[发明专利]用于三维结构体的连续电化学制造的方法和设备

权利要求书

1.通过电化学沉积(ECD)制造3D金属结构体的装置，其包括：

i)包含平坦表面的阴极；

ii)与所述平坦表面接触的电解质，该电解质包含所述金属的离子；

iii)与所述电解质接触的分开的阳极的阵列，其以2D栅格布置在平坦的非导电板(NCP)上，所述板的平面与所述阴极平坦表面基本上平行且邻近，所述阳极配置成在电流流过它们时将所述金属沉积到在与它们相对的沉积区域中的所述阴极平坦表面上；

iv)配置成单独地调节所述阴极和所述阵列的各阳极之间的电势的控制系统，其进一步包括用于存储预定参数和用于收集数据的微处理器；和

v)将各阳极与所述控制系统连接的电导性连接器，该连接器与所述电解质电绝缘；

其中所述预定参数包括从所述阵列选择的用于在所述2D栅格中表示阳极图案模板的至少一个阳极组合，当电流仅流过所述选择的阳极时，所述模板在离散的时间段期间在所述阴极表面上提供沉积图案，所述沉积图案基本上为所述3D金属结构体的横截面。

2.如权利要求1所述的装置，其进一步包括用于在两个相继的离散时间段中改变沉积图案的变更手段。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述变更手段选自用于横向地改变所述阴极表面和所述NCP的位置的手段、和用于改变从所述阵列选择的所述阳极组合的手段。

4.如权利要求3所述的装置，其中用于横向地改变所述阴极表面和所述NCP的位置的所述手段包括微控的发动机或电动机。

5.如权利要求3所述的装置，其中用于改变所述阳极组合的所述手段包括存储在所述微处理器或存储器中的软件。

6.如权利要求2所述的装置，其中在所述相继的离散时间段期间的金属沉积对应于所述3D金属结构体的薄层。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述预定参数包括在一系列相继的时间段中施加的一系列沉积图案，其导致构建所述3D金属结构体的一系列薄层。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述相继的沉积图案包括至少两种不同的电解质，其导致至少两种不同金属的沉积。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述控制系统包括计算机辅助设计软件(CAD)。

10.如权利要求2所述的装置，其中所述变更手段配置成相继地开启预定系列的阳极组合。

11.如权利要求2所述的装置，其中所述开启步骤伴随有阴极表面和NCP的相互横向移动。

12.如权利要求1所述的装置，其中所述阳极具有选自圆形、矩形、三角形、环形、窄带、及其部分或其组合的横截面形状。

13.如权利要求1所述的装置，其中对应于两个相邻阳极的所述沉积区域不重叠。

14.如权利要求1所述的装置，其中对应于至少一些相邻阳极的所述沉积区域重叠。

15.如权利要求1所述的装置，其中对应于所述阵列中的所有阳极的沉积区域基本上填充所述阴极平坦表面。

16.如权利要求1所述的装置，其中所述栅格为矩形栅格，所述阳极具有正方形横截面，并且阳极阵列的表面覆盖NCP平面的至少20％。

17.如权利要求1所述的装置，其进一步包括用于调节所述阴极表面和所述NCP之间的距离的垂直移位手段，该手段包括微控的发动机。

18.如权利要求1所述的装置，其进一步包括指示阴极表面和NCP的距离的传感器。