[发明专利]聚合物复合材料嵌入式微电容及其制备方法

权利要求书

1.一种聚合物复合材料嵌入式微电容，包括依次层叠的上电极，介电薄膜和下电极，其特征在于，该介电薄膜采用聚酰亚胺/钛酸钡(PI/BT)复合材料，厚度为10-100um。

2.如权利要求1所述嵌入式微电容，其特征在于，所述PI/BT复合材料包括聚合物PI及分散于聚合物中的BT纳米颗粒；BT纳米颗粒体积含量为PI/BT复合材料体积总量的10-50vol％。

3.如权利要求1所述嵌入式微电容，其特征在于，所述上电极和下电极材料为：TiW/Cu或Ti或Al或Au或Pt金属中的一种，金属电极厚度为200-800nm。

4.一种如权利要求1所述聚合物复合材料嵌入式微电容的制备方法，包括以下步骤：

1)使用原位聚合法将BT纳米颗粒分散入PI中制备介电薄膜PI/BT复合材料，具体过程如下：

(11)将直径为50-300nm的BT纳米颗粒与体积百分比为1～3vol％的偶联剂在酒精溶液中进行混合，混合后超声搅拌1-2小时，随后在80-100℃环境下烘干；

(12)先在容器中加入溶剂N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)，然后在其中加入体积百分比为10～50vol％的BT纳米颗粒，并加入对应含量的4，4’-二氨基对苯二甲醚(ODA)，超声40-60分钟至牛奶状悬浮液后，搅拌10-30分钟；

(13)然后在搅拌的同时，将同ODA摩尔比为1∶1的苯四甲酸二酐(PMDA)均分三次加入到步骤(12)的容器中，每次间隔8-10分钟；

(14)待PMDA完全溶解后，搅拌反应3-5小时，得到均匀的PAA/BT前驱体；

(15)将该前驱体使用流延法铺膜后在室温下静止放置半小时，放入鼓风烘箱进行亚胺化，分别在80℃～300℃下烘0.5-2小时，得到PI/BT复合材料；

2)采用流延法将PI/BT复合材料黏附在基底铜板上，铺膜厚度为10-100um，得到介电薄膜；

3)在介电薄膜上铺一层厚度为1～2um的光刻胶，在80-110℃下烘烤10-20分钟，并根据版图进行紫外线曝光，从而得到图形化的光刻胶；

4)在介电薄膜和光刻胶上溅射一层厚度为200-800nm的TiW/Cu或Ti或Al或Au或Pt金属中的一种，得到上金属层；溅射上层金属的目的是作为薄膜刻蚀的掩膜层以及上层电极；

5)将步骤4)处理后的产物在丙酮溶液中浸泡3～5分钟去胶后，使溅射在光刻胶上的金属被去掉，而直接溅射在介电薄膜上的金属被保留，这样就形成了图形化好的上层电极；

6)将步骤5)处理后的产物在质量比为2∶1～6∶1的氧气和三氟甲烷的混合气体中，使用RIE技术将没有金属上层电极作为掩蔽层的介电薄膜移除；在RIE处理之后，在室温下丙酮溶液环境中超声清洗技术处理10～20分钟，以去除BT纳米颗粒与PI混合物残渣，即制得嵌入式微电容。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述偶联剂为KH550。