[實用新型]壓電材料薄膜的極化設備

有效

• 申請號: 201920484101.9
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN209496896U
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 李志勇;陳安祿
• 申請（專利權）人: 馗鼎奈米科技股份有限公司
• 主分類號: H01L41/22
• 分類號: H01L41/22;H01L41/253
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

一種壓電材料薄膜的極化裝置，適用以對裝置結構的壓電材料薄膜進行極化制程。裝置結構包含絕緣基材、以及壓電材料薄膜設于絕緣基材的表面的第一部分上。壓電材料薄膜的極化設備包含導電載盤、極化電極、以及直流電源。導電載盤包含凸狀部與凹陷部。絕緣基材設于凸狀部上，且凸狀部對應位于壓電材料薄膜的下方。凹陷部對應位于絕緣基材的表面的第二部分的下方。極化電極設于導電載盤的上方，且配置以朝裝置結構的壓電材料薄膜發射多個帶電離子束。直流電源配置以在極化電極與導電載盤之間形成高電場環境。具凹凸表面構造的導電載盤可使帶電離子束集中在待極化的壓電材料薄膜上而催化極化過程，因此可確保壓電材料薄膜的極化更完整。

技術領域

本實用新型是有關于一種壓電材料薄膜的制作技術，且特別是有關于一種壓電材料薄膜的極化設備。

背景技術

近年來，壓電材料的應用相當廣泛，這些應用包含電子產品觸控感測器、軍機回聲定位、以及超音波蜂鳴器等。為了滿足特殊應用的需求，有時壓電材料必須做成薄膜。一般而言，需經過壓電涂料制備、壓電涂料涂布、以及壓電涂膜的極化處理后，才能制得具有壓電特性的薄膜。

由于壓電材料里的分子架構有不對稱的特性，因此帶正電和負電的物質分布不均勻，而造成分子架構里有局部正極和局部負極。這樣的特性是壓電材料產生極性的來源，極性方向定義為從局部負極至局部正極的方向。晶格具有相同極性方向的區域叫做電域。壓電材料中的電域的極性方向常常沒有規則性而互相抵消，易造成整塊壓電材料沒有極性，進而無法呈現材料本身的壓電特性。因此，在電子元件制程上，壓電材料薄膜先經過極化制程，透過高強度電場環境使壓電材料的電域轉向而對齊，此壓電材料薄膜才能呈現壓電性能。

由于電子元件的尺寸有限制，使得待極化的壓電材料薄膜的形狀和尺寸也受到限制，因此電子元件的量產過程通常是將多數小片壓電材料薄膜以涂布或粘合的方式排列在電子元件的基材上，以制作出圖案化的壓電材料薄膜。然而，利用高強度電場對壓電材料薄膜進行極化制程時，高電場可能會擊穿壓電材料薄膜。

目前有一種非接觸式極化技術，其利用遮板與接地的金屬載盤的組合，來確保壓電材料薄膜于極化制程時不被高電場擊穿，以利提升壓電材料薄膜的合格率，并可保護不導電基材上的電子元件不會受到損傷。在此技術中，平板狀的遮板設于壓電材料薄膜上方。遮板中設有開孔，開孔可暴露出待極化的壓電材料薄膜，以使壓電材料薄膜在極化過程可受到來自極化電極的電子束的影響。遮板是由絕緣材料所制成，其中絕緣材料可為軟質塑膠。

然而，圖案化壓電材料薄膜的尺寸越來越大時，遮板的開口率提高，因遮板的材料限制而導致遮板的制作難度越高。而且，大型遮板也有機械強度不足的疑慮。遮板除了有制作難度高的問題外，于極化制程期間，遮板與金屬載盤密合時，遮板的開孔與壓電材料薄膜的定位必須對準，才能使壓電材料薄膜達到有效且均勻的極化效果，而大型遮板的定位也對極化制程產線增加許多困難。此外，遮板并不適用于卷對卷(roll to roll)的極化制程。

實用新型內容

因此，本實用新型的一目的就是在提供一種壓電材料薄膜的極化設備，其導電載盤包含凸狀部與凹陷部，其中凸狀部對應位于裝置結構的壓電材料薄膜的下方。由于凸狀部可吸引帶電離子束使帶電離子束射向壓電材料薄膜，借此不僅可使帶電離子束集中在壓電材料薄膜的表面，更可確保絕緣基材上的電子元件不受到帶電離子束的轟擊而損傷。

本實用新型的另一目的是在提供一種壓電材料薄膜的極化設備，導電載盤的凸狀部可使帶電離子束集中在待極化的壓電材料薄膜上而催化極化過程，因此可確保壓電材料薄膜的極化更完整。