Abstract
近年來由於精密工業蓬勃進步, 技術層次日漸提高, 如何開發功能密度度, 體積細微化的產品, 遂成為加工技術亟待發展的重要課題之一, 自然也提供了我們一個廣闊的研究空間。本論文乃以含高鎳成份的Nickel-42 合金為基材, 進行電解浸蝕之研究。此合金在電子工業方面廣用於晶體上的導架(lead frame)材料。導架的制作, 現採衝壓的機械方式居多, 然對於製作腳數較多的導架, 則受限於模具的製作等問題, 所以電解浸蝕法更不失為另一種可行的加工技術, 希望經由對此合金材料的電解浸蝕行為作詳盡的探討, 進而瞭解其電解浸蝕機構, 而能有效地控制電解浸蝕條件上, 俾有助於機件微細加工技術的開拓與控制。以Nickel-42 合金為基材, 藉電位線性掃描及定電流方式, 分別觀察其於H SO, HNO, HCL 中的的極化行為, 電流效率, 浸蝕速率及浸蝕後表面之粗糙度, 以決定適當的電解浸蝕條件, 並利用X-ray 繞射分析合金浸蝕前后晶面之變化。同時, 我們亦發現Nickel-42 在HCl 系統中, 其陽極浸蝕速率均受Cl 及H 離子濃度的影響, 當溶液中[Cl ] 0.1N, [H ]≡1.0N 時, Cl 及H 的反應級數分別為0.5 及1 。而於此濃度範圍內, 浸蝕反應的Tafel斜率值趨近於120mv╱dec 。我們並提出一反應模型對合金於此濃度範圍內的浸蝕機構作合理的描述。在[H]＜1.0N, [C1 ] 0.1N 的逍度範圍下, 則Tafel 斜率值為80mV╱dec, 顯然其反應機構發生轉變, 有別於前述之反應機構。此外, 我們以FeC1 ╱HC1的系統, 對合金作化學浸蝕, 化學浸蝕技術的開發, 以D.M.A11en(1)的研究最為著名。D.M.A11en 對於各種金屬材料的化學浸蝕技術提供了一系列可觀的資訊。化學浸蝕技術基本上乃是將材質於置於高濃的氧化劑料中, 配合適當的溫度及濃度等其他操作條件, 對基材進行加工處理。而由於對材料品質的要求愈來愈高, 純金屬材料實難再滿足諸多使用功能上的需求, 合金材料乃應運而生, 不過很多合金材料的加工, 傳統的化學方法已不敷使用。例如有些合金材料, 無法用化學浸蝕液作浸蝕加工, 又如考量加工成本方面,化學浸蝕法必須適時再生(regeneration)浸蝕液, 以維持其一定的氧化能力。此外在加工過程中, 溫度影響了化學浸蝕的速率, 及加工品質, 因此再生及溫度控制周邊設備遂增加了固定成本。同時在重視環保工作的今日, 高濃氧化劑的污染問題, 亦不容我們予以忽視。相對來說, 利用電解浸蝕的加工方法, 則因具不須處理高濃的金屬廢液, 同時加工設備相當簡易, 電流及其他操作條件的維持亦方便等優點, 使電解浸蝕加工更顯得重要。最後, 我們配合光阻劑的使用, 對基材作較微細的浸蝕加工, 冀能因本論文的結果,對金屬的精密加工技術, 提供此許實質上的貢獻。