[发明专利]一种探头加工设备

说明书

技术领域

本发明属于测试技术领域，更具体地，涉及一种探头加工设备。

背景技术

目前，精密科技发展迅速，并对当前科技研究、社会生产、日常生活产生巨大影响。探头被广泛应用于精密科技领域，例如扫描隧道显微镜、半导体测量仪、纳米操作臂等。现有技术常用的精密探头制备方法包括超真空离子场显微镜、研磨、剪切、场致(静电)发射、电化学腐蚀等。其中，电化学腐蚀法以其制备重复性好、价格低廉、结构简单的特点而获得越来越多的青睐。

尽管电化学腐蚀法具有上述优点，但现有技术中的电化学腐蚀方法及其对应的设备一般采用人为控制，往往是根据操作者的经验对探头进行加工处理，稳定性差，且探头表面形貌不平整，难以对探头进行高精度的加工，影响探头的表面质量，得到的探头往往只能用于对探头精密度要求不高的场合。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种探头加工设备，其中通过对其关键的控制电路的结构及连接方式进行改进，并配合以机械装置等的其他部件，能够实现对探头腐蚀过程中的腐蚀电压、探头浸没深度、探头提升速度等重要参数的精确控制，加工得到表面质量好、耐磨损、可回收、成本低的探头，并且该加工设备在对待加工探头进行腐蚀处理时是采用移动式方式，使加工后的探头具有较长的针尖段、平滑变化的针尖曲率半径和大的长径比。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种探头加工设备，其特征在于，包括控制器、控制电路、机械装置和腐蚀液装置，其中，

所述控制器与所述机械装置相连，用于输出腐蚀电压指令至所述控制电路，并用于控制所述机械装置；

所述腐蚀液装置包括电极和腐蚀液，该腐蚀液用于腐蚀待加工探头；

所述机械装置用于固定所述待加工探头，并带动该待加工探头移动；

所述控制电路包括制备腐蚀电路、制备停止电路和判断电路，其中，

所述制备腐蚀电路用于接收所述控制器输出的腐蚀电压指令，并根据该腐蚀电压指令输出腐蚀电压至所述腐蚀液装置的电极；

所述制备停止电路采集所述制备腐蚀电路的电流变化信号，并将该电流变化信号传输至所述控制器；

所述判断电路用于检测所述待加工探头是否浸入所述腐蚀液，并输出探头浸入信号至所述控制器；

所述控制器根据所述电流变化信号、以及所述探头浸入信号调整所述腐蚀电压指令。

作为本发明的进一步优选，当所述待加工探头被所述机械装置带动浸入所述腐蚀液一定深度时，该待加工探头被所述机械装置匀速向上提升，探头加工过程开始；当所述待加工探头脱离所述腐蚀液时，该待加工探头是被所述机械装置加速向上提升快速脱离所述腐蚀液，探头加工过程结束。

作为本发明的进一步优选，当所述制备停止电路采集到的所述制备腐蚀电路的电流变化信号超过预先设定的阈值时，所述控制器调整所述腐蚀电压指令，使所述制备腐蚀电路输出至所述腐蚀液装置电极的腐蚀电压为0；所述判断电路调整所述探头浸入信号，使所述机械装置在所述控制器的控制下加速向上提升所述待加工探头，使该待加工探头远离所述腐蚀液。

作为本发明的进一步优选，所述机械装置包括驱动器、电动机、联轴器、轴承、滚珠丝杠、螺母、柔性铰链、支架、移动工作板和探头夹具，所述驱动器的输入端与所述控制器连接，并用于驱动所述电动机；所述电动机的主轴通过所述联轴器与所述滚珠丝杠的固定端固定连接；该滚珠丝杠通过所述轴承固定在所述支架上；所述螺母固定在所述滚珠丝杠上，所述移动工作板通过所述柔性铰链与该螺母固定连接；所述移动工作板上还固定连接着所述探头夹具，该探头夹具用于夹持所述待加工探头。

作为本发明的进一步优选，所述轴承包括位于所述滚珠丝杠上端的上轴承和位于所述滚珠丝杠下端的下轴承；所述上轴承为固定式轴承，所述下轴承为游动式轴承。

作为本发明的进一步优选，所述探头夹具包括排针和排母，所述排针固定在所述移动工作板上，所述待加工探头安装在所述排母上。

作为本发明的进一步优选，所述腐蚀液装置的电极是采用待加工探头作为阳极。

作为本发明的进一步优选，所述控制器还与计时器相连，用于计算待加工探头的腐蚀时间。

作为本发明的进一步优选，当所述待加工探头浸入所述腐蚀液至预先设定的深度时，所述计时器开始计时；当所述待加工探头脱离所述腐蚀液时，所述计时器停止计时。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：