[发明专利]一种高电容密度的埋入式电容的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及印制电路板技术领域，特别是涉及一种高电容密度的埋入式电容的制备方法。

背景技术

电子元器件包括有源器件和无源器件。其中，绝大多数的无源器件是以分离式元件的形式存在，占据了基片80％的集成空间，因板面上互连长度和焊接点多，有着较强的寄生电感效应，材料和系统的电性能及可靠性能大为降低。而且，随着电子产品向着微型化、高多功能化方向发展，要求相应的印制电路板具有更高的集成密度，而过小的元件已经达到当前制造工艺的极限，很难进一步减小尺寸，换言之，传统的分离式无源元件已经难以符合先进电子产品的应用需求。而埋入式无源元件技术，能够将无源元件埋入印制电路板内部，可显著节约贴装空间，将元件高度整合，有效提升产品的性能和可靠性，因此越来越受到重视。

在一套电路系统的无源元件中，电容的数量通常占无源元件的50％以上，因此在所有的无源元件中，电容最受关注。使用埋入式电容可以有效地提高集成电路的集成密度，带来更加自由的电路设计空间，不仅能提高产品的性能和可靠性，还可以降低制造成本，因此埋入式电容技术的开发意义重大。

埋入式电容主要由两片铜箔和两片铜箔之间所夹的介电薄膜构成，介电薄膜层的介电性能对埋入式电容器的电容密度起着决定性的作用。近年来出现的埋入式电容产品，使用的介电薄膜主要由高分子聚合物和无机介电填料共筑而成，其中的无机介电填料主要选择钛酸钡，如环氧树脂-钛酸钡体系和聚酰亚胺-钛酸钡体系等，其原因主要在于钛酸钡不仅具有很高的介电常数，还表现出相当低的介电耗损，具有实际应用价值，而其他钛酸盐，如钛酸铜钙、钛酸铅等，虽然也可以表现出更高的介电常数，但是相应的介电耗损也急剧上升。进一步地，由高分子聚合物和无机介电填料共筑而成的薄膜体系的优点在于其可以同时发挥聚合物和无机介电填料的优势，一方面聚合物的使用使得材料具有良好的低温可加工性和柔韧性，另一方面无机填料的引入又使得薄膜体系的介电常数显著提升，提高了电容密度。

然而，在当前市场上，主流的埋入式电容材料的电容密度仍然偏低，通常在1.0～1.6nF/cm²之间，其中主要的原因在于有机无机复合体系的介电常数有限。因此，如何进一步提高埋入式电容材料的电容密度仍然具有非常重要的现实意义。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种埋入式电容的制备方法，所获得的埋入式电容不仅热稳定性好、加工简单，更关键在于其更进一步提高了介电常数。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种高电容密度的埋入式电容的制备方法，其关键在于，包括以下步骤实现：

S1、使用Mg、Cu或Ce的一种或多种组合掺杂取代BaTiO₃粉体的晶体结构中部分Ti原子的位点，以实现对所述BaTiO₃粉体的掺杂改性；

S2、表面修饰经步骤S1处理后的所述BaTiO₃粉体；

S3、将经步骤S2处理后的所述BaTiO₃粉体与聚合物进行混合和搅拌，形成混合浆料，所述聚合物为聚酰亚胺；

S4、将所述混合浆料涂覆在铜箔单面上，然后进行预固化处理，使得所述铜箔单面覆上介电薄膜；

S5、将两个经步骤S4处理后的所述铜箔的覆有介电薄膜的一面相对贴合，获得双面覆铜介电板；

S6、将所述双面覆铜介电板进行热压贴合，最终得到埋入式电容。

进一步的，所述步骤S1中，所述掺杂取代的方法有Mg掺杂的固相反应法、Mg掺杂的水热反应法以及Cu和Ce掺杂的固相反应法。

进一步的，所述步骤S1中，所述Mg掺杂的固相反应法如下：

(1)称量Ba(OH)₂·8H₂O粉体，溶于乙二醇甲醚中，按照化学计量比Ba/Ti＝1.06～1.03称量[CH₃(CH₂)₃O]₄Ti，溶于甲醇中；

(2)按照化学计量比Mg/Ti为0.03～0.06称量Mg(OH)₂粉体，将所述Ba(OH)₂·8H₂O与[CH₃(CH₂)₃O]₄Ti溶液混合、搅拌，搅拌过程中，加入称量好的所述Mg(OH)₂粉体；充分搅拌后形成凝胶；