臺灣博碩士論文加值系統

本研究提出將微弧氧化與化學鍍銅兩種方法結合，形成一種新的製程－微弧氧化直接鍍銅製程(Micro-arc Oxidation Direct Plate Copper, MAODPC )，以改善LED陶瓷散熱基板的熱阻，本技術之結果可應用至陶瓷印刷電路板、多層晶片封裝、微電子和精密機械製造等產業，甚至防電磁波干擾(EMI)方面，如此，本計畫之執行可擴大微弧氧化膜應用領域，以期提昇傳統產業技術，增加與國外競爭力。
本研究分為兩部分：第一部分為使用電流密度2、4、6、8、10A/dm2進行微弧氧化，再使用最佳的條件來進行微弧氧化後陶瓷層表面化學鍍銅。第二部分使用次磷酸鈉來取代以往工業上常使用的甲醛作為還原劑，以田口試驗法（以下簡稱田口法）改變溫度、時間、硫酸銅濃度及pH值等各項操作條件進行化學鍍銅。
第一部分研究結果顯示：根據微弧氧化的膜厚、粗糙度及微弧氧化後表面化學鍍銅膜厚可知道選擇電流密度4A/dm2進行化學鍍銅效果較佳。
第二部分研究結果顯示：在85℃、CuSO4‧5H2O 6g/L 、60min、pH5之條件下，可獲得較厚的銅膜22μm，以及測得電阻值為5.8 × 10-4Ω‧cm。
目前研究結果已克服微弧陶瓷層電阻性與陶瓷層和銅金屬接合性等問題，成功製備鋁合金-陶瓷層-金屬銅三層結構。

This study proposes the micro-arc oxidation and electroless copper plating two methods, the formation of a new process - micro-arc oxidation of direct copper plating process (Micro-the arc Oxidation Direct Plate Copper MAODPC) to improve the thermal resistance of the LED radiating ceramic substrate. The results of this technique can be applied to the ceramic printed circuit boards, multi-chip packaging,microelectronics and precision machinery manufacturing industry, and even anti-electromagnetic interference (EMI), so the implementation of this plan can expand the application fields of micro-arc oxidation film.technology to upgrade traditional industries, increase competitiveness and foreign.
This study is divided into two parts: the first part of the current density 2、4、6、8、10 A/dm2 micro-arc oxidation, and then use the best conditions for the micro-arc oxidation ceramic layers of Electroless Copper Plating. The second part to replace commonly used in the past industrial formaldehyde as a reducing agent, the Taguchi method (hereinafter referred to as the Taguchi method) to change the operating conditions of temperature, time, copper sulfate concentration and pH of the electroless copper plating using sodium hypophosphite.
The first part of the study results show that the know: According to the micro-arc oxidation film thickness, roughness and micro-arc oxidation surface electroless copper plating thickness to select current density 4A/dm2, electroless copper plating was better.
The second part of the study results show that: at 85°C, CuSO4‧5H2O 6g / L, 60min, pH5 - conditions, the availability of thick copper film 22μm, and the measured resistance value of 5.8 × 10-4Ω‧cm.
The results of the study to overcome the micro-arc ceramic layer resistive and ceramic layer and the copper bonding problems, the successful preparation of the three-layer structure of aluminum alloy - ceramic - metal copper.

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 3
1.3研究架構 4
第二章 文獻回顧與理論 6
2.1鋁、及鋁合金及其氧化物 6
2.2各種表面處理技術之介紹 8
2.3陽極處理的方法及應用 10
2.4微弧氧化 11
2.4.1微弧氧化技術之理論 11
2.4.2微弧氧化技術之文獻回顧 13
2.5田口法 14
2.5.1田口直交表 15
2.5.2參數設計 15
2.5.2.1 SN比-訊號雜訊比（Noise Signal） 16
2.6化學鍍技術 19
2.6.1概論 19
2.6.2化學鍍銅的的反應機理 20
2.6.3化學鍍銅技術 21
2.6.3.1化學鍍銅前處理 21
2.6.3.2化學鍍銅液的組成 25
2.6.3.3以甲醛為還原劑的化學鍍銅 27
2.6.3.4以次磷酸鈉為還原劑的化學鍍銅 30
2.6.4化學鍍銅之文獻回顧 32
2.6.5化學鍍銅的應用 34
第三章 研究規劃與方法 35
3.1實驗規劃 35
3.2微弧氧化實驗步驟 36
3.2.1試片前處理 36
3.2.2鍍液組成與電流密度控制 37
3.3化學鍍銅實驗步驟 37
3.3.1試片前處理(敏化、活化) 37
3.3.2鍍液的組成 37
3.3.3實驗操作條件 38
3.4實驗使用之材料及藥品 39
3.4.1實驗藥品 39
3.4.2 儀器設備 39
3.5膜層分析及量測 40
3.5.1表面形貌分析 40
3.5.2EDS成分分析 41
3.5.3鍍層晶相分析 42
3.5.4膜層厚度量測 43
3.5.5膜層表面粗糙度分析 44
3.5.6附著力測試 45
3.5.7耐蝕性測試 47
3.5.8熱傳導測試 48
第四章 結果與討論 49
4.1微弧氧化陶瓷膜 49
4.1.1表面形貌分析 50
4.1.2膜厚與表面粗糙度分析 52
4.2化學鍍銅膜 55
4.2.1 表面及斷面形貌分析 56
4.2.2 EDS成分分析 57
4.2.3銅層膜厚及附著力測試 58
4.2.4田口法實驗結果 61
4.2.5 電阻性質分析 62
第五章 結論與未來建議 63
5.1結論 63
5.2未來建議 63
參考文獻 64

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