压电产品制作流程简介.doc

(附件一) 1.壓電產品製作流程簡介 1. Ball Milling 球磨:Step1:將壓電配方粉與塑化劑、接著劑、分散劑、甲苯、乙醇依產品比例與鋯球一起置入球磨桶中，將球磨桶鎖緊後磨滾24小時，讓配方粉與塑化劑、接著劑、分散劑能均勻混合，球磨機滾筒轉速固定。 (圖一:球磨示意圖) ( 圖二:球磨機 )Step2:球磨24小時後洩漿,如下圖:將製好的漿料以紗布過濾雜質後，靜置24小時或使用真空脫泡機排出漿料中的空氣，順利薄帶製成。Step3:確認製程參數是否正常 2. Foil Casting 薄帶成型: Step1:將PZT漿料適量倒入，調整鋼刀(doctor blade)與PET film間距做成產品使用的薄帶厚度，利用熱風烘乾薄帶。薄帶製初，需反覆確認薄帶厚度是否正確，若未達理想則需再調整鋼刀(doctor blade)與PET film間距。製程中，須不斷確認薄帶品質，如:顆粒，氣泡，刮痕，如有問題都必須停機做調整或清潔。 ( 圖四:製帶機 )Step2:確認薄帶厚薄、粗糙度、連續性是否正常。 3. Screen Printing 網板印刷: Step1:視產品特性將要用的薄帶先預壓在鋼板上，預壓的溫度、壓力、時間都需做控制。Step2:網印利用軟性刮刀將銀鈀膏等內電極均勻印製圖面在薄帶上，視產品特性做反覆堆疊印刷，印刷後需量測生胚厚度。 ( 單顆產品生胚堆疊示意圖，共推疊13層介電層) (上圖五:網印機) 4. Isotropic Pressure 熱均壓: 利用熱水加壓的方式均勻的施壓，使多層堆疊印刷好的初胚更加緊密接合，壓合的溫度與時間會影響產品厚度，均壓後需量測生胚厚度。 ( 圖六:均壓機 )5. Cutting 切割:利用切割mark對位，切割為一致大小的粒或片狀，視產品特性;切割不同產品後應清理鋼刀以防污染其他產品。 (圖七: 切割機 ) 6. Termination Printing 最終印刷、刷銀:壓電陶瓷因其特性製作為多層結構，需印刷端電極在側邊，作為導通層與層之間的橋樑。 端電極材料通常為銀鈀膏(Pd/Ag) ，與內電極同。 7. Curing 固化:端銀後升溫將銀膏燒乾、定型。 ( 隧道爐 )8. BBO & Sintering 燒結: 升高溫度至200300使塑化劑、接著劑、分散劑等有機溶劑昇華排出，且使陶瓷材料更緻密(如圖九)，亦使陶瓷材料到達其特性溫度。如圖八排膠與燒結溫度曲線，在曲線前段為排膠曲線圖，溫度慢慢升溫至300使生胚中的有機溶劑慢慢排除後冷卻再升溫至產品燒結溫度950使材料緻密並達到我們要的特性。 ( 圖八: 排膠與燒結溫度曲線圖 ) (圖九:燒結溫度與產品particle結構變化圖) (圖十: 燒結爐) 9. Poling 極化:極化是壓電材料重要的製程之一，壓電材料如鈣鈦礦(perovskite)結構會有壓電效應是因晶格內原子間特殊排列方式，使得材料有應力場與電場耦合的效應，當在壓電材料表面施加電場（電壓），因電場作用時電偶極矩會被拉長，壓電材料為抵抗變化，會沿電場方向伸長(逆壓電效應)。一般壓電材料有陶瓷類的鈦酸鋇（PZT）、單晶類的石英（水晶）、電氣石、羅德鹽、鉭酸鹽、鈮酸鹽等，或是薄膜類的氧化鋅（ZnO）。極化時使用直流電壓，以介層厚度1mm:3KV的比例換算應使用的電壓，使壓電片極化而帶有正負方向性。 (BaTiO3晶格結構) (電磁滯曲線) 極化程序Step1:先將絕緣用的矽油升溫至130 Step2:再將壓電片置入治具中使其上下接觸正負極兩端,將治具浸入極化機之矽油中,並使矽油淹蓋過壓電片與治具,才有隔絕空氣絕緣的效果。Step3:慢慢升壓至極化電壓,視產品特性設定極化時間,以控制極化後的電容值。Step4:極化後的壓電片以異己烷作為清潔溶劑清洗乾淨。 10. QA & Testing 檢驗測試:送至品保單位依客戶規格做相關材料檢測，確認產品品質狀況與把關。同時內部也需做信賴性測