Entwicklung von Polymer-Keramik-Komposit Kondensatoren [report]

Alexander Theodor Bär, Thomas Hanemann, Benedikt Schumacher
2009
Kurzfassung In den letzten Jahren haben Polymer-Keramik-Komposite immer größeres Interesse in der Aufbau-und Verbindungstechnik erweckt. Die Komposite kombinieren die guten Verarbeitungsmöglichkeiten der Polymere mit den guten dielektrischen Eigenschaften der Keramiken und können somit eine kostengünstige Integration von Kondensatoren in Bauelementen oder Leiterplatten ermöglichen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Integration eines Polymer-Keramik-Komposit Kondensators in eine Leiterplatte. Dazu
more » ... Leiterplatte. Dazu wurde das Komposit, bestehend aus einem Polyesterklarharz und Bariumtitanat, bzgl. seiner dielektrischen und rheologischen Eigenschaften charakterisiert. Des Weiteren wurde mit dem Schablonendruck ein mögliches Verfahren zur Strukturierung des Komposits untersucht. Hierbei wurden Prozessparameter wie die Schablonendicke, die Rakelgeschwindigkeit und der Füllgrad des Komposits variiert. Die Herstellung eines integrierten Kondensators mittels Schablonendruck hat die prinzipielle Realisierung mit diesem Verfahren aufgezeigt, allerdings lassen eine Schichtdicke des Dielektrikums von 50 µm und eine Kapazitätsdichte von 0,13 nF/cm 2 erhebliche Verbesserungen sowohl in der Prozessführung als auch im Materialsystem zu. Abstract Development of polymer-ceramic-composite capacitors Over the past years polymer-ceramic-composites have become increasingly more promising in the assembly and packaging technology. The composites combine the advantage of the ease of processability of polymers and the great dielectric properties of ceramics. Thus a cost-efficient integration of capacitors in electronic devices or printed circuit boards is possible. The aim of this thesis is to integrate a polymer-ceramic-composite capacitor in a printed circuit board. In order to do so the composite, consisting of a polyester resin and bariumtitanate, was characterized regarding the dielectric and rheological properties. In addition stencil printing as a potential process to structure the composite was investigated. Thereby process parameters such as thickness of the stencil, the squeegee speed and the volumetric content of the composite were diversified. The fabrication of an integrated capacitor using stencil printing has proofed the possibility of realising an integrated capacitor. The layer thickness of 50 µm and capacitance density of 0,13 nF/cm 2 however needs to be improved by a improved process control and material system.
doi:10.5445/ir/200074958 fatcat:fjxzlbq5wfgorod3tzvolkz6ya