專利名稱：鍍金屬液及鍍金屬筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種鍍金屬液及鍍金屬筆，特別是關(guān)于一種不需要額外施加能量即可使用的鍍金屬液及鍍金屬筆。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)鍍金屬液在使用時(shí)，一般必須額外施加能量方可鍍于標(biāo)的物表面，以下以鍍金液為例進(jìn)行說明。
傳統(tǒng)鍍金液的主要成份為氰化金鉀類的金鹽，其所釋出的金離子為正一價(jià)，亦即為[Xe]6s04f145d10之Au+1離子。此鍍金液可應(yīng)用于「化鎳浸金」(Electroless Nickel and Immersion Gold，ENIG)的化金藥水使用，其使用時(shí)需加熱至約88℃以上。例如鍍金于電子基板的鎳面上，在化金過程中，電子基板的鎳層會(huì)被溶解并釋出2個(gè)電子供給Au+1離子。Au+1離子因取得電子而置換堆疊于電子基板的鎳面上。然而，當(dāng)鎳表面被金層覆蓋后，金層的沉積反應(yīng)即逐漸停止，因此金層厚度僅能維持在2～3微時(shí)，很難再增加金層厚度。
另一種應(yīng)用方式，是以電鍍的方式將金鍍于電子基板上。電鍍方式是施加電壓能量，使氰化金鉀的金以Au+1離子態(tài)釋出，此外需添加強(qiáng)還原劑(如次磷酸二氫鈉NaH2PO2等)以輔助加強(qiáng)其金離子釋出的置換作用。此電析置換方式可強(qiáng)勢(shì)地將金離子持續(xù)釋出，使電鍍于電子基板鎳面之金層厚度可到20～30微時(shí)。
又一種應(yīng)用方式，是用于修補(bǔ)化金板的缺陷。由于化鎳金之電子基板為薄金，在線上生產(chǎn)之外觀檢驗(yàn)時(shí)，偶有化金的缺陷。為了減少成本，一般會(huì)以補(bǔ)鍍金的方式處理，亦即以高濃度氰化金鉀之鍍金液，施加定電壓以補(bǔ)鍍成薄金，金層厚度約為2～5微時(shí)。
如上所述，習(xí)知的鍍金屬液必須額外施加能量以釋出金屬離子，例如加熱或施加電壓。此外，氰化物具有劇毒，使用時(shí)可能對(duì)使用者造成毒害。因此，如何使鍍金屬液不需要額外施加能量即可使用以及避免氰化物的毒害便是目前需要努力的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鍍金屬液及鍍金屬筆，其不需要額外施加能量即可將金屬鍍于一標(biāo)的物表面，且可避免氰化物的毒害。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種鍍金屬液，包含一鹵素離子，以及一金屬離子；使用時(shí)釋出該金屬離子，且其d混成軌域之價(jià)電子為未填滿的狀態(tài)，而可與一標(biāo)的物表面的金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)而鍍于該標(biāo)的物表面。
所述的鍍金屬液，其特征在于該金屬離子為金、鉻、鈀或鉑離子。
所述的鍍金屬液，其特征在于該金屬離子與該鹵素離子是以錯(cuò)合物型式存在。
所述的鍍金屬液，其特征在于該鹵素離子為氯離子或溴離子。
所述的鍍金屬液，其特征在于該標(biāo)的物為一電子基板。
本發(fā)明還提供一種鍍金屬筆，包含一筆身、一液體儲(chǔ)存部，以及一筆頭，該筆身為一中空結(jié)構(gòu)，使該液體儲(chǔ)存部可設(shè)置于其中，該液體儲(chǔ)存部用以儲(chǔ)存前述的鍍金屬液，該筆頭設(shè)置于該筆身的一端，并與該液體儲(chǔ)存部連接，使該鍍金屬液可經(jīng)由該筆頭流出。
所述的鍍金屬筆，其特征在于該液體儲(chǔ)存部為一中空結(jié)構(gòu)或毛細(xì)材質(zhì)。
所述的鍍金屬筆，其特征在于該鍍金屬筆為一麥克筆型式或滾珠筆型式。
綜上所述，依據(jù)本發(fā)明的鍍金屬液及鍍金屬筆，其不需要提供額外的能量即可借由鍍金屬液釋出的金屬離子與被鍍標(biāo)的物表面的金屬自然發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，將鍍金屬液釋出的金屬離子鍍于被鍍標(biāo)的物的表面，且可避免氰化物的毒害。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的鍍金液與習(xí)知氰化金鹽鍍金液填加弱還原劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的鍍金液與習(xí)知氰化金鹽鍍金液填加強(qiáng)還原劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的鍍金屬筆。
具體實(shí)施方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明依本發(fā)明較佳實(shí)施例的鍍金屬液及鍍金屬筆，其中相同的元件將以相同的參照符號(hào)加以說明。
本發(fā)明較佳實(shí)施例的鍍金屬液包含一鹵素離子以及一金屬離子。其中，使用時(shí)釋出該金屬離子，且其d混成軌域之價(jià)電子為未填滿的狀態(tài)。由于d混成軌域之價(jià)電子未填滿的金屬離子具有相對(duì)較強(qiáng)的氧化還原性，因此本發(fā)明之鍍金屬液所釋出之該金屬離子可與一標(biāo)的物表面之金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)而鍍于該標(biāo)的物表面。
以下以鍍金于電子基板之鎳面為例作說明。本發(fā)明一實(shí)施例的鍍金液，其在使用時(shí)釋出d混成軌域之價(jià)電子未填滿的正二價(jià)或正三價(jià)金離子，亦即[Xe]6s04f145d9之Au+2離子或[Xe]6s04f145d8之Au+3離子。由于d混成軌域價(jià)電子未填滿的Au+2離子及Au+3離子具有相對(duì)較強(qiáng)的氧化還原性，因此當(dāng)Au+2離子或Au+3離子接觸到電子基板的鎳面時(shí)，Au+2離子或Au+3離子即會(huì)擷取鎳面所拋出之1～3個(gè)電子而堆疊沉積于電子基板的鎳面上形成金層。
當(dāng)鎳面完全覆蓋金層后，金層的金原子仍會(huì)被Au+2離子或Au+3離子擷取s軌域的電子，Au+2離子或Au+3離子因而能持續(xù)地堆疊于電子基板的鎳面上。故，僅需控制鍍金液中Au+2離子或Au+3離子的濃度，或是控制電子基板接觸鍍金液的次數(shù)即可有效的控制金層的厚度。金層厚度由1微時(shí)至50微時(shí)以上皆可自由地控制。
為了有效釋出Au+2離子或Au+3離子，金離子可與鍍金液中之鹵素離子形成錯(cuò)合物而存在于溶液中。例如，1個(gè)金離子可與4個(gè)鹵素離子形成錯(cuò)合物，該鹵素離子可以是氯離子或溴離子。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，為本發(fā)明實(shí)施例的鍍金液與習(xí)知氰化金鹽鍍金液之化學(xué)還原性比較。在沒有額外施加電壓或高溫提供能量的條件下，將濃度為10mM之弱還原劑硫代硫酸鈉(Na2S2O3)分別加入濃度同為10mM的習(xí)知鍍金液及本發(fā)明鍍金液中，量測(cè)析出金原子的重量，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。由圖1可以看出，習(xí)知鍍金液對(duì)弱還原劑沒有任何反應(yīng)，亦即無論填加多少弱還原劑皆沒有金原子析出。而弱還原劑可與本發(fā)明的鍍金液完全作用而析出金原子。若弱還原劑的劑量充足，即可將本發(fā)明鍍金液中的金原子完全析出。
請(qǐng)參照?qǐng)D2，為本發(fā)明實(shí)施例的鍍金液與習(xí)知氰化金鹽鍍金液的化學(xué)還原性之另一比較。同樣地，在沒有額外施加電壓或高溫提供能量的條件下，將濃度為10mM的強(qiáng)還原劑硼氫化鈉(NaBH4)分別加入濃度同為10mM的習(xí)知鍍金液及本發(fā)明鍍金液中，量測(cè)析出金原子的重量，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，約0.5ml的強(qiáng)還原劑即可將本發(fā)明鍍金液中的金原子完全析出，而習(xí)知的鍍金液則需約3.4ml的強(qiáng)還原劑方能完全析出習(xí)知鍍金液中的金原子，顯示本發(fā)明的鍍金液具有極佳的還原性。
以掃描式電子顯微鏡觀察本發(fā)明鍍金液及習(xí)知氰化金鹽鍍金液所鍍的金層表面，習(xí)知鍍金液所鍍的金層表面較不平坦，并有龜裂的溝痕及孔洞，顯示其疏孔度較大，無法完全保護(hù)電子基板的鎳面。而本發(fā)明鍍金液所鍍的金層表面則較為平坦且致密，可保護(hù)電子基板的鎳面不受濕氣侵入，以避免賈凡尼效應(yīng)(Galvanic Effect)式的電化學(xué)腐蝕。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，本發(fā)明同時(shí)揭露一種鍍金屬筆1，其包含一筆身11、一液體儲(chǔ)存部12以及一筆頭13。筆身11為一中空結(jié)構(gòu)，使液體儲(chǔ)存部12可設(shè)置于筆身11之中。液體儲(chǔ)存部12用以儲(chǔ)存前述的鍍金屬液，例如液體儲(chǔ)存部12為一中空結(jié)構(gòu)或毛細(xì)材質(zhì)。筆頭13設(shè)置于筆身11的一端，并與液體儲(chǔ)存部12連接，使該鍍金屬液可經(jīng)由13筆頭流出。鍍金屬筆1可以是麥克筆的型式，亦可以是滾珠筆的型式。
依據(jù)本發(fā)明的鍍金屬液及鍍金屬筆，其不需要提供額外的能量即可借由鍍金屬液釋出的金屬離子與被鍍標(biāo)的物表面的金屬自然發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，將鍍金屬液釋出的金屬離子鍍于被鍍標(biāo)的物的表面。也由于不需要額外施加能量，因此可將本發(fā)明的鍍金屬液制作成筆型以方便使用者使用，例如，以重復(fù)涂抹的方式來控制鍍金屬層的厚度。此外，本發(fā)明的鍍金屬液不含氰化物特有之-CN官能基，可避免使用者在使用時(shí)可能產(chǎn)生的毒害。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何熟悉該項(xiàng)技術(shù)者均可依據(jù)上述本發(fā)明之實(shí)施例進(jìn)行等效之修改，而不脫離其精神與范疇。例如，前述是以鍍金作說明，然而熟悉該項(xiàng)技術(shù)者可將本發(fā)明應(yīng)用于鍍鉻、鈀或鉑等金屬。
元件符號(hào)說明1 鍍金屬筆11筆身12液體儲(chǔ)存部13筆頭
權(quán)利要求
1.一種鍍金屬液，其特征在于包含一鹵素離子；以及一金屬離子；使用時(shí)釋出該金屬離子，且其d混成軌域之價(jià)電子為未填滿的狀態(tài)，而與一標(biāo)的物表面的金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)并鍍于該標(biāo)的物表面。
2.如權(quán)利要求1所述的鍍金屬液，其特征在于該金屬離子為金、鉻、鈀或鉑離子。
3.如權(quán)利要求2所述的鍍金屬液，其特征在于該金屬離子與該鹵素離子是以錯(cuò)合物型式存在。
4.如權(quán)利要求2所述的鍍金屬液，其特征在于該鹵素離子為氯離子或溴離子。
5.如權(quán)利要求1所述的鍍金屬液，其特征在于該鹵素離子為氯離子或溴離子。
6.如權(quán)利要求1所述的鍍金屬液，其特征在于該標(biāo)的物為一電子基板。
7.一種鍍金屬筆，其特征在于包含一筆身，為一中空結(jié)構(gòu)；一液體儲(chǔ)存部，設(shè)置于該筆身的中空結(jié)構(gòu)中，用以儲(chǔ)存一鍍金屬液；以及一筆頭，設(shè)置于該筆身的一端，并與該液體儲(chǔ)存部連接，使該鍍金屬液經(jīng)由該筆頭流出；該鍍金屬液包含一鹵素離子；以及一金屬離子；使用時(shí)釋出該金屬離子，且其d混成軌域之價(jià)電子為未填滿的狀態(tài)，而與一標(biāo)的物表面的金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)并鍍于該標(biāo)的物表面。
8.如權(quán)利要求7所述的鍍金屬筆，其特征在于該金屬離子為金、鉻、鈀或鉑離子。
9.如權(quán)利要求8所述的鍍金屬筆，其特征在于該金屬離子與該鹵素離子是以一錯(cuò)合物型式存在。
10.如權(quán)利要求8所述的鍍金屬筆，其特征在于該鹵素離子為氯離子或溴離子。
11.如權(quán)利要求7所述的鍍金屬筆，其特征在于該鹵素離子為氯離子或溴離子。
12.如權(quán)利要求7所述的鍍金屬筆，其特征在于該標(biāo)的物為一電子基板。
13.如權(quán)利要求7所述的鍍金屬筆，其特征在于該液體儲(chǔ)存部為一中空結(jié)構(gòu)或毛細(xì)材質(zhì)。
14.如權(quán)利要求7所述的鍍金屬筆，其特征在于該鍍金屬筆為一麥克筆型式或滾珠筆型式。
全文摘要
一種鍍金屬液包含一鹵素離子以及－金屬離子，使用時(shí)釋出該金屬離子，且其d混成軌域之價(jià)電子為未填滿的狀態(tài)，而可與一標(biāo)的物表面的金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)而鍍于該標(biāo)的物表面；一種鍍金屬筆，包含一筆身、一液體儲(chǔ)存部以及一筆頭，該筆身為一中空結(jié)構(gòu)，使該液體儲(chǔ)存部可設(shè)置于其中，該液體儲(chǔ)存部用以儲(chǔ)存前述的鍍金屬液，該筆頭設(shè)置于該筆身的一端，并與該液體儲(chǔ)存部連接，使該鍍金屬液可經(jīng)由該筆頭流出。本發(fā)明不需要提供額外的能量即可借由鍍金屬液釋出的金屬離子與被鍍標(biāo)的物表面的金屬自然發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，將鍍金屬液釋出的金屬離子鍍于被鍍標(biāo)的物的表面，且可避免氰化物的毒害。
文檔編號(hào)C23C18/44GK1962937SQ20051012025
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者劉時(shí)州, 吳煜堯 申請(qǐng)人:數(shù)位超媒體股份有限公司