[發明專利]電容基板結構

有效

• 申請號: 200910165150.7
• 申請日: 2009-07-23
• 公開（公告）號: CN101964254A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 劉淑芬;陳孟暉;陳碧義;陳云田
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01G4/00
• 分類號: H01G4/00;H01G4/06;H01G4/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

【技術領域】

本發明涉及電容基板結構，更特別是關于該結構中絕緣層的組成。

【背景技術】

近來隨著電子產品生活化與高功能化的需求大增，使得軟性電子產業蓬勃發展，電子產品也將硬質產品與軟質的元件結合，以提高產品的功能及便利性。電子產品也朝向輕薄的、撓性及訊號傳輸的高速高頻化方向發展，所以電子基板的無源元件(passive?component)與有源元件(activecomponent)數量比例也大幅增加，發展嵌入式無源元件技術可降低電路板面積，提高元件使用密度，大幅提高產品的合格率及可靠度，已成為必然趨勢。其中電容元件的使用量最大，開發高介電電容基板的結構設計與材料技術已是全球熱門話題。

濺鍍(sputtering)式或高溫燒結式純無機電容(基板)材料，不但成本高，通常需要特殊設備以及須高溫處理(＞800℃)制程，因此難以應用在具低成本優勢的印刷電路板(PCB，printed?circuit?board)制程上。目前只有使用有機/無機混成高介電材料才有機會適用于低溫化的印刷電路板制程。由于現階段的樹脂/高介陶瓷粉體混合材料系統的DK值(dielectric?constant，介電常數值)難以達到40以上，電容密度不高，其應用性受限；唯有添加導電性粉體才能進一步提高DK值到至少45以上，然而此類材料在實際應用上容易出現高漏電流的行為，大幅降低了其應用性。

電容元件的應用擴大到所有電子產品的應用，其中將近半數是去偶合(Decoupling)電容，其電容值需求主要集中在1nF～1μF，因此將該類電容元件內藏基板，勢必能有效達到縮裝目的。現階段主要是將該類元件內埋于基板中，但仍有不少問題待克服，包括內埋后的封裝問題與鉆孔問題等。對于使用超高介電材料直接制作成電容性基板，雖然高溫燒結型電容材料可輕易達成高容值需求，但加工溫度高達900℃，成本高、材料脆、且與現有印刷電路板制程相容性低。本發明將揭露一類電容基板結構設計與材料配方來實現去偶合電容基板的制作。

這幾年內埋式電容技術大量被討論，埋入式無源元件技術的開發已逐步進入產品實際應用階段，但仍只有RF端的應用，實際上仍有很大的進步空間，也成為近年來相關公司廠商積極爭取之技術領域，相關專利的發表也出現了百家爭鳴的景象。

現階段相關專利大多為揭露電容制作方法、粉體種類及配方樹脂等，并無針對降低漏電流(Leakage?Current)的且具有高介電常數及高電容密度的結構及材料配方進行探討。

US6657849B1揭露應用于印刷電路板的嵌入式電容層的制造方法，使用一層薄的介電材料形成嵌入式電容，其結構分別為導電的金屬箔層/介電材料層，導電的金屬箔層/介電材料層/增強材料層，然后相同結構基材再兩兩對壓形成嵌入式電容材料，且其對壓的介電材料均為相同成份，其中增強材料層的功用在于減少在制程中因熱或化學反應所導致的尺寸變化，其對壓制程的優點為可避免間隙的存在，材料系統則為常見的陶瓷粉體、熱固性聚合物、熱塑性聚合物等。另外，US7413815B2的特色是中間介電層(增強層)改為一些聚合物的預聚物，如PET、PEN、PVC、PPS、PI、PA、PA-PI等，來達到基板結構增強的效果，其介電層厚度約為1.5～10μm。

US?6905757B2揭露應用于印刷電路板的嵌入式電容層之制造方法，并強調具有較高強度的雙面鍍銅薄迭層板，其內容中已開始著重于樹脂組成及粉體的特性及比例，其中必含有可溶性聚酰胺高分子(solvent?solublepolyamide?resin?polymer)，其介電材料可為單層(≤5μm)再壓合導電的金屬箔層，或采用增層的方式重復涂布烤干的制程，使用相同的介電材料達到需求的目標厚度再壓合導電的金屬箔層。

臺灣專利I?594811中提及用于形成電容層的層積板及其制造方法，其結構分別為電極銅層/氧化鋁阻擋層/改性的氧化鋁層/鋁、鎳、鉻成份的粘結金屬層/電極銅層，但不能采用印刷電路板制程制造出電容性基板。

對于多層介電層的結構，在1997至2008年陸續一直有公司提出來將之應用在IC內的電容或IC絕緣層上，包括US?5688724(1997)，US?6270835B1(2001)，US?6953721B2(2005)，US?7217617B2(2007)，US?7323422B2(2008)等，目的都是在改善因為厚度過薄所導致的漏電流問題，而且幾乎都是采用半導體CVD制程來制作該(無機系材料)元件結構。

綜上所述，目前仍需一種新的電容結構及相關組成在改善漏電流的同時仍能確保高介電常數的優點。