影像引導陣列式微電鍍沉積技術之研發;Research on Image Guided Micro Electroplating System

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Title:	影像引導陣列式微電鍍沉積技術之研發;Research on Image Guided Micro Electroplating System
Authors:	黃衍任;陳世叡
Contributors:	國立中央大學機械工程學系
Date:	2018-12-19
Issue Date:	2018-12-20 14:04:38 (UTC+8)
Publisher:	科技部
Abstract:	Madden及Hunter等人在1995年提出局部電化學沉積技術，並製造出微米等級的鎳柱和彈簧等元件。此方法優點包括不需使用光罩、設備簡單低廉、低耗能及低汙染等，又可應用在許多難加工的材料上，因此吸引越來越多學者投入此領域之研究，也發展出一些延伸的技術，例如陽極引導電微電鍍技術，以及水平電化學沉積技術等。然而以往的研究主要是針對單一微柱的成長，當此技術要被應用在產業界時，此方法的生產速度可能不夠快，容易造成生產線上的瓶頸。有鑒於此，本研究的第一個主題，便是希望針對陣列式陽極微引導電鍍技術進行研究。首先我們利用Comsol分析軟體進行陣列式陽極的電場的模擬，了解多電極時電場分佈狀況，從而決定各個陽極的電壓設定。其次我們將修改由本實驗室所發展的微電鍍機台，使之成為陣列式電極之微電鍍設備。並配合CCD攝影機即時擷取影像，獲得各個微柱位置，來進行回饋控制。同時我們將更改電源供應電路設計，以配合陣列式電極微電鍍之需求，期望能達到每個微柱均衡生長的目的。第二年的研究中，我們將針對非對稱形狀之陽極進行研究。以往的研究陽極均是圓柱體，其優點為加工容易，然而此種陽極容易造成電場過度集中。因此，本計晝將以Comsol模擬與分析非對稱性電極的電場，然後再進行實驗，期望設計並加工出最合適的陽極形狀。同時在第二年中，我們將修配合非對稱陽極修改現有的機台，希望藉由影像引導方式，發展出不同角度的陣列式微柱生長技術。在第三年中，我們將以針筒的微進給方式，將在陽極與微柱尖端覆蓋在液滴中，來進行微電鍍的微柱生長。由於液滴容積減小，濃度變化加劇，將會影響沉積速度。因此我們也將研究溶液離子濃度的量測技術，了解其對微柱生長之影響，並將量測值回饋至控制器，來調整陽極電壓。 ;The Localized Electro-Deposition method was proposed by Madden et. al. in 1996 to manufacture micro-columns. Hereafter, it has been attracting more and more researchers to work on the Localized Electro-Deposition topics. However, most researchers focused on single column growing and hence this method still faces large challenge to be applied on manufacturing lines. To increase the manufacturing speed, we proposed to work on the growing of arrayed columns. In the first year, we will utilize Comsol to analyze the electrical field around anodes and the columns inside the tank. Try to find the best pattern for the power supply for each column. Then, we will try to design and implement the experiment to verify the results from simulation. We will use CCD cameras to capture the image of the anodes and micro columns. Since bubbles always generated during the process, a software will be developed to eliminate of the effect of bubbles by calculating the entropy values of images. In the second year, we will work on the difference types of anodes and hope to find a best shape for the process. Also, we will work on the 3D shape for arrayed columns. Since the ion density inside the tank will affect the deposition rate, we will develop measurement device in the third year and try to utilize the information for the feedback control.
Relation:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
Appears in Collections:	[Departmant of Mechanical Engineering ] Research Project

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