精密機械加工是一種用加工機械對工件的外形尺寸或性能進行改變的過程。按被加工的工件處于的溫度狀態(tài)﹐分為冷加工和熱加工。一般在常溫下加工,并且不引起工件的化學(xué)或物相變化﹐稱冷加工。一般在高于或低于常溫狀態(tài)的加工﹐會引起工件的化學(xué)或物相變化﹐稱熱加工。冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。熱加工常見有熱處理﹐鍛造﹐鑄造和焊接。
20世紀60年代為了適應(yīng)核能、大規(guī)模集成電路、激光和航天等技術(shù)的需要而發(fā)展起來的精度的加工技術(shù)。超精密加工的精度比傳統(tǒng)的精密加工提高了一個以上的數(shù)量級。到20世紀80年代,加工尺寸精度可達10納米(1×10-8米),表面粗糙度達1納米。
超精密特種加工
加工精度以納米,甚至終以原子單位(原子晶格距離為0.1~0.2納米)為目標時,切削加工方法已不能適應(yīng),需要借助特種加工的方法,即應(yīng)用化學(xué)能、電化學(xué)能、熱能或電能等,使這些能量超越原子間的結(jié)合能,從而去除工件表面的部分原子間的附著、結(jié)合或晶格變形,以達到超精密加工的目的。屬于這類加工的有機械化學(xué)拋光、離子濺射和離子注入、電子束曝射、激光束加工、金屬蒸鍍和分子束外延等。
這些方法的特點是對表面層物質(zhì)去除或添加的量可以作極細微的控制。但是要獲得超精密的加工精度,仍有賴于精密的加工設(shè)備和的控制系統(tǒng),并采用超精密掩膜作中介物。例如超大規(guī)模集成電路的制版就是采用電子束對掩膜上的光致抗蝕劑(見光刻)進行曝射,使光致抗蝕劑的原子在電子撞擊下直接聚合(或分解),再用顯影劑把聚合過的或未聚合過的部分溶解掉,制成掩膜。電子束曝射制版需要采用工作臺定位精度高達±0.01微米的超精密加工設(shè)備。