博碩士論文 93327008 詳細資訊


姓名 高培復(Pei-Fu Kao)  查詢紙本館藏   畢業系所 光機電工程研究所
論文名稱 微電鍍成長速度最佳化與影像監控
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摘要(中) 本論文主要目的有二個:1.藉由改善微電鍍系統的性能,在電鍍時間與電鍍品質之間找到一個平衡點。2.加裝影像系統,對微電鍍的生長情況做進一步的討論。為有效縮短電鍍析出物的時間本文提出了以振動陽極的方式,加速電鍍時離子的對流與擴散,而有效的縮短了電鍍的時間,並且在析出微柱的品質上找到一個平衡點,使得在快速析出下,又可以兼顧析出微柱的緻密性。
本文中將對系統的各硬體模組與軟體設計加以說明與介紹,並且針對我們所提出的方法以不同實驗、改變不同變因來討論。在影像系統方面使用連續擷圖與影像的錄製來討論微柱的生長情形。
摘要(英) There are two purposes in this paper. 1.We want to find a balance point between plating time and growth time through improvement of our MAGE control system. 2.We establish the digital imaging subsystem on our original MAGE control system, and use the digital imaging subsystem to observe the growth behavior of micro electroplating. In order to reduce the plating time, we have the new idea of vibrating our anode. Our new idea can speed up convection and diffuse of ion, and reduce the plating time effectively. Our new idea not only reduces the plating time also has good quality of the metallic micro column.
In this article, we introduce the hardware and software module of MAGE control system. We have experiments to discuss our new idea. In digital imaging subsystem, we have continuous grabbing image and image recording to discuss the growth behavior of micro electroplating.
關鍵字(中) ★ 微電鍍
★ 微電析
★ 微陽極引導微電鍍
關鍵字(英) ★ MAGE
★ 3D micro-structure
★ micro-fabrication
★ micro-anode guided electroplating
★ localized electro-deposition
論文目次 論文摘要 I
Abstract II
致 謝 III
目 錄 IV
圖 目 VII
表 目 X
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 前案說明 3
1.3 需求說明 4
1.4 本文重要技術突破 5
1.5 論文架構 5
第二章 電鍍基礎理論 7
2.1 電鍍原理 7
2.1.1 一般電鍍 7
2.1.2 微陽極引導微電鍍法 8
2.1.3 影響微電鍍的因素 10
2.1.4 電雙層效應 11
2.2 微電鍍等效電路 12
2.3 以陽極振動增加對流加速擴散 13
第三章 系統架構 16
3.1 系統目的 16
3.2 系統架構 16
3.3 系統規格列表 19
3.4 各模組簡介 20
3.4.1 人機介面 20
3.4.2 電源供應與量測模組 21
3.4.3 微步進馬達與微步進驅動模組 22
3.4.4 影像擷取模組 24
3.5 控制介面卡 27
3.5.1 AD/DA/DIO卡 27
3.5.2 運動控制卡 28
3.5.3 影像擷取卡 30
第四章 軟體設計 32
4.1 程式功能與目的說明 32
4.2 微電鍍監控程式檔案結構 33
4.2.1 讀入檔案結構 33
4.2.2 輸出檔案結構 36
4.3 程式介面說明 37
4.3.1 電鍍監控部分 37
4.3.2 影像監控部分 39
4.4 程式流程 41
第五章 實驗數據與討論 42
5.1 前言 42
5.2 實驗設置 42
5.1.1 實驗器材準備 42
5.1.2 實驗流程 44
5.1.3 鍍液配置與實驗環境 45
5.2 實驗結果與討論 46
5.2.1 定時觸發法 46
5.2.2 電流門檻觸發法 53
5.2.3 改變振動次數 61
5.2.4 改變振動距離 64
5.3 影像擷取系統擷圖 67
5.3.1 影像擷取系統連續擷圖 67
5.3.2 初始生長情況擷圖 69
第六章 結論 72
6.1 本文貢獻 72
6.2 未來方向 72
參考文獻 74
參考文獻 [1] R. Warrington, Louisiana Tech University, Institute for Micromanufacturing。
[2] Henry Guckel, Madison and Wis, “Formation of Microstructures by Multiple Level Deep X-ray Lithography with Sacrificial Metal Layers”, United States Patent 5190637, Mar. 2, 1993。
[3] R. Bruck, K. Hahn, J. Steinecker, “Technology Description Methods for LIGA processes”, J. Micromech. Microeng, Vol.5, 1995, pp.196-198。
[4] M. Abraham, J. Arnold, W. Ehrfeld, K. Hesch, H. Mobius, T. Paatzsch, C. Schulz, “Laser-LIGA: A Cost Saving Process for Flexible Production of Micro-structures”, SPIE, Vol. 2639, 1995, pp.164-173。
[5] Geoffey Prentice, “Electrochemical Engineering Principles”, 新月圖書代理, 1991。
[6] P. Rai-Choudhury editor, “HANDBOOK of Microlithography Micro-machining, and Micro-fabrication”, Volume 1 and 2, IEE Materials and Devices series12 and 12B, 1997。
[7] John D. Madden and Ian W. Hunter, “Three Dimensional Micro-fabrication by localized Electrochemical Deposition”, Journal of micro-electro-mechanical systems. Vol.5 No.1, Mar. 1996, pp24-32。
[8] Ian W. Hunter, Serge R. Lafontaine and John D. Madden, “Three-Dimensional Micro-fabrication by localized Electrchemical Deposition and Etching”, United States Patent 5641391, Jun.24, 1997。
[9] Lin, J. C., S. B. Jiang, et al., Micro-electroplating of Nickel on Copper Substrate , Hsin-Chu, Taiwan, (1998).
[10] Lin, J. C. , T. K. Chang, et al., Fabrication of Copper Columns by MAGE Process , Nantou, Taiwan, (2004).
[11] Lin, J. C., R. W. You, et al., Potential Monitoring at Open Circuit and Cathode Polarization by MAGE System with Nickel , Kaohsiung, Taiwan, (2004).
[12] Lin, J. C., S. B. Jiang, et al., The Effect of Electric Field on Fabricating Columns by MicroanodeGuided Electroplating (MAGE) process , Automation 2005, Taichung, Taiwan, (2005).
[13] Lin, J. C., S. B. Jiang, et al., Effect of Electric Field on the Cross Section of Micrometer Nickel Columns Fabricated by MAGE Process , Automation 2005, Taichung, Taiwan, (2005).
[14] Lee, D. L., S. B. Jiang, et al., Micro-electroplating Control System , Automation 2000, Taipei, Taiwan, (2000).
[15] Lin, J. C., S. B. Jang, et al., Fabrication of micrometer Ni columns by continuous and intermittent micro anode guided electroplating , J. Micromech. Microeng. 15 (2005) 2405–2413
[16] Lee, D. L., Lin, J. C. et al., Micro-anode Guided Electroplating (MAGE) Control System , Materials Science Forum Vols. 505-507, (2006)
[17] 李棟樑, “數位訊號處理微電腦介面板之實作與應用”, 國立中央大學機械工程研究所碩士論文,1995。
[18] 李勝富, “微電鍍控制系統之開發”, 國立中央大學機械工程研究所碩士論文, 2002。
[19] 廖信凱, “電極引導微電鍍系統之開發”, 國立中央大學機械工程研究所碩士論文, 2003。
[20] 黃聖原, “多極式電極引導微電鍍系統之開發”, 國立中央大學機械工程研究所碩士論文, 2004。
[21] 鄧振宏, “3D陽極引導微電鍍系統開發”, 國立中央大學機械工程研究所碩士論文, 2005。
[22] 川崎原雄等六人編著, 呂政峰編譯,“電鍍學”, 世一書局, 1993。
[23] Lubomry T. Romankiw “Electrodeposition technology theory and practice” IBM T. J. Watson Research Centrt Yorktown Heights, New York, 1986, pp.425-565
[24] 陳承志,“銅基材上之單軸微電析鎳製程研究”, 國立中央大學機械研究所碩士論文, 1999。
[25] 田福助編著, “電化學理論與應用”, 五洲出版社, 1997。
[26] 張庭綱, “微陽極引導微電鍍法製作微銅柱及銅柵欄之研究”, 國立中央大學碩士論文, 2004。
指導教授 江士標、葉則亮
(Shyh-Biau Jiang、Tse-Liang Yeh)
審核日期 2006-7-11
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