纳米级超精密掩模板

随着电子和半导体产业的快速发展和生物、医疗产业等对超精密的需求，越来越需要能够加工数微米大小目标物的超精密加工技术。激光微加工是指利用激光束的高能量，在不对要加工的材料造成热损伤的情况下，通过瞬间熔融和蒸发材料，以数微米至数纳米颗粒的大小对材料进行切割、钻孔等加工。通常，微加工使用皮秒或纳秒激光和超短脉冲激光，其波长非常短或脉冲宽度非常短。超短脉冲激光，包括Excimer激光，广泛应用于眼科、玻璃和塑料的精密加工、精密零件的制造、地球科学和天体研究以及光谱和FBG工艺。据悉，用于微细加工的大部分激光都具有极高的脉冲能量和尖头输出功率和能量密度，因此无法通过光缆传输激光-光束，而且与能够稳定传输激光-光束的镜片、镜片等光学装置一起精密处理要加工材料的技术也很重要。微加工技术广泛应用于超精密零件的加工、半导体领域和医疗、生物领域等，主要应用于玻璃切割、Ceramic切割或钻孔以及半导体晶片切割。微泰利用飞秒激光钻削技术可加工HoleSizeMIN5微米微孔，孔间距可加工到3微米，用于MLCC叠层吸膜板，吸膜板MAX可加工80万微孔。可加工各种形状的孔，同一位置内加工不规则的孔，可进行不规则的混合孔激光束可以聚焦到很小的尺寸，因而特别适合于超精密加工。激光精密加工质量的影响因素少，加工精度高。纳米级超精密掩模板

精密和超精密磨削精密、超精密加工发展初期，磨削这种加工方法是被忽略的，因为砂轮中磨粒切削刃高度沿径向分布的随机性和磨损的不规则性限制了磨削加工精度的提高。随着超硬磨料砂轮及砂轮修整技术的发展，精密、超精密磨削技术逐渐成形并迅速发展。金属结合剂超硬磨料砂轮硬度高、强度大、保形能力强、耐磨性好，往往为精密和超精密磨削、成形磨削所采用。多层金属结合剂超硬砂轮在实际使用过程中遇到的突出问题是：磨料把持力低、易脱落;磨粒出刃难、出刃后出刃高度难以保持;磨料分布随机性强。针对磨粒把持力弱的问题，在磨粒表面镀上活性金属，通过活性金属与磨料和结合剂的化学反应与扩散作用，提高结合剂对磨料的把持力，如此诞生了镀衣砂轮。为解决磨粒出刃难的问题，引入孔隙结构诞生了多孔金属结合剂砂轮。电镀、高温钎焊砂轮对上述三个方面都有改善，这些新型超硬磨料砂轮均出现于20世纪90年代。半导体超精密颗粒面膜板纳米级的超精密加工也称为纳米工艺(nano-technology) 。

精密加工小知识：IT是加工精度的衡量单位，主要为衡量生产产品的精度、品质、加工误差。IT后面的数值愈大，表示精度越低、误差越大，如IT9就比IT5来的粗糙；公差等级从IT01，IT0，IT1，IT2，IT3至IT18一共有20个。精密加工技术特色介绍随着时代变化，工业能力的不断进步，有可能现在的精密加工也会变成明天的粗加工。常见工艺过程有：车削、铣削、钻孔、插齿、珩磨、磨削等；若有特殊需求，在车床加工完后还会多一道热处理的方式，包括：渗碳，淬火，回火等，提升硬度、机械规格。目前精密加工技术能应用在「所有的」金属材料、塑料、木材、石磨与玻璃上，但由于不同材质的表面都有所差异，所以切割与研磨等数值都需在CAD（计算机辅助设计）或CAM（计算机辅助制造）程序上架构好，并严格遵守才能确保产品品质、降低误差。由于材料范围广且精度高，精度加工技术普遍会应用在航太业、医疗器材、太阳能板零件等。此外，当精密加工已无法达到更好的形状精度(formaccuracy)、表面粗糙度(surfaceroughness)与尺寸精度时，就会需要使用到超精密加工的技术。

一般来说，抛光是指使用陶瓷浆料的机械抛光，以及主要用于工业领域和蓝宝石抛光。激光抛光技术在技术上经常被提及，但并未应用于工业领域。这使我们的微泰感到抛光技术的需求，以便在精细磨削后对精细的平面进行校正。我们与国际的研究机构合作，开发了激光抛光设备并将其应用于工业领域。激光抛光技术是微泰的一项自主技术，它被广泛应用于大面积抛光和磨削后精细校正以及图案化技术。激光抛光特点是可以抛光异形件，复杂的图案，大面积均衡抛光，局部选择性抛光，抛光机动灵活，抛光时间短等特点。激光抛光原理和方法：1.扫描测量被加工表面台阶;2.测量结果转化制作等高线数据;3.按高度剖切曲面,进行打磨抛光；4.每个表面的激光抛光不同条件下MAX限度地减少因间隙和齐平造成的加工错误。高功率激光打磨：测量高度→获取高度数据→转换成面数据→去除表面凸起中等功率，利用中等功率激光可以刻画低功率时具有，清洗效果；抛光效果激光超精密加工的对象范围很宽，包括几乎所有的金属材料和非金属材料，适于材料的打孔、焊接、表面改性等。

飞秒激光技术在超精密加工领域的应用，如微机械加工、微电子制造等，其重点在于利用飞秒激光的高能量密度和精确控制能力，实现对材料的精细加工。超精密加工技术是指加工精度达到亚微米甚至纳米级别的制造技术，主要包括超精密车削、磨削、铣削和电化学加工等方法。这些技术广泛应用于光学元件、航空航天、精密模具、半导体和医疗器械等领域，能够满足高精度、高表面质量的产品需求。超精密钻孔技术是一种高精度加工方法，能够实现微米级甚至亚微米级的加工精度。该技术广泛应用于电子、光学、精密仪器等领域，主要用于加工微型孔、异形孔等复杂结构。其加工设备通常包括数控机床、激光钻孔系统等，并采用特种刀具和特殊控制系统以确保加工质量。超精密激光切割技术已经被应用于精密电子、装饰、模具、手机数码、钣金和五金等行业。纳米级超精密掩模板

超精密激光可以高效实现微米级尺寸、特殊形状、超精度的加工，材料表面无熔化痕迹，边缘光滑无飞溅物。纳米级超精密掩模板

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10~0.1µm，表面粗糙度为Ra0.1~0.01µm，公差等级在IT5以上的加工技术。但一般加工、精密加工和超精密加工只是一个相对概念，其间的界限将随着加工技术的进步不断变化，现在的精密加工可能就是明天的一般加工。凸起字样被缓慢地往下压进底部，变成平滑表面看似现代科技的超精密加工，其实在上个世纪早已出现超精密加工的发展经历了如下三个阶段：（1）20世纪50年代至80年代为技术开创期出于航天、大规模集成电路、激光等技术发展的需要，美国率先发展了超精密加工技术，开发了金刚石刀具超精密切削——单点金刚石切削(Singlepointdiamondturning，SPDT)技术，又称为“微英寸技术”，用于加工激光核聚变反射镜、战术导弹及载人飞船用球面、非球面大型零件等。（2）20世纪80年代至90年代为民间工业应用初期在相关机构的支持下，美国的摩尔公司、普瑞泰克公司开始超精密加工设备的商品化，而日本的东芝和日立以及欧洲Cranfield大学等也陆续推出产品，并开始用于民间工业光学组件的制造。但当时的超精密加工设备依然高贵而稀少，主要以特殊机的形式订作。纳米级超精密掩模板