聚偏二氟乙烯多層式結構製備上之研究

Abstract

應用多層式聚偏二氟乙烯 (PVDF) 壓電薄膜與積體電路結合製成之感測器在製備上 存在兩個主要關鍵，一為使 PVDF 薄膜與積體電路（矽晶片）及金屬電極（鋁）具 有良好的介面接著性，另一為使 PVDF 薄膜具有壓電特性，前者尚未有這方面之研 究，後者則已被廣泛研究。本研究利用一種界面耦合劑 (3-Aminopropyltriethoxy silane, 3-APS)對基材之處理，可大幅提高薄膜與基材之界面接著性使其具有實用 價值，由90度剝離試驗機測試之PVDF/3-APS/Si 及PVDF/3-APS/Al 界面剝離強度均 可達110g/mm 以上，與微電子應用之介電材料（聚亞醯胺）在矽晶片上之接著性 ( 11g/mm) 比較，毫不遜色。剝離強度不僅與膜厚及剝離速率有關，界面耦合劑之濃 度，處理之時間及基材表面之前處理均為影響因素。界面接著機構由紅外光譜及掃 描式電子顯微鏡觀察PVDF剝離表面得到推論。經旋轉塗佈烘乾法製成之PVDF薄膜含 β和γ混合相；溶劑種類、溶液濃度將影響膜之結構，可由紅外光譜鑑別。唯本研 究使用之極化電場僅達0.9MV/cm，遠低於產生壓電性所需之強度(4MW/cm)，但可以 預見此膜在所需電場強度下極化將具有壓電性。