同軸噴吸電極應用於 微電解加工及微電鑄沈積之研究

同軸噴吸電極應用於

微電解加工及微電鑄沈積之研究

演講大綱-郭佳儱教授(95,09,20)

本專題主要為開發新型加工製程，結合了由上而下移除材料技術與由下而上 沈積材料技術，且具有微電化學槽特性，可以進行材料局部氧化與局部著色技 術，達成複合加工新型加工開發，對於相關產業製程開發與應用，皆具有非常優 良之創新製程。

以電化學方法來進行加工製造應用相當廣泛，包括了微電解拋光、微電解加 工、微電解著色、微電鍍與微電鑄等，其中包含了幾項優勢，(1)刀具與工件之 間不接觸、(2)對工件不產生殘留應力及熱影響區、(3)電極（刀具）不消耗、(4) 表面粗糙度良好、(5)可加工硬脆薄材料且製程簡單等[1]。目前應用電化學加工 等應用在微製造上已有成熟之技術，包括了LIGA之電鑄、光電薄膜沈積、微鑽 孔、切槽、銑削之微電解加工、及沈積微結構材料之微電鑄沈積等。

本專題實作應用微電解加工與微電鑄沈積原理，在電極（陽極）與工件（陰 極）間隔微小間隙（數十μm），填滿加工液於兩極之間，並利用加入超短脈衝 電源供應，在兩極之間產生微小局部性電場，因電場效應與極性的變化來對工件 產生加工或沈積，局部結構加工或沈積成形。本專題實作加入同軸噴吸電極設 計，經由反應之電極噴出加工液，再由吸引幫浦回收，加工液流動只在同軸噴吸 微小範圍區域之中，解決必須使用電鑄槽與電鑄液離子擴散與對流之長久無法克 服問題。一般進行微電鑄沈積微結構需要將工件放入電化學槽之中，並且在其中 填滿加工液，不僅會因電場效應造成反應區域擴大，同時設備儀器容易受加工液 腐蝕等缺點。同軸噴吸微電鑄沈積電極不僅克服反應時之加工槽限制，工件尺寸 大小不受影響，且由於同軸噴吸流場效果，不需要擾流設備且加工過程中隨時補 充新的加工液等優勢。

本專題實作將製作微電鑄沈積設備系統，包含了（1）同軸噴吸微電解&電 鑄電極、（2）加工液迴路及（3）電源供應系統，運用三軸平台控制同軸噴吸微 電鑄電極移動，配合高速脈衝電源供應器提升加工精度，並且有兩種不同於以往 移除材料加工或沈積材料過程，微電解加工可以對工件進行微銑削、微鑽孔等加 工製程，微電鑄沈積是在工件上沈積材料，進行微柱、微線及微圖形沈積材料，

未來更可應用在微元件製作，如微彈簧、微齒輪，甚至與微電解加工、微電解著 色結合，製作噴墨式列印加工技術。