機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)論文納米壓印機(jī)的總體設(shè)計(jì)與虛擬裝配

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　納米壓印機(jī)的總體設(shè)計(jì)與虛擬裝配</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p>

3、;<p>　　納米壓印技術(shù)是20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來(lái)的一種新型的微納結(jié)構(gòu)制備技術(shù)。它繼承了傳統(tǒng)光刻技術(shù)的并行性，因此具有與傳統(tǒng)光刻技術(shù)可比擬的高產(chǎn)率。同時(shí)又繼承了直寫(xiě)式納米結(jié)構(gòu)制備技術(shù)的高分辨性。納米壓印技術(shù)另一特點(diǎn)在于借鑒了古老的壓模技術(shù)，因此避免在光刻技術(shù)中所用到的昂貴的光學(xué)系統(tǒng)，從此大大降低了成本。納米壓印技術(shù)的這些特點(diǎn)使這種技術(shù)被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的下一代微納結(jié)構(gòu)刻蝕技術(shù)之一。在本研究工作中，首先建立了納米壓印

4、技術(shù)的完整的工藝流程，并對(duì)現(xiàn)有的納米壓印技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的改良，使之能夠運(yùn)用于更廣泛的領(lǐng)域。</p><p>　　在納米壓印機(jī)的設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)便是虛擬裝配。虛擬裝配（Virtual Assembly）是產(chǎn)品數(shù)字化定義中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在虛擬技術(shù)領(lǐng)域和仿真領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用研究。</p><p>　　虛擬裝配（Virtual Assembly）采用計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)仿真模

5、型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真裝配，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工藝規(guī)劃、加工制造、裝配和調(diào)試，它是實(shí)際裝配的過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)體現(xiàn)。目前，就其技術(shù)而言，已經(jīng)成熟，雖尚沒(méi)有商用虛擬裝配系統(tǒng)，也尚未充分地應(yīng)用于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的分析和評(píng)價(jià)，但這項(xiàng)技術(shù)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中已得到肯定，并具有很重要的意義。過(guò)去傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，常需要花費(fèi)大量的時(shí)間、人力、物力來(lái)制作實(shí)物模型進(jìn)行各種裝配實(shí)驗(yàn)研究，力求在產(chǎn)品的可行性、實(shí)用性和產(chǎn)品性能等方面進(jìn)行各種測(cè)試分析?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員在虛擬產(chǎn)品

6、開(kāi)發(fā)早期就應(yīng)考慮裝配問(wèn)題，在進(jìn)行虛擬裝配的同時(shí)創(chuàng)建產(chǎn)品、分析裝配精度，及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。本研究旨在為納米技術(shù)研究提供一種制造手段，推動(dòng)納米光電子、納米磁存儲(chǔ)、生物微流器件等微納米器件的研究和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展。</p><p>　　關(guān)鍵字：光刻；納米技術(shù)；虛擬裝配</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Nan

7、oimprint lithography (NIL) has been proposed as alternative approach for the fabrication of nanostructures with critical dimensions in the sub-100 nm range on the wafer scale, It involves two steps: imprinting and patter

8、n-transfer. In the imprinting step, a mold with nanostructures on its surface is impressed into a thin resist film on a substrate.In the pattern-transfer step, an anisotropic etching process such as reactive ion etching(

9、RIE) is used to remove the residual tesist in the compres</p><p>　　Nano-imprint in the design of an important part is the virtual assembly. Virtual assembly is the definition of digital products an importan

10、t part of the virtual and simulation technology in the field have been widely applied research.Virtual assembly by computer simulation and virtual reality technology, through on a computer simulation model to simulate as

11、sembly, the product of the process planning, manufacturing, assembly and commissioning, it is the actual assembly process on a computer embo</p><p>　　Keywords：Lithography； Nano-Technology；Virtual Assembly<

12、;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題概述1</p><p>　　1.2 本文主要的研究工作2</p><p>　　1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)2</p><p>　

13、　第2章 納米壓印工藝及納米壓印機(jī)的總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2. 1熱壓印工藝4</p><p>　　2.2 納米壓印機(jī)的總體設(shè)計(jì)8</p><p>　　第3章 基于SolidWorks的虛擬裝配15</p><p>　　3.1虛擬裝配的概述15</p><p>　　3.2 虛擬裝配的工作原理及其特點(diǎn)

14、分析16</p><p>　　3.3 三維繪圖軟件——solidworks19</p><p>　　第4章 基于SolidWorks的納米壓印機(jī)虛擬裝配21</p><p>　　4.1 X-Y粗動(dòng)工作臺(tái)的虛擬裝配21</p><p>　　4.2 找平裝置的虛擬裝配24</p><p>　　4.3轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的虛

15、擬裝配26</p><p>　　第5章 X-Y粗動(dòng)工作臺(tái)的爆炸視圖28</p><p><b>　　總結(jié)30</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]32</b></p><p><b

16、>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 課題概述</b></p><p>　　現(xiàn)今利用光刻手段制作的納米量級(jí)圖形主要是靠納米結(jié)構(gòu)制作，這樣能保持它所特有圖形的精確度和分辨率。而且光學(xué)光刻的極限分辨率一直在前進(jìn)，極限分辨率可以達(dá)到光源波長(zhǎng)的一半，波長(zhǎng)的光源分辨率可達(dá)100nm，更有157nm波長(zhǎng)的光源分辨率將達(dá)到70nm。由于

17、各種材料等其他的原因，跨越70nm光學(xué)光刻的技術(shù)遇到了很大的困難。</p><p>　　科學(xué)的困難不能這樣而放棄，所以跟上集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，在努力突破光學(xué)光刻極限分辨率的背景下，找到一種可以代替光學(xué)光刻的更好的光刻技術(shù)在最近幾十年得到了快速的發(fā)展。為了更好的使產(chǎn)品引用于生活中，所以產(chǎn)品的生產(chǎn)必須是廉價(jià)的，操作簡(jiǎn)便的，高重復(fù)性的，大批量生產(chǎn)的。雖然找到了極紫外光刻，但是整個(gè)光刻系統(tǒng)費(fèi)用昂貴。這就阻礙了工業(yè)化生

18、產(chǎn)的要求。</p><p>　　針對(duì)以上的難題，美國(guó)“明尼蘇達(dá)大學(xué)納米結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室”從1995年開(kāi)始自力于開(kāi)創(chuàng)性的研究，他們提出并展示了一種叫做“納米壓印”(nanoimprint lithography)的新技術(shù)。</p><p>　　軟刻印術(shù)對(duì)納米壓印技術(shù)的發(fā)展起到了一種存進(jìn)的作用，首先它要制作具有剛性的納米圖案的壓模，然后在將基片上的聚合物薄膜制作成納米圖形，還需要進(jìn)行一系列的刻蝕，剝

19、離等加工過(guò)程，最后成了納米結(jié)構(gòu)和器件。針對(duì)上述的發(fā)明克服了不能大批量生產(chǎn)的致命的問(wèn)題，而且出來(lái)的產(chǎn)品均勻性和重復(fù)性還得到了進(jìn)一步的提高。這種技術(shù)復(fù)合了現(xiàn)在社會(huì)廣泛的需求，成本低，效率高，綠色化等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　為了更好的幫助納米壓印機(jī)的設(shè)計(jì)我們需要一個(gè)重要的環(huán)節(jié)——虛擬裝配。它是虛擬制造的重要前提，利用電腦的虛擬裝配，可以幫助我們檢查設(shè)計(jì)和操作的可行性，以便及早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，并顯示其裝配過(guò)程。該

20、系統(tǒng)充分的允許設(shè)計(jì)人員考慮切實(shí)可行的裝配序列，自動(dòng)生成裝配規(guī)劃，他的內(nèi)容還包括數(shù)值計(jì)算，裝配工藝規(guī)劃，裝配操作所模擬和工作面布局等。這使得現(xiàn)在的產(chǎn)品正在向著自動(dòng)化，數(shù)字化的方向前進(jìn)。</p><p>　　虛擬裝配技術(shù)是虛擬制造技術(shù)的一個(gè)核心內(nèi)容，它的發(fā)展過(guò)程是首先有手工裝配到圓臺(tái)式自動(dòng)裝配到自動(dòng)裝配線裝配再到柔性自動(dòng)裝配，最后到虛擬裝配（Virtual Assembly）。虛擬裝配技術(shù)主要是虛擬裝配建模，規(guī)劃和評(píng)

21、估三部分共同組成。虛擬裝配研究的關(guān)鍵內(nèi)容就是虛擬裝配建模，它是完成所有程序的基礎(chǔ)，充分利用裝配信息進(jìn)行路徑分析和求解，選擇一條最優(yōu)的裝配路徑，從而達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果。</p><p>　　虛擬裝配技術(shù)(VirtualAssembly Technolohy)的發(fā)展對(duì)虛擬制造技術(shù)起到了一個(gè)關(guān)鍵的作用，對(duì)比虛擬制造的其它部分，它又是最薄弱的環(huán)節(jié)。虛擬裝配技術(shù)近幾年發(fā)展緩慢，這樣使得它的應(yīng)用性大大減少，所以這幾年的主要

22、研究課題就是要加快虛擬裝配技術(shù)的快速發(fā)展，待這一問(wèn)題的解決將使該技術(shù)建成一個(gè)完善的理論體系，促使生產(chǎn)真正在高質(zhì)量、高效、低成本、段時(shí)間的大環(huán)境下完成，同時(shí)又不失良好的服務(wù)。虛擬裝配從模型重新定位、分析方面來(lái)講，它是一種零件模型按約束關(guān)系進(jìn)行重新定位的過(guò)程，從現(xiàn)在來(lái)講是有用的分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否合理的一種方法;從產(chǎn)品裝配過(guò)程來(lái)講，它是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀特性、精度特性，真實(shí)的模擬產(chǎn)品三維裝配過(guò)程，并允許用戶以交互方式控制產(chǎn)品的三維真實(shí)模擬裝配過(guò)

23、程，以檢驗(yàn)產(chǎn)品的可裝配性。</p><p>　　作為虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，虛擬裝配技術(shù)近年來(lái)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，并對(duì)敏捷制造、虛擬制造等先進(jìn)制造模式的實(shí)施具有深遠(yuǎn)影響。通過(guò)建立產(chǎn)品數(shù)字化裝配模型，虛擬裝配技術(shù)在計(jì)算機(jī)上創(chuàng)建近乎實(shí)際的虛擬環(huán)境，可以用虛擬產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)中的物理樣機(jī)，能夠方便的對(duì)產(chǎn)品的裝配過(guò)程進(jìn)行模擬與分析，預(yù)估產(chǎn)品的裝配性能，及早發(fā)現(xiàn)潛在的裝配沖與缺陷，并將這些裝配信息反饋給設(shè)計(jì)人員

24、。運(yùn)用該技術(shù)不但有利于并行工程的開(kāi)展，而且還可以大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　所以說(shuō)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中，虛擬裝配是一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié)。</p><p>　　1.2 本文主要的研究工作</p><p>　　本人在接到論文課題之后，對(duì)納米壓印的工藝及納米壓印機(jī)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)查閱相關(guān)資料，進(jìn)行了深成次的了解。學(xué)習(xí)了軟件Soli

25、dworks，并專門(mén)對(duì)里面虛擬裝配這一塊進(jìn)行了仔細(xì)的了解。具體工作內(nèi)容如下：</p><p>　?。?）了解納米壓印發(fā)展?fàn)顩r和納米壓印工藝及其總體設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）利用軟件Solidworks對(duì)其總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬裝配；</p><p>　?。?）利用軟件Solidworks對(duì)納米壓印機(jī)內(nèi)部的X-Y粗動(dòng)裝置進(jìn)行了爆炸，生成爆炸圖。</p>

26、<p>　　1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)</p><p>　　第一章前言，介紹了納米壓印光刻技術(shù)研究的目的和意義，以及虛擬裝配，并介紹了本文的工作。第二章對(duì)納米熱壓印光刻技術(shù)的工藝及其總體設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述。第三章介紹了軟件Solidworks虛擬裝配。第四章介紹了納米熱壓印機(jī)幾個(gè)重要部分的虛擬裝配。第五章著重介紹了X-Y粗動(dòng)裝置的爆炸圖。</p><p>　　第2章 納米壓印工藝及納米

27、壓印機(jī)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　納米壓印技術(shù)是1995年華裔科學(xué)家StephenY.Chou提出的。它的過(guò)程要先在某一種襯底上涂一層高分子的膠，例如石英，硅片。然后把它放在一定溫度和壓力下，在該高分子膠上用有機(jī)械力的方式壓上用電子束光刻技術(shù)制備的具有納米尺度線寬的模板，當(dāng)溫度下降后就可以把模板脫出來(lái)了，這是該膠上就有了需要的圖形，該圖形尺寸可以低于10nm?？偟膩?lái)說(shuō)，出來(lái)的圖形還可以繼續(xù)壓印到下面的模板上去

28、。因?yàn)檫@種壓印的過(guò)程多采用溫度來(lái)控制，所以被稱為熱壓印方法。從這個(gè)簡(jiǎn)單的納米壓印過(guò)程描述中我們得出，熱納米壓印整個(gè)流程需要幾個(gè)重要的工藝過(guò)程有模板制造、壓印過(guò)程及圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程，用到的主要材料包括襯底材料、模板材料、納米壓印膠或者其他能被壓印的功能材料等，這些材料的研究、工藝過(guò)程的每一步其實(shí)都面臨了很多的困難，這也正是許多學(xué)著正在攻破的難關(guān)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)研究人員多年的努力這項(xiàng)納米壓印技術(shù)的最先進(jìn)水平已

29、經(jīng)達(dá)到了5nm以下。它最主要有熱壓印、紫外壓印、微接觸印刷和激光輔助壓印，如圖2.1所示。加工聚合物結(jié)構(gòu)的最常用方法就采用用了納米壓印技術(shù),它應(yīng)用具有高分辨率特點(diǎn)的電子束通過(guò)一定的溫度和壓力下將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的納米結(jié)構(gòu)圖案復(fù)制到模板上,接著用預(yù)先準(zhǔn)備好具有圖案化的模板使聚合物材料形變從而在聚合物上形成結(jié)構(gòu)圖案。激光輔助壓印采用準(zhǔn)分子激光脈沖熔融硅片表層，然后用高硬度而耐熱的石英模板壓印液態(tài)的熔融硅表層，待液態(tài)硅層固化后脫模。</p>

30、;<p>　?。╝） （b）</p><p>　?。╟） （d）</p><p>　　圖2.1幾種納米壓印工藝流程（a）納米熱壓印工藝流程（b）紫外固化壓印工藝流程（c） 微接觸印刷工藝流程（d）激光輔助壓印工藝流程</p><p>　

31、　從圖2.1可以看出，幾種工藝雖然工藝流程各有不同，可他們還是有相同之處：用已經(jīng)準(zhǔn)備好的模板，在一定的溫度和壓力下將印章的圖形復(fù)制到基片上。首先要制造好的具有可靠性的模板,這樣才能用使用一般的工藝和設(shè)備實(shí)現(xiàn)大批量圖形的轉(zhuǎn)移。也能省去昂貴的系統(tǒng)費(fèi)用和資源浪費(fèi)。同時(shí)，由于納米壓印是通過(guò)改變其物理特性，因而光的衍射，散射，光刻膠內(nèi)部光干涉等因素不能對(duì)其分辨率的高低產(chǎn)生影響，因此容易突破傳統(tǒng)光刻工藝的分辨率極限。</p><

32、p><b>　　2. 1熱壓印工藝</b></p><p>　　熱壓印法的工藝過(guò)程分三個(gè)步驟：壓模制備、壓印過(guò)程、圖形轉(zhuǎn)移。它的最主要是方法是用具有高分辨率的電子束刻印術(shù)，使高硬度的壓模毛坯加工制成一個(gè)壓模；接著用預(yù)先準(zhǔn)備好具有圖案化的模板使聚合物材料形變從而在聚合物上形成結(jié)構(gòu)圖案。</p><p>　　首先是壓模制備，壓模通常用金剛石，Si，SiO2，氮化硅等

33、材料制成。這些材料有很多適合做壓模制備的特點(diǎn)如高Knoop硬度、大壓縮強(qiáng)度、大抗拉強(qiáng)度；高熱導(dǎo)率和低熱膨脹系數(shù)，這樣即使在溫度很搞的情況下壓模的熱變形很弱。此外，從保護(hù)環(huán)境方面來(lái)說(shuō)，重復(fù)的壓印制作會(huì)影響壓模的特性，需要用化學(xué)試劑來(lái)清潔壓模表面的污染物，這就必須要求制作壓模的材料具有抗腐蝕性的惰性材料。</p><p>　　2.1.1 熱壓印模板</p><p>　　熱壓印模板，有時(shí)也被稱為

34、印章。簡(jiǎn)單地說(shuō)，納米壓印刻蝕技術(shù)可以說(shuō)是對(duì)圖形的從這個(gè)面到另一個(gè)面的復(fù)制和轉(zhuǎn)移。整個(gè)過(guò)程一個(gè)關(guān)鍵部分就是模板，所以需要模板制備具有高分辨率，穩(wěn)定，重復(fù)性高。對(duì)轉(zhuǎn)移到聚合物上的圖形質(zhì)量起重要作用的就印章上的圖形質(zhì)量,它的分辨率高低決定了聚合物上圖案的分辨率。制備印章的方法可以有很多種方式,經(jīng)常使用的方式有：電子束、極紫外光、聚焦離子束或反應(yīng)離子刻蝕等。其過(guò)程是先在基底上涂上能對(duì)電子束敏感的聚合物（PMMA）；接著電子束按著原先設(shè)計(jì)好的圖形

35、程序在聚合物表面掃描曝光，當(dāng)被曝光時(shí)所在區(qū)域的聚合物斷鍵或分解并溶解在準(zhǔn)備好的特定的溶劑里，而不在掃描的區(qū)域內(nèi)的則為不溶，這樣就能發(fā)現(xiàn)有聚合物圖形出現(xiàn)在基底上；最后經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室的一系列工序后，就可以發(fā)現(xiàn)基底上有聚合物圖形。常見(jiàn)的印章材料有硅/ 二氧化硅、鎳、石英玻璃印章。熱壓印的模板要做到穩(wěn)定性高，重復(fù)使用率高，同時(shí)具備以下條件。</p><p><b>　?。?） 高硬度</b></p

36、><p>　　由于壓印模板與聚合物要直接物理接觸，所以模板的基底材料要有足夠高的硬度，在壓模和撤模的過(guò)程中不容易變形和受損，Si 和SiO2是最常用的模板材料。各種新型的、具有特殊功能的模板材料也在研究中，如Alkaisi MM等人在Si 基底上化學(xué)氣相沉積SixNy后，利用電子束直寫(xiě)曝光技術(shù)制備SixNy模板，由于SixNy材料本身的表面性能和硬度，避免了壓印過(guò)程中聚合物對(duì)模板的污染，而且，SixNy模板在,58℃

37、的低溫下，也能成功實(shí)現(xiàn)模板的圖形化轉(zhuǎn)移。低溫壓印對(duì)于減小模板和基底的熱膨脹，提高套刻精度及熱壓印膠的穩(wěn)定性都是非常有利的。Taniguchi J 等人用電子束曝光金剛石表面的PMMA，再結(jié)合反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)制備了2µm寬，200nm高的金剛石模板，由于金剛石是自然界強(qiáng)度最大的物質(zhì)，所以這種模板除了進(jìn)行PMMA的熱壓印外，還能在Al, Cu, Au 等金屬表面直接進(jìn)行壓印，減少了壓印的步驟，提高了生產(chǎn)效率，適合大批量加工各種光學(xué)

38、器件。Pfeiffer K 等人結(jié)合電子束曝光和鑄膜技術(shù)分別制備了聚合物/硅模板和全聚合物模板，整個(gè)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，而且用這種聚合物模板熱壓印得到了最小尺寸70nm </p><p><b>　　（2） 低膨脹系數(shù)</b></p><p>　　熱壓印過(guò)程中模板和聚合物將會(huì)同時(shí)被加熱至聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度之上，再施加一定的外壓，使聚合物流動(dòng)成型，因此模板材料要有低的熱膨

39、脹系數(shù)和低的壓力收縮系數(shù)，避免熱脹程度不同及高壓導(dǎo)致的圖形變形。</p><p><b>　　（3）好的抗粘性能</b></p><p>　　在納米壓印工藝中，要求作為壓印膠的聚合物和基底材料之間能有較強(qiáng)的附著能力，這樣才能保證在退模過(guò)程中不會(huì)與基底脫離而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；同時(shí)，聚合物和模板之間應(yīng)有盡可能低的界面能，以防止在退模過(guò)程中因聚合物與模板之間發(fā)生粘連影響印質(zhì)量。

40、雖然可以通過(guò)選擇合適的材料滿足這樣的要求，但是這就限制了這種技術(shù)的只用范圍，因此更多的是采用在模板上修飾抗粘層的辦法。目前主要有以下方法在模板上制備抗粘層。</p><p>　　模板和聚合物之間的作用力主要來(lái)自三個(gè)方面，大的接觸面積、楔行模板圖形、各方向摩擦力的連鎖效應(yīng)導(dǎo)致的機(jī)械作用力。模板材料和聚合物之間形成化學(xué)鍵的化學(xué)作用力以及范德華和氫鍵等作用力。對(duì)于兩者之間大的摩擦力，可以通過(guò)優(yōu)化熱壓印過(guò)程的工藝參數(shù)加以

41、避免，在一定壓印溫度和壓力下延長(zhǎng)壓印的時(shí)間，使聚合物內(nèi)部的壓力得以弛豫，有助于避免連鎖的摩擦效應(yīng)。對(duì)于一個(gè)給定的聚合物表面，另一物質(zhì)表面自由能越小， 兩者之間的粘附功越小， 反之，另一物質(zhì)的表面自由能越大，則粘附功越大。所以熱壓印的模板表面自由能應(yīng)該盡可能小，而用于承載聚合物的基底應(yīng)該具有較大的表面自由能，這樣聚合物與基底之間的作用力大于聚合物與模板之間的作用力，有利于避免粘附的發(fā)生。對(duì)于一個(gè)特定的壓印過(guò)程，基底和聚合物材料通常是一定的

42、，因此，一般通過(guò)對(duì)模板修飾抗粘層的方法，來(lái)獲得較好的分離效果。</p><p>　　目前主要有三類材料用作熱壓印模板的抗粘層。第一類是金屬薄膜，由于很多金屬的表面能較低，界面張力小，表現(xiàn)出對(duì)聚合物的疏水性和化學(xué)惰性，即使在高溫下聚合物也不容易吸附到模板上。Cr，Ni，Al是熱壓印中常用的抗粘層，其中Ni是目前實(shí)驗(yàn)證明抗粘效果最好的金屬保護(hù)層。真空蒸鍍連續(xù)金屬薄膜的厚度在10－20nm，為了不影響模板原有圖形的分辨

43、率，金屬抗粘層適合于圖形特征尺寸較大的模板。第二類是含氟聚合物薄膜，因?yàn)镕原子的強(qiáng)吸電子能力，使C—F 鍵表現(xiàn)出很強(qiáng)的化學(xué)惰性，且其表面能較低，是理想的抗粘層材料，如聚四氟乙烯被廣泛用作抗粘劑，在印章上旋涂一層枝形的全氟聚合物， 在真空中除去溶劑， 薄膜厚度在5－10nm。也有用真空低壓沉積的方式來(lái)制備含氟聚合物抗粘層的。含氟聚合物薄膜抗粘層適合于圖形特征尺寸較小的模板。第三類是長(zhǎng)鏈硅烷（如十八烷基三氯硅烷）在Si或SiO2表面形成的有

44、序單分子膜（膜厚在1－2nm），這種單分子膜抗酸堿、耐高溫，能有效地避免聚合物的粘附，但其機(jī)械穩(wěn)定性和潤(rùn)滑性不是很好。而末端含有C—F 功能基的三氯硅烷形成的單分子膜則顯示出更好的抗粘性能。單分子膜抗粘層適合于圖形特征尺寸在10</p><p>　　2.1.2 熱壓印膠的選擇</p><p>　　熱壓印膠是對(duì)“壓力” 敏感的聚合物*。因此用作熱壓印膠的聚合物必須滿足： （1）聚合物可以在外

45、力作用下流動(dòng)發(fā)生形變，即聚合物是非晶態(tài)的。對(duì)于非晶態(tài)聚合物，聚合物鏈的流動(dòng)性強(qiáng)烈地依賴于溫度，且在一定外力下，聚合物的粘彈性很大程度上取決于時(shí)間，當(dāng)溫度比玻璃態(tài)溫度Tg（分子鏈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的溫度）高出足夠多時(shí)，整個(gè)聚合物鏈就能夠在壓印時(shí)間內(nèi)完全不可逆地流動(dòng)， 這是熱壓印過(guò)程中的理想流體行為，不可逆流動(dòng)的比例越大，則得到圖形的缺陷越少。（2） 聚合物的熱膨脹系數(shù)和壓力收縮系數(shù)要小，使聚合物圖形在降溫撤模后的形變較小，而且聚合物在壓印溫度下是化

46、學(xué)穩(wěn)定的，不發(fā)生斷鍵或分解。（3）聚合物相對(duì)于基底有較高的干法刻蝕選擇性，即在反應(yīng)離子刻蝕中，用聚合物做掩?？涛g基底的選擇性高。PMMA（聚甲基丙烯酸甲脂）是應(yīng)用最多的熱壓印膠。它是一種常用的電子束抗蝕劑，能溶于很多極性和非極性有機(jī)溶劑，在涂膜過(guò)程中能獲得很好的均勻性，這對(duì)于圖形的無(wú)缺陷轉(zhuǎn)移是非常重要的。PMMA 是一種無(wú)定形聚合物，它的熱膨脹系數(shù)為5×10-5K-1，壓力收縮系數(shù)僅為5.5×10-6bar-1，而且

47、PMMA的分子量分布較寬，低分子量的PMMA比</p><p>　　2.1.3 壓印過(guò)程</p><p>　　壓印過(guò)程主要包括壓模和撤模，壓模之前，在基底表面（通常是Si，SiO2或沉積金屬材料的Si）均勻涂敷一層聚合物，聚合物的厚度取決于模板的尺寸和圖形的特征尺寸。一方面，為了避免多次壓印后聚合物粘附到模板上，提高干法刻蝕的選擇性，壓印膠厚度要盡量薄；另一方面，為了避免剛性模板直接擠壓基

48、底引起磨損和提高聚合物流動(dòng)效率，壓印膠厚度要盡量厚，所以熱壓印膠的厚度通常選擇為略大于模板圖形的高度。</p><p>　　壓模的過(guò)程是同時(shí)加熱壓印模板和基底至壓印溫度后，恒溫加壓使模板能夠壓入可流動(dòng)的聚合物中，模板凸區(qū)與基底接觸區(qū)域的聚合物就會(huì)向凹區(qū)流動(dòng)直至平衡，然后降低溫度至玻璃態(tài)溫度Tg以下，分離模板和基底，就得到不同聚合物厚度、與模板圖形反相的圖案。壓印過(guò)程中溫度和壓力對(duì)時(shí)間的關(guān)系見(jiàn)圖2.2。</p

49、><p>　　圖中A段為加熱區(qū)，通常加熱的最高溫度即壓印溫度控制在高于Tg（40－80℃），對(duì)PMMA膠，溫度一般高出Tg 40℃以上，溫度太低，則聚合物的流動(dòng)性不夠，且可逆流動(dòng)所占的比例較大，撤模后基底圖形的變形較大，溫度太高，則有可能破壞聚合物分子鏈本身的結(jié)構(gòu)，使圖形化區(qū)域產(chǎn)生較多缺陷，所以熱壓印的溫度要控制在適當(dāng)范圍內(nèi)。</p><p>　　B 段為恒溫加壓區(qū)，在壓印溫度T下，在模板上加

50、壓，壓力通?？刂圃?.5－5MPa，恒溫加壓的時(shí)間取決于聚合物的種類、厚度、模板的尺寸及模板圖形的尺寸。當(dāng)圖形尺寸在納米級(jí)時(shí)，平衡容易達(dá)到，壓印時(shí)間t較短，如3～5min；當(dāng)圖形尺寸在微米級(jí)時(shí)，則聚合物流動(dòng)填充凹區(qū)的時(shí)間較長(zhǎng)， 需要10min或更長(zhǎng)時(shí)間。</p><p>　　C段為降溫區(qū)，聚合物填充凹區(qū)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，溫度開(kāi)始降低至Tg附近。因?yàn)樵赥g時(shí)，聚合物對(duì)機(jī)械力表現(xiàn)出軟彈性行為，選擇在Tg附近撤模可以盡量

51、減少模板上的圖形磨損和壓印后的聚合物圖形損傷,但是脫模溫度太高，則撤模后由于彈性恢復(fù)導(dǎo)致圖形變形較大，影響圖形轉(zhuǎn)移精度，通常將溫度降到Tg以下30℃脫模。</p><p>　　D 段為分離模板和基底， 模板上的圖形被反相復(fù)制到基底聚合物上。</p><p>　　圖2.2 熱壓印過(guò)程中溫度和壓力隨壓印時(shí)間的控制曲線</p><p>　　(Temb ：壓印溫度；Tamb

52、：環(huán)境溫度；Tg：PMMA的玻璃化溫度；temb：熱壓印時(shí)間)</p><p>　　2.1.4 反應(yīng)離子刻蝕</p><p>　　不同厚度的聚合物形成了壓印后的圖形，因此可以利用反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)對(duì)整個(gè)聚合物表面進(jìn)行減薄。薄的聚合物被去掉，基底裸露；而厚的聚合物均勻降低，它們的高度差不變，由此圖形化區(qū)域殘余的聚合物被除去。由于反應(yīng)離子刻蝕含有一定的各向同性成分，若刻蝕減薄的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則有可能

53、造成圖形線寬的拓寬，降低圖形的分辨率和陡直度，所以在保證圖形完全轉(zhuǎn)移而又不損傷模板的前提下，聚合物厚度應(yīng)盡可能薄。</p><p>　　2.2 納米壓印機(jī)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1總體設(shè)計(jì)方案的選取</p><p>　　為使納米壓印光刻設(shè)備能同時(shí)適應(yīng)冷熱壓印，我們采用模塊化的設(shè)計(jì)思想對(duì)納米壓印機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)更換不同的模塊，即可實(shí)現(xiàn)兩種工藝。根據(jù)上述

54、兩種工藝及納米壓印高分辨率、高精度的特點(diǎn)，決定了設(shè)計(jì)方案的選?。?lt;/p><p>　　（1） 納米壓印光刻機(jī)高精度和高分辨率要求整個(gè)設(shè)備有很好的剛性，同時(shí)系統(tǒng)環(huán)境也有相當(dāng)高的要求。因此納米壓印機(jī)采用剛性較好的龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，整個(gè)設(shè)備放置在超凈環(huán)境中，并組建隔振系統(tǒng)。</p><p>　?。?） Z向主運(yùn)動(dòng)需要高精度的驅(qū)動(dòng)定位，同時(shí)還需要提供較高的壓力，以滿足冷壓印和熱壓印的要求。要實(shí)現(xiàn)分步式壓

55、印，要求較高精度的定位對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)還要求較大的工作行程，下工作臺(tái)需提供X-Y-θ三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，均采用宏微兩級(jí)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)粗精定位找準(zhǔn)。</p><p>　?。?） 熱壓印和冷壓印兩種工藝在同一設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，設(shè)備需要加熱及溫控模塊，以及曝光光源和光路，另外還需要光路和電路來(lái)實(shí)現(xiàn)定位對(duì)準(zhǔn)的檢測(cè)和反饋控制。</p><p>　?。?）設(shè)備工作過(guò)程中數(shù)據(jù)量不大，機(jī)械運(yùn)動(dòng)較為簡(jiǎn)單，無(wú)多軸聯(lián)動(dòng)，故采用數(shù)據(jù)

56、采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。</p><p>　　根據(jù)上述原則，整個(gè)系統(tǒng)示意圖如下：</p><p>　　圖2.2納米壓印機(jī)系統(tǒng)示意圖</p><p>　　2.2.2納米壓印機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)械本體是控制系統(tǒng)的控制對(duì)象，它的結(jié)構(gòu)和功能基本上決定了整個(gè)設(shè)備的功能。我們研制的納米壓印光刻系統(tǒng)示意圖與實(shí)物如下所示，

57、主要分為以下幾個(gè)部分組成：</p><p><b>　?。╝）</b></p><p>　　圖2.3 納米壓印機(jī)（a）納米壓印機(jī)示意圖</p><p>　　隔震臺(tái)及納米壓印機(jī)框架的設(shè)計(jì)</p><p>　　在納米壓印過(guò)程中，任何微小的振動(dòng)會(huì)對(duì)壓印質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，因此減振裝置是納米壓印設(shè)備中必不可少的一個(gè)部分。納米壓印

58、過(guò)程中的振動(dòng)源主要來(lái)自兩個(gè)方面：設(shè)備機(jī)械運(yùn)動(dòng)所引起的振動(dòng)和外界環(huán)境中的振動(dòng)。減振臺(tái)采用氣浮工作臺(tái)，一塊厚花崗巖石板放置在氣浮工作臺(tái)上作為放置設(shè)備的平臺(tái)。整個(gè)減振裝置符合大質(zhì)量、小剛度的原則，使系統(tǒng)受到的振動(dòng)干擾降低到較低的限度。</p><p>　　機(jī)架主要由底座立柱和頂板組成，采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，由四根安裝在底座的立柱支撐頂板，伺服電機(jī)和減速器均安裝在頂板上。采用這種結(jié)構(gòu)使設(shè)備有很大的操作空間，同時(shí)便于對(duì)準(zhǔn)裝置，光

59、源和曝光系統(tǒng)的引入。</p><p>　　2.2.3 壓頭和承片臺(tái)</p><p>　　納米壓印機(jī)壓頭部分采用圓筒形的設(shè)計(jì)，如圖2.4所示，圓筒的一端與Z向絲桿的螺母緊固在一起，另外一端裝有真空吸緊裝置，圓筒的中間安裝曝光和對(duì)準(zhǔn)的光路。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：（一）有足夠的空間避開(kāi)絲桿，從而避免了壓頭和螺母連接采用懸臂式的結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的剛性。（二）有足夠的空間安裝系統(tǒng)的曝光光路和對(duì)準(zhǔn)光路，便

60、于曝光光路和對(duì)準(zhǔn)光路的安裝。</p><p>　　納米壓印機(jī)設(shè)計(jì)最大能夠進(jìn)行6英寸基片的壓印，故承片臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)位180mm×180mm，并且承片臺(tái)同時(shí)還作為勻熱板。在進(jìn)行納米熱壓印時(shí)，需要有夾具對(duì)模板和樣品進(jìn)行固定，但是壓印時(shí)模板和樣品緊密接觸，已經(jīng)沒(méi)有空間安裝機(jī)械夾具。因此，我們采用采用真空吸緊，如圖2.4(b)所示。在承片臺(tái)上表面加工了環(huán)形的槽，用一條小的導(dǎo)氣槽將所有的環(huán)行槽連通，導(dǎo)氣槽的末端加工一

61、個(gè)小孔，與加工在側(cè)壁的抽氣孔相通。工作時(shí)，通過(guò)潔凈室的抽真空管道通過(guò)不銹鋼耐熱抽氣管與抽氣孔相通，樣品放在承片臺(tái)上表面時(shí)，承片臺(tái)進(jìn)氣小孔因被樣品蓋住而在管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，樣品受大氣壓力作用而與承片臺(tái)上表面緊密貼緊。</p><p>　　（a） （b）</p><p>　　圖2.4 壓頭和承片臺(tái)（a）壓頭 （b）承片臺(tái)</p>

62、;<p>　　2.2.4 Z向主運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　Z向運(yùn)動(dòng)采用伺服電機(jī)經(jīng)行星齒輪減速器減速驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，行星減速器的主軸和滾珠絲杠通過(guò)連軸套連接，絲桿通過(guò)固定在上壓頭上的螺母帶動(dòng)上壓頭的上下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)直線軸承和直線導(dǎo)軌組成的滑動(dòng)副實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向，該方式有傳動(dòng)比大，能提供較大的壓印力，位移分辨率高及導(dǎo)向精度高的特點(diǎn)。</p><p>　　在納米壓印樣機(jī)的設(shè)計(jì)中，

63、我們采用的是步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，但是實(shí)際應(yīng)用中步進(jìn)電機(jī)很難滿足高精度定位的要求，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。</p><p>　　此外，通過(guò)

64、控制軟件可以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，共有高、中、低三種不同速度，這樣，當(dāng)模板離樣品比較遠(yuǎn)的時(shí)候，就可以采用較高轉(zhuǎn)速使兩者盡快接近，以提高工作效率，而在兩者快要接近的時(shí)候，則改為較低轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力和位移的準(zhǔn)確控制。</p><p>　　2.2.5 加熱及溫度控制模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　在熱壓印中，需要對(duì)樣品或模板進(jìn)行加熱。加熱溫度直接決定了聚合物光刻膠的流動(dòng)性，溫度太高，則光刻膠會(huì)因流動(dòng)性

65、過(guò)大而無(wú)法進(jìn)行保持一定的形狀，從而無(wú)法進(jìn)行有效的圖形復(fù)制；溫度過(guò)低，則光刻膠硬度太大，模板的無(wú)法有效的壓入光刻膠，無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的圖形轉(zhuǎn)移，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞模板。因此為了實(shí)現(xiàn)對(duì)基片或模板的均勻加熱，采用簡(jiǎn)單的電阻加熱，加熱元件為兩根功率600瓦的加熱棒，加熱器如圖2.5（a）所示。采用加熱板和勻熱板結(jié)合，保證溫度均勻性，見(jiàn)圖（b）。勻熱板上表面經(jīng)過(guò)精磨作為樣品或模板的承載面，為了保證較好的傳熱效果，加熱棒以過(guò)渡配合安裝在加熱板的內(nèi)孔。加熱棒外

66、端有接線端子，接電子溫度控制儀。經(jīng)使用有限元軟件進(jìn)行建模和傳熱學(xué)仿真發(fā)現(xiàn)使用勻熱板后，承片臺(tái)溫度均勻性與未使用勻熱板有很大的改善。</p><p>　　（a） （b）</p><p>　　圖2.5 加熱器與勻熱板（a）加熱器 （b）加熱器與勻熱板裝配圖</p><p>　　勻熱板內(nèi)部裝有測(cè)溫電偶，將溫度信號(hào)

67、轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。該信號(hào)由安裝在主控制箱的電子溫度控制儀來(lái)讀取并通過(guò)指針顯示。勻熱板溫度可以通過(guò)電子溫度控制儀的旋鈕設(shè)定，其溫度范圍為0～400?C。為了確定溫控儀的準(zhǔn)確性，我們采用數(shù)顯式點(diǎn)溫儀對(duì)溫度進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)驗(yàn)證明其溫度控制準(zhǔn)確度在2?C。</p><p>　　2.2.6 壓印過(guò)程中力的監(jiān)控</p><p>　　納米壓印光刻工藝中最重要的一步工藝是壓印，壓印過(guò)程中應(yīng)該對(duì)壓力進(jìn)行準(zhǔn)確的控制

68、。如果壓力過(guò)小，則圖形轉(zhuǎn)移不夠清晰；如果壓力過(guò)大，則有可能損傷模板或基片，嚴(yán)重的話會(huì)引起模板的斷裂，尤其當(dāng)采用比較昂貴的電子束光刻制作的模板時(shí)，這個(gè)問(wèn)題尤其顯得重要。所以，在壓印過(guò)程中，必須對(duì)壓力進(jìn)行可靠而準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形轉(zhuǎn)移的準(zhǔn)確控制并防止模板和基片的破壞。</p><p>　　由于壓印過(guò)程中僅需要進(jìn)行Z向一維力的測(cè)量，主要是加壓時(shí)的壓力和脫模時(shí)的拉力的測(cè)量，故選用單軸拉力傳感器作為測(cè)量元件。這里選

69、用了三臺(tái)力傳感器，以保證工作臺(tái)表面不發(fā)生較大傾斜。由于采用一臺(tái)力傳感器時(shí)，由于工作臺(tái)實(shí)際所受壓力往往與力傳感器不完全同軸，所以容易引起工作臺(tái)發(fā)生傾斜，從而引起模板與樣品之前的水平滑移而造成壓印圖形損傷。而采用三臺(tái)力傳感器以工作臺(tái)中心沿圓周對(duì)稱安裝的方式，則可較好的解決這個(gè)問(wèn)題。三臺(tái)力傳感器的壓頭與工作臺(tái)之間采用球鉸連接，以補(bǔ)償三臺(tái)力傳感器高度之間的微小差別。這個(gè)時(shí)候總壓力值為三個(gè)力傳感器輸出值之和。3臺(tái)拉/壓力傳感器的量程30kg，其測(cè)

70、量分辨率為1‰F.S.。力傳感器的輸出為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大器放大，由數(shù)據(jù)采集卡采集并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并傳遞給電腦主機(jī)，控制軟件NIL-STAR V1.0根據(jù)標(biāo)定值和A/D轉(zhuǎn)換后的電壓值計(jì)算出實(shí)際壓力值并輸出。</p><p>　　圖2.6 力傳感器對(duì)稱式安裝示意圖</p><p>　　2.2.7 紫外光源和曝光時(shí)間控制</p><p>　　曝光系統(tǒng)用于冷壓印即紫外

71、固化壓印工藝，光源為高壓汞燈點(diǎn)光源，波長(zhǎng)310～375nm，點(diǎn)光源通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)引入光照區(qū)。光源發(fā)出的光經(jīng)透鏡系統(tǒng)的準(zhǔn)直、過(guò)濾之后，經(jīng)反射鏡反射得到平行的紫外光。</p><p>　　整個(gè)對(duì)準(zhǔn)光路系統(tǒng)安裝在圓筒形壓頭內(nèi)。光從對(duì)紫外光透明的模板背面射到壓印膠的表面來(lái)使光刻膠固化。高壓汞燈必須使用相應(yīng)的鎮(zhèn)流器和觸發(fā)器（電容），因其電流較大，曝光時(shí)間采用安裝在控制箱里的數(shù)顯式時(shí)間繼電器控制。</p><

72、;p>　　2.2.8 高精度的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)</p><p>　　納米壓印過(guò)程中，需要兩種類型的對(duì)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)：水平方向的對(duì)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)或稱之為定位和垂直方向的對(duì)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)或稱之為找平。定位是指在水平方向?qū)⒛０逡苿?dòng)到相對(duì)硅片的某個(gè)位置。對(duì)于各種納米壓印尤其是多層壓印或分步壓印必須對(duì)模板與硅片之間進(jìn)行嚴(yán)格的定位。多層壓印需要多個(gè)模板分別進(jìn)行各層壓印，每層模板都必須與硅基片進(jìn)行嚴(yán)格的套刻定位。類似地，分步壓印是用一個(gè)小尺寸模板在較大

73、面積的基片上重復(fù)壓印多個(gè)圖案，因此每步壓印前都必須將模板移動(dòng)相對(duì)硅片的某個(gè)位置。為實(shí)現(xiàn)定位，模板與硅片之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)包括沿x、y 軸的直線運(yùn)動(dòng)和繞z 軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(θ)三個(gè)自由度；找平是指將模板和硅片之間保持均勻接觸。壓印光刻比光學(xué)光刻對(duì)找平要求更嚴(yán)格，這是因?yàn)楣鈱W(xué)光刻中投射光束允許較大的找平對(duì)準(zhǔn)誤差。而在壓印過(guò)程，模板和硅片之間必須保持嚴(yán)格的平行度，否則抗蝕劑薄膜將呈楔形，如圖2.1(a)所示。這不但影響圖形轉(zhuǎn)移的精度，而且壓印過(guò)程

74、中模板和抗蝕劑之間在各處不能保證均勻一致的壓印力。找平對(duì)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)包括三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,即沿z 軸的直線運(yùn)動(dòng)和繞x、y 軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(α和β)?？傊瑸閷?shí)現(xiàn)模板和硅片之間的對(duì)準(zhǔn)，壓印光刻設(shè)備應(yīng)提供六個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，</p><p>　　圖2.7 模板與硅基片之間的平行度要求: (a) 抗蝕劑底膜呈楔形;(b)對(duì)準(zhǔn)所需運(yùn)動(dòng)</p><p>　　為自動(dòng)補(bǔ)償模板與硅基片之間的不平行度，保證大面積上

75、圖形轉(zhuǎn)移的一致性，我們?cè)O(shè)計(jì)了粗找平裝置。當(dāng)模板與樣品之間間隙不均勻時(shí)，需進(jìn)行繞X軸和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)才能達(dá)到模板和樣品的平行，粗找平工作臺(tái)原理如圖，該裝置由底座、彈簧、頂柱、側(cè)向鎖緊螺釘組成。承片臺(tái)由四個(gè)頂柱支撐，頂柱上端與承片臺(tái)采用球鉸連接以適應(yīng)承片臺(tái)工作中的微小傾斜。壓印前，將四個(gè)側(cè)向鎖緊螺釘松開(kāi)，則頂柱在彈簧的作用下向上頂緊承片臺(tái)，使樣品和模板均勻貼緊，同時(shí)，承片臺(tái)產(chǎn)生微小傾斜以適應(yīng)樣品的楔形誤差。樣品與模板貼緊后，將側(cè)向鎖緊螺釘擰緊

76、，則可保證模板與樣品之間的平行度。</p><p>　?。╝） （b）</p><p><b>　　（c）</b></p><p>　　圖2.8 自動(dòng)找平過(guò)程示意圖</p><p>　　X、Y粗動(dòng)工作臺(tái)由行程為150mm，采用手動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)樣品在水平方向的

77、粗定位。水平方向的精密定位由二維彈性微動(dòng)工作臺(tái)和精密轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)組成的X-Y-θ工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)。其中，二維彈性微動(dòng)工作臺(tái)原理如圖2.9所示。它在一個(gè)平面上布置，內(nèi)、外聯(lián)成柔性鉸支放大機(jī)構(gòu)，分別實(shí)現(xiàn)X和Y方向的微動(dòng)。每個(gè)方向的工作臺(tái)由四個(gè)支點(diǎn)穩(wěn)定的支承。由壓電晶體微位移器經(jīng)兩級(jí)杠桿放大驅(qū)動(dòng)，可產(chǎn)生無(wú)耦合的X和Y方向的微動(dòng)。用電感測(cè)位儀對(duì)XY方向微動(dòng)位移進(jìn)行標(biāo)定，如圖2.8（c）和（d）所示。其微動(dòng)分辨率優(yōu)于5nm。當(dāng)供給300V滿電壓時(shí)，最大微

78、動(dòng)范圍可達(dá)73μm×60μm[17]。精密轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)原理如圖2.10所示。轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺1可實(shí)現(xiàn)θ粗動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)千分尺2通過(guò)1:40斜面可實(shí)現(xiàn)微動(dòng)。</p><p>　　圖2.9二維彈性微動(dòng)工作臺(tái) 圖2.10轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　第3章基于SolidWorks的虛擬裝配</p><p>　　隨著信息時(shí)代及全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的到

79、來(lái)，產(chǎn)品的異地設(shè)計(jì)和制造、敏捷制造技術(shù)、虛擬制造技術(shù)等先進(jìn)的制造模式和技術(shù)正在成為制造工程界研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)和重點(diǎn)領(lǐng)域，本章就針對(duì)虛擬制造技術(shù)的一重要環(huán)節(jié)—虛擬裝配技術(shù)進(jìn)行了描述。</p><p>　　3.1虛擬裝配的概述</p><p>　　3.1.1 虛擬裝配發(fā)展背景</p><p>　　隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的激烈這就要求制造業(yè)需要以最短的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)

80、量、最低廉的制造成本和最好的技術(shù)支持與售后服務(wù)來(lái)贏得眾多市場(chǎng)與用戶的一杯羹。制造的產(chǎn)品以及改變?nèi)藗兿M(fèi)的變革，這給了以傳統(tǒng)為代表的制造業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，以機(jī)械為特征的傳統(tǒng)技術(shù)將世紀(jì)的制造業(yè)邁向著以信息為特征的系統(tǒng)技術(shù)時(shí)代。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，特別以軟件和硬件為代表得到了極大的發(fā)展。這使得先進(jìn)制造技術(shù)不斷發(fā)展，2O世紀(jì)9O年代以來(lái)產(chǎn)生了一種新的制造體系和模式——虛擬制造(Virtual Manufacturing，VM)，迅速

81、成為現(xiàn)代制造技術(shù)與系統(tǒng)發(fā)展的主流。虛擬制造技術(shù)綜合集合和應(yīng)用了許多先進(jìn)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，通過(guò)以數(shù)字化建模技術(shù)然后計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)接著分析優(yōu)化技術(shù)為基礎(chǔ)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段或產(chǎn)品制造階段，模擬出產(chǎn)品的未來(lái)制造全過(guò)程及其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的性能、成本和可制造性，以達(dá)到產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和成本的最優(yōu)化，生產(chǎn)效率的最高化之目的。虛擬裝配是虛擬制造研究領(lǐng)域的重要研究分支。</p><p>　　3.1.2虛擬裝配在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展&l

82、t;/p><p>　　隨著20世紀(jì)80年代虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality簡(jiǎn)稱VR)概念的首先提出來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)作為一門(mén)新興學(xué)科正在蓬勃發(fā)展，虛擬裝配作為虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)的一種單元技術(shù)，在虛擬制造、動(dòng)態(tài)仿真中發(fā)揮著重要的作用。虛擬現(xiàn)實(shí)采用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一個(gè)逼真的，具有視、聽(tīng)、觸等多種感知的人工虛擬環(huán)境，使置身于該環(huán)境中的人可以通過(guò)各種多媒體傳感交互設(shè)備與這一虛構(gòu)的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互作用，產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，具有自

83、主性、沉浸感和交互性的特征。國(guó)際上對(duì)該技術(shù)無(wú)論是在應(yīng)用、研究，還是在相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)品化方面均取得了顯著的成果，而國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究還剛剛起步。</p><p>　　波音公司在數(shù)字化代表產(chǎn)品波音777的展示中，不像以往那樣重點(diǎn)宣傳新型飛機(jī)本身性能如何優(yōu)越，而是強(qiáng)調(diào)他們充分利用數(shù)字化研制技術(shù)以及產(chǎn)品研發(fā)人員的重新編隊(duì)等方面。波音777飛機(jī)項(xiàng)目順利完成的關(guān)鍵是依賴三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與綜合設(shè)計(jì)隊(duì)伍(238個(gè)Team)的有效實(shí)施

84、，保證飛機(jī)設(shè)計(jì)、裝配、測(cè)試以及試飛均在計(jì)算機(jī)上完成，研制周期從過(guò)去的8年時(shí)問(wèn)縮減到5年，其中虛擬裝配的工程設(shè)計(jì)思想在研制過(guò)程中發(fā)揮了巨大的作用。</p><p>　　德國(guó)Fraunhofer工業(yè)工程研究所較早進(jìn)行了虛擬裝配規(guī)劃系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)，他們開(kāi)發(fā)的第一個(gè)虛擬裝配規(guī)劃原型系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在虛擬環(huán)境中執(zhí)行裝配操作，交互地裝配和拆卸零件，并在用戶交互的基礎(chǔ)上生成裝配圖，進(jìn)行裝配工時(shí)</p><p&

85、gt;　　我國(guó)從90年代中后期開(kāi)始進(jìn)行虛擬裝配方面的探索和研究工作，我國(guó)虛擬裝配技術(shù)的應(yīng)用研究尚處于起步階段，只有為數(shù)不多的機(jī)構(gòu)如清華大學(xué)、浙江大學(xué)、武漢理工大學(xué)和西北工業(yè)大學(xué)等院校作了有益的研究，由于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備非常昂貴，近年來(lái)國(guó)內(nèi)大多數(shù)研究被限制在介紹國(guó)外的進(jìn)展理論探討范圍內(nèi)，或者在非虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下進(jìn)行研究。</p><p>　　3.2 虛擬裝配的工作原理及其特點(diǎn)分析</p><p>

86、　　3.2.1 裝配的基本概念</p><p>　　任何一臺(tái)機(jī)器都是有許多零件和部件組成的。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品研制過(guò)程中,常常采用修配法或調(diào)整裝配法進(jìn)行產(chǎn)品裝配,因此,如何對(duì)裝配誤差累計(jì)進(jìn)行分析,在產(chǎn)品實(shí)際裝配之前預(yù)測(cè)產(chǎn)品最終的裝配精度,并提前設(shè)計(jì)出合理可靠的裝調(diào)方案,是裝配工藝師在裝配工藝設(shè)計(jì)中需要解決的核心問(wèn)題之一。在機(jī)械裝配中，根據(jù)零件組合的特點(diǎn)把機(jī)械的組成單元作如下區(qū)分：</p><p>

87、;　　1．零件 機(jī)械組裝是有許多個(gè)零件構(gòu)成的。有一個(gè)材料組成，不能分解。當(dāng)裝配中，零件是裝配的基礎(chǔ)東西，它必須有相當(dāng)好的基準(zhǔn)面配合，保證裝配在它上面的零件的相對(duì)位置具有很高準(zhǔn)確性，這種零件稱為基礎(chǔ)零件。</p><p>　　2. 組件 他的組成部分是很多的零件，但這些零件不具有獨(dú)立功能。如活塞連桿組成一個(gè)組件，它由連桿、活塞、活塞銷(xiāo)等零件組成，但不能獨(dú)立發(fā)生作用，必須與缸體、缸蓋和曲軸等協(xié)調(diào)起來(lái)才能進(jìn)行工作。&l

88、t;/p><p>　　3. 部件和總成 有若干組件或零件組成，具有結(jié)構(gòu)上和作用上的獨(dú)立性，這樣的組件稱為部件或總成。例如一個(gè)濾清器，只要讓流體從它的內(nèi)部流過(guò)，它就能對(duì)流體起濾清作用，這就可以稱為部件或總成。但習(xí)慣上是把直接組成機(jī)械的單元稱作總成。組成總成的單元稱作部件。例如但習(xí)慣上是把直接組成機(jī)械的單元稱作總成。組成總成的單元稱作部件。機(jī)械裝配的過(guò)程，就是由零件組裝成組件、由組件組裝成部件、由部件組裝成總成和最后組裝

89、成機(jī)械的過(guò)程。</p><p>　　由于機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零部件就會(huì)有很多。裝配系統(tǒng)圖可以分開(kāi)畫(huà)成幾張，即產(chǎn)品總裝的裝配系統(tǒng)圖，如圖 3.1 中 (a) 圖所示。各部件、組件裝配系統(tǒng)圖，如圖3.1中 (b) 圖所示。圖3.1 即為這種過(guò)程的示意圖。</p><p>　　圖 3.1 裝配系統(tǒng)路線示意圖</p><p>　　傳統(tǒng)制造業(yè)注重規(guī)模效益，以手工裝配為主的傳

90、統(tǒng)的裝配方法還是能夠適應(yīng)對(duì)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的需要。特別是在大規(guī)模生產(chǎn)下，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)也都局限于對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行局部的改進(jìn)設(shè)計(jì)。這時(shí)，由于設(shè)計(jì)人員及裝配工人已對(duì)產(chǎn)品本身及裝配工藝比較熟悉，還是可以較順利的完成設(shè)計(jì)、試生產(chǎn)、裝配驗(yàn)證、最終成批生產(chǎn)的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。面對(duì)傳統(tǒng)裝配中出現(xiàn)的問(wèn)題，許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員致力于產(chǎn)品的預(yù)裝</p><p>　　配—虛擬裝配。這是因?yàn)?1.在虛擬裝配中，由于沒(méi)有制造真實(shí)的產(chǎn)品，大大減少了產(chǎn)品開(kāi)

91、發(fā)的成本。2.在虛擬裝配時(shí)可以盡可能地解決大部分裝配問(wèn)題，這就使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期大為縮短，使企業(yè)盡早占領(lǐng)市場(chǎng)。目前，虛擬裝配的研究取得了一些進(jìn)展:在裝配的路徑規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)仿真、產(chǎn)品的可裝配性評(píng)價(jià)等方面都有一定的突破。但是這些又往往不能支持并行工程。而一些而向產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的軟件雖能支持并行工程。但又是不是面向裝配過(guò)程的。如何把二者結(jié)合起來(lái)是當(dāng)前的一個(gè)研究方向。本文在這方面做了一定的工作，使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)軟件能夠更好地支持虛擬裝配過(guò)程。</p&

92、gt;<p>　　3.2.2 虛擬裝配的過(guò)程</p><p>　　虛擬裝配的過(guò)程主要包括產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)階段、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段等。</p><p>　　1)總體設(shè)計(jì)階段。為產(chǎn)品研發(fā)的初期階段,完成初步的總體布局,主要包括:建立產(chǎn)品主模型空間;進(jìn)行設(shè)計(jì)初步的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)總體布局。</p><p>　　2)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段。為產(chǎn)品研發(fā)的主要階段,基本完成

93、產(chǎn)品的零部件裝配建模設(shè)計(jì),主要包括:產(chǎn)品零部件模型空間分配(虛擬裝配區(qū)域、虛擬裝配層次的劃分);具體零部件模型定義,包括建立三維實(shí)體模型和裝配約束;進(jìn)行靜態(tài)干涉檢驗(yàn),保證設(shè)計(jì)零部件三維模型干涉自由。</p><p>　　3)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。為設(shè)計(jì)研發(fā)的完善階段,完成設(shè)計(jì)裝配建模的最終設(shè)計(jì)。主要包括:完成設(shè)計(jì)裝配建模的最終設(shè)計(jì);進(jìn)行設(shè)計(jì)零部件三維模型的最終虛擬裝配;進(jìn)行動(dòng)態(tài)干涉檢驗(yàn),保證設(shè)計(jì)零部件三維模型無(wú)干涉。&l

94、t;/p><p>　　圖 3.2 為虛擬裝配過(guò)程設(shè)計(jì)流程圖。</p><p>　　圖 3.2虛擬裝配過(guò)程設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　3.2.3虛擬裝配系統(tǒng)的功能模型</p><p>　　以上分析了虛擬裝配的工作原理，用一句話概括，虛擬裝配是在一個(gè)計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中，利用裝配操作模型，將模擬出的零散部件裝配成產(chǎn)品。在虛擬環(huán)境中進(jìn)行產(chǎn)品裝配，產(chǎn)品

95、開(kāi)發(fā)人員能夠迅速了解設(shè)計(jì)決策對(duì)單個(gè)操作的影響，全面掌握在虛擬制造中的裝配過(guò)程，盡可能早的發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中在的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和裝配問(wèn)題，降低開(kāi)發(fā)成本。在虛擬裝配領(lǐng)域，大量的工作是在裝配規(guī)劃的生成這一向上進(jìn)行的，即利用虛擬環(huán)境對(duì)裝配一個(gè)產(chǎn)品所需要的步驟、順序的開(kāi)發(fā)。</p><p>　　可視化的虛擬裝配系統(tǒng)是基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的裝配工藝生成工具。裝配工藝設(shè)計(jì)與虛擬裝配過(guò)程相結(jié)合。其中虛擬裝配工藝規(guī)劃是虛擬裝

96、配研究的關(guān)鍵內(nèi)容之一。</p><p>　　可視化的虛擬裝配系統(tǒng)需要完成以下功能：</p><p>　　1． 提取產(chǎn)品信息到產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫(kù)；</p><p>　　2． 確定產(chǎn)品類型后，選擇適當(dāng)?shù)难b配工藝知識(shí)來(lái)進(jìn)行裝配工藝的推導(dǎo)；</p><p>　　3． 根據(jù)裝配工藝所確定的裝配順序，在虛擬環(huán)境下進(jìn)行虛擬裝配演示；</p>&l

97、t;p>　　4． 對(duì)裝配過(guò)程中零部件的位置姿態(tài)變化要能實(shí)時(shí)體現(xiàn)；</p><p>　　5． 裝配工藝知識(shí)的維護(hù)，包括裝配工藝知識(shí)的添加、刪除和修改等。以及裝配工藝知識(shí)的導(dǎo)入、導(dǎo)出等。</p><p>　　3.3 三維繪圖軟件——solidworks</p><p>　　Solidworks軟件是在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械CAD軟件的基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下開(kāi)

98、發(fā)的第一個(gè)機(jī)械三維CAD軟件。其推出時(shí)最初目標(biāo)就是成為運(yùn)行于Windows平臺(tái)上的主流三維設(shè)計(jì)產(chǎn)品，要把功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件放在每一位工程師的桌上。</p><p>　　在零件設(shè)計(jì)方面，Solidworks提供了非全約束的實(shí)體特征建模與曲面建模相結(jié)合的技術(shù)，不但使工程師在設(shè)計(jì)時(shí)操作更加靈活，而且能夠保護(hù)用戶設(shè)計(jì)出非常復(fù)雜的產(chǎn)品。變量化的草圖輪廓繪制，能夠自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化約束檢查。通過(guò)拖動(dòng)手柄改變尺寸，可以動(dòng)態(tài)預(yù)覽

99、模型，實(shí)現(xiàn)特征和草圖的動(dòng)態(tài)編輯。Solidworks提供的拉伸，旋轉(zhuǎn)，放樣，掃描，抽殼，筋板，圓角，倒角等功能可以設(shè)計(jì)出各種實(shí)體模型。</p><p>　　在裝配體設(shè)計(jì)方面，Solidworksf的裝配設(shè)計(jì)方法不僅是自底向上，而且還有自頂向下的裝配設(shè)計(jì)方法。第二種的裝配方法可以讓設(shè)計(jì)者在裝配環(huán)境中參考裝配體其他零件及尺寸從而設(shè)計(jì)新的零件，這也更加適合應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)。另外，為了設(shè)計(jì)大型裝配體，設(shè)計(jì)程序Solidwo

100、rks還能提供了具有獨(dú)創(chuàng)性的“封套”功能，利用這種設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢(shì)不但可以分步驟解決復(fù)雜的裝配體，而且在調(diào)用大型裝配體時(shí)，“輕化”零部件功能能夠極大的提高運(yùn)行速度。智能裝配技術(shù)，智能零件技術(shù)，零件鏡像技術(shù)的采用更是大大的提高了設(shè)計(jì)效率。動(dòng)態(tài)模擬裝配功能可以自動(dòng)從Solidworks中獲得裝配模型，然后生成產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)裝配裝配仿真過(guò)程，所有的操作功能可以自動(dòng)從Solidworks下熟悉的方式進(jìn)行。動(dòng)態(tài)仿真過(guò)程不但生動(dòng)地體現(xiàn)了零部件的關(guān)系和裝配作

101、業(yè)模式，而且有逼真的視覺(jué)效果，如豐富的光源和視角，色彩斑斕的紋理等。富有創(chuàng)意的產(chǎn)品配置管理器和裝配配置管理器對(duì)整個(gè)裝配過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解決。這使得整個(gè)產(chǎn)品和同類零件基于統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，從而使文檔的編制和建立更加合理和有效。由于直接面向產(chǎn)品配置，通過(guò)產(chǎn)品配置管理器，設(shè)計(jì)者可以建立和修改指定產(chǎn)品配置，幾何</p><p>　　在工程圖方面，Solidworks提供了生成完整詳細(xì)的工程圖的各種設(shè)計(jì)工具，使用戶能快捷地生成

102、完整的，符合標(biāo)準(zhǔn)的工程圖紙。由于工程視圖是由三維零件或裝配體模型自動(dòng)在圖紙中生成的，因此不同方向的視圖，局部視圖，剖視圖和其他視圖都是全相關(guān)的，當(dāng)用戶修改圖紙時(shí)，三維零件模型或裝配體模型，各個(gè)視圖都會(huì)自動(dòng)更新。另外，系統(tǒng)還提供了完備的尺寸和符號(hào)標(biāo)注工具，不但可以在視圖中控制三維模型中已有標(biāo)注的顯示謀害可以手動(dòng)加入行為公差，接焊符，粗糙度等符號(hào)。</p><p>　　第4章 基于SolidWorks的納米壓印機(jī)虛擬

103、裝配</p><p>　　在納米壓印機(jī)的設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)便是虛擬裝配。虛擬裝配技術(shù)(VirtualAssembly Technolohy)的發(fā)展對(duì)虛擬制造技術(shù)起到了一個(gè)關(guān)鍵的作用，對(duì)比虛擬制造的其它部分，它又是最薄弱的環(huán)節(jié)。虛擬裝配技術(shù)近幾年發(fā)展緩慢，這樣使得它的應(yīng)用性大大減少，所以這幾年的主要研究課題就是要加快虛擬裝配技術(shù)的快速發(fā)展，待這一問(wèn)題的解決將使該技術(shù)建成一個(gè)完善的理論體系，促使生產(chǎn)真正在高質(zhì)量、高