陽極單軸間歇運動下之直流、脈衝微電析鎳

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游絢博(Shun-Po Yu) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

陽極單軸間歇運動下之直流、脈衝微電析鎳
(Microelectroplating of nickel by direct and pulse current with one-dimension step-moving of anode)

相關論文

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摘要(中)

直流電析法結果顯示：（1）陰陽兩極間之電壓在5 - 7V下可獲得鎳柱，電壓愈大析鍍局部性愈好，但析鍍物顆粒愈粗；表示愈不平整。（2）陰陽兩極間距離在5 - 100μm可析鍍出鎳柱，鎳柱結構隨兩極間距之增加，組織愈細緻平整，但對析鍍局部性有負面影響。（3）適量添加糖精（1mM）至鍍浴，可促進析鍍物顆粒細化及表面平整。
脈衝電析法結果顯示：（1）脈衝析鍍法比直流電析鍍法較能獲得平滑組織之鎳柱。（2）變形之脈衝電流比一般脈衝電流較能獲得平整細緻之鎳柱。
經由陰極動態電位極化曲線之分析，配合掃描式電子顯微鏡之觀察，本研究提出微電析過程中微鎳柱的生長模式及析鍍物成核、成長的機理。

摘要(英)

The results for the direct current electroplating indicated (1) a nickel column can be obtain when the bias of the electrodes is controlled at 5-7V. The higher the bias, the better the localization, and the more coarse of the deposit. (2) The gap between the electrodes affects the microstructure of the nickel column. In the gap ranging from 5 to 100μm, the greater the gap, the more dense and refined grain of the nickel column, but the worse localization. (3) An additive of 1mM saccharin sodium added in the bath results in grain-refining and surface leveling of the nickel column.
The results for the pulse current electroplating indicated (1) pulse plating is better than dc plating to obtain a dense and smooth nickel column. (2) modified pulse current is better than the common pulse current to obtain a good nickel column.
The microstructure of the nickel column was examined through scanning electron microcopy at the initial stage in the process of electroplating. In addition to the microstructural examination, the study of cyclic cathodic potentiodynamic provides useful informations for the mechanism elucidation of the localized electroplating.

關鍵字(中)

★ 電析
★ 糖精
★ 脈衝

關鍵字(英)

★ Electroplating
★ Saccharin sodium
★ Pulse

論文目次

摘要
誌謝
目錄
表目錄
圖目錄
壹、簡介
一、研究背景
1.1 MEMS技術現況
1.1-1矽微細加工技術的發展限制
1.1-2 LIGA光刻製程之技術瓶頸
1.1-3微機械加工之內容
2.1微電析之發展現況
2.1-1國外發展
2.1-2國內發展
二、研究動機與目標
貳、電鍍原理與微電析之程序說明
一、電鍍原理
1.1添加劑理論
1.1-1添加劑概說
1.1-2鍍鎳光澤劑
1.2脈衝電鍍
1.2-1電容效應
1.2-2質傳效應
二、微電析之原理
2.1微電析之濃度極化
2.2微電極原理
2.2-1微電極之獨特性
2.2-2微電極之限制
2.3局部效果之定義
2.4動態電位極化
參、實驗與設備
一、實驗設備及其組裝
二、實驗方法
2.1間歇微電析實驗
2.2添加劑實驗
2.3脈衝電鍍實驗
2.4波形修正過之高頻脈衝電鍍實驗
三、析鍍物檢測
3.1形貌觀察
3.2結晶分析
肆、結果與討論
一、直流間歇微電析之實驗結果
1.1不含添加劑之實驗結果
1.1-1陰陽極間距與電位對微鎳柱外徑之影響
1.1-2陰陽極間距與電位對微結構之影響
1.1-2-1兩極間距為100μm之微結構觀察
1.1-2-2兩極間距為50μm之微結構觀察
1.1-2-3兩極間距為10μm之微結構觀察
1.2添加糖精於瓦茲鍍浴之實驗結果
1.2-1不同的析鍍電位及糖精濃度對鎳柱微結構之影響
1.2-1-1 6V析鍍電位下不同糖精濃度對微結構之影響
1.2-1-2 6V析鍍電位下不同糖精濃度對微結構之影響
1.2-1-3 6V析鍍電位下不同糖精濃度對微結構之影響
1.3 X光繞射儀分析結果
二、直流電間歇微電析微鎳柱之討論
2.1不含糖精之直流電間歇微電析
2.1-1直流電析鍍微鎳柱之生長形態
2.1-2不同間距下微鎳柱析鍍及生長機理討論
2.1-2-1不同掃描速率對動態極化曲線之影響
2.1-2-2不同間距對陰極極化曲線之影響
2.1-2-3電析電位與時間關係圖
2.1-3陰極動態極化曲線對析鍍結果之解釋
2.1-4兩極間距與電場強度之關係
2.2糖精對微鎳柱析鍍成長過程之影響
2.2-1糖精對局部性之影響
2.2-2糖精對鎳柱形貌之影響
2.2-3動態電位極化測試
2.2-4電析電位與時間關係圖
三、脈衝電鍍之實驗結果
3-1一般脈衝電鍍
3.1-1脈衝參數之影響
3.1-1-1頻率之影響
3.1-1-2脈衝時間之影響
3.1-1-3脈衝參數對鎳柱微結構之影響
3.1-2陰陽極間距與電位對鎳柱直徑之影響
3.1-3鎳柱表面結晶形態之觀察
3.1-3-1兩極間距為100μm之微結構觀察
3.1-3-2兩極間距為50μm之微結構觀察
3.1-3-3兩極間距為10μm之微結構觀察
3.1-3-4兩極間距為10μm之微結構觀察
3.1-4 X光繞射儀分析結果
3.2波形修正過之高頻脈衝實驗結果
3.2-1不同陰陽極間距及電位對微鎳柱直徑之影響
四、脈衝實驗之討論
4.1兩種脈衝方式之差異
伍、結論
陸、未來展望
柒、參考文獻
附表
附圖

參考文獻

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14.Masanori Kunieda, Ritsu Katoh, Yasushi Mori, "Rapid Prototyping by Selective Elecrodeposition Using Electrolyte Jet", Annals of the CIRP, Vol. 47, No.1, 1998, pp161-164。
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指導教授

林景崎(Jing-Chie Lin)

審核日期

2000-7-17

推文