微细加工综述

微细加工综述姓名：钟俊学号：201223991微细加工综述课程名称机械制造技术基础指导教师周伟学院机械学院专业班机自09班学号20122399学生姓名钟俊微细加工综述姓名：钟俊学号：201223992微细加工综述微细加工综述.................................................................1摘要：......................................................................3关键词：.....................................................................3一、微细加工近几年展望.......................................................4二、几种微细加工技术.........................................................6（1）分子装配技术........................................................6（3）微细电火花加工技术..................................................6（4）掩膜微细电化学时刻加工技术..........................................7（5）电子束微加工技术....................................................7（6）离子束微细加工技术..................................................7（7）激光微细加工技术....................................................7（8）光刻技术............................................................81)涂胶.............................................................82)曝光............................................................83)显影与烘干........................................................84)刻蚀............................................................85)剥膜与检查.......................................................8（9）硅的体微加工技术....................................................8三、微细加工特点.............................................................8(1)精度的表示方法.......................................................9(2)微观机理.............................................................9(3)加工特征.............................................................9四、总结....................................................................10微细加工综述姓名：钟俊学号：201223993摘要：本文通过对微细加工的概念，特点，和微细加工在国内国外的发展情况，以及微细加工的部分工艺的描述，使我们对微细加工又一个新的认识，并且认识和了解我们国家在微细加工技术上的长处和不足，促进我们国家微细加工型业的发展。关键词：微细加工、发展与趋势、现状、先进制造技术Abstract:Basedontheconceptcharacteristics,micromachining,andfineprocessingindomesticandoverseasdevelopmentsituation,aswellaspartofthemicromachiningprocessdescription,sowehaveanewunderstandingofthemicromachining,andknowledgeandunderstandingofourcountryinthemicroprocessingtechnologyonthestrengthsandweaknesses,andpromotethedevelopmentofourcountryfineprocessingindustry.Keywords:developmentandtrend,currentsituation,advancedmanufacturingtechnologyKeywords:Micromachining，developmentandtrend,currentsituation,advancedmanufacturingtechnology微细加工综述姓名：钟俊学号：201223994一、微细加工近几年展望21世纪，人类进入微观世界。在原子分子尺度上，对物质进行操作和加工，无疑会展现出一种相当美好的前景，并引起各方面的广泛重视。微细加工技术的产生和发展一方面是加工技术自身发展的必然，同时也是新兴的微型机械技术发展对加工技术需求的促进。超精加工在20世纪的科技发展中做出了巨大的贡献。东京工业大学的谷口纪男教授首先提出了纳米技术术语，明确提出以纳米精度为超精密加工的奋斗目标。在超精密加工技术领域起步最早和技术领先的国家是美国，其次是日本和欧洲的一些国家。美国超精密加工技术的发展得到了政府和军方的财政支持，近年，美国执行了微米和纳米级技术国家关键技术计划，国防部陆、海、空三军组成了特别委员会，统一协调研究工作。美国至少有30多个厂家和研究单位研制和生产各种超精密加工机床，国家劳伦斯.利佛摩尔实验室、联合碳化物公司、摩尔公司、杜邦公司等在国际上均久负盛名。美国最早研制了能加工硬脆材料的6轴数控超精密研磨抛光机；联合碳化物公司开发了直径为800mm的非球面光学零件的超精密加工机床；劳伦斯.利佛摩尔实验室还开发了能加工陶瓷、硬质合金、玻璃和塑料等难加工材料的超精密切削机床，在半导体工业、航空工业和医疗器械工业中投入使用；珀金-埃尔默等公司用超精密加工技术加工各种军用红外零部件。日本对超精密技术的发展也十分重视，70年代初，日本成立了超精密加工技术委员会，制定了技术发展规划，成为此项技术发展速度最快的国家。日本现有20多家超精密加工机床研制公司，重点开发民用产品所需的加工设备并力图使设备系列化，成批生产了多品种商品化的超精密加工机床。在超精密切削技术发展比较成熟后，日本已将黑色金属、陶瓷和半导体功能材料的超精密加工技术作为重要的研究开发项目。日本的研究创新意识强，不是单纯地模仿国外的做法，而是积极地利用外国技术并结合本国特点和生存环境，走出了一条自己的发展道路。欧洲等国也将超精密加工技术的发展放在重要位置，60年代起英国开始研究超精密加工技术，克兰菲尔德大学精密工程研究所相继研制出能加工大型非球面反射镜的数控金刚石立式车床、加工大型非对称结构光学零件的数控超精密磨床、研制了脆性材料的超精密磨削工艺。现已成立了国家纳米技术战略委员会，正在执行国家纳米技术研究计划。德国和瑞士也有比较强的超精密加工能力。1992年后，欧洲实施了一系列的联合研究与发展计划，加强和推动超精密加工技术的发展。超精密车削、磨削和研磨是已经发展成熟并大量应用的加工技术。日本开发了外圆和平面等多种类型的研磨机，美国也研制成功了加工陀螺零件的球形研磨机。如果进入微观世界，能够捕获一个或多个单原子，然后让它们重新排列组合，那么就会导致物质本身发生某些变化，而这些变化将会对未来许多领域，及人类生活产生巨大影响。例如，我们把组成水分子的氢和氧分开，二者都是可以燃烧的小分子，只有足球体积的几亿分之一，用机械方法，几乎是不可能捉住它，分子又是由原子组成的，操纵一个原子，就更微细加工综述姓名：钟俊学号：201223995难了，而光可以做到这一点。一束极细的激光，产生光子流，其动量转移给物体，形成光压，再通过适当的光场分布，可以把那种极小的原子俘获在一定的位置，并可方便把移动它。实际上这就实现了对原子的操作。控制原子或分子的手段叫光镊，对分子原子进行切割雕刻使用的是光刀。一种材料通过改变它的分子结构及原子排列取向，进而形成新布局，那么，它的性能就会发生很大变化，这样未来我们所制造出来的电子器件，与现在相比，其功能相同，而体积则要小多少万倍。在以后的几十年，随着原子尺度加工技术不断完善和提高，就会出现多种单原子器件和新型分子材料，如果把它们用制造机器人，最小型的就可以爬进人的血管，进行各种各样的治疗手术。同样，用来制造卫星，卫星的体积，也会大大减少，到那时人类可能一次发射成千上万颗用于各方面的卫星，而到目前为止，人类在以往几十年间，一共才把几千颗卫星送上天。通过科学分析和计算，改变了原子分子结构的新型材料，具有更高的强度，更轻的重量，更好的绝热和耐高温性能，在空间领域，用来做太空船的外壳，引擎或其它方面，太空船会变得更轻、更快，能够承受更为恶劣的环境，它会带着人类走的更远，会征服更多的星球。在日常生活中，我们所看到的，用激光刻录的光盘，已经可以储存较多的信息了，但这只是一种新的输入方式，而光盘本身作为一种材料，容量还是有限的，如增加它的原子分子密度和改变它们取向，那么未来就可以把现在成千上万强光盘的信息，放进象手表大小的空间里。一座大型图书馆全部书籍可容进一张光盘内，你拥有了这张光盘，就拥有了一座图书馆。在生物领域，各种各样的原子和分子，以它特有的方式组合在一起，由此产生了世界万物，如果利用光镊光刀，把生命体的某些原子取出，然后，按照科学规律，重新组合，会出现什么样的结果，科学乐观的预测，这样就有可能创造出具有生命力的新物质，而它的存在形成，与我们常见的动物、植物和生物会有所不同。同样，利用光刀光镊，修复DNA和某些有缺陷的遗传基因，从而可以克服困扰人类的多种顽症。制造技术是直接创造财富的基础，是国民经济得以发展和制造业本身赖以生存的主体技术。现代制造技术的发展有两大趋势：一是向着自动化、柔性化、集成化、智能化等方向发展，使现代制造成为一个系统，即现代制造系统的自动化技术；另一个就是寻求固有制造技术的自身加工极限。微机械或微电子机械系统(MEMS)是20世纪80年代后期发展起来的一门新兴学科。它给国民经济、人民生活和国防、军事等带来了深远的影响，被列为21世纪关键技术之一。随着微/纳米科学与技术的发展，以形状尺寸微小或操作尺度极小为特征的微机械已成为人们在微观领域认识和改造客观世界的一种高新技术。微机械由于具有能够在狭小空间内进行作业而又不扰乱工作环境和对象的特点，在航空航天、精密仪器、生物医疗等领域有着广阔的应用潜力，受到世界各国的高度重视。微机械涉及的基本技术主要有：微机械设计；微机械材料；微细加工；集成技术；微装配和封接；微测量；微能源；微系统控制等。微机械的制造和生产离不开微细加工技术。微微细加工综述姓名：钟俊学号：201223996细加工技术是制造微小尺寸零件的加工技术。二、几种微细加工技术所谓微细加工技术就是指能够制造微小尺寸零件的加工技术的总称。从广义的角度来讲，微细加工包括各种传统精密加工方法和与传统精密加工方法完