刘国栋 ，李 勇 ，孔全存 ，佟 浩 ，钟 昊

（1.清华大学机械工程系，精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京100084；2.北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京100192）

微细硅工具电极的制备及其微细电解加工实验

刘国栋1，李 勇1，孔全存2，佟 浩1，钟 昊1

（1.清华大学机械工程系，精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京100084；2.北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京100192）

提出了一种采用重掺杂单晶硅作为工具电极基体、二氧化硅/氮化硅作为绝缘层的硅工具电极用于微细电解加工。设计了利用体硅湿法腐蚀实现电极基体成形，化学气相沉积制备绝缘层的微细硅工具电极制备工艺。初步实验得到电极加工部尺寸约为100 μm，绝缘层厚度为800 nm的硅工具电极。利用高速旋转的微细硅工具电极在18CrNi8材料上加工出了微细沟槽结构和微细通孔。实验结果验证了侧壁绝缘层对杂散腐蚀抑制作用的有效性。经过96 min的持续加工实验，电极绝缘层保持了可靠的绝缘效果。

微细电解加工；微细硅工具电极；侧壁绝缘层；体硅湿法腐蚀

尺寸在200 μm以下微结构的机械零件在汽车、生物医疗和精密仪器等领域具有广泛应用，如发动机喷油嘴上的微喷孔和微流控芯片模具上的微结构等，其尺寸形状精度、表面质量的要求越来越高。常用的加工方法有微细电火花加工、微细电解加工、激光加工等，其中，微细电解加工将合金材料以离子形式溶解，可得到表面光滑的微结构，保证零件材料的表面完整性，在微结构加工中具有潜在优势[1-2]。……