[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

说明书

一种自动精密电化学蚀刻方法，主要通过参数设置、工件自动定位、初始值采集、计算蚀刻电流做功量以及对初始值调整等步骤实现精密蚀刻的过程控制，从而对待处理工件进行精密蚀刻。本发明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进行精密蚀刻的闭环控制过程，从而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；此外，本发明还涉及实施该自动精密电化学蚀刻方法的自动精密电化学蚀刻设备。本发明极大提高了电化学蚀刻的精度和电化学蚀刻过程控制的稳定性以及蚀刻效率，并大大降低了蚀刻成本。

技术领域

本发明涉及一种自动精密电化学蚀刻方法，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；此外本发明还涉及一种实现该自动精密电化学蚀刻方法的自动精密电化学蚀刻设备。

背景技术

随着电子技术的发展，对于电子工件的精度的要求越来越高，因此就需要在制作过程中对电子工件的输出性能的初始值进行进一步调整，从而控制工件的输出特性，实现所需的功能，比如电阻应变计。电阻应变计(以下简称应变计)是利用“电阻-应变”原理的敏感元件，通常采用基底制备、曝光、腐蚀等工艺方法形成应变计图形结构单元。由于箔材轧压和应变计制造误差，导致敏感栅厚度、宽度等会存在微米至纳米级分散，应变计腐蚀成型后电阻值无法全部到达到标称阻值，总是存在一定的偏差，无法直接用于测试测量。为了保证应变计阻值满足应用要求，需要对其阻值进行调整达到标称值。

而目前常用的应变计阻值调整的方法有手工机械研磨方法、半自动化机械研磨法、手工化学腐蚀调整方法。

而上述方法或设备调阻效率低、劳动强度大、加工过程中人为因素对应变计敏感质量影响较大，无法满足高品质应变计高效批量工业化生产的需求，虽然半自动化机械研磨设备能够代替一部分工人操作，但依然无法改善上述问题。

由于上述方法的缺点，现在也出现了通过电化学腐蚀式应变计自动调阻的方法以及装置。如专利号为ZL201220446765.4的实用新型专利，其公开了一种电化学腐蚀式应变计自动调阻设备，该实用新型专利由于结构和电路控制的局限性只能采用单通道进行调阻，这种单通道模式效率低；而且也不能精确地控制对应变计的调阻过程。另外，由于其调阻和测量是固定在一起的，当腐蚀液滴入应变计丝栅表面的时候，将导致腐蚀液流入测量用的探针上，严重影响阻值测量精度，无法准确实时的测量到应变计的真实阻值，从而无法控制阻值的调整量。

发明内容

为克服上述处理方法对电子工件的输出特性调整过程中出现的调阻效率低、劳动强度大、加工过程中人为因素对加工工件的质量影响较大的问题，以及目前电化学腐蚀的方式难以控制腐蚀精度的缺点，本发明提供一种自动精密电化学蚀刻方法，主要包括以下步骤：

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；