多層介電膜，該多層介電膜為柔性的。
[0158]在第七十六實施例中，本發(fā)明提供根據第五十八到第七十五實施例中任一項所述的多層介電膜，其中第一介電層包含聚偏二氟乙烯。
[0159]在第七十七實施例中，本發(fā)明提供根據第五十八到第七十六實施例中任一項所述的多層介電膜，包括多個交替的第一介電層和第二介電層。
[0160]為了可以更充分地理解本發(fā)明，給出如下實例。應當理解，這些實例僅為了說明目的，而不應被理解為以任何方式對本發(fā)明進行限制。除非另外指明，否則所有份數(shù)和百分比均按重量計。
[0161]SM
[0162]實例I
[0163]銅笛(35微米厚，6.5 英寸(16.5cm)寬)可購自 Carl SchlenckAG (Barnsdorf，Germany)，商品名為“ETP CDM 110”。銅箔的表面粗糙度采用購自VeecoInstruments, Inc., (Plainview, NY)的Dektak 6M臺階儀測量。取三次掃描的平均值。表面測量絕對值的算術平均值為11納米(nm)，均方根為14，最大谷深46nm，最大峰高64nm，剖面最大高度為97nm。
[0164]將多個銅箔樣本固定于連接到圖2中通常所示設備100的處理筒106的聚合物運輸薄膜上。銅箔暴露的表面首先使用流速每分鐘500標準立方厘米(sccm)、壓力300mtorr (40Pa)的氬氣進行等離子體處理。在400kHz的頻率下使用600W的等離子體功率，線速度為每分鐘30英尺(每分鐘9.1米)。
[0165]然后，將涂敷轉筒106冷卻至5 °F (_15°C )，等離子體處理的表面由通過結合摩爾份數(shù)0.9的三環(huán)癸燒二甲醇二丙稀酸醋(可購自Sartomer USA(Exton, PA)，商品名為“SR-833S”)、摩爾份數(shù)為0.04的2-羥基-2-甲基-1-酚基-1-丙酮光敏引發(fā)劑(購自BASF (Florham Park, NJ)，商品名為“DAR0CUR 1173”)和摩爾份數(shù)為0.06的丙烯酸低聚物(購自Sartomer USA，商品名為“CN 147”)制備的單體混合物進行處理。該單體混合物經真空脫氣二十分鐘。脫氣后的單體混合物118隨后將轉移到注射器120中，該注射器安裝在注射器泵上，并通過毛細管線連接到霧化裝置。霧化裝置位于加熱到275°C的蒸發(fā)室114的入口處。
[0166]丙烯酸層的目標厚度為300nm。液態(tài)單體以每分鐘0.75mL的速度泵入霧化裝置。霧化的單體蒸汽液滴在霧化器的噴嘴處離開并在加熱的蒸發(fā)室中閃蒸。達到穩(wěn)定態(tài)需要數(shù)分鐘時間，涂敷轉筒106的旋轉保持低速，然后根據需要調整，以用于達到目標厚度。假設效率為83%，可使用公式[t = q/(s*w)]來選擇轉筒的速度，其中t =涂敷厚度，q =單體流速，s =涂敷轉筒速度，w =單體沉積源寬度。單體沉積源寬度為12英寸(30.5cm)，轉筒速度為約每分鐘22.3英尺(每分鐘6.80米)。
[0167]單體蒸汽在冷卻的涂敷轉筒旁的0.030英寸(0.076cm)的涂敷模(槽)處離開，并在移動基底時凝結。凝結的蒸汽隨后會暴露在紫外光燈116下，并停止0.9秒以形成固體膜。注射器泵停止，并且毛細管閥關閉。真空室排空，蒸發(fā)室冷卻到室溫。隨后從轉筒處移除樣品。
[0168]代表性樣品的光譜反射率掃描被用于通過反射的光學干涉極值來計算涂敷層厚度和折射指數(shù)。第一介電層的厚度測得為約300nm。
[0169]采用以下方法通過RF濺射將第二介電層沉積在第一介電層上。通過雙面壓敏膠帶將涂敷有丙烯酸的銅箔樣品連接到薄(1/16英寸(1.6-_)厚)鋁板上。隨后將樣品的丙烯酸涂敷面向下置于濺射系統(tǒng)裝載鎖的載板上。濺射系統(tǒng)型號為ISE-0E-PVD-3000，可購自 Innovative Systems Engineering (Warminster, Penn.)，該型號現(xiàn)已停產。裝載鎖隨后將抽真空達到4X KT5Torr (0.005Pa)的壓力，此時將樣品轉移到主濺射室中。使用了 8%的氧化紀穩(wěn)定的氧化錯(YSZ)革巴(可購自Kurt J.Lesker (Clairton, PA))。YSZ革E的厚度為
0.25英寸(0.64cm)，并且直徑為6英寸(15cm)。靶與基底之間的距離為約5英寸(12.7cm)。主濺射室將重新回填lOmTorHl.33Pa)壓力的氬氣，通過YSZ陰極組件周圍的壓力分配環(huán)供應。低于此壓力將導致膜出現(xiàn)明顯的裂口。短暫地提高功率并在濺射前保持400W功率5分鐘，其間保持沉積閘板處于關閉位置，隨后在400W的濺射功率下沉積36分鐘后打開閘板。沉積YSZ后鋁板的溫度為約40°C，這表示樣品與鋁板之間存在良好的熱接觸。完成沉積后，RF電源關閉，閘板關閉。樣品隨后傳送回裝載鎖。YSZ膜的厚度在以相同條件下涂敷的玻片上測量，得到的結果為約500nm。
[0170]金和銀頂部電極的厚度為60至lOOnm，采用陰影掩模在濺射系統(tǒng)中對銅箔上具有第一介電層和第二介電層的樣品進行沉積，以形成第二導電層。樣品的面積為約5cmX5cm，電極的直徑分別為5、2和1mm。每個樣品有約100個電極。LCR可購自 Agilent (Santa Clara, CA)，商品名為 “E4980A”。LCR 配備的電源可購自 KeithleyInstruments, Inc., (Cleveland, OH)，型號為2400，用于測試樣品在頻率為IkHz時的電容和損耗正切值。使用階躍電壓斜升法來進行上述測量，其中在每個電壓階躍處測量電流。在室溫下完成所有的測量。電容(C/A比)在70至80nF/in2(10.9至12.5nF/cm2)的范圍內。觀察到樣品的介電損耗正切(其中tan δ = 0.02 - 0.03)和歐姆電阻值在2至4兆歐的范圍內。對于測試樣品，觀察到具有5_的電極的功能電容器的100%輸出(16/16)。由于5_電極的面積較大，這些測試很可能會因短路等原因而失敗。
[0171]實例2
[0172]對于實例I中制備的某些樣品，形成第一介電層和第二介電層后，隨后通過DC濺射來濺射一層厚約5nm的鉻粘接層以及一層厚約15nm的銅晶種層。將此結構電鍍銅以得到約12微米的厚度。
[0173]說曰月例
[0174]銅箔樣品(厚35微米、寬6.5英寸(16.5cm))可購自Carl Schlenck AG，商品名為“ETP CDM 110”，將如實例I所述方法采用等離子體處理并涂敷第一介電層。以第一介電層為900nm和600nm的厚度為目標，以提供厚度可與實例I的800nm介電層厚度相當?shù)慕殡妼?。為了達到600nm的厚度，使用約每分鐘11.15英尺(每分鐘3.4米)的轉筒速度和約
1.8秒的紫外光曝光時間。為了達到900nm的厚度，使用約每分鐘7.43英尺(每分鐘2.3米)的轉筒速度和約2.7秒的紫外光曝光時間。金和銀頂部電極的厚度為60至100nm，采用陰影掩模在濺射系統(tǒng)中對銅箔上具有第一介電層和第二介電層的樣品進行沉積，以形成第二導電層。樣品的面積為約5cmX5cm，電極的直徑分別為5、2和1mm。每個樣品有約100個電極。電容和損耗正切采用實例I中的方法對各個樣品進行測量。對第一介電層厚度分別為900和600nm的樣品，測量得到的C/A比分別為20和40nF/in2 (分別為3.1和6.3nF/cm2)。對第一介電層厚度分別為900和600nm的樣品，測量了 tan δ = 0.003和0.005時的介電正切損耗。對于第一介電層厚度為900nm的測試樣品，觀察到具有5mm電極的功能電容器的輸出為75%。使用第一介電層厚度為600nm的樣品來制備具有5mm電極的電容器時，觀察到輸出下降了約12%。通過實例I中所述的方法使用僅具有第二介電層的樣品(即只有YSZ層，沒有第一介電層)來制備電容器時，大多數(shù)電容器短路。
[0175]在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對本發(fā)明進行各種修改和更改。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，但應受以下權利要求書及其任何等同物中提及的限制的控制。本發(fā)明可在不存在本文中未具體公開的任何元件的情況下以適當方式實施。
【主權項】
1.一種多層膜，包括: 由至少第一介電層和第二介電層分隔開的第一導電層和第二導電層，其中所述第一導電層和所述第二導電層各自具有小于約百分之十的平均可見光透射率； 其中所述第一介電層通過汽化液體的凝結直接形成在所述第一導電層上；并且其中所述第二介電層直接形成在所述第一介電層上，所述第二介電層不通過汽化液體的凝結而形成。2.一種多層膜，包括: 由至少第一介電層和第二介電層分隔開的第一導電層和第二導電層，其中所述第一導電層具有以下中的至少一者:至少10納米的平均表面粗糙度，或至少10微米的厚度； 其中所述第一介電層包含聚合物，并且設置在所述第一導電層上；并且 其中所述第二介電層包含陶瓷，并且設置在所述第一介電層上。3.根據權利要求2所述的多層膜，其中所述第一導電層和所述第二導電層兩者具有至少10微米的厚度。4.根據權利要求1至3中任一項所述的多層膜，其中所述第一導電層和所述第二導電層包含金屬。5.根據權利要求4所述的多層膜，其中所述第一導電層為金屬箔。6.根據權利要求1至5中任一項所述的多層膜，其中所述第二導電層是電鍍在所述第二介電層上的金屬層。7.根據權利要求1至6中任一項所述的多層膜，其中所述多層膜中每兩個相鄰層的大部分彼此物理接觸。8.—種多層介電膜，包括: 第一介電層，所述第一介電層包含具有第一擊穿場強的第一材料；和第二介電層，所述第二介電層直接形成在所述第一介電層上，并且包含具有小于所述第一擊穿場強的第二擊穿場強的第二材料， 其中所述第一介電層在局部位置處具有小于所述第二擊穿場強的第三擊穿場強，并且其中所述多層介電膜在局部位置處具有大于所述第三擊穿場強的第四擊穿場強。9.根據權利要求8所述的多層介電膜，其中所述第一介電層通過汽化液體的凝結而形成。10.根據權利要求8或9所述的多層介電膜，其中所述第二介電層不通過汽化液體的凝結而形成。11.根據權利要求1至10中任一項所述的多層膜或多層介電膜，其中所述第一介電層具有小于20的介電常數(shù)，并且其中所述第二介電層具有大于20的介電常數(shù)。12.根據權利要求1至11中任一項所述的多層膜或多層介電膜，其中所述第一介電層具有至多達I微米的厚度。13.根據權利要求1至12中任一項所述的多層膜或多層介電膜，其中所述第二介電層通過濺射而形成。14.根據權利要求1至13中任一項所述的多層膜或多層介電膜，其中所述第二介電層具有至多達I微米的厚度。15.根據權利要求1至14中任一項所述的多層膜或多層介電膜，其中所述第二介電層包含氧化鋯。16.根據權利要求1至15中任一項所述的多層膜或多層介電膜，所述多層膜為柔性的。17.根據權利要求1至16中任一項所述的多層膜或多層介電膜，其中所述多層膜或所述多層介電膜包括多個交替的第一介電層和第二介電層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多層介電膜，包括由具有第一擊穿場強的材料制成的第一介電層，以及設置在所述第一介電層上的、由具有不同的擊穿場強的材料制成的第二介電層。還公開了一種多層膜，包括由至少第一介電層和第二介電層分隔開的第一導電層和第二導電層。所述第一介電層設置在所述第一導電層上，并且所述第二介電層設置在所述第一介電層上。所述第一導電層可具有以下中的至少一者：至少10納米的平均表面粗糙度、至少10微米的厚度、或至多達百分之十的平均可見光透射度。所述第一介電層可以為聚合物，并且通常具有比可為陶瓷的所述第二介電層低的介電常數(shù)。
【IPC分類】H01L49/02, H05K1/16, H01G4/33, H01G4/20
【公開號】CN104937685
【申請?zhí)枴緾N201380070965
【發(fā)明人】D·格霍施, C·S·萊昂斯, R·E·戈里爾, S·P·馬基
【申請人】3M創(chuàng)新有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2013年11月21日
【公告號】US20150302990, WO2014081918A2, WO2014081918A3