一种膜电容制造技术及设备的制造方法
【专利说明】
1、
技术领域
[0001]本发明采用气相沉积技术制备非晶态铝膜复合类金刚石薄膜制造的膜电容，具有耐高电压、耐高温、体积小、重量轻、电容量大的特点，适用于微电子产品制造行业，属于电子元件制造领域。
2、技术背景
[0002]采用常温气相沉积技术制备的类金刚石薄膜具有极高的介电常数和导热率，其绝缘性能优异，耐热冲击性良好，是制造高端电容的极佳绝缘、散热介质。采用低温气相沉积技术制备的非晶态铝膜具有较大的比表面积，利于储存更多的电量，将两者复合可以用于制造耐高电压、耐高温、体积小、重量轻、电容量大的新一代高档电容器。
3、
【发明内容】
[0003]采用真空等离子体化学气相沉积设备作为制备和复合类金刚石薄膜与非晶态铝膜生产电容极板的装置，利于制造超薄电容极板。
[0004]采用铝箔作为气相沉积反应沉积物非晶态铝膜的衬底，不仅导电性能良好，并且沉积物在其表面具有良好的结合力。
[0005]采用挥发性含铝化合物作为制备非晶态铝膜原料，利于在等离子体化学气相沉积反应过程中产生的铝离子被还原为气态铝原子。
[0006]采用含碳混合气体作为制备类金刚石薄膜原料，利于沉积生成具有一定韧性不容易龟裂脱落的类金刚石薄膜。
[0007]采用沉积物遮挡板用于防止沉积物类金刚石薄膜沉积在衬底特定的焊接部位，影响电容极板的导电性能。
[0008]采用液体氮循环装置使具有中空结构的等离子体平板电极保持低温，能够使气态金属铝原子在保持低温的铝箔衬底表面快速凝固，定向沉积为非晶态铝膜。
[0009]采用并联焊接若干平行叠加的超薄电容极板方式，可简化制造微型高能电容器的工艺。
4、
【附图说明】
[0010]附图1:本发明使用的真空等离子体化学气相沉积设备由真空室(I)、高频偏压电源(2)、真空栗(3)、含碳混合气体(4)供应装置(5)、含铝化合物(6)气化装置(7)、液体氮循环冷却装置(8)、高频等离子体平板电极(9)、铝箔衬底(10)、遮挡板(11)、进料门(18)构成。
[0011]附图2:超薄电容极板(12)由上下表面均沉积一层厚度约0.1-1微米的非晶态铝膜(14)及一层厚度约0.1-0.5微米的类金刚石薄膜(13)的铝箔(10)构成。电容极板(12)焊接部位(15)的铝箔(10)上下表面，因在沉积过程中被遮挡板(11)覆盖没有类金刚石薄膜(13)及非晶态铝膜(14)沉积物，作为电容导出极板(12)与导线(16)的联通接点。
[0012]附图3:将电容极板(12)按照生产电容的规格要求在焊接部位(15)中心线进行切割后，将若干片电容极板(12)依焊接部位(15)反向平行叠加，以并联形式焊接导线(16)及导线(17)后，将导线(16)及导线(17)引出端作为电容的外接导线。
5、具体实施方案
[0013]打开真空等离子体化学气相沉积设备进料门(18)，将电容级铝箔衬底(10)放置在处于高频等离子体平板电极(9)偏压负极板的表面，放置遮挡板(11)在铝箔衬底(10)表面，关闭进料门(18)。
[0014]启动真空栗(3)抽净真空室(I)的气体。
[0015]启动气体供应装置(7)向真空室(I)通入含铝化合物氯化铝(6)气体。
[0016]启动高频及偏压电源(2)，在平板电极(9)之间发生等离子体化学气相沉积反应。
[0017]启动液体氮循环装置(8)向平板电极(9)偏压负极板内部通道通入液氮，使平板电极(9)的偏压负极板迅速冷却，气态铝原子接触平板电极(9)偏压负极板表面覆盖的铝箔衬底(10)时，快速冷却，凝结为厚度约0.1-1微米的非晶态铝膜(14)。
[0018]关闭铝化合物(6)气体供应装置(7)及液体氮循环装置(8)。
[0019]启动气体(4)供应装置(5)向真空室(I)通入含碳混合气体(4)，气态碳原子在微晶铝膜(14)表面沉积生成厚度约0.1-0.5微米的类金刚石薄膜(13)。
[0020]按照上述同样工艺将铝箔衬底(10)另一面沉积非晶态铝膜(14)及类金刚石薄膜(13)。
[0021]将制备好的电容极板(12)从真空室(I)取出，按照生产电容的规格要求在焊接部位(15)沿着中线将电容极板(12)切割为若干小面积电容极板(12)后，依焊接部位(15)反向顺序相互平行叠加，以并联方式将同一侧焊接部位(15)焊接在导线(16)上，将另一侧焊接部位(15)焊接在导线(17)上，导线(16)及导线(17)分别作为电容的外接导线。
[0022]经封装后，制成电容成品。
【主权项】
1.金刚石薄膜与非晶态铝膜这两种膜材料复合制造的膜电容独有的，与现有技术不同的技术特征为:超薄电容极板(12)由上下表面均沉积一层厚度约0.1-1微米的非晶态铝膜(14)，及一层厚度约0.1-0.5微米的类金刚石薄膜(13)的电容级铝箔(10)构成。2.根据权项I所述的膜电容，其技术特征是电容极板(12)焊接部位(15)的铝箔(10)上下表面没有沉积物类金刚石薄膜(13)及非晶态铝膜(14)，是电容极板(12)与外接导线(16)、外接导线(17)的导通接点。3.根据权项I所述的膜电容，其技术特征是将电容极板(12)按照生产电容的规格要求在焊接部位(15)进行切割后，将若干片电容极板(12)依焊接部位(15)反向平行叠加，用导线(16)及导线(17)将其以并联形式焊接后，将导线(16)及导线(17)引出端作为电容的外接导线。4.根据权项I所述的膜电容，其技术特征是使用的真空等离子体化学气相沉积设备由真空室(I)、高频偏压电源(2)、真空栗(3)、含碳混合气体(4)供应装置(5)、含铝化合物(6)气化装置(7)、液体氮循环冷却装置(8)、高频等离子体平板电极(9)、电容级铝箔衬底(10)、遮挡板(11)、进料门(18)构成。5.根据权项I所述的膜电容，其技术特征是利用包括但不限于类金刚石薄膜(13)作为绝缘介质复合包括但不限于非晶态铝膜(14)的非晶态或微晶金属薄膜作为储存电荷极板(12)组成超薄膜电容装置。6.根据权项I所述的膜电容，其技术特征是利用包括但不限于铝箔(10)作为衬底材料(10)制造等离子体化学气相沉积类金刚石薄膜(13)与非晶态金属膜(14)的电容极板(12)。
【专利摘要】本发明《一种膜电容制造技术及设备》是将铝箔表面采用真空等离子体化学气相沉积类金刚石薄膜与非晶态铝膜技术，制造膜电容的技术与设备。其技术领域属于电子元件制造。由于非晶态铝膜具有较大的表面积，可以储存更多电量，而类金刚石薄膜绝缘性能优异、耐热冲击性和韧性良好，因此，利用这两种膜材料复合制造的膜电容，具有耐高电压、耐高温、体积小、重量轻、电容量大的特点，适用于各种高档微电子产品制造行业。
【IPC分类】C23C16/06, C23C16/513, C23C16/27
【公开号】CN105112890
【申请号】CN201510460257
【发明人】刘南林
【申请人】刘南林
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月25日