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本論文的主要研究重點在於探討聚亞醯胺(Polyimide)/矽(silicon,簡稱
Si)及砷化鎵(gallium-arsenide,簡稱GaAs)基材、鋁(aluminum)/矽及砷
化鎵基材二層結構，以及鋁/聚亞醯胺/矽三層結構在熱循環過程中的應力
行為，並同時探討薄膜厚度、硬化溫度(或熱處理條件)以及基材種類等因
素對聚亞醯胺和鋁薄膜機械性質的影響。另外，也探討三層結構中聚亞醯
胺高分子層的厚度以及分子鏈鍵結剛硬性對上層鋁薄膜應力鬆弛的影響。
本論文中的應力量測儀器為彎柄儀，並配合x-光繞射儀驗薄膜的結晶度(
或方向性)。對於聚亞醯胺 PMDA-PDA 薄膜旋塗在 Si 及 GaAs 基材上，
經過400C硬化後的薄膜有以下的特性：1.PMDA-PDA 薄膜的熱膨脹係數以
及鬆弛模數均隨薄膜厚度的增加而增加。2.較厚的PMDA-PDA 薄膜有較大
的鬆弛模數。3.PMDA-PDA薄膜的鬆弛模數會隨觀察溫度的升高而變大。對
於經過不同硬化溫度處理後的PMDA-PDA薄膜則有以下的特性：1.硬化溫度
從 200C升到 250C 時，PMDA-PDA 薄膜的熱應力變化值和熱膨脹係數的減
小以及鬆弛模數的增加，可能主要歸因於更進一步的亞醯胺化作用所致
。2.硬化溫度超250C 後，隨著硬化溫度的升高，PMDA-PDA 薄膜的熱應力
變化值、熱膨脹係數以及鬆弛模數的減小，可能是由於一些分子間鍵結轉
化成亞醯胺鍵結的結果。利用熱蒸鍍法將鋁薄膜鍍在 Si 及 GaAs 基材上
，在熱循環處理過程中的鋁薄膜有下列的特性：1. 經由凸塊的形成而產
生的壓應力鬆弛行為會在應力達到某個限制值時而被激發。2. 鋁薄膜鍍
在 GaAs 基材上比鍍在 Si 基材上有較高的結晶度，這就是為何鍍在
GaAs 基材上的鋁薄膜會有較強的機械性質。3. 鋁薄膜的機械性質在經過
第一次熱循環後均有明顯的強化現象發生。4. 較厚的鋁薄膜有較弱的機
械性質，這是由於較厚的膜擁有較大的晶粒尺寸所致。對於 Al/PMDA-
PDA/Si 及 Al/PMDA-ODA/Si 三層結構於熱循環過程的應力行為有以下的
特性：1. Al/PI/Si 三層結構中鋁薄膜的絕對應力或熱應力變化值均會
比 Al/Si 二層結構中鋁薄膜的應力值小。2.PMDA-ODA比 PMDA-PDA有較強
的應力鬆弛作用。3.介面所儲存的單位面積應變能會隨著 PMDA-PDA 層厚
度的增加而有增加的趨勢。這可能是因為較厚的 PMDA-PDA薄膜有較大的
鬆弛模數，因此能承受較多的應變能所致。
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