(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210607601.3 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市虹口区四平路1239号 (72)发明人 王昆　陈世杰　王占山　 (74)专利代理 机构 上海邦德专利代理事务所 (普通合伙) 31312 专利代理师 郭靖宇 (51)Int.Cl. C25D 1/00(2006.01) G16C 20/10(2019.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种摩擦辅助电化学沉积技术的优化装置 及其优化方法 (57)摘要 本发明提供一种摩擦辅助电化学沉积技术 的优化装置及其优化方法， 优化装置包括： 环形 压力板、 阴极、 电铸槽、 阳极、 游离 粒子， 环形压力 板放置于游离粒子区域上方， 阴极沉积工作面与 游离粒子紧贴， 阳极与游离粒子紧贴， 整个电沉 积部分置于电铸槽内并浸没于电铸液中， 本发明 涉及电铸领域， 通过对游离粒子加压实现对摩擦 辅助电化学沉积技术的优化， 另外还公开了一种 对摩擦辅助加压作用的质量预测和评估的优化 方法， 改善了摩擦辅助电化学沉积技术的现有缺 陷， 进一步提高了摩擦辅助技 术的电铸质量。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114959802 A 2022.08.30 CN 114959802 A 1.一种摩擦辅助电化学沉积技术的优化装置， 其特征在于， 包括电铸槽、 环形压力板、 阴极、 阳极和游离粒子区域， 所述游离粒子区域为两侧端相连的带状区域， 所述游离粒子区 域围绕阴极设置， 所述阳极围绕所述游离粒子区域设置， 所述环形压力板覆盖于所述游离 粒子区域上方， 所述电铸槽内装有电铸液， 所述环形压力板、 阳极、 游离粒子区域和所述阴 极皆浸没于所述电铸液内； 所述阴极的侧面为沉积工作面， 所述游离粒子区域的内周与 所述阴极的沉积工作面紧 靠设置； 所述阳极的内周与所述游离粒子区域的外周紧靠设置 。 2.根据权利要求1所述的摩擦辅助电化学沉积技术的优化装置， 其特征在于， 所述环形 压力板为环形带状， 环形带状的所述环形压力板的底面覆盖所述游离粒子区域的上表面， 所述环形压力板的底面与所述游离粒子区域的上表面的表面积大小相等。 3.根据权利要求2所述的摩擦辅助电化学沉积技术的优化装置， 其特征在于， 所述环形 压力板由不与所述电铸液产生 化学反应的绝 缘材料制成。 4.一种摩擦辅助电化学沉积技术的优化方法， 使用 如权利要求1 ‑3中任意一项所述的 摩擦辅助电化学沉积技 术的优化装置， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1： 开始执 行； S2： 设定加压值； S3： 分析应力状态， 得到边界条件； S4： 计算任意 一点的单位 面积的摩擦力， 构造上 下界摩擦力之比模型； S5： 判断比值是否满足期望要求， 若否， 则返回S2； 若是， 则进入下一 步； S6： 得到合 适的加压值， 使得电铸质量达 到最优； S7： 利摩擦辅助电化学沉积技 术的作用效果进行评估。 5.根据权利要求4所述的摩擦辅助电化学沉积技术的优化方法， 其特征在于， 所述S2 中， 设定加压值时， 通过计算单位 面积的受压值， 折 算出所需要给予的压力初始值。 6.根据权利要求4所述的摩擦辅助电化学沉积技术的优化方法， 其特征在于， 所述S3 中， 通过采用应力单 元法或整体分析 得到边界条件。 7.根据权利要求4所述的摩擦辅助电化学沉积技术的优化方法， 其特征在于， 所述S4 中， 摩擦力求 解方程通过公式法、 有限元 方程或离 散元分析求 解得出。 8.根据权利要求7所述的摩擦辅助电化学沉积技术的优化方法， 其特征在于， 当使用公 式法求解时， 游离粒子为一个整体， 所述游离粒子的物理、 机械性能具体数值通过实验法或 仿真法求出。 9.根据权利要求4所述的摩擦辅助电化学沉积技术的优化方法， 其特征在于， 所述S7 中， 评估方法包括： 首先分析阴极外表面上任一点的应力状态， 由广义胡 克定律和边界条件 得到任一点的阴极外表面法线方向应力， 阴极外表面法线方向应力通过公式一计算， 所述 公式一表示 为： 然后， 采用莫彩丽计算公式得到加油后的游离粒子与阴极之间的摩擦力方程， 所述摩 擦力方程 通过公式二计算， 所述公式二表示 为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114959802 A 2进而得到表征阴极上下界表面摩擦力比值关系， 表征阴极上下界表面摩擦力比值关系 通过公式三表示， 所述公式三表示 为： 最后， 由公式四得知， 通过增大压力板施加的压力值以及减小游离粒子直径与阴极高 度之比， 从而明显改善阴极摩擦辅助电化学沉积的作用效果， 所述公式四表示 为： 其中， Cu(F,l,d)(coefficient  of uniformity)为与压力值F、 游 离粒子直径d和阴极高 度l有关的不均匀系数函数表达式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114959802 A 3