[发明专利]一种自动精密电化学蚀刻方法及自动精密电化学蚀刻设备

权利要求书

1.一种自动精密电化学蚀刻方法，包括以下步骤：

参数设置：根据工件的版型及需求对工件的调整参数进行设置；根据机械结构的位移偏差标定，对机械结构的标定参数进行设定；根据工件的版型对其版型参数进行设置；

工件定位：将预留有定位孔的工件放置在工件放置台上，使工件放置台上的预留孔与工件上的定位孔重合，并根据预先设定的蚀刻装置位置偏移量将工件自动移动到蚀刻起始位置，完成定位动作；

通常在工件的两个对角设计定位孔，利用两个点来约束工件的放置位置；

初始值采集：将电路控制模块与测量装置进行电连接，使测量装置上的测量探针与工件接触，然后电路控制模块对工件的初始值，即当前阻值或电压值进行采集；

计算蚀刻电流做功量：计算出参数设定的工件的目标值和实际采集到的工件当前初始值之间的差值，即得出当前工件所需调整量，然后再根据所需调整量计算出蚀刻过程中电流需要的做功量；

对初始值调整：将电路控制模块与蚀刻装置进行电连接，根据计算出来的电流做功量，蚀刻控制单元通过蚀刻装置上的电极自动施加电流向待调整工件进行做功，实现精密蚀刻的过程控制；

其特征在于，在对初始值调整步骤中，通过比较预先计算出来的电流做功量和实际蚀刻过程中电流实际做功量来实现精密蚀刻的闭环控制过程，即当电流实际做功量达到或超过预定值时，电路自动切断蚀刻装置的电流，来实现电化学蚀刻的精确控制；其中，通过采用VCO转换法来精确地获取蚀刻过程中蚀刻电流实际做功量，以对工件的减薄量进行精确地控制。

2.如权利要求1所述的精密电化学蚀刻方法，其特征在于所述VCO转换法为：在蚀刻电流阴极回路中串联一个精密采样电阻，对该精密采样电阻的电压进行采样，通过采集的所述精密采样电阻的电压来控制压频转换器的振荡频率，从而获得压频转换器输出的脉冲数量，该脉冲数量与电流的做功量呈现出线性的比例关系，在获得电流做功所产生的脉冲个数之后，通过脉冲个数计算出电流实际做功量。

3.如权利要求1所述的自动精密电化学蚀刻方法，其特征在于在所述初始值采集和所述对初始值调整步骤中，采用独立多通道的测量装置和蚀刻装置，可同时对多个工件独立地进行蚀刻和测量操作。

4.如权利要求1所述的自动精密电化学蚀刻方法，其特征在于在所述初始值采集步骤中采用比较法来获取工件的当前阻值，所述比较法是：在电路控制模块的测量电流中设置一个标准电阻，将所有待测电阻与该标准电阻进行比较并计算出当前实际阻值。

5.如权利要求1所述的自动精密电化学蚀刻方法，其特征在于在计算蚀刻电流做功量的步骤中，采用电流做功积分法得到完成待调整工件达到其所需输出值所需要的做功量，即调整电阻类工件的输出阻值即根据公式ΔR≈K(∫Idt)2，在已知阻值调整量ΔR的情况下，通过对调阻电流(I)进行积分来得到电流的做功量，从而控制对工件的减薄量，从而改变其电阻输出特性。

6.如权利要求1所述的自动精密电化学蚀刻方法，其特征在于在所述对初始值调整的步骤中，蚀刻电流由恒流源提供，从而保护被蚀刻的工件不受到过大蚀刻电流的损伤，提高蚀刻的均匀性。