电容膜(ECF，embedded capacitor film)，以满足这些要求。在材料组成方面，ECF是由专门配置的环氧树脂和潜固化剂(1atent curing agent)组成的，采用这种组成可以获得可转移的和B-阶段的膜。另外，在涂布工艺方面，采用辊涂法（roll coating method）或棒式涂布法获得大面积的涂布均匀厚度的膜，成膜时没有材料浪费。目前在世界上埋入电容基板用高介电常数（ε）性覆铜板的开发、生产厂家，主要集中在日本和美国，如日立化成（日本）的HD-45型高ε性覆铜箔薄板，其介电体由环氧树脂或PI树脂同高ε填料粉组成，它的ε达到45（在1MHz下），绝缘树脂膜厚可做到20μm；松下电工（日本）的High-Dk型高ε性覆铜板，其介电体由环氧树脂同高ε填料粉组成，它在介电常数值上比一般FR-4基材高约4倍（ε=16），铜箔剥离强度为0.89N/mm；Sanmina（美国）的BC2000型高ε性覆铜板，其介电体由环氧树脂同BT粉组成，ε达到39，膜厚50μm ；Polyclad（美国）的EmCAP型高ε性覆铜板，其介电体由环氧树脂同y5v陶瓷粉组成，ε达到36，膜厚100μm ；DuPont（美国）的HiK型高ε性覆铜板，其介电体由PI树脂同高ε填料粉组成，ε达到11.6（1GHz），膜厚25μm ；以及3M（美国）的C-ply型高ε性覆铜板，其介电体由环氧树脂同BT粉组成，ε达到22（1GHz），膜厚4-25μm。 

与埋入式电容相关的专利技术也主要集中在日本和美国，研究正呈方兴未艾之势，如日本三井金属矿业公司的有关形成埋入电容多层板用覆铜板制造技术内容的一系列专利（申请号03800763.0，200580036842.1，200580030030.6，200580027140.7），对此类覆铜板的构成特点、高ε性填料的选用、制造过程以及树脂组成等方面进行了详细的研究和阐述；美国英特尔公司的专利（申请号01811834.8，01802999.X）研究了具有埋置电容器的电子封装及其制造方法。此外还有韩国三星株式会社的关于埋置电容器的印刷电路板及其制造方法方面的专利（申请号200710165521.2，200810008325.9），广东生益科技股份有限公司则提供一种埋容材料的制作方法及其制得的埋容材料（申请号201010261612.8），该埋容材料包括一个或多个叠合的预浸料、及压覆于其两侧的涂胶金属箔，其中预浸料提供支撑作用，涂胶金属箔则为埋容材料主体。 

可见，在ECF制造中，材料的选择和配比乃至工艺条件都是非常重要的，如何以最佳的材料按最佳的配比制成性能优异、成本低廉的ECF产品是需要不断研究的一大热点。    

发明内容