书籍详情
微纳加工中的精密工件台技术
作者：刘俊标 等著
出版社：北京工业大学出版社
出版时间：2005-03-01
ISBN：9787563914326
定价：¥45.00
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内容简介
《微纳加工中的精密工件台技术》是“电子束、离子束、光子束微纳加工技术系列专著”中的一个分册。它与已出版的《电子束曝光微纳加工技术》一书相辅相成，重点讲述微纳加工中的关键部件——精密工件台的结构、原理和主要技术，以及通过精密工件台提高加工精度和生产效率的有效方法。全书分为九章。第一章 讲述精密工件台的组成、发展现状和主要技术指标。第二章 至第五章 系统介绍精密测量技术、驱动技术、直线导向技术的工作原理、技术特点和选用准则。第六章 通过实例阐明微位移技术的原理及结构特点。第七章 和第八章 讲述精密工件台的控制系统、精度分析及精度补偿方法。第九章 主要介绍精密工件台在微电子产业、精密测量、生物芯片技术、纳米表面形貌测量和纳米加工设备中的具体应用和发展前景。在当前微纳加工技术迅猛发展和相关专著及技术图书十分匮乏的情况下，《微纳加工中的精密工件台技术》的出版对促进我国微纳加工技术的研发工作必将起到积极的作用。
作者简介
刘俊标，1974.年4月生，中国科学院电工研究所副研究员。1995年毕业于福州大学本科，2001年毕业于南京航空航天大学，获博士学位。2002年进入中国科学院电工研究所博士后流动站工作，2004年出站。一直从事精密机械设计和电子束曝光技术的研究。曾获国防科工委科技进步一等奖一项，王宽诚博士后奖励基金等。曾发表学术论文十余篇。薛虹，1956年生，中国科学院电工研究所高级工程师。1982年毕业于上海同济大学本科。长期从事电子束曝光技术和相关设备的电气控制方面的研究与开发工作。曾发表学术论文十几篇。顾文琪，1941年生，中国科学院电工研究所研究员，博导。曾任中国科学院电工研究所微细加工研究室主任、副所长，中国科学院高技术局局长、综合计划局局长。1967年中国科学院电工研究所研究生毕业，专业为电火花加工物理基础。毕业后留所工作，从事微细加工技术研究，创建该所微细加工研究室。1980年起，曾在联邦德国亚琛工业大学从事亚微米曝光技术研究2年，后又作为特聘专家在香港从事电子束制版技术、研究3年。长期研究电子束曝光技术和相关设备开发，先后主持并完成国家攻关项目2项，中国科学院重大科研项目3项，其中有微米级可变矩形电子束曝光机、0.1／an扫描电子束曝光机和缩小投影成像电子束曝光实验系统。目前正在主持中国科学院创新工程重大项目——纳米级电子束曝光系统实用化研究。在国内外发表论文40多篇。
目录
第一章 绪论
第一节 精密工件台
一、工件台的定义和分类
二、精密工件台的组成和分类
三、精密工件台的用途
第二节 精密工件台技术的发展
一、精密工件台技术的发展概况
二、当前工件台达到的最高性能指标
三、国内的发展状况
第三节 本书的内容和目的
第二章 精密测量技术
第一节 概述
第二节 光栅测量技术
一、光栅位移检测原理
二、高分辨率的实现
三、光栅测量的精度分析
第三节 激光干涉仪测量技术
一、一些基本概念
二、激光干涉仪
三、双频激光干涉仪中的几项关键技术
四、测量系统
五、平面镜激光干涉仪的对准分析和测量误差分析
六、平面镜激光干涉仪的安装与调整
第三章 高速、高精度直线驱动技术
第一节 高速、高精度直线驱动技术概况
一、高速、高精度直线驱动技术
二、直线驱动技术分类
第二节 间接驱动技术
一、旋转电机
二、滚珠丝杠副
第三节 直接驱动技术
一、电磁式直线电机的直接驱动
二、压电直线电机的直接驱动
第四章 直线导向技术
第一节 概述
一、直线导轨的导向原理
二、对导轨的基本要求
第二节 常用导轨的类型及其技术特性
一、塑料（PTEE）导轨
二、滚动导轨
三、静压导轨
四、弹簧导轨
五、磁悬浮导轨
第三节 导轨对工件台的影响
一、导向精度对测量精度的影响
二、导轨类型对位移分辨率的影响
第五章 精密工件台的结构型式
第一节 平面单层式结构
一、机械式平面单层结构
二、气浮式平面单层结构
三、磁悬浮式平面单层结构
第二节 双层结构
一、机械式双层结构
二、静压式双层结构
第三节 大行程纳米级精密工件台的实现
一、“十字”型工件台结构
二、“H”型工件台结构
三、六维磁悬浮纳米级精密工件台
第六章 微位移技术
第一节 微位移机构
一、机械传动式微位移机构
二、扭轮摩擦传动微位移机构
三、电热变形致动式微位移机构
四、弹性变形传动式微位移机构
五、磁致伸缩式微位移机构
六、压电陶瓷或电致伸缩微位移机构
七、电磁驱动式微位移机构
八、其他
第二节 微位移传感器
一、电阻应变式微位移传感器
二、电容式微位移传感器
第三节 微位移工件台的设计和特性分析
一、设计要求
二、设计步骤
三、驱动和控制
四、实验分析
第七章 控制技术
第一节 概述
一、主、从控制器
二、位置测量
三、驱动电路和驱动机构
四、位置显示
五、限位保护系统
第二节 伺服控制系统
一、伺服控制系统的构成
二、伺服定位控制系统的基本分类
三、控制系统的控制方式
四、控制系统的特性及指标
五、控制系统对电动机的要求
第三节 电动机的控制
一、直流电动机伺服控制
二、交流电动机伺服控制
三、步进电机控制
四、超声电机控制
第四节 控制系统的补偿方法
一、串联补偿
二、负反馈补偿
三、前馈补偿
四、复合控制与扰动补偿
五、顺馈补偿
六、常用的补偿电路
七、常用的调节器
八、数字控制系统的PID调节器
第五节 信号检测
一、电流检测
二、电压检测
三、转速检测
四、位置检测
第六节 几种不同类型工件台的控制
一、光栅扫描电子束曝光机工件台的控制
二、X-Y-θ工件台的伺服控制
三、平面步进电机X-Y-θ超精密工件台的控制系统
第八章 精密工件台的精度分析
第一节 精度分析
一、工件台的用途及其工作原理
二、工件台开环系统的精度分析
三、工件台闭环系统的精度分析
第二节 工件台的几个性能指标及其测试方法
一、性能指标
二、测试方法
三、精度补偿
第三节 高精度的保证
一、热变形的控制
二、振动的控制
三、小结
第九章 精密工件台的应用
第一节 精密工件台在微电子产业中的应用
一、精密工件台在光刻设备中的应用
二、精密工件台在光学曝光系统中的功能
三、对套刻精度和生产率的影响
四、步进重复式精密工件台
五、步进扫描式精密工件台
六、精密工件台在电子束扫描曝光机中的作用
七、x射线光刻机中应用的精密定位工件台
八、几种光刻技术中的工件台比较
九、精密工件台在掩模版修复仪中的应用
十、掩模或晶片上图形尺寸的测量
第二节 精密工件台在坐标测量机中的应用
一、精密工件台在工具显微镜中的应用
二、精密工件台在三坐标测量机中的应用
第三节 在基于扫描探针显微镜技术的微加工系统中的应用
一、扫描探针显微技术
二、基于AFM技术的微加工系统
第四节 精密工件台在生物芯片技术中的应用
第五节 精密工件台在机械制造中的应用
一、超精密车床
二、电火花切割加工设备
三、三维成型加工
第六节 小结
参考文献
第一节 精密工件台
一、工件台的定义和分类
二、精密工件台的组成和分类
三、精密工件台的用途
第二节 精密工件台技术的发展
一、精密工件台技术的发展概况
二、当前工件台达到的最高性能指标
三、国内的发展状况
第三节 本书的内容和目的
第二章 精密测量技术
第一节 概述
第二节 光栅测量技术
一、光栅位移检测原理
二、高分辨率的实现
三、光栅测量的精度分析
第三节 激光干涉仪测量技术
一、一些基本概念
二、激光干涉仪
三、双频激光干涉仪中的几项关键技术
四、测量系统
五、平面镜激光干涉仪的对准分析和测量误差分析
六、平面镜激光干涉仪的安装与调整
第三章 高速、高精度直线驱动技术
第一节 高速、高精度直线驱动技术概况
一、高速、高精度直线驱动技术
二、直线驱动技术分类
第二节 间接驱动技术
一、旋转电机
二、滚珠丝杠副
第三节 直接驱动技术
一、电磁式直线电机的直接驱动
二、压电直线电机的直接驱动
第四章 直线导向技术
第一节 概述
一、直线导轨的导向原理
二、对导轨的基本要求
第二节 常用导轨的类型及其技术特性
一、塑料（PTEE）导轨
二、滚动导轨
三、静压导轨
四、弹簧导轨
五、磁悬浮导轨
第三节 导轨对工件台的影响
一、导向精度对测量精度的影响
二、导轨类型对位移分辨率的影响
第五章 精密工件台的结构型式
第一节 平面单层式结构
一、机械式平面单层结构
二、气浮式平面单层结构
三、磁悬浮式平面单层结构
第二节 双层结构
一、机械式双层结构
二、静压式双层结构
第三节 大行程纳米级精密工件台的实现
一、“十字”型工件台结构
二、“H”型工件台结构
三、六维磁悬浮纳米级精密工件台
第六章 微位移技术
第一节 微位移机构
一、机械传动式微位移机构
二、扭轮摩擦传动微位移机构
三、电热变形致动式微位移机构
四、弹性变形传动式微位移机构
五、磁致伸缩式微位移机构
六、压电陶瓷或电致伸缩微位移机构
七、电磁驱动式微位移机构
八、其他
第二节 微位移传感器
一、电阻应变式微位移传感器
二、电容式微位移传感器
第三节 微位移工件台的设计和特性分析
一、设计要求
二、设计步骤
三、驱动和控制
四、实验分析
第七章 控制技术
第一节 概述
一、主、从控制器
二、位置测量
三、驱动电路和驱动机构
四、位置显示
五、限位保护系统
第二节 伺服控制系统
一、伺服控制系统的构成
二、伺服定位控制系统的基本分类
三、控制系统的控制方式
四、控制系统的特性及指标
五、控制系统对电动机的要求
第三节 电动机的控制
一、直流电动机伺服控制
二、交流电动机伺服控制
三、步进电机控制
四、超声电机控制
第四节 控制系统的补偿方法
一、串联补偿
二、负反馈补偿
三、前馈补偿
四、复合控制与扰动补偿
五、顺馈补偿
六、常用的补偿电路
七、常用的调节器
八、数字控制系统的PID调节器
第五节 信号检测
一、电流检测
二、电压检测
三、转速检测
四、位置检测
第六节 几种不同类型工件台的控制
一、光栅扫描电子束曝光机工件台的控制
二、X-Y-θ工件台的伺服控制
三、平面步进电机X-Y-θ超精密工件台的控制系统
第八章 精密工件台的精度分析
第一节 精度分析
一、工件台的用途及其工作原理
二、工件台开环系统的精度分析
三、工件台闭环系统的精度分析
第二节 工件台的几个性能指标及其测试方法
一、性能指标
二、测试方法
三、精度补偿
第三节 高精度的保证
一、热变形的控制
二、振动的控制
三、小结
第九章 精密工件台的应用
第一节 精密工件台在微电子产业中的应用
一、精密工件台在光刻设备中的应用
二、精密工件台在光学曝光系统中的功能
三、对套刻精度和生产率的影响
四、步进重复式精密工件台
五、步进扫描式精密工件台
六、精密工件台在电子束扫描曝光机中的作用
七、x射线光刻机中应用的精密定位工件台
八、几种光刻技术中的工件台比较
九、精密工件台在掩模版修复仪中的应用
十、掩模或晶片上图形尺寸的测量
第二节 精密工件台在坐标测量机中的应用
一、精密工件台在工具显微镜中的应用
二、精密工件台在三坐标测量机中的应用
第三节 在基于扫描探针显微镜技术的微加工系统中的应用
一、扫描探针显微技术
二、基于AFM技术的微加工系统
第四节 精密工件台在生物芯片技术中的应用
第五节 精密工件台在机械制造中的应用
一、超精密车床
二、电火花切割加工设备
三、三维成型加工
第六节 小结
参考文献
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