專利名稱：電解加工方法及電解加工件半成品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解加工方法，尤指一種增進(jìn)尺寸準(zhǔn)確性的電解加工方法。
背景技術(shù)：
近年來3C、生醫(yī)及新興能源產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)除了在功能上多樣化提升之外，最為顯著特征則是日趨輕薄短小并著重產(chǎn)品精度與質(zhì)量。因此在產(chǎn)品組件加工尺寸與質(zhì)量能力要求上也相形提高，所應(yīng)用材料特性諸如硬度與延展性等亦漸趨多樣化。若單純以傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)進(jìn)行加工勢(shì)將難以因應(yīng)其質(zhì)量、產(chǎn)能與成本上的要求。目前精微電化學(xué)加工突破傳統(tǒng)電化學(xué)加工于精度上的限制，成為兼具量產(chǎn)性、低成本與高精度的加工技術(shù)，在近年來受到國外廣泛的研究與應(yīng)用，由于其是通過金屬離子化而加工位于陽極的加工件材料，可得到優(yōu)異的加工表面質(zhì)量，表面粗糙度佳；且因?yàn)椴痪哂星邢髁蚯邢鳠嶙饔?，因此無殘留切削應(yīng)力、表面細(xì)微裂紋與熱變質(zhì)層等缺點(diǎn)；對(duì)復(fù)雜外型工件亦具有快速、全型一次加工、加工速度不受限于加工件的材料硬度、強(qiáng)度及韌性影響等加工優(yōu)勢(shì)。請(qǐng)參閱圖1所示，其是現(xiàn)有技術(shù)電解加工的示意圖。如圖所示，該電解加工包括一位于陽極的加工件10’及一位于陰極的電極單元20’，其中該電極單元20’具有一導(dǎo)電加工部21’，且該加工件10’及該電極單元20’具有一間隙以容納電解液通過，且該加工件10’ 及該電極單元20’分別電連接于電源30’。當(dāng)進(jìn)行電解加工時(shí)，該加工件10’相對(duì)于該導(dǎo)電加工部21’的區(qū)域會(huì)進(jìn)行電解加工以形成一加工結(jié)構(gòu)15’，其加工后，該加工件10’的該加工結(jié)構(gòu)15’的加工區(qū)域面積大于該導(dǎo)電加工部21’的投影于該加工部10’的面積。請(qǐng)參閱圖2所示，因此當(dāng)預(yù)加工兩間距較小的加工結(jié)構(gòu)于加工件10’上時(shí)，該電極單元20’具有兩間距較小的導(dǎo)電加工部21’，且進(jìn)行電解加工時(shí)容易使其對(duì)應(yīng)于加工件 10’的加工區(qū)域相重迭，以致形成無法分辨的一加工結(jié)構(gòu)15’，而無法形成清晰的兩加工結(jié)構(gòu)15’，因此無法完成預(yù)定的加工尺寸精度及加工形狀，特別是加工如鎂、鋁、銅或鋰等導(dǎo)電度高或體積電化學(xué)當(dāng)量大的金屬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種電解加工方法，通過設(shè)置金屬屏蔽層于加工件的表面，以作為犧牲層，并利用金屬屏蔽層的電解加工速度較于加工件的電解加工速度慢的特性，使金屬屏蔽層做為保護(hù)屏蔽層，因此達(dá)到減緩加工結(jié)構(gòu)的寬度方向加工，使形成于加工件的形狀符合預(yù)定的形狀，以提高加工件的加工尺寸精度，同時(shí)可解決加工件進(jìn)行微結(jié)構(gòu)加工的問題，且減少電解加工時(shí)，因加工間距小導(dǎo)致的加工區(qū)域相互迭合的問題，尤其是針對(duì)高導(dǎo)電度及材料體積電化學(xué)當(dāng)量較高的加工件。本發(fā)明的技術(shù)方案一種電解加工方法，是包含提供一加工件，并形成一金屬屏蔽層于該加工件的表面；提供一電極單元，其相對(duì)于該金屬屏蔽層，并具有至少一導(dǎo)電加工部；
供應(yīng)一電解液至該加工件與該電極單元之間；
供應(yīng)一電源至該加工件及該電極單元；電解該金屬屏蔽層，形成至少一穿透結(jié)構(gòu)于該金屬屏蔽層，該穿透結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)該電極單元的該導(dǎo)電加工部；穿透該穿透結(jié)構(gòu)以對(duì)該加工件進(jìn)行電解加工，該加工件的電解加工速度大于該金屬屏蔽層的電解加工速度，以形成至少一加工結(jié)構(gòu)于該加工件；以及移除該金屬屏蔽層，得到具有該至少一加工結(jié)構(gòu)的該加工件。本發(fā)明中，其中該形成一金屬屏蔽層于該加工件的表面包含利用一無電鍍方式形成該金屬屏蔽層于該加工件上。本發(fā)明中，其中該金屬屏蔽層的厚度是介于2 μ m與5 μ m之間。本發(fā)明中，其中該加工件的材料為鎂、鋁、銅或鋰，且該金屬屏蔽層的材料為鉻、鎳或猛。本發(fā)明中，其中該金屬屏蔽層的導(dǎo)電度小于該加工件的導(dǎo)電度。本發(fā)明中，其中該金屬屏蔽層的體積電化學(xué)當(dāng)量小于該加工件的體積電化學(xué)當(dāng)量。本發(fā)明還同時(shí)公開了一種電解加工方法，是包含提供一加工件；利用一具有至少一穿透結(jié)構(gòu)的金屬屏蔽層遮覆該加工件的表面，以裸露出部分該加工件的表面；提供一電極單元，其相對(duì)于該金屬屏蔽層，并具有至少一導(dǎo)電加工部，該導(dǎo)電加工部相對(duì)于該金屬屏蔽層的該穿透結(jié)構(gòu)；供應(yīng)一電解液至該加工件與該電極單元之間；供應(yīng)一電源至該加工件及該電極單元；對(duì)該裸露出部分的該加工件的表面進(jìn)行電解加工，該加工件的電解加工速度大于該金屬屏蔽層的電解加工速度，以形成至少一加工結(jié)構(gòu)于該加工件；以及移除該金屬屏蔽層，以得到具有該至少一加工結(jié)構(gòu)的該加工件。本發(fā)明中，其中該加工件的材料為鎂、鋁、銅或鋰，且該金屬屏蔽層的材料為鉻、鎳或猛。一種電解加工件半成品，其特征在于，是包含一加工件；以及一金屬屏蔽層，形成于該加工件的表面，其中該金屬屏蔽層的導(dǎo)電度小于該加工件的導(dǎo)電度。一種電解加工件半成品，其特征在于，是包含一加工件；以及一金屬屏蔽層，形成于該加工件的表面，其中該金屬屏蔽層的體積電化學(xué)當(dāng)量小于該加工件的體積電化學(xué)當(dāng)量。本發(fā)明具有的有益效果本發(fā)明的電解加工方法是利用一金屬屏蔽層于該加工件的表面，且該加工件的電解加工速度大于該金屬屏蔽層的電解加工速度，通過該金屬屏蔽層以降低該加工件的非預(yù)定加工區(qū)域擴(kuò)大，如此提高該加工件的電解加工尺寸精度。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電解加工示意圖一；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的電解加工示意圖二 ；圖3為本發(fā)明的第一實(shí)施例的電解加工流程圖；圖4至圖7為本發(fā)明的第一實(shí)施例的電解加工步驟的示意圖；圖8為本發(fā)明的第二實(shí)施例的設(shè)置金屬屏蔽層于加工件表面的示意圖；以及圖9為本發(fā)明的第二實(shí)施例的電解加工步驟的示意圖。圖號(hào)對(duì)照說明本發(fā)明加工件10，>10
金屬屏蔽層101
穿透結(jié)構(gòu)1011
非加工區(qū)11
加工區(qū)12
加工結(jié)構(gòu)15，>15
電極單元20，、20
導(dǎo)電加工部21，>21
電源30，、30
具體實(shí)施例方式為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下請(qǐng)參閱圖3至圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電解加工方法，當(dāng)為提高電解加工的尺寸精度時(shí)，特別對(duì)于導(dǎo)電度較高的材料或體積電化學(xué)當(dāng)量大的材料進(jìn)行電解加工時(shí)，通過形成一金屬屏蔽層于一加工件的表面，使該金屬屏蔽層作為電解加工的犧牲層，同時(shí)保護(hù)該加工件的非加工區(qū)域，以降低該加工件的側(cè)向加工性，如此提高該加工件電解加工的尺寸精度，同時(shí)亦提高兩加工結(jié)構(gòu)的間隔尺寸微小化的電解加工可行性。請(qǐng)參閱圖3所示，其為本發(fā)明的第一實(shí)施例的電解加工方法的流程圖，是包含下列步驟步驟SlO 提供一加工件，并形成一金屬屏蔽層于該加工件的表面；步驟Sll 提供一電極單元，其相對(duì)于該金屬屏蔽層，并具有至少一導(dǎo)電加工部；步驟S12 供應(yīng)一電解液至該加工件與該電極單元之間；步驟S13 供應(yīng)一電源至該加工件及該電極單元；步驟S14 電解該金屬屏蔽層，形成至少一穿透結(jié)構(gòu)于該金屬屏蔽層，該穿透結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)該電極單元的該導(dǎo)電加工部；步驟S15 穿透該穿透結(jié)構(gòu)以對(duì)該金屬屏蔽層進(jìn)行電解加工，且進(jìn)一步對(duì)該加工件進(jìn)行電解加工，其中該加工件的電解加工速度大于該金屬屏蔽層的電解加工速度，以形成至少一加工結(jié)構(gòu)于該加工件；以及
步驟S16 移除該金屬屏蔽層，得到具有該至少一加工結(jié)構(gòu)的該加工件。請(qǐng)參閱圖4所示，是提供該加工件10，且形成該金屬屏蔽層101于該加工件10的表面，以利用該金屬屏蔽層101做為犧牲層，其中該金屬屏蔽層101可以全覆(整個(gè)覆蓋) 加工件10的一非加工區(qū)11及一加工區(qū)12 (如第五圖所示)。電極單元20相對(duì)于該金屬屏蔽層101，并具有至少一導(dǎo)電加工部21。請(qǐng)參閱圖5所示，該金屬屏蔽層101設(shè)置于該加工件10的加工面后，進(jìn)行電解加工。該電源30通電于加工件10及電極單元20，以對(duì)加工件10進(jìn)行電解加工時(shí)，相對(duì)該導(dǎo)電加工部21的該金屬屏蔽層101會(huì)先被電解加工，以致形成該穿透結(jié)構(gòu)1011于該金屬屏蔽層101，以外露該加工件10的該加工區(qū)12，據(jù)以進(jìn)行電解加工。上述進(jìn)行電解加工時(shí)，是會(huì)供應(yīng)電解液(圖未示)于加工件10與電極單元20之間。請(qǐng)參閱圖6所示，其為電解加工示意圖，其為持續(xù)對(duì)加工件10進(jìn)行電解加工，因此該金屬屏蔽層101已形成該穿透結(jié)構(gòu)1011后，透過該穿透結(jié)構(gòu)1011以持續(xù)電解該加工件 10，如此形成該加工結(jié)構(gòu)15于該加工件10上。然上述圖示只為使該方法更易明白，并非限制本發(fā)明精神，如該第五及第六圖形成該穿透結(jié)構(gòu)1011于該金屬屏蔽層101，使該加工件10的該加工區(qū)12外露時(shí)，對(duì)該加工件 10的該加工區(qū)12電解加工即已進(jìn)行。請(qǐng)參閱圖7所示，其為電解加工示意圖，其進(jìn)一步移除該金屬屏蔽層101，以得到具有該至少一加工結(jié)構(gòu)15的該加工件10。移除該金屬屏蔽層101的方式例如，以硝酸將該金屬屏蔽層101自該加工件10移除。請(qǐng)參閱圖8所示，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電解加工方法，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的差異為利用一具有該穿透結(jié)構(gòu)1011的金屬屏蔽層101遮覆該加工件10的表面， 該穿透結(jié)構(gòu)1011裸露出該加工件10表面的預(yù)定加工區(qū)12。該電極單元20的該導(dǎo)電加工部21相對(duì)于該金屬屏蔽層101的該穿透結(jié)構(gòu)1011。如此于電解加工制程時(shí)，直接電解加工該加工件10的表面，以形成至少一加工結(jié)構(gòu)于15該加工件10，不需另電解加工形成該穿透結(jié)構(gòu)1011于該金屬屏蔽層101的步驟，如此如圖9所示，可減少該電極單元20分別制作多個(gè)該導(dǎo)電加工部21的步驟，而以單個(gè)該導(dǎo)電加工部21替代，即可形成預(yù)定的加工結(jié)構(gòu)于15 該加工件10，以簡化成形該導(dǎo)電加工部21的加工程序。該加工件10的電解加工速度大于該金屬屏蔽層101的電解加工速度，當(dāng)該加工件10進(jìn)行電解加工時(shí)，相對(duì)于該導(dǎo)電加工部 21的該金屬屏蔽層101雖也會(huì)進(jìn)行電解加工，但該金屬屏蔽層101的電解加工速度較低于該加工件10的電解加工速度，所以完成形成該加工結(jié)構(gòu)15于該加工件10的表面時(shí)，相對(duì)于該導(dǎo)電加工部21的該金屬屏蔽層101仍未完全被電解，所以仍可覆蓋住該加工件10的非加工區(qū)，而不會(huì)影響加工件10的加工精度。因此第一及第二實(shí)施例中，該加工件10為銅合金材，該金屬屏蔽層101為鎳合金， 且該金屬屏蔽層101可利用無電鍍方式形成于該加工件10的待加工表面，且較佳地其厚度介于2μπι與5μπι之間。在此電解加工方法中，在相同電解液(如硝酸鹽溶液)下皆可加工該加工件10及該金屬屏蔽層101，是利用該加工件10的電解加工速度大于該金屬屏蔽層 101的電解加工速度的方式進(jìn)行電解加工。且該電解加工速度與材料的體積電化學(xué)當(dāng)量及導(dǎo)電度成正比，因此本發(fā)明的電解加工方法適合加工鎂、鋁、銅或鋰等高導(dǎo)電度金屬材料的該加工件10，且該金屬屏蔽層101的材料可為鉻、鎳或錳等導(dǎo)電度較低的金屬材料，即可使用本方法進(jìn)行電解加工以提升其該加工件10的電解加工尺寸精度。換言之，在此電解加工方法中，本發(fā)明的電解加工件半成品(如圖8所示)，其是包含該加工件10以及該金屬屏蔽層101，該金屬屏蔽層101形成于該加工件10的表面，其中該金屬屏蔽層101的導(dǎo)電度小于該加工件10的導(dǎo)電度，或該金屬屏蔽層101的體積電化學(xué)當(dāng)量小于該加工件10的體積電
化學(xué)當(dāng)量。因此如圖5所示，當(dāng)利用此特性加工位于該加工件10上的該金屬屏蔽層101時(shí)， 由于該金屬屏蔽層101的導(dǎo)電度較該加工件10低，因此可降低該金屬屏蔽層101的該穿透結(jié)構(gòu)1011開孔大小寬度，使其該穿透結(jié)構(gòu)1011的開孔區(qū)域近似該電極單元20的該導(dǎo)電加工部21投影于該加工件10的面積，其后進(jìn)行該加工件10的電解加工時(shí)，利用該金屬屏蔽層101的電解加工速度較于該加工件10的電解加工速度慢的特性，使該金屬屏蔽層101做為保護(hù)屏蔽層，因此達(dá)到減緩該加工結(jié)構(gòu)15的寬度方向加工速度，如此提高該加工結(jié)構(gòu)15 的深寬比。綜上所述，本發(fā)明的電解加工方法是利用一金屬屏蔽層于該加工件的表面，且該加工件的電解加工速度大于該金屬屏蔽層的電解加工速度，通過該金屬屏蔽層以降低該加工件的非預(yù)定加工區(qū)域擴(kuò)大，如此提高該加工件的電解加工尺寸精度。綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
8
權(quán)利要求
1.一種電解加工方法，其特征在于，是包含提供一加工件，并形成一金屬屏蔽層于該加工件的表面； 提供一電極單元，其相對(duì)于該金屬屏蔽層，并具有至少一導(dǎo)電加工部； 供應(yīng)一電解液至該加工件與該電極單元之間； 供應(yīng)一電源至該加工件及該電極單元；電解該金屬屏蔽層，形成至少一穿透結(jié)構(gòu)于該金屬屏蔽層，該穿透結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)該電極單元的該導(dǎo)電加工部；穿透該穿透結(jié)構(gòu)以對(duì)該加工件進(jìn)行電解加工，該加工件的電解加工速度大于該金屬屏蔽層的電解加工速度，以形成至少一加工結(jié)構(gòu)于該加工件；以及移除該金屬屏蔽層，得到具有該至少一加工結(jié)構(gòu)的該加工件。
2.如權(quán)利要求1所述的電解加工方法，其特征在于，其中該形成一金屬屏蔽層于該加工件的表面包含利用一無電鍍方式形成該金屬屏蔽層于該加工件上。 <
3.如權(quán)利要求1所述的電解加工方法，其特征在于，其中該金屬屏蔽層的厚度是介于 2 μ m % 5 μ m ；^|1]。
4.如權(quán)利要求1所述的電解加工方法，其特征在于，其中該加工件的材料為鎂、鋁、銅或鋰，且該金屬屏蔽層的材料為鉻、鎳或錳。
5.如權(quán)利要求1所述的電解加工方法，其特征在于，其中該金屬屏蔽層的導(dǎo)電度小于該加工件的導(dǎo)電度。
6.如權(quán)利要求1所述的電解加工方法，其特征在于，其中該金屬屏蔽層的體積電化學(xué)當(dāng)量小于該加工件的體積電化學(xué)當(dāng)量。
7.一種電解加工方法，其特征在于，是包含 提供一加工件；利用一具有至少一穿透結(jié)構(gòu)的金屬屏蔽層遮覆該加工件的表面，以裸露出部分該加工件的表面；提供一電極單元，其相對(duì)于該金屬屏蔽層，并具有至少一導(dǎo)電加工部，該導(dǎo)電加工部相對(duì)于該金屬屏蔽層的該穿透結(jié)構(gòu)；供應(yīng)一電解液至該加工件與該電極單元之間； 供應(yīng)一電源至該加工件及該電極單元；對(duì)該裸露出部分的該加工件的表面進(jìn)行電解加工，該加工件的電解加工速度大于該金屬屏蔽層的電解加工速度，以形成至少一加工結(jié)構(gòu)于該加工件；以及移除該金屬屏蔽層，以得到具有該至少一加工結(jié)構(gòu)的該加工件。
8.如權(quán)利要求7所述的電解加工方法，其特征在于，其中該加工件的材料為鎂、鋁、銅或鋰，且該金屬屏蔽層的材料為鉻、鎳或錳。
9.一種電解加工件半成品，其特征在于，是包含 一加工件；以及一金屬屏蔽層，形成于該加工件的表面，其中該金屬屏蔽層的導(dǎo)電度小于該加工件的導(dǎo)電度。
10.一種電解加工件半成品，其特征在于，是包含 一加工件；以及一金屬屏蔽層，形成于該加工件的表面，其中該金屬屏蔽層的體積電化學(xué)當(dāng)量小于該加工件的體積電化學(xué)當(dāng)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解加工方法，通過此加工方法提高電解加工的尺寸精度，特別對(duì)于導(dǎo)電度較高的金屬加工件進(jìn)行電解加工時(shí)，先形成一金屬屏蔽層于該加工件的表面，通過金屬屏蔽層作為電解加工的保護(hù)犧牲層，同時(shí)保護(hù)加工件的非加工區(qū)域，以降低加工件的側(cè)向加工性，如此提高加工件電解加工的尺寸精度，同時(shí)亦提高兩加工結(jié)構(gòu)之間隔尺寸微小化的電解加工可行性。此外，本發(fā)明提供一種電解加工件半成品，其包含加工件以及金屬屏蔽層，金屬屏蔽層形成于加工件的表面，金屬屏蔽層的導(dǎo)電度或體積電化學(xué)當(dāng)量小于加工件的導(dǎo)電度或體積電化學(xué)當(dāng)量。
文檔編號(hào)B23H3/00GK102528185SQ20101062488
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者林大裕, 洪榮洲 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心