[发明专利]一种以非导电塑料作电极加工微细结构的方法

摘要

本发明公开了一种以非导电塑料作电极加工微细结构的方法，属于微细加工技术领域。其特征是采用塑料微挤出成型方法获得所需尺寸形状的非导电塑料制件，然后对非导电塑料制件进行预处理、表面粗化处理和导电化处理，最后将其作为工具电极，进行电火花加工，制造出金属微结构。本方法的效果和益处是利用塑料易变形、易拉伸的特点，突破了电火花加工工具电极的尺寸和形状限制，具有工艺简单、制造成本低的优点，能够高效率、高精度地加工出深径比较大的微细结构。

主权项

一种以非导电塑料作电极加工微细结构的方法，其特征包括如下步骤， （1）非导电塑料制件的加工制备：通过塑料微挤出成型方法获得非导电塑料制件；首先将塑料原料经挤出机进行熔融塑化；然后进入微挤出模具流道成型；塑料型坯成型后，在牵引机的牵引下进入水箱冷却；同时，在模具型芯尺寸不变的情况下，改变牵引机牵引、拉伸塑料制件的速度，获得不同直径的圆柱状塑料制件；（2）非导电塑料制件的除油处理：将塑料制件浸入碳酸钠20～40g/L、磷酸钠20～50g/L、氢氧化钠10～30g/L和OP乳化剂2～5mL/L的混合溶液中，温度50℃～70℃，浸入15～20min，除去制件表面的油污，然后用去离子水冲洗；（3）非导电塑料制件的表面粗化处理：将制件浸入三氧化铬160～250g/L、浓硫酸300～350mL/L的混合溶液中，温度70℃～80℃，浸入30min，用去离子水冲洗；（4）非导电塑料制件的导电化处理：①敏化处理：将步骤（3）得到的非导电塑料制件浸入氯化亚锡10g/L和37%盐酸30～50mL/L的混合溶液中，浸入5min，取出后自然晾干；②活化处理：将制件浸入硝酸银3～5g/L和20%氨水配合得到的混合溶液中，至表面成为暗褐色，滴加甲醛至塑料表面沉积得到一层银，用蒸馏水冲洗，自然晾干；③化学镀铜：将导电塑料制件浸入酒石碳酸钠20～25g/L、氢氧化钠10～15g/L、硫酸铜5～10g/L、氯化镍0.5～1.5g/L、甲醛10mL/L的混合溶液中，直至塑料表面观察到一层铜，取出用去离子水清洗；④电镀：将导电塑料制件置于硫酸铜180～220g/L、浓硫酸50～70g/L、氯离子20～80mg/L、添加剂少量的混合溶液中，利用电镀设备在已导电的塑料表面镀一层铜；（5）以塑料制件作电极进行电火花加工：以导电塑料制件为工具电极，金属材料为工件，进行电火花加工，得到与工具电极形状相反的金属微结构。