[实用新型]等离子体电化学射流复合加工装置及系统

说明书

本实用新型涉及复合加工技术领域，公开了一种等离子体电化学射流复合加工装置及系统，等离子体电化学射流复合加工装置包括机架和喷射装置，机架上设置有工作台，工作台上设置有用于夹持待加工工件的夹具，喷射装置包括喷嘴，喷嘴朝向夹具，用于向工件喷射电解液；只需将待加工工件夹持于夹具上，将喷嘴连接于电源负极、工件连接于电源正极，通过喷嘴将电解液喷射于工件表面，即可实现电解等离子体加工和电化学射流加工的复合加工方式，结构简单，可以有效降低加工成本。包括该等离子体电化学射流复合加工装置的等离子体电化学射流复合加工系统也具有上述优点。

技术领域

本实用新型涉及复合加工技术领域，尤其涉及一种等离子体电化学射流复合加工装置及系统。

背景技术

随着半导体技术的不断革新，近年来以碳化硅(SiC)为首的第三代半导体材料由于具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高等优点，在制作高频、高温、抗辐射的大功率半导体器件方面发展潜力巨大。常规的加工方法主要有湿法刻蚀、干法刻蚀、电火花、激光、化学或电化学加工等。化学惰性金属以其高超的热稳定性、抗腐蚀性等材料性能在航空航天、能源、医疗等高技术领域发挥着重要作用，例如铌(Nb)及其合金可应用于超导磁体，高温合金可用于火箭推进器喷管，燃气涡轮发动机和耐热耐烧器材，钛(Ti)可用于制造医疗器械，是很好的生物适应性材料。然而铌、钛等化学惰性金属和硅、碳化硅等半导体材料硬度大、脆性高、化学稳定性强，难以通过常规方法加工。

具体来说，通过湿法刻蚀不能精确控制图形，并且刻蚀剂为氢氟酸或氢氧化钾等危险的强酸强碱；干法刻蚀存在晶圆损坏的风险，并且设备复杂成本高昂，不适合大批量生产；电火花和激光加工会在材料表面产生热影响区、重铸层或者微裂纹；电化学加工不适用于化学惰性材料，例如铌或碳化硅等材料与氧结合后表面会生成氧化膜绝缘层阻止电化学反应的进行，通常采用酸性或者碱性电解液对氧化膜进行去除，危险性较高且对环境不友好，从而限制了常规电化学射流在化学惰性材料加工中的应用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种等离子体电化学射流复合加工装置，能够实现化学惰性材料的表面选择性加工，并提供了一种等离子体电化学射流复合加工系统。

根据本实用新型的第一方面实施例的等离子体电化学射流复合加工装置，包括：

机架，所述机架上设置有工作台，所述工作台上设置有用于夹持待加工工件的夹具；

喷射装置，包括喷嘴，所述喷嘴朝向所述夹具，用于向所述工件喷射电解液；

根据本实用新型实施例的等离子体电化学射流复合加工装置，至少具有如下有益效果：只需将待加工工件夹持于夹具上，将喷嘴连接于电源负极、工件连接于电源负极，通过喷嘴将电解液喷射于工件表面，即可实现电解等离子体加工和电化学射流加工的复合加工方式。本实用新型实施例的等离子体电化学射流复合加工装置可应用于前文所述实施例的复合加工方法，实现电解等离子体加工和电化学射流加工的复合加工方式，结构简单，可以有效降低加工成本。

根据本实用新型的一些实施例，等离子体电化学射流复合加工装置还包括电源装置，所述电源装置的正极连接所述工件，负极连接所述喷嘴。

根据本实用新型的一些实施例，所述电源装置还包括示波器，所述示波器电连接于所述电源装置，用于检测输出电压、电流信号。

根据本实用新型的一些实施例，等离子体电化学射流复合加工装置还包括驱动装置，所述驱动装置连接于所述机架，用于驱动所述工作台和所述喷嘴相对运动。

根据本实用新型的一些实施例，所述驱动装置包括：

第一驱动部，连接于所述喷射装置，并用于驱动所述喷射装置沿Z轴移动；

第二驱动部，连接于所述第一驱动部，并用于驱动所述第一驱动部及所述喷射装置沿X轴移动；