CN111383842B - 电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电容器，其包含：一第一电极层及一第二电极层；以及一第一介电层及一第二介电层，设置于该第一电极层及该第二电极层之间。该第一介电层包含一第一介电粉体及一第一有机树脂，而该第二介电层由一第二介电粉体及一第二有机树脂所组成。其中，该第一介电粉体与该第一有机树脂的重量比值大于该第二介电粉体与该第二有机树脂的重量比值。
Description
技术领域
本发明关于电容器。
背景技术
电容器为能够储存或吸收电荷的电子装置，由于具有电荷充电及储存的特质，使得电容器在包括集成电路(IC)等电子电路的设计与运作当中具有广泛的应用。近年来，随着电子电路的高密度化及高集成化，将应用于各种电子电路的电容器小型化的需求也随之增加。
薄膜电容器的小型化发展迟缓，这是由于其所使用的介电材料(例如氧化硅或氮化硅)的介电常数低。因此，为了使薄膜电容小型化、实现较高的容量，具有高介电常数的介电材料进一步被使用。然而，高介电常数的介电材料往往不是温度补偿材料，因此易使导致薄膜电容器在不同温度下易呈现较大的电容变化率。此外，电容器也需要具有良好的直流(DC)偏压性能(也称为电容器的电压系数(VCC))定义为随DC偏压(电压)变化的电容变化率)。若电容器DC偏压性能不佳，在高电压操作下易使电容器的电容大幅下降，甚至导致电容器失效。
因此，业界需要一种新颖的薄膜电容器，以解决现有技术所遭遇到的问题。
发明内容
根据本发明实施例，本发明提供一种电容器，包含第一电极层及一第二电极层；以及一第一介电层及一第二介电层，设置于该第一电极层及该第二电极层之间。该第一介电层包含一第一介电粉体及一第一有机树脂，而该第二介电层由一第二介电粉体及一第二有机树脂所组成。其中，该第一介电粉体与该第一有机树脂的重量比值大于该第二介电粉体与该第二有机树脂的重量比值。
根据本发明实施例，该第一介电粉体与该第一有机树脂的重量比值是介于2.0～11.6之间。
根据本发明实施例，该第二介电粉体与该第二有机树脂的重量比值是介于0.1～1.0。
根据本发明实施例，该第一介电粉体及第二介电粉体分别为钛酸钡(bariumtitanate)、钛酸锶(strontium titanate)、钛酸钡锶(barium strontium titanate)、或上述的组合。
根据本发明实施例，该第一有机树脂及该第二有机树脂分别为丙烯酸树脂(acrylic acid resin)、聚亚酰胺(polyoimide)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚乙烯四氢咯酮烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、或上述的组合。
根据本发明实施例，该第一电极层及该第二电极层分别为铝、银、金、铜、镍、铂、或上述的合金。
根据本发明实施例，该第一介电层的厚度是0.105μm至52.5μm，该第二介电层的厚度是0.1μm至50μm。
根据本发明实施例，该第一介电层的厚度与该第二介电层的厚度比值是3至1.05。
根据本发明实施例，该电容器于偏压为100V下，具有一电容变化率不大于10％。
根据本发明实施例，该电容器于温度为125℃下，具有一电容变化率不大于l5％。
附图说明
图1为一实施例所述电容器的剖面结构示意图；
图2为一实施例所述电容器的剖面结构示意图；
图3为本发明一实施例所述电容器的制作工艺步骤流程图；
图4A至图4F为一系列剖面结构示意图，用以说明图2所述电容器其制造流程；
图5为本发明实施例1所述电容器其电容与温度的关系图；
图6为本发明实施例1所述电容器其电容与直流偏压的关系图；
图7为本发明比较例1所述电容器其电容与温度的关系图；
图8为本发明比较例1所述电容器其电容与直流偏压的关系图。
符号说明
10 第一电极
11、13、15、17、19、21 步骤
20 第一介电层
22 第一介电粉体
24 第一有机树脂
30 第二介电层
32 第二介电粉体
34 第二有机树脂
40 第二电极
50 基板
60 离型制作工艺
T1、T2 厚度
100 电容器
具体实施方式
本发明提供一种电容器(例如薄膜电容器)。通过第一介电层及第二介电层(配置于一第一电极层及一第二电极层之间)的介电粉体含量的特定关系，可使本发明所述电容器具有可挠性及达到体积薄化的目的。根据本发明实施例，本发明所述电容器的第一介电层的介电粉体与有机树脂重量比值与第二介电层的介电粉体与有机树脂重量比值可介于特定的范围内。根据本发明实施例，电容器的第一介电层及第二介电层的厚度也可介于特定的范围内。基于上述，本发明所述电容器可具有良好的直流(DC)偏压性能及符合电子工业联盟(EIA)对电容的温度系数(TCC)的X7R特性规范(在-55℃至125℃的温度范围，电容变化率为±15％)。
根据本发明实施例，本发明所述电容器除了可应用于高功率电子芯片、薄型化封装、及电子电路外，也可应用于软性发光二极管(LED)封装基板、软性触控面板、软性显示器、或穿带式设备。
请参照图1，为本发明一实施例所述电容器100的剖面结构意图，电容器100包含一第一电极层10、一第一介电层20、一第二介电层30、以及一第二电极层40，其中第一介电层20及第二介电层30设置于该第一电极层10及该第二电极层40之间。第一介电层20包含一第一介电粉体22及一第一有机树脂24，其中第一介电粉体22分散于第一有机树脂24中。第二介电层30由一第二介电粉体32及一第二有机树脂34所组成，其中第二介电粉体22分散于第二有机树脂24中。第一介电层20可与第二介电层30直接接触，即两者之间没有任何膜层或介质；第一介电层20可与第一电极层10直接接触，即两者之间没有任何膜层或介质；以及，第二介电层30可与第二电极层40直接接触，即两者之间没有任何膜层或介质。在此实施例中，第一介电粉体22与该第一有机树脂24的重量比值R1大于第二介电粉体32与该第二有机树脂34的重量比值R2。如此一来，由第一介电层20及第二介电层30所构成的介电结构可具有较佳的介电粉体堆积度、绝缘性、以及可靠性，使得本发明所述电容器具有可挠性及不错的电容效能。
根据本发明实施例，在第一介电层20中，第一介电粉体22与该第一有机树脂24的重量比值R1可约不小于2.0，例如为2.0至11.6、2.14至11.6、或2.14至7.5。若第一介电粉体22与该第一有机树脂24的重量比值R1过大或过小，则易使得电容器在高温或高偏压下的电容变化率增大。
根据本发明实施例，当第一介电粉体22与该第一有机树脂24的重量比值R1不小于2.0时，在第二介电层30的第二介电粉体32与该第二有机树脂34的重量比值R2可约不大于1，例如为0.1至1、0.2至1、或0.43至1(实施例3的比值为0.43)。
根据本发明实施例，据本发明某些实施例，第一介电层20由第一介电粉体22及第一有机树脂24所组成，其中第一介电粉体22分散于第一有机树脂24中。第二介电层30由第二介电粉体32及第二有机树脂34所组成，其中第二介电粉体32分散于第二有机树脂34中。
根据本发明实施例，第一介电粉体可为钛酸钡(barium titanate)、钛酸锶(strontium titanate)、钛酸钡锶(barium strontium titanate)、或上述的组合，且第一介电粉体的平均粒径可约为30nm至2μm，例如50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、500nm、800nm、1μm或1.5μm。此外，第二介电粉体可为钛酸钡(barium titanate)、钛酸锶(strontium titanate)、钛酸钡锶(barium strontium titanate)、或上述的组合，且第二介电粉体的平均粒径可约为30nm至2μm，例如50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、500nm、800nm、1μm或1.5μm。根据本发明实施例，第一介电粉体与第二介电粉体可为相同或不同，且第一介电粉体与第二介电粉体的粒径可为相同或不同。
根据本发明实施例，第一有机树脂可为丙烯酸树脂(acrylic acid resin)、聚亚酰胺(polyoimide)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚乙烯四氢咯酮烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride)、或上述的组合；以及，第二有机树脂可为丙烯酸树脂(acrylic acid resin)、聚亚酰胺(polyoimide)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate)、聚乙烯四氢咯酮烷酮(polyvinylpyrrolidone)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidenefluoride)、或上述的组合。根据本发明实施例，第一有机树脂与第二有机树脂可为相同或不同。根据本发明实施例，第一有机树脂的数目平均分子量可约为5,000至300,000，例如约为10,000至250,000、50,000至200,000、或80,000至180,000；以及，第二有机树脂的数目平均分子量可为5,000至300,000，例如约为10,000至250,000、50,000至200,000、或80,000至180,000。
根据本发明实施例，第一电极层可为铝、银、金、铜、镍、铂、或上述的合金，且第一电极层的厚度可约为10nm至100μm；以及，第二电极层可为铝、银、金、铜、镍、铂、或上述的合金，且第一电极层的厚度可约为10nm至100μm。根据本发明实施例，第一电极层与第二电极层可为相同或不同，且第一电极层的厚度与第二电极层的厚度可为相同或不同。
仍请参照图1，第一介电层20具有一厚度T1，其中厚度T1指第一介电层20与第二介电层30接触的表面至第一介电层20与第一电极层10接触的表面之间的最短距离；以及，第二介电层30具有一厚度T2，其中厚度T2指第二介电层30与第二电极层40接触的表面至第二介电层20与第一介电层10接触的表面之间的最短距离。根据本发明实施例，第一介电层20的厚度T1大于第二介电层30的厚度T2。举例来说，该第一介电层20的厚度T1与该第二介电层30的厚度T2比值可为6.5至1.05，例如为1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、或6。若厚度T1与厚度T2的比值过大，易使得电容器的可挠性降低，且在高温或高偏压下的电容变化率增大；若厚度T1与厚度T2的比值过小，易使得电容器的电容值下降，且在高温或高偏压下的电容变化率增大。
根据本发明实施例，第一介电层的厚度可为0.105μm至52.5μm，例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、或50μm；以及，第二介电层的厚度可为0.1μm至50μm，例如3μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、20μm、25μm、或30μm。
根据本发明实施例，本发明所述电容器由于具有双层介电层结构以及特定的介电粒子含量，本发明所述电容器在偏压为100V下仍可正常运作，且在偏压为100V下的电容变化率不大于±10％。在此，本发明所述在特定偏压下的电容变化率由下式所决定：
C0为电容器在电压施加前的电容，Cv为电容器在特定偏压下的电容。
根据本发明实施例，本发明所述电容器由于具有双层介电层结构以及特定的介电粒子含量，本发明所述电容器符合电子工业联盟(EIA)对电容的温度系数(TCC)的X7R特性规范，即在-55℃至125℃的温度范围，电容变化率为±15％。在此，本发明所述在特定温度下的电容变化率由下式所决定：
C0为电容器在25℃下的电容，Ct为电容器在特定温度下的电容。
根据本发明实施例，本发明也提供上述电容器的制造方法。图3为本发明一实施例所述电容器的制作工艺步骤流程图；以及，图4A至图4F为一系列剖面结构示意图，用以说明本发明所述电容器的制造流程。首先，如图4A所示，提供一基板50(步骤11)，其中基板50可例如为一玻璃基板、或塑料基板。
接着，如图4B所示，形成一第一电极层10于基板50之上(步骤13)，其中第一电极层10的形成方式可为涂布(coating)、喷涂(spraying)、印刷(printing)、化学气相沉积法(chemical vapor deposition、CVD)、物理气相蒸镀(physical vapor deposition、PVD)、或溅镀法。第一电极层10的定义如上所述。
接着，形成一第一介电层20于第一电极层10之上(步骤15)。举例来说，形成一由一第一组合物所构成的第一涂层于第一电极层10之上，并对该第一涂层进行一第一烘烤制作工艺，得到第一介电层20，如图4C所示。该第一组合物包含第一介电粉体22、第一有机树脂24、以及一溶剂(例如丙酮(acetone)、甲基乙基酮(methylethyl ketone)、甲基吡咯啶(methylpyrrolidine)、二甲基甲酰胺(dimethylformamide)、二甲基乙酰胺(dimethylacetamide，DMAc)、或上述的组合)，其中第一介电粉体22以及第一有机树脂24均匀分散于溶剂中。经第一烘烤制作工艺后，第一涂层中的溶剂被移除，得到该第一介电层20。根据本发明实施例，第一组合物的固含量(即第一介电粉体与第一有机树脂的重量百分比，以该第一组合物的总重为基准)可为5wt％至90wt％。该第一涂层的形成方法可例如为网印、旋转涂布法(spin coating)、棒状涂布法(bar coating)、刮刀涂布法(bladecoating)、滚筒涂布法(roller coating)、浸渍涂布法(dip coating)、喷涂(spraycoating)、或刷涂(brush coating)。第一介电粉体22、第一有机树脂24、以及第一介电层20的定义如上所述。根据本发明实施例，第一烘烤制作工艺可例如包含在50℃至100℃下烘烤5至60分钟、在100℃至200℃下烘烤5至60分钟、以及在200℃至250℃下烘烤5至60分钟。
接着，形成一第二介电层30于第一介电层20之上(步骤17)。举例来说，形成一由一第二组合物所构成的第二涂层于第一介电层20之上，并对该第二涂层进行一第二烘烤制作工艺，得到第二介电层30，如第4D图所示。该第二组合物包含第二介电粉体32、第二有机树脂34、以及一溶剂(例如丙酮(acetone)、甲基乙基酮(methylethyl ketone)、甲基吡咯啶(methylpyrrolidine)、二甲基甲酰胺(dimethylformamide)、二甲基乙酰胺(dimethylacetamide，DMAc)、或上述的组合)，其中第二介电粉体32以及第二有机树脂34均匀分散于溶剂中。经第二烘烤制作工艺后，第二涂层中的溶剂被移除，得到该第二介电层30。根据本发明实施例，第二组合物的固含量(即第二介电粉体与第二有机树脂的重量百分比，以该第二组合物的总重为基准)可为5wt％至90wt％。该第二涂层的形成方法可例如为网印、旋转涂布法(spin coating)、棒状涂布法(bar coating)、刮刀涂布法(bladecoating)、滚筒涂布法(roller coating)、浸渍涂布法(dip coating)、喷涂(spraycoating)、或刷涂(brush coating)。第二介电粉体32、第二有机树脂34、以及第二介电层30的定义如上所述。根据本发明实施例，第二烘烤制作工艺可例如包含在50℃至100℃下烘烤5至60分钟、在100℃至180℃下烘烤5至60分钟、在180℃至280℃下烘烤5至60分钟、在280℃至380℃下烘烤5至60分钟、以及在380℃至420℃下烘烤5至60分钟。
接着，如图4E所示，形成一第二电极层40于第二介电层30之上(步骤19)，其中第二电极层40的形成方式可为涂布(coating)、喷涂(spraying)、印刷(printing)、化学气相沉积法(chemical vapor deposition、CVD)、物理气相蒸镀(physical vapor deposition、PVD)、或溅镀法。第二电极层40的定义如上所述。
最后，如图4F所示，对第一电极层10、第一介电层20、第二介电层30、以及第二电极层40所构成的叠层进行一离型制作工艺60(步骤21)，得到本发明所述电容器100。
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例配合所附图示，作详细说明如下：
实施例1
首先，提供一玻璃基板，并以涂布方式形成一第一电极层(银电极，厚度约为0.4μm)于玻璃基板上。
接着，将钛酸钡粉末(平均粒径为60nm)、亲水性聚亚酰胺(由律胜科技贩售，商品编号为1098，数目平均分子量约为100,000)、以及二甲基乙酰胺混合，得到一混合物，其中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为7。接着，将混合物以三滚筒(three-roller mill)研磨，再以脱泡机进行脱泡，得到一第一组合物(固含量为10wt％)。接着，将第一组合物以涂布方式形成一第一涂层于第一电极层之上。接着，将该第一涂层在80℃下烘烤15分钟、在150℃下烘烤30分钟、以及在210℃下烘烤30分钟，得到第一介电层，厚度为45μm。其中，在第一介电层中，钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为7。
接着，将钛酸钡粉末(平均粒径为60nm)、亲水性聚亚酰胺(由律胜科技贩售，商品编号为1098，数目平均分子量约为100,000)、以及二甲基乙酰胺混合，得到一混合物，其中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为1。接着，将混合物以三滚筒(three-roller mill)研磨，再以脱泡机进行脱泡，得到一第二组合物(固含量为10wt％)。接着，将第二组合物以涂布方式形成一第二涂层于第一介电层之上。接着，将该第二涂层在50℃下烘烤30分钟、在150℃下烘烤30分钟、在200℃下烘烤30分钟、在300℃下烘烤30分钟、以及在400℃下烘烤30分钟，得到第二介电层，厚度为8μm。其中，在第二介电层中，钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为1。
接着，以涂布方式形成一第二电极层(银电极，厚度约为0.4μm)于第二介电层上。
最后，对第一电极层、第一介电层、第二介电层、以及第二电极层所构成的叠层进行一离型制作工艺，得到电容器(1)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(1)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如图5及表1所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(1)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如图6及表1所示。
比较例1
如实施例1的相同方式进行，除了比较例1所述第二组合物中不添加钛酸钡粉末(即第二组合物由亲水性聚亚酰胺(由律胜科技贩售，商品编号为1098，数目平均分子量约为100,000)以及二甲基乙酰胺所组成，第二组合物的固含量为10wt％)，得到电容器(2)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(2)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如图7及表1所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(2)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如图8及表1所示。
表1
实施例2
如实施例1的相同方式进行，除了将第一组合物中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比由7降低至6，得到电容器(3)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(3)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表2所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(3)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表2所示。
比较例2
如实施例2的相同方式进行，除了比较例2所述第二组合物中不添加钛酸钡粉末(即第二组合物由亲水性聚亚酰胺(由律胜科技贩售，商品编号为1098，数目平均分子量约为100,000)以及二甲基乙酰胺所组成，第二组合物的固含量为10wt％)，得到电容器(4)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(4)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表2所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(4)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表2所示。
表2
由表1及表2可得知，当第二介电层不包含钛酸钡时，所得电容器在约70℃或施加15V直流偏压下失效。
实施例3
如实施例1的相同方式进行，除了将第一组合物中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比由7降低至5，且将第二组合物中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比由1降低至0.43，得到电容器(5)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(5)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表3所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(5)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表3所示。
实施例4
如实施例3的相同方式进行，除了将第一介电层的厚度由45μm降低至15μm，得到电容器(6)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(6)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表3所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(6)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表3所示。
比较例3
首先，提供一玻璃基板，并以涂布方式形成一第一电极层(银电极，厚度约为0.4μm)于玻璃基板上。
接着，将钛酸钡粉末(平均粒径为60nm)、亲水性聚亚酰胺(由律胜科技贩售，商品编号为1098，数目平均分子量约为100,000)、以及二甲基乙酰胺混合，得到一混合物，其中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为5。接着，将混合物以三滚筒(three-roller mill)研磨，再以脱泡机进行脱泡，得到一第一组合物(固含量为10wt％)。接着，将第一组合物以涂布方式形成一第一涂层于第一电极层之上。接着，将该第一涂层在80℃下烘烤15分钟、在150℃下烘烤30分钟、以及在210℃下烘烤30分钟，得到第一介电层，厚度为40μm。其中，在第一介电层中，钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为5。
接着，将钛酸钡粉末(平均粒径为60nm)、亲水性聚亚酰胺(由律胜科技贩售，商品编号为1098，数目平均分子量约为100,000)、碳粉(由景明化工贩售、平均粒径为100nm)以及二甲基乙酰胺混合，得到一混合物，其中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为1，且碳粉含量为1wt％(以钛酸钡及亲水性聚亚酰胺的总重为基准)。接着，将混合物以三滚筒(three-roller mill)研磨，再以脱泡机进行脱泡，得到一第二组合物(固含量为10wt％)。接着，将第二组合物以涂布方式形成一第二涂层于第一介电层之上。接着，将该第二涂层在50℃下烘烤30分钟、在150℃下烘烤30分钟、在200℃下烘烤30分钟、在300℃下烘烤30分钟、以及在400℃下烘烤30分钟，得到第二介电层，厚度为8μm。其中，在第二介电层中，钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比值为1。
接着，以涂布方式形成一第二电极层(银电极，厚度约为0.4μm)于第二介电层上。
最后，对第一电极层、第一介电层、第二介电层、以及第二电极层所构成的叠层进行一离型制作工艺，得到电容器(7)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(7)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表3所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(7)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表3所示。
表3
由表3可得知，当第二介电层进一步包含导电粉末(碳粉)时，所得电容器在125℃下的电容变化率大于30％，且在直流偏压100V时的电容变化率大于100％。
实施例5
如实施例1的相同方式进行，除了将第一组合物中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比由7提高至7.5，且将第一介电层的厚度由45μm增加至50μm，得到电容器(8)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(8)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表4所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(8)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表4所示。
实施例6
如实施例1的相同方式进行，除了将第一组合物中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比由7降低至2.14，得到电容器(9)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(9)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表4所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(9)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表4所示。
比较例4
如实施例1的相同方式进行，除了将第一组合物中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比由7增加至11.66。然而，比较例4所得的第一电极层、第一介电层、第二介电层、以及第二电极层所构成的叠层虽具有电容值，但无法由玻璃基板上离型(离型后叠层坏破)，因此无法得到电容器。
比较例5
如实施例1的相同方式进行，除了将第一组合物中钛酸钡与亲水性聚亚酰胺的重量比由7降低至1.8，得到电容器(10)。
接着，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪(Microtest 6377 LCR)在操作电压1V及工作频率1kHz的条件下测量电容器(10)在25℃至125℃温度范围内的电容，并计算电容变化率(在25℃的电容值定义为100％)，结果如表4所示。此外，以电感电容电阻(inductor-capacitor-resistor，LCR)测量计仪在25℃下测量电容器(10)在施加直流(DC)偏压0V至100V范围内的电容，并计算电容变化率(在0V的电容值定义为100％)，结果如表4所示。
表4
由表4可知，当第一介电粉体与该第一有机树脂的重量比值是小于2.0时，所得电容器在直流偏压100V时的电容变化率大于16％。
基于上述，本发明所述电容器，可通过第一介电层及第二介电层的介电粉体含量的特定关系，使得本发明所述电容器具有良好的直流(DC)偏压性能(于偏压为100V下，具有一电容变化率不大于10％)及符合电子工业联盟(EIA)对电容的温度系数(TCC)的X7R特性规范(在-55℃至125℃的温度范围，电容变化率为±15％)。
虽然结合以上数个实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (9)
1.一种电容器，其特征在于，包含：
第一电极层及第二电极层；以及
第一介电层及第二介电层，设置于该第一电极层及该第二电极层之间，其中该第一介电层包含第一介电粉体及第一有机树脂，而该第二介电层由第二介电粉体及第二有机树脂所组成，其中该第一介电层与该第一电极层直接接触，该第一介电层覆盖该第一电极层的上表面及侧壁，且该第二介电层与该第二电极层直接接触，
其中该第一介电粉体与该第一有机树脂的重量比值大于该第二介电粉体与该第二有机树脂的重量比值，该第二介电粉体与该第二有机树脂的重量比值介于0.1至1之间。
2.如权利要求1所述的电容器，其中该第一介电粉体与该第一有机树脂的重量比值介于2.0至11.6之间。
3.如权利要求1所述的电容器，其中该第一介电粉体及第二介电粉体分别为钛酸钡、钛酸锶、钛酸钡锶、或上述的组合。
4.如权利要求1所述的电容器，其中该第一有机树脂及该第二有机树脂分别为丙烯酸树脂、聚亚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯四氢咯酮烷酮、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯、或上述的组合。
5.如权利要求1所述的电容器，其中该第一电极层及该第二电极层分别为铝、银、金、铜、镍、铂、或上述的合金。
6.如权利要求1所述的电容器，其中该第一介电层的厚度是0.105μm至52.5μm，以及该第二介电层的厚度是0.1μm至50μm。
7.如权利要求1所述的电容器，其中该第一介电层的厚度与该第二介电层的厚度比值是6.5至1.05。
8.如权利要求1所述的电容器，其中该电容器于偏压为100V下，具有电容变化率，不大于10％。
9.如权利要求1所述的电容器，其中该电容器于温度为125℃下，具有电容变化率，不大于l5％。
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| CN1967751A (zh) * | 2005-11-14 | 2007-05-23 | 通用电气公司 | 具有改进的电介特性的薄膜电容器 |
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| CN1617337A (zh) * | 2003-08-13 | 2005-05-18 | 三星电子株式会社 | 半导体设备的电容器和使用同样电容器的存储器设备 |
| CN1967751A (zh) * | 2005-11-14 | 2007-05-23 | 通用电气公司 | 具有改进的电介特性的薄膜电容器 |
| CN101034702A (zh) * | 2006-03-08 | 2007-09-12 | 联华电子股份有限公司 | 电容介电层及其形成方法与电容器 |
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