一种电镀方法及其系统转让专利

申请号 : CN201611114218.5

文献号 : CN108070887B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 张名惠周扬震黄国玮李秀霞

申请人 : 财团法人工业技术研究院

摘要 :

本揭露提供一种电镀方法及其系统,该电镀方法包含以一置有阳极及阴极的电镀液进行预电解程序,其中,该电镀液由低共熔溶剂所组成;以及以欲镀物替换该阴极,以进行电镀程序。该电镀系统包含槽体;电镀液,由一低共熔溶剂所组成且该电镀液置于该槽体内;阳极及阴极,分别置于该电镀液中;以及电源供应单元,电性连接该阳极及该阴极。

权利要求 :

1.一种电镀方法,其特征在于,包含:

以一置有阳极及阴极的电镀液进行预电解程序,其中,该电镀液由低共熔溶剂所组成;

以及

以欲镀物替换该阴极,以进行电镀程序。

2.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,该低共熔溶剂包含氯化胆碱以及含氢键化合物。

3.如权利要求2所述的电镀方法,其特征在于,该含氢键化合物包含尿素、乙二醇或丙三醇。

4.如权利要求2所述的电镀方法,其特征在于,该氯化胆碱与该含氢键化合物的摩尔比为2:1至1:4。

5.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,该欲镀物的材质为铁、碳钢、锌铝合金或铜。

6.如权利要求5所述的电镀方法,其特征在于,该阴极与该欲镀物的材质相同。

7.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,该阳极的材质包含选自锌、镍、铜、金、银、白金、铬、镁、铅、钴、铝及钛所组成组的至少一种金属。

8.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,该阴极的材质包含白金。

9.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,进行该预电解程序的电流为0.1安培至5安培,温度为25℃至130℃。

10.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,进行该电镀程序的电流为0.1安培至5安培,温度为25℃至130℃。

11.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,当该电镀液中来自该阳极的金属离子浓度高于一预设值时,再进行该电镀程序,其特征在于,该预设值为600ppm至30000ppm。

12.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,还包含当该电镀液中来自该阳极的金属离子浓度低于一预设值时,再进行该预电解程序,其特征在于,该预设值为600ppm至

30000ppm。

13.如权利要求1所述的电镀方法,其特征在于,还包含当该电镀液中产生含该阳极的沉淀物时,对该电镀液进行固液分离程序。

14.如权利要求13所述的电镀方法,其特征在于,还包含以该经分离的电镀液再进行该预电解程序或该电镀程序。

15.如权利要求13所述的电镀方法,其特征在于,该固液分离程序包含过滤或离心。

说明书 :

一种电镀方法及其系统

技术领域

[0001] 本公开关于一种以低共熔溶剂作为电镀液的电镀方法及系统。

背景技术

[0002] 台湾3C产业兴盛,而电镀表面处理技术则是各式电子产品与组件进行防蚀、美化外观等的重要技术,不论是手机、电脑等外壳、各种金属及许多塑胶加工产品皆需经由适当的表面处理程序以延长其寿命。由于大部分的电镀液多为水溶液,为了增加导电性、镀层光泽度及稳定性而常加入强酸、强碱、或含氰化物的高毒性物质,造成后续废液与污泥处理程序繁复且成本高昂,因此绿色环保型电镀液与绿色电镀制程需求日升。
[0003] 低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvent)属于离子液体的一种型式,利用两种化合物于共熔点的情况下混合形成液体,它具导电性高、热稳定性高、在室温下呈液态、对许多金属与陶瓷具有高溶解度及对环境危害小等优点。当低共熔溶剂作为电镀液使用时,尚须再添加欲镀金属的金属盐或其他含金属的化合物(例如金属氧化物)或其他添加剂(例如抗氧化剂、辅助剂、光亮剂、湿润剂、表面活性剂等),造成电镀液成分复杂,不利于回收使用且处理繁复。
[0004] 因此,开发一种对环境友好的电镀方法及系统是目前亟待解决的问题。

发明内容

[0005] 本公开使用无毒、对环境友好的氯化胆碱系列的低共熔溶剂作为电镀液,取代传统水溶液的电镀液,并采用预电解程序取代一般电镀液中金属盐类的添加,使电镀品质稳定;由于电镀液成份单纯,不含任何添加剂,若电镀过程产生多余沉淀物,可通过简单分离技术将的分离,电镀液及沉淀物可以回收使用。因此,本公开的电镀方法及其系统几乎不会产生制程废液,加上电镀液不含氰化物等有害物质,对环境十分友善,废液的处理程序也可大幅缩减。
[0006] 于本公开的一实施例中,提供一种电镀方法,包含以一置有阳极及阴极的电镀液进行预电解程序,其中,该电镀液由低共熔溶剂所组成;以及以欲镀物替换该阴极,以进行电镀程序。
[0007] 于本公开的一实施例中,提供一种电镀系统,包含槽体;电镀液,由低共熔溶剂所组成且该电镀液置于该槽体内;阳极及阴极,分别置于该电镀液中;以及电源供应单元,电性连接该阳极及该阴极。

附图说明

[0008] 图1为本公开一实施例的电镀系统的示意图。
[0009] 图2为本公开一实施例的电镀方法的流程图。
[0010] 图3为本公开另一实施例的电镀方法的流程图。
[0011] 图4为本公开再一实施例的电镀方法的流程图。
[0012] 图5为实施例7经离心出固体副产物的XRD图。
[0013] 图6为实施例7经离心出固体副产物的SEM图。
[0014] 图7为实施例8经离心出固体副产物的XRD图。
[0015] 图8为实施例8经离心出固体副产物的SEM图。
[0016] 其中,附图标记:
[0017] 1    电镀系统
[0018] 11   槽体
[0019] 12   电镀液
[0020] 13   阳极
[0021] 14   阴极
[0022] 14’  欲镀物
[0023] 15   电源供应单元
[0024] 16   回收单元
[0025] 161  入口
[0026] 162  出口。

具体实施方式

[0027] 以下谨结合附图和实施例,对本公开的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本公开的技术方案,而不能以此限制本公开的保护范围。
[0028] 在一实施例中,请参考图1,本公开提供一种电镀系统1,利用电化学原理将作为阳极的金属材料氧化解离成金属离子至电镀液中,再将电镀液中的金属离子还原沉积至作为阴极的欲镀物表面上。该电镀系统1包含槽体11、电镀液12、阳极13、阴极14及电源供应单元15,其中该电镀液12置于该槽体11内,该阳极13、阴极14分别置于该电镀液12中,该电源供应单元15电性连接该阳极13及该阴极14,其中该槽体11主要用于容置该电镀液12,不限于任何形状或材料,可使用例如玻璃或铁氟龙内衬的容器作为该槽体11,该电镀液12由低共熔溶剂所组成,该低共熔溶剂为离子溶剂的一种,由两种或三种物质通过分子间氢键相互缔合熔融而形成的溶剂,其熔点较单一物质低。
[0029] 在一实施例中,该低共熔溶剂包含氯化胆碱(Choline chloride)以及含氢键化合物,具有高极性和金属离子溶解性;此外,氯化胆碱基低共熔溶剂也具备了价格低廉、生物可降解、环境友善的优点。在一实施例中,该含氢键化合物主要用以提供氢键与该氯化胆碱形成该低共熔溶剂,可举例为尿素、乙二醇或丙三醇,其中该氯化胆碱与该含氢键化合物的摩尔比可为2:1至1:4,例如1:1、2:3、2:5或1:2,使该低共熔溶剂具有较低的熔点。
[0030] 在一实施例中,该电镀液12不包含金属盐或其他添加剂,不包含金属盐或其他添加剂所指的是电镀液12中除了氯化胆碱和含氢键化合物外,不包含其他金属盐或添加剂,除了电镀液本身不可避免的杂质。在长时间使用电镀液12后可以减少污泥产生,即使产生沉淀物,由于电镀液的成分较单纯,有利于回收再利用,有效简化电镀液后续处理回收的工序。
[0031] 在一实施例中,该阳极13及该阴极14分别设置于该电镀液12中,设置于该电镀液12中所指的是可部分或全部含浸于该电镀液12中,能够与该电镀液12及该电源供应单元15形成电化学回路,其中该阳极13的材质可举例为包含选自锌、镍、铜、金、银、白金、铬、镁、铅、钴、铝及钛所组成组的至少一种金属,亦即可选择任何一种或多种欲电镀的金属材料作为该阳极13,例如单一金属或合金材料,并不以此为限;在预电解程序时,该阴极14的材质可举例为白金或包含白金,该阴极14的形状可举例采用线状电极,或其他面积较小的电极型态,使来自该阳极13的金属离子不易沉积于该阴极14上,让电镀液12中来自该阳极13的金属离子浓度提升,供后续电镀程序使用;在电镀程序时,将该阴极14替换成欲镀物14’,其中该欲镀物14’的材质可为一可导电的金属物体,例如铁、碳钢、锌铝合金或铜。在一实施例中,该阴极14也可在预电解程序时选择与该欲镀物14’的材质相同,例如铁、碳钢、锌铝合金或铜,并不以此为限。
[0032] 在一实施例中,该电源供应单元15的阳极(+)及阴极(-)分别电性连接于该阳极13及该阴极14。当该电源供应单元15通以直流电的电源后,该阳极13会被氧化释放出电子(解离出金属离子),该电镀液12中一部分的金属离子则在该阴极14上还原(得到电子)形成金属原子并积聚在阴极14表层,其中该电源供应单元15可举例为直流电源供应器,用以提供一电流或电压进行预电解或电镀程序,操作电流或电压可以依据不同金属材质、预电解或电镀程序进行调整,例如预电解程序的电流可为0.1安培至5安培;电镀程序的电流可为0.1安培至5安培,由于预电解程序主要是让阳极13的金属解离至电镀液12中累积来自阳极13的金属离子浓度,所以操作电流相对可以设定较高,以缩短预电解程序的时间。
[0033] 在一实施例中,当电镀液12中来自阳极13的金属离子浓度过多而析出产生沉淀物时,该电镀系统1还可包含回收单元16,该回收单元16包含入口161及出口162,分别通过一管路连接于该槽体11。通过该入口161接收来自该槽体11的该电镀液12,经过分离程序移除沉淀物后,将经分离后的电镀液12再通过出口162回流至该槽体11,继续重复使用该电镀液12,其中该回收单元16可为一固液分离的装置,例如过滤装置或离心机,并不以此为限。通过该回收单元16分离出来的固体(沉淀物),主要包含该阳极13的金属或其氧化物,只要经过烘干后就可回收再利用。
[0034] 在一实施例中,该电镀系统1还包含感测单元(未图示),用以量测该电镀液12中来自该阳极13的金属离子浓度,其中该感测单元可举例为电感耦合等离子体光发射光谱仪(Inductively coupled plasma optical emission spectroscopy,ICP-OES)或原子吸收光谱仪(Atomic absorption spectroscopy,AA)。在一实施例中,在电镀程序时,该电镀液12中来自该阳极13的金属离子浓度的控制范围可为600ppm至30000ppm,例如5000ppm至
25000ppm、10000ppm至23000ppm或10000ppm至20000ppm,而金属离子浓度的控制范围会因不同金属种类而不同,例如电镀锌时,金属离子浓度的控制范围为5000ppm至25000ppm。当离子浓度过低时,可能会造成晶粒孔洞多且镀层不均;当离子浓度过高时,可能会造成大颗晶粒析出且不均匀附着于镀层表面,藉由控制电镀液中的金属离子浓度可以有效确保电镀品质。
[0035] 在一实施例中,该电镀系统1还包含温度控制单元(未图示),用以控制该电镀液12的温度,其中该温度控制单元可包含加热器、温度感测器及温度设定单元。在一实施例中,该电镀液12的温度的控制范围可为25℃至130℃,依据不同的金属材料、预电解或电镀条件进行调整。
[0036] 请参考图2,为本公开一实施例的电镀方法的流程图,用以呈现利用图1的电镀系统1所执行的电镀方法。在本实施例中,如步骤S100所示,以一置有阳极13及阴极14的电镀液12进行预电解程序,其中,该电镀液12由低共熔溶剂所组成。该低共熔溶剂为离子溶剂的一种,由两种或三种物质通过分子间氢键相互缔合熔融而形成的溶剂。
[0037] 在一实施例中,该低共熔溶剂包含氯化胆碱以及含氢键化合物,该含氢键化合物主要用以提供氢键与该氯化胆碱形成该低共熔溶剂,例如尿素、乙二醇或丙三醇,其中该氯化胆碱与该含氢键化合物的摩尔比可为2:1至1:4,例如1:1、2:3、2:5或1:2。
[0038] 在一实施例中,该电镀液12不添加金属盐或其他添加剂,不添加金属盐或其他添加剂所指的是电镀液12中除了氯化胆碱和含氢键化合物外,不另外再添加其他金属盐或添加剂,例如电镀锌时不添加氯化锌,或者是,电镀液12中除了氯化胆碱和含氢键化合物外,不包含其他金属盐或添加剂,除了溶剂药品本身不可避免的杂质。当电镀液12系由低共熔溶剂所组成时,在长时间使用电镀液12时可以减少污泥产生,即使产生沉淀物,由于成分较单纯,有利于回收再利用,有效简化电镀液12后续处理回收的工序。
[0039] 在一实施例中,置于该电镀液12中所指的是该阳极13及该阴极14可部分或全部含浸于该电镀液12中,能够与该电镀液12及该电源供应单元15形成电化学回路,其中该阳极13的材质可举例为包含选自锌、镍、铜、金、银、白金、铬、镁、铅、钴、铝及钛所组成组的至少一种金属,亦即可选择任何一种或多种欲电镀的金属材质作为该阳极13,例如单一金属或合金材料,并不以此为限;该阴极14的材质可举例为白金或包含白金,该阴极14的形状可举例采用线状电极,或其他面积较小的电极型态,使来自该阳极13的金属离子不易沉积于该阴极14上,让电镀液12容易提升来自阳极13的金属离子浓度,作为后续电镀程序使用。在一实施例中,该阴极14也可选择与该欲镀物14’的材质相同,例如铁、碳钢、锌铝合金或铜,并不以此为限。
[0040] 在一实施例中,该电源供应单元15的阳极(+)及阴极(-)分别电性连接于该阳极13及该阴极14。当该电源供应单元15通以直流电的电源后,该阳极13会被氧化释放出电子(解离出金属离子),使电镀液12中来自阳极13的金属离子浓度持续累积到一预设值,例如600ppm至30000ppm,例如5000ppm至25000ppm、10000ppm至23000ppm或10000ppm至
20000ppm,以完成该预电解程序,而该预设值会因不同金属种类而不同,例如电镀锌时,该预设值可为5000ppm至25000ppm。在一实施例中,该预电解程序的操作参数可依据需求(例如不同金属材料)做调整,例如该预电解程序的电流可为0.1安培至5安培,温度可为25℃至
130℃。
[0041] 接着,如步骤S200所示,以欲镀物14’替换阴极14进行一电镀程序。以欲镀物14’取代阴极14,分别将阳极13及欲镀物14’置于该电镀液12中,置于该电镀液12中所指的是该阳极13及该欲镀物14’可部分或全部含浸于该电镀液12中,能够与该电镀液12及该电源供应单元15形成电化学回路,其中该阳极13的材质可举例为包含选自锌、镍、铜、金、银、白金、铬、镁、铅、钴、铝及钛所组成组的至少一种金属,可选择任何一种或多种欲电镀的金属材质作为该阳极13,例如单一金属或合金材料,并不以此为限,其中由于该预电解程序与该电镀程序的阳极材料相同,此步骤中可以继续使用、或者将阳极13替换成相同金属材质的新的阳极13;该欲镀物14’的材质可为可导电的金属物体,例如铁、碳钢、锌铝合金或铜,并不以此为限。在一实施例中,该欲镀物14’可与该阴极14的材料相同,由于在该预电解程序的期间,电镀液12中来自该阳极13的金属离子浓度并未达到电镀标准,所以该阴极14的电镀品质不佳,在本实施例中可直接将阴极14替换成相同金属材质的欲镀物14’进行该电镀程序。
[0042] 在一实施例中,该电源供应单元15的阳极(+)及阴极(-)分别电性连接于该阳极13及该欲镀物14’。当该电源供应单元15通以直流电的电源后,该阳极13会被氧化释放出电子(解离出金属离子),继续补充该电镀液12中阳极13的金属离子浓度,而本步骤中该电镀液12本身已具有适合电镀的阳极13的金属离子浓度,例如600ppm至30000ppm,例如5000ppm至
25000ppm、10000ppm至23000ppm或10000ppm至20000ppm,因此该电镀液12中一部分金属离子则在作为阴极的该欲镀物14’上还原(得到电子)形成金属原子并积聚在阴极表层,以完成该电镀程序。在一实施例中,该电镀程序的操作参数可依据需求(例如不同金属材料)做调整,例如该电镀程序的电流可为0.1安培至5安培,温度可为25℃至130℃。
[0043] 请参考图3,为本公开另一实施例的电镀方法的流程图,用以呈现利用图1的电镀系统1所执行的电镀方法。在本实施例中,除了包含前述步骤S100至步骤S200外,还包含步骤S300,其中步骤S100至步骤S200与上述描述相同,在此不再赘述。
[0044] 在进行步骤S200当中,如步骤S300所示,当电镀液12中该阳极13的金属离子浓度低于预设值时,再进行如步骤S100所示的预电解程序。在本步骤中,原欲镀物14’可直接作为该阴极14使用或者替换为惰性金属的阴极14,并不以此为限。在一实施例中,该预设值可为600ppm至30000ppm,例如5000ppm至25000ppm、10000ppm至23000ppm或10000ppm至20000ppm,而该预设值会因不同金属种类而不同,例如电镀锌时,该预设值可为5000ppm至
25000ppm。当电镀液12中来自该阳极13的金属离子浓度藉由预电解程序又到达预设值时,再进行如步骤S200的电镀程序,例如当再次进行的预电解程序使用原欲镀物14’,再次进行的电镀程序则使用新的欲镀物14’,若再次进行的预电解程序替换为惰性金属,则再次进行的电镀程序可则使用原欲镀物14’。藉由控制及维持电镀液中金属离子的浓度可以有效确保电镀品质。
[0045] 请参考图4,为本公开再一实施例的电镀方法的流程图,用以呈现利用图1的电镀系统1所执行的电镀方法。在本实施例中,除了包含前述步骤S100至步骤S200外,还包含步骤S400至步骤S420,其中步骤S100至步骤S200与上述描述相同,在此不再赘述。
[0046] 在进行步骤S200中,如步骤S400及步骤S410所示,当该电镀液12中产生含该阳极13的沉淀物时,该电镀液12进行一固液分离程序。在S400步骤中,由于该电镀液12由低共熔溶剂所组成,所以该沉淀物主要来自于解离的该阳极13,因此成分单纯且容易分离。在S410步骤中,该固液分离程序包含过滤或离心方式进行,只要能够将电镀液12中的固体(沉淀物)进行移除,并不以此为限;由于经分离后的电镀液12主要成分还是低共熔溶剂,所以可以继续回收使用,再度回到步骤S100的预电解程序或步骤S200的电镀程序中继续使用。
[0047] 接着,如步骤S420所示,得到含阳极13的沉淀物。在本步骤中,将经移除的该沉淀物经过清洗、干燥程序就可以形成包含该阳极13或其氧化物的粉体,例如以去离子水与乙醇清洗,再利用100℃至120℃烤箱烘干、真空干燥、或以热风吹干。
[0048] 本公开的电镀方法及其系统采用低共熔溶剂作为电镀液,不添加其他任何金属盐或添加剂,几乎不会有制程废液或污泥产生,而且大多都可回收再使用,同时对于电镀液处理程序相对简化,对环境十分友善。
[0049] 实施例1含预电解程序(Pt)的电镀测试(电镀锌)
[0050] 配置摩尔比为1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为100℃,接着,以锌金属作为阳极,以白金丝作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器(BK Precision DS15010),通以2安培电流并维持50分钟,使电镀液中含有约14300ppm的锌离子。
[0051] 经过预电解程序后,将阴极换置为铁片,在电镀液中两电极之间的间距设为5厘米,开始进行电镀程序,电镀条件设定为100℃下施以2安培的电流,经电镀5分钟后就能形成镀层。
[0052] 使用光泽度计(A&B GU62)测试镀层上各区域的光泽度(Gloss Unit,GU)平均大于60GU,镀层的平均厚度范围为2.45微米。
[0053] 比较例1不含预电解程序的电镀测试(电镀锌)
[0054] 配置摩尔比为1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为100℃,接着,以锌金属作为阳极,以铁片作为阴极,部分含浸于电镀液内,在电镀液中两电极之间的间距设为5厘米,经外部线路连接至电流供应器(BK Precision DS15010),通以2安培电流,开始进行电镀程序。
[0055] 经过电镀10分钟后,并未见到明显镀层;当电镀达到20分钟时产生镀层,使用光泽度计(A&B GU62)测试镀层上各区域的光泽度平均仅有2GU至3GU,镀层的平均厚度为1.3微米。由此可知,预电解程序确实能够有效提升电镀速度及光泽度。
[0056] 比较例2添加金属盐的电镀测试(电镀锌)
[0057] 配置摩尔比为1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,另外再添加0.3M的氯化锌至电镀液中,并将电镀液的温度控制为100℃,接着,以锌金属作为阳极,以铁片作为阴极,部分含浸于电镀液内,在电镀液中两电极之间的间距设为5厘米,经外部线路连接至电流供应器(BK Precision DS15010),通以2安培电流,开始进行电镀程序。
[0058] 经电镀5分钟后能形成镀层,使用光泽度计(A&B GU62)测试镀层上各区域的光泽度平均大于60GU,镀层的平均厚度范围为2.2微米。
[0059] 由此可知,依据实施例1所采用预电解的电镀程序,其电镀速度及光泽度确实能够与添加金属盐类的电镀品质相近,而实施例1中电镀液并没有添加任何金属盐,所以后续电镀液的处理程序可以大幅缩减。
[0060] 实施例2含预电解程序(Pt)的电镀测试(电镀锌)
[0061] 配置摩尔比为1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为100℃,接着,以锌金属作为阳极,以白金丝作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器(BK Precision DS15010),通以2安培电流并维持70分钟,使电镀液中含有约20010ppm的锌离子。
[0062] 经过预电解程序后,将阴极换置为铁片,在电镀液中两电极之间的间距设为5厘米,开始进行电镀程序,电镀条件设定为100℃下施以0.5安培的电流,经电镀20分钟后就能形成镀层。使用光泽度计(A&B GU62)测试镀层上各区域的光泽度(Gloss Unit,GU)平均大于20GU,镀层的平均厚度范围为4.5微米。
[0063] 实施例3含预电解程序(Pt)的电镀测试(电镀锌)
[0064] 配置摩尔比为1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为100℃,接着,以锌金属作为阳极,以白金丝作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器(BK Precision DS15010),通以2安培电流并维持30分钟,使电镀液中含有约8580ppm的锌离子。
[0065] 经过预电解程序后,将阴极换置为铁片,在电镀液中两电极之间的间距设为5厘米,开始进行电镀程序,电镀条件设定为100℃下施以2安培的电流,经电镀5分钟后就能形成镀层。使用光泽度计(A&B GU62)测试镀层上各区域的光泽度(Gloss Unit,GU)平均大于20GU,镀层的平均厚度范围为1.2微米。
[0066] 实施例4含预电解程序(Fe)的电镀测试(电镀锌)
[0067] 配置摩尔比为1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为100℃,接着,以锌金属作为阳极,以铁片作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器(BK Precision DS15010),通以2安培电流并维持30分钟,其中铁片上会产生镀层,但镀层表面粗糙,经测量的光泽度小于1GU。
[0068] 接着,当电镀液中含有约8500ppm的锌离子时,以新的铁片作为阴极,继续使用原电镀液,以相同条件(100℃/2安培)进行电镀程序,经过5分钟后,可产生光泽度大于50GU的镀层。由此可知,第一片铁片相当于预电解程序,虽然使用铁金属作为阴极,使得部份锌离子沉积于铁片上,但其余锌离子还是会累积在电镀液中,因此在预电解程序完成后,第二片铁片的电镀速度与光泽度均可有效提升。
[0069] 实施例5含预电解程序(Cu)的电镀测试(电镀镍)
[0070] 以摩尔比1:2的氯化胆碱及尿素作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为90℃,接着,以镍金属作为阳极,以黄铜片作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器,以15伏特电压预电解20分钟后,当电镀液中含有约2300ppm的镍离子时,更换阴极为欲镀黄铜片以15伏特电压电镀10分钟,黄铜片上即可产生镍镀层。
[0071] 实施例6含预电解程序(Fe)的电镀测试(电镀铜)
[0072] 以摩尔比1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为30℃,接着,以铜金属作为阳极,以铁片作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器,以0.1安培电流预电解30分钟后,当电镀液中含有约710ppm的铜离子时,更换阴极铁片,以0.1安培电流电镀5分钟,铁片上即可产生铜镀层。
[0073] 实施例7电镀液固液分离程序
[0074] 以摩尔比1:2的氯化胆碱及丙三醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为60℃,接着,以锌金属作为阳极,以黄铜片作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器,通以7伏特电流维持80分钟,结果显示黄铜片上会产生镀层,而电镀时电镀液中会产生锌粒子(固体副产物)悬浮于电镀液中。接着,使用离心机(Eppendorf 5810R)进行固液分离,于10000rpm下进行离心10分钟,固体副产物以乙醇清洗并离心15分钟,最后抽气干燥一天后,可得到白色粉体。
[0075] 以X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)分析后可判定为锌与氧化锌的混合物,结果如图5所示;以扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)拍摄可知其为片状交错粉体,结果如图6所示。经离心后的澄清电镀液,可再重复使用于电镀程序中,同样具有电镀效果。若是想提升电镀速度,则可再经一次预电解程序,以增加电镀金属的离子浓度。
[0076] 实施例8电镀液固液分离程序与电镀液回收使用
[0077] 以摩尔比1:2的氯化胆碱及乙二醇作为电镀液,置于电镀槽中,并将电镀液的温度控制为100℃,接着,以锌金属作为阳极,以白金丝作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器,以2安培电流预电解70分钟后(此时电镀液中锌离子浓度约为21000ppm),更换阴极为铁片电镀30分钟,结果显示铁片上会产生镀层,而电镀时电镀液中会产生锌粒子(固体副产物)悬浮于电镀液中。接着,使用离心机(Eppendorf 5810R)进行固液分离,于10000rpm下进行离心10分钟,固体副产物以乙醇清洗并离心15分钟,最后抽气干燥一天,可得到白色粉体。
[0078] 以X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)分析后可判定为氧化锌,结果如图7所示;以扫描电子显微镜(Scanning electron micscope,SEM)拍摄可知其为小于100纳米的氧化锌颗粒,结果如图8所示。
[0079] 经离心后的澄清电镀液,于温度100℃下,接着,以锌金属作为阳极,以铁片作为阴极,部分含浸于电镀液内,经外部线路连接至电流供应器,以2安培电流电镀5分钟后,铁片上会产生镀层,光泽度大于60GU,平均厚度约2.15微米,证明此回收电镀液可再重复使用于电镀程序中。
[0080] 虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作任意的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。