Характеризация материала полимерно-керамического композита с высоким диэлектрическим постоянством для встраиваемых конденсаторов в радиочастотных приложениях

Технология встраиваемых конденсаторов может улучшить электрические характеристики и снизить стоимость сборки по сравнению с традиционной технологией дискретных конденсаторов. Полимерно-керамические композиты представляют большой интерес как материалы для встраиваемых конденсаторов, поскольку они сочетают технологичность полимеров с желательными электрическими свойствами керамики. В предыдущей работе мы разработали новый наноструктурированный полимерно-керамический композит с очень высоким диэлектрическим постоянством (εr ≈ 150, новый рекорд среди заявленных значений εr для нанокомпозитов). Для радиочастотных (RF) приложений встраиваемых конденсаторов требуется, чтобы изоляционный материал обладал высоким εr на высокой частоте (в гигагерцовом диапазоне), низким током утечки, высоким пробойным напряжением и высокой надежностью. В данном исследовании был проведен комплекс электрических испытаний для характеристики электрических свойств разработанного в собственной лаборатории нанокомпозита с высоким εr. Результаты показывают, что материал обладает достаточно высоким εr в RF-диапазоне, низким электрическим утечением и высоким пробойным напряжением. Проведен тест старения при 85°C/85% относительной влажности, который показал хорошую надежность этого нового материала с высоким диэлектрическим постоянством. Прототип встраиваемого конденсатора с плотностью емкости 35 нФ/см2 был изготовлен с использованием этого нанокомпозита методом центрифугирования (spin-coating). Этот новый нанокомпозит может быть использован для интегральных конденсаторов в радиочастотных приложениях.