CN1335659A - 微细电火花成形电极的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种微细电火花成形电极的制造方法,其中包括如下步骤:(1)在导电基底上涂上一层厚度为毫米、亚毫米量级的光刻胶;(2)置于掩模下曝光;(3)显影,得到胶结构;(4)在胶结构上电镀金属或合金;(5)去胶,得到微细电极。
Description
本发明涉及电火花成形电极，具体地说，是微细电火花成形电极的制造方法。
微细电火花加工与常规电火花加工相比，其加工尺寸可达微米量级，是制造微型机械的重要方法之一。微细电火花加工的首要条件之一是微细成形电极的制造。已有的制造方法之一是将市售圆截面金属细丝矫直，由于细丝的均匀性、表面光洁度等达不到要求，用于微细加工的极少。制造方法之二是用拉丝模拉制，虽然可以加工异形电极，但拉制细丝的质量仍然难以控制。比较有效的方法是采用工具电极旋转，并与金属块反拷的方式加工圆柱形电极，停止旋转也可以加工某些异形电极。以线电火花磨削代替金属块反拷，可以得到更小尺寸的圆柱形电极及较高的尺寸和形状精度。但是这一方法可加工的电极形状非常受限，而且加工的异形电极尺寸精度难以提高。
本发明的目的是，提供一种微细电火花成形电极的制造方法，该方法可以高精度加工微细电极，包括异形电极。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明一种微细电火花成形电极的制造方法，该方法的步骤如下：
(1)在导电基底上涂上一层厚度为毫米、亚毫米量级的光刻胶；
(2)置于掩模下曝光；
(3)显影，得到胶结构，
(4)在胶结构上电镀金属或合金，
(5)去胶，得到微细电极。
所述光刻胶的方案之一是对X光敏感的有机玻璃胶；
所述光刻胶的方案之二是对紫外线敏感的SU8胶、AZ4650胶等。
所述电镀金属是铜、银、金、镍等。
所述电镀合金是镍钨合金、钴钨合金等。
为进一步说明本发明的技术特征及其所能达成的功效，以下结合附图对本发明作一详细的描述，其中：
图1是本发明微细成形电极制造方法的流程图；
图2是本发明实施例中间步骤得到的光刻胶结构的扫描电镜照片；
图3是本发明实施例最后步骤得到的微细电极的扫描电镜照片。
首先请参阅图1所示，为本发明微细成形电极制造方法的流程图。
本发明微细电火花成形电极的制造方法，其制造过程由涂胶、曝光、显影、电镀和去胶五个步骤构成。
步骤1：在导电基底2上涂上一层厚度为毫米、亚毫米量级的光刻胶1；
步骤2：置于掩模4下曝光；
步骤3：显影，得到胶结构；
步骤4：在胶结构上电镀金属或合金5；
步骤5：去胶，得到微细电极。
对于有机玻璃光刻胶，X光波长约0.2nm，曝光强度大于4kJ/cm2对于SU8胶、AZ4650胶，紫外线波长小于450nm，光源强度约1000W。对于不同光刻胶，采用相应专用显影液和去胶液。电镀在电镀槽中进行，参数与普通电铸的相同。
其中所述的电镀金属是铜、银、金、镍等，所述电镀合金是镍钨合金、钴钨合金等。
请再参阅图2所示，是本发明实施例中间步骤得到的光刻胶结构的扫描电镜照片。
图中已标出水平标尺，垂直尺寸由水平尺寸除以0.7得到。图中米字结构有机玻璃光刻胶高度为480μm，右边米字线宽为30μm，左边米字线宽为50μm。在甲基丙烯酸甲酯单体中加入0.2％的过氧化二苯甲酰引发剂，在金属钛基底上用浇铸法涂胶，厚度约500μm，110℃下固化7小时，得到光刻胶。X光波长约0.2nm，光刻胶表面曝光强度约20kJ/cm2，显影液中40℃下显影约1小时。光刻胶表面溅射约20nm的金，方可进行扫描电镜观察。扫描电镜观察时，电子加速电压为20kV，放大倍数为110倍。
请再参阅图3所示，是本发明实施例最后步骤得到的微细电极的扫描电镜照片。
图中已标出水平标尺，垂直尺寸由水平尺寸除以0.7得到。图中铜电极高度为530μm，四角小孔直径为400μm。直至显影的实验参数与第一实施例相同。在硫酸铜电镀液中镀铜(电镀液配方为200克/升的五水硫酸铜中加入25毫升的硫酸)，电流密度为10mA/cm2，温度为35℃，与一般的电铸一样，应进行循环过滤、定期除杂、阴极移动等，当铜从有机玻璃胶结构中长出来时，停止电镀，表面研磨至所需光洁度，在氯仿中超声波作用足够时间去除有机玻璃，就得到铜电极。扫描电镜观察时，电子加速电压为16.1kV，放大倍数为14.1倍。
本发明的制造方法有几个明显优点：
一、是可以得到任意二维图形的成形电极；
二、是图形尺寸精度高；
三、是电极侧面表面光洁度高、垂直性能好；
四、是重复加工精度高；
五、是可一次性加工许多电极。
Claims (4)
1、一种微细电火花成形电极的制造方法，其特征在于，其中包括如下步骤：
(1)在导电基底上涂上一层厚度为毫米、亚毫米量级的光刻胶；
(2)置于掩模下曝光；
(3)显影，得到胶结构；
(4)在胶结构上电镀金属或合金；
(5)去胶，得到微细电极。
2、根据权利要求1所述的一种微细电火花成形电极的制造方法，其特征在于，其中步骤(1)所述光刻胶是对X光敏感的有机玻璃胶或是对紫外线敏感的SU8胶、AZ4650胶。
3、根据权利要求1所述的一种微细电火花成形电极的制造方法，其特征在于，其中步骤(4)所述电镀金属是铜、银、金、镍。
4、根据权利要求1所述的一种微细电火花成形电极的制造方法，其特征在于，其中步骤(4)所述电镀合金是镍钨合金、钴钨合金。
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