工件进行激光制掩膜时,先规划激光填充图案扫描方式和路径。采用脉冲方式输出的光纤激光,扫描轨迹由一系列有一定光斑直径的圆组成。激光扫描线宽由激光光斑直径决定,激光扫描路径规划由激光扫描线宽和线间距确定。
首先利用激光表面改性技术,用光纤激光高密度能量束按一定路径扫描304不锈钢(06Cr19Ni10)材料表面,在其表面使之生成具有起保护作用的掩膜图案。然后采用高频脉冲电流进行微细电解加工,用片状金属电极作微细电解加工阴极,生成掩膜图案的不锈钢为阳极,片状金属电极在与工件表面上方间隔一定距离进行反复扫描。
由于不锈钢工件表面有暂时的掩膜保护层,金属电解腐蚀速度明显缓慢,而没有掩膜保护层区域金属能被快速电解腐蚀,就能实现微细电解定域加工,可得到按一定掩膜图案保护的二维结构微型腔。
一次激光掩膜电解加工型腔很浅,可进行多次激光掩膜微细电解加工,提高型腔加工深度,激光掩膜图案重复定位精度小于2μm。如果每次制作的掩膜层图案不同,可加工具有多层结构的微小型腔。