磁流变超精密加工硅晶圆片的力学特性及其质量控制

晶圆是一种超薄且具有硬脆性的高精度光学材料,传统加工难度较大且具有一定的局限性,高集成度的集成电路发展对硅晶圆片表面的线宽、硅晶片的平直度要求越来越苛刻。磁流变超精密加工技术作为柔性加工手段通过调控磁场的变化规律,进而控制磁流变抛光液的流变特性,实现晶圆表面材料去除和表面误差校正。为揭示磁流变超精密加工晶圆表面质量控制规律,基于晶圆材料的JH2本构模型,对磁流变超精密加工过程中的表面应力、表面压力及切削方向规律残余压力进行探讨,获得磁流变超精密加工晶圆的力学特性,形成磁流变超精密加工硅晶圆片的质量控制。

压电驱动在超精密加工领域的应用现状与发展趋势综述

超精密加工中,为实现微/纳米级的加工精度,必须提供更高精度的驱动装置和控制技术。压电驱动具有精度高、振动频率高、力密度高、响应快、无电磁干扰、能断电自锁和优良的环境适应性等优点,被广泛应用在超精密加工领域,已成为超精密加工技术中的一项核心关键技术。首先系统阐述了压电驱动技术的致动原理、分类和特点,对压电驱动的致动原理和发展现状进行了分析;然后从加工、定位和抑制振动3个方面介绍了压电驱动技术在超精密加工中的应用现状,最后对压电驱动技术的发展方向进行了讨论及展望。

新一代半导体材料氧化镓单晶的制备和超精密加工技术

本文针对新一代半导体材料氧化镓单晶的制备和超精密加工技术进行研究。文章分析国内外氧化镓单晶制备与加工技术的发展现状,研究氧化镓单晶制备技术,包括氧化镓单晶基本性质、氧化镓单晶生长方法分类及原理,探究氧化镓单晶的超精密加工技术。通过研究发现:氧化镓单晶的超精密加工技术能实现高质量表面的制备,使加工精度达到纳米级,有效提高加工精度和质量。

超精密加工机床新进展

介绍了超精密加工技术的特点及应用背景、当前超精密加工机床发展现状、国际著名的产品及研究中心。着重介绍了目前机床结构和部件、传动系统、检测环节、数控系统和环境控制等领域的最新研究水平和成果。从超精密加工技术推广应用的角度阐述了其精度目标和其模块化、廉价化发展趋势。

汇聚前沿技术 共筑超精密加工未来——大昌华嘉技术开放日顺利落幕

新年伊始,大昌华嘉超精密技术服务中心开放日在沪成功举办。为期两天的开放日活动以不同的主题展开。1月18日,活动专注于精密光学领域,重点关注纳米加工及相关工艺。而1月19日的内容则集中于精密/超精密零件加工领域,强调微米级、亚微米级加工。

五轴超精密加工机床底座设计技术研究

机床底座是超精密加工机床的基础,其稳定性、精度保持性对超精密加工机床的精度指标有较大影响。本文介绍了目前国内外超精密加工机床典型的底座结构,利用有限元工具分析设计了五轴超精密加工机床底座,经检测,该机床底座的实际精度满足指标要求。

超精密加工领域科学技术发展研究

超精密加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。随着对产品质量和多样化的要求日益提高,对超精密加工提出更多、更高的要求。超精密加工技术已成为包含当代最新科技成果的一个复杂系统工程。介绍各种超精密加工技术的内涵、应用范围、国内外研究现状、发展过程与趋势以及未来应研究开发的重要科学技术问题。从加工精度、加工质量和加工效率角度对先进的具有代表性的超精密加工机床、超精密切削、超精密磨削和超精密抛光技术进行重点评述和比较。分析我国在超精密加工领域中存在的主要问题以及与国外先进技术的差距,对超精密加工的技术发展趋势进行预测,提出我国本领域基础研究、技术及产业发展策略与对策。

超精密加工现状综述

超精密加工是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。精密光学、机械、电子系统中所用的先进陶瓷或光学玻璃元件通常需要非常高的形状精度和表面精度(如0.1nm级表面粗糙度)及较小的加工变质层。掌握超精密加工过程中材料去除规律和损伤层特性对提高加工的稳定性与经济性十分重要。对超精密加工中的超精密切削、超精密磨削和超精密研磨抛光技术进行综述,重点介绍各种典型加工方法及其材料去除机理。从加工精度和加工效率角度对上述几类超精密加工方法进行比较,介绍以实现高效精密加工为目的的半固着磨粒加工技术。对超精密加工的发展趋势进行预测。

自由曲面光学的超精密加工技术及其应用

突破传统光学成像系统设计理论和方法,将自由曲面引入光学成像系统中,极大地提高了系统的成像质量和能量的传输效率;采用先进数控超精密制造技术加工自由曲面光学元件,解决了自由曲面光学元件加工的技术瓶颈。开发了自由曲面控制网格的节点矢量的精确计算方法,以及多轴超精密数控加工光学自由曲面的自动编程及其刀具轨迹仿真系统,建立了自由曲面三维拓扑预测模型与优化系统,研发了多个自由曲面测量及评估方法,并搭建了自由曲面光学设计、加工、测试一体化的集成平台。上述核心技术有助解决国际上对复杂自由曲面光学元件在超精密加工及纳米级表面测量中的关键技术难题。研究成果推动了超精密加工及纳米测量领域内的技术进步。

大口径光学元件超精密加工技术与应用

大口径光学元件超精密加工技术是多种学科新技术成果的综合应用,促进了民用和国防等尖端技术领域的发展,在国家大光学工程的推动下,我国的超精密加工技术取得显著的成果。围绕大口径光学元件'高精度磨削+确定性抛光'超精密加工体系,介绍该领域研究进展及厦门大学微纳米加工与检测联合实验室取得的相关研究成果,主要针对光学元件磨削和抛光两个加工流程,详细分析磨削装备技术、磨削工艺技术、精密检测技术、可控气囊抛光技术、加工环境监控技术和中频误差评价技术等关键技术的研究应用情况。这些技术研究从超精密加工的需求出发,借鉴国内外的研究经验和成果,通过对装备、工艺、检测等各方面整合,形成具有自主知识产权的大口径光学元件磨抛超精密加工体系,从而实现大口径光学元件高精度、低缺陷加工。

光学微结构的超精密加工技术

微结构光学元件在光电产品及光通讯产品中的应用日益广泛.采用多轴超精密机床加工光学微结构,可达到亚微米级形状精度和纳米级表面光洁度的高精度水平.详细介绍了光学自由曲面及光学微结构的超精密加工技术,并开发了适合超精加工微型槽和微透镜列阵的刀具轨迹自动生成软件.

航天铝基复合材料零部件超精密加工技术研究

针对航天高碳化硅铝基复合材料零部件采用聚晶金刚石PCD刀具进行了超精密车削加工试验,用原子力显微镜AFM和扫描电子显微镜对其进行了检测,分析了零部件表面粗糙度值的大小及影响因素、SiCw变形破坏机理、已加工表面微观结构及加工变质层特性。结果表明,超精密车削高碳化硅铝基复合材料零部件可以获得超精密级加工表面(如Ra11.5nm);超精密车削过程中SiCw存在着三种主要变形破坏机理:直接剪断型、拔出型和压入型,且以直接剪断型为主。直接剪断的SiCw对表面粗糙度值影响最小,而后二者是影响表面粗糙度值达到超精密级的主要障碍;超精密加工零部件表面仍会产生很薄的加工变质层。

精密加工和超精密加工技术综述

论述了精密加工和超精密加工技术的范畴、加工方法、系统结构及其在先进制造技术中的作用和地位；分析了21世纪初期对它的需求和技术发展趋势，并提出了相应的技术发展前沿，归总了技术发展特点。

现代超精密加工技术的概况及应用

对现代超精密加工技术的发展现状、地位以及在相关领域的应用进行了论述。并对超精密加工设备以及误差补 偿技术方面也作了阐述。

脆性材料塑性域超精密加工的研究现状

对脆性材料塑性域超精密加工的研究现状进行了全面的总结。

分子动力学仿真技术在超精密加工领域中的应用

分子动力学仿真在超精密及微细加工中的作用已显示出良好的前景 ,较系统地描述了分子动力学中采用的势函数 ,仿真过程中的切屑形成、切削力、切削温度及表面质量 ,仿真算法与边界条件等内容 ;并结合实际分析了仿真图形的物理意义。最后指出了存在的问题和改进措施。

超精密加工机床及其新技术发展

介绍了超精密加工技术、应用背景、发展动向以及超精密加工关键技术的一些最新成果。从超精密加工技术推广应用的角度阐述了其精度目标、模块化、廉价化发展趋势 ,同时就如何发展超精密加工技术全面介绍了目前机床模块化部件、传动系统、检测环节、数控系统和环境控制等领域的最新研究水平和成果。

磷酸二氢钾晶体超精密加工存在的若干问题分析

磷酸二氢钾(KDP)晶体作为优质的非线性光学材料,在现代光学领域应用越来越广泛,常用作光学频率转换器件和电光开关元件。KDP晶体具有质软、脆性高和易潮解等不利于光学加工的特点。在国家点火装置(NIF)的研究中,经常采用单点金刚石切削(SPDT)加工KDP晶体以获得超光滑表面。采用单点金刚石切削加工具有强烈各向异性KDP晶体时,选用的背吃刀量和进给量非常小,这时发现切削行为、微切削力的波动和近表层力学性能都随晶体的切削方向的变化而变化。但到目前为止,在文献中很难找到一些关于KDP晶体超精密加工方面的有价值参考数据。着重介绍KDP晶体超精密加工技术的近期发展状况,详细分析KDP晶体超精密加工中存在的若干问题。

光学自由曲面的超精密加工技术及应用

光学自由曲面是指非对称性、不规则、不适合用统一的光学方程式来描述的光学曲面。自由曲面光学元件在光电产品及光通讯产品中的应用日益广泛。采用多轴超精密金刚石机床加工光学自由曲面 ,可达到亚微米级形状精度和纳米级表面粗糙的高精度水平。文章介绍了光学自由曲面的超精密加工技术及其在光电产品领域的应用 。

超精密加工的三维表面形貌预测

描述并建立了仿真超精密加工的三维表面形貌模型。三维表面形貌模型由切削参数、刀具几何形状及刀具与工件的相对运动来表征 ,通过将预测的表面粗糙度轮廓线性映射到网格面元上来生成已加工表面的形貌。实际的加工和测量实验表明 ,仿真的三维表面形貌和由激光干涉形貌仪测量得到的三维形貌具有很好的相似性。该模型可用来确定如刀具切削运动的迹线、表面波度等表面特征。