【产学研】解决集成电路封装瓶颈 国产高性能埋容材料诞生

由于当今电子产品向短小轻薄的方向发展，对于作为元器件母板——PCB的密度要求也越来越高。被动元件埋入化技术可以大大减小器件数量同时，也提高了电磁性能。而埋入式电容是被动元件中应用最为广泛的一种。将电容元件内置于基板内部的埋入式电容技术是电子系统小型化的一种重要的解决方案。它通常被用于麦克风和可穿戴电子产品中，起到滤波、定时、解耦以及电能量存储的作用。它的主要优点是可以提高电子系统的稳定性和可靠性，降低产品的成本和缩小产品的物理尺寸。

电容在所有无源器件中所占的比例高达60％，国外已经有多家公司开发了埋入式电容材料（埋容材料）（如3M、DuPont、Ohmega等），国内尚没有自主开发的相关产品。2009年世界埋容材料产值高达3.1亿美元，据估计，2016年埋容材料的全球产值接近6.2亿美元。因此，埋入式电容材料的开发具有广阔的经济前景。

本文介绍的埋容材料的项目来自中国科学院深圳研究院，曾经在高交会上获得优秀产品奖。如需开发同类项目，我们可提供技术团队对接服务。

本项目组已经完成了埋入式电容材料的中试生产工作，可以实现量产。据估算，月产值为100万元，成本20万元。具有较大的利润空间。自主开发的埋入式电容材料，从源头上解决了目前全国集成电路封装企业的发展瓶颈，提供了我国形成从原材料供应到电子器件生产最后实现高性能封装的完整的产业链的可能性。

埋容材料是由2层铜箔（铜箔厚度一般为35 μm）之间夹一层厚度≤50 μm的电介质材料所组成，通过单面蚀刻和层压的方式埋入到印制电路板内部。下图为6μm、12μm、18μm厚埋容材料横截面显微照片：


埋容材料的生产采用自主开发的涂布复合设备，其生产过程一般为涂膜—烘干—收卷—热压成型—固化—分切。

下图为使用涂布复合设备所生产出来的埋容材料照片：

埋容材料主要考察的技术指标有：介电常数、电容密度、介电层厚度。下表为所开发的埋容材料（ECM）与国外相关产品的性能对比：


先进院所开发出来的埋容材料与美国、日本等各大公司生产的埋容材料进行对比可知：一、可加工厚度非常薄，最低可达6 μm；二、介电常数高，可达20，处于领先水平；三、电容密度高，最高可达2850 pF/cm2，处于领先水平。

埋入式电容材料可以应用于汽车、军事、自动测试设备、计算机及通信行业印制电路板当中，可兼容包括激光钻孔在内的所有刚性和柔性电路板加工工艺。

1、应用于电信级设备单板，可以简化版面设计，在BGA区域大量节约表贴电容；
2、应用于汽车电子板行业，使用埋容材料代替传统去耦合滤波电容；
3、应用于手持设备，可以增加产品新功能，减少面积，提高产品性能，EMI显著改善；
4、应用于麦克风，可以实现体积的缩减，并取得信躁比的改善。

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