电解加工用分流辅助硅电极、电解加工系统及方法

    公开(公告)号:CN115138932B

    公开(公告)日:2024-07-02

    申请号:CN202210926868.9

    申请日:2022-08-03

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了电解加工用分流辅助硅电极、电解加工系统及方法。该硅电极包括:硅基体、绝缘层和金属层。硅基体包括夹持部和加工部,加工部远离夹持部一端的端面被设置为阴极面;硅基体表面上位于电极供电导电区外和阴极表面外的区域设有绝缘层;金属层包括电极供电导电端、分流阳极层、引线和阳极引出端,电极供电导电端设在位于电极供电导电区的硅基体上,分流阳极层位于加工部的绝缘层上,引线和阳极引出端位于夹持部的绝缘层上。该硅电极通过在阴极面一侧的绝缘层外设置分流阳极层来降低加工间隙外的杂散电流,使工件表面电流集中分布在加工间隙内,能够在不影响加工效率的同时约束材料蚀除范围,提高加工定域性和加工精度。

    一种电解加工用的可编程硅电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN114054872B

    公开(公告)日:2022-12-02

    申请号:CN202110606751.8

    申请日:2021-06-01

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明属于特种加工技术领域,涉及一种电解加工用的可编程硅电极及其制备方法。本发明的可编程硅电极由由重掺杂硅基体、绝缘层、外部隔离层、中间隔离层、导电单元阵列、连接线、导电引出阵列和电极供电端组成。利用电极侧壁面分布的辅助电极单元作为电极使用,可以直接对孔的侧壁进行加工;通过改变辅助电极单元的通电控制,在线对加工的变截面孔的内部形状进行在线编程控制,使得该电极可以面向多种具有不同内部形状的变截面孔加工。本发明的制备方法,通过刻蚀、沉积工艺得到电极基体、检测单元和绝缘层,工艺较成熟,因此具有大批量制作的应用潜力。

    一种电解加工用的纳米尺度多晶硅工具电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN113649657B

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202110606852.5

    申请日:2021-06-01

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明属于特种加工技术领域,尤其涉及一种电解加工用的纳米尺度多晶硅工具电极及其制备方法。本发明采用MEMS领域中的沉积工艺,在图形化牺牲层上沉积尺寸为几十‑几百纳米的图形化多晶硅层,然后对图形化多晶硅层进行掺杂,将图形化牺牲层去除后得到用于纳米电解加工的工具电极。本方法制备的多晶硅工具电极,由于硅材料硬度高,刚度大,在微细尺寸下可以保证不发生形变,加工精度优于金属电极。本发明的晶硅工具电极,加工过程成本低,可重复性好,在微加工领域具有广阔的应用前景。本方法涉及的硅微细加工工艺已经相当成熟,可以进一步缩小工具电极的特征尺寸;通过刻蚀工艺在硅片上得到电解加工用的纳米工具电极,具有大批量制作的应用潜力。

    集成电解液pH值检测单元的硅电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN114682864A

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202210194790.6

    申请日:2022-03-01

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了一种集成电解液pH值检测单元的硅电极及其制备方法。所述硅电极包括重掺杂硅基体、隔离层、键合层、pH值检测单元和绝缘层。本发明通过在硅电极上设置pH值检测单元,使得该硅电极集电解加工、侧壁绝缘、pH值检测单元于一体,在电解加工的同时实时监测间隙内电解液的pH值,用于反映电解加工间隙内沉淀物含量,解决了微细电解加工状态无法监测的难题,可实现加工检测一体化。

    一种电解加工用的可编程硅电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN114054872A

    公开(公告)日:2022-02-18

    申请号:CN202110606751.8

    申请日:2021-06-01

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明属于特种加工技术领域,涉及一种电解加工用的可编程硅电极及其制备方法。本发明的可编程硅电极由由重掺杂硅基体、绝缘层、外部隔离层、中间隔离层、导电单元阵列、连接线、导电引出阵列和电极供电端组成。利用电极侧壁面分布的辅助电极单元作为电极使用,可以直接对孔的侧壁进行加工;通过改变辅助电极单元的通电控制,在线对加工的变截面孔的内部形状进行在线编程控制,使得该电极可以面向多种具有不同内部形状的变截面孔加工。本发明的制备方法,通过刻蚀、沉积工艺得到电极基体、检测单元和绝缘层,工艺较成熟,因此具有大批量制作的应用潜力。

    液滴附壁化学加工的石英玻璃回转体工件的表面修饰方法

    公开(公告)号:CN113955945A

    公开(公告)日:2022-01-21

    申请号:CN202111222046.4

    申请日:2021-10-20

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了一种液滴附壁化学加工的石英玻璃回转体工件的表面修饰方法,包括:将工件装夹在主轴上,主轴带动工件绕中心线旋转;在管口处产生凸出的腐蚀液滴,液滴与工件表面接触,控制液滴的半径保持稳定;根据液滴与工件表面的接触面积以及工件的加工目标表面粗糙度要求,确定工件的相对线速度下限v;由相对线速度下限v以及工件的回转半径确定主轴转速下限N;控制主轴的转速≥N,并控制液滴中心点相对运动对工件表面进行加工,且液滴中心与工件表面的距离保持不变;检测管口处的液滴的流量信号变化,若超过阈值,视为完成对工件的表面修饰。采用该方法可得无微裂纹、无变质层、表面光滑的石英玻璃回转体工件,且操作简便,可控性好。

    一种电解加工用的纳米尺度多晶硅工具电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN113649657A

    公开(公告)日:2021-11-16

    申请号:CN202110606852.5

    申请日:2021-06-01

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明属于特种加工技术领域,尤其涉及一种电解加工用的纳米尺度多晶硅工具电极及其制备方法。本发明采用MEMS领域中的沉积工艺,在图形化牺牲层上沉积尺寸为几十‑几百纳米的图形化多晶硅层,然后对图形化多晶硅层进行掺杂,将图形化牺牲层去除后得到用于纳米电解加工的工具电极。本方法制备的多晶硅工具电极,由于硅材料硬度高,刚度大,在微细尺寸下可以保证不发生形变,加工精度优于金属电极。本发明的晶硅工具电极,加工过程成本低,可重复性好,在微加工领域具有广阔的应用前景。本方法涉及的硅微细加工工艺已经相当成熟,可以进一步缩小工具电极的特征尺寸;通过刻蚀工艺在硅片上得到电解加工用的纳米工具电极,具有大批量制作的应用潜力。

    加工检测一体化硅电极及其制备方法

    公开(公告)号:CN111805024B

    公开(公告)日:2021-09-10

    申请号:CN202010535417.3

    申请日:2020-06-12

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了一种加工检测一体化硅电极及其制备方法。所述硅电极包括重掺杂硅基体、绝缘层、隔离层、温度检测单元和电导率检测单元;重掺杂硅基体包括电极夹持部分和电极加工部分;所述电极夹持部分远离电极加工部分的一端的正面设置有电极供电导电端、温度信号引出端和电导率信号引出端;电极加工部分的正面表面设置有隔离层,并延伸至电极夹持部分的表面上;温度传感单元和电导率传感单元设置在电极加工部分靠近电极端面一端的表面隔离层上。该硅电极在进行电解加工的同时,还能检测间隙内电解液的电导率或者同时检测间隙内电解液的温度和电导率,用以反映加工间隙、电解产物排出情况等加工状态。

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