[發明專利]一種微米級局域電化學沉積裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 202011142943.X
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112251779B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 許金凱;孫曉晴;任萬飛;于化東;田坤
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: C25D1/00
• 分類號: C25D1/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

1.一種微米級局域電化學沉積裝置，其特征在于，包括氣浮平臺(1)，所述氣浮平臺(1)上設置有位置移動組件(2)，所述位置移動組件(2)包括與氣浮平臺(1)連接的X向運動單元(202)，所述X向運動單元(202)上連接有直角換向塊(203)，所述直角換向塊(203)的豎直端面固定Z向運動單元(204)，所述Z向運動單元(204)上設置有Y向運動單元(205)；

所述Z向運動單元(204)遠離Y向運動單元(205)的一側設置有電化學反應系統(3)，所述電化學反應系統(3)的上方設置有打印系統(6)，下方設置有微陽極系統(7)，且所述打印系統(6)和微陽極系統(7)相互配合工作；

所述電化學反應系統(3)的一側設置有電解質溶液供給系統(5)，且所述電解質溶液供給系統(5)與電化學反應系統(3)連接；所述電化學反應系統(3)包括L形轉接塊(301)和電化學反應池(302)，所述L形轉接塊(301)一端面與Y向運動單元(205)的滑塊(213)通過螺栓連接，所述電化學反應池(302)設置在L形轉接塊(301)另一端面上部；

所述氣浮平臺(1)上還設置有中央控制單元(8)，所述中央控制單元(8)內部設置有加工程序，且所述加工程序與位置移動組件(2)、電化學反應系統(3)、電解質溶液供給系統(5)、打印系統(6)和微陽極系統(7)通過數據線或無線通信連接，以控制加工時間和加工順序；

所述打印系統(6)包括納米流體供給裝置(601)、納米流體輸送裝置(602)和探針(603)，所述納米流體供給裝置(601)安裝在氣浮平臺(1)上，所述納米流體輸送裝置(602)的一端安裝在納米流體供給裝置(601)上，另一端安裝有探針(603)；

所述探針(603)針頭伸入電化學反應池(302)混合溶液內部；

所述微陽極系統(7)包括微陽極導軌(701)、微陽極滑塊(702)、脈沖輔助電極(703)，所述微陽極導軌(701)通過螺栓固定在氣浮平臺(1)上，所述微陽極滑塊(702)滑動設置在微陽極導軌(701)上；

所述脈沖輔助電極(703)一端與微陽極滑塊(702)連接，另一尖端與L形轉接塊(301)接觸，且脈沖輔助電極(703)尖端的X、Y坐標與探針(603)一致，并且具有主動跟隨功能，控制脈沖輔助電極(703)尖端同步跟隨電化學反應池(302)在Z方向上的運動。

2.根據權利要求1所述的微米級局域電化學沉積裝置，其特征在于，所述X向運動單元(202)、Y向運動單元(205)以及Z向運動單元(204)均包括底板(211)、導軌(212)、滑塊(213)、絲杠(214)和電機(215)，所述電機(215)主軸末端與絲杠(214)連接，所述絲杠(214)與滑塊(213)連接，所述滑塊(213)設置在導軌(212)上，且滑塊(213)沿導軌(212)方向往復移動。

3.根據權利要求2所述的微米級局域電化學沉積裝置，其特征在于，所述氣浮平臺(1)上通過螺栓與墊塊(201)連接，所述X向運動單元(202)通過螺栓與墊塊(201)連接；

所述直角換向塊(203)通過螺栓固定在X向運動單元(202)的滑塊(213)上，在直角換向塊(203)的豎直端面通過螺栓固定Z向運動單元(204)，所述Z向運動單元(204)的滑塊(213)上通過螺栓設置有Y向運動單元(205)。

4.根據權利要求1所述的微米級局域電化學沉積裝置，其特征在于，所述電化學反應系統(3)還包括參比電極(303)；

電化學反應池(302)內部填充有H₂SO₄與HCl的混合溶液，所述參比電極(303)插入電化學反應池(302)中；

所述電化學反應池(302)與電解質溶液供給系統(5)連接。

5.根據權利要求1所述的微米級局域電化學沉積裝置，其特征在于，所述X向運動單元(202)、Y向運動單元、Z向運動單元以及微陽極系統(7)內部均設置有壓電陶瓷精密移動部件。

6.根據權利要求4所述的微米級局域電化學沉積裝置，其特征在于，所述L形轉接塊(301)和電化學反應池(302)均由塑料ABS材料制成。