大面积大行程激光投影成像曝光机工作台的研究

摘要

高精度和高分辨率的精密宏、微位移工作台系统在近代尖端工业生产和科学研究领域内占有极为重要的地位，它直接影响精密、超精密加工精度、精密测量精度及超大规模印制电路板和液晶显示器的生产水平. 本文通过对工作台本身机构需求稳定的研究，采用了主动与被动相结合的混合振动隔离系统，为平台微纳米测量和运行提供一个良好的隔振环境，并进行了隔振系统被动隔振性能的测试分析与主、被动混合隔振系统的设计研究，被动隔振系统的两级被动隔振的隔振性能明显优于单级被动隔振系统。 本文通过对构成激光干涉理论及技术的研究，研究激光干涉的三要素，即光源、干涉仪结构和干涉信号处理方法，得出双频激光干涉仪具有激光光源频率稳定度高、单色性好的，彻底克服了单色光源对于干涉仪结构的限制，是很好的测量和反馈系统。 本文研究了针对工作台X、Y方向分别做直线和步进运动的驱动做了研究，认为通过PID方式控制的直线电机和闭环反馈伺服电机能够在精度、速度和通过多功能控制器PMAC使得其可控制性都能很好的满足工作台的需求。 本文研究了微进单元的压电陶瓷，其中压电陶瓷驱动电源是微进给装置的关键部分，在权衡高精度和负载能力的情况下，研究了压电陶瓷驱动电源的硬件部分，和开关式高精度压电陶瓷驱动电源和直流放大驱动电源的方案。

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第一章绪论

1.1印制电路光刻技术的发展

1.1.1接触成像技术

1.1.2步进重复成像技术

1.1.3激光直接成像技术

1.1.4激光投影光刻技术

1.2 LCD制造工艺中的光刻技术

1.2.1 TFT-LCD的制造工艺流程

1.2.2 TFT-LCD光刻加工工艺

1.3光刻设备工作台的发展与前景

第二章精密工作台减震系统的研究

2.1精密工作台整体机构的简化设计

2.2地基被动隔振方案

2.3模拟工作台主动减振方案的研究

第三章工作台的检测和闭环反馈系统

3.1激光干涉检测系统

3.2.数字检测系统

第四章直接驱动技术与控制技术研究

4.1直接驱动技术简介

4.1.1直线交流伺服电机的PID控制

4.1.2控制规律选择

4.1.3 PID控制器的设计方法-Ziegler-Nichols方法

4.1.4控制解析方法

4.1.5系统数学模型分析

4.1.6直线电机的伺服控制成功方案简介

4.2闭环伺服控制系统

4.2.1步进电机的应用

4.2.2步进电机的动态特性

4.3 PMAC多功能运动控制器

4.4工作台传动系统

第五章微驱动与控制技术研究

5.1工作台微动系统

5.2压电陶瓷驱动电路

5.2.1压电陶瓷微位移器的特点

5.2.2驱动电路设计

5.2.3压电陶瓷的性能测试

全文总结

主要结论

后期工作展望

参考文献

发表的学术论文

致谢