Abstract
本研究利用溶膠-凝膠法製作PTFE-SiO2基板材料，探討不同反應組成(溶劑、觸媒、水量與有機高分子含量)，對材料性質及基板性質之影響，其中材料性質研究包括：凝膠時間、轉化率、交聯密度、熱裂解溫度等性質探討，而基板性質研究則包括：機械物性、介電性質、熱性質及微觀型態的探討。由材料性質研究中發現，隨HF/TEOS莫耳比增加凝膠時間下降、交聯密度上升、相對轉化率提高與熱裂解溫度提高。隨Ethanol/TEOS莫耳比增加，凝膠時間增加、交聯密度上升、相對轉化率增加與熱裂解溫度提高。水量r<8時，隨水量增加凝膠時間下降、交聯密度增加、相對轉化率增加與熱裂解溫度提高;水量r>8時，水量增加凝膠時間不變、交聯密度下降、相對轉化率下降與熱裂解溫度下降。隨TEOS/PTFE重量比增加，凝膠時間增加、交聯密度不變、相對轉化率下降而熱裂解溫度沒有很大變化。由基板性質研究中發現：不同組成所製備出基板中的孔洞約7-15nm而Silica粒子為20-50nm，為文獻中一般沒發現的結果;基板孔隙度高達50%以上，介電常數(Dk)<2.0，隨著孔隙度愈高，介電常數會愈低;Df(介電損失)為0.064過高，但材料經過化學表面改質後，因為材料表面從親水性轉為疏水性，可將Df(介電損失)降為 0.0021; PTFE-SIO2基板的拉伸強度為2300psi~3400psi，都較純PTFE拉伸強度(3672psi)低，剛性為18.38~26.25kpsi都比純PTFE剛性(17.28psi)來的高。另外製備出之基板的熱膨脹係數約為36.11 ppm/℃~101.80 ppm/℃之間，而且都比純PTFE(135.00 ppm/℃)來的低。和銅箔(CTE=17ppm/℃)相當接近，因為隨SiO2增加熱膨脹係數會下降，若想更進一步與銅箔接近只需在組成上在增加SiO2含量即可達到。利用溶膠-凝膠法所製備出的材料來製作出的基板，與傳統物理方法製作出的基板比較：剛性較差、拉伸強度較大、介電常數較低、熱膨脹係數高。本研究所製備出最佳條件的基板之性質為SiO2wt%=54.21、Tensile Strength=2470psi、Tensile modulus=26.25kpsi、Dk=1.89、Df=0.021、CTE=36.11 ppm/℃。