CN117855010A - 等离子蚀刻电极加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子蚀刻电极加工设备及加工方法，其等离子蚀刻电极加工设备包括主轴、工作台、脉冲源，工作台用于定位待成型棒状电极的主轴；主轴上至少设置一个用于电火花钻孔的棒状电极；脉冲源用于在蚀刻电极与棒状电极之间施加电脉冲；工作时，棒状电极端部接近蚀刻电极，棒状电极端部与蚀刻电极间通过放电实现蚀刻电极的表面剥蚀。该等离子蚀刻电极加工设备通过主轴上设置的棒状电极实现了对蚀刻电极上的气孔的电火花剥蚀加工，相比较现有技术可以实现对较深的气孔的单面一次装夹加工，且其单位时间的进给深度更高，因此具有更高的加工效率，且工艺流程更加简单，易于操作。

Description

等离子蚀刻电极加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及等离子蚀刻所用的多孔电极的制造方法技术领域，具体涉及一种等离子蚀刻电极加工设备及加工方法。

背景技术

等离子蚀刻是半导体制程的重要一环。随着芯片制程的提升，制备工艺的要求也更加严苛，比如更高的功率或者更好的工艺稳定性等等。等离子蚀刻过程中，电离气体由上电极的通气孔中注入，然后在蚀刻腔室中电离为等离子体，选择性作用于基体上实现基体蚀刻，这一过程电极以及电极的通气均匀性对蚀刻质量具有重要影响。

公开号为CN110491763B的名为《再生电极》的中国发明专利实际上公开了用于等离子蚀刻的电极上所需的细微孔的加工方法，其使用烧结金刚石钻头对电极基材进行穿孔，且可以考虑通过反转基材的方式进行两面穿孔使之形成贯通的细微孔。

一般地，如上述专利文献所言，现有技术中，上电极上用于通气的细微孔直径约在0.25～0.50mm左右，而其深度取决于上电极的厚度，以电极厚度为25mm为例其长径比达到40～100，存在很大的加工难度。现有技术中一般使用机械钻孔加工，即使用聚晶金刚石钻头(PCD Drill)，来加工电极上的细微孔。受限于钻头长度，其最大加工深度仅10mm左右，即使存在更长的钻头深度，由于过长的钻头柔度较大，容易在钻孔时失稳断裂。当然使用聚晶金刚石钻头也并非不能在更厚的电极上加工细微孔，实际上是可以通过正反面分别加工的方式将细微孔分为两个半盲孔加工并贯通，不过这除了需要二次装夹、精密对准外，同时要求更长的加工时间，影响了电极的加工效率。更何况，目前在单导体蚀刻中所应用的电极的厚度已经达到20-30mm的尺度范围，给电极的机械钻孔加工带来了不可忽视的阻碍，上述问题也更加明显。

发明内容

针对现有的使用钻头切削的方式加工等离子蚀刻电极的细微孔的工艺所存在的加工厚度受限，加工难度大，加工效率低的问题，本发明提供一种等离子蚀刻电极加工设备及加工方法。

本发明的技术方案提供一种等离子蚀刻电极加工方法，包括如下步骤:

电火花打孔步骤：通过电火花放电钻孔按照预定的布局加工蚀刻电极上的气孔；

端面磨削步骤：对蚀刻电极的端面进行磨削加工处理去除一定厚度的磨削层，使得蚀刻电极的端面达到需求的表面粗糙度。

上述电火花打孔与端面磨削的加工顺序可以调换。

优选地，，所述电火花打孔步骤设置在所述端面磨削步骤之前，所述电火花打孔中加工的气孔为盲孔，盲孔底部深入至所述磨削层内，在去除磨削层后，气孔成为通孔。

优选地，所述蚀刻电极的一侧端面去除磨削层后呈曲面状，所述棒状电极从所述蚀刻电极的另一侧端面进刀加工所述气孔。

优选地，所述气孔底部距所述蚀刻电极的磨削层外侧面的距离为1-2mm。

优选地，所述所述气孔底部超出所述蚀刻电极的待去除磨削层后的端面的深度至少为1-2mm。

本发明还提供一种等离子蚀刻电极加工设备，包括

工作台，工作台用于定位待成型棒状电极的主轴；

主轴，主轴在工作台的工作面外移动设置，主轴上至少设置一个用于电火花钻孔的棒状电极；

脉冲源，脉冲源用于在蚀刻电极与棒状电极之间施加电脉冲；

工作时，棒状电极端部接近蚀刻电极，在电脉冲作用下，棒状电极端部与蚀刻电极间通过放电实现蚀刻电极的表面剥蚀。

优选地，所述棒状电极中开设有若干个沿轴贯通的进液孔，进液孔用于在电火花加工时向棒状电极端部供应工作液，所述棒状电极工作时绕轴转动；若干所述进液孔在所述棒状电极上的设置在所述棒状电极转动一周时能够使得所述棒状电极的实体部分完全扫过棒状电极沿轴在蚀刻电极上的外圆投影。

优选地，所述棒状电极工作时绕轴转动；若干组所述棒状电极在所述主轴上排列能够使得所述棒状电极加工的气孔紧密覆盖蚀刻电极的相应区域。

优选地，所述主轴包括

压力腔，压力腔连接工作液供应管路；

若干安装座，若干安装座在压力腔内以安装座的转轴平行的方式在压力腔内转动设置；安装座同轴夹持棒状电极，安装座内设动力腔；动力腔连通压力腔与棒状电极的进液孔；

所述动力腔内设置有受工作液冲击驱动安装座转动的驱动叶片。

优选地，所述安装座在主轴上沿轴滑移设置，所述主轴还包括轴向位置补偿装置，所述轴向位置补偿装置为设置在压力腔与安装座之间的弹性部件，补偿棒状电极的轴向位置。

本发明的等离子蚀刻电极加工设备通过主轴上设置的棒状电极实现了对蚀刻电极上的气孔的电火花剥蚀加工，相比较现有的机械钻孔加工技术可以实现对较深的气孔的单面一次装夹加工，且其单位时间的进给深度相比较机械加工更高，因此具有更高的加工效率，且工艺流程更加简单，易于操作。

本发明的等离子蚀刻电极加工设备同时实现了多个孔的并行同时加工，成倍压缩了蚀刻电极的加工工时，提升了蚀刻电极上气孔的加工效率。在此基础上，通过对主轴的结构设置，对棒状电极的排列做了优化，实现了并行加工时更好的工艺性，降低了留下的单孔加工的作业量，因而优化了生产效率。

附图说明

图1为本发明的现有技术的蚀刻电极W的结构示意图；

图2为本发明的等离子蚀刻电极加工设备的结构示意图；

图3为本发明的等离子蚀刻电极加工设备的棒状电极11的结构示意图；

图4为本发明的等离子蚀刻电极加工设备的棒状电极11的截面示意图；

图5为本发明的等离子蚀刻电极加工设备的棒状电极11的工作示意图；

图6为本发明的等离子蚀刻电极加工设备的棒状电极11的截面示意图；

图7为本发明的等离子蚀刻电极加工设备的棒状电极11的截面的多种实施例方案；

图8为蚀刻电极上气孔的旋转阵列局部的示意图；

图9为图8中气孔在蚀刻电极中心的局部布局示意图；

图10为蚀刻电极上气孔的多边形阵列布局示意图；

图11为蚀刻电极W上气孔W1的多边形阵列的另一种方案的示意图；

图12为设置多个棒状电极11的主轴1的技术方案；

图13为多个棒状电极11在主轴1上的多种排布方式；

图14为主轴1的一种技术方案的结构示意图

图15为等离子蚀刻电极加工方法的工艺示意图；

图16为不同磨削层样式下气孔W1的工艺示意图。

图中，

W:蚀刻电极W1:气孔W2:钻头W11:料芯毛刺1:主轴2:工作台3:脉冲源11:棒状电极111:进液孔13:压力腔14:安装座141:动力腔142:驱动叶片15:轴向位置补偿装置

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在本说明书中，附图尺寸比例并不代表实际尺寸比例，其只用于体现各部件之间的相对位置关系与连接关系，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

现有技术中蚀刻电极W如图1所示，由于等离子蚀刻工艺中供应用于电离的气体的需要，蚀刻电极W上需要设置大量的气孔W1，使得蚀刻电极W在保证真空的等离子腔内的均匀电场的情况下，保证用于电离的气体的稳定均匀供应。这些用于通入气体的细微孔的直径约为0.25-0.50mm，然而其深度却可达10mm左右。一般地如背景技术所言，现有技术中，主要使用机械钻孔加工来制备蚀刻电极W上的气孔W1，通过钻头W2实现高长径比的气孔W1的加工，钻头W2一般用高硬度的聚晶金刚石钻头。这存在若干问题。首先是由于钻头的长度有限，钻头过长，其柔度增加，容易在钻孔时损坏，为此加工以上孔一般采用正反面钻孔贯通的方式。正反面钻孔不仅使得原有的钻孔工作量翻倍，而且需要二次装夹。细微孔的孔道形状会影响气体通过蚀刻电极W后的均匀性，因此正反面钻孔下，两个方向下钻成的半孔能否精确对准是非常重要的，如果出现错位，就会导致气孔W1出现内部台阶，有效通气面积降低，进而导致气孔W1通气效率降低，使得蚀刻电极W的通气均匀性受到影响。另一方面，使用钻头钻孔的技术方案受限于主轴大小以及加工精度，一般只能进行单主轴加工，因此一个加工步长内仅能完成单个钻孔作业，这严重影响了蚀刻电极W的生产效率。

基于此，本申请提供一种用于上述气孔W1加工的基于电火花加工工艺的超深孔加工装备以及加工方法，并藉此提高蚀刻电极W的制备效率。

本发明首先提供一种等离子蚀刻电极加工设备。如图2所示，等离子蚀刻电极加工设备包括定位蚀刻电极W的工作台2，以及于工作台2的工作面外移动设置的主轴1，主轴1上至少设置一个用于钻孔成型的棒状电极11，还包括脉冲源3，脉冲源3用于在蚀刻电极W与棒状电极11之间施加电脉冲。控制主轴1端部接近蚀刻电极W表面时，在电脉冲作用下于棒状电极11端部与蚀刻电极W之间产生火花放电，遂造成蚀刻电极W接近棒状电极11处的表面熔蚀与剥离。通过棒状电极11的不断进给配合周期性电脉冲造成的剥蚀，实现蚀刻电极W上气孔W1的单面一次成型。

基于以上等离子蚀刻电极加工设备，本发明还提供一种等离子蚀刻电极加工方法以改进蚀刻电极W的气孔W1的高效率且降低成本的加工制备。具体的该加工工艺一般包括如下步骤：

电火花打孔步骤：使用等离子蚀刻电极加工设备按照预定的布局加工蚀刻电极W上的气孔W1；等离子蚀刻电极加工设备可以一次加工单个电极，通过重复作业完成蚀刻电极W上所有气孔W1的加工，也可以使用多个棒状电极11，实现一次进给加工多个气孔W1，从而压缩气孔W1的整体加工时间。此时，多个电极之间的布局设置一般地需要针对气孔W1的具体阵列方式进行匹配设计。

端面磨削步骤：对蚀刻电极W的端面进行磨削加工处理。通过对蚀刻电极W的端面进行磨削处理，使得蚀刻电极W的端面达到需求的表面粗糙度。

一般而言，上述步骤之间的顺序是不限定，可以调换的。但是优选地，至少将远离棒状电极11进刀面一侧的端面磨削步骤设置在电火花打孔步骤之后。在此方案下，将蚀刻电极W的两侧端面的端面磨削步骤均设置在电火花打孔步骤之后亦可以接受。这里设置在电火花打孔之后的端面磨削可以是将原有的磨削工艺部分地设置在电火花打孔的后续过程中，比如将端面磨削中的粗磨仍然设置在电火花打孔前，而将端面磨削中的精磨设置在端面磨削之后。也可以是将端面磨削的整个工艺完整设置在电火花打孔之后进行，即在电火花打孔后完成粗磨、精磨的所有磨削工步。整体而言，由于将传统的机械钻孔变更为电火花钻孔，这可以在更厚的电极上保证气孔的高精度，大长径比加工，且同时更显著地提高气孔的制备效率。

此时如图15所示的工艺示艺图。当电火花打孔全部或者部分设置在端面磨削的后续流程中时，优选将中加工的气孔W1加工为盲孔，，盲孔的孔底深入至磨削时的去除层内，使得在后续的磨削工艺中，通过端面磨削去除表层材料，可以使得电火花打孔中的盲孔孔底可以暴露出来，形成气孔W1。一般不可避免地，在电火花蚀刻中棒状电极11也会发生损耗，因此棒状电极11的深度并不能精确确定，意即对于盲孔的孔深的精确确定实际上存在一定的困难，对此需要通过一定的进给补偿措施实现，同时结合前期针对相应半导体的实验数据确定棒状电极11的进给工艺以及进给终点，从而保证盲孔的底部保证位于蚀刻电极W的磨削区内又不致蚀透造成边缘解理崩裂的问题。一般的工艺设置是保证气孔底部距蚀刻电极(W)的磨削层外侧面的距离为1-2mm。，即所有的气孔W1均深入至蚀刻电极W的另一侧表面未做磨削处理前的表面距离大约1-2mm处。该工艺措施还可以进一步优化，来提升作业效率。即将气孔底部超出所述蚀刻电极(W)的另一侧表面待去除磨削层后的端面的深度至少为1-2mm，从而进一步降低无效钻孔所占用的时间。

之所以如上设置，存在几点原因。一是等离子蚀刻电极使用半导体材料，其作为极板，需要在真空腔内提供一定的偏压。因此等离子蚀刻电极的材料一般是硅以及硅基材料，比如硅、碳化硅等。类似材料的断裂伸长率很低，是典型的脆性材料，因此在加工过程中很容易出现非预期的破口与碎裂。尤其是在加工通孔等形貌时，考虑通孔在电火花加工下即将贯通的过程，此时，剩余的位于棒状电极11前方的待蚀除材料已经很薄，难以承受电火花放电时产生的应力，而由于蚀刻电极W的该侧端面缺少材料支撑，这一薄层的待蚀除材料会等不到电极对其进行蚀刻就在应力作用下崩裂并脱离蚀刻电极W本体，并同时造成在气孔W1的最后蚀通的一端开口处形成不规则边缘的破口。这不利于后续的表面处理，也可能在等离子蚀刻作用下导致破口处已经承受过应力的材料在蚀刻气体的腐蚀下脱落，污染真空腔。二是等离子蚀刻电极在电火花加工电极时需要工件台支撑电极，因此如果对棒状电极11做蚀透处理，难免会导致工件台表面也遭到棒状电极11的腐蚀。实际上这里存在一对矛盾，即如果要保证在蚀透的情况下，工件台不被腐蚀，那么工件台就需要在局部避让蚀刻电极W而不于蚀刻电极W的端面紧密接触，此时由于缺少工件台的支撑，在即将蚀透时，气孔W1端部的崩裂难以避免。而如果设置工件台与蚀刻电极W的端面紧密接触，那么可以在一定程度上优化崩裂导致的气孔W1边缘破口的问题，然而将不可避免地导致棒状电极11对工件台表面的腐蚀。最后，由于不需要蚀透蚀刻电极W，在每次进给加工气孔W1时，都节省了额外蚀透蚀刻电极W所需的时间，由于蚀刻电极W上的气孔很多，节省下的时间也是可观的。举例而言，一般情况下，一块蚀刻电极W上的气孔W1的数量约在1000pcs左右，加工气孔W1的进给量通常在0.2mm/s。如果在以上第一种情况下，即将蚀刻电极W加工至距蚀刻电极W的一侧未磨削面1-2mm停止，那么，意味着在蚀刻电极W上的蚀刻电极W的钻孔这一项就可以压缩至少1.5至3分钟，这只是粗略估计。同时这也没有考虑由于上述改进所带来的质量提升与工装的长期可用的优势。

一般棒状电极11从蚀刻电极W的哪一侧端面进入，从另一侧端面蚀透中的端面选择是任意的，换言之蚀刻电极W的两端面均可以作为棒状电极11钻孔的起始面。但是在实际情况下，蚀刻电极W一般具有图16的a、b两种典型样式。其中a样式中，蚀刻电极W位于真空腔内侧的表面与其外侧端面之间均为平面，此时，棒状电极11从两端面的任一端面处进刀的效果基本相同，只需要在另一侧进入磨削位置后停止即可。其中b样式中，情况是不同的。由于圆形真空腔的边缘效应等原因会导致真空腔内的等离子体分布不均匀。在此情况下，为了促进实现真空腔内等离子体的均匀分布，保证晶圆在真空腔内得到均一的蚀刻处理，可以通过蚀刻电极W的内表面的形貌设计对等离子体分布做适当的弥补。因而，蚀刻电极W的内侧端面可以呈曲面设置。具体可以参见图16的b样式中下端面阴影部分所示出的曲面状的磨削部分。在此情况下，优选地保证棒状电极11自蚀刻电极W的一侧端面进刀。在电火花打孔至进入磨削区内时停止并退出。然后在磨削蚀刻电极W的曲面端面时，使得气孔W1的另一端面暴露并穿透。最后，需要说明图15、16均出于示意清晰的目的，其各部分比例关系不代表实际的产品比例。

此外为了保证棒状电极11可靠运行，即在棒状电极11与蚀刻电极W之间进行受控的脉冲放电，而达到需要的通过脉冲放电剥蚀材料的效果，优选在棒状电极11加工气孔W1时在棒状电极11与气孔W1之间注入工作液绝缘，工作液可以使用切削液、油以及去离子水等。在棒状电极11进入气孔W1内后，由于棒状电极11与气孔W1之间间隙较小约为微米级，通过外部液流扩散的方式难以保证工作液进入到棒状电极11与气孔W1接触的空腔中。为此本申请还提供图3所示的技术方案，在棒状电极11中开设有贯通的进液孔111，进液孔111用于在电火花加工时向气孔W1内供应工作液以保证棒状电极11与蚀刻电极W之间低电流绝缘，而在周期性变化脉冲下，发生周期性的击穿实现对接触面的剥蚀。在棒状电极11装夹于主轴1上后，棒状电极11的进液孔111位于装夹侧的一端将对接主轴1上设置的工作液供应管路。一般地，在电火花加工过程中，进液孔111中的工作液将具有一定的水压，强制向棒状电极11的钻孔一端引射，在水压作用下，工作液从棒状电极11钻孔处端部具有的进液孔111的开口喷出，并经棒状电极11侧壁与蚀刻电极W侧壁之间的缝隙排出。这一过程中将钻孔剥蚀的固体颗粒转运至气孔W1外，避免了固体颗粒在气孔W1内积累造成的卡料以及导电不畅的问题。一般地强制通液的水压在5-7MPa左右，保证工作液具有足够的排出动力携带固体颗粒并排出。进液孔111在棒状电极11上至少设置一个，视情况可以设置多个。另外需要说明的是，棒状电极11的钻孔工序实际上可以以单个气孔W1为加工单位，每次进给仅加工一个气孔W1，这是可行的，但这不利于加工效率的进一步提升。因此一次加工进给加工单个气孔W1的方式仍在本申请的范围内，但是本发明仍有进一步改进的技术方案。图4示出了图3中具有两个进液孔111的情况。

如图5所示，在电火花加工时，当进液孔111的截面较大时，棒状电极11端部在对蚀刻电极W进行电火花剥蚀时由于电击穿的范围有限不能覆盖蚀刻电极W上进液孔111投影处，那么可能会在进液孔111所在位置留下蚀刻电极W的未被腐蚀的料芯毛刺W11。进一步的解决方案是控制棒状电极11沿其进给轴旋转，在旋转过程，可以避免棒状电极11的端面与蚀刻电极W之间不断变化接触时的周向角度，从而抑制由于进液孔111造成的料芯毛刺W11。进一步而言，即使棒状电极11已经被配置为绕棒状电极11的进给轴转动，也未必可以完全解决该问题。考虑图6的截面情况，由于进液孔111可能包含绕进给轴的同心圆，棒状电极11在旋转运动时并不能覆盖进液孔111在蚀刻电极W的投影位置，因此仍然可能在气孔W1中留下料芯毛刺W11。为此气孔W1上的料芯毛刺W11在设置时应当保证主轴1的沿进给轴的轴心位置避让出来，不处于开孔位置，而是具有棒状电极11的实体支撑物。比如图7中示出的多种截面所对应的技术方案。

实际上将棒状电极11转动设置不仅仅出于防止料芯毛刺W11产生的目的。另一方面，在工作液从进液孔111中喷出后，其最终夹带蚀刻电极W上剥离的固体颗粒从棒状电极11与气孔W1的壁面之间的间隙中喷出，在棒状电极11旋转设置时，由于工作液的静压效应，工作液是在间隙中螺旋排出的，这可以在气孔W1壁面与棒状电极11壁面之间形成动态稳定的流体膜层，使得旋转的棒状电极11保持稳定，减轻棒状电极11在工作面的晃动，除了提高精度外，也可以避免棒状电极11受较大的侧向力而破坏。旋转形成的稳定存在的流体膜层也可以保证棒状电极11与气孔W1的壁面之间不会在周向任何方向上直接接触而短路，因此可以保证稳定的电火花放电过程，从而保证气孔W1壁面的表面质量，并且降低因为工艺不稳定在气孔W1周围产生热应力的不均匀分布。

为了进一步提升等离子蚀刻电极加工设备的加工效率，主轴1上可以设置多组棒状电极11实现一定程度上的并行加工作业。首先确认蚀刻电极W上的气孔W1的布局。一般的，气孔W1的布局可以有多边形阵列或者旋转阵列两种。典型的旋转阵列布局如图8所示，沿的几何中心气孔W1呈同心圆排列向外拓展。图9是的局部示意图。若气孔W1以r的间距向外拓展，那么为了保证同心圆上的气孔W1的间距与r相差不大，则同心圆上的气孔W1的数量按增量为6拓展。即对于第i个同心圆，有其上气孔W1的数量为n_i＝6·i。

且可以计算出同心圆上气孔W1的间距c_i以及相邻气孔W1之间的夹角α_i：

且实际上有，当i＝1时，c₁＝r以及α₁＝2/3π；当i→∞时：

基于以上内容可以发现旋转阵列的气孔W1，其在各同心圆上排布时，布局参数，是不断变化的，仅在相应的同心圆上能够保证距离与角度参数相同，这一般可适应单钻头加工，通过工作转台分度实现同心圆上气孔W1的加工，然而对于每一层分度圆上气孔W1的加工，由于其数量各不相同，因此需要设置不同的分度值，不能实现同步转动加工。显然如果使用具有多个棒状电极11并行加工，那么由于在加工过程中不能灵活变更多钻孔的棒状电极11的位置，实际上使用多个棒状电极11并行加工的主轴1以及相应的加工方法很难适应于上述具有旋转阵列的气孔W1的蚀刻电极W的加工。

典型的多边形阵列布局如图10所示。气孔W1在蚀刻电极W上沿相应的行和列均匀分布，当行方向与列方向垂直时，气孔W1在蚀刻电极W上如图所示呈正交排布。排布时，气孔W1的行或者列也可以不设置为垂直的，比如图11所示的示意图。图11中示出了其行与列之间呈π/3角度交叉的情况。实际上，图11的排布方式与图8中示出的方式气孔W1的排列大体上具有一致性，因此效果上基本是等同的。比如经过简单分析可知，两者在单位面积内气孔W1的密度是基本一致的。

对于具有图10或者图11中的多边形阵列排布的气孔W1的蚀刻电极W，由于气孔W1的排布具有均匀分布的特点因此非常适合配合多棒状电极11的并行加工工艺。

对于具有多个棒状电极11的技术方案。其示意图如图12所示，在主轴1上以各棒状电极11的进给方向平行的方式设置多个棒状电极11实现同时进给，在一次加工中成型多个气孔W1，对于多个气孔W1，其传动结构以及供液或者供电回路可以集成或者独立设置。对于设置多个棒状电极11的技术方案。对棒状电极11的布置要求应当是使得棒状电极11在平移定位的过程中可以满足在蚀刻电极W截面内紧密镶嵌排布的要求，即能够保证经棒状电极11的平行可以无遗漏的覆盖完整的一块区域，而不会在区域上产生未被加工的待加工的蚀刻电极W，从而避免对遗漏孔的返工。图13视出了符合要求的多种棒状电极11的排布方式。对于具有正交排列的气孔W1，图3的a-e等种方式均可以实现紧密镶嵌，即在若干次钻孔后，其可以完整无遗漏地完成一片区域的气孔W1的加工(图中以不同灰度的实线区分加工次序)。这并不限于a、c、d、e方案中将四个棒状电极11相邻排列的技术方案。实际上，将多个棒状电极11之间间隔开若干个气孔W1的位置的技术方案也是可行的，图b、f示出了这样的技术方案，通过合理的设置主轴1在平面内的加工路径，同样可以实现气孔W1的紧密镶嵌加工，应当理解图中只是示意性地示出了间隔一个气孔W1钻孔的布置方案，间隔多个气孔W1的方案也是可行的。

一般的，间隔一个或者多个气孔W1来设置棒状电极11在多数情况下是必须的。原因在于，考虑到棒状电极11的尺寸大约在2.5-5mm，其间的间隔约为10-20mm。在此情况下设置设置多个棒状电极11的传动系统是存在困难的。因此为了布置棒状电极11并实现预期的进给与转动，棒状电极11之间通过间隔若干个气孔W1排列的方式获得更大的安装空间是必要的。当然这并非不存在缺点，对于图12所示出的并行多孔同时加工的技术方案，最终成型的区域是可能与气孔W1上的区域之间在边缘处有细微区别的。通常由于气孔W1在蚀刻电极W上排布的边缘与其排列方向是不对应的，比如图1中的大体呈圆形的边缘，因此，一般通过主轴1的并行加工会遗留下部分位于蚀刻电极W上边缘处的少量气孔W1待加工。极少量的这些孔可以通过使用独立的单个棒状电极11加工完成。不过随着主轴1上棒状电极11之间间隔的气孔W1的间距的增加，这一情况会在边缘处加剧，即会留下更多的孔影响加工效率。

进一步的，本申请提供一种可以解决以上问题的解决方案。如图14所示，为了实现在有限的空间内容纳棒状电极11以及驱动棒状电极11旋转所需的动力装置，本申请的棒状电极11使用高压工作液作为动力驱动棒状电极11转动实现了棒状电极11的驱动装置的小型化，通过集中提供高压工作液，工作液进入各棒状电极11的安装座中驱动安装座带动棒状电极11的旋转。具体的，主轴1包括一连通工作液供应管路的压力腔13，一般地，工作液经加压到3-5MPa后进入压力腔13中，多个安装座14以其转轴平行的方式设置在压力腔13内且可绕轴转动，棒状电极11由安装座14同轴夹持。安装座14具有贯通压力腔13与棒状电极11的进液孔111的动力腔141，在动力腔141中绕转轴周向设置有若干组与轴向呈角度的驱动叶片142，当高压工作液从压力腔13经动力腔141进入进液孔111时，冲击驱动叶片142，使得安装座14以及其夹持的棒状电极11绕轴转动。由于供用了工作液管路与驱动机构，这可以免去设置用于棒状电极11驱动的主轴或者用于分开驱动多个棒状电极11的传动机构，因此能够有效地降低安装座14的体积，使得棒状电极11之间不间隔气孔W1的排布成为可能，且可以简化主轴1中的整体结构。

进一步的，安装座14在压力腔13内可沿轴滑移，工作液沿轴冲击驱动叶片142后，将对棒状电极11产生一定的下压力。实际上多个棒状电极11同时加工时，不同的棒状电极11之间总会由于各种影响而产生不均匀损耗，这会导致在加工时，每个棒状电极11的长度并不是严格相等的，从而导致在加工气孔W1时，无法控制气孔W1的加工深度的一致性，当然在加工气孔W1时，由于气孔W1为通孔，这一影响并不明显。安装座14滑移设置后，工作液的冲击将使得棒状电极11在损耗不均匀时，始终保持与蚀刻电极W的击穿间隙，这一间隙可在棒状电极11压贴至蚀刻电极W表面后经工作液膜层形成，从而保证每个棒状电极11的稳定放电。同时也可以沿安装座14的转轴设置轴向位置补偿装置15，轴向位置补偿装置15可以是设置在压力腔13与安装座14之间的弹性部件，比如弹簧，对安装座14的受工作液冲击的位置进行补偿，轴向位置补偿装置15的等效刚度一般需要经过计算或者实验验证确定，保证其弹性可以在平衡驱动叶片142的冲击的同时，平衡工作液自棒状电极11出口喷射时在气孔W1内扩张的力量，保证棒状电极11与气孔W1的表面以适当的击穿间隙接触。

上述内容仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种等离子蚀刻电极加工方法，其特征在于，包括如下步骤:

电火花打孔步骤：通过电火花放电钻孔按照预定的布局加工蚀刻电极(W)上的气孔(W1)；

端面磨削步骤：对蚀刻电极(W)的端面进行磨削加工处理去除一定厚度的磨削层，使得蚀刻电极(W)的端面达到需求的表面粗糙度；

上述电火花打孔与端面磨削的加工顺序可以调换。

2.如权利要求1所述的等离子蚀刻电极加工方法，其特征在于，所述电火花打孔步骤设置在所述端面磨削步骤之前，所述电火花打孔中加工的气孔(W1)为盲孔，盲孔底部深入至所述磨削层内，在去除磨削层后，气孔(W1)成为通孔。

3.如权利要求2所述的等离子蚀刻电极加工方法，其特征在于，所述蚀刻电极(W)的一侧端面去除磨削层后呈曲面状，所述棒状电极(11)从所述蚀刻电极(W)的另一侧端面进刀加工所述气孔(W1)。

4.如权利要求2所述的等离子蚀刻电极加工方法，其特征在于，所述气孔底部距所述蚀刻电极(W)的磨削层外侧面的距离为1-2mm。

5.如权利要求2所述的等离子蚀刻电极加工方法，其特征在于，所述所述气孔底部超出所述蚀刻电极(W)的待去除磨削层后的端面的深度至少为1-2mm。

6.一种等离子蚀刻电极加工设备，其特征在于，包括

工作台(2)，工作台(2)用于定位待成型的蚀刻电极(W)；

主轴(1)，主轴(1)在工作台(2)的工作面外移动设置，主轴(1)上至少设置一个用于电火花钻孔的棒状电极(11)；

脉冲源(3)，脉冲源(3)用于在蚀刻电极(W)与棒状电极(11)之间施加电脉冲；

工作时，棒状电极(11)端部接近蚀刻电极(W)，在电脉冲作用下，棒状电极(11)端部与蚀刻电极(W)间通过放电实现蚀刻电极(W)的表面剥蚀。

7.如权利要求6所述的等离子蚀刻电极加工设备，其特征在于，所述棒状电极(11)中开设有若干个沿轴贯通的进液孔(111)，进液孔(111)用于在电火花加工时向棒状电极(11)端部供应工作液，所述棒状电极(11)工作时绕轴转动一周时；若干所述进液孔(111)能够使得所述棒状电极(11)的实体部分完全扫过棒状电极(11)沿轴在蚀刻电极(W)上的外圆投影。

8.如权利要求7所述的等离子蚀刻电极加工设备，其特征在于，所述主轴(1)设置若干组棒状电极(11)；若干组所述棒状电极(11)能够使得所述棒状电极(11)加工的气孔(W1)紧密覆盖蚀刻电极(W)的相应区域。

9.如权利要求7所述的等离子蚀刻电极加工设备，其特征在于，所述主轴(1)包括

压力腔(13)，压力腔(13)连接工作液供应管路；

若干安装座(14)，若干安装座(14)在压力腔(13)内以安装座(14)的转轴平行的方式在压力腔(13)内转动设置；安装座(14)同轴夹持棒状电极(11)，安装座(14)内设动力腔(141)；动力腔(141)连通压力腔(13)与棒状电极(11)的进液孔(111)；

所述动力腔(141)内设置有受工作液冲击驱动安装座(14)转动的驱动叶片(142)。

10.如权利要求9所述的等离子蚀刻电极加工设备，其特征在于，所述安装座(14)在主轴(1)上沿轴滑移设置，所述主轴(1)还包括轴向位置补偿装置(15)，所述轴向位置补偿装置(15)为设置在压力腔(13)与安装座(14)之间的弹性部件，补偿棒状电极(11)的轴向位置。