复合有机包封材料制造技术

本发明专利技术涉及组合物，以及此类组合物在保护性涂层尤其是电子装置保护性涂层方面的用途。本发明专利技术涉及涂布有复合包封材料且嵌入在印刷线路板中的箔上烧结型陶瓷电容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及组合物，以及此类组合物在保护性涂层中的用途。在一个实施方案中，使用所述组合物来保护电子装置结构，尤其是嵌入式箔上烧结型(fired-on-foil)陶瓷电容器，使其不暴露于印刷线路板处理化学品，并且用于环境保护。专利技术
技术介绍
电子电路需要无源电子元件诸如电阻器、电容器和电感器。当前的趋势是无源 电子元件被嵌入或整合到有机印刷电路板(PCB)中。将电容器嵌入在印刷电路板中 的做法可縮减电路规模并改善电路性能。然而，嵌入式电容器必须满足高可靠性的 要求以及其它要求，诸如高输出率和性能。满足可靠性要求涉及通过加速寿命试 验。 一种此类加速寿命试验是使包含嵌入式电容器的电路在85%的相对湿度、85°C 的温度以及5伏电压偏移下暴露1000小时。绝缘电阻的任何显著劣化将构成失效。嵌入在印刷电路板内的高容量陶瓷电容器尤其可用于退耦应用。高容量陶瓷电 容器可通过"箔上烧结"工艺形成。箔上烧结型电容器可由授予Felten的美国专利 号6,317，023B1中所公开的厚膜工艺来形成，或由授予Borland等人的美国专利申 请20050011857 Al中所公开的薄膜工艺形成。通过将厚膜电容器介电材料层沉积到金属箔基底上，然后将顶层铜电极材料沉 积到厚膜电容器介电层上，然后在铜厚膜承烧条件下承烧，诸如在900-950'C下，在 氮气气氛中持续10分钟的峰期，来形成厚膜箔上烧结型陶瓷电容器。承烧后电容器介电材料应具有高介电常数(K)，以能够制造适用于退耦的高容 量小型电容器。通过将高介电常数粉末("功能相")与玻璃粉混合，并且将所述 混合物分散到厚膜丝网印刷载体中来形成高K的厚膜电容器电介质。在厚膜介电材料承烧期间，介电材料中的玻璃组分在到达峰值承烧温度之前软 化并流动，熔合、包封功能相，并且最终形成单片陶瓷/铜电极薄膜。然后将包含箔上烧结型电容器的箔层压到预浸料坯(pr印reg)介电层上，电容 器组件面向下以形成内层，并且金属箔可被蚀刻以形成电容器以及任何相关电路的箔电极。此时可通过常规的印刷线路板方法，将包含箔上烧结型电容器的内层组合 到多层印刷线路板中。烧结的陶瓷电容器层可包含一些孔隙，并且如果由于操作不当而遭受挠曲力， 则可遭致产生一些微裂纹。此类孔隙和微裂纹可使水分渗入陶瓷结构，并且当暴露 于加速寿命试验中的电压偏移和温度时，可导致低绝缘电阻和失效。在印刷电路板制造过程中，包含箔上烧结型电容器的箔还会暴露于苛性脱模光 致抗蚀化学品和褐色或黑色氧化物处理剂。通常使用该处理来改善铜箔对预浸料坯 的粘合。它包括在高温下分次将铜箔暴露于苛性和酸性溶液中。这些化学品可侵蚀 并且部分溶解电容器介电玻璃和掺杂剂。此类损害通常导致离子表面沉积在电介质 上，这导致当电容器暴露于湿气时绝缘电阻低。此类劣化还有损于电容器的加速寿 命试验。同样重要的是，嵌入后，包封的电容器在下游工序诸如与焊料回流循环或外模 烘焙循环相关的热转移期间保持其完整性。在构造的各个界面的任何一处或各层自 身内部出现的分层和/或断裂均可通过为水分渗透到组合件中提供通道来破坏嵌入式 电容器的完整性。需要纠正这些问题的方法。已尝试了多种改进嵌入式无源电子元件的方法。用 于增强嵌入式电阻器的包封材料组合物的实例可见于授予Felten的美国专利 6， 860， 000。专利技术概述本专利技术涉及涂布有复合包封材料并且嵌入到印刷线路板中的箔上烧结型陶瓷电 容器。公开了多层包封材料组合物，所述组合物包含.-(a) 第一层(该层直接接触电容器元件)，所述第一层由下列物质制成吸水 率按重量计为2%或更低的聚酰亚胺；任选地一种或多种电绝缘填充剂、消泡剂和着 色剂以及一种或多种有机溶剂。所述组合物具有约30(TC或更低的固化温度。任选 地，可将受阻疏水性环氧树脂加入到所述组合物中。(b) 第二层(直接在第一层上形成)，所述第二层包含含环氧基的、吸水率按 重量计为2%或更低的环状烯烃树脂； 一种或多种吸水率按重量计为2%或更低的酚 醛树脂；环氧催化剂；任选地一种或多种电绝缘填充剂、消泡剂和着色剂以及一种 或多种有机溶剂。所述组合物具有约30(TC或更低的固化温度。依续施用第一层和第二层，并且当固化时形成固结的双层复合涂层。公开了组合物，所述组合物包含吸水率为2%或更低的聚酰亚胺；任选地一 种或多种电绝缘填充剂、消泡剂和着色剂以及有机溶剂。所述组合物具有约30(TC或 更低的固结温度。还公开了组合物，所述组合物包含包含环氧基的、吸水率为2%或更低的环 状烯烃树脂；环氧催化剂；任选地一种或多种电绝缘填充剂、消泡剂和着色剂以及 有机溶剂。所述组合物具有约30(TC或更低的固化温度。本专利技术还涉及使用双层包封材料来包封箔上烧结型陶瓷电容器的方法，第一层 包含吸水率为2%或更低的聚酰亚胺；任选地一种或多种电绝缘填充剂、消泡剂和着 色剂以及有机溶剂。第二层包含含环氧基的、吸水率为2%或更低的环状烯烃树脂； 一种或多种吸水率为2%或更低的酚醛树脂；环氧催化剂；任选地一种或多种无机电 绝缘填充剂、消泡剂和着色剂以及一种或多种有机溶剂，以提供未固化的组合物。 按顺序施用两种组合物，在施用之间具有烘焙步骤以包封箔上烧结型陶瓷电容器。然后在等于或小于约30(TC的温度下固化所述包封材料。包含有机材料的本专利技术的组合物可作为包封材料施用到任何其它电子元件上， 或与无机电绝缘填充剂、消泡剂和着色剂混合，并且作为包封材料施用到任何电子 元件上。根据惯例，附图的各个特征未必按比例绘制。可放大或縮小各个特征的尺寸， 以更清晰地示例本专利技术的实施方案。附图简述附图说明图1A至1G显示了在商用96%氧化铝基底上制备电容器，所述基底涂布有复合 包封材料组合物，并且用作试验载体，以确定复合包封材料对所选化学品的抗性。 图2A-2E显示了在铜箔基底上制备电容器，所述基底涂布有包封材料。 图2F显示了结构的平面图。 图2G显示了层压到树脂上之后的结构。专利技术详述本专利技术提供了用于涂布一种或多种嵌入式箔上成形(embedded formed-on-foil)陶瓷电容器的有机双层包封材料组合物，所述双层包封材料包含第一包封材 料层和第二包封材料层，其中所述第一包封材料层包含(a)聚酰亚胺，并且所述第 二包封材料层包含(c)包含环氧基的环状烯烃树脂、(d)酚醛树脂、(e)环氧催化剂；并且其中所述嵌入式箔上成形陶瓷电容器包括电容器元件和预浸料坯，其中 所述第一包封材料层直接与所述电容器元件接触，并且所述第二包封材料层直接与 所述第一包封材料层接触。所述第一包封材料层至少部分覆盖所述电容器元件。所述第一包封材料层优选 基本上覆盖或完全覆盖所述电容器元件。所述第二电容器层至少部分地覆盖所述第 一包封材料层。所述第二电容器层优选基本上覆盖或完全覆盖所述第一包封材料层 或所述第一包封材料层和其余的电容器元件。公开了涂布有复合包封材料并且嵌入到印刷线路板中的箔上成形陶瓷电容器。 复合包封材料的施用和处理旨在与印刷线路板和集成电路(IC)封装工艺相容。它 还向箔上烧结型电容器提供保护，使其在嵌入到结构中之前和之后免于接触水分、 印刷线路板制造用化学品，并且调和由电容器元件和有机组分的相对热膨胀系数的 局部差异所产生的机械应力，而不致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机双层包封材料组合物，所述组合物用于涂布一种或多种嵌入式箔上成形陶瓷电容器，所述双层包封材料包含第一包封材料层和第二包封材料层，其中所述第一包封材料层包含（ａ）聚酰亚胺，并且所述第二包封材料层包含（ｃ）含有环氧基的环状烯烃树脂、（ｄ）酚醛树脂、（ｅ）环氧催化剂；并且其中所述嵌入式箔上成形陶瓷电容器包含电容器元件和预浸料坯，其中所述第一包封材料层与所述电容器元件直接接触，并且所述第二包封材料层与所述第一包封材料层直接接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JD萨默斯，武藤勉，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]