一种高电容密度的埋入式电容的制备方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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】
[0006]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。
[0007]本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
[0008]—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:
[0009]S1、使用Mg、Cu或Ce的一种或多种组合掺杂取代体的晶体结构中部分Ti原子的位点，以实现对所述体的掺杂改性；
[0010]S2、表面修饰经步骤SI处理后的所述8&1103粉体；
[0011]S3、将经步骤S2处理后的所述BaT13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；
[0012]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；
[0013]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；
[0014]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。
[0015]进一步的，所述步骤SI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。
[0016]进一步的，所述步骤SI中，所述Mg掺杂的固相反应法如下:
[0017](I)称量8&(0!1)2*8!120粉体，溶于乙二醇甲醚中，按照化学计量比8&/11 = 1.06?
1.03称量[CH3 (CH2) 30]4Ti，溶于甲醇中；
[0018](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)2.8H20与[CH3 (CH2)30]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；
[0019](3)将所述凝胶陈化6h后，再置于烘箱中80°C干燥，得到干燥的凝胶，然后将所述凝胶于700°C下煅烧2h，得到Mg掺杂的8&1103粉体，经过球磨后，得到粒径约为0.01?
2.0 μ m 的 Mg 掺杂的 BaTi(V)^体。
[0020]进一步的，所述步骤SI中，所述Mg掺杂的水热反应法如下:
[0021 ] (I)称量TiCl4液体，按照Ig的TiCl 4液体对应8?9mL水的比例缓慢地滴加于冰水中，形成TiCl4溶液；按照Ig的TiCl 4液体对应3.15g BaCl 2的比例称量BaCl 2，并溶于水中，形成BaCl2溶液；
[0022](2)按照Ig的TiCl^体对应0.015g的比例称量MgCl 2粉体；将所述BaCl 2溶液与所述TiCl4溶液混合搅拌，搅拌过程中，加入称量好的所述MgCl 2粉体；充分搅拌后，按照Ig的11(:14液体对应20mL NaOH溶液比例加入2mol/L的NaOH溶液，再次充分搅拌后置于高压不锈钢反应釜中，填充比为60% ;在230°C的水热条件下保温14h后，将沉淀物过滤洗涤，去除Cl离子，获得过滤物；
[0023](3)将所述过滤物在90°C下干燥24h，然后球磨，得到粒径约为1.0 μ m的Mg掺杂的BaTi O3粉体。
[0024]进一步的，所述步骤SI中，所述Cu和Ce掺杂的固相反应法如下:
[0025](I)按照质量比0.41/1的比例称量1102和BaCO 3粉体，混合后湿法球磨4h，然后在1050°C保温2h，获得混合粉体；
[0026](2)按照Ig的BaOMt体对应0.05g的CeO 2粉体和0.0lg的CuO粉体比例分别称量CeO2粉体和CuO粉体，将所述CeO 2粉体、所述CuO粉体与所述混合粉体混合，然后继续湿磨6h，得到粒径约为1.0 μ m的Ce和Cu掺杂的BaTi03粉体。
[0027]进一步的，所述步骤S2中，所述表面修饰的方法如下:
[0028](I)将经过所述步骤SI处理得到的所述BaTi(Mt体，按照Ig所述BaT1 3粉体对应1mL乙醇的比例与乙醇混合，在30?60°C下超声搅拌30min，得到掺杂改性8&1103悬浊液；
[0029](2)将所述掺杂改性BaT13悬浊液在40?60°C温度下搅拌，同时加入质量分数I?2%的硅烷偶联剂；继续搅拌2-3h后，取出悬浊液，使用抽滤或离心的方法固液分离，洗涤以及干燥后，得到表面修饰后的掺杂改性BaT13粉体。
[0030]进一步的，所述步骤S3中，所述混合和搅拌的方法为:按照掺杂改性BaT13粉体体积分数为15?70%、聚酰亚胺体积分数为30?85%的比例，将经所述步骤S2处理后的所述掺杂改性BaT13粉体与所述聚酰亚胺共混，在30?60°C下高速超声搅拌10?30min。通过此方式，使得混合效果更佳。
[0031]进一步的，所述步骤S3中，所述聚酰亚胺预先使用丙酮或二甲基甲酰胺(DMF)溶解；所述聚酰亚胺使用环氧基团或其他粘性基团进行改性，以提高其与铜箔的剥离强度。
[0032]进一步的，所述步骤S4中，所述铜箔为压延铜箔或电解铜箔；所述预固化处理的条件为在90-170°C的烘箱中保持3?30min，保证介电薄膜牢固覆在所述铜箔单面上。
[0033]进一步的，所述步骤S3中，所述聚酰亚胺用环氧树脂、聚偏氟乙稀、聚氨酯的一种或多种组合进行替代，可以达到相同效果，进一步扩大了聚合物的选材面。
[0034]相对现有技术，本发明的有益效果在于:
[0035](I)本发明提供的高电容密度的埋入式电容的制备方法，通过Mg、Cu和Ce掺杂改性钛酸钡，然后使用Mg、Cu和Ce掺杂改性过的钛酸钡与聚合物构筑而成复合体系薄膜，并将该复合体系薄膜用于制备埋入式电容，所获得的埋入式电容不仅能进一步有效地提高介电层的电容密度，而且介电耗损仍可维持在较低的水平。
[0036](2)本发明提供的高电容密度的埋入式电容的制备方法，所获得的埋入式电容具有热稳定性好、机械韧性强、易于加工的特点。
【附图说明】
[0037]图1是本发明所述的一种高电容密度的埋入式电容的制备方法一实施方式的流程不意图。
[0038]图2是本发明所述的一种高电容密度的埋入式电容的制备方法中待掺杂改性的钛酸钡晶体结构示意图。
[0039]图3是本发明所述的一种高电容密度的埋入式电容的制备方法中最终得到的埋入式电容结构组成示意图。
[0040]图中体的晶体结构；ll_Ti原子的位点；12_氧；13-钡；2_铜箔；21-第一铜箔；22_第二铜箔；3_聚酰亚胺；4_掺杂改性的体。
【具体实施方式】
[0041]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于此描述的其他方式来实施，本领域