CN210925765U - 柔性电容器构造 - Google Patents
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Abstract
柔性电容器构造包括柔性底层、不连续柔性顶层、导电顶部电极和导电底部电极。柔性底层可为粘合剂层。不连续柔性顶层设置在底层上并且在其表面中具有不连续性,该不连续性限定了具有侧壁的通孔和柔性底层的暴露部分。顶部电极设置在通孔中并且覆盖通孔的侧壁和柔性底层的暴露部分。导电底部电极设置在柔性底层上,并且与顶部电极相对且与顶部电极基本上对齐。
Description
技术领域
本公开涉及包括柔性聚合物层的柔性电容器。
背景技术
电容器为无源双端电子部件,其在电场中存储电能。由于这种效果,历史上首先将电容器称为聚能器。电容器的这种效果被称为自电容。虽然这种效果存在于足够接近的电路的任何两个电导体之间,但是电容器被设计成为多种实际应用提供这种效果。因此,实际电容器的物理形式和构造差别很大,但是大多数电容器包含通常呈金属板形式的至少两个电导体或由电介质媒介隔开的表面。导体可为箔、薄膜或金属或导电电解质的烧结珠。非导电电介质用于增加电容器的充电容量。通常用作电介质的材料包括玻璃、陶瓷、塑料膜、纸、云母和氧化物层。电容器广泛用作许多常见电气装置中的电路部件。与电阻器不同,理想电容器不耗散能量。
电容器广泛用于无线收发器应用电路中。这些电容器中的大多数用于构造性地匹配滤波电路或去耦电源线路的目的。通常,到目前为止,电容器具有完成无线收发器应用电路所需的最大百分比部件。
在美国专利公开2012/0168207(Oh等人)中,描述了柔性多层薄膜电容器,该电容器使用柔性金属基板;使用金属材料选择性地施加在金属基板的第一表面上的多个第一内部电极层;使用电介质材料在第一内部电极层的整个表面上形成为顺序多层多个电介质层;使用金属材料选择性地施加在电介质层上的多个第二内部电极层;施加在多个第二内部电极层中的一个电极层的表面上的保护层;和单对外部电极,该外部电极分别与多个第一内部电极层和多个第二内部电极层连接接触,并且焊接在印刷电路板的导电层间焊盘上。
在韩国专利KR 101254623中描述了一种用于具有电容器的柔性电路基板的制造方法以及由该方法制造的柔性电路基板,通过用串行工艺同时处理连接图案和通孔来提供改善的效率。
PCT公开WO 2012/061184和WO 2012/112873中描述了(多个)柔性 LESD(发光半导体器件)。
实用新型内容
本文公开了柔性电容器构造。
在一些实施方案中,柔性电容器构造包括柔性底层、不连续柔性顶层、导电顶部电极和导电底部电极。柔性底层具有第一主表面和第二主表面,并且可为粘合剂层。不连续柔性顶层设置在底层的第二主表面上并且具有第一主表面和第二主表面,使得柔性顶层的第一主表面的至少一部分与柔性底层的第二主表面接触,并且柔性顶层的第一主表面中的不连续性在其中限定通孔(其中通孔包括侧壁)和柔性底层的第二主表面的暴露部分。导电顶部电极设置在通孔中并且至少覆盖柔性顶层的第二主表面邻近通孔的部分、通孔的侧壁以及柔性底层的第二主表面的暴露部分。导电底部电极设置在柔性底层的第一主表面上,其中底部电极与顶部电极相对并且基本上与顶部电极对齐,使得顶部电极和底部电极以及其间的柔性底层形成电容器。
在其他实施方案中,柔性电容器构造包括柔性粘合剂层,该柔性粘合剂层具有第一主表面和设置在基本上对齐的导电顶部电极与导电底部电极之间的第二主表面。顶部电极和底部电极中的每个电极都具有顶部主表面和底部主表面,使得顶部电极和底部电极以及其间的柔性粘合剂层形成电容器。在顶部平面图中,柔性粘合剂层延伸超过顶部电极和底部电极中的至少一个电极。在一些实施方案中,顶部电极的底部主表面具有接触表面和非接触表面,其中接触表面为顶部电极的底部主表面与柔性粘合剂层的第二主表面接触的部分,非接触表面为顶部电极的底表面不与柔性粘合剂层的第二主表面接触的部分。非接触表面与柔性粘合剂层的第二主表面间隔开,并且与柔性粘合剂层不同的柔性聚合物电介质层填充顶部电极的底表面的非接触部分与柔性粘合剂层的第二表面之间的空间。
在其他实施方案中,柔性电容器构造包括:柔性多层膜,该柔性多层膜包括多个柔性层,其中柔性层具有至少一个柔性粘合剂层和至少一个柔性聚合物电介质材料层;导电顶部电极,该导电顶部电极设置在多层膜的顶侧上;和导电底部电极,该导电底部电极设置在多层膜的底侧上且与顶部电极基本对齐。多个柔性层中的至少一个层的至少一部分设置在顶部电极与底部电极之间并且形成电容器,并且顶部电极和底部电极中的至少一个电极与多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层直接接触。在一些实施方案中,多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层为多层膜的嵌入层。在一些实施方案中,在顶部电极与底部电极之间最接近的区域中,在顶部电极与底部电极之间仅设置多个层中的一个柔性粘合剂层。
附图说明
参照以下结合附图对本公开的各种实施方案的详细说明,可更全面地理解本申请。
图1示出了本公开的制品的实施方案的剖视图。
图2示出了本公开的不同制品的实施方案的剖视图。
图3示出了本公开的不同制品的实施方案的剖视图。
在所示实施方案的以下描述中,参考了附图并通过举例说明的方式在这些附图中示出了其中可实践本公开的各种实施方案。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可利用实施方案并且可进行结构上的改变。图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而,应当理解,在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。
具体实施方式
电容器广泛用于无线收发器应用电路中。这些电容器中的大多数用于构造性地匹配滤波电路或去耦电源线路的目的。通常,到目前为止,电容器具有完成无线收发器应用电路所需的最大百分比部件。将这些电容器嵌入基板自身中是高度期望的。优点包括:可消除用于常规表面安装电容器的焊接点;嵌入式电容器的任何电极都未暴露于空气;由于等效放置的部件厚得多,因此厚度减小;并且电容区域可弯曲,使得其适于可穿戴型应用。因此,仍然需要柔性电容器。
本文公开了包括柔性聚合物层的柔性电容器。柔性聚合物层包括粘合剂层并且可包括附加的柔性聚合物层。
除非另外指明,否则说明书和权利要求书中所使用的表达特征尺寸、量和物理性质的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此,除非有相反的说明,否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值,这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。用端值来表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数字(如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4 和5)及该范围内的任何范围。
除非内容另外明确指明,否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的,单数形式“一个”、“一种”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施方案。例如,对“一层”的引用涵盖了具有一个层、两个层或更多个层的实施方案。除非上下文另外清楚指明,否则如本说明和所附权利要求书中使用的,术语“或”一般以包括“和/或”的意义使用。
如本文所用,术语“粘合剂”是指可用于将两个粘附体粘附在一起的聚合物组合物。粘合剂的示例为压敏粘合剂。
本领域的普通技术人员熟知压敏粘合剂组合物具有包括如下在内的性质:(1)有力且持久的粘着性,(2)用手指按压就能进行粘附,(3)足够的固定到粘附体上的能力,和(4)足够的内聚强度以从粘附体上干净地移除。经发现良好地用作压敏粘合剂的材料为经设计和配制而表现出所需粘弹性,从而使得粘性、剥离粘附力和剪切保持力达到所需平衡的聚合物。获得特性的适当平衡不是简单的方法。
热熔粘合剂是以熔融形式(通常在65℃-180℃范围内)施加的热塑性塑料,其在冷却时固化以在宽范围的粘附体之间形成牢固的粘结。
热固性粘合剂为单体、聚合物或共聚物,其在固化时变为基本上不熔化和不溶解的产物。
术语“Tg”和“玻璃化转变温度”可互换使用。如果测量,除非另有说明,否则Tg值通过差示扫描量热法(DSC)以10℃/分钟的扫描速率测定。通常,不测量共聚物的Tg值,而是使用熟知的Fox公式,使用由单体供应商提供的单体Tg值来计算该值,如本领域技术人员所理解的。
术语“室温”一般是指为20℃至22℃的环境温度,除非另外指明。
术语“(甲基)丙烯酸酯”是指醇的单体丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体或低聚物在本文中通称为“(甲基)丙烯酸酯”。
除非另外指明,否则“光学透明的”是指在可见光光谱(约400nm至约700nm)的至少一部分的范围内具有高透光率的制品、膜或粘合剂组合物。通常,光学透明制品、膜或粘合剂组合物具有至少80%的可见光透光率。
除非另外指明,否则“光学透明的”是指在可见光谱(约400nm至约 700nm)的至少一部分上具有高透光率并呈现出低雾度的粘合剂或制品。通常光学透明的粘合剂或制品具有至少90%的可见光透光率和小于5%的雾度,常常光学透明的粘合剂或制品具有至少95%的可见光透光率和小于3%的雾度。
如本文所用,术语“相邻”在针对两层时意指,这两层相互毗邻,其间没有居间的敞开空间。它们可以彼此直接接触(例如,层合在一起)或者可以存在居间层。
术语“脂族”是指仅包含烷基和亚烷基的烃基。
术语“烷基”是指为烷烃的基团的一价基团,该烷烃为饱和烃。烷基可为直链的、带支链的、环状的或它们的组合,并且通常具有1至20个碳原子。在一些实施方案中,烷基基团含有1至18个、1至12个、1至10 个、1至8个、1至6个或1至4个碳原子。烷基基团的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正已基、环己基、正庚基、正辛基和乙基己基。
术语“亚烷基”是指为烷烃基的二价基团。亚烷基可为直链的、支链的、环状的或它们的组合。亚烷基通常具有1至20个碳原子。在一些实施方案中,亚烷基包含1至18个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6 个或1至4个碳原子。亚烷基的基团中心可在相同碳原子(即烷叉基)或不同碳原子上。
术语“芳族”是指包含至少芳基和/或亚芳基的烃基,并且也可包括烷基和/或亚烷基。
术语“芳基”是指为芳族和碳环的一价基团。芳基可具有与芳族环相连或稠合的一至五个环。其他环结构可为芳族的、非芳族的或它们的组合。芳基基团的示例包括但不限于苯基、联苯基、三联苯基、蒽基 (anthryl)、萘基、苊基、蒽醌基、菲基、蒽基(anthracenyl)、芘基、苝基和芴基。
术语“亚芳基”是指为碳环和芳族的二价基团。该基团具有相连、稠合或它们的组合的一至五个环。其他环可为芳族的、非芳族的或它们的组合。在一些实施方案中,亚芳基基团具有至多达5个环、至多达4个环、至多达3个环、至多达2个环或一个芳环。例如,亚芳基基团可为亚苯基。
在本公开的一些实施方案中,柔性电容器构造包括设置在两个电极之间的柔性粘合剂层、顶部电极和底部电极。柔性粘合剂层可包括压敏粘合剂层、热熔粘合剂层或热固性粘合剂层。柔性粘合剂层的组分在下文更详细地描述。柔性粘合剂层为导热的电介质层。当从顶部平面图观察时,柔性粘合剂层延伸超过顶部电极和底部电极中的至少一个电极。在一些实施方案中,当从顶部平面图观察时,柔性粘合剂层延伸超过顶部电极和底部电极两者。
在一些实施方案中,电容器构造还包括不同于柔性粘合剂层的柔性聚合物电介质层。在这些实施方案中,顶部电极的一部分与柔性粘合剂层的顶部表面直接接触,并且顶部电极的一部分与柔性粘合剂层间隔开。不同于粘合剂层的柔性聚合物电介质层填充由此形成在顶部电极与柔性粘合剂层之间的空间。
在图1中示出了这种实施方案。图1示出了柔性电容器构造900的剖视图。也应注意,柔性电容器构造900包括不同于粘合剂层的任选的柔性聚合物电介质层。柔性电容器构造900包括柔性粘合剂层100、顶部电极 400和底部电极500。柔性电容器构造900还包括不同于柔性粘合剂层100 的任选的柔性聚合物电介质层200。柔性粘合剂层100包括第一主表面102 和底部主表面104。粘合剂层100的与底部电极500接触的部分为接触部分 108,并且粘合剂层100的与顶部电极400接触的部分为接触部分106。电极400的与接触部分106接触的部分为电极接触部分403。不与粘合剂层 100接触的电极400的部分为与粘合剂层100间隔开的电极部分404。柔性聚合物电介质层200位于该间隔开的区域中,使得柔性聚合物电介质层200 接触区域204中的柔性粘合剂层100并且也接触间隔开的电极部分404。即使图1为剖视图而非顶视图,如在图1中可见,柔性粘合剂层100延伸超过顶部电极400和底部电极500两者。
本文还公开了柔性电容器构造,该柔性电容器构造包括:柔性底层,该柔性底层具有第一主表面和第二主表面;和设置在底层上的柔性不连续顶层,该柔性不连续顶层具有第一主表面和第二主表面,其中顶层的多段在顶层的多段之间限定通孔或间隙,使得底层的一部分或第二主表面暴露于限定的通孔中。导电的第一电极设置在通孔中并且至少覆盖顶层的第二主表面邻近通孔的部分、通孔的侧壁和底层的第二主表面的暴露部分。导电的第二电极设置在底层的第一主表面上,与第一电极相对并且基本上对齐,使得第一电极和第二电极以及它们之间的底层形成电容器。在许多实施方案中,柔性底层为粘合剂层,如下面详细描述的。粘合剂层可包括压敏粘合剂、热熔粘合剂或热固性粘合剂。在其他实施方案中,柔性底层可包括可不适于作为热熔粘合剂的热塑性层。柔性顶层通常为聚合物电介质层,如下面详细描述的。
该实施方案由图2示出,图2为柔性电容器构造1000的剖视图。在图 2中,柔性电容器构造1000包括具有第一主表面104和第二主表面102的柔性底层100。具有第一主表面204和第二主表面202的柔性不连续顶层 200,不连续顶层200设置在底层100上。顶层的多段在顶层的多段之间限定通孔或间隙300,使得底层的一部分或第二主表面,即区域106,暴露于限定的通孔300中。导电的第一电极400设置在通孔300中并且至少覆盖顶层的第二主表面邻近通孔300的部分202、通孔310的侧壁和底层区域 106的第二主表面的暴露部分。在图2中,第一电极400的区域401在表面 402处覆盖顶层200的第二主表面的第二主表面202的一部分。第一电极 400在表面404处接触通孔的侧壁310,并且第一电极400在区域403处接触底层的第二主表面的暴露区域106。导电的第二电极500设置在底层的第一主表面上,与第一电极400相对并且基本上对齐,使得第一电极400和第二电极500以及它们之间的底层100形成电容器。
本文还公开了柔性电容器构造的另一实施方案,其类似于如上所述的图2所示的柔性电容器构造,除了代替分立的层100和层200,柔性基板和电介质基板包括柔性多层膜,该柔性多层膜包括多个柔性层,其中至少一个柔性层包括柔性粘合剂层,并且至少一个柔性层包括柔性非粘合剂层。
该实施方案由图3举例说明,图3为柔性电容器构造2000的剖视图。柔性电容器构造2000包括柔性多层膜600、设置在多层膜600的顶侧上的导电顶部电极630以及设置在多层膜600的底侧上的导电底部电极640。多层膜600包括多个柔性层601-605和柔性层620-623。当然,多层膜600包括至少两个层,并且可仅包括两个层:粘合剂层和非粘合剂层,但是在图3 所示的实施方案中,包括附加的任选层。在多层膜600中,层620-623为柔性粘合剂层,并且层601-605为柔性非粘合剂层。下面提供了这些层的组成和描述。顶部电极630通过嵌入的粘合剂层621与底部电极640分离。嵌入的粘合剂层621在电极之间最接近的点处位于电极630与电极640之间。因此,顶部电极630与粘合剂层621直接接触,并且底部电极640也与粘合剂层621直接接触。粘合剂层621被示为单个层,但是粘合剂层621 可为多层制品,只要该多层制品为导热的、介电的并且具有与电极630和电极640接触的外粘合剂表面即可。另外,在图3中,粘合剂层620、粘合剂层621、粘合剂层622和粘合剂层623中的每个层均被示出与电极630和电极640中的至少一个电极接触,但不必须是这种情况。在一些实施方案中,可能期望至少一个粘合剂层(例如层623)与至少一个电极(640)接触。
适用于本公开的柔性电容器构造中的粘合剂包括压敏粘合剂、热熔粘合剂和热固性粘合剂。虽然宽范围的粘合剂材料是合适的,但是特别合适的是介电常数在2至5的范围内的那些粘合剂材料。在一些实施方案中,可能期望粘合剂层为光学透明的或甚至光学澄清的。
在本实用新型的柔性电容器构造中可用的压敏粘合剂包括基于天然橡胶、合成橡胶、苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醚、(甲基)丙烯酸脂、聚α烯烃、有机硅、氨基甲酸酯或脲的那些。
可用的天然橡胶压敏粘合剂通常包含塑炼天然橡胶、每100份天然橡胶25份至300份的一种或多种增粘树脂以及通常0.5至2.0份的一种或多种抗氧化剂。天然橡胶的等级范围是从淡白绉级到更深的有棱纹的烟胶片,包括例如CV-60(一种粘度受控的橡胶级)和SMR-5(一种有棱纹的烟胶片橡胶级)。与天然橡胶一起使用的增粘树脂通常包括但不限于木松香及其加氢衍生物;各种软化点的萜烯树脂以及石油基树脂。
另一类可用的压敏粘合剂是包括合成橡胶的那些。此类粘合剂通常为橡胶状弹性体,它们是自粘的或非粘的并且需要增粘剂。自粘性合成橡胶压敏粘合剂包括例如:丁基橡胶、异丁烯与异戊二烯的共聚物;聚异丁烯;异戊二烯的均聚物;聚丁二烯;或苯乙烯/丁二烯橡胶。
苯乙烯嵌段共聚物压敏粘合剂一般包含A-B型弹性体或A-B-A型弹性体,其中A表示热塑性聚苯乙烯嵌段,而B表示聚异戊二烯、聚丁二烯或聚(乙烯/丁烯)和树脂的橡胶态嵌段。可用于嵌段共聚物压敏粘合剂的各种嵌段共聚物的示例包括:直链、辐射状、星形和渐缩苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物,
聚乙烯醚压敏粘合剂一般是乙烯基甲基醚的均聚物、乙烯基乙基醚或乙烯基异丁基醚的共混物,或者乙烯基醚的均聚物与乙烯基醚和丙烯酸酯的共聚物的共混物,以实现所需的压敏粘合剂性质。
(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂通常具有约-20℃或更低的玻璃化转变温度,并可包含100重量%至80重量%的C3-C12烷基酯组分,例如丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯和丙烯酸正丁酯以及0重量%至20重量%的极性组分,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯-乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯大分子单体。通常,(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂包含0重量%至 20重量%的丙烯酸和100重量%至80重量%的丙烯酸异辛酯。(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂可为自粘的或增粘的。在一些实施方案中,(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂可为(甲基)丙烯酸酯嵌段共聚物压敏粘合剂。与上述嵌段共聚物粘合剂类似,这些压敏粘合剂为ABA型,其中A嵌段为具有相对高Tg的非弹性体嵌段,诸如(甲基)丙烯酸甲酯嵌段,并且B嵌段为弹性体或橡胶状嵌段。
聚α烯烃压敏粘合剂,也被称作聚(1-烯烃)压敏粘合剂,通常包括基本非交联聚合物或非交联聚合物,它们可具有在它们上面接枝的可辐射活化的官能团,如美国专利5,209,971(Babu等人)中所述。聚α-烯烃聚合物可为自粘的和/或包含一种或多种增粘材料。
有机硅压敏粘合剂(也称为硅氧烷压敏粘合剂)包括聚合物或凝胶和增粘树脂两种主要组分。聚合物通常为高分子量聚二甲基硅氧烷或聚二甲基二苯基硅氧烷,其在聚合物链的末端上包含残余的硅醇官能团(SiOH),或者是包含聚二有机硅氧烷软链段和脲封端硬链段的嵌段共聚物。增粘树脂一般为由三甲基硅氧基(OSiMe3)封端并还包含一些残余硅醇官能团的三维硅酸酯结构。特别合适的有机硅压敏粘合剂的示例包括美国专利 5,214,119(Leir等人)中描述的有机硅脲嵌段共聚物压敏粘合剂和美国专利7,371,464(Leir等人)中描述的有机硅聚乙二酰胺压力粘合剂。
可用的聚氨酯和可用的聚脲压敏粘合剂包括例如在PCT公开WO 00/75210(Kinning等人)中以及在美国专利3,718,712(Tushaus); 3,437,622(Dahl);和5,591,820(Kydonieus等人)中公开的那些。
如上所述,热熔粘合剂是以熔融形式(通常在65℃-180℃范围内)施加的热塑性塑料,其在冷却时固化以在宽范围的粘附体之间形成牢固的粘结。合适的热熔粘合剂的示例包括:乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物;乙烯- 丙烯酸酯共聚物(示例包括乙烯丙烯酸正丁酯(EnBA)和乙烯-丙烯酸 (EAA));聚烯烃(例如聚乙烯(诸如低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE))、无规聚丙烯(PP或APP)、聚-1-丁烯和氧化聚乙烯);以及聚氨酯(例如热塑性聚氨酯(TPU),其具有低Tg并且为由具有柔性软链段和短刚性硬链段的长直链制备的链段共聚物)。
热固性粘合剂为单体、聚合物或共聚物,其在固化时变为基本上不熔化和不溶解的产物。因此,与可经历重复加热和冷却循环而不发生化学变化的上述热熔粘合剂不同,热固性粘合剂包含反应性组分,该反应性组分反应以不可逆地转变成基本上不熔化和不溶解的产物。
通常,热固性粘合剂被分类为单组分粘合剂或双组份粘合剂。在单组分热固性粘合剂中,反应性组分被混合,但是不在室温下反应一定时间。通常,单组分热固性粘合剂不固化,直至供应热或辐射能量。在双组份粘合剂中,每个组分包含反应性物质中的一种,并且两个组分保持分离直至需要固化。因此,双组份热固性粘合剂通常在双组份被混合并且不需要附加的能量输入时就开始反应。
合适的热固性粘合剂的示例包括环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯。环氧树脂也称为聚环氧化物,是一类包含环氧基团的反应性预聚物和聚合物。环氧树脂可通过催化均聚反应(交联),或与宽范围的共反应物反应(交联),该共反应物包括多官能胺、酸(以及酸酐)、酚、醇和硫醇。这些共反应物通常称为硬化剂或固化剂,并且交联反应通常称为固化。在合适的环氧树脂类别中包括芳族环氧树脂和脂族环氧树脂。芳族环氧树脂的示例为双酚A的二缩水甘油醚(DGEBA),其通过表氯醇与双酚A的反应制备,以及双酚F的二缩水甘油醚(DGEBF),其通过表氯醇与双酚F的反应制备。脂族环氧树脂通常由脂族醇或多元醇的缩水甘油化形成。所得树脂可为单官能(例如十二烷醇缩水甘油醚)、双官能(丁二醇二缩水甘油醚)或具有更高的官能度(例如三羟甲基丙烷三缩水甘油醚)。一类特定的脂族环氧树脂为脂环族环氧树脂,其在分子中包含一个或多个脂环族环 (例如,3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯)。
通过苯酚或取代酚与甲醛的反应制备酚醛树脂(也称为苯酚-甲醛树脂)。苯酚-甲醛树脂作为基团通过可由酸或碱催化的逐步生长聚合反应形成。由于甲醛主要存在于溶液中作为亚甲基二醇低聚物的动态平衡,因此甲醛的反应性形式的浓度取决于温度和pH。苯酚在邻位和对位(位点2、位点4和位点6)处与甲醛反应,从而允许至多3个单元的甲醛附接到该环。在所有情况下的初始反应包括形成羟甲基苯酚:HOC6H5+CH2O→ HOC6H4CH2OH。羟甲基基团能够与另一游离的邻位或对位反应或与另一羟甲基基团反应。第一反应产生亚甲基桥,并且第二反应形成醚桥。
聚氨酯(PUR或PU)是由氨基甲酸酯(氨基甲酸乙酯)链结合的有机单元组成的聚合物。聚氨酯聚合物在传统上并且最通常通过二异氰酸酯或多异氰酸酯与多元醇的反应形成。用于制备聚氨酯的异氰酸酯和多元醇二者每个分子平均包含两个或更多个官能团。
通常,用于制备聚氨酯的异氰酸酯在每个分子上具有两个或更多个异氰酸酯基团。最常用的异氰酸酯为芳族二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI) 和亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)。也可使用脂族和脂环族异氰酸酯。最重要的脂族和脂环族异氰酸酯为1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1-异氰酸根合-3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基-环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI) 以及4,4'-二异氰酸根合二环己基甲烷(H12MDI或氢化MDI)。
合适的多元醇为聚醚多元醇,其通过环氧化物与含活性氢的化合物反应制得,以及聚酯多元醇,其通过多官能羧酸和多羟基化合物的缩聚制得。
聚氨酯反应混合物,无论是单组分还是双组份,通常包含聚氨酯催化剂。聚氨酯催化剂可分为两大类:碱性和酸性胺。叔胺催化剂通过增强二醇组分的亲核性来起作用。烷基锡羧酸盐、氧化物和硫醇盐氧化物在加速聚氨酯的形成中起到温和的路易斯酸的作用。作为碱,传统的胺催化剂包括三亚乙基二胺(TEDA,也称为DABCO、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)、二甲基环己胺(DMCHA)以及二甲基乙醇胺(DMEA)。典型的路易斯酸性催化剂为二月桂酸二丁基锡。
将单组分或双组份热固性粘合剂施加到第一基板表面上,使第二基板表面与其接触,并且使热固性材料固化。在单组分热固性材料的情况下,施加能量,在双组份热固性材料的情况下,允许粘合剂在室温下固化。第一基板表面可为电极,并且第二基板可为电极和电介质层,如图1和图2 所示。另选地,粘合剂可如图3中那样与电极和电介质层接触,或者如图3 中那样在两个电介质层之间接触。
除了构成柔性电容器构造的粘合剂层的聚合物组分外,粘合剂层也可包括各种添加剂,只要该添加剂不会不利地影响粘合剂层的所需特性(诸如粘合特性、柔韧性、电介质性质或导热性)即可。特别合适的添加剂为具有相对高介电常数的颗粒。可悬浮在粘合剂层的有机基质中的颗粒的示例包括介电常数为120至10,000的颗粒。合适的颗粒包括金属氧化物颗粒,诸如钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铜钙(CaCu3Ti4O12)、氧化铝(Al2O3)等。如果有的话,基于粘合剂层的总重量,颗粒通常以0.1重量%至约20重量%的量存在。
粘合剂层具有多种所需特性,使得粘合剂层适用于本公开的柔性电容器构造。这些特性中包括柔韧性、相对高的介电常数和高热导率。通常,粘合剂层相对较薄,有助于其柔韧性。在一些实施方案中,粘合剂层的厚度介于2微米与50微米之间,或甚至介于2微米与15微米之间。一般来讲,粘合剂层的介电常数在0.25至100的范围内,或甚至在5至15的范围内。
如上所述,粘合剂层为导热的。参见图1和图2,一般来讲,粘合剂层(100)的热导率大于电介质层(200)的热导率。在一些实施方案中,粘合剂层具有以瓦特/米开尔文或W/(mK)为单位记录的热导率,其在0.25W/(mK) 至5W/(mK)的范围内。可使用各种方法来测量粘合剂层的热导率,通常使用探针头,如本领域技术人员所熟知的。
再次参考图1和图2,粘合剂层(100)的附加特性与电介质层(200)的特性与用于制备本公开的柔性电容器构造的工艺相关。下面更详细地描述用于制备本公开的柔性电容器构造的工艺。在许多实施方案中,电介质层200 作为连续层被施加到粘合剂层。选择性地蚀刻该连续层以形成通孔。通常使用化学蚀刻剂以实现蚀刻。在该工艺中,掩蔽部分电介质层以防止它们被蚀刻。与电介质层200不同,粘合剂层100为不可蚀刻的。这样,当部分电介质层200被完全蚀刻掉而暴露粘合剂层时,蚀刻工艺不会持续进行而是停止。这样,位于粘合剂层下面的电极不会因蚀刻工艺而受到损坏。因此,与电介质层不同,粘合剂层不能被用于蚀刻电介质层的蚀刻剂蚀刻。在一些实施方案中,该蚀刻剂包含氢氧化钾、单乙醇胺和单乙二醇中的一种或多种。
宽范围的材料适用于本公开的柔性电容器构造的柔性聚合物电介质层。合适的聚合物材料包括聚酯、聚碳酸酯、液晶聚合物和聚酰亚胺。聚酰亚胺是特别合适的。合适的聚酰亚胺的示例包括可以商品名KAPTON购自杜邦公司(DuPont);以商品名APICAL购自钟渊德克萨斯公司(Kaneka Texas corporation);以商品名SKC Kolon PI购自韩国可隆塑胶股份有限公司(SKC Kolon PI Inc.);以及以商品名UPILEX和UPISEL(诸如UPILEX S、UPILEX SN和UPISEL VT)购自日本宇部株式会社(Ube Industries)的那些。聚酰亚胺UPILEX和UPISEL由下述单体诸如联苯四羧酸二酐(BPDA) 和苯二胺(PDA)制备。
虽然相同的电介质材料可用于本公开的不同实施方案中,取决于柔性电容器构造是否包括如图1和图2中的单个电介质层(200)或如图3中的多层聚合物电介质材料(601-605),电介质聚合物层的性质是不同的。
在包括单层聚合物电介质材料(图1和图2)的实施方案中,聚合物电介质材料层(200)的平均厚度通常在12微米至125微米的范围内。一般来讲,聚合物电介质材料层的介电常数在2至4的范围内。
如上所述,聚合物电介质材料为可蚀刻的,从而允许蚀刻部分层以形成图1和图2所示的通孔。通常使用化学蚀刻剂。在一些实施方案中,该蚀刻剂包含氢氧化钾、单乙醇胺和单乙二醇中的一种或多种。
在包括多层聚合物电介质材料(图3)的实施方案中,通常每个聚合物电介质材料层(601-605)的平均厚度可在宽范围内变化,通常每层在5微米至50微米的范围内。一般来讲,聚合物电介质材料层中的每个层的介电常数在2至4的范围内。
本文也公开了用于制备柔性电容器构造的方法。在一些实施方案中,该方法包括提供多层构造,该多层构造包括铜层、粘合剂层和聚合物电介质层。对该构造选择性地施加抗蚀剂层以掩蔽聚合物电介质层和铜层的部分。铜层镀有铜以形成底部铜层,该底部铜层将变成为底部电极(500)。然后对该构造进行化学蚀刻以去除部分聚合物电介质层以形成通孔300。然后,将选择性施加的抗蚀剂层与由选择性施加的抗蚀剂层覆盖的底部铜层的部分一起除去。然后用铜溅镀包含通孔300的顶部表面。对该构造选择性地施加抗蚀剂层以掩蔽底部铜层和溅镀铜层的边缘部分。溅镀铜层镀有铜以形成顶部铜层,该顶部铜层将变成顶部电极400。去除选择性地施加的抗蚀剂层。然后去除被选择性施加的抗蚀剂层覆盖的溅镀铜层的边缘部分,以生成图1或图2的制品。
本公开包括以下实施方案:
这些实施方案为柔性电容器构造。实施方案1包括一种柔性电容器构造,包括:柔性底层,该柔性底层具有第一主表面和第二主表面;不连续柔性顶层,该不连续柔性顶层设置在底层的第二主表面上并且具有第一主表面和第二主表面,使得柔性顶层的第一主表面的至少一部分与柔性底层的第二主表面接触,并且柔性顶层的第一主表面中的不连续性在其中限定通孔(其中通孔包括侧壁)和柔性底层的第二主表面的暴露部分;导电顶部电极,该导电顶部电极设置在通孔中并且至少覆盖柔性顶层的第二主表面邻近通孔的部分、通孔的侧壁以及柔性底层的第二主表面的暴露部分;导电底部电极,该导电底部电极设置在柔性底层的第一主表面上,其中底部电极与顶部电极相对并且基本上与顶部电极对齐,使得顶部电极和底部电极以及其间的柔性底层形成电容器。
实施方案2为实施方案1的柔性电容器构造,其中柔性底层为粘合剂层。
实施方案3为实施方案2的柔性电容器构造,其中粘合剂层为压敏粘合剂层、热熔粘合剂层或热固性粘合剂层。
实施方案4为实施方案3的柔性电容器构造,其中粘合剂层为压敏粘合剂层,包括天然橡胶压敏粘合剂、合成橡胶压敏粘合剂、苯乙烯嵌段共聚物压敏粘合剂、聚乙烯醚压敏粘合剂、(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂、聚α-烯烃压敏粘合剂、有机硅压敏粘合剂、聚氨酯压敏粘合剂或尿素压敏粘合剂。
实施方案5为实施方案4的柔性电容器构造,其中压敏粘合剂层为光学透明的。
实施方案6为实施方案3的柔性电容器构造,其中粘合剂层为热熔粘合剂,包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物热熔粘合剂、乙烯-丙烯酸酯共聚物热熔粘合剂、聚烯烃热熔粘合剂或聚氨酯热熔粘合剂。
实施方案7为实施方案6的柔性电容器构造,其中热熔粘合剂层为光学透明的。
实施方案8为实施方案3的柔性电容器构造,其中粘合剂层为热固性粘合剂层,包括环氧树脂热固性粘合剂、酚醛树脂热固性粘合剂或聚氨酯热固性粘合剂。
实施方案9为实施方案8的柔性电容器构造,其中热固性粘合剂层为光学透明的。
实施方案10为实施方案1至9中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层包括分散在聚合物粘合剂基质中的多个颗粒。
实施方案11为实施方案10的柔性电容器构造,其中聚合物粘合剂基质中的颗粒浓度在约0.1重量%至约20重量%的范围内。
实施方案12为实施方案10或11的柔性电容器构造,其中颗粒的介电常数在120至10,000的范围内。
实施方案13为实施方案10至12中任一项的柔性电容器构造,其中聚合物粘合剂基质的介电常数在2至5的范围内。
实施方案14为实施方案1至13中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层的介电常数在0.25至100的范围内。
实施方案15为实施方案1至13中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层的介电常数在5至15的范围内。
实施方案16为实施方案1至15中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层的平均厚度在2微米至50微米的范围内。
实施方案17为实施方案1至15中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层的平均厚度在2微米至15微米的范围内。
实施方案18为实施方案1至17中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层为导热的。
实施方案19为实施方案1至18中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层具有在0.25W/(mK)至5W/(mK)范围内的热导率。
实施方案20为实施方案1至19中任一项的柔性电容器构造,其中柔性底层的热导率大于柔性顶层的热导率。
实施方案21为实施方案1至20中任一项的柔性电容器构造,其中柔性顶层为聚合物电介质层。
实施方案22为实施方案21的柔性电容器构造,其中聚合物电介质层包括聚酯、聚碳酸酯、液晶聚合物、聚酰亚胺或它们的组合。
实施方案23为实施方案1至22中任一项的柔性电容器构造,其中柔性顶层的平均厚度在12微米至125微米的范围内。
实施方案24为实施方案1至23中任一项的柔性电容器构造,其中柔性顶层的介电常数在2至4的范围内。
实施方案25为实施方案1至24中任一项的柔性电容器构造,其中柔性顶层可通过蚀刻剂蚀刻,但是柔性底层不能被蚀刻剂蚀刻。
实施方案26为实施方案25的柔性电容器构造,其中蚀刻剂为化学蚀刻剂。
实施方案27为实施方案26的柔性电容器构造,其中化学蚀刻剂包括氢氧化钾、单乙醇胺和单乙二醇中的一种或多种。
实施方案28包括一种柔性电容器构造,包括:设置在基本上对齐的导电顶部电极与底部电极之间的柔性粘合剂层,该性粘合剂层具有第一主表面和第二主表面,其中顶部电极和底部电极中的每个电极具有顶部主表面和底部主表面,使得顶部电极和底部电极以及其间的柔性粘合剂层形成电容器,并且在顶部平面图中,柔性粘合剂层延伸超过顶部电极和底部电极中的至少一个电极。
实施方案29为实施方案28的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的第一主表面在第一接触区域中与底部电极的顶表面的至少一部分接触,并且柔性粘合剂层的第二主表面在第二接触区域中与顶部电极的底表面的至少一部分接触,使得在顶部平面图中,柔性粘合剂层延伸超过柔性粘合剂层的第一接触区域和第二接触区域中的至少一个区域。
实施方案30为实施方案29的柔性电容器构造,其中在顶部平面图中,第一接触区域和第二接触区域中的一个区域延伸超过粘合剂层的第一接触区域和第二接触区域中的另一个区域。
实施方案31为实施方案28至30中任一项的柔性电容器构造,其中顶部电极的底部主表面具有接触表面和非接触表面,其中接触表面为顶部电极的底部主表面与柔性粘合剂层的第二主表面接触的部分,并且非接触表面为顶部电极的底表面不与柔性粘合剂层的第二主表面接触的部分,其中非接触表面与柔性粘合剂层的第二主表面间隔开,并且其中与柔性粘合剂层不同的柔性聚合物电介质层填充顶部电极的底表面的非接触部分与柔性粘合剂层的第二表面之间的空间。
实施方案32为实施方案28至31中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层为压敏粘合剂层、热熔粘合剂层或热固性粘合剂层。
实施方案33为实施方案32的柔性电容器构造,其中粘合剂层为压敏粘合剂层,包括天然橡胶压敏粘合剂、合成橡胶压敏粘合剂、苯乙烯嵌段共聚物压敏粘合剂、聚乙烯醚压敏粘合剂、(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂、聚α-烯烃压敏粘合剂、有机硅压敏粘合剂、聚氨酯压敏粘合剂或尿素压敏粘合剂。
实施方案34为实施方案33的柔性电容器构造,其中压敏粘合剂层为光学透明的。
实施方案35为实施方案32的柔性电容器构造,其中粘合剂层为热熔粘合剂,包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物热熔粘合剂、乙烯-丙烯酸酯共聚物热熔粘合剂、聚烯烃热熔粘合剂或聚氨酯热熔粘合剂。
实施方案36为实施方案35的柔性电容器构造,其中热熔粘合剂层为光学透明的。
实施方案37为实施方案32的柔性电容器构造,其中粘合剂层为热固性粘合剂层,包括环氧树脂热固性粘合剂、酚醛树脂热固性粘合剂或聚氨酯热固性粘合剂。
实施方案38为实施方案37的柔性电容器构造,其中热固性粘合剂层为光学透明的。
实施方案39为实施方案28至38中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层包括分散在聚合物粘合剂基质中的多个颗粒。
实施方案40为实施方案39的柔性电容器构造,其中聚合物粘合剂基质中的颗粒浓度在约0.1重量%至约20重量%的范围内。
实施方案41为实施方案39或40的柔性电容器构造,其中颗粒的介电常数在120至10,000的范围内。
实施方案42为实施方案39至41中任一项的柔性电容器构造,其中聚合物粘合剂基质的介电常数在2至5的范围内。
实施方案43为实施方案28至42中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的介电常数在0.25至100的范围内。
实施方案44为实施方案28至42中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的介电常数在5至15的范围内。
实施方案45为实施方案28至44中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的平均厚度在2微米至50微米的范围内。
实施方案46为实施方案28至44中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的平均厚度在2微米至15微米的范围内。
实施方案47为实施方案28至46中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层为导热的。
实施方案48为实施方案28至47中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层具有在0.25W/(mK)至5W/(mK)范围内的热导率。
实施方案49为实施方案31至48中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的热导率大于柔性聚合物电介质层的热导率。
实施方案50为实施方案31至49中任一项的柔性电容器构造,其中柔性聚合物电介质层包括聚酯、聚碳酸酯、液晶聚合物、聚酰亚胺或它们的组合。
实施方案51为实施方案31至50中任一项的柔性电容器构造,其中柔性聚合物电介质层的平均厚度在5微米至50微米的范围内。
实施方案52为实施方案31至51中任一项的柔性电容器构造,其中柔性聚合物电介质层的介电常数在2至4的范围内。
实施方案53为实施方案31至52中任一项的柔性电容器构造,其中柔性聚合物电介质层可通过蚀刻剂蚀刻,但是柔性粘合剂层不能被蚀刻剂蚀刻。
实施方案54为实施方案53的柔性电容器构造,其中蚀刻剂为化学蚀刻剂。
实施方案55为实施方案54的柔性电容器构造,其中化学蚀刻剂包括氢氧化钾、单乙醇胺和单乙二醇中的一种或多种。
实施方案56包括一种柔性电容器构造,包括:柔性多层膜,该柔性多层膜包括多个柔性层,该多个柔性层包括至少一个柔性粘合剂层和至少一个柔性聚合物电介质材料层;导电顶部电极,该导电顶部电极设置在多层膜的顶侧上;和导电底部电极,该导电底部电极与顶部电极基本对齐地设置在多层膜的底侧上,多个柔性层中的至少一个层的至少一部分设置在顶部电极与底部电极之间并且形成电容器,其中顶部电极和底部电极中的至少一个电极与多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层直接接触。
实施方案57为实施方案56的柔性电容器构造,其中顶部电极和底部电极中的每个电极与多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层直接接触。
实施方案58为实施方案56的柔性电容器构造,其中多个柔性层中的每个柔性粘合剂层与顶部电极和底部电极中的至少一个电极直接接触。
实施方案59为实施方案56至58中任一项的柔性电容器构造,其中多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层与顶部电极和底部电极两者直接接触。
实施方案60为实施方案56至59中任一项的柔性电容器构造,其中多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层为多层膜的嵌入层。
实施方案61为实施方案56至60中任一项的柔性电容器构造,其中在顶部电极与底部电极之间最接近的区域中,在顶部电极与底部电极之间仅设置多个层中的一个柔性粘合剂层。
实施方案62为实施方案56至61中任一项的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层为压敏粘合剂层、热熔粘合剂层或热固性粘合剂层。
实施方案63为实施方案62的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层为压敏粘合剂层,包括天然橡胶压敏粘合剂、合成橡胶压敏粘合剂、苯乙烯嵌段共聚物压敏粘合剂、聚乙烯醚压敏粘合剂、(甲基)丙烯酸酯压敏粘合剂、聚α-烯烃压敏粘合剂、有机硅压敏粘合剂、聚氨酯压敏粘合剂或尿素压敏粘合剂。
实施方案64为实施方案63的柔性电容器构造,其中压敏粘合剂层为光学透明的。
实施方案65为实施方案62的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层为热熔粘合剂,包括乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物热熔粘合剂、乙烯-丙烯酸酯共聚物热熔粘合剂、聚烯烃热熔粘合剂或聚氨酯热熔粘合剂。
实施方案66为实施方案65的柔性电容器构造,其中热熔粘合剂层为光学透明的。
实施方案67为实施方案62的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层为热固性粘合剂层,包括环氧树脂热固性粘合剂、酚醛树脂热固性粘合剂或聚氨酯热固性粘合剂。
实施方案68为实施方案67的柔性电容器构造,其中热固性粘合剂层为光学透明的。
实施方案69为实施方案56至68中任一项的柔性电容器构造,其中至少一个柔性柔性粘合剂层包括分散在聚合物粘合剂基质中的多个颗粒。
实施方案70为实施方案69的柔性电容器构造,其中聚合物粘合剂基质中的颗粒浓度在约0.1重量%至约20重量%的范围内。
实施方案71为实施方案69或70的柔性电容器构造,其中颗粒的介电常数在120至10,000的范围内。
实施方案72为实施方案69至71中任一项的柔性电容器构造,其中聚合物粘合剂基质的介电常数在2至5的范围内。
实施方案73为实施方案56至72中任一项的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层的介电常数在0.25至100的范围内。
实施方案74为实施方案56至72中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的介电常数在5至15的范围内。
实施方案75为实施方案56至74中任一项的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层的平均厚度在2微米至50微米的范围内。
实施方案76为实施方案56至74中任一项的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层的平均厚度在2微米至15微米的范围内。
实施方案77为实施方案56至76中任一项的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层为导热的。
实施方案78为实施方案56至77中任一项的柔性电容器构造,其中至少一个柔性粘合剂层具有在0.25W/(mK)至5W/(mK)范围内的热导率。
实施方案79为实施方案56至78中任一项的柔性电容器构造,其中柔性粘合剂层的热导率大于柔性聚合物电介质层的热导率。
实施方案80为实施方案56至79中任一项的柔性电容器构造,其中柔性聚合物电介质层包括聚酯、聚碳酸酯、液晶聚合物、聚酰亚胺或它们的组合。
实施方案81为实施方案56至80中任一项的柔性电容器构造,其中柔性聚合物电介质层的平均厚度在12微米至125微米的范围内。
实施例
这些描述性实施例仅为了进行示意性的说明,且并非意在限制所附权利要求书的范围。使用以下缩写:pF=皮法拉;mm=毫米;以及和wt%=重量%(weight%),或按重量计%。
蚀刻方法
制备蚀刻剂的常规工序包括:首先通过搅拌而将37wt%的氢氧化钾 (KOH)溶解在水中,随后继续添加3.5wt%的乙二醇和22wt%的乙醇胺。可通过使用水性光致抗蚀剂,诸如来自日本日立化工(Hitachi Chemicals)的 HM-4056,通过使用选择性蚀刻掩蔽对样品进行选择性蚀刻。通过定时 (通常约15分钟)来控制蚀刻。
柔性电容器的制备方法
为了制备柔性电容器,可通过生成具有聚酰亚胺层、粘合剂层和薄层铜的三层制品在一系列步骤中制备样品。可在聚酰亚胺侧和铜侧两者上选择性地掩蔽该制品。可将两侧与干膜光致抗蚀剂(诸如来自日本日立化工有限公司(Hitachi Chemicals,Ltd.)的HM-4056))层合,使用光刻工艺在聚酰亚胺侧(将成为电极和通孔)和铜侧的边缘焊盘上形成图案化的蚀刻掩模。然后可在铜侧的暴露的铜表面上对样品进行铜沉积,以使用电镀工艺生成约45微米的铜厚度。然后可使用上述蚀刻工艺对样品进行化学蚀刻处理,以完全蚀刻暴露的聚酰亚胺,以在聚酰亚胺基板中产生蚀刻的通孔。本公开的一个优点是粘合剂层不被化学蚀刻工艺蚀刻,并且因此一旦去除聚酰亚胺层以暴露粘合剂层表面的一部分,化学蚀刻工艺就停止。可从两侧去除光致抗蚀剂,并且可去除由光致抗蚀剂覆盖并且因此未镀有铜的铜层部分以暴露部分粘合剂层。然后可使用铜溅镀工艺对聚酰亚胺侧进行铜沉积以生成薄铜层。可在聚酰亚胺侧和铜侧选择性地掩蔽该制品,其中铜侧被完全掩蔽并且选择性地掩蔽包铜的聚酰亚胺侧。然后可在暴露的铜表面上对聚酰亚胺侧进行铜沉积,以使用电镀工艺生成约45微米的铜厚度。可从两侧去除光致抗蚀剂,并且可去除由光致抗蚀剂覆盖并且因此未镀有铜的聚酰亚胺侧上的铜层部分以暴露部分粘合剂层。所得制品可为如图2所描述的制品。
描述性实施例1-12
对于描述性实施例1-6,可遵循上述柔性电容器制备方法,使用环氧粘合剂层(描述性实施例1-3)或酚醛树脂粘合剂层(描述性实施例4-6)作为粘合剂层,其中厚度和估计的电容值示于下表1中。对于环氧粘合剂,假定典型介电常数值为κ=6,以及对于酚醛树脂粘合剂,假定典型介电常数值为κ=8。
表1:粘合剂层的计算电容值
对于描述性实施例7-12,可遵循上述柔性电容器制备方法,使用在环氧粘合剂层(描述性实施例7-9)或酚醛树脂粘合剂层(描述性实施例10- 12)中含有10重量%的钛酸钡颗粒的粘合剂层,其中厚度和估计的电容值示于下表2中。对于环氧树脂/BaTiO3粘合剂,使用的有效介电常数值为κ=25.4,对于酚醛/BaTiO3粘合剂,有效介电常数值为κ=27.2。
表2:具有BaTiO3颗粒的粘合剂层的计算电容值
Claims (9)
1.一种柔性电容器构造,其包括:
作为粘合剂层的柔性底层,所述柔性底层具有第一主表面和第二主表面;
不连续柔性顶层,所述不连续柔性顶层设置在所述底层的第二主表面上并且具有第一主表面和第二主表面,使得所述柔性顶层的第一主表面的至少一部分与所述柔性底层的第二主表面接触,并且所述柔性顶层的第一主表面中的不连续性在其中限定通孔和所述柔性底层的第二主表面的暴露部分,其中所述通孔包括侧壁;
导电顶部电极,所述导电顶部电极设置在所述通孔中并且至少覆盖所述柔性顶层的第二主表面邻近所述通孔的部分、所述通孔的侧壁以及所述柔性底层的第二主表面的所述暴露部分;和
导电底部电极,所述导电底部电极设置在所述柔性底层的第一主表面上,其中所述底部电极与所述顶部电极相对并且基本上与所述顶部电极对齐,使得所述顶部电极和所述底部电极以及其间的所述柔性底层形成电容器。
2.根据权利要求1所述的柔性电容器构造,其中所述粘合剂层为压敏粘合剂层、热熔粘合剂层或热固性粘合剂层。
3.根据权利要求1所述的柔性电容器构造,其中所述柔性底层为导热的。
4.一种柔性电容器构造,其包括:
设置在基本上对齐的导电顶部电极与底部电极之间的柔性粘合剂层,所述柔性粘合剂层具有第一主表面和第二主表面,其中所述顶部电极和所述底部电极中的每个电极具有顶部主表面和底部主表面,使得所述顶部电极和所述底部电极以及其间的所述柔性粘合剂层形成电容器,并且在顶部平面图中,所述柔性粘合剂层延伸超过所述顶部电极和所述底部电极中的至少一个电极。
5.根据权利要求4所述的柔性电容器构造,其中所述柔性粘合剂层的第一主表面在第一接触区域中与所述底部电极的顶表面的至少一部分接触,并且所述柔性粘合剂层的第二主表面在第二接触区域中与所述顶部电极的底表面的至少一部分接触,使得在顶部平面图中,所述柔性粘合剂层延伸超过所述柔性粘合剂层的所述第一接触区域和所述第二接触区域中的至少一个区域。
6.根据权利要求4所述的柔性电容器构造,其中所述顶部电极的底部主表面具有接触表面和非接触表面,其中所述接触表面为所述顶部电极的底部主表面与所述柔性粘合剂层的第二主表面接触的部分,并且所述非接触表面为所述顶部电极的底表面不与所述柔性粘合剂层的第二主表面接触的部分,其中所述非接触表面与所述柔性粘合剂层的第二主表面间隔开,并且其中与所述柔性粘合剂层不同的柔性聚合物电介质层填充所述顶部电极的底表面的非接触部分与所述柔性粘合剂层的第二表面之间的空间。
7.一种柔性电容器构造,其包括:
柔性多层膜,所述柔性多层膜包括多个柔性层,所述多个柔性层包括至少一个柔性粘合剂层和至少一个柔性聚合物电介质材料层;
导电顶部电极,所述导电顶部电极设置在所述多层膜的顶侧上;和
导电底部电极,所述导电底部电极与所述顶部电极基本对齐地设置在所述多层膜的底侧上,所述多个柔性层中的至少一个层的至少一部分设置在所述顶部电极与所述底部电极之间并且形成电容器,其中所述顶部电极和所述底部电极中的至少一个电极与所述多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层直接接触。
8.根据权利要求7所述的柔性电容器构造,其中所述多个柔性层中的每个柔性粘合剂层与所述顶部电极和所述底部电极中的至少一个电极直接接触。
9.根据权利要求7所述的柔性电容器构造,其中所述多个柔性层中的至少一个柔性粘合剂层为所述多层膜的嵌入层。
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