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Development of Electroformed Ni-Co-TiO2 Alloy Technology in LIGA/MEMS Process

By 楊啟榮

Abstract

[[abstract]]純金屬電鑄在LIGA 製程中已日漸難以獲得滿足,如應用在需耐衝擊的IC 導線架模具,就須具備高硬度與高強度的特性;應用在電磁式致動器或微感測器者,就須特別去考慮材料之軟磁、硬磁特性的選擇。在各種合金材料中,鎳鈷合金與其他合金系統相較之下由於具有低內應力、耐蝕性佳、高硬度、高強度、軟硬磁特性等,所以此合金電鑄已成LIGA製程中,急於發展的新一代微結構材料。近 20 年來新興發展的複合電鍍(composite plating)工程已在複合材料領域上獲得廣泛的應用。複合電鍍是利用金屬電沈積的方法,將一種或數種不溶性的固體顆粒,均勻地被包覆在金屬基材中。其主要目的是提高材料表面的性質,以保護基材表面避免損傷、摩擦、腐蝕氧化…。與普通的電鍍不同,複合鍍要求電鍍效率比較高的鍍液,藉由高沈積速率以利於微粒進入鍍層。對複合鍍而言,攪拌尤其重要,不同攪拌方式對鍍層的性能及質量具有相當程度之影響,而攪拌的目的是要使鍍液內維持最大的有效固體微粒濃度。本研究對胺基磺酸系鎳鈷合金電鑄開發出適合之鍍液配方,其組成為鎳離子濃度90g/L、Co/Ni=0.04、界面活性劑1.2g/L、應力消除劑 2c.c./L 時,內應力與機械性質(硬度可達470 HV)均有較佳的結果。機械性質的探討由研究結果顯示,屬於鈷以第二相方式析出所形成的散佈強化機制最有可能。形成內應力的機制,經觀察則以晶體聚集理論所描述最為符合。硬磁性的部分,電沉積過程中外加磁場、電流密度7ASD 時有較高的保磁力,最高可達390 Oe。在複合電鑄部分,研究中以奈米級之TiO2 粉體當作分散相,如此可有效提高光觸媒的比表面積,使更多的反應物能吸附在TiO2 表面上以促進光催化反應的進行。然而粒徑愈小之粉末,其聚集的情況愈嚴重,本研究順利使TiO2 微粒均勻地分散於鍍層中,減少聚集現象,並提高鍍層表面TiO2 的含量。

Topics: 複合電鍍;微光刻電鑄模造;二氧化鈦;異常共沉積, Composite plating;Lithographie GaVanoformung abformung (LIGA);TiO2;Anomalous deposit, [[classification]]56
Year: 2011
OAI identifier: oai:ir.lib.ntnu.edu.tw:309250000Q/22618
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