帶有集成電容的玻璃基板制造技術

帶有集成電容的玻璃基板，涉及電子器件技術。本實用新型專利技術在玻璃基板的局部區域設置有電容，所述電容的電容介質材料與玻璃基板的材料相同，電容的極板全部或局部嵌入玻璃基板，電容的電場方向平行于玻璃基板的表面。本實用新型專利技術在極少空間占用的前提下實現電容的堆疊，提高了有效功率密度，有利于實現儲能模塊集成化，并且工藝簡單，機械強度高。

【技術實現步驟摘要】
帶有集成電容的玻璃基板
本技術涉及電子器件技術，特別涉及集成電子技術。
技術介紹
脈沖功率系統是以最短時間內對負載釋放出所有儲存的能量。這種特性在各個領域有著廣泛的應用。其工作原理是，較長時間的充電，到需要的時候瞬間對負載釋放出所儲存的全部電能。圖1反映了脈沖功率系統的工作原理示意圖。可以看出在高壓脈沖功率系統中，脈沖功率儲能模塊是最核心的元件，其性能的好壞直接影響著脈沖功率系統的輸出特性。對比電感儲能、慣性儲能、化學儲能和電容器儲能這四種常用的脈沖功率儲能元件，電容器在滿足瞬間大功率輸出的應用方面優勢明顯，即大的功率密度，大的儲能密度，整個儲能模塊質量輕、體積小，制備過程易于控制，儲能模塊易維護，安全穩定性高。目前大功率的儲能電容均是以介質材料為基礎，采用MLCC工藝制備器件，再以貼片的片的形式裝備在系統上，也屬于分立器件。然而對于大功率裝置而言，貼裝無疑增加了傳輸距離，導致由于高壓大電流產生的瞬間高溫造成的器件燒毀失效。Sherrill,S.A.,Banerjee,P.,Rubloff,G.W.,&Lee,S.B.在PhysChemChemPhys，所發表的綜述(doi:10.1039/c1cp22659b)里面提到一種3D納米結構電容的制備方法，主要特征在于以陽極氧化鋁為模版制備納米多孔結構，然后在納米孔內上采用CVD、ALD、磁控濺射、化學鍍等工藝生長薄層金屬材料和介質材料，得到高復合的納米結構MIM電容，即大幅增加有效面積，從而提高單位體積的儲能量。由于這種方法制備的功能膜是生長在基片上的，機械強度等性能不高，附著力不強，且無法組合成儲能模塊實現高壓大電流的應用。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是，提供一種帶有集成電容的玻璃基板，具有高度集成和高功率密度。本技術解決所述技術問題采用的技術方案是，帶有集成電容的玻璃基板，其特征在于，在玻璃基板的局部區域設置有電容，所述電容的電容介質材料與玻璃基板的材料相同，電容的極板全部或局部嵌入玻璃基板，并且電容的極板垂直于玻璃基板的表面，即電容的電場方向平行于玻璃基板的表面。進一步的，電容的兩個極板分別在玻璃基板的上表面和下表面引出?；蛘撸娙莸膬蓚€極板皆在玻璃基板的同一個表面引出。所述玻璃基板的材料為Li-Al-Si體系光敏玻璃。采用本技術的技術，將玻璃基板本身的材料作為電容介質材料，在玻璃基板本身的空間內集成大量的電容，在極少空間占用的前提下實現電容的堆疊，提高了有效功率密度，有利于實現儲能模塊集成化，并且工藝簡單，機械強度高。附圖說明圖1是實施例的電容區域俯視圖。圖2是X方向電容堆疊示意圖。圖3是X-Y方向電容堆疊示意圖。具體實施方式參見圖1～3。實施例1：參見圖1。本實施例為一種帶有集成電容的玻璃基板，在玻璃基板的局部區域設置有電容，所述電容的電容介質材料與玻璃基板的材料相同，電容的極板全部或局部嵌入玻璃基板，電容的電場方向平行于玻璃基板的表面。電容的兩個極板從玻璃基板的同一表面嵌入玻璃基板。所述玻璃基板的材料為Li-Al-Si體系光敏玻璃。本實施例的電容可以是單體電容，也可以是電容組。圖1是玻璃基板的俯視方向示意圖，第一極板1和第二極板2從基板的上表面嵌入玻璃基板，位于第一極板1、第二極板2之間的玻璃基板部分作為電容介質，與第一極板1、第二極板2共同構成了一個電容，第一極板1和第二極板2形成了電容極板。重復這樣的電容結構，第一金屬條11和第二金屬條21作為電容極板的連接導體，即形成了圖1所示的電容組。本實施例中各電容的電場方向平行于玻璃基板的表面，顯然的，如果極板并非嚴格垂直于基板表面，采取略微傾斜的狀態，效果與本實施例是近似的，但工藝更為復雜。本實施例的電容極板皆是從玻璃基板的同一表面(上表面)嵌入基板，作為一種變形，各電容極板也可以從不同的方向嵌入。本技術所稱的嵌入是就結構本身而言，極板嵌入玻璃基板，需要在玻璃基板上形成槽，從槽的開口垂直指向槽底部的方向即是嵌入的方向。作為擴展，圖2示出了圖1的圖形沿X軸擴展了兩個周期方式，圖3示出了圖2的圖形的沿Y軸方向擴展了一個周期，如果重疊多個基板并連接各電容組即可形成Z軸方向的擴展。實施例2帶有集成電容的玻璃基板的制備方法，步驟如下：(1)采用Li-Al-Si體系光敏玻璃作為基板材料。主材料為Li-Al-Si體系，添加劑為光敏劑(Ce3+或Sb3+)、成核劑(Ag、Cu、Pt或Au)、抑制劑(Ca2+、Ba2+或Sr2+)。(1)將玻璃基板按照特定圖形進行雙面紫外光照處理(波長為1-400nm，能量為1-20mJ/cm2)，圖形可以采用圖1～3的圖形，或者其他圖形，對于普通技術人員而言，可以理解并選擇構成電容的不同的圖形。(2)將處理后的樣品進行高溫退火處理(溫度范圍300-800℃)(3)將放入刻蝕溶液超聲刻蝕形成刻蝕孔(或刻蝕槽)，刻蝕溶液可以是HCl、HF、HNO3等強酸的混合，然后清水處理。(4)將刻蝕孔或刻蝕槽進行金屬化處理，可以采用CVD、ALD、磁控濺射、化學鍍等方法制備種子層，然后采用深孔電鍍方式填實，形成電容極板。(5)將單元玻璃經金屬鍵合處理，構成玻璃電容器。金屬鍵合：兩層金屬通過適當的高溫高壓或激光等方式，將其融合在一起，達到一定強度、氣密性等結構特性的工藝，系現有技術。Li-Al-Si體系的光敏玻璃或者其他玻璃，從材料本身具有表面特別平整(平整度能達到1nm以下)，能夠用于高線條精度的電路布線，玻璃作為基板的工藝是晶圓級加工，與硅的加工藝類似。與硅比就是高頻寬帶特性好，特別適合5G/6G通信，射頻前端等模塊。若在基板材料上采用陶瓷基板，則工藝上只能采用流延-打孔圖形化-疊層-填充電極漿料-燒結的流程，雖然器件能夠集成電阻、電容、電感，但表面無法做到納米級的平整，無法進行更高精度的布線，集成度有限。陶瓷工藝可以用SOC(systemonchip)片上集成，本技術的玻璃材料可以用于未來的SIP(Systeminpackage)集成，集成度更高。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.帶有集成電容的玻璃基板，其特征在于，在玻璃基板的局部區域設置有電容，所述電容的電容介質材料與玻璃基板的材料相同，電容的極板全部或局部嵌入玻璃基板，并且電容的極板垂直于玻璃基板的表面。/n

【技術特征摘要】
1.帶有集成電容的玻璃基板，其特征在于，在玻璃基板的局部區域設置有電容，所述電容的電容介質材料與玻璃基板的材料相同，電容的極板全部或局部嵌入玻璃基板，并且電容的極板垂直于玻璃基板的表面。


2.如權利要求1所述的帶有集成電容的玻璃基板，其特征在于，電容的兩個極板分別...

【專利技術屬性】
技術研發人員：奉建華，王文君，林彬，穆俊宏，
申請(專利權)人：成都邁科科技有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51