[发明专利]一种利用掩膜约束液态金属制作电极的方法和装置

说明书

本发明公开了一种利用掩膜约束液态金属制作电极的方法和装置，其中方法包括：S1，将具有镂空区域与所需电极结构互补的活动模板紧贴在工件的表面，镂空区域与工件表面相邻；S2，对活动模板的镂空区域注入液态金属；S3，去除活动模板上表面多余的液态金属；S4，冷却预定时间后，液态金属在镂空区域与工件的表面凝固并与工件表面结合形成微电极；S5，将活动模板与工件分离。通过将需要的电极形状设置在活动模板形成镂空区，然后活动模板与工件紧贴固定后，在镂空区中注入液态金属，在将活动模板表面多余的液态金属去掉之后，存在于镂空区的液态金属凝固后与工件结合形成微电极，工艺过程简单，成本较低，省去了预处理的时间，降低了生产周期。

技术领域

本发明涉及电加工技术领域，特别是涉及一种利用掩膜约束液态金属制作电极的方法和装置。

背景技术

电加工中使用的工具电极主要依赖于传统的机械加工制成，对于尺寸较小或者形状较为复杂的工具电极，目前主要采用的方法有微细电铸、微细电火花加工等方法。其中，微细电铸主要是采用光刻技术，在工件表面上制作一层掩膜，利用电解效应在掩膜的镂空区域生长出一系列微电极，从而形成阵列电极。微细电火花加工分为电火花反拷法和微细电火花线切割法，微细电火花反拷法是利用单个电极制造出阵列结构之后，再用该阵列结构作为阳极加工出阵列微电极。微细切割方法，则是根据所需电极的形状一步步去除成形。

采用电火花反拷加工方法制造阵列电极，技术成本相当高，在制作过程花费周期长而且工艺复杂。电火花线切割虽然可以一次加工形成电极，但却无法加工出复杂结构的电极。而采用一般的电铸法来加工阵列微电极，需要在每一个工件表面都制作一层掩膜，花费时间较长，而且电铸完之后，掩膜难以去除干净，去除掩膜时产生强大的应力也容易破坏电铸成形的微结构。

发明内容

本发明的目的是提供了一种利用掩膜约束液态金属制作电极的方法和装置，制成电极的工艺简单、成本较低、制造周期短，能够制造出复杂电极结构。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种利用掩膜约束液态金属制作电极的方法，包括：

S1，将具有镂空区域与所需电极结构互补的活动模板紧贴在工件的表面，所述镂空区域与所述工件表面相邻；

S2，对所述活动模板的镂空区域注入液态金属；

S3，去除所述活动模板上表面多余的液态金属；

S4，冷却预定时间后，所述液态金属在镂空区域与所述工件的表面凝固并与所述工件表面结合形成微电极；

S5，将所述活动模板与所述工件分离。

其中，所述S3还包括：

实时检测所述活动模板的镂空区域的金属液体的温度。

其中，所述S4还包括：

对所述工件的底部进行冷却。

其中，所述活动模板为橡胶活动模板或有机玻璃活动模板。

除此之外，本发明实施例还提供了一种利用掩膜约束液态金属制作电极的装置，包括：

工作平台，所述工作平台用于放置工件；

活动模板，所述活动模板设置有与所需电极结构互补的镂空区域，用于放置在所述工件上表面并将所述镂空区域与所述工件紧贴结合；

夹具，所述夹具设置在所述工作平台，用于将所述活动模板和所述工件紧贴结合后固定；

金属液体输出部，所述金属液体输出部设置在所述活动模板的上方，用于将输出的金属液体注入所述活动模板的镂空区与所述工件结合冷却凝固后形成微电极；

金属液体清洁部，所述金属液体清洁部设置在所述活动模板的上方用于将所述活动模板上表面多余的金属液体清除。