超精密加工与超高速加工技术.doc

超精密加工与超高速加工技术作者:admin 日期:2007-11-27字体大小: 小 中 大超精密加工与超高速加工技术一、技术概述超高速加工技术是指采用超硬材料的刃具，通过极大地提高切削速度和进给速度来提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代加工技术。超高速加工的切削速度范围因不同的工件材料、不同的切削方式而异。目前，一般认为，超高速切削各种材料的切速范围为：铝合金已超过1600m/min，铸铁为1500m/min，超耐热镍合金达300m/min，钛合金达150-1000m/min，纤维增强塑料为2000-9000m/min。各种切削工艺的切速范围为：车削700-7000m/min，铣削300-6000m/min，钻削200-1100m/min，磨削250m/s以上等等。超高速加工技术主要包括：超高速切削与磨削机理研究，超高速主轴单元制造技术，超高速进给单元制造技术，超高速加工用刀具与磨具制造技术，超高速加工在线自动检测与控制技术等。超精密加工当前是指被加工零件的尺寸精度高于0.1m，表面粗糙度Ra小于0.025m，以及所用机床定位精度的分辨率和重复性高于0.01m的加工技术，亦称之为亚微米级加工技术，且正在向纳米级加工技术发展。超精密加工技术主要包括：超精密加工的机理研究，超精密加工的设备制造技术研究，超精密加工工具及刃磨技术研究，超精密测量技术和误差补偿技术研究，超精密加工工作环境条件研究。二、现状及国内外发展趋势1超高速加工工业发达国家对超高速加工的研究起步早，水平高。在此项技术中，处于领先地位的国家主要有德国、日本、美国、意大利等。在超高速加工技术中，超硬材料工具是实现超高速加工的前提和先决条件，超高速切削磨削技术是现代超高速加工的工艺方法，而高速数控机床和加工中心则是实现超高速加工的关键设备。目前，刀具材料已从碳素钢和合金工具钢，经高速钢、硬质合金钢、陶瓷材料，发展到人造金刚石及聚晶金刚石（PCD）、立方氮化硼及聚晶立方氮化硼（CBN）。切削速度亦随着刀具材料创新而从以前的12m/min提高到1200m/min以上。砂轮材料过去主要是采用刚玉系、碳化硅系等，美国GE公司50年代首先在金刚石人工合成方面取得成功，60年代又首先研制成功CBN。90年代陶瓷或树脂结合剂CBN砂轮、金刚石砂轮线速度可达125m/s，有的可达150m/s，而单层电镀CBN砂轮可达250m/s。因此有人认为，随着新刀具（磨具）材料的不断发展，每隔十年切削速度要提高一倍，亚音速乃至超声速加工的出现不会太遥远了。在超高速切削技术方面，1976年美国的Vought公司研制了一台超高速铣床，最高转速达到了20000rpm。特别引人注目的是，联邦德国Darmstadt工业大学生产工程与机床研究所（PTW）从1978年开始系统地进行超高速切削机理研究，对各种金属和非金属材料进行高速切削试验，联邦德国组织了几十家企业并提供了2000多万马克支持该项研究工作，自八十年代中后期以来，商品化的超高速切削机床不断出现，超高速机床从单一的超高速铣床发展成为超高速车铣床、钻铣床乃至各种高速加工中心等。瑞士、英国、日本也相继推出自己的超高速机床。日本日立精机的HG400III型加工中心主轴最高转速达36000-40000r/min，工作台快速移动速度为3640m/min。采用直线电机的美国Ingersoll公司的HVM800型高速加工中心进给移动速度为60m/min。在高速和超高速磨削技术方面，人们开发了高速、超高速磨削、深切缓进给磨削、深切快进给磨削（即HEDG）、多片砂轮和多砂轮架磨削等许多高速高效率磨削，这些高速高效率磨削技术在近20年来得到长足的发展及应用。德国GuehringAutomation公司1983年制造出了当时世界第一台最具威力的60kw强力CBN砂轮磨床，Vs达到140-160m/s。德国阿享工业大学、Bremen大学在高效深磨的研究方面取得了世界公认的高水平成果，并积极在铝合金、钛合金、因康镍合金等难加工材料方面进行高效深磨的研究。德国Bosch公司应用CBN砂轮高速磨削加工齿轮齿形，采用电镀CBN砂轮超高速磨削代替原须经滚齿及剃齿加工的工艺，加工16MnCr5材料的齿轮齿形，Vs155m/s，其Q达到811mm3/mm.s，德国Kapp公司应用高速深磨加工泵类零件深槽，工件材料为100Cr6轴承钢，采用电镀CBN砂轮，Vs达到300m/s，其Q140mm3/mm.s，磨削加工中，可将淬火后的叶片泵转子10个一次装夹，一次磨出转子槽，磨削时工件进给速度为1.2m/min，平均每个转子加工工时只需10秒钟，槽宽精度可保证在2m，一个砂轮可加工1300个工件。目前日本工业实用磨削速度已达200m/s，美国Conneticut大学磨削研究中心，1996年其无心外圆高速磨床上，最高砂轮磨削速度达250m/s。近年来，我国在高速超高速加工的各关键领域如大功率高速主轴单元、高加减速直线进给电机、陶瓷滚动轴承等方面也进行了较多的研究，但总体水平同国外尚有较大差距，必须急起直追。2超精密加工超精密加工技术在国际上处于领先地位的国家有美国、英国和日本。这些国家的超精密加工技术不仅总体成套水平高，而且商品化的程度也非常高。美国是开展超精密加工技术研究最早的国家，也是迄今处于世界领先地位的国家。早在50年代末，由于航天等尖端技术发展的需要，美国首先发展了金刚石刀具的超精密切削技术，称为“SPDT技术”（SinglePointDiamondTurning）或“微英寸技术”（1微英寸0.025m），并发展了相应的空气轴承主轴的超精密机床。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等。如美国LLL实验室和Y12工厂在美国能源部支持下，于1983年7月研制成功大型超精密金刚石车床DTM3型，该机床可加工最大零件?2100mm、重量4500kg的激光核聚变用的各种金属反射镜、红外装置用零件、大型天体望远镜（包括X光天体望远镜）等。该机床的加工精度可达到形状误差为28nm（半径），圆度和平面度为12.5nm，加工表面粗糙度为Ra4.2nm。该机床与该实验室1984年研制的LODTM大型超精密车床一起仍是现在世界上公认的技术水平最高、精度最高的大型金刚石超精密车床。在超精密加工技术领域，英国克兰菲尔德技术学院所属的克兰菲尔德精密工程研究所（简称CUPE）享有较高声誉，它是当今世界上精密工程的研究中心之一，是英国超精密加工技术水平的独特代表。如CUPE生产的Nanocentre（纳米加工中心）既可进行超精密车削，又带有磨头，也可进行超精密磨削，加工工件的形状精度可达0.1m，表面粗糙度Ra10nm。日本对超精密加工技术的研究相对于美、英来说起步较晚，但是当今世界上超精密加工技术发展最快的国家。日本的研究重点不同于美国，前者是以民品应用为主要对象，后者则是以发展国防尖端技术为主要目标。所以日本在用于声、光、图象、办公设备中的小型、超小型电子和光学零件的超精密加工技术方面，是更加先进和具有优势的，甚至超过了美国。我国的超精密加工技术在70年代末期有了长足进步，80年代中期出现了具有世界水平的超精密机床和部件。北京机床研究所是国内进行超精密加工技术研究的主要单位之一，研制出了多种不同类型的超精密机床、部件和相关的高精度测试仪器等，如精度达0.025m的精密轴承、JCS027超精密车床、JCS031超精密铣床、JCS035超精密车床、超精密车床数控系统、复印机感光鼓加工机床、红外大功率激光反射镜、超精密振动位移测微仪等，达到了国内领先、国际先进水平。航空航天工业部三零三所在超精密主轴、花岗岩坐标测量机等方面进行了深入研究及产品生产。哈尔滨工业大学在金刚石超精密切削、金刚石刀具晶体定向和刃磨、金刚石微粉砂轮电解在线修整技术等方面进行了卓有成效的研究。清华大学在集成电路超精密加工设备、磁盘加工及检测设备、微位移工作台、超精密砂带磨削和研抛、金刚石微粉砂轮超精密磨削、非圆截面超精密切削等方面进行了深入研究，并有相应产品问世。此外中科院长春光学精密机械研究所、华中理工大学、沈阳第一机床厂、成都工具研究所、国防科技大学等都进行了这一领域的研究，成绩显著。但总的来说，我国在超精密加工的效率、精度可靠性，特别是规格（大尺寸）和技术配套性方面与国外比，与生产实际要求比，还有相当大的差距。超精密加工技术发展趋势是：向更高精度、更高效率方向发展；向大型化、微型化方向发展；向加工检测一体化方向发展；机床向多功能模块化方向发展；不断探讨适合于超精密加工的新原理、新方法、新材料。21世纪初十年将是超精密加工技术达到和完成纳米加工技术的关键十年。三、“十五”目标及主要研究内容1目标超高速加工到2005年基本实现工业应用，主轴最高转速达15000r/min，进给速度达40-60m/min，砂轮磨削速度达100-150m/s；超精密加工基本实现亚微米级加工，加强纳米级加工技术应用研究，达到国际九十年代初期水平。2主要研究内容（1）超高速切削、磨削机理研究。对超高速切削和磨削加工过程、各种切削磨削现象、各种被加工材料和各种刀具磨具材料的超高速切削磨削性能以及超高速切削磨削的工艺参数优化等进行系统研究。（2）超高速主轴单元制造技术研究。主轴材料、结构、轴承的研究与开发；主轴系统动态特性及热态性研究；柔性主轴及其轴承的弹性支承技术研究；主轴系统的润滑与冷却技术研究；主轴的多目标优化设计技术、虚拟设计技术研究；主轴换刀技术研究。（3）超高速进给单元制造技术研究。高速位置芯片环的研制；精密交流伺服系统及电机的研究；系统惯量与伺服电机参数匹配关系的研究；机械传动链静、动刚度研究；加减速控制技术研究；精密滚珠丝杠副及大导程丝杠副的研制等。（4）超高速加工用刀具磨具及材料研究。研究开发各种超高速加工（包括难加工材料）用刀具磨具材料及制备技术，使刀具的切削速度达到国外工业发达国家90年代末的水平，磨具的磨削速度达到150m/s以上。（5）超高速加工测试技术研究。对超高速加工机床主轴单元、进给单元系统和机床支承及辅助单元系统等功能部位和驱动控制系统的监控技术，对超高速加工用刀具磨具的磨损和破损、磨具的修整等状态以及超高速加工过程中工件加工精度、加工表面质量等在线监控技术进行研究。（6）超精密加工的加工机理研究。“进化加工”及“超越性加工”机理研究；微观表面完整性研究；在超精密范畴内的对各种材料（包括被加工材料和刀具磨具材料）的加工过程、现象、性能以及工艺参数进行提示性研究。（7）超精密加工设备制造技术研究。纳米级超精密车床工程化研究；超精密磨床研究；关键基础件，如轴系、导轨副、数控伺服系统、微位移装置等研究；超精密机床总成制造技术研究。（8）超精密加工刀具、磨具及刃磨技术研究。金刚石刀具及刃磨技术、金刚石微粉砂轮及其修整技术研究。（9）精密测量技术及误差补偿技术研究。纳米级基准与传递系统建立；纳米级测量仪器研究；空间误差补偿技术研究；测量集成技术研究。（10）超精密加工工作环境条件研究。超精密测量、控温系统、消振技术研究；超精密净化设备，新型特种排屑装置及相关技术的研究1概述精密和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。随着航空航天、高精密仪器仪表、惯导平台、光学和激光等技术的迅速发展和多领域的广泛应用，对各种高精度复杂零件、光学零件、高精度平面、曲面和复杂形状的加工需求日益迫切。目前国外已开发了多种精密和超精密车削、磨削、抛光等机床设备，发展了新的精密加工和精密测量技术。我国目前已是一个“制造大国”，制造业规模名列世界第四位，仅次于美国、日本和德国，近年来在精密加工技术和精密机床设备制造方面也取得了不小进展。但我国还不是一个“制造强国”，与发达国外相比仍有较大差距。我国每年虽有大量机电产品出口，但多数是技术含量较低、价格亦较便宜的中低档产品；而从国外进口的则大多是技术含量高、价格昂贵的高档产品。目前我国每年需进口大量国内尚不能生产的精密数控机床设备和仪器，例如，2003年我国进口了价值41.6亿美元的机床，而出口机床仅为3.8亿美元，且主要为低精度的普通机床。2004年我国进口机床为57.8亿美元，出口机床仅为5.2亿美元。2005年我国机床总产值约为50亿美元，出口机床为8亿美元，而进口机床则达到67亿美元。由于国外一些重要的高精度机床设备和仪器对我国实行封锁禁运，而这些精密设备仪器正是我国发展国防工业和尖端技术所迫切需要的，因此，为了使我国的国防和科技发展不受制于人，我们必须投入必要的人力物力，自主发展精密和超精密加工技术，争取尽快将我国的精密和超精密加工技术水平提升到世界先进水平。下面对国内外精密和超精密加工技术的最新发展情况介绍如下。2精密机床技术的发展精密机床是精密加工的基础。当今精密机床技术的发展方向是：在继续提高精度的基础上，采用高速切削以提高加工效率，同时采用先进数控技术提高其自动化水平。瑞士DIXI公司以生产卧式坐标镗床闻名于世，该公司生产的DHP40高精度卧式高速镗床已增加了多轴数控系统，成为一台加工中心；同时为实现高速切削，已将机床主轴的最高转速提高到24000r/min。瑞士MIKROM公司的高速精密五轴加工中心的主轴最高转速为42000r/min，定位精度达5m，已达到过去坐标镗床的精度。从这两台机床的性能可以看出，现在的加工中心与高速切削机床之间已不再有严格的界限划分。3使用金刚石刀具的超精密切削技术3.1超精密切削技术的进展金刚石刀具超精密切削技术是超精密加工技术的一个重要组成部份，不少国防尖端产品零件（如陀螺仪、各种平面及曲面反射镜和透镜、精密仪器仪表和大功率激光系统中的多种零件等）都需要利用金刚石超精密切削来加工。使用单晶金刚石刀具在超精密机床上进行超精密切削，可以加工出光洁度极高的镜面。超精密切削的切削厚度可极小，最小切削厚度可至1nm。超精密切削使用的单晶金刚石刀具要求刃口极为锋锐，刃口半径在0.50.01m。因刃口半径甚小，过去对刃口的测量极为困难，现在已可用原子力显微镜（AFM）方便地进行测量。3.2超精密切削机理的研究对超精密切削机理的研究近年来有了不少进展。例如，超精密切削脆性材料时，加工表面可以不产生脆性破裂痕迹而获得镜面，这涉及到极薄切削时脆性材料塑性切除的脆塑转换问题，最近对此提出了不少新见解。由超精密切削玻璃的实验结果可见，开始时切削厚度甚小，切除机理为塑性去除，加工表面无脆性破损痕迹。随着切削厚度的增大，塑性切除逐渐转化为脆性破裂去除，加工表面可见到明显的脆性破损痕迹。目前，使用计算机仿真和分子动力学模拟等方法对超精密切削过程及机理的研究获得了很好效果，一方面深化了对极薄层材料切削去除机理的认识，同时可以对超精密切削效果作出比较准确的预报。由超精密切削所形成加工表面的计算机仿真模拟预测和计算机仿真预测超精密切削单晶铝不同晶面时的切削力可以看到，由于晶体的各向异性，导致在不同方向的切削力是不相等的。利用对超精密切削过程的分子动力学模拟，可以对超精密切削极薄层材料的动态切除过程进行观察和分析，并能对切除过程进行动画演示。3.3新的金刚石刀具晶体定向方法由于金刚石硬度极高，且晶体各向异性，因此单晶金刚石刀具的刃磨极为困难。制造金刚石刀具及刃磨时都需要对晶体定向，过去的晶体定向方法主要是使用X光晶体定向仪，仪器昂贵，且定向操作相当繁琐。哈尔滨工业大学成功开发了一种新的激光晶体定向方法，所用设备较简单，且定向操作方便，可使金刚石晶体定向大大简化。4超精密加工机床的进展4.1国外超精密机床的发展情况研发超精密机床是发展超精密加工的重要前提条件。近年来发达国家已成功开发了多种先进的超精密加工机床。超精密机床的发展方向是：进一步提高超精密机床的精度，发展大型超精密机床，发展多功能和高效专用超精密机床。美、英、德等国在上世纪七十年代（日本在八十年代）即开始生产超精密机床产品，并可批量供货。在大型超精密机床方面，美国的LLL国家实验室于1986年研制成功两台大型超精金刚石车床：一台为加工直径2.1m的卧式DTM-3金刚石车床，另一台为加工直径1.65m的LODTM立式大型光学金刚石车床。其中，LODTM立式大型光学金刚石车床被公认为世界上精度最高的超精密机床。美国后来又研制出大型6轴数控精密研磨机，用于大型光学反射镜的精密研磨加工。英国的Cranfield精密加工中心于1991年研制成功OAGM-2500多功能三坐标联动数控磨床（工作台面积2500mm2500mm），可加工（磨削、车削）和测量精密自由曲面。该机床采用加工件拼合方法，还可加工出天文望远镜中直径7.5m的大型反射镜。日本的多功能和高效专用超精密机床发展较快，对日本微电子和家电工业的发展起到了很好的促进作用。4.2我国超精密机床的发展情况在过去相当长一段时期，由于受到西方国家的禁运限制，我国进口国外超精密机床严重受限。但当1998年我国自己的数控超精密机床研制成功后，西方国家马上对我国开禁，我国现在已经进口了多台超精密机床。我国北京机床研究所、航空精密机械研究所、哈尔滨工业大学等单位现在已能生产若干种超精密数控金刚石机床，如北京机床研究所研制的加工直径800mm的超精密车床和哈尔滨工业大学研制的超精密车床，这两台机床均有两坐标精密数控系统和两坐标激光在线测量系统，可以加工非球回转曲面；还有哈尔滨工业大学研制了加工KDP晶体大平面的超精密铣床。KDP晶体可用于光学倍频，是大功率激光系统中的重要元件。必须承认，在超棈密机床技术方面，我们与国外先进水平相比还有相当大的差距，国产超精密机床的质量水平尚待进一步提高。在大型超精密机床方面，目前美、英、俄等国都拥有自行开发的大型超精密机床，而我国由于没有大型超精密机床，因此无法加工大直径曲面反射镜等大型超精密零件，国外对这些大型超精密零件的出口有严格限制，从而严重影响了我国国防尖端技术的发展。现在我国正在加紧研制加工直径1m以上的立式超精密机床。在多功能和高效专用超精密机床方面，目前我国基本上仍是空白。5精密磨削和精密研磨技术的发展5.1精密镜面磨削技术的发展近年来，国外对精密磨削和精密研磨技术的研究开发获得了不少成果和进展。日本国家理化学研究所的大森整教授研制成功了在线修整砂轮的ELID镜面磨削新工艺，可以对多种不同材料（如钢、硬质合金、陶瓷、光学玻璃、硅片等）零件的平面、外圆和内孔进行镜面磨削。ELID镜面磨削使用特制的铁基结合剂细粒度金刚石（或CBN）砂轮，在磨削时在线对砂轮进行电解修整，电解修整砂轮用的电解液同时用作磨削液（要求这种电解液不腐蚀机床）。用ELID镜面磨削新工艺磨出的不同试件（光学玻璃平面、硅片平面和陶瓷内孔）的磨削表面粗糙度可以达到镜面水平（Ra=0.020.01m）。ELID精密镜面磨削工艺具有极好的生产应用前景。现在我国哈尔滨工业大学已研究并掌握了这项精密磨削新工艺。5.2精密平面研磨技术的发展精密研磨技术近年来亦有不少进展，特别是用于制造大规模集成电路的大直径硅基片的精研技术有很大提高。硅基片的表面质量要求极严，不仅要求表面粗糙度值极小、无划伤、平面度好，而且要求表面无加工变质层。我国现在己能生产8吋的硅基片，正在研制加工10吋的硅基片，但都是采用国外引进工艺和使用进口设备。我国亟需自主研究开发1012吋硅基片的制造工艺和生产设备。6非球曲面精密加工技术的进展6.1非球曲面磨削技术的发展目前，高精度非球曲面和自由曲面的应用日趋广泛，相应的加工制造技术亦发展迅速。高精度非球曲面和自由曲面可采用磨削方法加工。日本以超精密车床为基础，结合ELID镜面磨削技术，发展了加工回转体非球曲面的ELID精密数控镜面磨床，以后又发展了三坐标联动的数控ELID精密镜面磨床，可实现精密自由曲面的镜面加工。现在国外生产的超精密数控金刚石车床一般都带有磨头，可用磨头替代金刚石车刀磨制回转体非球曲面。国外还发展了多种可用于磨制各种精密自由曲面的多坐标数控磨床。6.2精密自由曲面抛光技术的发展高精度自由曲面现在多数采用抛光工艺作为最终加工工序。目前国外已有多种带在线测量系统的多坐标数控研磨抛光机床。如日本Canon公司用于曲面光学镜片最终抛光加工的精密曲面抛光机床，它具有三坐标数控系统，采用在线测量。加工曲面时，可根据实测的镜片曲面误差，控制抛光头的抛光时间和压力，使曲面抛光工艺实现了半自动化。美国以前已研制出大型六轴数控精密研磨机，用于加工大型光学反射镜。不久前美国在南卡莱罗那州制造了直径8.4m的大型光学反射镜。制造该大型光学反射镜时，并未制造相应的大型研磨抛光机床，而是采用现场光学玻璃熔化铸造，在现场用多路激光对反射镜的型面进行在线精度检测，然后根据测得的几何形状误差，用带研磨头的小型设备进行局部研磨抛光，用“蚂蚁啃骨头”的方法成功研制出来大型高精度光学反射镜。6.3精密曲面磁流体抛光技术国外最近发展了两种新型的曲面精密研磨抛光加工方法，第一种方法是用磁流体进行抛光；第二种方法用气囊进行抛光。磁流体抛光的原理是采用永久磁铁或电磁铁工具，将混有磨料的磁流体吸附在工具端部，对工件表面进行抛光。电磁铁工具通电后，磁流体吸附在反射镜工具的端部进行抛光加工，由于磁流体外形可随工件外形自动变化，因此对磁铁工具的外形要求不严格，较易加工制造。除可用平面工具吸附磁流体进行抛光外，也可采用杆状工具，一端吸附磁流体，代替立铣刀在多轴数控联动机床上对自由曲面进行抛光。磁流体抛光加工可获得很高的表面质量。6.4精密曲面气囊抛光技术气囊抛光工艺是不久前由英国Zeeko公司研制成功的一种加工精密曲面的新方法。抛光工具的工作端是外面包有磨料薄膜层的胶皮气囊，抛光工作时，工具气囊旋转形成抛光运动，工件对气囊抛光工具作相对进给运动（一般是工件作三轴联动的进给运动），使工件的全部表面都能被抛光。抛光时，工具气囊还需同时作摆动（摆动中心为汽囊曲面的曲率中心），以使磨料薄膜层磨损均匀。由于工具气囊充气后具有弹性，可以自动适应工件的曲面形状，故同一工具可用于抛光加工外形曲率不同（但需相近）的曲面。这种新的曲面抛光方法可用于加工非球回转曲面，也可用于加工自由曲面，抛光表面质量极高。7超大规模集成电路制造技术的进展在过去30年里，集成电路技术获得了飞跃性发展，现以全球最大的芯片制造商英特尔（Intel）公司的计算机芯片为例，简要说明集成电路的发展情况。英特尔公司自1971年开始生产计算机芯片以来，已更新换代十多次。在这一次次的更新换代中，芯片的性能和集成度得到了大幅度提高。1971年英特尔公司4004芯片的时钟速度仅为108kHz，内含晶体管2300个，最小线宽为10m；1999年英特尔公司的PentiumIII芯片（奔腾芯片），时钟速度已高达1GHz，在面积为217mm2的芯片内，有2800万个晶体管，最小线宽为0.18m；2001年3月英特尔公司推出的Pentium4芯片的时钟速度达1.7GHz，最小线宽为0.13m，在面积为116mm2的芯片内包含的晶体管超过了4200万个。英特尔公司计划到2011年，芯片时钟速度达到10GHz。30年来，计算机芯片速度和集成度提高了13000倍，线宽从1971年的10m缩小到0.13m。最近新的芯片时钟速度已高达2.83.2GHz。现在制造集成电路的光刻技术使用的光波为紫外光（波长0.24m），已达到的最小线宽为0.13m。从理论上分析，光刻加工技术的极限线宽为0.10.08m。在光刻加工中，最小线宽与光波波长有关（光刻时的光斑直径等于半波长）。目前国外正在研究进一步缩小芯片上电子元件的尺寸和光刻加工的线宽，这就需要使用波长更短的超紫外光作为曝光光源。使用超紫外光的光刻方法将有可能使光刻线宽达到70nm以下，但超紫外光会被空气吸收，因此光刻需在真空中进行，这对于大规模工业生产将增添不少困难。现在国外制造的超大规模集成电路使用1012吋晶片，用数控柔性生产线加工制造，可以很快试制出新设计的集成电路块，并能小批量生产集成电路，价格也不贵。我国的微电子工业近年来获得了飞速发展，已能生产多种较复杂的大规模集成电路芯片，但使用的加工设备和生产工艺基本都是从国外引进的，因此最新的前沿技术仍然掌握在外国人手中。我国现在制造大规模集成电路的水平是：已能用8吋硅晶片生产制造大规模集成电路，光刻能达到的最小线宽为0.18m。我们正在努力自主研发1012吋硅晶片和线宽0.130.1m的超大规模集成电路制造技术，希望微电子工业的制造水平能尽快赶上世界先进水平。8微型零件、微型机械和微机电系统的精密制造技术新进展随着纳米技术的迅速发展和应用范围日趋广泛，微型机械、微机电系统技术以及相应的精密微细加工、微型零件及微机械精密制造技术亦获得了快速发展。为了制造微型零件和微机械，精微机械加工发展迅速，现己达到较高水平。精微电火花加工、精微超声振动加工、精微准分子激光加工、精微塑性成型加工等均已用于加工精度达微米级尺度的微小机构零件。此外，还发展了不少专用的新工艺，如立体光刻技术、LIGA技术、牺牲层工艺等。并已开发了微型机械的自动装配技术和微型机械制造厂等。下面只简要介绍精密微