微電鑄與AAO製作電解設備

電鑄是利用電化學原理所產生的技術，將原形母模（被鍍物）放 在陰極；將各類金屬或合金（如：鎳合金）放在陽極。當陽極的鎳金 屬失去電子，氧化成陽離子而溶入電鑄液中，而陰極則有電化還原的 作用，使陽離子獲得電子而沉積在母模上，待累積到相當厚度後再與 母模脫離，即可產生電鑄工件。此電鑄實驗設備為工研院機械所自行 開發，實體圖如圖4.3所示。其實驗的外部控制包含電鑄槽溶液的溫 度監控與電源供應器，如圖4.4所示。其溶液槽溫度必須維持在50℃

~55℃之間，太高會影響鍍的品質。而電源提供方式是以定電流 模式，調整不同的電流大小值後，以固定的電流值和產生的電壓值達 到沉積的效果。

圖4.3 精密電鑄設備

(a) (b)

圖4.4 精密電鑄設備外部控制部分 (a)定電流模式之電源供應器 (b)電鑄槽溶液的溫度控制

電鑄槽最大容量在 20L，內部裝有攪拌器，目的讓反應沉積過程 中能夠均勻，形式如圖 4.5 所示。電鑄液成份包含下列數種化學藥液：

(1)胺基磺酸鎳（Ni(NH2SO3)2•(4H2O)）有較低的內應力來可提供鎳離 子，所以常被用在鍍鎳功能上。

(2)氯化鎳（NiCl2）可提供鎳離子和氯離子。氯離子可以防止陽極鈍 化，而且氯化物可幫助陽極溶解與增加導電率功用。

(3)硼酸（H3BO3）可當Ph值緩衝液，使PH值維持在4.0 ~ 4.7。

圖4.5 電鑄槽內部裝置

4.2.3 大氣電漿製程設備（Atmospheric Plasma equipment）

電漿技術目前以廣泛地應用於各產業，如在 3C、汽車產業、電鍍 工業、生醫材料產業等，特別於光電產業之製程應用為最廣，諸如多 層鍍膜、材料表面改質、疏水性表面製作等。然而技術需於真空環境 下進行，對於欲處理之工件也受限於真空腔體形式與其尺寸大小，故 間接提高了產品製造成本。近年來，大氣電漿逐漸地的發展與研究，

相較於低氣壓電漿，除了操作環境處於常壓之外，它與欲處理物間的 效應如同低壓真空電漿，也同時存在著鍍膜、蝕刻及表面機能化等程 序。對於設備與產品成本而言，大氣電漿技術具有相當大的優勢。

一般大氣電漿源分成四種，如圖 4.7 所示，包括電漿火炬(plasma torch)、暈光放電(corona discharge)、介質屏蔽放電(dielectric barrier discharge; DBD)、以及本實驗即將要探討的常壓大氣電漿

束(atmospheric pressure plasma jet; APPJ)，如圖 4.8，就電漿 火炬而言，由於會產生高溫的限制，電漿主要應用於金屬冶煉與材料 改質上，暈光放電及介質屏蔽放電雖然可產生較低溫氣體（50~400°

C），但兩者皆屬於非均勻性輝光放電（Non-thermal plasma），因此 在材料處理上有許多限制。

本實驗設備係以大氣電漿源之大氣電漿束(APPJ)的方法來製備 電漿，主體示意見圖 4.6。此種大氣電漿源的氣體溫度較低(50~300 ° C)，可避免處理中對基板的熱破壞，且具有低溫、穩定、均勻性良好 之電漿，因此在基材表面處理，如表面材料改質、鍍膜是很有利的。

圖 4.6 大氣電漿設備

a.電漿火炬 c.介質屏障放電

b.暈光放電 d.大氣電漿束

圖 4.7 大氣電漿源種類

圖 4.8 常壓大氣電漿裝置