微细加工技术
09机一 09010129 王瑞
一.微细加工技术现状
1990年微细加工技术的生产水平是100μm到0·8μm。到1994年,16M DRAM 64M DRAM已生产,254M DRAM也将投入生产。16—64M DRAM用0·3μm ~ 0·4μm的微细加工技术。256MDRAM用0·25μm的加工技术。目前,实验室已做出1000M DRAM的产品。也就是说,0·1μm~0·08m的微细加工技术,不久也将投入生产。当前微细加工技术的动向是:一方面将生产16—64M DRAM的设备,进行改进,以提高生产率,另一方面是开发新工艺、新设备。微细加工技术的关键是曝光技术和干蚀技术。我们将以这两方面为重点,介绍微细加工技术的现状和发展动态。1 16—64M DRAM生产技术的改进当前生产16M DRAM的设备,一般都能生产64M DRAM。它们主要用缩小投影曝光装置,典型的有NSR—2005i10c,Ex10B,NSR4425i。其主要参数,如表1所示。缩小投影曝光装置的特点上述三种装置,都能生产14-64M DRAM器件,其中NSR-4425i能生产256M DRAM 器件,光刻水平达到0·25μm。
这三种设备,校正系统都经过改进,稳定性大大提高。同时,对干涉反射镜曲线,进行补正。干涉光路进行空调,使精度大大提高。另外,对放大倍率也进行补偿和修正。使误差控制在10 nm以下。
使用准分子激光器,使曝光功率下降,曝光成本下降。
NSR-4425i,是一种成本较低而性能优良的设备,由于它采用了混合和匹配平台,能生产16M、64M、256M DRAM器件。场尺寸达44 mm×44mm,主流场为22 mm ×44 mm,生产256M DRAM器件,月产达2万只。
1.1印刷式曝光机
1.1.1概要
它是一种等倍率曝光机,采用混合和匹配平台,具有“印刷”功能,故而又称它为超技术步进机。其突出优点是生产性高而成本低。该类机中的优秀者是224i 型。它使用i线作曝光光线,大口径光学系统,超高精度的平台,曝光光的波长为355~375nm。每小时能生产200 mm片80枚。150 mm片105枚。
1.1.2结构和特征
该装置的最大特征是采用高性能的1×HerShel-Wynne-Dyson光学系数。它采用两个消色透镜两个棱镜一个主透镜,构成光学系统,曝光场较大,故而生产率较高。曝光时,片上得到的能量较大,故而曝光时间短,由于它采用混合式和匹配式的平板印刷方法,使生产线成本低而产量高。
1.2电子束直接扫描系统
电子束直接扫描系统,也叫无掩膜曝光系统。以前就有这种系统,但其产量低,未能推广,本文介绍的HL-800D电子束直接扫描系统可生产64MDRAM器件,并且产量也较高,成本较低。
1.2.1电子束直接扫描系统的优点
电子束直接扫描系统的优点,如表3所示,从表3.看出,它有很多优点,主要是成本低,开发期短,适应性强特别适合科研单位和小批量生产用。
若是每日生产250枚片以下,用电子束直接扫描系统,生产成本较低,它比用掩膜曝光,成本低得多。
电子束直接扫描系统,虽然其电子束偏转范围有限(3 mm~5 mm),但其扫描面积
可以“拼”。这样,扫描面积就不受限制。该设备,也可生产256MDRAM器件。1.3.2HL —800D概况日立公司开发的HE—800D系统,其加工水平达0·2μm~0·3μm,1·50 mm,生产能力达10~20(枚/h),
一次成型扫描法,是通过转写掩膜形成的,如图1所示,通过转写掩膜可一次形成较为复杂的图形或使扫描线更精度。
通过使用补偿法并运用转写掩膜,或可以提高扫描速度,或可以提高扫描线的精细程度,但其代价是失去了无掩膜的优点(有转写膜)。用转写掩膜,该装置可达到0·05μm的直线尺寸,精度可达到0·15μm,甚至有人说,这类设备将来可生产1GDRAM器件。
1.3干蚀技术
在微细加工中,尤其是达到0·25μm水平的精细加工中,干蚀技术就显得很重要,现在微细加工对干蚀的要求如下:
a)片面积大,均匀性要好;
b)无机械损伤;
c)有高的选择比;
d)高的纵深比;
e)离子控制性要好;
f)处理速度快。
要达到上述六项要求,用以前的腐蚀方法是不行的,新开发的ECR*,能很好的满足上述要求。
ECR的特点:等离子密度大,电子动能大,干蚀质量高,速度快。搭载有ECR的干蚀装置APEX7000/PINADE8000具有极好的干蚀性能:
1)对氧化膜的干蚀,选择比达到50~100而且
尺寸误差极小。
2)对铝(Al)加工:选择比达到3以上,并能完全防止腐蚀。以上设备腐蚀的结果,如图2所示。从图2看出:这种装置的干蚀效果,是极好的。
TiN/Al-Si-Cu/TiN/Tiの的蚀刻实例(蚀刻速度:0·755nm/min,均一性±3·8%,选择比相对P·R3·9)
电子束激励的等离子发生装置,是另一种较好的干蚀装置。它是电子和电场作用,来产生高密度的等离子装置,其特点是:
1)电子能量分布,加速均可控制;
2)采用差动排气方式,氧、氯等还原气体从侧面导入,故而阴极寿命长。
3)能产生高密度的等离子。
这种装置的原理图,如图3所示。图中的反磁场线圈,生产尖峰磁场。在片子附近,产生磁场扩散区。由等离子室射入的电子束,沿磁力线迅速扩散,形成均匀的等离子区(可形成200 mm以上的等离子注)。等离子室中间的永磁体,使电子分散,多极磁场,使电子和离子复合率降低。
该装置的干蚀性能较好,均匀性高,腐蚀速度快。它对光刻胶的腐蚀,选择比大于40。对氧化膜的选择比大于150。对GaAs的腐蚀速度快,均匀性也好,选择比高,并有保角性。
另外,最近还出现了多通道干蚀装置。这类装置是一种投资少、效益高的干蚀装置。这类装置,也是干蚀装置发展的一个重要方面。
二.微细加工技术发展研究
微细加工技术是集成电路(lC)工业的基础，是半导体器件研究的必要手段。其中的lC以动态随机存储器(ORAM)为代表，具有肉眼无法看见的记忆功能结构，
而半导体器件以小尺寸器件为主。为了制备大规模集成电路(VL引)、超大规模集成电路(ULSI)和量子器件，微细加工技术正由微米、亚微米、亚半微米一直向纳米级和量子化方向发展。除了lC技术外，液晶显示器(LCO)技术、微机械技术和光电子技术的发展同样离不开微细加工技术水平的提高。人们越来越感到以微细加工技术为支柱的微电子技术正在成为一个国家综合国力的重要体现，成为国际竞争的焦点。因此许多发达国家目前都加大了在微细加工技术研究方面的投资强度，以期取得微细加工技术领域的领先地位。
微细加工技术包括曝光技术(即光刻技术)、刻蚀技术、浅结掺杂技术、超薄膜形成技术等。其中的曝光技术是微细加工技术的核心。
2.1国外微细加工技术在Ic方面的成就
国外微细加工技术在IC工业方面取得了很大的成就。表1是ORAM发展所要求达到的光刻技术水平和近年来ORAM的发展趋势。需要特别提到的是，1991年，日本日立公司研制成功64MORAM，其加工线宽为0.3微米，芯片面积为9.74X20.28平方毫米，集成度为1.21火1护个元器件;1992年，日本富士通公司推出256MORAM，加工线宽为0.2微米，芯片面积为16火25平方毫米，集成度为5.6x1了个元器件。由表5不难看到，国外在微细加工技术研究方面取得的进展是很快的，以致于每隔几年就能推出一代产品。以下是生产256MORAM所需达到的微细加工技术水平:光刻0.25微米(套刻精度士0.08微米，线宽控制0.04微米)，无机且能真空处理的全干刻蚀剂技术，0.1微米以下浅结技术，低温工艺仁平坦化，全干法加工、刻蚀、清洗，CVO铝和铜金属化，全自动化。
2.2国外微细加工技术在半导体器件研究方面的成就
国外微细加工技术在半导体器件研究方面也取得了很大的成就。1993年，日本东芝公司的研究开发中心研制成功门长度仅为0.04微米的n沟道MOSFE丁，并且可在室温下工作。德仪(TI)公司在工993年也研制成功晶体
管特征尺寸为0.02微米的集成电路，在该特征尺寸下，电子已经停止了粒
子活动，开始转化为类似波的活动。目煎国外研制的日EM下器件的最小栅
长仅为25纳米。另外，国外也利用高水平的微细加工技术制作出了与电子
相干长度相当的纳米结构(包括量子线、量子点阵、量子点接触等)，并对其
物理过程进行了广泛的研究，提出了电子波器件的可能性。美国《物理评论》
杂志指出，以量子效应为基础的电子波器件有可能成为ULsl技术的基础，
并将导致未来电子学发展的一场新革命。
国外在lC工业和半导体器件研究方面所取得的成就无一不得益于微细
加工技术的发展。可以说，国外的微细加工技术正在朝着物理加工极限发展。三.光刻技术的发展
光刻技术是微细加工技术的核心。考核光刻技术的质量指标主要有分辨率、焦深、生产效率等。对于未来可能应用于IC工业的光刻技术，目前争
论较多的是光学光刻和X射线光刻。
根据瑞利公式，投影光学系统的分辨率R-kl入/NO，其中入为曝光波长，NO为镜头的数值孔径，k，为条件系数。不难看出，提高光刻分辨率的途径
有三:一是增大N。，二是缩小入，三是提高k;。80年代中期，人们曾把增大闪。作为提高分辨率的主要途径，但为了满足芯片面积日益增大的要求和提
高生产效率，必须在增大NO的同时又加大视场面积和降低畸变，这就使光
学设计越来越难。于是人们开始转向缩小曝光的波长，但是根据焦深公式:00「一kZ入/N02，增大NO和缩小入又不可避免地导致焦深的急剧减小。这似
乎表明，光学光刻快要走到了尽头。
然而，马克·赖文森于1982年提出了移相曝光技术，也就是通过改变辐射光相位的方法使曝光图形的分辨率和焦深得以提高。它包括移相掩模曝光技术、片子移相曝光技术、改进照明光源的移相照明技术等。光学光刻有了一种“柳暗花明又一村”的感觉。目前tC工业生产中的16MORAM采用的是i线以一365纳米)紫外曝光，旧M和日立公司目前正在考虑采用i线结合移相曝光技术或者激光曝光技术(入=248纳米)来生产64MDRAM，1992年日立公司推出的256MORAM所采用的光刻技术也是光学曝光技术。最近，日本科学家宣称，采用移相曝光技术可以使加工线宽达到0.15微米。但是必须看到，所谓的移相曝光技术其实已经超出了普通光学曝光的范畴，其掩模的制作难度很大，制作成本也很高。而且，要生产IGORAM(特征尺寸0.18微米)及IG以后的ORAM时，光学光刻很难有所作为。这时，人们认为X射线光刻会显示出其巨大的优越性。
X射线光刻最初是旧M公司的史密斯(日.1.Smith)于1972年提出的，后来许多国家都投人巨资进行研究。毫无疑问，同步辐射X线光源是最好的X 射线光源，它具有光强强度高(达到100mw/cmZ以上，比普通的X光管高两个量级)、准直性好、光强均匀等优点，所以目前研究最多的是同步辐射X 线光刻。同步辐射X线光刻具有分辨率高(最近法国微结构国家实验室CNRS 已用同步辐射x线光刻技术曝出线宽为5o纳米，间隔为100纳米的周期性重复图形)、工艺宽容度大、生产效率高、单片芯片的生产成本低(相对于光学光刻)等优点。它包括同步辐射X线光源、掩模、光刻胶、对准装置四大部分。其中的掩模制作是同步辐射X线光刻的关键，目前各国都普遍采用电子束光刻的办法制作母掩模的图形，然后用X线曝光的方法拷贝母掩模，可以大大地降低掩模的制作成本。
X射线光刻自从问世以来进展一直比较缓慢(相对于光学光刻而言)，但是1988年以后国外关于这方面的报道陡然增多，表明X射线光刻技术已取得较大的突破。以下是近几年来国外采用X射线光刻技术在储存器研制方面取得的进展:199。年，IMDRAM(特征尺寸1微米)和64KSRAM研制成功;1992年5月，256KSRAM(特征尺寸0.5微米)研制成功;1992年9月，siZKSRAM(特征尺寸0.35微米)研制成功;1993年2月，512KSRAM(特征尺寸0.25微米)研制成功。另外，同步辐射x射线光刻应用于微机械制造(即LIGA技术)、量子线的制作等方面的研究工作近年来也取得了较大的进展。同步辐射X射线光刻应用于IC工业的最大障碍是同步辐射装置的成本很高和掩模制作技术的困难。同步辐射X射线光刻研究人员目前正在建造小型专用光刻储存环和争取掩模制作技术的突破。但是，关于同步辐射X线光刻技术是否能最终应用于lC工业生产的问题，迄今仍争论不休。不过，目前普遍认为，2000年以前IC工业生产采用的光刻技术仍然是光学光刻技术，只有当ORAM发展到IG以上时，x射线光刻技术才会逐步显示出其生命力。但是，毫无疑问，放弃对X射线光刻技术的研究是一种短浅、愚蠢的行为(X射线光刻中的许多技术，如掩模检测与修复技术、对准技术、高质量的电子束技术等，均可直接应用于光学光刻)。正因为如此，国外许多大公司和研究单位，如美国的旧M公司、摩托罗拉公司、贝尔实验室、电报电话公司，日本的N一，尸卜otonfaetor丫，法国的CNRS等都正在进行这方面的研究工作，以期能在将来的光刻技术中取得领先地位。可以预言，X射线光刻技术和光学光刻技术
的竞争不仅是技术上的竞争，也是经济力量上的竞争。
参考文献：
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精密和超精密加工论文 一、精密和超精密加工的概念与范畴 通常，按加工精度划分，机械加工可分为一般加工、精密加工、超精密加工三个阶段。目前，精密加工是指加工精度为1~0.1?;m，表面粗糙度为Ra0.1~0.01?;m的加工技术，但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以取得高的加工效率。精密加工包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。传统的精密加工方法有砂带磨削、精密切削、珩磨、精密研磨与抛光等。 a.砂带磨削是用粘有磨料的混纺布为磨具对工件进行加工，属于涂附磨具磨削加工的范畴，有生产率高、表面质量好、使用范围广等特点。 b.精密切削，也称金刚石刀具切削(SPDT)，用高精密的机床和单晶金刚石刀具进行切削加工，主要用于铜、铝等不宜磨削加工的软金属的精密加工，如计算机用的磁鼓、磁盘及大功率激光用的金属反光镜等，比一般切削加工精度要高1~2个等级。 c.珩磨,用油石砂条组成的珩磨头，在一定压力下沿工件表面往复运动，加工后的表面粗糙度可达Ra0.4~0.1?;m，最好可到Ra0.025?;m，主要用来加工铸铁及钢，不宜用来加工硬度小、韧性好的有色金属。 d.精密研磨与抛光通过介于工件和工具间的磨料及加工液，工件及研具作相互机械摩擦，使工件达到所要求的尺寸与精度的加工方法。精密研磨与抛光对于金属和非金属工件都可以达到其他加工方法所不能达到的精度和表面粗糙度，被研磨表面的粗糙度Ra≤0.025?;m加工变质层很小，表面质量高，精密研磨的设备简单，
表面微细加工技术 微细加工技术结合了超精增亮和超精抛光两项革新技术，能够有选择性地保留表面的微观结构，以提高表面的摩擦和滑动性能(表面技术)，以机械化和自动化取代传统的手工抛光，提高表面的美学功能。这种微细加工技术应用于切削刀具、冲压和锻造工具，航空、汽车、医疗器械、塑料注射模具等机械零件的表面处理，能够极大地改善零件表 面的性能。 微细加工技术采用全自动方式对金属零件表面进行超精加工，通过一种机械化学作用来清除金属零件表面上1～40μm的材料，实现被加工表面粗糙度达到或者好于ISO标准的N1级的表面质量。微细加工技术主要应用于超精抛光和超精增亮这两个领域。超精抛光使传统的手工抛光工艺自动化而超精增亮则生成新的表面拓扑结构。 纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。 纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技，人类正越来越向微观世界深入，人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出，纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将引起21世纪又一次产业革命。 ?光刻是一种以光复印图形和材料腐蚀相结合的表面精密加工技
术。前者是使图形复印到基片表面的光刻胶上，后者是把图形刻蚀到基片表面的各层材料(如Si02、Si3N4、多晶硅、铝等)上。 光刻胶上图形的复印是通过曝光和显影完成的。限制图形重复性及分辨率的主要因素，是图形加工过程中所涉及到的物理和化学问题。 ?在集成电路生产中，要经过多次光刻。虽然各次光刻的目的要求和工艺条件有所不同，但其工艺过程是基本相同的。光刻工艺一般都要经过涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀和去胶7个步骤。 ?涂胶就是在SiO2或其他薄膜表面涂一层粘附良好、厚度适当、厚薄均匀的光刻胶膜。涂胶前的基片表面必须清洁干燥。生产中最好在氧化或蒸发后立即涂胶，此时基片表面清洁干燥，光刻胶的粘附性较好。涂胶的厚度要适当。 ?胶膜太薄-----针孔多，抗蚀能力差；
超精密加工技术简介论文 学校：XXXXX 学院：XXXX 班级：XXXXX 专业：XXXXX 姓名：XXXX 学号：XXXX 指导教师：XXX
目录 目录 .......................................................................................................................................... - 2 - 一、概述................................................................................................................... - 1 - 1、超精密加工的内涵...................................................................................... - 1 - 2.、发展超精密加工技术的重要性................................................................. - 1 - 二、超精密加工所涉及的技术范围....................................................................... - 2 - 三、超精密切削加工............................................................................................... - 3 - 1、超精密切削对刀具的要求.......................................................................... - 3 - 2、金刚石刀具的性能特征.............................................................................. - 3 - 3、超精密切削时的最小切削厚度.................................................................. - 3 - 四、超精密磨削加工............................................................................................... - 4 - 1、超精密磨削砂轮.......................................................................................... - 4 - 2、超精密磨削砂轮的修整.............................................................................. - 4 - 3、磨削速度和磨削液...................................................................................... - 5 - 五、超精密加工的设备........................................................................................... - 5 - 六、超精密加工的支撑环境................................................................................... - 6 - 1、净化的空气环境.......................................................................................... - 6 - 2、恒定的温度环境.......................................................................................... - 6 - 3、较好的抗振动干扰环境.............................................................................. - 7 - 七、超精密加工的运用领域................................................................................... - 7 - 八、超精密加工的现状及未来发展....................................................................... - 7 - 1、超精密加工的现状...................................................................................... - 7 - 2、超精密加工的发展前景.............................................................................. - 8 - 总结：....................................................................................................................... - 9 - 参考文献：.....................................................................................错误!未定义书签。
2011 年春季学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目:微细超精密机械加工技术原理及系统设计学生所在院（系）:机电工程学院 学生所在学科:机械设计及理论 学生姓名:杨嘉 学号:10S008214 学生类别:学术型 考核结果阅卷人
微细加工技术概述及其应用 摘要 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法，现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，从微细加工的发展来看，美国和德国在世界处于领先的地位，日本发展最快，中国有很大差距。本文从用电火花加工方法加工微凹坑和用微铣削方法加工微小零件两方面描述了微细加工技术的实际应用。 关键词：微细加工；电火花；微铣削 1微细加工技术简介及国内外研究成果 1.1微细加工技术的概念 微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法。在微机械研究领域中，从尺寸角度，微机械可分为1mm~10mm的微小机械，1μm~1mm的微机械，1nm~1μm的纳米机械，微细加工则是微米级精细加工、亚微米级微细加工、纳米级微细加工的通称。广义上的微细加工，其方式十分丰富，几乎涉及现代特种加工、微型精密切削加工等多种方式，微机械制造过程又往往是多种加工方法的组合。从基本加工类型看，微细加工可大致分为四类：分离加工——将材料的某一部分分离出去的加工方式，如分解、蒸发、溅射、切削、破碎等；接合加工——同种或不同材料的附和加工或相互结合加工方式，如蒸镀、淀积、生长等；变形加工——使材料形状发生改变的加工方式，如塑性变形加工、流体变形加工等；材料处理或改性和热处理或表面改性等。微细加工技术曾广泛用于大规模集成电路的加工制作，正是借助于微细加工技术才使得众多的微电子器件及相关技术和产业蓬勃兴起。目前，微细加工技术已逐渐被赋予更广泛的内容和更高的要求，已在特种新型器件、电子零件和电子装置、机械零件和装置、表面分析、材料改性等方面发挥日益重要的作用，特别是微机械研究和制作方面，微细加工技术已成为必不可少的基本环节。 现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，微细超精密加工的主要方法如下： 微细电火花加工技术的研究起步于20世纪60年代末，是在绝缘的工作液中通过工具电极和工件间脉冲火花放电产生的瞬时、局部高温来熔化和汽化蚀除金属的一种加工技术。由于其在微细轴孔加工及微三维结构制作方面存在的巨大潜力和应用背景，得到了
机械工程系 机制方向课大作业 课程名称: 特种加工 姓名: 班级: 学号:
激光加工技术的应用与发展 摘要：激光加工是指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔和微加工等。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光能适应任何材料的加工制造，尤其在一些有特殊精度和要求、特别场合和特种材料的加工制造方面起着无可替代的作用。 关键词：加工原理、发展前景、强化处理、微细加工、发展前景。 一激光加工的原理及其特点 1.激光加工的原理 激光加工是将激光束照射到工件的表面，以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触式加工，工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力，所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节，因此激光加工可应用到不同层面和范围上。 激光加工的特点 激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势： ①由于它是无接触加工，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。 ②它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。 ③激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。 ④激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。 ⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。 ⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换，极易与数控系统配合，对复杂工件进行加工，因此是一种极为灵活的加工方法。 ⑦使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益好。例如：①美国通用电器公司采用板条激光器加工航空发动机上的异形槽，不到4H即可高质量完成，而原来采用电火花加工则需要9H以上。仅此一项，每台发动机的造价可省5万美元。②激光切割钢件工效可提高8-20倍，材料可节省15-30%，大幅度降低了生产成本，并且加工精度高，产品质量稳定可靠。虽然激光加工拥有许多优点，但不足之处也是很明显的。 二激光技术 用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激
微细电化学加工技术现状与进展 摘要：微细电电化学加工是微细加工领域的一个重要研究方向，电化学加工是利用电化学阳极溶解的原理将零件加工成型，具有工具无损耗、加工表面质量好、与零件材料硬度无关、加工后工件无应力和变形等优点，近年来随着电解加工理论的进一步成熟，微细电解加工以其独特的优势有望成为微细加工领域的又一主流技术[1]。微细电化学在未来的微纳加工中必将大有作为。本文介绍了国内外微细电化学加工技术、微细电化学加工电源及检测技术的研究现状[2]。结合国内外微细电化学加工技术的最新进展，系统地综述了微细电化学加工在多个方面的研究情况和工艺特点[3]。 关键词：电化学；电化学加工；微细电化学加工；脉冲电源。 电化学 电化学是一项古老的技术，是从研究电能与化学能的相互转换开始形成的。到20 世纪50 年代中期，苏联、美国和我国才相继开始了电解加工工艺的试验研究，电解加工也逐渐得到了发展。随着科学技术的不断发展和深入，电化学的研究领域不断拓宽和扩展，在电化学基础上开拓的电化学加工技术，支撑了电铸、电镀、电解冶炼和电解合成、电解加工、材料腐蚀的控制等重要的产业部门，已迅速地发展成为具有重大工业意义的一项技术。 电化学加工 电化学加工技术主要是利用金属材料发生氧化还原的电化学过程来实现去除材料和增加材料的目的。电化学加工技术自问世以来，以其新颖的加工原理而得到了极为广泛的应用，已成为当前机械加工领域中不可缺少的加工方法。电化学加工技术是一种特种加工技术，目前在微细加工中已占有重要的位置。由于加工过程是以离子单位方式进行的，所以在微细加工中占有重要的位置。随着现代电力电子技术的发展，针对电化学加工对精度和表面质量的要求，逐渐采用脉冲电源替代直流电源，而且脉冲电源的频率也在不断提高。另外，计算机控制技术的发展，使采用简单形状电极加工复杂结构的工件成为可能，使电化学加工技术有了广阔的应用前景[4]。电化学加工是一种基于在溶液中通电，使离子从一个电极移向另一个电极，从而将材料去除或沉积的方法，因此。它应是未来微、纳
微细加工技术及其应用 Last revised by LE LE in 2021
微细加工技术及其应用 微细加工技术是由瑞士BinC公司发明的一种新型加工工艺，在2004年法国巴黎举办的国际表面处理展览会（SITS）和2004年在法国里昂举办的ALLIANCE展览会上荣获2项发明奖。微细加工工艺和设备拥有国际专利。 微细加工技术结合了超精增亮和超精抛光两项革新技术，能够有选择性地保留表面的微观结构，以提高表面的摩擦和滑动性能（表面技术），以机械化和化取代传统的手工抛光，提高表面的美学功能。这种微细加工技术应用于切削刀具、冲压和锻造工具，航空、汽车、医疗器械、塑料注射模具等机械零件的表面处理，能够极大地改善零件表面的性能。 微细加工原理 微细加工技术采用全方式对金属零件表面进行超精加工，通过一种机械化学作用来清除金属零件表面上1～40μm的材料，实现被加工表面粗糙度达到或者好于ISO标准的N1级的表面质量。微细加工技术主要应用于超精抛光和超精增亮这两个领域。超精抛光使传统的手工抛光工艺化；而超精增亮则生成新的表面拓扑结构。 微细加工技术的一个突出优点是能够赋予零件表面新的微观结构。这些微观结构能提高零件表面对特定应用功能的适应性。如减小摩擦和机械差异、提高抗磨损性能、改善涂镀前后表面的沉积性能等。 总的说来，超精增亮可去除次级微观粗糙表面，次级粗糙表面的厚度在0～20μm之间，位于零件表面初级微观粗糙面的峰尖之间。而超精抛光则部分或整体去除初级微观粗糙表面，其值在10～40μm之间，当然这取决于零件材料表面的初始状态。
微细加工技术迄今能够加工的材料有退火及淬火钢、铜及铜合金、铸铁、Inconel镍合金（镍基合金）、钛金属、表面硬涂层处理前后的预处理（PVD、CVD、电镀）。 技术专利 微细加工技术是一种有选择性地精修被加工对象表面微观粗糙度和拓扑结构的创新性微观加工工艺。这种机械化学加工工艺是一种全化的加工工艺，适用于汽车制造、电子、化工、冶金、机械制造、航空制造等行业，尤其是模具、刀具和机床工具、高精密零件、光学器件，以及硬涂层处理前后的表面预处理加工。 微细加工技术的应用 微细加工技术通过改变材料表面的微细结构，能够减小摩擦、提高抗磨损性能，显着地提高材料的表面性能，在刀具行业具有广阔的应用前景。如采用超精增亮技术，彻底消除次级微观粗糙表面，减小摩擦，能够提高刀具的排屑性能，降低切削力；而保持初级粗糙表面，有利于润滑油膜，提高刀具的排屑性能，减少发热；如果在涂层处理前优化预处理涂层基面，或者在涂层之后彻底清除涂层引起粗糙表面，则能够提高PVD涂层的附着性能，延长刀具的使用寿命，消除刀具表面的积屑瘤问题。 这种创新的加工工艺近几年来在诸多工业领域的实际应用清楚地表明，微细加工技术能够大幅降低超精加工的成本；极大地缩短生产周期；方便地提高表面的质量，并且采用这种加工工艺加工出来的表面具有无以伦比的一致性和再现性。
微细加工中的尺度效应 在科技飞速发展的今天，人类对机械产品的性能有了许多更高的要求，在通讯、电予、航天、微系统技术、微机电系统等领域，产品微型化已成为人类所追求的同时也是工业界不可阻挡的一个发展方向。这些微小精密产品的制造离不开微细加工技术。而在微细加工中，尺度效应对加工的整个过程有着极大的影响。同时，也正是尺度效应，使得加工后的微小精密零部件有着非常好的性能。所以，尺度效应是微细加工过程中至关重要的可行性评估依据和理论基础。在下面的论述中，将对微细加工中尺度效应的定义、对加工过程的影响以及它的重要意义与实际应用进行简要的阐述。 1.微细加工中的尺度效应的定义 尺度效应是一个很广泛的概念，在不同的学科领域中有着相应的定义。在机械工程领域，尺度效应主要体现在微细加工过程中。如果对尺度效应做一个概括性质的定义，是指:在微细加工的过程中，由于被加工材料整体或局部尺寸的微小化，引起的成形机理、材料变形规律以及材料性能表现出不同于传统成形过程的现象。 2.微细加工中尺度效应的作用机理与影响 在微细加工过程中，由于切削层厚度已经十分薄，尺寸与微观尺度相近，尺度效应对加工精度的影响是十分明显的。传统的制造精度理论和分析方法将不再适用。在加工过程中，尺度效应的作用并非仅仅是将传统加工在尺寸上简单缩小，其主要可以表现为两个方面。 （1）在物理学方面，当切削加工的尺寸减小到一定的程度进入纳米量级时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致多个物理性质呈现新的小尺寸效应。在微米量级或该量级以下时，金属材料的硬度值急剧上升，转剪应力---剪应变曲线、弯曲应力---应变曲线明显升高。由此可见，制造中工件的受力与变形特征与传统构件情况是大不相同的。这主要是由于尺寸的缩小使得切削过程中起主导作用的力发生了变化。 对于微细加工中的工件，随着线性尺寸的减小，其表面积与体积的减小程度是不同的。实际上，随着尺寸减小，微构件表面积与体积之增大。因此，分别与
精密超精密加工技术 论文 班级：机械09-4班 姓名：侯艳飞 学号：20091058
精密超精密加工技术的发展，直接影响到一个国家尖端技术和国防工业的发展，因此世界各国对此都极为重视，投入很大力量进行研究开发，同时实行技术保密，控制关键加工技术及设备出口。 精密超精密加工技术，是现代机械制造业最主要的发展方向之一。在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用，并且已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。 精密超精密加工是指亚微米级(尺寸误差为0.3～0.03μm，表面粗糙度为Ra0.03～0.005μm)和纳米级(精度误差为0.03nm，表面粗糙度小于 Ra0.005nm)精度的加工。实现这些加工所采取的工艺方法和技术措施，则称为精密超精加工技术。加之测量技术、环境保障和材料等问题，人们把这种技术总称为超精工程。 超精密加工主要包括三个领域： 1.超精密切削加工如金刚石刀具的超精密切削，可加工各种镜面。它已成功地解决了用于激光核聚变系统和天体望远镜的大型抛物面镜的加工。2.超精密磨削和研磨加工如高密度硬磁盘的涂层表面加工和大规模集成电路基片的加工。3.超精密特种加工如大规模集成电路芯片上的图形是用电子束、离子束刻蚀的方法加工，线宽可达0.1μm。如用扫描隧道电子显微镜(STM)加工，线宽可达2～5nm。 近年来，在传统加工方法中，金刚石刀具超精密切削、金刚石微粉砂轮超精密磨削、精密高速切削、精密砂带磨削等已占有重要地位；在非传统加工中，出现了电子束、离子束、激光束等高能加工、微波加工、超声加工、蚀刻、电火花和电化学加工等多种方法，特别是复合加工，如磁性研磨、磁流体抛光、电解研磨、超声珩磨等，在加工机理上均有所创新。 对精密和超精密加工所用的加工设备有下列要求。 (1)高精度。包括高的静精度和动精度，主要的性能指标有几何精度、定位精度和重复定位精度、分辨率等，如主轴回转精度、导轨运动精度、分度精度等； (2)高刚度。包括高的静刚度和动刚度，除本身刚度外，还应注意接触刚度，以及由工件、机床、刀具、夹具所组成的工艺系统刚度。 (3)高稳定性。设备在经运输、存储以后，在规定的工作环境下使用，应能长时间保持精度、抗干扰、稳定工作。设备应有良好的耐磨性、抗振性等。 (4)高自动化。为了保证加工质量，减少人为因素影响，加工设备多采用数控系统实现自动化。 加工设备的质量与基础元部件，如主轴系统、导轨、直线运动单元和分度转台等密切相关，应注意这些元部件质量。此外，夹具、辅具等也要求有相应的高精度、高刚度和高稳定性。 加工工具主要是指刀具、磨具及刃磨技术。用金刚石刀具超精密切削，值得研究的问题有：金刚石刀具的超精密刃磨，其刃口钝圆半径应达到2～4nm，同时应解决其检测方法，刃口钝圆半径与切削厚度关系密切，若切削的厚度欲达到10nm，则刃口钝圆半径应为2nm。 磨具当前主要采用金刚石微粉砂轮超精密磨削，这种砂轮有磨料粒度、粘接剂、修整等问题，通常，采用粒度为W20～W0.5的微粉金刚石，粘接剂采用树脂、铜、纤维铸铁等。 航天、航空工业中，人造卫星、航天飞机、民用客机等，在制造中都有大量的精密和超精密加工的需求，如人造卫星用的姿态轴承和遥测部件对观测性能影响很大。该轴承为真空无润滑轴承，其孔和轴的表面粗糙度要求为Ry0.01μm，即1nm，其圆度和圆柱度均要求纳米级精度。被送入太空的哈勃望远镜(HST)，
金属工艺学论文 论文标题先进制造技术的新发展系别机械与能源工程系 年级专业08机本2班 学生姓名何涛 指导老师彭北山 邵阳学院 2010年1月10日
先进制造技术的新发展 摘要：本文介绍了当今制造技术面临的问题，论述了先进制造的前沿科学，并展望了先进制造技术的发展前景。 关键词：制造科学；前沿科学；应用前沿；绿色制造 前言 制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，其生产总值一般占一个国家国内生产总值的20%~55%。在一个国家的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产的产品的市场占有率上。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，因而各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。 1当前制造科学要解决的问题 当前制造科学要解决的问题主要集中在以下几方面： （1）制造系统是一个复杂的大系统，为满足制造系统敏捷性、快速响应和快速重组的能力，必须借鉴信息科学、生命科学和社会科学等多学科的研究成果，探索制造系统新的体系结构、制造模式和制造系统有效的运行机制。制造系统优化的组织结构和良好的运行状况是制造系统建模、仿真和优化的主要目标。制造系统新的体系结构不仅对制造企业的敏捷性和对需求的响应能力及可重组能力有重要意义，而且对制造企业底层生产设备的柔性和可动态重组能力提出了更高的要求。生物制造观越来越多地被引入制造系统，以满足制造系统新的要求。 （2）在现代制造过程中，信息不仅已成为主宰制造产业的决定性因素，而且还是最活跃的驱动因素。提高制造系统的信息处理能力已成为现代制造科学发展的一个重点。由于制造系统信息组织和结构的多层次性，制造信息的获取、集成与融合呈现出立体性、信息度量的多维性、以及信息组织的多层次性。在制造信息的结构模型、制造信息的一致性约束、传播处理和海量数据的制造知识库管理等方面，都还有待进一步突破。 （3）各种人工智能工具和计算智能方法在制造中的广泛应用促进了制造智能的发展。一类基于生物进化算法的计算智能工具，在包括调度问题在内的组合优化求解技术领域中，受到越来越普遍的关注，有望在制造中完成组合优化问题时的求解速度和求解精度方面双双突破问题规模的制约。制造智能还表现在：智能调度、智能设计、智能加工、机器人学、智能控制、智能工艺规划、智能诊断等多方面。
SpecialReports 2002年第3期 综述 激光微细加工技术及其在MEMS微制造中的应用LaserMicromachiningandItsApplicationintheMicrofabricationofMEMS 潘开林①②陈子辰②傅建中① (①浙江大学生产工程研究所②桂林电子工业学院) 摘要:文章综述了当前MEMS各类微制造技术,阐述了各种激光微细加工技术的原理、特点,主要包括准 分子激光微细加工技术、激光LIGA技术、激光微细立体光刻技术等,以及它们在MEMS微制造中的应用。 关键词:激光微细加工微机电系统激光LIGA1所示[5]。 表1MEMS主要微制造技术对比 技术 LIGA 1MEMS及其微制造技术概述 微机电系统(ME,,知功能和执行功能,在此基础上可开发出高度智能、高功能密度的新型系统。MEMS器件与系统未来将成为多个领域的核心,其作用与以CPU为代表的集成电路构成当今电子系统的核心一样。鉴于MEMS技术的重要技术经济潜力和战略地位,引起了世界各国的高度重视。MEMS主要是美国学者的称谓,在日本称为微机械,在欧洲称为微系统。此外,微技术在不同的学科与应用领域,还有类似的不同的专业或行业术语,如生物技术领域的基因芯片(DNA芯片)、生物芯片(Bio-Chip),分析化学领域的微全流体分析系统(uTAS)、芯 最小尺寸 +++--(+)-(+)+++ 精度 +++--(+)++-+ 高宽比粗糙度 ++-+-+++++++
++--+-++ 几何自 由度 +-++++++-- 材料范围金属、聚合物、 陶瓷金属、聚合物金属、聚合物、 陶瓷聚合物金属、半导体、 陶瓷金属、半导体非铁金属、聚合物 技术准分子激光微细立体光刻微细电火化 LCVD 金刚石片实验室(LabonChip),与光学集成形成微光机电系统(MOEMS)等。MEMS是从微电子技术发展而来,其微制造技术 注:表中++、+、-、--分别表示很好、好、较差、很差,+-表示不同应用条件下的相对效果,括号内的“+”表示最新研究有所进展。 在目前MEMS微细加工技术的研究与应用中,激光微细加工技术得到了广泛的关注与研究。激光微细加工制造商宣称激光微细加工技术具有:非接触工艺、有选择性加工、热影响区域小、高精度与高重复率、高的零件尺寸与形状的加工柔性等优点。 实际上,激光微细加工技术最大的特点是“直写”加工,简化了工艺,实现了MEMS的快速原型制造。此外,该方法没有诸如腐蚀等方法带来的环境污染问题,可谓“绿色制造”。 在MEMS微制造中主要采用的激光微细加工技术有:激光直写微细加工、激光LIGA、激光微细立体光刻等,下面分别加以介绍。 主要沿用微电子加工技术与设备。微电子加工技术与设备价格昂贵,适合批量生产。由于微电子工艺是平面工艺,在加工MEMS三维结构方面有一定的难度。目前,通过与其它学科的交叉渗透,已研究开发出以下一些特定的MEMS微制造技术。 (1)LIGA技术LIGA和准LIGA技术最大的特点是可制出高径比很大的微构件,但缺点同样突出,成本高。 (2)材料去除加工技术这类技术主要包括准分 子激光微细加工[1～4]、微细电火花加工[5]、以牺牲层技术为代表的硅表面微细加工、以腐蚀技术为主体的体硅加工技术、电子束铣、聚焦离子束铣等。(3)材料淀积加工技术这类技术主要包括激光 7] 辅助淀积(LCVD)、微细立体光刻[6、、电化学淀积等。
湖南农业大学课程论文 学院：东方科技学院班级：机制一班 姓名：李荣华学号：201241903115 课程论文题目：特种加工技术概论 课程名称：先进制造技术 评阅成绩： 评阅意见： 成绩评定教师签名： 日期：2015 年 12 月 2 日
特种加工技术概论 摘要： 特种加工技术是直接借助电能、热能等各种能量进行材料加工的重要工艺方法。 关键词：特种加工电火花加工电化学加工离子束加工超声波加工快速成形 引言： 由于材料科学、高新技术的发展和新产品更新换代日益加快，当今产品又要求具有很高的性价比。为此，各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现。于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生。特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响主要表现在以下几个方面：（1）提高了材料的可加工性（2）改变了零件的典型工艺路线（3）改变了试制新产品的模式（4）对产品零件的结构设计带来了很大的影响（5）重新审视了传统的结构工艺性（6）特种加工已经成为微细加工和纳米加工的主要手段。 1.电火花加工 电火花加工的原理是基于工具和工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸形状及表面质量预定的加工要求。按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，电火花加工工艺大致可分为电火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花放电沉积与刻字六大类。 1.1 电火花放电沉积的基本原理与特点 电火花放电沉积的原理是利用脉冲电路的充放电原理，采用导电材料(硬质合金、石墨、合金钢、铝和铜等)作为工具电极(阳极)，在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属工件(阴极)之间产生火花放电。当工具电极与工件达到某个距离电场强度足以使介质电离击穿时两者之间就产生火花放电，使电极端部与工件表面微区发生熔化甚至气化，熔融金属在热作用，电磁力和机械力的作用下沉积在工件表面。电极与工件的放电间隙频繁发生变化，电极与工件间不断发生火花放电，从而实现放电沉积。 1.2 极性效应 在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。因此，当采用窄脉冲、精加工时应选用正极性加工；当采用长脉冲、粗加工时，应采用负极性加工，此
武汉工程职业技术学院 毕业论文 课题名称机加工细微加工技术概述及其应用 学生姓名陈凯 . 学号1104180317 专业模具设计与制造 班级 2011级模具三班 指导教师秦丽萍 年月日
目录 摘要 (3) 引言 (4) 第一章微细加工技术简介及国内外 (5) 1.1 (5) 1.2 (9) 第二章微细加工技术应用实例 (11) 2.1 (11) 2.2 (13) 总结 (15) 参考文献 (16)
3 微细加工技术概述及其应用 摘要：微细加工原指加工尺度约在微米级范围的加工方法，现代微细加工技术已经不仅仅局限于纯机械加工方面，电、磁、声等多种手段已经被广泛应用于微细加工，从微细加工的发展来看，美国和德国在世界处于领先的地位，日本发展最快，中国有很大差距。本文从用电火花加工方法加工微凹坑和用微铣削方法加工微小零件两方面描述了微细加工技术的实际应用。 关键词：微细加工；电火花；微铣削
引言：随着科学技术的发展，近年来在IT 、医疗器械以及通讯领域，人们对微小型零件(如：微型传感器、微型加速度计、微透镜阵列等)的需求日益增加。这种需求的增加促进了微细加工技术的发展。在目前的多种微细加工技术中，微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem ，MEMS)一直是主流技术之一。由于MEMS 技术衍生于微电子技术，它的主要加工对象被限制在硅基材料上，并且工件的几何形状基本上是简单的二维形状，因而只有在大规模集成电路的批量制造等方面才是经济的。微细切削加工技术，特别是微细铣削作为MEMS 技术的补充，由于其几乎不受加工对象材料和几何形状的限制而受到研究人员的重视，正在成为微细加工技术中的新生力量。 近年来，采用传统的机械加工方法而进行微细制造的研究越来越受到人们的重 视，针对特征尺寸在 410~10m 所谓中间尺度微小机械零件的微细切削制造成为一大研究热点，其原因是机加工具有几大优势： 1加工精度高； 2生产效率高、灵活； 3能加工任意三维特征的零件； 4能加工包括钢在内的多种材料；
微细磨料喷射加工技术综述 [摘要] 本文阐述了微细磨料喷射加工技术的产生及原理，介绍了国内外微细磨料喷射加工技术研究现状并对这一技术的应用进行了展望。 [关键词] 微细磨料喷射加工工艺参数 近年来，玻璃、陶瓷、单晶硅等具有高硬度、高脆性和高熔点的材料越来越多的应用于电子元器件、光学仪器、微机电系统和半导体等领域。由于传统的加工方法如激光加工、化学蚀刻等本身的缺陷将对加工对象或加工设备产生较大的负面影响，使得加工范围受到限制，很难用于加工硬脆材料或制造尺寸微小的器件。 微细磨料喷射加工技术（Micro-Abrasive Jet Machining, MAJM）则可以很好地解决硬脆材料的加工问题，微细磨料喷射加工是用高速气流将微细磨料加速，用高速的微细磨料粒子冲击硬脆材料的工件，被加工工件表面被冲击后表层材料就被去除的一种加工方法。首先，由于这种加工方法不是用刀具来切割，所以工件整体所受的力非常小，这样就不会使工件破碎，并且加工过程不产生热，对工件的性质没有影响；其次，利用这种方法所加工出的形状完全由喷嘴移动的轨迹决定，所以可以用于加工出任意形状的孔和槽；最后，这种加工方法所使用的设备简单、造价低廉，可以大大地节约加工成本。另外这种加工方法也可以用于掩膜加工和刻蚀加工，为加工微小孔和刻线加工提供了新的有效的方法。 1.微细磨料喷射加工技术的产生及原理 微细磨料喷射加工技术的基本加工原理和传统的喷砂加工原理相同，即由气体携带磨料微粒形成高速气流冲击工件表面而去除工件材料。当磨料冲击工件表面时，微小的磨粒就像细小的刀刃一样击碎工件表面而产生小的碎屑，每一个冲击颗粒只能去除很少的材料，气流将磨料微粒和破碎的材料颗粒一起带走。但微细磨料喷射加工在磨料的粒度、进给运动、加工精度等方面的要求不同于传统的喷砂加工，在加工工艺上也有显著区别。喷砂工艺的主要用途是清理工件表面，微细磨料喷射加工技术是利用磨料对被加工材料表面进行冲击加工；喷砂工艺所使用的磨料粒度比微细磨料喷射加工技术中的磨料粒度大很多，并且喷砂对磨料的均匀性没有严格要求,微细磨料喷射加工要求直径较小的均匀磨料；微细磨料喷射加工的磨料能完成精确地切削加工，喷嘴的直径比较小，一般小于1毫米，而喷砂所使用的喷嘴直径较大一般大于3毫米。微细磨料喷射加工是一个干加工过程，对环境无污染，对工件表面不会产生热影响，加工变质层发生少，对工件的损伤小，可加工深宽比（定义为孔或切口的深度与孔的直径或切口的宽度之比）高达2.5以上的深微结构，可实现复杂形状和各种材料的加工，易碎和脆性材料更好加工，初始成本低，生产效率高。 微细磨料喷射加工技术是以气体为载体，将微细磨料粒子加速，利用微细磨料对材料的冲击进行去除加工。微细磨料喷射加工所用的气体的压力比较小(一
试论我国先进机械制造技术的特点及发展趋势 机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。 1 先进制造技术的特点 1.1 是面向21世纪的技术 先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。 1.2 是面向工业应用的技术 先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。 1.3 是驾驭生产过程的系统工程 先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。 1.4 是面向全球竞争的技术 20世纪 80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。 1.5 是市场竞争三要素的统一 在20世纪 70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。 2 先进机械制造技术的发展现状 近年来，我国的制造业不断采用先进制造技术，但与工业发达国家相比，仍然存在一个阶段性的整体上的差距。 （1）管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理，重视组织和管理体制、生产模式的更新发展，推出了准时生产（JIT）、敏捷制造（AM）、精益生产（LP）、并行工程（CE）等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算
浅谈微细加工技术 xx （xx学院机自1001班430205） [摘要] 特种微细加工技术已成为许多工业领域产品制造技术群中不可缺少的分支，在难切削材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件及模具加工等领域中，已成为重要的工艺方法.目前，特种微细加工技术正处于蓬勃发展的阶段。 [关键词]特种微细加工光刻技术发展成果 引言 一、微细加工技术发展研究 微细加工技术是集成电路(lC)工业的基础，是半导体器件研究的必要手段。其中的lC以动态随机存储器(ORAM)为代表，具有肉眼无法看见的记忆功能结构，而半导体器件以小尺寸器件为主。为了制备大规模集成电路(VL引)、超大规模集成电路(ULSI)和量子器件，微细加工技术正由微米、亚微米、亚半微米一直向纳米级和量子化方向发展。除了lC技术外，液晶显示器(LCO)技术、微机械技术和光电子技术的发展同样离不开微细加工技术水平的提高。人们越来越感到以微细加工技术为支柱的微电子技术正在成为一个国家综合国力的重要体现，成为国际竞争的焦点。因此许多发达国家目前都加大了在微细加工技术研究方面的投资强度，以期取得微细加工技术领域的领先地位。 微细加工技术包括曝光技术(即光刻技术)、刻蚀技术、浅结掺杂技术、超薄膜形成技术等。其中的曝光技术是微细加工技术的核心。 作者简介: xx(xx年-)；男；汉族；机械工程方向：机械制造与自动化
1、国外微细加工技术在Ic方面的成就。国外微细加工技术在IC工业方面取得了很大的成就。表1是ORAM发展所要求达到的光刻技术水平和近年来ORAM的发展趋势。需要特别提到的是，1991年，日本日立公司研制成功64MORAM，其加工线宽为0.3微米，芯片面积为9.74X20.28平方毫米，集成度为1.21火1护个元器件;1992年，日本富士通公司推出256MORAM，加工线宽为0.2微米，芯片面积为16火25平方毫米，集成度为5.6x1了个元器件。由表5不难看到，国外在微细加工技术研究方面取得的进展是很快的，以致于每隔几年就能推出一代产品。以下是生产256MORAM所需达到的微细加工技术水平:光刻0.25微米(套刻精度士0.08微米，线宽控制0.04微米)，无机且能真空处理的全干刻蚀剂技术，0.1微米以下浅结技术，低温工艺仁平坦化，全干法加工、刻蚀、清洗，CVO 铝和铜金属化，全自动化。 表5 2、国外微细加工技术在半导体器件研究方面的成就。国外微细加工技术在半导体器件研究 方面也取得了很大的成就。1993年，日本东芝公司的研究开发中心研制成功门长度仅为0.04微 米的n沟道MOSFE丁，并且可在室温下工作。德仪(TI)公司在工993年也研制成功晶体管特征 尺寸为0.02微米的集成电路，在该特征尺寸下，电子已经停止了粒子活动，开始转化为类似波 的活动。目煎国外研制的日EM下器件的最小栅长仅为25纳米。另外，国外也利用高水平的微 细加工技术制作出了与电子相干长度相当的纳米结构(包括量子线、量子点阵、量子点接触等)， 并对其物理过程进行了广泛的研究，提出了电子波器件的可能性。美国《物理评论》杂志指出， 以量子效应为基础的电子波器件有可能成为ULsl技术的基础，并将导致未来电子学发展的一场 新革命。 国外在lC工业和半导体器件研究方面所取得的成就无一不得益于微细加工技术的发展。可