[发明专利]一种抑制微细电化学加工杂散腐蚀的加工装置和方法

权利要求书

1.一种抑制微细电化学加工杂散腐蚀的加工装置，其特征在于，包括：

储液槽，用于放置电化学加工过程中使用的电解液，待腐蚀金属件安放在储液池中，被所述电解液浸没；

微细加工电极，所述微细加工电极与所述待腐蚀金属件相对安置；

高频脉冲电源，用于在所述微细加工电极和所述待腐蚀金属件之间加载高频脉冲电信号，使得所述电解液在所述待腐蚀金属件上加工；

垂直位移台，用于带动所述微细加工电极实现加工所需的垂直进给运动；

绝缘罩，所述绝缘罩包围在所述微细加工电极的外围；

三维位移台，用于带动所述绝缘罩和所述垂直位移台实现水平的xy向以及垂直的z向运动；

其中所述绝缘罩的垂直位置由所述三维位移台的z向运动控制，所述微细加工电极的垂直进给运动由所述垂直位移台控制，所述微细加工电极的平面扫描运动由所述三维位移台的xy向运动控制。

2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述微细加工电极的尖端的圆角半径为10～500nm。

3.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述微细加工电极为钨、铂或金制作的针状或圆柱状电极。

4.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述电解液为硝酸盐或氯化物或碱电解溶液。

5.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述绝缘罩的内径比所述微细加工电极外径大1-2μm。

6.根据权利要求5所述的加工装置，其特征在于，所述绝缘罩与所述微细加工电极同心定位。

7.根据权利要求1至6任一项所述的加工装置，其特征在于，所述高频脉冲电源参数包括电压幅值为1～5V，频率为1～500MHz，脉冲宽度为0.5ns～500ns，加工电流密度值为2～10mA/cm²。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述的加工装置的微细电化学加工方法，其特征在于，包括：

所述三维位移台z向带动所述垂直位移台和所述绝缘罩移动，使所述绝缘罩移动到所述待腐蚀金属件上侧；

在所述微细加工电极和所述待腐蚀金属件之间加载高频脉冲电信号，所述三维位移台xy向带动所述垂直位移台携所述微细加工电极按照预先制定的路径在所述待腐蚀金属件上扫描加工，所述垂直位移台z向带动所述微细加工电极相对于所述待腐蚀金属件垂直进给加工。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，在开始水平加工之前，先使所述微细加工电极相对于所述待腐蚀金属件垂直进给，通过监测所述微细加工电极与所述待腐蚀金属件间的电流值来控制所述微细加工电极与所述待腐蚀金属件的相对进给速度，在检测到电流发生突变前按照第一速度进给，在检测到电流发生突变后按照低于所述第一速度的第二速度进给并以设定的加工电流密度进行加工，达到结构所需的加工深度。

10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述第一速度为5～20μm/s，所述第二速度为1～10μm/s。

11.根据权利要求8至10任一项所述的加工方法，其特征在于，当需要进行铣削侧壁加工时，所述垂直位移台z向带动所述微细加工电极伸出于所述绝缘罩之外足够的长度，以实现铣削侧壁加工。