鋯鈦酸鉛薄膜於微感測元件之設計與製作

 

        本研究將從事機械薄膜微感測元件的微結構系統設計、模擬、元件製作及測試,以鋯鈦酸鉛薄膜微感測器為載具,從事機械薄膜微感測元件的微結構系統設計、模擬、元件製作及測試,採用溶膠凝膠法(SolGel)鍍製PZT薄膜,目前研究包括

    A. 壓電微加速度計(Piezoelectric Micro-accelerometer)

  • 以振動質塊將加速度轉換為慣性力
  • 慣性力使支撐懸臂變形
  • 安置於懸臂上的壓電薄膜將應力轉換為電壓訊號
  • 朝整合式三軸加速度量測的設計與最佳化

   B. 聲波感測元件(Acoustic-Wave sensor)

  • 以指差電極與壓電薄膜在薄膜上產聲波訊號
  • 聲波訊號的速度受傳遞薄膜特性影響
  • 薄膜上的外加負荷如應力(機械感測)與質量(生物感測)改變波傳速度
  • 應用於機械與液體感測、生化感測元件

    依三個階段行研究

  • 測器之系統模擬與設計分析
  • 壓電薄膜感測元件設計與製造,包括、微細加工與系統整合
  • 微感測器設計之最佳化。

微懸樑式加速度感測器結構圖

壓電層PE疲勞測試曲線

 
FPW聲波元件之結構

微加速度計的製造流程

 

相關研究成果:發表之期刊、研討會論文

相關研究計畫: (1)  一體化三維壓電薄膜微加速度計的系統建模與設計最佳化 (國科會專案計畫100)

(2)   以微振動結構分析雷射退火與極化條件對鋯鈦酸鉛薄膜壓電與機械特性的        影響 (國科會專案計畫99)

(3)   鐵電薄膜蘭姆波微感測元件設計與製程整合之研究(國科會專案計畫92, 93)

(4)  鐵電薄膜化表面波感測元件設計與製程整合之研究(國科會專案計畫91)

(5)  鐵電薄膜微感測元件系統模擬與設計分析I, II, III (國科會專案計畫87, 88, 89)