一种电镀方法及其系统技术方案

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。

【技术实现步骤摘要】
一种电镀方法及其系统
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。
技术介绍
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。低共熔溶剂(DeepEutecticSolvent)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。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。
技术实现思路
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。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。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。附图说明图1为本公开一实施例的电镀系统的示意图。图2为本公开一实施例的电镀方法的流程图。图3为本公开另一实施例的电镀方法的流程图。图4为本公开再一实施例的电镀方法的流程图。图5为实施例7经离心出固体副产物的XRD图。图6为实施例7经离心出固体副产物的SEM图。图7为实施例8经离心出固体副产物的XRD图。图8为实施例8经离心出固体副产物的SEM图。其中，附图标记：1电镀系统11槽体12电镀液13阳极14阴极14’欲镀物15电源供应单元16回收单元161入口162出口。具体实施方式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。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。在一实施例中，该低共熔溶剂包含氯化胆碱(Cholinechloride)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。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。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。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。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。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(Inductivelycoupledplasmaopticalemissionspectroscopy，ICP-OES)或原子吸收光谱仪(At本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
2016.11.15 TW 1051372441.一种电镀方法，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....

【专利技术属性】
技术研发人员：张名惠，周扬震，黄国玮，李秀霞，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71