DM 110”从德国巴恩斯多夫的卡尔舒伦克公司(Carl Schlenk AG, Barnsdorf, Germany)获得的。使用购自纽约州普莱恩维尤的威科仪器公司(Veeco Instruments, Inc., Plainview, NY)的Dektak 6M触针式曲线仪测量铜箔的表面粗糙度。取三次扫描的平均值，表面测量绝对值的算术平均数为11纳米(nm)，均方根为14，最大谷深度为46nm，最大峰高度为64nm，并且轮廓的最大高度为97nm。
[0160]多个铜箔样品被贴到聚合物载体膜上，所述聚合物载体膜附接到通常描绘在图2中的设备100的工艺转筒106上。将铜箔的暴露表面使用每分钟500标准立方厘米(seem)的氩气流速和300毫托(40Pa)的氩气压力进行等离子体处理。在400kHz下使用600W的等离子体电源，并且线速度为每分钟30英尺(每分钟9.1米)。
[0161]然后将涂覆转筒106冷却到5 °F (-15°C )，并且用单体聚合物处理所述等离子体处理过的表面，所述单体混合物是通过将0.9摩尔份数的三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(以商品名“SR-833S”从宾夕法尼亚州埃克斯顿的美国沙多玛公司(Sartomer USA, Exton, PA)获得)，0.04摩尔份数的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮光引发剂(以商品名“DAR0⑶R1173”从新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF, Florham Park, NJ)获得)，和0.06摩尔份数的酸性丙烯酸酯低聚物(以商品名“CN 147”，从美国沙多玛公司(Sartomer USA)获得)混合制得的。所述单体混合物已经被真空脱气二十分钟。然后将脱气后的单体混合物118转移到安装在注射泵中并且与雾化装置通过毛细管线连接的注射器120中。所述雾化装置被设置在275°C下加热的蒸发室114的入口处。
[0162]以300nm厚的丙稀酸醋层为革巴。以每分钟0.75mL将液体单体泵送到雾化装置中。单体蒸汽的雾化液滴离开雾化器尖端并且在加热的蒸发室中闪蒸。稳定到稳定化状态需要几分钟时间，涂覆转筒106的旋转保持在低转速，然后根据需要调节速度以实现厚度目标。假设83%的效率，使用下式选择所述转筒的速度，[t = q/ (s*w)]，其中t =涂覆厚度，q =单体流速，s =涂覆转筒速度并且w =单体沉积源宽度。所述单体沉积源宽度为12英寸(30.5cm)，并且转筒的速度为每分钟约22.3英尺(每分钟6.80米)。
[0163]单体蒸汽排出涂覆模头(狭槽)0.030英寸(0.076cm)，所述涂覆模头靠近冷却的涂覆转筒，并且所述单体蒸汽在移动的基底上冷凝。然后将冷凝的蒸汽暴露于UV灯116，停留时间为0.9秒，并且形成固体膜。停止注射器泵，并且关闭毛细管阀。抽空真空室，并且将蒸发室冷却到室温。然后将样品从所述转筒上去除。
[0164]使用代表性样品的光谱反射率由反射光的干涉极值同时计算涂层厚度和折射率。发现第一介电层的厚度为约300nm。
[0165]使用如下方法通过RF溅射将第二介电层沉积于第一介电层上。将丙烯酸涂覆的铜箔样品通过双面压敏粘合带附接到薄(1/16-英寸(1.6-_)厚)铝板上。然后将样品丙烯酸酯面向下置于溅射系统负载锁定中的载体板上。具有ISE-0E-PVD-3000型号的派射系统是从宾夕法尼亚州沃明斯特的创新系统工程公司(Innovative SystemsEngineering, Warminster, Penn.)获得的，但是不能再买到。然后将负载锁定泵送向下至4X10_5Torr(0.005Pa)的压力，在此点下样品被转移到主溅射室中。使用氧化锆(YSZ)中8%氧化钇的靶(可购自宾夕法尼亚州克尔顿的科特莱思科公司(KurtJ.Lesker, Clairton, PA))。YSZ 革巴是 0.25 英寸(0.64cnm)厚，并且直径为 6 英寸(15cm)。靶到基底之间的距离为大约5英寸(12.7cm)。主溅射室被回充至lOmTorHl.33Pa)的氩气压力，通过环绕阴极组件的气体分配环供应。比这更低的压力被发现会导致明显的膜裂纹。经过短暂的功率攀升和5分钟/400瓦的预溅射，此时沉积闸板处于关闭位置，然后打开沉积闸板，在400W的溅射功率下沉积时间为36分钟。YSZ沉积后铝板的温度是约40°C，显示出样品和铝板之间具有良好的热接触。沉积完成之后，关闭RF电源并且关闭闸板。然后将样品转送回负载锁定中。在涂覆的玻璃载片上在相同的条件下测量YSZ膜的厚度，并且发现为约500nmo
[0166]使用阴影掩膜在溅射系统中将具有60至100nm厚度的金和银顶部电极沉积于在铜箔上的具有第一介电层和第二介电层的样品上以提供第二导电层。样品的面积为约5cmX5cm，并且电极的直径分别为5、2和1mm。每个样品上具有大约100个电极。使用由以商品名“E 4980 A”LCR从加利福尼亚州圣克拉拉的安捷伦公司(Agilent, Santa Clara, CA)获得的LCR测量计在1kHz频率下计算样品的电容和损耗角正切值，所述LCR测量计配备有从吉时利仪器公司，克利夫兰，俄亥俄州(Keithley Instruments, Inc., Cleveland, OH)获得，型号为2400的电源。使用阶跃电压斜升法来进行上述测量，其中在每个电压阶跃的末端处测量电流。在室温下完成所有的测量。电容(C/A比率)在70至80nF/in2(10.9至12.5nF/cm2)的范围内。观察到样品的介电损耗角正切(其中tan 5 = 0.02 - 0.03)，和欧姆电阻值在2至4兆欧的范围内。测试样品中观察到具有5-_电极的功能电容器100%的收率(16/16)。因为5-_电极更大的面积，这些更可能失效，例如由于短路。
[0167]实例2
[0168]对于实例1中制备的某些样品，在形成第一介电层和第二介电层之后，使用DC溅射按顺序溅射具有约5nm厚度的铬接合层和具有约15nm厚度的铜晶种层。用铜将此结构电镀达到约12微米的厚度。
[0169]示例件实例:
[0170]将以商品名“ETP CDM 110”从卡尔舒伦克AG公司(Carl Schlenck AG)获得的铜箔样品(35微米厚，6.5英寸(16.5cm)宽)进行等离子体处理，并且用实例1中所述的第一介电层涂覆。第一介电层的目标厚度为900nm至600nm，以提供具有相当于800nm厚度的实例1的介电层厚度的介电层。为了实现600nm的厚度，使用每分钟约11.15英尺(每分钟3.4米)的转筒速度和约1.8秒的UV暴露时间。为了实现900nm的厚度，使用每分钟约
7.43英尺(每分钟2.3米)的转筒速度和约2.7秒的UV暴露时间。使用阴影掩膜在溅射系统中将具有60至lOOnm厚度的金和银顶部电极沉积于在铜箔上具有第一介电层和第二介电层的样品上以提供第二导电层。样品的面积为约5cmX5cm，并且电极的直径分别为5、2、和1_。每个样品上具有大约100个电极。使用实例1所述的方法测量每个样品的电容和损耗角正切。测量分别具有900和600nm厚度的第一介电层的样品20和40nF/in2 (分别为3.1和6.3nF/cm2)下的C/A比率。测量分别具有900和600nm厚度的第一介电层的样品在5 = 0.003和0.005时的介电损耗角正切。对于具有900nm厚的第一介电层的测试样品，观察到具有5mm电极的功能电容器75%的收率。当使用600nm厚的第一介电层制备具有5mm电极的电容器时，观察到约12%的更低的产率。当使用实例1中所述的方法(即，仅具有YSZ层且没有第一介电层)仅使用第二介电层制备电容器时，大部分电容器都被短路。
[0171]在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可对本发明进行各种修改和更改。因此，本发明不限于上述实施例，但应受以下权利要求书及其任何等同物中提及的限制的控制。本发明可在不存在本文中未具体公开的任何元件的情况下以适当方式实施。
【主权项】
1.一种多层膜，其包括: 具有小于约10%的平均可见光透射率的第一导电层； 通过已蒸发液体的冷凝而直接形成于所述第一导电层上的第一介电层； 直接形成于所述第一介电层上的不同的第二介电层，所述第二介电层不是通过已蒸发液体的冷凝形成的；和 直接形成于所述第二介电层上并具有小于约10 %的平均可见光透射率的第二导电层。2.一种多层膜，其包括: 具有表面的第一导电层，其中第一导电层具有至少十纳米的平均表面粗糙度或至少十微米的厚度中的至少一者； 设置在所述第一导电层的表面上的第一介电层，所述第一介电层包含聚合物； 设置在所述第一介电层上的第二介电层，所述第二介电层包含陶瓷；和 直接形成于所述第二介电层上的第二导电层。3.根据权利要求2所述的多层膜，其中所述第一导电层和所述第二导电层均具有至少10微米的厚度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的多层膜，其中所述第一导电层和第二导电层包含金属。5.根据权利要求4所述的多层膜，其中所述第一导电层是金属箔。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多层膜，其中所述第二导电层是在所述第二介电层上经过电镀的金属层。7.根据权利要求1至6中任一项所述的多层膜，其中所述多层膜中的两个相邻层各自的基本部分是彼此物理接触的。8.—种多层介电膜，其包括: 第一介电层，其包括具有第一击穿场强的第一材料；和 直接形成于所述第一介电层上并包括第二材料的第二介电层，所述第二材料具有小于所述第一击穿场强的第二击穿场强， 其中所述第一介电层在局部位置处具有小于所述第二击穿场强的第三击穿场强，并且其中所述多层介电膜在所述局部位置处具有大于所述第三击穿场强的第四击穿场强。9.根据权利要求8所述的多层介电膜，其中所述第一介电层是通过已蒸发液体的冷凝形成的。10.根据权利要求8或9所述的多层介电膜，其中所述第二介电层不是通过已蒸发液体的冷凝形成的。11.根据权利要求1至10中任一项所述的多层膜或多层介电膜，其中所述第一介电层具有小于20的介电常数，并且其中所述第二介电层具有大于20的介电常数。12.根据权利要求1至11中任一项所述的多层膜或多层介电膜，其中所述第一介电层具有至多一微米的厚度。13.根据权利要求1至12中任一项所述的多层膜或多层介电膜，其中所述第二介电层是通过溅射形成的。14.根据权利要求1至13中任一项所述的多层膜或多层介电膜，其中所述第二介电层具有至多一微米的厚度。15.根据权利要求1至14中任一项所述的多层膜或多层介电膜，其中所述第二介电层包含氧化锆。16.根据权利要求1至15中任一项所述的多层膜或多层介电膜，所述多层膜是柔性的。
【专利摘要】本发明公开了一种多层介电膜，其包括由具有第一击穿场强的材料制备的第一介电层和由具有不同击穿场强的材料制备的设置在第一介电层上的第二介电层。还公开了一种多层膜，其包括第一导电层，设置在第一导电层上的第一介电层，设置在第一介电层上的第二介电层，以及设置在第二介电层上的第二导电层。第一导电层可以具有至少十纳米的平均表面粗糙度，至少十微米的厚度，或者至多10％的平均可见光透射率中的至少一者。第一介电层可以为聚合物，并且通常具有比第二介电层更低的介电常数，其可以为陶瓷。
【IPC分类】H05K1/16, H01L49/02, H01G4/20, H01G4/33
【公开号】CN104903982
【申请号】CN201380069675
【发明人】D·格霍施, C·S·莱昂斯, R·E·戈里尔, S·P·马基
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年11月21日
【公告号】US20150294793, WO2014081917A2, WO2014081917A3