[发明专利]电解加工用分流辅助硅电极、电解加工系统及方法

权利要求书

1.一种电解加工用分流辅助硅电极，其特征在于，包括：

硅基体，所述硅基体包括夹持部和加工部，所述夹持部表面设有电极供电导电区，所述加工部设在所述夹持部的一端并伸出所述夹持部，所述加工部远离所述夹持部一端的端面被设置为阴极面；

绝缘层，所述硅基体表面上位于所述电极供电导电区外和所述阴极表面外的区域设有所述绝缘层；

金属层，所述金属层包括电极供电导电端、分流阳极层、引线和阳极引出端，所述电极供电导电端设在位于所述电极供电导电区的所述硅基体上；所述分流阳极层设在位于所述加工部的所述绝缘层上，所述引线和所述阳极引出端设在位于所述夹持部的所述绝缘层上，所述分流阳极层和所述阳极引出端通过所述引线相连，所述引线和所述阳极引出端与所述电极供电导电端不接触；在所述加工部的长度方向上，所述阴极面与所述分流阳极层之间的距离不大于所述加工部与工件阳极之间的加工间隙。

2.根据权利要求1所述的分流辅助硅电极，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

所述加工部垂直于其长度方向的截面为多边形，所述多边形包括三角形、矩形或梯形；

所述夹持部的尺寸为毫米级，所述加工部垂直于其长度方向的截面尺寸为微米级；

所述绝缘层的厚度为微米级或纳米级，所述分流阳极层的厚度为纳米级；

所述硅基体为重掺杂的N型或P型单晶硅；

所述绝缘层为硅基绝缘层；

所述金属层为惰性金属层。

3.根据权利要求1或2所述的分流辅助硅电极，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

以所述加工部垂直于其长度方向的截面为投影面，所述分流阳极层在所述投影面上的正投影位于所述绝缘层在所述投影面上的正投影的部分边缘外或全部边缘外；且以所述加工部的长度方向为基准，所述分流阳极层在所述加工部绝缘层上的设置长度不大于所述加工部绝缘层的长度；

所述绝缘层的材质选自氧化硅、氮化硅和碳化硅中的至少之一；

所述金属层包括铂层和/或金层。

4.根据权利要求3所述的分流辅助硅电极，其特征在于，所述加工部垂直于其长度方向的截面为矩形或梯形，所述加工部的至少一个侧面上设有所述分流阳极层，设在不同侧面上的所述分流阳极层为连续的金属层。

5.根据权利要求1或4所述的分流辅助硅电极，其特征在于，以所述加工部的长度方向为基准，所述分流阳极层的设置长度小于或等于或大于所述加工部的长度。

6.根据权利要求5所述的分流辅助硅电极，其特征在于，在所述加工部的长度方向上，所述阴极面与所述分流阳极层之间的距离为0～10μm。

7.一种电解加工系统，其特征在于，包括权利要求1～6中任一项所述的分流辅助硅电极。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

加工装置，所述加工装置包括夹具、导电滑环和电机，所述夹具适于夹持所述分流辅助硅电极的夹持部，所述导电滑环一端与所述夹具相连且另一端与所述电机的旋转轴相连，所述电机适于通过所述导电滑环带动所述夹具旋转进而带动所述分流辅助硅电极旋转；

电解加工电源，所述电解加工电源的正极适于与工件阳极电连接，同时通过所述导电滑环与所述阳极引出端电连接；所述电解加工电源的负极适于通过所述导电滑环与所述电极供电导电端电连接。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述夹具上设有连接电路，所述电极供电导电端和所述阳极引出端分别独立地通过所述连接电路实现与所述导电滑环和所述电解加工电源的电连接。

10.一种采用权利要求7～9中任一项所述的电解加工系统或采用权利要求1～6中任一项所述的分流辅助硅电极实施对工件阳极电解加工的方法，其特征在于，包括：

(1)利用加工装置的夹具夹持分流辅助硅电极的夹持部，使所述分流辅助硅电极加工部远离所述夹持部一端的端面与工件阳极平行布置并形成微米级加工间隙；

(2)在所述加工间隙中填充电解液，使夹具通过导电滑环与电机的旋转轴相连；使电解加工电源的正极与工件阳极电连接，同时通过所述导电滑环与所述分流辅助硅电极的阳极引出端电连接；使所述电解加工电源的负极通过所述导电滑环与所述电极供电导电端电连接；使电机通过所述导电滑环带动所述夹具旋转进而带动所述分流辅助硅电极旋转，使所述加工部形成柱状包络面，进行电解加工，

其中，电解加工过程中，利用所述分流辅助硅电极的分流阳极层与硅基体之间形成的电流通路降低所述加工间隙外的杂散电流。