Abstract
LIGA process 是製造高深寬比微結構的最佳方法。目前所採用的微電鑄技術中較成熟者為鎳、銅等單一金屬的軟性材料。如欲進一步製造精密度更高、功能更多元的微機電元件，則必須開發合金材料以達成微系統所需要的各種性能。本篇論文之目的即在研究多功能性的鎳鐵合金材料之微電鑄技術，以製作高硬度、具軟磁性與低熱膨脹係數的高深寬比微結構。 微電鑄程序乃進行於一狹長的深孔內部，因此將同時面臨鍍液穩定性、鍍層缺陷、氫氣效應、合金比例控制以及深孔內濃度梯度等種種複雜問題。我們以胺基磺酸鎳鐵合金鍍液進行各種添加劑以及質傳現象的研究，最後以循環過濾噴流的微電鑄系統，成功製出組成均一的高深寬比鎳鐵合金微結構。 本文前半部份敘述電鑄添加劑的效能以及控制方法。先由鍍液穩定性的方向開始，添加檸檬酸使鍍液中活性成份穩定化，再以內應力抑制劑Saccharin 降低鍍層內應力，並分析鍍液中各個成份對鍍層內應力的影響。鍍液表面張力的控制則應用Aerosol 系界面活性劑，可將鍍液表面張力值降至27 mN/m以下。 論文的第二部份則進一步研究深孔內鍍液行為。我們於深寬比最高達30的光刻模內電鑄鎳鐵合金微結構，並分別以定電流密度法與定電位法進行電化學現象的探討。實驗中發現孔底陰極所伴隨的析氫反應會對孔內擴散層產生自發性的攪拌，並可能對合金還原產生影響。如能同時控制適當析氫速率及鍍液表面張力，將可以解決傳統技術中以外部攪拌、超音波震盪、噴流等機械性方法無法改善的孔內擴散層質傳問題，進而製出理想的鎳鐵合金微結構。