专利名称：聚合物－陶瓷电介质组合物、埋入式电容器及印刷电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及聚合物-陶瓷电介质组合物，使用该电介质组合物的埋入式(或嵌入式)电容器以及其中埋入有电容器的印刷电路板。更具体地，本发明涉及聚合物-陶瓷电介质组合物，其可以确保因界面极化(其用来使陶瓷的表面带电)导致的高介电常数，以及使用该电介质组合物的电容器以及印刷电路板。
背景技术：
安装在印刷电路板上的各种类型的无源元件已经成为使最终产品小型化的巨大障碍。具体地，由于半导体有源元件被埋入，以及在半导体有源元件中输入端/输出端的数目增加，需要保证有足够的空间以在有源元件的附近容纳尽可能多的无源元件。
电容器是典型的无源元件。将电容器布置成尽可能地靠近输入端是有利的，以便在较高操作频率下获得电容器的低电感。
为了满足小型化和高频率下的低电感的要求，目前正积极地对埋入式电容器进行研究。其中埋入有电容器的印刷电路板能有助于显著减少最终产品的尺寸。此外，由于埋入式电容器可以被布置在离有源元件的短距离处，使线的长度减到最小，以便可以较大降低电感，并且有利地去除高频噪音。
典型的埋入式电容器在全部由美国的Sanmina提交的美国专利第5,079,069号、第5,261,153号以及第5,800,575号中提出。通过将具有电容器特性的附加的介电层引入到印刷电路板(PCB)的内层中，来生产埋入式电容器。已知，即使使用称为FR4的PCB材料，也能实现介电层的电容器特性。还已知，为了达到需要的电容量，利用聚合物-陶瓷电介质组合物(或介电组合物)可以形成介电层。
由于与陶瓷相比较聚合物具有相对低的介电常数，因而聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数受充当电介质组合物基体(基质)的聚合物的介电常数的影响。因此，必须增加陶瓷粉末的比例，以便制造具有高介电常数的电介材料。
在这一点上，Cabot公司建议使用聚合物基体复合物，其中将60％～95％的钛酸钡基陶瓷分散于聚合物中(参见，美国专利公开号2002-0040085)。
然而，当增加陶瓷粉末的比例时，则金属箔与介电层的粘合性变差，引起印刷电路板的加工特性差的局限性。
另一方面，美国专利公开号2002-0040085教导了可以将金属氧化物例如Zr、Hf、Nb、Ca、La和Bi的氧化物涂覆到钛酸钡(BaTiO3)基陶瓷的表面上，以改善聚合物基体复合物的机械性能和电性能。在该专利的公布内容中，没有具体提及关于所加入的金属的作用和量，而声明在由Cabot公司申请的美国专利第6,268,054号(美国专利申请序列号08/923,680(1997))中给出了详细的说明。
美国专利第6,268,054号涉及了利用陶瓷作为电介质的多层陶瓷芯片(MLCC)。该发明叙述了基于MLCC提高的加工性或属性，将金属氧化物例如Zr、Hf、Nb、Ca、La以及Bi的氧化物涂覆至BaTiO3基陶瓷上。关于金属氧化物的更具体描述是，当需要具有X7R介电性能的陶瓷电容器时，提供含有掺杂剂如与氧化镍或氧化钴结合的氧化铌、氧化钽或氧化钕的钛酸钡颗粒是有用的。
更确切地说，应当认为，为了提高铁电物质的温度特性，加入金属来涂覆BaTiO3基陶瓷。用顺电材料(paraelectric)例如金属氧化物包围BaTiO3基铁电物质的表面，以形成核-壳(core-cell)结构，从而确保MLCC随变化的温度的电容特性。
总之，Cabot公司打算将在MLCC中使用的BaTiO3基陶瓷应用到聚合物-陶瓷电介质领域。
然而，尽管在MLCC中使用的陶瓷被应用到聚合物-陶瓷电介质，但在电介质材料的介电常数方面几乎没有或没有变化。由于聚合物-陶瓷电介质的介电常数取决于聚合物的介电常数，复合物介电常数的改善不能简单地通过增加陶瓷粉末的介电常数来实现。如图1所示，虽然陶瓷材料的介电常数增加了100倍或更高，包含陶瓷材料的聚合物-陶瓷电介质的介电常数没有较大的变化。更确切地说，由图1的曲线图明显看出，聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数取决于具有相对低的介电常数的聚合物的介电常数。因此，如在由Cabot公司申请的美国专利公开第2002-0040085号中所教导的，陶瓷的含量必须增加至60％～95％，以便提高聚合物-陶瓷电介质的介电常数。
发明内容
本发明的一个目的是提供其中陶瓷粉末的介电常数可以被提高的聚合物-陶瓷电介质组合物。
根据本发明的另一目的提供使用该电介质组合物的电容器以及印刷电路板。
根据用于实现上述目标的本发明的一个方面，提供包括聚合物以及分散于聚合物中的陶瓷的聚合物-陶瓷电介质组合物，其中陶瓷由具有钛矿结构(用ABO3表示)的材料和金属氧化物掺杂剂组成，并具有带电的(electrically charged)表面。
金属氧化物掺杂剂的金属具有不同于ABO3的B位置元素的化合价。BaTiO3是ABO3最有代表性的实例。金属氧化物掺杂剂的金属具有不是+4价的化合价，并可选自由Nb、Sb、La、Y和Mn组成的组。Mn氧化物也可以用作金属氧化物掺杂剂，因为其在室温下为+4价，但在高温度下，其化合价变为+3价。
在一个
具体实施例方式
中，本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物包括聚合物以及分散于聚合物中的陶瓷，其中陶瓷由BaTiO3和0.05mol％～2mol％的Nb氧化物组成。
在另一
具体实施例方式
中，本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物包含聚合物以及分散于聚合物中的陶瓷，其中陶瓷由BaTiO3、0.05mol％～10mol％的Nb氧化物以及0.05mol％～10mol％的Ca氧化物组成。
当Nb氧化物和Ca氧化物是作为金属氧化物掺杂剂被加入时，Nb氧化物/Ca氧化物的比优选地为1.3～4。
陶瓷首先在800～1400℃下煅烧，并可选地，在1000℃或更高温度下焙烧(bake)。
根据本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物的陶瓷具有带电的表面。
根据本发明的另一方面，提供埋入式(或嵌入式)电容器，其包括第一电极膜、第二电极膜以及介电层，其中介电层由聚合物-陶瓷电介质组合物形成。
更确切地说，本发明的埋入式电容器包括第一电极膜、第二电极膜以及介电层，其中介电层由聚合物-陶瓷电介质组合物形成，该聚合物-陶瓷电介质组合物包含聚合物和分散于该聚合物中的陶瓷，并且陶瓷由具有钙钛矿结构(用ABO3表示)的材料和金属氧化物掺杂剂组成并且具有带电的表面。
在一种
具体实施例方式
中，本发明的埋入式电容器包括第一电极膜、第二电极膜以及介电层，其中介电层由聚合物-陶瓷电介质组合物形成，该聚合物-陶瓷电介质组合物包含聚合物和分散于该聚合物的陶瓷，并且陶瓷由BaTiO3和0.05mol％～2mol％的Nb氧化物组词。
在另一
具体实施例方式
中，本发明的埋入式电容器包括第一电极膜、第二电极膜以及介电层，其中介电层由聚合物-陶瓷电介质组合物形成，该聚合物-陶瓷电介质组合物包含聚合物和分散于该聚合物中的陶瓷，并且陶瓷由BaTiO3、0.05mol％～10mol％的Nb氧化物以及0.05mol％～10mol％的Ca氧化物组成。
根据本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物的陶瓷具有带电的表面。
根据本发明的又一个方面，提供包括埋入其中的电容器的印刷电路板。
本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物优选地包含10vol％～70vol％的陶瓷以及余量的聚合物，更优选包含15vol％至55vol％的陶瓷以及余量的聚合物，最优选包含20vol％至55vol％的陶瓷以及余量的聚合物。
任何用于制造埋入式电容器的聚合物均可用于本发明的电介质组合物中。该聚合物选自环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚酯、聚酰胺、及其混合物。
结合附图通过下面详细描述将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特点以及其它优点。
图1是示出随着聚合物-陶瓷电介质组合物中陶瓷的介电常数的改变，电介质组合物的介电常数变化的模拟结果的图。
图2是示出随着陶瓷含量的改变，分别包含BaTO3陶瓷粉末和BCTZ陶瓷粉末的聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数变化的图。
图3是示出随着金属氧化物掺杂剂的含量改变，包含由BaTiO3和作为金属氧化物掺杂剂的MnO2组成的陶瓷的聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数的变化的图。
图4是示出BaTiO3粉末以及由BaTiO3和NbO组成的陶瓷的介电常数随频率改变而变化的图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细描述。
通过实验已经发现，当将用于MLCC中的陶瓷施加到聚合物-陶瓷电介质时，聚合物-陶瓷电介质的介电常数下降。基于这种实验发现，通过设计在铁电体中诱导界面极化的新组分实现了本发明。基于以下试验结果，提供新组分的设计的解释说明。
表1示出用于MLCC中的陶瓷(X5R和X7R)的组成，表2示出分别包含15vol％的X5R和X7R以及余量的聚合物的介电组合物的电性能。为了比较，在与介电组合物相同的条件下测定BaTiO3粉末的电性能，结果示于表2中。
表1
表1所示的陶瓷在950℃和1220℃温度下进行烧结。
表2
由表2所示的数据可以看出，当采用MLCC中使用的陶瓷X5R和X7R时，介电材料具有比BaTiO3粉末更低的介电常数值。这些结果表明用于MLCC中的陶瓷粉末不能应用于聚合物-陶瓷电介质。
图2是示出分别包含BaTO3陶瓷粉末和BCTZ陶瓷粉末(BaTO3+Ca+Zr)的聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数随着陶瓷含量的改变而变化的图。聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数随着陶瓷粉末量的增加而增大。这表明，尽管BaTO3陶瓷粉末具有比BCTZ陶瓷粉末更高的介电常数，但是这些聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数没有显著的差异。具体地，在陶瓷粉末的含量为15％或更少时，这些聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数值基本一致。
从上述实验结果，可以确定，根据对用于MLCC中陶瓷的设计不能获得聚合物-陶瓷电介质组合物的高介电常数值。
在MLCC中使用的基于BaTiO3的粉末通常根据离子极化设计。BaTiO3的Ti离子由于在四正方晶相(tetra-cubic phase)间的改变位置(shift)而迁移(发生在125℃)诱导离子极化，从而使BaTiO3具有介电常数。这种离子极化被应用于MLCC中。用于MLCC中的其它组分起作用形成核-壳结构，从而确保随温度变化或居里温度改变的电容量特性。
美国专利No.6,268,054和美国专利公开No.2002-0040085论述了基于MLCC提高的加工或属性，金属氧化物，如Zr、Hf、Nb、Ca、La和Bi氧化物被包含在陶瓷中。但是，从这些美国专利的思想中看不到聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数的改善，因此，在介电组合物中陶瓷含量不可避免地提高到60％至95％的水平。
极化在本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物中被诱导(induce)，导致介电常数的改善。具体地，极化在聚合物与陶瓷之间的界面被诱导。在作为绝缘体的聚合物与陶瓷之间的界面上诱导的极化导致陶瓷表面带电。由于至今为止，所研发的聚合物-陶瓷电介质中使用的陶瓷的表面不带电，在聚合物/陶瓷界面没有诱导极化。
极化是由于电场引起的电荷的重排或转移(displacement)所导致的现象。极化包括以下不同机理离子极化、电子极化、取向极化(偶极极化)、以及界面极化(或空间电荷极化)。由于界面极化，去耦电容器的介电常数在低频范围能够极大地提高。界面极化是在不同电介质间的界面上发生的现象，并且与在电介质内诱导的极化不同。仅仅当在不同电介质间的界面上产生电荷时，才诱导界面极化。也就是说，将电荷有意地产生在陶瓷颗粒的表面上，以在聚合物/陶瓷界面上诱导空间电荷极化，导致提高的介电常数。
为了在陶瓷颗粒的表面产生电荷，杂质必须被有意地提供到陶瓷颗粒的表面。例如，当合适的掺杂剂元素加入到BaTiO3粉末时，产生Ti3+和电子以诱导界面极化。也就是说，掺杂剂金属必须在陶瓷表面产生电荷。最后，要求掺杂剂金属具有比Ti更高或更低的化合价。能与Ti结合的合适掺杂剂金属的实例包括+5价的Nb；+3价的Sb、La、Y和Mn；以及+2价的Mn。尽管Mn在室温具有+4价，但是它的化合价在高温变为+2或+3。这些金属以它们的氧化物形式使用。
在本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物中，通过使陶瓷的表面带电诱导界面极化。陶瓷包括具有钙钛矿结构的材料(表示为ABO3)。这样的材料的实例包括BaTiO3、PbTiO3、PbZrO3、Pb(Ti，Zr)O3、Pb(Mn，Nb)O3、SrTiO3、CaTiO3、以及MgTiO3。
陶瓷中的包含物金属氧化物掺杂剂使陶瓷的表面带电。金属氧化物掺杂剂的金属选自与ABO3的B位置元素具有不同化合价的金属。优选金属具有高于B位置元素的化合价。如果B位置元素具有+4价如Ti和Zr，金属氧化物掺杂剂的金属为具有+5价的Nb或者具有+3价的Sb、Y或La。最优选的是具有与B位置元素化合价不同并且原子半径与B位置元素相似的金属，以便促进该金属与B位置元素之间的置换。
ABO3的B位置元素被金属氧化物掺杂剂的金属置换，以使陶瓷表面带电。置换的适合性可以通过在全部频率范围内测量陶瓷的电导率或者通过测量聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数，以鉴定是否观测到在1kHz或更低的低频范围介电常数突然增大。
图3示出随着MnO2含量改变，包含由BaTiO3和MnO2组成的陶瓷的聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数的变化。这时，电介质组合物包含20vol％的陶瓷和余量的聚合物。
图3的曲线图示出介电常数随着MnO2含量的增加而增大，并且从2mol％MnO2处开始急剧下降。加入MnO2使陶瓷表面带电。由于在陶瓷表面上存在的电荷的优选量是受限的以确保根据本发明的电介质组合物的高介电常数，金属氧化物掺杂剂的优选量也是受限制的。
使根据本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物的陶瓷的表面带电以诱导界面极化，导致介电常数提高。相反，传统聚合物-陶瓷电介质组合物的陶瓷的表面不带电。
在本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物中，确定了由ABO3表示的材料的种类，选择与ABO3的B位置元素具有不同化合价的金属，然后加入金属氧化物以使陶瓷表面带电，从而诱导界面极化。陶瓷表面是否带电能通过测量陶瓷的电导率或者通过测量聚合物-陶瓷电介质组合物随变化的频率的介电常数并观测到在低频范围突然增大来确定。根据本发明中进行的实验，当加入金属氧化物掺杂剂时，介电常数在1kHz或更低的低频范围提高约34％至约49％。
参照采用Nb氧化物(但不限于此)作为金属氧化物掺杂剂对本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物进行解释说明。
由于BaTiO3的B位置元素具有+4价而Nb具有+5价，NbO能够用作金属氧化物掺杂剂。另外，由于Ti具有与Nb相似的原子半径，它易于被Nb置换。
当Nb氧化物以0.05mol％至2mol％、优选0.25mol％至0.75mol％的量加入时，电介质组合物的介电常数最高。如果加入的Nb氧化物的量太少，介电常数的提高是可忽略的。因此，优选Nb氧化物的下限含量限制在0.05mol％。同时，如果Nb氧化物的量太大，极化被很强地诱导，从而导致介电常数和介电损失均增大并恶化TCC性能(其表明介电常数随温度变化的改变)。因此，优选Nb氧化物的上限含量(upper content)限制在2mol％。
在Nb氧化物加入到BaTiO3中的情况下，Nb氧化物的含量范围一定要窄，通过加入Nb氧化物使介电常数增大必须出现。为了满足这些要求，陶瓷还包括Ca氧化物。Ca氧化物用来增加界面势垒(interface barrier)的厚度，以便使聚合物-陶瓷电介质组合物的介电常数的增大(量)最大化。
这时，优选Nb氧化物/Ca氧化物的比例在1.3至4范围内。当Nb氧化物/Ca氧化物的比例小于1.3或大于4时，与不加入Ca氧化物相比，介电常数的增大不明显。
陶瓷粉末在使用前可以在800～1400℃煅烧和/或在1000℃或更高温度烧结。即使当陶瓷粉末被煅烧时，也能实现介电常数的增大。
本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物优选包括10vol％～70vol％的陶瓷以及余量的聚合物。陶瓷(含量)低于10vol％会使得难以获得足够高的介电常数。同时，陶瓷(含量)高于70vol％会导致差的剥离强度(peel strength)，产生与可靠性有关的问题。由于在根据本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物中陶瓷含量增加，改善了电介质组合物的电性能。根据本发明的电介质组合物，由于界面极化，陶瓷的介电常数增大，从而避免过度增加陶瓷含量的需要。因此，本发明的电介质组合物具有陶瓷含量限制在15vol％～55vol％并优选15vol％～50vol％的范围的优点。
任何用于制造埋入式电容器的聚合物均可用于本发明的电介质组合物中。用于本发明的电介质组合物中的聚合物选自环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚酯、聚酰胺、及其混合物。
本发明还提供使用该电介质组合物的埋入式电容器。本发明的埋入式电容器包括第一电极膜、第二电极膜以及介电层，其中介电层用该聚合物-陶瓷电介质组合物形成。
任何应用于电容器的导电金属均可用于形成第一和第二电极膜，其实例包括Pt、Au、Ag、Cu、Ni以及Pd。电极膜优选具有0.1～100μm的厚度。
本发明的埋入式电容器通过以下步骤生产。首先，将根据本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物的淤浆(slurry)施加到金属电极箔并固化以形成薄片(laminate)。该施加通过浇铸例如带铸法(tapecasting)进行。然后，将另一金属电极箔压制在薄片上以制造电容器。
可替换地，将本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物形成在两个金属箔上以获得两个薄片。将两个薄片以这样的方式压制，将其上形成有介电组合物的表面设置成彼此相对，以制造电容器。本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物可以具有高介电常数而无需增加陶瓷含量至60％或更高，从而确保介电层至(与)金属箔的良好粘合性。
本发明还提供其中具有埋入的电容器的印刷电路板。
通过将电容器层压在聚合物基板上将电容器埋入(嵌入)到印刷电路板中。如Sanmina(美国)在美国专利No.5,079,069、5,261,153以及5,800,575中提出方法中所教导的，核聚合物(core polymer)也可以用作电容器的介电层。
下面，将参照实施例对本发明进行详细说明。
实施例[实施例1]根据表3中示出的组合物(发明陶瓷1至6)制备陶瓷粉末。使用作为溶剂的乙醇以及氧化锆球将每种陶瓷粉末球磨并混合12小时。将混合物在200℃干燥12小时，煅烧和/或焙烧。煅烧是通过以5℃/min的速率加热混合物、在最终温度保持2小时进行的，然后冷却。使用作为溶剂的乙醇以及氧化锆球将热处理过的混合物研磨24小时，并在200℃干燥。
将干燥的陶瓷粉末与20vol％的双酚A树脂(环氧树脂型)混合。具体地，混合是通过将双酚A树脂、作为固化剂的二氰基胍(dicyanoguanidine)以及作为分散剂的Re 610一起在丙酮中混合而进行的，将所混合的混合物与陶瓷粉末混合以制备淤浆。这时，将双酚A树脂与固化剂的比例调节至62∶8.5(w/w)，分散剂以相对于淤浆组合物的总体积的0.01vol％的量使用。如在发明实施例1中，将BaTiO3粉末(传统陶瓷1)与双酚A树脂混合。
将淤浆以100μm的厚度施加到厚度为35μm的铜板上，在170℃固化20min以形成介电层。在介电层的两个表面上形成电极以制造电容器。然后，根据IPC-TM-650使用阻抗分析仪(HP4294A)在1kHz对介电层的介电常数和介电损失进行测量。结果示于表3中。
表3
由表3可以看出，加入Nb氧化物有助于改善电介质组合物的介电常数和介电损失系数。与仅仅煅烧相比，煅烧和焙烧的组合导致电介质组合物的改善的电性能。
图4示出随变化的频率传统陶瓷1和发明陶瓷2的介电常数值。图4的曲线图表明将NbO加入到BaTiO3中导致介电常数在整个频率范围、尤其在低频范围增大。如在1kHz或更低的低频范围所计算的，介电常数提高约34％至约49％。考虑到界面极化导致介电常数在低频范围急剧增大的事实，可以总结出界面极化是由加入NbO所诱导的，作为结果，陶瓷的表面带电。
重复实施例1的步骤，只不过进一步将CaO加入到陶瓷中，将经煅烧的材料研磨以便具有约1μm的平均粒径，将所得到的粉末与44vol％的树脂混合。
表4
表4的结果表明Nb氧化物和Ca氧化物的加入导致电介质组合物的介电常数很大提高。
尽管参照前面的具体实施方式
在本文中对本发明进行了详细描述，但是这些具体实施方式
并不是为了限制本发明的保护范围。具有与在所附权利要求中所披露的本发明的技术精神基本相同的构造和基本相同的操作和效果的任何修改或改变都认为在本发明的范围内。例如，BaTiO3用作在实施例1和2中表示为ABO3的材料，但是其它类型的ABO3也可以用于本发明。另外，+5价的Nb用于使陶瓷表面带电荷，但是其它金属氧化物掺杂剂例如Mn也可以用于本发明。
由上述描述显而易见，根据本发明的聚合物-陶瓷电介质组合物，使陶瓷的表面带电以便在聚合物/陶瓷界面诱导极化，导致介电常数提高。能够获得根据本发明的电介质组合物的高介电常数，而无需增加陶瓷含量。因此，本发明的电介质组合物在印刷电路板的制造中是非常有用的。
权利要求
1.一种聚合物-陶瓷电介质组合物，包括聚合物以及分散在聚合物中的陶瓷，其中所述陶瓷由具有表示为ABO3的钙钛矿结构的材料以及金属氧化物掺杂剂组成，并具有带电的表面。
2.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，所述金属氧化物掺杂剂的金属具有与所述ABO3的B位置元素不同的化合价。
3.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，所述金属氧化物掺杂剂在1kHz或更低的低频范围将ABO3的介电常数提高约34％至49％。
4.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，所述ABO3选自BaTiO3、PbTiO3、PbZrO3、Pb(Ti，Zr)O3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3及其混合物。
5.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，所述ABO3为BaTiO3。
6.根据权利要求4所述的电介质组合物，其中，所述金属氧化物掺杂剂选自Nb氧化物、Sb氧化物、La氧化物、Y氧化物和Mn氧化物。
7.根据权利要求6所述的电介质组合物，其中，所述金属氧化物掺杂剂为Nb氧化物并且以0.05mol％至2mol％的量加入。
8.根据权利要求7所述的电介质组合物，其中，所述金属氧化物掺杂剂为Nb氧化物并且以0.05mol％至10mol％的量加入；0.05mol％至10mol％的Ca氧化物作为另一种金属氧化物掺杂剂加入。
9.根据权利要求8所述的电介质组合物，其中，Nb氧化物/Ca氧化物的比例为1.3至4。
10.根据权利要求8所述的电介质组合物，其中，所述陶瓷首先在800至1400℃煅烧。
11.根据权利要求8所述的电介质组合物，其中，所述陶瓷首先在800至1400℃煅烧，并在1000℃或更高温度焙烧。
12.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含10vol％至70vol％的所述陶瓷以及余量的所述聚合物。
13.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含15vol％至55vol％的所述陶瓷以及余量的所述聚合物。
14.根据权利要求1所述的电介质组合物，其中，所述聚合物选自环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚酯、聚酰胺、及其混合物。
15.根据权利要求13所述的电介质组合物，其中，所述电介质组合物在1kHz的频率具有26至45的介电常数。
16.一种埋入式电容器，其包括第一电极膜、第二电极膜以及介电层，其中所述介电层由聚合物-陶瓷电介质组合物形成，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含聚合物和分散于所述聚合物中的陶瓷，并且所述陶瓷由具有表示为ABO3的钙钛矿结构的材料和金属氧化物掺杂剂组成并且具有带电的表面。
17.根据权利要求16所述的埋入式电容器，其中，所述金属氧化物掺杂剂的金属具有与所述ABO3的B位置元素不同的化合价。
18.根据权利要求16所述的埋入式电容器，其中，所述金属氧化物掺杂剂在1kHz或更低的低频范围将ABO3的介电常数提高34％至49％。
19.根据权利要求16所述的埋入式电容器，其中，所述ABO3选自BaTiO3、PbTiO3、PbZrO3、Pb(Ti，Zr)O3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3及其混合物。
20.根据权利要求16所述的埋入式电容器，其中，所述ABO3为BaTiO3。
21.根据权利要求19所述的埋入式电容器，其中，所述金属氧化物掺杂剂选自Nb氧化物、Sb氧化物、La氧化物、Y氧化物和Mn氧化物。
22.根据权利要求21所述的埋入式电容器，其中，所述金属氧化物掺杂剂为Nb氧化物并且以0.05mol％至2mol％的量加入。
23.根据权利要求21所述的埋入式电容器，其中，所述金属氧化物掺杂剂为Nb氧化物并且以0.05mol％至10mol％的量加入；0.05mol％至10mol％的Ca氧化物作为另一种金属氧化物掺杂剂加入。
24.根据权利要求23所述的埋入式电容器，其中，Nb氧化物/Ca氧化物的比例为1.3至4。
25.根据权利要求23所述的埋入式电容器，其中，所述陶瓷首先在800至1400℃下煅烧。
26.根据权利要求23所述的埋入式电容器，其中，所述陶瓷首先在800至1400℃煅烧，并在1000℃或更高温度下焙烧。
27.根据权利要求16所述的埋入式电容器，其中，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含10vol％至70vol％的所述陶瓷以及余量的所述聚合物。
28.根据权利要求16所述的埋入式电容器，其中，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含15vol％至55vol％的所述陶瓷以及余量的所述聚合物
29.根据权利要求16所述的埋入式电容器，其中，所述聚合物选自环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚酯、聚酰胺及其混合物。
30.根据权利要求28所述的埋入式电容器，其中，所述电介质组合物在1kHz的频率具有26至45的介电常数。
31.一种包括埋入其中的电容器的印刷电路板，其中所述电容器包括第一电极膜、第二电极膜以及介电层，所述介电层由聚合物-陶瓷电介质组合物形成，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含聚合物和分散于所述聚合物中的陶瓷，并且所述陶瓷由具有表示为ABO3的钙钛矿结构的材料和金属氧化物掺杂剂组成并且具有带电的表面。
32.根据权利要求31所述的印刷电路板，其中，所述金属氧化物掺杂剂的金属具有与所述ABO3的B位置元素不同的化合价。
33.根据权利要求31所述的印刷电路板，其中，所述金属氧化物掺杂剂在1kHz或更低的低频范围将ABO3的介电常数提高34％至49％。
34.根据权利要求31所述的印刷电路板，其中，所述ABO3选自BaTiO3、PbTiO3、PbZrO3、Pb(Ti，Zr)O3、SrTiO3、CaTiO3、MgTiO3及其混合物。
35.根据权利要求31所述的印刷电路板，其中，所述ABO3为BaTiO3。
36.根据权利要求34所述的印刷电路板，其中，所述金属氧化物掺杂剂选自Nb氧化物、Sb氧化物、La氧化物、Y氧化物和Mn氧化物。
37.根据权利要求35所述的印刷电路板，其中，所述金属氧化物掺杂剂为Nb氧化物并且以0.05mol％～2mol％的量加入。
38.根据权利要求37所述的印刷电路板，其中，所述金属氧化物掺杂剂为Nb氧化物并且以0.05mol％至10mol％的量加入；0.05mol％至10mol％的Ca氧化物作为另一种金属氧化物掺杂剂加入。
39.根据权利要求38所述的印刷电路板，其中，Nb氧化物/Ca氧化物的比例为1.3至4。
40.根据权利要求34所述的印刷电路板，其中，所述陶瓷首先在800至1400℃煅烧。
41.根据权利要求34所述的印刷电路板，其中，所述陶瓷首先在800至1400℃煅烧，并在1000℃或更高温度焙烧。
42.根据权利要求31所述的印刷电路板，其中，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含10vol％至70vol％的所述陶瓷以及余量的所述聚合物。
43.根据权利要求31所述的印刷电路板，其中，所述聚合物-陶瓷电介质组合物包含15vol％至55vol％的所述陶瓷以及余量的所述聚合物。
44.根据权利要求31所述的印刷电路板，其中，所述聚合物选自环氧树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚酯、聚酰胺及其混合物。
45.根据权利要求43所述的印刷电路板，其中，所述电介质组合物在1kHz的频率具有26至45的介电常数。
全文摘要
本发明涉及聚合物－陶瓷电介质组合物。该聚合物－陶瓷电介质组合物包括聚合物以及分散于聚合物中的陶瓷，其中陶瓷由具有表示为ABO
文档编号C04B35/462GK1959859SQ20061013801
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月2日 优先权日2005年11月2日
发明者高旼志, 朴殷台 申请人:三星电机株式会社