微电机定转子制作工艺分析

黎 波

（贵州航天林泉电机有限公司，贵州 贵阳 550000）

微电机具有体积小、重量轻、相对输出力矩大等优点，被广泛应用于汽车、康孔、国防装备、家用电器等领域，极大的改变了人们的生活。作为微电机重要的零部件之一，定转子的制造精度高低和质量好坏，直接影响了电机本身的性能质量。因此，文章将针对微电机的定转子制造工艺展开分析，研究分析一种精度高、制造简便的制作工艺。

1 微电机定转子制造工艺要求及制造方法

1.1 定转子制造工艺要求

作为微电机重要的零件之一，定转子制造精度的高低，关系着整个电机的装配质量和工作性能。因此在进行定转子制造时，应严格遵守以下工艺要求：

（1）定转子的外形、内径、槽型以及槽底等尺寸，必须满足微电机的制造图纸要求。

（2）在进行定转子制造过程中，应确保其内外圆的圆心与槽底的直径圆心位于同一点。

（3）对于定转子本身，应确保其周边的毛刺低于0.05mm，且呈现平整无波浪形。

1.2 定转子制造方法

（1）先进性冲槽后进行落料的制造工艺：该制造工艺的优点是生产效率相对较高，可以同时进行定子和转子的制造，相对而言冲片的质量较高，且满足了定转子的同轴度要求。缺点是在制作过程中，需要预先将硅钢片制作成条料，相对材料利用效率较低，且制作过程中精度较差，很容易导致累积误差的产生，导致槽孔无法对齐。

（2）先落料后冲槽的制作工艺：该制造工艺相对而言，生产效率较高，有效的提高了硅钢片的材料利用效率。同时还有利于单机自动化的实现，有效的缩短了生产的周期。缺点是在制造过程中，很容易导致复冲定子槽时内圆定位盘无线磨损，最终导致槽孔出现不整齐等问题。

（3）落料冲定子槽，再冲转子糟制作工艺：该工艺主要采用两道工序完成，首先是进行定子的全工序制造，包括内外圆、定子槽、鸠尾槽和记号槽的制造；然后再进行转子的全工序制造，包括转子槽、轴孔、轴孔的键槽和平衡槽。相对而言，该工序的生产效率要较传统的制造工艺提高三成以上，且降低了定位误差，成品的槽型整齐。

2 微电机定转子制作工艺

在进行微电机制作过程中，转子的制作相对简单，主要是讲所需的材料制作成盘状，并给与其轴向充磁即可完成。而在进行定子线圈制作时，工艺相对复杂，设计的工序也较多，包括硅微机械加工工艺、LIGA工艺、双面光刻、双面显影等工艺。只有这样，才能确保定子的线圈和衬底之间连接紧密，确保线圈的导电性能符合微电机的设计要求。

2.1 转子制作

传统的转子在制作过程中，通常会对较大的磁块进行切割，将所得到的小块磁体进行磁化处理，并最终将其安装在指定的位置，最终完成转子的制作。但是随着微电机本身体积的虽小，该方法不仅难以完成磁体的充磁，而且在安装定位过程中，相对不变。为了解决这一弊端，可引入一体化多极磁体方法，采用多级脉冲磁化的方式对整块磁体进行充磁，简化了后续的制作工艺，且永磁体是基于同一电压下完成的充磁，大大提高了转子制作的效率和质量。

2.2 定子制作

传统的定子线圈在制作过程中，大多采用印刷电路板的工艺，虽然该种制作工艺相对施工简便，成本支出较低，但是很难有效的控制铜的腐蚀速度，导致线圈存在较为严重的侧蚀问题，且一定程度上限制了线圈的深宽比，影响定子线圈的制造精度。因此，在定子线圈制作时，考虑引入硅作为基片，采用深刻蚀工艺完成正反面过线孔的制作。

（1）选取一片厚度为380μm的硅片，对其进行双面氧化处理，确保其表面形成厚度约为1μm的二氧化硅绝缘层。然后对硅片进行甩胶、前烘、光刻、显影等工艺处理，从而完成过线孔串口的制作，整个过程中，除了窗口部分为二氧化硅绝缘层之外，应确保其与部分均被光刻胶覆盖，完成保护。

（2）选用氢氟酸溶液对硅片窗口位置的二氧化硅绝缘层进行复试，然后对硅片进行光刻胶去除，并将其放在ICP离子刻蚀机当中，完成干法刻蚀。最后对硅片的过线孔串口进行清洗烘干处理，并对两面进行铜溅射，完成种子层的制作。

（3）完成铜种子层溅射工序后，对硅片进行甩胶、双面光刻、双面显影等操作，实现窗口的电机线圈制作，完成以上工序后，将硅片进行电铸处理，最终完成定子线圈的初步制作。

（4）利用丙酮对硅片进行去胶处理，并放置在三氯化铁溶液当中，对残余的铜进行去除，最终完成整个定子线圈的制作。

（5）在整个制作过程中，为了避免硅片受到污染，影响整个定子线圈的制作质量，应对硅片进行全面的清洗，避免金属微粒、有机物等物质对整个制作过程产生影响。

3 结 语

综上所述，文章结合直流微电机，对其定子和转子的制作工艺进行了详细的分析，通过对比传统工艺和改进后的工艺，采用深刻蚀成型电铸工艺所制作而成的定转子，本身的成品质量较高、且生产效率大幅度提升，满足了微电机制作的要求。因此，相关工作者应提高自身的专业素质能力，积极研究新工艺和新材料，逐步推动微电机制作工艺的革新。