利用射頻磁控濺鍍法於聚亞醯胺/三氧化二鋁混成基材沉積氮化矽之氣體阻障層性質研究

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題名:	利用射頻磁控濺鍍法於聚亞醯胺/三氧化二鋁混成基材沉積氮化矽之氣體阻障層性質研究
作者:	王泓羿蔡美慧
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	撓曲測試射頻磁控濺鍍氮化矽氣體阻障聚亞醯胺/三氧化二鋁
日期:	2010
上傳時間:	2013-07-23 14:32:19 (UTC+8)
出版者:	台中;國立勤益科技大學
摘要:	水氣阻隔性複合薄膜之製備，利用射頻磁控濺鍍(RF Magnetron Sputtering)，於聚亞醯胺(Polyimide, PI)或聚亞醯胺/三氧化二鋁(PI/Al2O3)混成基材上，沉積氮化矽(Silicon Nitride, Si3N4)氣體阻障(Gas Barrier)薄膜。先行濺鍍參數之最佳化評估，再針對複合薄膜性質之研究。　　首先，PI基材合成採用二胺(4,4'-oxydianiline, ODA)與二酸酐(3,3'-oxydiphalic anhydride, ODPA)單體，進行聚縮合反應，形成PI薄膜當作基材。再於射頻磁控濺鍍系統中，改變不同工作壓力(Working Pressure)(4~8m Torr)與濺鍍功率(Sputtering Power)(40~100W)，於PI基材上製備不同厚度與表面型態之Si3N4薄膜。經由X射線光電子能譜儀(XPS)進行複合薄膜分析，證實了所沉積薄膜Si3N4之存在。工作壓力4m Torr及濺鍍功率100W下沉積100 nm厚之Si3N4薄膜，於場發射掃描式電子顯微鏡(FE-SEM)與原子力顯微鏡(AFM)觀察表面型態，得知具有較緻密的型態與平坦的表面(RMS為0.52 nm)，並得到較低之水氣透過率(Water Vapor Transmission Rate, WVTR)為0.88 g-mil/m2-day。利用濺鍍功率100W與工作壓力6m Torr下，得到之水氣阻障臨界厚度(Critical Thickness)為100 nm，WVTR為5.4 g-mil/m2-day。經由熱重分析儀(TGA)、動態機械分析儀(DMA)及紫外光/可見光光譜儀(UV-Vis)，分析不同鍍膜厚度之熱性質及光學特性，發現熱裂解溫度(Td5)與玻璃轉移溫度(Tg)分別維持在538 oC及268 oC以上，550 nm下之光學穿透度則在86 %以上，維持了良好的熱性質及光學特性。　　其次，利用濺鍍功率100W、工作壓力4m Torr及鍍膜厚度100 nm沉積氮化矽薄膜於不同之PI/Al2O3混成基材上。利用溶膠-凝膠法(Sol-Gel)製備不同Al2O3含量之混成基材，且相較於純PI而言，皆顯示較好之熱穩定性、尺寸安定性與機械特性。撓曲試驗中，於10 wt. %含量之Al2O3下製備PI/Al2O3混成基材，沉積Si3N4所得到之複合薄膜，具有最佳阻抗材料龜裂(Crack)之效果。XPS縱深元素分析，於PI/Al2O3混成基材與Si3N4薄膜介面證實具有Al-O-Si與Al-N之鍵結存在，可減緩材料受到撓曲所產生之龜裂情況。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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