微细硅工具电极的制备及其微细电解加工实验

【作者】 刘国栋； 李勇； 孔全存； 佟浩； 钟昊；

【机构】 清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室； 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院；

【摘要】 在微细电解加工中,工具电极尺寸及侧壁绝缘层对微结构加工的尺寸和形状精度具有重要影响。本文提出一种采用重掺杂单晶硅作为工具电极基体、二氧化硅/氮化硅作为绝缘层的硅工具电极用于微细电解加工。设计了利用体硅湿法腐蚀实现电极基体成形,化学气相沉积制备绝缘层的微细硅工具电极制备工艺。初步实验得到了电极加工部尺寸为100μm左右,绝缘层厚度为800nm的硅工具电极。利用高速旋转的微细硅工具电极在18CrNi8上加工出微细沟槽结构和微细通孔。微细槽深度为160μm,其侧壁与竖直面锥角小于5.5°。微细孔直径约为145μm,其锥角为0.58°。实验结果验证了侧壁绝缘层对杂散腐蚀抑制作用的有效性。经过96min的持续加工试验,电极绝缘层保持了可靠的绝缘效果。更多还原