[发明专利]基于聚焦离子束技术的微刀具制备方法

摘要

本发明属于复杂微纳结构和器件的微加工技术领域，涉及一种基于聚焦离子束(Focused ion beam，FIB)技术的微刀具加工方法，该方法是将FIB技术的应用扩展到微型刀具的加工中，在设计组建的聚焦离子束系统与高精度的旋转器相结合的实验平台上，利用聚焦离子束的铣削功能对不同材料的刀具毛坯进行复杂三维结构的微刀具加工。通过设定恰当的聚焦离子束加工参数以及精确控制刀具毛坯与离子束入射方向之间的方位，输入不同的灰度图像精确控制FIB铣削，能够加工各种复杂几何形状的微刀具。与其他传统的刀具加工方法相比，本发明提出的方法具有精度高、可重复性强、应力应变小、可在线观测、适用于各种材料和几何形状等优点。

主权项

1. 一种基于聚焦离子束技术的微刀具制备方法，通过以下步骤实现：(1)将经过磨削抛光的刀具毛坯固定在旋转器平台上；(2)将刀具毛坯末端的位置调整到聚焦离子束系统的工作距离，然后调整旋转器平台，使离子束的入射方向垂直被加工的面；(3)设定离子束参数，在刀具毛坯的圆柱面上选取需要加工的区域，通过聚焦离子束铣削获得刀具的前刀面；(4)将刀具顺时针旋转90度，再通过聚焦离子束铣削，去除柱体两侧多余的部分用来获得刀具的两个侧刀面；(5)再次调整旋转器平台，使刀具背面的法线方向与离子束成所设定的后角值，将预先设计好的.bmp图形文件通过计算机输入到系统中，进行聚焦离子束的铣削加工，获得具有恰当后角的后刀面和微刀具刃口半径。