CN103395243B - 一种埋容材料、制备方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种埋容材料,所述埋容材料由树脂组合物薄膜层及其上下两侧的铝膜组成,所述铝膜的一面含有氧化铝陶瓷层,所述氧化铝陶瓷层与树脂组合物薄膜层接触。本发明提供的埋容材料,采用一面含有致密的阳极氧化处理的氧化铝陶瓷层的铝膜,使得整个埋容材料具有优良的介电强度和介电常数,可用于印制电路板。
Description
技术领域
本发明涉及埋容材料技术领域,尤其涉及一种应用于印制电路板的埋容材料、制备方法及其用途。
背景技术
随着电子器件向着高功能化、微型化方向发展,电子系统中的无源器件所占的比重越来越大。例如在手机中无源器件的数量是有源器件的20倍。目前无源器件主要采用表面贴装的方式(如分立式电容器件),占据着基板的大量空间,且面上互连长度和焊接点多,使得材料和系统的电性能及可靠性能大为降低。为了提供更加轻巧、性能更好、价格便宜、性能的可靠性更强的电子系统,将过去表面贴装型封装系统转换为埋入式封装系统是唯一的选择。在所有的无源器件中,电容器的数量最多,受到更加特别的关注。
为了节省电路板表面的空间并减少电磁干扰,将分立式电容器件以平板电容的材料形式(上下为两块金属电极,中间为绝缘介质的平板结构)埋进(层压进)多层印制电路板(PCB)中,是解决问题的趋势。
预获得具有较高应用价值的埋入式电容器,其介质材料需要具有高的电容率、较高的耐电压强度(低渗漏电流)、介质与金属电极之间有较高的剥离强度,以及具有良好的耐热性能和加工性能。
众所周知,作为埋入式电容器为了获得高的电容率需要具有薄的介质层厚度和较高的介电常数,以及较高的耐压强度。
为了解决耐电压强度的问题,美国申请专利US6693793揭示了一种中间加入耐热有机薄膜来作为支撑材料,来提高埋容材料的强度(即解决了脆性)和提高耐压强度,但是因为使用了介电常数低的有机薄膜作为中间夹层,所获得的埋容材料的介电常数不高。
也有人曾以具有耐压强度好的陶瓷薄膜制作埋容材料,但是陶瓷材料脆性大,很难制作成很薄的陶瓷薄膜。针对这个问题,出现了许多以PCB成型的方法制作埋容元件的方法。如US7564116提出了一种埋容元件的PCB成型方法,即在双面覆铜板上制作成电路图形做下电极,然后在电路图形上通过原子沉积的方法制作一层氧化铝层作为埋容材料的介质层,再在此介质层上沉积一层导电材料作为上电极。但是这种方法难度较大,实施起来极为麻烦。
本发明提出了一种具有高耐电压强度和高介电常数的埋容材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种埋容材料,其含有氧化铝陶瓷层层,具有高的介电常数和高的介电强度。
为了达到上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种埋容材料,其由树脂组合物薄膜层及其上下两侧的铝膜组成,所述铝膜的一面含有氧化铝陶瓷层,所述氧化铝陶瓷层与树脂组合物薄膜层接触。
上述埋容材料的结构也可以用以下方式表述:
一种埋容材料,自下而上依次由纯铝膜、氧化铝陶瓷层、树脂组合物薄膜层、氧化铝陶瓷层和纯铝膜组成,所述纯铝膜和氧化铝陶瓷层形成铝膜。
优选地,所述一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜由如下所述方法得到:对铝箔的一面进行阳极氧化处理,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜。所述阳极氧化可以采用通用的表面阳极氧化的方法,可以列举的有硫酸法、铬酸法或草酸法等,优选草酸法。通过阳极氧化处理,在铝膜表面形成一层致密的氧化铝陶瓷层。
根据本发明,对铝箔的一面进行阳极氧化处理,另一面不进行处理,起到埋容材料电极的作用。
根据本发明,所述氧化铝陶瓷层的厚度为5~50μm,例如7μm、10μm、15μm、18μm、22μm、25μm、28μm、35μm、38μm、42μm、46μm或49μm,优选10~30μm,进一步优选15~25μm。氧化铝陶瓷层太薄,起不到提高介电强度的目的;氧化铝陶瓷层会增大埋容材料介质层的厚度,使得电容率降低。
根据本发明,铝箔与氧化铝陶瓷层的厚度差≥10μm。
根据本发明,所述铝箔的厚度为30~150μm,例如35μm、40μm、45μm、55μm、65μm、75μm、85μm、95μm、105μm、115μm、125μm、135μm或145μm,优选50~100μm。铝箔太薄,不利于后续氧化层厚度的增大;铝箔太厚,在埋进PCB内,会增大整个PCB的厚度。
根据本发明,所述树脂组合物薄膜层由包含陶瓷填料或不包含陶瓷填料的树脂组合物组成,优选地,所述树脂组合物薄膜层中包含陶瓷填料。
根据本发明,所述树脂组合物薄膜层中的树脂选自环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚丁二烯树脂、丁苯树脂、PTFE树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、液晶树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂(BT)、双马来酰亚胺树脂、苯并恶嗪树脂、酚氧树脂、丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶或端羟基丁腈橡胶中的任意一种或者至少两种的混合物,但不限于此。所述混合物例如环氧树脂和氰酸酯树脂的混合物,聚苯醚树脂和聚丁二烯树脂的混合物,丁苯树脂和PTFE树脂的混合物,酚醛树脂和丙烯酸酯树脂的混合物,聚酰亚胺树脂和液晶树脂的混合物,双马来酰亚胺-三嗪树脂(BT)和双马来酰亚胺树脂的混合物,苯并恶嗪树脂和酚氧树脂的混合物,丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶和端羟基丁腈橡胶的混合物,环氧树脂、氰酸酯树脂和聚苯醚树脂的混合物,聚丁二烯树脂、丁苯树脂和PTFE树脂的混合物,酚醛树脂、丙烯酸酯树脂和聚酰亚胺树脂的混合物,液晶树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂(BT)和双马来酰亚胺树脂的混合物,苯并恶嗪树脂、酚氧树脂、丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶和端羟基丁腈橡胶的混合物。
根据本发明,所述树脂组合物薄膜层中包含陶瓷填料,所述陶瓷填料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌镁酸铅中的任意一种或者至少两种的混合物,但不限于此。所述混合物例如二氧化硅和二氧化钛的混合物,氧化铝和钛酸钡的混合物,钛酸锶和钛酸锶钡的混合物,钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷和钛酸铅-铌镁酸铅的混合物,二氧化硅、二氧化钛和氧化铝的混合物,钛酸钡、钛酸锶和钛酸锶钡的混合物,钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌镁酸铅和二氧化硅的混合物。
为了减少因粒径过大可能产生的渗漏电流增大的影响,所述陶瓷填料的粒径中度值为10~1500nm,例如50nm、120nm、180nm、250nm、350nm、450nm、550nm、750nm、950nm、1000nm、1100nm、1150nm、1300nm或1400nm,优选100~800nm,进一步优选200~700nm。陶瓷填料的最大粒径不超过1500nm。
为了能够获得更大的介电常数,以及为获得更大的介电常数而添加更大量陶瓷填料使其在树脂中的分散性变差影响工艺性能,树脂组合物薄膜层中陶瓷填料的体积百分率为15%~50%,例如17%、20%、23%、26%、29%、32%、35%、38%、41%、44%或47%,优选20%~45%,进一步优选30%~40%,这样可保证既能获得相对高的介电常数,又能使得填料在树脂中的分散良好。
所述陶瓷填料的体积百分率定义如下:
体积百分率Vol%=V填料/(V树脂+V填料),其中Vol%就是陶瓷填料的体积百分率,V树脂为树脂组合物薄膜层中树脂的体积,V填料为树脂组合物薄膜层中陶瓷填料的体积。
根据本发明,所述树脂组合物薄膜层中还含有导电粉体,所述导电粉体选自金属、过渡金属合金、碳黑、碳纤维或碳纳米管中的任意一种或者至少两种的混合物,其中过渡金属选自Cu、Ni、Ag、Al、Zn、Co、Fe、Cr或Mn,所述过渡金属合金为上述过渡金属的合金。
根据本发明,所述的导电粉体表面用陶瓷填料包覆,所述包覆的陶瓷填料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌镁酸铅中的任意一种或者至少两种的混合物,但不限于此。所述混合物例如二氧化硅和二氧化钛的混合物,氧化铝和钛酸钡的混合物,钛酸锶和钛酸锶钡的混合物,钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷和钛酸铅-铌镁酸铅的混合物,二氧化硅、二氧化钛和氧化铝的混合物,钛酸钡、钛酸锶和钛酸锶钡的混合物,钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌镁酸铅和二氧化硅的混合物。
根据本发明,导电粉体的粒径中度值为30~700nm,例如50nm、80nm、180nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm或650nm,优选100~500nm。
根据本发明,所述树脂组合物薄膜层中的导电粉体的体积百分率为10%~60%,例如12%、15%、18%、22%、26%、32%、36%、41%、45%、49%、53%或57%,优选20%~45%,进一步优选30%~40%。
所述导电粉体的体积百分率定义如下:
体积百分率Vol%=V导电粉体/(V树脂+V导电粉体),其中Vol%就是导电粉体的体积百分率,V树脂为树脂组合物薄膜层中树脂的体积,V导电粉体为树脂组合物薄膜层中导电粉体的体积。
根据本发明,树脂组合物薄膜层的厚度为5~50μm,例如8μm、12μm、17μm、22μm、28μm、32μm、37μm、42μm、45μm、48μm,优选7~30μm,进一步优选8~10μm。本发明的目的之二在于提供一种如上所述的埋容材料的制备方法,所述方法包括如下步骤:
(1)将形成树脂组合物薄膜层的树脂组合物制备成胶液,在离型膜上涂覆上述胶液,经烘干后去掉溶剂,从离型膜上分离下来,得到树脂组合物薄膜层;
(2)将一张上述制成的树脂组合物薄膜层放在两张一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜中间,其中,氧化铝陶瓷层与树脂组合物薄膜层接触,然后放进层压机中通过热压固化制得埋容材料。
优选地,所述一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜由如下所述方法得到:对铝箔的一面进行阳极氧化处理,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜。
优选地,所述埋容材料的制备方法包括如下步骤:
(1’)对铝箔的一面进行阳极氧化处理,形成氧化铝陶瓷层,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜;
(2’)将形成树脂组合物薄膜层的树脂组合物制备成胶液,在离型膜上涂覆上述胶液,经烘干后去掉溶剂,从离型膜上分离下来,制作成树脂组合物薄膜层;
(3’)将一张上述制成的树脂组合物薄膜层放在上述制成的两张一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜中间,其中,氧化铝陶瓷层与树脂组合物薄膜层接触,然后放进层压机中通过热压固化制得埋容材料。
本发明的目的之三在于提供一种如上所述的埋容材料的用途,所述埋容材料用于印制电路板。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明提供的埋容材料,采用一面含有致密的阳极氧化处理的氧化铝陶瓷层的铝膜,使得整个埋容材料具有优良的介电强度,与现有技术中的埋容材料相比,本发明提供的埋容材料的介电强度大幅度提高,提高率大于200%。
另外,本发明因采用一面含有介电常数高的阳极氧化处理的氧化铝陶瓷层的铝膜,使得埋容材料具有高的介电常数,与现有技术中的树脂膜埋容材料相比,本发明提供的埋容材料的介电常数大幅度提高,提高率大于200%。
附图说明
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1为埋容材料示意图。
说明书附图标记如下所示:
1-树脂组合物薄膜层2-铝膜3-氧化铝陶瓷层。
具体实施方式
为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,本发明的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
将45g聚苯醚树脂(羟基当量790)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.7摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为5μm。
将30微米厚型号为L3铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有3%~5%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理10分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为5微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
实施例2
将45g聚苯醚树脂(羟基当量790)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.7摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为10nm的钛酸钡90.5g,钛酸钡的体积百分率为15%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为25μm。
将70微米厚的铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有8%~12%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理30分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为25微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
实施例3
将45g双酚A型环氧树脂(环氧树脂A)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.9摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为500nm的钛酸钡342g,所述钛酸钡的体积百分率为40%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为35μm。
将100微米厚的铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有8%~12%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理40分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为35微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
实施例4
将45g双酚A型环氧树脂(环氧树脂A)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.9摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为1500nm的钛酸钡513g,其体积百分率为50%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为50μm。
将150微米厚型号为L3铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有8%~12%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理50分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为50微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
实施例5
将45g聚苯醚树脂(羟基当量790)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.7摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为30nm的二氧化钛包覆的铝粉26g,其体积百分率为10%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为25μm。
将55微米厚的铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有8%~12%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理30分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为25微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
实施例6
将45g聚苯醚树脂(羟基当量790)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.7摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为300nm的二氧化钛包覆的铝粉156g,其体积百分率为40%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为35μm。
将55微米厚的铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有8%~12%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理30分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为25微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
实施例7
将45g聚苯醚树脂(羟基当量790)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.7摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为700nm的二氧化钛包覆的铝粉352g,其体积百分率为60%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为35μm。
将55微米厚的铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有8%~12%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理30分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为25微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
实施例8
将45g聚苯醚树脂(羟基当量790)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.7摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为700nm的钛酸钡90.5g,粒径中度值为300nm的二氧化钛包覆的铝粉156g,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为45μm。
将55微米厚的铝片,在10%的氢氧化钠溶液中浸泡20分钟,取出用去离子水冲洗干净,然后放入含有8%~12%草酸水溶液的电解槽中,以铝片作为阳极,以铜板作为阴极,直流电流密度为20A/dm2,电压为30V,温度40℃,处理30分钟后,取出,用水冲洗干净,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,测试形成的氧化铝陶瓷层厚为25微米。
接着,将制作的薄膜放在两个一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜之间,其中,氧化铝陶瓷层与薄膜接触,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表1。
比较例1
将45g双酚A型环氧树脂(环氧树脂A)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.9摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为700nm的钛酸钡342g,其体积分数为40%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在铜箔上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,以获得树脂复合铜箔(RCC),RCC的胶层厚度为5μm。
接着,将一张4μm厚的PI薄膜夹在两张上面制作的RCC中间,进行叠合,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表2。
比较例2
将45g双酚A环氧树脂(环氧树脂A)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.9摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为700nm的钛酸钡342g,其体积分数为40%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在铜箔上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,以获得树脂复合铜箔(RCC),RCC的胶层厚度为8μm。
接着,将两张上面制作的RCC树脂面与树脂面接触,进行叠合,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表2。
比较例3
将45g双酚A环氧树脂(环氧树脂A)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.9摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),再加入粒径中度值为700nm的氧化铝包覆的银粉,其体积百分率为40%,然后在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在铜箔上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,以获得树脂复合铜箔(RCC),RCC的胶层厚度为8μm。
接着,将两张上面制作的RCC树脂面与树脂面接触,进行叠合,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表2。
比较例4
将45g双酚A环氧树脂(环氧树脂A)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.9摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在铜箔上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,以获得树脂复合铜箔(RCC),RCC的胶层厚度为8μm。
接着,将两张上面制作的RCC树脂面与树脂面接触,进行叠合,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表2。
比较例5
将45g双酚A环氧树脂(环氧树脂A)、55g溴化环氧树脂(环氧树脂B)以及20g酚氧树脂(C),溶解在乙二醇甲醚中,并添加相对于环氧树脂0.9摩尔比的邻甲酚线型酚醛树脂和2-MI(2-甲基咪唑),在室温下混合得到胶液。将所得胶液涂覆在离型膜上,然后在155℃的烘箱中烘烤5分钟固化为B阶段,从离型膜上分离下来,制作成薄膜,厚度为16μm。
制作的薄膜放在两个55μm厚的铝膜之间,在压机中于190℃层压并固化,得到固化物后测量介电常数,介质损耗角正切,介电强度,Tg,剥离强度。具体性能见表2。
表1
表2
以上特性的测试方法如下:
1、玻璃化转变温度(Tg):按照IPC-TM-6502.4.24所规定的DMA方法进行测定。
2、剥离强度(PS):按照IPC-TM-6502.4.8方法中“热应力后”实验条件,测试板材的剥离强度。
3、介电强度:ASTMD149-09法进行测试,测试条件为A态
4、介电性能:SPDR(splitepostdielectricresonator)法进行测试,测试条件为A态,1.1GHz。
从实施例和比较例的对比可以看出,实施例1、2、3、4、5、6、7、8因采用了一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,其耐压强度都较高,且与比较例1相比,介电常数都比较高,获得了良好的综合性能。而比较例1中因采用了介电常数低的PI膜替代一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,使得介质层的整体介电常数、电气强度比较低;而比较例2、比较例3没有采用耐压强度高的一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜,虽然介电常数大,但是介电强度太低,进而使材料的可靠度降低,在使用中有被电压击穿的风险;比较例4、比较例5没有采用耐压强度高氧化铝陶瓷层,也没有PI等中间层,介电常数、电气强度低。
综上述结果可知,本发明的埋容材料可以达到高介电强度、高介电常数等优良综合性能,可以满足埋容材料的性能要求。
以上实施例,并非对本发明的组合物的含量作任何限制,凡是依据本发明的技术实质或组合物成份或含量对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细组成,但本发明并不局限于上述详细组成,即不意味着本发明必须依赖上述详细组成才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (32)
1.一种埋容材料,其特征在于,所述埋容材料由树脂组合物薄膜层及其上下两侧的铝膜组成,所述铝膜的一面含有氧化铝陶瓷层,所述氧化铝陶瓷层与树脂组合物薄膜层接触,所述氧化铝陶瓷层的厚度为5~50μm;一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜由如下所述方法得到:对铝箔的一面进行阳极氧化处理。
2.如权利要求1所述的埋容材料,其特征在于,所述阳极氧化选自硫酸法、铬酸法或草酸法。
3.如权利要求2所述的埋容材料,其特征在于,所述阳极氧化选自草酸法。
4.如权利要求1所述的埋容材料,其特征在于,所述氧化铝陶瓷层的厚度为10~30μm。
5.如权利要求4所述的埋容材料,其特征在于,所述氧化铝陶瓷层的厚度为15~25μm。
6.如权利要求1所述的埋容材料,其特征在于,铝箔与氧化铝陶瓷层的厚度差≥10μm。
7.如权利要求1所述的埋容材料,其特征在于,所述铝箔的厚度为30~150μm。
8.如权利要求7所述的埋容材料,其特征在于,所述铝箔的厚度为50~100μm。
9.如权利要求1-3之一所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的树脂选自环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚丁二烯树脂、丁苯树脂、PTFE树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、液晶树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并恶嗪树脂、酚氧树脂、丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶或端羟基丁腈橡胶中的任意一种或者至少两种的混合物。
10.如权利要求1-3之一所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中包含陶瓷填料。
11.如权利要求10所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的陶瓷填料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌镁酸铅中的任意一种或者至少两种的混合物。
12.如权利要求10所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的陶瓷填料的粒径中度值为10~1500nm。
13.如权利要求12所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的陶瓷填料的粒径中度值为100~800nm。
14.如权利要求13所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的陶瓷填料的粒径中度值为200~700nm。
15.如权利要求10所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的陶瓷填料的体积百分率为15%~50%。
16.如权利要求15所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的陶瓷填料的体积百分率为20%~45%。
17.如权利要求16所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的陶瓷填料的体积百分率为30%~40%。
18.如权利要求1-4之一所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中含有导电粉体。
19.如权利要求18所述的埋容材料,其特征在于,所述导电粉体选自金属、过渡金属合金、碳黑、碳纤维或碳纳米管中的任意一种或者至少两种的混合物,其中过渡金属选自Cu、Ni、Ag、Zn、Co、Fe、Cr或Mn。
20.如权利要求18所述的埋容材料,其特征在于,所述导电粉体表面用陶瓷填料包覆。
21.如权利要求20所述的埋容材料,其特征在于,所述陶瓷填料选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷或钛酸铅-铌镁酸铅中的任意一种或者至少两种的混合物。
22.如权利要求18所述的埋容材料,其特征在于,所述导电粉体的粒径中度值为30~700nm。
23.如权利要求22所述的埋容材料,其特征在于,所述导电粉体的粒径中度值为100~500nm。
24.如权利要求18所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的导电粉体的体积百分率为10%~60%。
25.如权利要求24所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的导电粉体的体积百分率为20%~45%。
26.如权利要求25所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层中的导电粉体的体积百分率为30%~40%。
27.如权利要求1-6之一所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层的厚度为5~50μm。
28.如权利要求27所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层的厚度为7~30μm。
29.如权利要求28所述的埋容材料,其特征在于,所述树脂组合物薄膜层的厚度为8~10μm。
30.一种如权利要求1-29之一所述的埋容材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将形成树脂组合物薄膜层的树脂组合物制备成胶液,在离型膜上涂覆上述胶液,经烘干后去掉溶剂,从离型膜上分离下来,得到树脂组合物薄膜层;
(2)将一张上述制成的树脂组合物薄膜层放在两张一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜中间,其中,氧化铝陶瓷层与树脂组合物薄膜层接触,然后放进层压机中通过热压固化制得埋容材料;所述一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜由如下所述方法得到:对铝箔的一面进行阳极氧化处理。
31.如权利要求30所述的方法,其特征在于,所述埋容材料的制备方法包括如下步骤:
(1’)对铝箔的一面进行阳极氧化处理,形成氧化铝陶瓷层,得到一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜;
(2’)将形成树脂组合物薄膜层的树脂组合物制备成胶液,在离型膜上涂覆上述胶液,经烘干后去掉溶剂,从离型膜上分离下来,得到树脂组合物薄膜层;
(3’)将一张上述制成的树脂组合物薄膜层放在上述制成的两张一面含有氧化铝陶瓷层的铝膜中间,其中,氧化铝陶瓷层与树脂组合物薄膜层接触,然后放进层压机中通过热压固化制得埋容材料。
32.一种如权利要求1-29之一所述的埋容材料的用途,其特征在于,所述埋容材料用于印制电路板。
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