[发明专利]一种金属微小柱状体阵列的固定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柱状体阵列的固定安装方法，尤其涉及一种金属微小柱状体阵列的固定方法。

背景技术

在工业生产与科研实践中，经常需要把数根金属微小柱状体规则地固定在一起，形成阵列，以达到某些特定的使用目的。例如，用于测定生物信号的生物电极阵列。又如，用于进行微小群孔成形的电火花/电解加工柱状电极阵列或机械冲压头阵列。由于上述实践所用的金属微小柱状体尺寸小，刚度低，且常常数量众多，用常规的方法极难有效可靠地把它们规则地固定起来，形成阵列，目前一般是以“整体一次性形成阵列的方式”来制造这些金属微小柱状体阵列，如电火花加工反拷法、电解加工反拷法和电火花线线切割法等。但是，由于特别受流场、电场及加工产物排除情况等因素影响的上述制造方法，在进行金属微小柱状体加工时无法实现流/电场的均匀分布和加工产物的高效排除，加之加工间隙小，控制因素繁杂，制造成形的金属微小柱状体常常大小、长短不一，严重影响使用效果。显然，采用单根制造后固定集成的方法能很大程度上解决金属微小柱状体阵列内个体之间的几何形状与尺寸差异，但如何把这些极易受力、受热变形的细小金属柱状体可靠且能相互导电连通地固定集成起来形成阵列，有非常高的难度。为此，本专利提供了一种操作简单、成本低且可靠性强的金属微小柱状体阵列固定方法。

发明内容

本发明为解决金属微小柱状阵列的可靠高效安装固定问题，提供了一种操作简单、成本低且可靠性强的金属微小柱状体阵列固定方法。

本发明的技术方案为：

一种金属微小柱状体阵列的固定方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a) 把数根金属微小柱状体阵列规则地插在石蜡层上，使金属微小柱状体根部外露在石蜡层表面；

(b) 在外露有金属微小柱状体根部的石蜡层表面镀覆一定厚度的金属层；

(c) 融化去除石蜡层。

上述步骤中，所述的金属微小柱状体的最大横截面外接圆直径小于1mm。比较大的金属柱状体因较能耐受力与温度变化的作用，且易于夹持，可以采用锡铸或其他机械方式进行固定。

所述的石蜡层的厚度大于1mm，以便能有效支撑住插在其中的金属微小柱状体阵列。

所述的金属微小柱状体根部外露在石蜡层表面的长度大于10μm。这样，在后续的镀覆金属层步骤中，通过镀覆的金属把一定长度的外露端埋入固定金属层内，从而通过此既固定住各金属柱状体，又能借助固定金属层的导电性，使各柱状体之间实现导电连通。根部外露在石蜡层表面的长度需根据拟固定的金属微小柱状体的大小与长度进行变化，大或长的金属微小柱状体要相应地增加其根部预留长度。

所述的金属层的镀覆工艺为化学镀、电镀等工艺实施温度低于45℃的低温处理工艺。由于石蜡质软、不导电且熔点通常小于47℃，需要在低温下进行进行金属层镀覆与加厚，以避免被镀覆的石蜡层熔化。如果采用电镀工艺进行金属层镀覆，需先对被镀覆的石蜡层表面进行导电化处理（工艺温度低于45℃）,使之具有导电性。

所述的金属层厚度要大于等于10μm，以能有效固定支持住金属微小柱体阵列。金属层厚度需根据被固定金属微小柱状体的长度与大小作相应的调整。一般而言，金属微小柱状体越长、越大，金属层厚度就越大。镀覆的金属可以是铜、镍、铁及其合金等能低温沉积的各类金属。

本发明通过先在质软且易于熔化的石蜡层上插入拟固定安装的金属微小柱状体阵列，并预留一定长度的柱状体根部，然后对预留有根部的石蜡层表面镀覆金属层，以通过镀覆的金属把预留出的柱状体根部固定起来，并实现电导通。这样就把金属微小柱状体阵列可靠且能电导通地联为一整体。

与现有的其他技术相比，本发明技术方案的有益效果为：

1.操作简单，成本低。本专利选用价廉、质软且易熔的石蜡作为中间媒介物，以方便地对拟固定安装的金属微小柱状体进行规则地预定位。金属材质的微小柱状体质软的石蜡上插入固定，受力小，不易变形，且易于调整。此外，直接利用常用的生产工艺，如电镀、化学镀等在石蜡上进行金属镀覆，工艺成熟，操作简单，成本低，且金属镀覆后，石蜡极易熔化去除。 2.高效可靠。本专利通过低温的电镀或化学镀工艺形成的金属把金属微小柱状体埋入在金属层内，结合力强，可靠性高，且在此过程中，受力与热的作用非常小，柱状体的变形极小。此外，通过此方法，微小柱状体能同时实现排列固定和电联接，高效可靠。

附图说明

图1是金属微小柱状体阵列在石蜡层上的预定位示意图。

图2是金属微小柱状体根部石蜡层被镀覆金属层后的结构示意图。