[发明专利]一种高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器及其制作工艺

说明书

本发明公开了一种高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器及其制作工艺，包括陶瓷基板，依次制备在陶瓷基板上的底电极薄膜，电容功能薄膜和顶电极薄膜；所述电容功能薄膜是聚酰亚胺薄膜；所述底电极薄膜是钛钨‑金‑钛钨三层结构；所述顶电极薄膜是钛钨‑金双层薄膜。本发明的高温高频聚酰亚胺薄膜电容器具有耐高温，温度特性好，制造成本低廉，可重复性好等特点，由于聚酰亚胺薄膜具有耐高温，耐酸碱，高频特性好，可以在使用环境要求更为苛刻的航空航天，工业应用等领域使用，因此高温高频聚酰亚胺薄膜电容器可以带来具大的军事价值及商业价值。

技术领域

本发明涉及电容器制造领域，具体涉及一种高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器及其制作工艺。

背景技术

薄膜电容器是电子设备的基础元件，在旁路、滤波、采样保持、振荡、定时延迟、耦合、隔直等电路中，有着非常广泛的应用，同时，电子设备的精度、可靠性在很大程度上取决于薄膜电容器的质量。随着工业电子，航空航天事业的进一步发展，对片式薄膜电容器的温度系数，环境适应性，使用温度，工艺成本等方面提出了更高的要求。聚酰亚胺薄膜因其性能优良而广泛使用在各种薄膜混合集成电路中；传统陶瓷电容器以陶瓷介质材料直接金属化制得，其温度特性较差，特别是高温时存储在严重的容值漂移。

聚酰亚胺薄膜是一种电介质薄膜，具有良好的电学性能和机械性能；热膨胀系数仅为8ppm/℃；温度系数小，T_cc＜±20×10^-6/℃；高频性能好,介电损耗小于0.002；同时由于其性能稳定，耐氧化、耐水解、耐辐射，耐高温，聚酰亚胺薄膜也是常用的耐火材料。聚酰亚胺薄膜应用广泛，但将其作为电容器功能层的报道相对少见。

发明内容

发明目的：本发明提供一种具有温度系数小，耐高温，稳定性好等特点的高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器及其制作工艺。

技术方案：一种高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器，包括基板、粘附层、下电极层、下电极阻挡层、聚酰亚胺功能层、上电极阻挡层及上电极层，其中，所述基板一侧为抛光面，在该抛光面上设有粘附层，所述下电极层设置在粘附层上；所述下电极阻挡层设置在下电极层上；所述聚酰亚胺功能层设置在下电极阻挡层上；所述聚上电极阻挡层设置在聚酰亚胺功能层上；所述上电极层设置在上电极阻挡层上。

具体地，所述基板为单面抛光，粗糙度要求0.05～0.1，厚度为250～550μm。

具体地，所述基板材料为三氧化二铝陶瓷。

具体地，所述粘附层、下电极阻挡层和上电极阻挡层为钛钨合金，该钛钨合金采用溅射镀膜的方式实现，钛钨合金厚度150～200nm。

具体地，所述下电极层和上电极层的厚度为2-4μm。

一种高温高频聚酰亚胺片式薄膜电容器的制作工艺，包括以下步骤：

步骤1、选取单面抛光的陶瓷基板，依次用丙酮、酒精，去离子水对陶瓷基板进行超声波清洗，各10±2分钟，然后在180～250℃的烘箱中烘干，时间120～150分钟；

步骤2、底电极溅射：采用磁控溅射的方法依次在陶瓷基板的抛光面上溅射钛钨打底层、金层和钛钨打底层；金层的溅射时间40～60分钟，厚度约2-4μm；钛钨厚度约150～200nm；

步骤3、用丙酮、酒精，去离子水对陶瓷基板进行超声波清洗，然后在150±5℃的烘箱中烘干，时间60～90分钟；

步骤4、采用旋转涂覆的方式，在陶瓷基板上制备聚酰亚胺薄膜并光刻出下电极板，前烘温度95～110℃，前烘时间90±10秒；曝光时间10±3秒；经显影后烘；然后在250±5℃的烘箱中固化，固化时间240～300分钟；

步骤5、分别用丙酮、酒精，去离子水对陶瓷基板进行超声波清洗，各10±2分钟，然后在180～250℃的烘箱烘干，时间120～150分钟；