JP2008111178A - Electrolytic polishing method, electrolytic polishing device and electrode rod - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料と電解棒との間に電解液を浸して電圧を印加し当該試料の表面を電解研磨する電解研磨方法、電解研磨装置およびその電極棒に関するものである。 The present invention relates to an electropolishing method, an electropolishing apparatus, and an electrode rod thereof in which an electrolytic solution is immersed between a sample and an electrolytic rod and a voltage is applied to electrolytically polish the surface of the sample.
従来、電解研磨装置として、電極棒と研磨しようとする試料との間に直流電圧を印加し、当該電極棒に電解質を含ませた帽子状のものを被せて電流を流し電解液の作用で試料表面をイオン化して溶かして研磨する装置がある。 Conventionally, as an electropolishing apparatus, a direct current voltage is applied between an electrode rod and a sample to be polished, a cap-like material containing an electrolyte is put on the electrode rod, and an electric current is applied to the sample by the action of the electrolyte. There are devices that ionize, melt, and polish the surface.
この際、試料の材料によって、印加する直流電圧の極性(正から負、あるいは負から正)に手動でいずれか一方に切り換えて試料の表面を研磨していた。また、材料によっては交流の電圧を印加して、試料の表面を研磨していた。 At this time, depending on the material of the sample, the surface of the sample was polished by manually switching the polarity of the DC voltage to be applied (positive to negative or negative to positive). Further, depending on the material, an AC voltage is applied to polish the surface of the sample.
上述したように、従来は、電極棒と試料との間に直流電圧、あるいは必要に応じていずれかの極性の直流電圧に切り換えたり、更に、交流電圧を印加して試料の表面を研磨するようにしていた。 As described above, conventionally, the direct current voltage between the electrode rod and the sample is switched to a DC voltage of any polarity or, if necessary, the surface of the sample is polished by applying an AC voltage. I was doing.
しかし、電極棒と試料との間に電解質を浸して電圧を印加する手法では、電解力が電解液と試料とによって異なり、一般に、印加する電圧を高くしていくと、ある電圧よりも高い電圧になると電解力は強くなるが、逆に電解液自身にも電流が流れて当該電解液が発熱し沸騰して当該電解液が短時間に蒸発してなくなってしまうために限度がある。逆に電圧を低くしていくと、電圧と電解力の関係は比例関係ではなく電解力(試料の表面の電解研磨による力)はある電圧で急激に減ってしまい、そのため、最適な電解力が得られる電圧の調整範囲は狭く制御し難いという問題があった。 However, in the method of applying a voltage by immersing the electrolyte between the electrode rod and the sample, the electrolytic force differs depending on the electrolyte and the sample. Generally, as the applied voltage is increased, the voltage is higher than a certain voltage. In this case, the electrolysis force becomes strong, but conversely, a current also flows in the electrolyte solution itself, the electrolyte solution generates heat, boils, and the electrolyte solution does not evaporate in a short time. Conversely, when the voltage is lowered, the relationship between the voltage and the electrolysis power is not a proportional relationship, and the electrolysis power (force due to electropolishing of the surface of the sample) rapidly decreases at a certain voltage. There is a problem that the adjustment range of the obtained voltage is narrow and difficult to control.
また、電解研磨装置は、試料の表面を研磨するのみで、電子顕微鏡などで用いる電子銃を構成するウェーネルトの小さい穴(通常1mmφ程度の穴)の内部に付着した汚れを研磨し得ないという問題もあった。 In addition, the electrolytic polishing apparatus only polishes the surface of the sample, and it cannot polish the dirt attached to the inside of a small Wehnelt hole (usually a hole of about 1 mmφ) constituting an electron gun used in an electron microscope or the like. There was also.
本発明は、これらの問題を解決するため、電解研磨装置において、電極棒と試料との間に電解液を浸した状態でパルス電圧を間欠的に印加すると共に電解液を自動補給する電極棒(先端形状を種々のものに取替え可能)を設けて研磨するようにしている。 In order to solve these problems, the present invention provides an electrode rod that intermittently applies a pulse voltage and automatically replenishes the electrolyte in an electrolytic polishing apparatus in a state where the electrolyte is immersed between the electrode rod and the sample. The tip shape can be changed to various ones) for polishing.
本発明は、電解研磨装置において、電極棒と試料との間に電解液を浸した状態でパルス電圧を間欠的に印加すると共に電解液を自動補給する電極棒を設けたことにより、最適な電解力を得ると共に電解液の発熱による沸騰を低減し、簡易かつ確実に試料の表面の研磨を行うと共に電解液を簡易かつ確実に自動補給し、更に、電極棒の先端を種々の形状のものに交換可能にしたことで平面のみならず、小さな穴の内部も研磨することが可能となる。 According to the present invention, in an electropolishing apparatus, an optimum electrolysis can be achieved by providing an electrode rod that intermittently applies a pulse voltage while the electrolyte solution is immersed between the electrode rod and the sample and automatically supplies the electrolyte solution. The surface of the sample is polished easily and reliably, the electrolyte solution is easily and surely replenished, and the tip of the electrode rod has various shapes. By making it replaceable, not only a flat surface but also the inside of a small hole can be polished.
本発明は、電解研磨装置において、電極棒と試料との間に電解液を浸した状態でパルス電圧を間欠的に印加すると共に電解液を自動補給する電極棒を設け、最適な電解力を得ると共に電解液の発熱による沸騰を低減し、簡易かつ確実に試料の表面の研磨を行うと共に電解液を簡易かつ確実に自動補給し、更に、電極棒の先端を種々の形状のものに交換可能にしたことで平面のみならず、小さな穴の内部も研磨することを実現した。 According to the present invention, in an electropolishing apparatus, an electrode rod that intermittently applies a pulse voltage with an electrolytic solution immersed between an electrode rod and a sample and automatically replenishes the electrolytic solution is provided to obtain an optimum electrolytic power. At the same time, the boiling due to heat generation of the electrolyte is reduced, the surface of the sample is polished easily and reliably, the electrolyte is automatically and reliably replenished, and the tip of the electrode rod can be replaced with various shapes As a result, it was possible to polish not only flat surfaces but also the inside of small holes.
図1は、本発明のシステム構成図を示す。
図1において、電源1は、直流電源を発生するものであって、ここでは、制御回路4から指示された所定の直流電圧(例えば20VDC)を発生して出力するものである。
FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
In FIG. 1, a
スイッチ2,3は、半導体(IC)のスイッチであって、電源1から出力された所定電圧の直流電圧のうちの正あるいは負の直流電圧を選択、および所定時間通電、所定時間休止を繰り返し、正あるいは負のパルス電圧を発生させ、試料8と電極棒6との間に印加するものである(図2参照)。
The
制御回路4は、試料8と電極棒6との間に印加するパルス電圧の電圧値、パルス幅、および繰り返し周期(周者数)を制御するものであって、外部からの指示(図示外のタッチパネル、キーボードからの利用者の指示)に従い、パルス電圧を発生するように、電源1およびスイッチ2,3について下記の制御を行うように制御するものである。
The control circuit 4 controls the voltage value of the pulse voltage applied between the sample 8 and the electrode rod 6, the pulse width, and the repetition period (number of circulators). The
・パルス電圧の極性(正、負、正と負の交互、正と負の任意数毎の交互):
・パルス電圧:例えば20VDC
・パルス電圧のパルス幅:例えばデューティが10から50%などの範囲内の任意の値
・パルス電圧の繰り返し周期(周波数、休止期間):繰り返し周波数が1から5ヘルツなどの任意の値
・その他:過電流保護の有無とその値
ここで、
・パルス電圧の極性は、試料8に対して電極棒6に印加するパルス電圧を、正のパルス電圧の繰り返し、負のパルス電圧の繰り返し、正と負のパルス電圧の交互に繰り返し、正と負のパルス電圧の任意数毎の交互の繰り返しのいずれかの極性に選択(利用者が外部からいずれかを選択(あるいはデフォルトで設定))できるようにしたものである。
・ Pulse voltage polarity (positive, negative, alternating positive and negative, alternating every arbitrary number of positive and negative):
・ Pulse voltage: For example, 20VDC
・ Pulse width of the pulse voltage: Any value within a range of, for example, 10 to 50% of a duty ・ Repetition period (frequency, pause period) of a pulse voltage: Any value such as a repetition frequency of 1 to 5 hertz ・ Others: Overcurrent protection and its value
The polarity of the pulse voltage is such that the pulse voltage applied to the electrode rod 6 with respect to the sample 8 is a positive pulse voltage, a negative pulse voltage, a positive pulse and a negative pulse voltage are repeated alternately, positive and negative. The polarity can be selected for any number of alternating repetitions for any number of pulse voltages (the user can select one from the outside (or set by default)).
・パルス電圧は、電源1が発生して電極棒6に印加するパルス電圧の電圧値であって、低すぎると電解力(電解液による試料8の電解研磨力)が弱すぎ、高すぎると電解力は強くなるが更に電解液自体に電流が流れて発熱して沸騰してしまい電解液が蒸発して無くなってしまう事態が発生するので、電解力が適度に強くかつ電解液が沸騰して短時間に無くなってしまわない適度なパルス電圧の電圧値に調整(利用者が外部から電解力、電解液の沸騰状態を見て適度に調整(あるいはデフォルトで設定))できるようにしたものである。
The pulse voltage is a voltage value of the pulse voltage generated by the
・パルス電圧のパルス幅は、スイッチ2,3(半導体素子)によって、所定極性のパルス電圧のパルス幅を調整(利用者が外部から電解力、電解液の沸騰状態、特に、沸騰状態を見て適度に調整(あるいはデフォルトで設定))できるようにしたものである。
・ The pulse width of the pulse voltage is adjusted by the
・パルス電圧の繰り返し周期(周波数、休止期間)は、スイッチ2,3(半導体素子)によって、所定の極性のパルス電圧の繰り返し周期を調整(利用者が外部から電解力、電解液の沸騰状態、特に、試料8の表面の付着物やゴミの除去状態(繰り返し周期は遅いと付着物が取れず、また速すぎても付着物が取れないのでその間の適度に付着物が除去される周期(通常は、1から5ヘルツが望ましい)を調整(あるいはデフォルトで設定))できるようにしたものである。
-The repetition period (frequency, pause period) of the pulse voltage is adjusted by the
・その他の過電流保護の有無とその値は、パルス電圧を電極棒6に供給し、利用者が当該電極棒6で試料8の研磨したい場所をなぞったときに強く力を入れすぎで過大電流が流れようとしたときに電流制限(あるいは一時的に電流遮断)を行うなどの保護的制御およびリセットについて調整(デフォルトで設定)できるようにしたものである。 -The presence or absence of other overcurrent protection and its value are determined by supplying a pulse voltage to the electrode bar 6 and overpowering the user with too much force when tracing the place where the sample 8 is to be polished. It is possible to adjust (set by default) the protective control and reset, such as performing current limiting (or temporarily interrupting current) when current flows.
調整回路5は、パルス電圧の電圧値、パルス電圧のパルス幅、パルス電圧の繰り返し周期(周波数、休止期間)などを、外部から利用者が調整(あるいはデフォルトで設定)するための調整回路(ボリュームあるいは画面上に表示したボリューム調整イメージなど)である。 The adjustment circuit 5 is an adjustment circuit (volume) that allows the user to adjust (or set by default) the voltage value of the pulse voltage, the pulse width of the pulse voltage, the repetition period (frequency, pause period) of the pulse voltage, and the like. Or a volume adjustment image displayed on the screen).
電極棒6は、パルス電圧を印加するための電極棒である(図3から図6参照)。
先端部7は、電解液を浸したスポンジ状の棒状かつ先端が丸み、尖らした、細くしたなどの形状を持つものである(図3から図6参照)。電子顕微鏡の電子銃を構成するウェーネルトの穴は、通常1mmφ程度であるので、これよりも若干細くして当該穴の内部に付着したコンタミを除去する。また、真空蒸着装置、イオンスパッタ装置などの内部に支柱や平坦な部分に付着した不要な蒸着物などを除去するときは、先端が平坦で若干丸みを帯びた先端部7が研磨し易く。その他、研磨対象の形状(平面、棒、穴など)に適合した形状の先端部で当該研磨対象の部分を軽く触れてなぞることで研磨の作業性を大幅に向上させることが可能となる。
The electrode bar 6 is an electrode bar for applying a pulse voltage (see FIGS. 3 to 6).
The tip 7 has a sponge-like rod shape soaked with an electrolytic solution and has a shape such as a rounded, sharpened, or thinned tip (see FIGS. 3 to 6). Since the Wehnelt hole constituting the electron gun of the electron microscope is usually about 1 mmφ, the contamination attached to the inside of the hole is removed by making it slightly narrower than this. Further, when removing unnecessary deposits or the like adhering to a column or a flat part in a vacuum vapor deposition apparatus, an ion sputtering apparatus or the like, the tip part 7 having a flat tip and slightly rounded tip is easily polished. In addition, it is possible to greatly improve the workability of polishing by gently touching and tracing the portion to be polished with the tip of the shape suitable for the shape to be polished (plane, bar, hole, etc.).
試料8は、電解研磨対象の試料であって、例えば電子顕微鏡、光学顕微鏡などの観察対象の試料や、更に、上記した真空蒸発装置、イオンスパッタ装置などで不要な物質が付着した部分、即ち研磨して綺麗にする対象の部分(支柱、平坦な部分、ベルジャーなどの部分)である。 The sample 8 is a sample to be electropolished, for example, a sample to be observed such as an electron microscope or an optical microscope, and a portion to which unnecessary substances are attached by the above-described vacuum evaporation apparatus, ion sputtering apparatus, or the like, that is, polishing. This is the part to be cleaned (the part of the column, flat part, bell jar, etc.).
次に、図2の波形図を用いて図1の構成で、電極棒6に印加するパルス電圧の発生について詳細に説明する。 Next, generation of a pulse voltage applied to the electrode rod 6 in the configuration of FIG. 1 will be described in detail using the waveform diagram of FIG.
図2は、本発明の波形図を示す。
図2の(a)は、+制御波形の例を示す。図示の+制御波形を持つパルス電圧は、図1の電源1から発生された+電源の直流電圧について、スイッチ2がパルス制御時間Δtの間だけ導通状態にし、繰り返し周期Tで繰り返したときに発生されるパルス電圧であって、図示のように、パルス制御時間Δtの幅のパルス電圧を繰り返し周期Tで繰り返した波形である。パルス制御時間Δtは、図示の最大パルス幅Δtmaxから図示外の最小パスる幅Δtminの間で、任意に調整(通常は10から50%のデューティの範囲内で調整)するものである。
FIG. 2 shows a waveform diagram of the present invention.
FIG. 2A shows an example of a + control waveform. The pulse voltage having the + control waveform shown in the figure is generated when the
図2の(b)は、−制御波形の例を示す。図示の−制御波形を持つパルス電圧は、図1の電源1から発生された−電源の直流電圧について、スイッチ3がパルス制御時間Δtの間だけ導通状態にし、繰り返し周期Tで繰り返したときに発生されるパルス電圧であって、図示のように、パルス制御時間Δtの幅のパルス電圧を繰り返し周期Tで繰り返した波形である。パルス制御時間Δtは、図示の最大パルス幅Δtmaxから図示外の最小パスる幅Δtminの間で、任意に調整(通常は10から50%のデューティの範囲内で調整)するものである。
FIG. 2B shows an example of a -control waveform. The pulse voltage having the control waveform shown in FIG. 1 is generated when the
図2の(c)は、交番発生波形の例を示す。図示の交番発生波形を持つパルス電圧は、図2の(a)と図2の(b)の波形を交互に繰り返したパルス電圧である。尚、図示のパルス電圧は、正と負の極性のパルス電圧を交互に発生させたが、これに限らず、正のパルス電圧を所定数、負のパルス電圧を他の所定数に指定(試料8の研磨の状態を利用者が観察して最適値に調整(あるいはデフォルトで設定))し、これらを繰り返すようにしてもよい。 FIG. 2C shows an example of an alternating waveform. The pulse voltage having the alternating waveform shown in the figure is a pulse voltage obtained by alternately repeating the waveforms shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). In addition, although the pulse voltage shown in the figure is generated by alternately generating positive and negative polarity pulse voltages, the present invention is not limited to this, and a predetermined number of positive pulse voltages and a predetermined number of negative pulse voltages are specified (samples). The user may observe the state of polishing No. 8 and adjust it to an optimum value (or set as a default)), and repeat these steps.
以上のように、電源1で発生された直流電圧(+、−)をもとに所定パルス幅Δtで所定繰り返し周期Tのパルス電圧を発生させ、電極棒6に供給することが可能となる。この際、既述したように、図1の調整回路5を用いて、パルス電圧の電圧値V、パルス幅Δt、繰り返し周期Tは、外部から任意に調整(あるいはデフォルトで任意に設定)することが可能である。
As described above, a pulse voltage having a predetermined repetition period T with a predetermined pulse width Δt can be generated based on the DC voltage (+, −) generated by the
図3は、本発明の説明図(その1)を示す。
図3の(a)は、ピンセット11の先端に電解液を含ませる綿棒12等を装着した全体構成図を示す。図示の例では、市販品のピンセット11の先端をカットおよび加工し、拡大図の(b−1)に示すようにし、綿棒12などを掴みやすいようにする。
FIG. 3 shows an explanatory diagram (part 1) of the present invention.
FIG. 3 (a) shows an overall configuration diagram in which a
図3の(b)は、ピンセット11の先端部分を拡大した模式図を示す。
図3の(b−1)は、図3の(a)のピンセット11の先端部を拡大した様子を模式的に示す。
FIG. 3B is a schematic diagram in which the tip portion of the tweezers 11 is enlarged.
FIG. 3B-1 schematically shows an enlarged state of the tip of the tweezers 11 of FIG.
図3の(b−2)は、市販品の綿棒12の先端部分をカットした様子(カットしなくて取り扱い難いだけでそのままでもよい)を模式的に示す。利用者が図示の綿棒12の軸部分を、図3の(b−1)のピンセット11の拡大した先端部分に入れて当該ピンセット11を挟むことで固定する。そして、綿棒12の部分を、図示外の電解液(中性、酸性、アルカリ性(電解研磨する試料8の材料に依存して電解するために適切な酸度の電解液))に浸して含ませ、電解研磨対象の試料8の該当部分に軽く接して擦ると、所定電圧パルスが試料8に接触して電解液が浸させた部分に流れて電解研磨かつ電解液が若干発熱して対流(あるいは若干の泡が連続的に発生)し、ゴミを除去かつ綺麗にいわば磨かれることとなる。そして、電解液がなくなったり、綿棒12に研磨したゴミや汚染物で黒く汚れた場合には、新品の綿棒12に交換し、綿棒12をいわば使い捨てで使用する。
(B-2) of FIG. 3 schematically shows a state in which the tip portion of a commercially
図3の(b−3)は、フェルト状のものの例を示す。図示のフェルト状のものは、図3の(b−2)の綿棒12に代わるものであって、同様に、取り付けて電解液を含ませ、電解研磨対象の試料8の該当部分に軽く接して擦ると、所定電圧パルスが試料8に接触して電解液が浸させた部分に流れて電解研磨かつ電解液が若干発熱して対流(あるいは若干の泡が連続的に発生)し、ゴミを除去かつ綺麗にいわば磨かれることとなる。
FIG. 3B-3 shows an example of a felt-like object. The felt-shaped one shown is an alternative to the
以上のように、ピンセット11の先端部を加工し、綿棒12あるいはフェルト状のもの13を当該先端部に保持させ、電解液を含ませて試料8に軽く触れて擦ることにより、当該試料8の該当部分のゴミを除去および電解研磨して綺麗にし、電子顕微鏡や光学顕微鏡などの試料面を簡易に生成することが可能となる。そして、必要に応じて新品の綿棒12などに交換し、常に綺麗な綿棒12で試料8の表面を研磨して試料8の地肌が出現した綺麗な状態にする。
As described above, the tip of the tweezers 11 is processed, the
図4は、本発明の説明図(その2)を示す。図示の電極棒21は、図3がピンセット11の先端を加工して綿棒12を保持し、当該綿棒12に電解液を含ませた代わりに、チャッキング部22を設けて当該チャッキング部22に綿棒23などを固定した例を示す。
FIG. 4 shows an explanatory diagram (part 2) of the present invention. The
図4の(a)は、電極棒21の先端にチャッキング部22を設け、当該電極棒21の右端(後端)の部分を押下して当該チャッキング部22を開いて綿棒23を固定する構造を模式的に示す。
4A, a chucking
図4の(b)は、綿棒23の例を示す。図示の綿棒23を、図4の(a)の電極棒21の先端部に設けたチャッキング部22に挿入して固定する。
FIG. 4B shows an example of a cotton swab 23. The illustrated cotton swab 23 is inserted into a chucking
図4の(c)は、チャッキング部22の拡大した模式図を示す。ここでは、図4の(b)の綿棒23の軸芯を、チャッキング部22に挿入し、図示のように固定する。
FIG. 4C shows an enlarged schematic diagram of the chucking
図4の(d)は、フェルトの例を示す。図示のフェルト24は、図4の(b)の綿棒23の代わりに、電極棒21の先端のチャッキング部22に挿入して固定する、他の例を示す。
FIG. 4D shows an example of felt. The felt 24 shown in the figure shows another example in which the felt 24 is inserted into the chucking
以上のように、電極棒21の先端部に設けたチャッキング部22に綿棒22の軸芯あるいはフェルト24を入れて固定し、電解液を含ませて試料8に軽く触れて擦ることにより、当該試料8の該当部分のゴミを除去および電解研磨して綺麗にし、電子顕微鏡や光学顕微鏡などの試料面を簡易に生成することが可能となる。
As described above, the shaft core or felt 24 of the
図5は、本発明の説明図(その3)を示す。
図5の(a)の電極棒31は、図4が電極棒21の先端部分にチャッキング部22を設けた代わりに、フェルト(棒状で先端が丸い)33を少し強い力でフォルダ(2箇所にスリットがあって若干拡大する部分がある)34に押し込んで固定したものを電極棒31の先端部分に差し込で固定した例を模式的に示す。電極棒31の握りの部分は、電解液容器32となっており、内部に液体の電解液が充填され、差し込んで固定したフェルト33に当該電解液が適度にしみ出す(尚、電解液が無用に流れ出ないように、スプリングで弁を通常は閉じておき、フェルト33を強く内部に押し込むと当該弁が開いて電解液がフェルト33に流れ出させ、フェルト33を内部に強く押すことを止めると弁が閉まる構造としてもよい)。キャップ36は、電解液容器32に電解液を入れるときに外し、電解液を入れた後に挿入して固定するためのものである。
FIG. 5 shows an explanatory diagram (part 3) of the present invention.
5A, instead of providing the chucking
図5の(b)は、フェルト33をフォルダ34に取り付けた様子を模式的に示す。
図5の(c)は、綿棒35をフォルダ34に取り付けた様子を模式的に示す。図5の(b)、(c)のフォルダ34に取り付けたフェルト34、綿棒35を、図5の(a)に示すように、左側から右側に向けて電極棒31の先端部分から強い力で挿入することにより、当該フェルト34、綿棒35を電極棒31に装着し、かつ電解液容器32から適度の電解液を含ませることが可能ととなる。
FIG. 5B schematically shows a state where the felt 33 is attached to the
FIG. 5C schematically shows a state in which the cotton swab 35 is attached to the
以上のように、電極棒21の先端部にフォルダ34に装着したフェルト33、綿棒35を、電解棒31の左側の先端部分から右方向に強い力で挿入して装着し、フェルト33、綿棒35に電解液を含ませて試料8に軽く触れて擦ることにより、当該試料8の該当部分のゴミを除去および電解研磨して綺麗にし、電子顕微鏡や光学顕微鏡などの試料面を簡易に生成することが可能となると共に、ウェーネルトの小さな穴の内部を綺麗に研磨sるうことが可能となる。
As described above, the felt 33 and the cotton swab 35 attached to the
図6は、本発明の説明図(その4)を示す。
図6の(a)は、既述した図3の(a)のピンセット11の先端部に綿棒12を挟んで当該綿棒12を金属試料8に軽く触れて擦るときの様子を模式的に示す。図示のように、ピンセット11の先端部について、金属試料8との間の距離を所定距離Lに常にほぼ一定に保持し、パルス電圧を印加すると、電流を流したことによる電解作用と、更に、電解液自身に若干の電流が流れて発熱して当該電解液の温度が高くなると共に小さな気泡が連続して若干発生し、結果として、電解液14が図示のように、綿棒12と金属試料8との間に広がって充満し、ゴミを当該小さな気泡で金属試料8の表面から浮き上がらせてて除去すると共に電解研磨し、金属試料8の電解液14が充満した図示の部分について綺麗にすることが可能となると共に、距離Lをほぼ同じに保持することにより、再現性を非常に良くできることが実験で判明した。尚、距離Lをほぼ同じに保持するために、図示しないが、ピンセット11の先端部あるいは別の個所に、当該距離Lの長さにした非導電性の棒で、金属試料8との間の距離を一定に保持する構造を設けるようにしてもよい。
FIG. 6 is an explanatory diagram (part 4) of the present invention.
FIG. 6A schematically shows a state in which the
図6の(b)は、綿棒12の先端の形状の例を示す。
図6の(b−1)は綿棒12の先端を図示のように尖らした例を示し、図6の(b−2)は綿棒12の先端を図示のように丸くした例を示し、図6の(b−3)は綿棒12の先端を図示のように細くして尖らした例を示す。これら綿棒12の先端を尖らした、丸くしたり、細くして尖らしたりし、図6の(a)の状態にしたときに、金属試料8の研磨対象の領域が最適に研磨される形状を実験によって選択する。
FIG. 6B shows an example of the shape of the tip of the
6B-1 shows an example in which the tip of the
尚、図6の(a)は、試料8が平坦な場合について説明したが、更に、電子顕微鏡の電子銃を構成するウェーネルトの小さな穴(約1mmφ)の内部に付着したコンタミを研磨して除去する場合には、図6の(b−3)のように、電極棒6の先端を細く若干長くし、穴(約1mmφ)の奥まで十分に挿入した状態で軽く回転させて電圧パルスを印加することで、当該穴の内部を全面に渡って研磨することができる。そして、電解液を浸さないで、その代わりに掃除用の溶剤を浸した他の綿棒12を当該穴の奥まで挿入して軽く回転させることで、研磨後の残留研磨液などを除去して綺麗に掃除することが可能となる。
Although FIG. 6A illustrates the case where the sample 8 is flat, the contamination adhered inside the small Wehnelt hole (about 1 mmφ) constituting the electron gun of the electron microscope is further polished and removed. To do this, as shown in Fig. 6 (b-3), apply a voltage pulse by making the tip of the electrode rod 6 narrow and slightly long and rotating it lightly with the tip fully inserted into the hole (about 1 mmφ). By doing so, the inside of the hole can be polished over the entire surface. Then, instead of immersing the electrolyte, insert another
本発明は、電解研磨装置において、電極棒と試料との間に電解液を浸した状態でパルス電圧を間欠的に印加すると共に電解液を自動補給する電極棒を設け、最適な電解力を得ると共に電解液の発熱による沸騰を低減し、簡易かつ確実に試料の表面の研磨を行うと共に電解液を簡易かつ確実に自動補給し、更に、電極棒の先端を種々の形状のものに交換可能にしたことで平面のみならず、小さな穴の内部も研磨する電解研磨方法、電解研磨装置およびその電極棒に関するものである。 According to the present invention, in an electropolishing apparatus, an electrode rod that intermittently applies a pulse voltage with an electrolytic solution immersed between an electrode rod and a sample and automatically replenishes the electrolytic solution is provided to obtain an optimum electrolytic power. At the same time, the boiling due to heat generation of the electrolyte is reduced, the surface of the sample is polished easily and reliably, the electrolyte is automatically and reliably replenished, and the tip of the electrode rod can be replaced with various shapes Thus, the present invention relates to an electropolishing method, an electropolishing apparatus, and an electrode rod thereof that polish not only a flat surface but also the inside of a small hole.
1:電源
2、3:スイッチ
4:制御回路
5:調整回路
6、31,31:電極棒
7:先端部
8:試料(金属試料)
11:ピンセット
12、23、35:綿棒
13、24、33:フェルト
22:チャッキング部
32:電解液容器
36:キャップ
1:
11:
Claims (9)
パルス状のパルス電圧を発生し、休止期間を経過した後にパルス状のパルス電圧を発生することを繰り返すステップと、
前記発生したパルス電圧を、前記電解棒と試料との間に供給するステップと
を有する電解研磨方法。 In an electropolishing method in which an electrolytic solution is immersed between a sample and an electrolytic rod and a voltage is applied to electropolish the surface of the sample,
Generating a pulsed pulse voltage and repeatedly generating a pulsed pulse voltage after the rest period has elapsed;
Supplying the generated pulse voltage between the electrolytic rod and the sample.
パルス状のパルス電圧を発生し、休止期間を経過した後にパルス状のパルス電圧を発生することを繰り返す回路を備え、
前記回路で発生したパルス電圧を、前記電解棒と試料との間に供給して当該試料の表面を電解研磨することを特徴とする電解研磨装置。 In an electropolishing apparatus for electrolytically polishing the surface of the sample by applying a voltage by immersing an electrolyte between the electrolytic rod and the sample,
A circuit that generates a pulsed pulse voltage and repeats generating a pulsed pulse voltage after a pause period has elapsed,
An electropolishing apparatus characterized in that a pulse voltage generated in the circuit is supplied between the electrolytic rod and a sample to electropolish the surface of the sample.
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