涂覆的聚合物膜制造技术

本发明专利技术公开了具有改善的介电强度的涂覆的聚合物组合物。涂覆的聚合物组合物可以包含聚合物衬底和无机材料。本摘要旨在作为扫描工具，用于在特定领域中的检索目的，而并非旨在限制本发明专利技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涂覆的聚合物膜
本公开涉及介电材料,并且具体涉及具有改善的介电性能的聚合物组合物。
技术介绍
介电材料是常用于电子和能量相关设备中的非导电、电绝缘材料。电容器是在电容器的介电材料层中能够保持或存储电荷的电气元件。这些介电材料通常包括聚合物。电容器的能量密度与介电性能以及其中的介电材料的电击穿强度有关。因此，传统的电容器的能量密度通常受限于用于介电层中的聚合物的介电性能和介电强度。因此，对于具有改善的介电性能和介电强度的聚合物介电材料仍然存在需要。通过本公开的组合物和方法满足这些需要和其他需要。
技术实现思路
根据本专利技术的一个或多个目的，如本文中具体实施和广泛描述的，一方面，本公开涉及介电材料，并且具体地涉及具有改善的介电性能的聚合物组合物。在一个方面，本公开提供了涂覆的聚合物组合物，包含聚合物衬底和沉积在其至少一个表面上的无机材料，其中，与相同组合物的未涂覆的聚合物衬底相比，涂覆的聚合物组合物具有改善的介电强度。在另一个方面，本公开提供了包括如在本文中描述的涂覆的聚合物组合物的电容器。在另一个方面，本公开提供了制备涂覆的聚合物组合物的方法，该方法包括将无机材料沉积在聚合物衬底的一个表面的至少一部分上，使得生成的涂覆的聚合物组合物具有超过聚合物衬底本身的改善的介电强度。本专利技术的另外方面将部分地陈述在随后的描述中，并且由该描述将部分地是显而易见的，或者可以通过实施本专利技术而获知。通过所附权利要求中具体指出的元素和组合来实现和得到本专利技术的优点。应当理解的是，如所要求保护的，前面的一般性描述和以下【具体实施方式】都是示例性的而且仅用于举例说明，而并非限制本专利技术。【附图说明】图1示出了根据本公开的各方面，可由将二氧化硅膜沉积在聚醚酰亚胺衬底上获得的击穿强度的改善。图2示出了根据本公开的各方面，可由将二氧化硅膜沉积在聚醚酰亚胺衬底上获得的DC击穿强度的改善。图3示出 了根据本公开的各方面，可由将氮化硅(SiNx)膜沉积在聚醚酰亚胺衬底上获得的击穿强度的改善。图4是根据本公开的各个方面，用SiNx膜涂覆的聚醚酰亚胺膜的显微照片。图5示出了根据本公开的各个方面，针对二氧化硅涂覆的聚醚酰亚胺衬底的应力-应变曲线。图6示出了所要求保护的本专利技术的典型的涂覆方案。如所示出的，高_k层和低_k层的各种组合可以添加至聚合物衬底。图7示出了来自不同O2流量下Ta2O5的反应溅射的数据。图8示出了来自UltemlOOO上的SrTiO3的磁控溅射涂覆的数据。在10%的O2下，通过射频(RF)磁控溅射施加SrTiO3涂层。图9示出了来自UltemlOOO上的高-K (介电常数)TiO2涂覆效果的数据。图10示出了来自不同O2流量下的反应溅射的数据。图11示出了来自通过PECVD对溅射沉积的SiO2涂层的数据。氧流量是30sCCm并且2%的SiH4稀释在氦中。对于50nm、100nm和150nm的SiO2涂层，PECVD涂覆时间分别是46秒、92秒和138秒。图12示出了 UltemlOOO上的1-侧不对称低-k/高-k涂覆组合的数据。使用平面溅射法将充当无机层的50nm的Ta2O5和IOOnm的SiO2添加至膜。图13示出了 UltemlOOO上的1-侧不对称低-k/高_k涂覆组合的数据。使用RF磁控派射法将充当无机层的IOOnm的Ta2O5和IOOnm的SiO2添加至膜。图14示出了 UltemlOOO上的1-侧不对称低-k/高_k涂覆组合的数据。使用RF磁控派射法将充当无机层的IOOnm的SrTiO3和IOOnm的SiO2添加至膜。图15示出了 UltemlOOO上的2_侧对称高-k/低_k涂覆组合的数据。将充当无机层的50nm的Ta2O5和IOOnm的SiO2的双涂层添加至膜。图16示出了具有比图15中的实例相对较厚的涂层的UltemlOOO上的2_侧对称高-k/低-k涂覆组合的数据。将充当无机层的IOOnm的Ta2O5和IOOnm的SiO2的双涂层添加至膜。图17示出了 UltemlOOO上的2_侧对称高-k/低_k涂覆组合的数据。将充当无机层的IOOnm的SrTiO3和50nm的SiO2的双涂层添加至膜。图18示出了 UltemlOOO上的不对称低_k/高_k涂覆组合的数据。用50nm的SiO2涂覆5微米UltemlOOO膜的两侧，并且用SrTiO3涂覆单侧。图19示出了 UltemlOOO复合材料上的涂覆效果。用IOOnm的SiO2涂覆Ultem-30%BaTiO3复合材料。图20示出了 UltemlOOO上的TiO2的涂覆效果。通过18% O2中的反应溅射、7%O2中的RF、或无O2中的RF施加TiO20图21示出了来自Lexanl51的聚碳酸酯膜上的高-k涂层。图示出了 10 μ m聚碳酸酯上的50nm Ta2O5的涂覆效果。图22示出了聚碳酸酯膜上的高-k涂层的效果。在10 μ m聚碳酸酯膜上，通过溅射将Ta2O5涂层施加为IOOnm或50nm层。【具体实施方式】通过参照本专利技术的以下详细描述和其中包括的实施例，可以更容易地理解本专利技术。 在公开和描述本专利技术的化合物、组合物、制品、系统、装置、和/或方法之前，应理解的是，它们不限于特定的合成方法，除非另有说明，或者，它们不限于具体的试剂，除非另有说明，同样地，当然可以改变。还应该理解的是，本文使用的术语仅是为了描述具体方面的目的，而并非旨在进行限制。尽管与本文描述的那些相似或等效的任何方法和材料可以用于本专利技术的实践或试验中，现在描述实例方法和材料。本文中提到的所有出版物通过引用合并于此以便与出版物所引用的内容相关联公开和描述这些方法和/或材料。定义除非另有定义，本文中使用的所有技术与科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。尽管与本文描述的那些相似或等效的任何方法和材料可以用于本专利技术的实践或试验中，现在描述实例方法和材料。如在说明书和所附权利要求中使用的，除非上下文明确地另外指出，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指称。因此，例如，提到“酮”包括两种或更多种酮的混合物。在本文中范围可以表示为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表示这样的范围时，另一个方面包括从该一个特定值和/或至该其他特定值。相似地，当值表示为近似值时(通过使用先行词“约”)，应理解的是特定值形成了另一个方面。将进一步理解的是，每个范围的端点明显地与其他端点相关又独立于其他端点。还应理解的是，存在本文中公开的许多值，并且本文中还将每个值公开为除了该值本身外“约”该特定值。例如，如果公开了值“10”，则也公开了“约10”。还应理解的是，还公开了两个特定单元之间的每个单元。例如，如果公开了 10和15，则也公开了 11、12、13、和14。如在本文中使用 的，术语“介电强度”和“击穿强度”可互换地使用并且是指在击穿之前材料可以承受的最大电应力。例如，可以以伏每微米(ν/μπι)或以千伏每毫米(kV/mm)测量“介电强度”和“击穿强度”。如在本文中使用的，术语“高介电常数”是指材料，如具有10或更高的介电常数的无机材料。具有高介电常数的材料包括但不限于Ti02、Ta2O5、和SrTi03。如在本文中使用的，术语“低介电常数”是指材料，如具有小于10的介电常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂覆的聚合物复合材料，包含：聚合物衬底和存在于所述聚合物衬底的至少一个表面上的无机材料，其中，与相同组成的未涂覆的聚合物衬底相比，所涂覆的聚合物组合物具有改善的介电强度，其中，如果存在于所述至少一个表面上的所述无机材料不包含高介电无机材料，那么所述无机材料具有约20nm至约200nm的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.02 US 61/566,3531.一种涂覆的聚合物复合材料，包含: 聚合物衬底和存在于所述聚合物衬底的至少一个表面上的无机材料， 其中，与相同组成的未涂覆的聚合物衬底相比，所涂覆的聚合物组合物具有改善的介电强度，其中，如果存在于所述至少一个表面上的所述无机材料不包含高介电无机材料，那么所述无机材料具有约20nm至约200nm的厚度。2.根据权利要求1所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底进一步包含复合材料添加剂。3.一种涂覆的聚合物复合材料，包含: 包含聚合物和复合材料添加剂的聚合物衬底；以及 存在于所述聚合物衬底的至少一个表面上的无机材料，其中，与相同组成的未涂覆的聚合物复合材料相比，所述涂覆的聚合物复合材料具有改善的介电强度。4.根据权利要求1-3中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述无机材料包含具有高介电常数的无机材料。5.根据权利要求1-4中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚酰胺、芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁酯、聚苯醚、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚甲醛塑料、聚偏氟乙烯、乙酸纤维素、或它们的组合。6.根据权利要求1-5中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底包括聚醚酰亚胺。7.根据权利要求6所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚醚酰亚胺具有由以下式表示的结构: 8.根据权利要求1-7中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底包括聚碳酸酯。9.根据权利要求8所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚碳酸酯包含式: 10.根据权利要求1-9中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚碳酸酯包含双酚。11.根据权利要求10所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述双酚包含苯并[C]吡咯酮碳酸酯单元。12.根据权利要求1-11中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底包括聚酯碳酸酯。13.根据权利要求1-12中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底不包括氰基官能化聚合物。14.根据权利要求1-13中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底不包括获得自氰基改性的聚醚酰亚胺的聚醚酰亚胺。15.根据权利要求1-14中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述无机材料存在于所述聚合物衬底的相对侧上。16.根据权利要求1-15中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述无机材料包含具有低介电常数的无机材料。17.根据权利要求1-16中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述无机材料包含二氧化硅。18.根据权利要求1-17中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述无机材料包括氧化钛、氮化硼、氧化铌、钛酸锶、钛酸钡、氧化铪、或它们的组合。19.根据权利要求1-18中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，进一步包含包括以下的材料:Si02、Si3N4' Al2O3' TiO2, BN、Ta2O5' Nb2O5' SrTiO3> BaTiO3> ZrO2, HfO2、或它们的组合。20.根据权利要求1-19中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底具有约Iym至约50 μ m的厚度。21.根据权利要求1-20中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述聚合物衬底具有约5μπι的厚度。22.根据权利要求1-21中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述无机材料具有约20nm至约200nm的厚度。23.根据权利要求1-22中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，其中，所述无机材料具有约20nm至约IOOnm的厚度。24.根据权利要求1-23中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，具有比可比较的未涂覆的聚合物衬底高至少30%的介电强度。25.根据权利要求1-24中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，具有比可比较的未涂覆的聚合物衬底高至少40%的介电强度。26.根据权利要求1-25中任一项所述的涂覆的聚合物复合材料，具有比可比较的未...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭启，乔治·西奥多·达拉科斯，赵日安，
申请(专利权)人：沙特基础创新塑料IP私人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL