基于化学蚀刻法的铍青铜簧片精密蚀刻技术

发布时间：2020-07-30 01:43

【摘要】：接触式探头作为微纳米三坐标测量机的主要组成部分之一,对测量机的测量精度有重大影响。铍青铜簧片作为接触式探头的关键元件,其加工精度直接决定了探头的测量精度和适用性。为了解决铍青铜簧片加工精度低、加工成本高以及难以加工复杂图案簧片等问题,本文完成了以下主要工作:1.对国内外接触式探头弹性机构的研究现状进行了总结,对簧片制造工艺进行了总结。2.基于铜与过硫酸钠溶液的化学反应原理,详细介绍了化学蚀刻法加工铍青铜簧片的八个步骤及其注意事项。3.设计并进行了田口实验以寻找最佳工艺参数,经过信噪比计算、平均值分析以及方差分析,得到了最佳工艺参数:蚀刻剂与水的最佳质量比为1:5,蚀刻剂溶液的最佳温度为50℃,最佳曝光时间为2 min30s。4.利用该技术成功制作了可供探头使用的4V形簧片及其他复杂图案的簧片,通过与线切割制得簧片进行对比,证明该方法加工的簧片具有更高的加工精度和更好的使用效果。5.利用基于双层簧片结构的接触式扫描探头进行蚀刻法加工簧片的实用性验证。搭建了实验装置,对探头关键性能进行测试,测试结果显示探头X、Y、Z三个方向的测量重复性均小于20 nm,量程为±10μm×±10μm×10μm,最小分辨率达到5 nm,探头在30分钟内的漂移小于25 nm。测试结果证明蚀刻法加工的簧片具有很好的实用性。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH721
【图文】：

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