本報訊 集成電路(Integrated Circuit, IC)的集成度和特征尺寸直接體現(xiàn)了一個國家的制造技術水平。超精密工件臺作為制造集成電路的關鍵設備，是IC產(chǎn)業(yè)向高集成度、高效率和低成本方向不斷發(fā)展的重要支柱。超精密工件臺具有納米級高精度同步定位的要求，直接決定了光刻機所能實現(xiàn)的特征尺寸和生產(chǎn)效率，其各項指標代表了超精密運動系統(tǒng)的國際前沿技術水平。因為我國對光刻機及其超精密工件臺的研究正處于初級階段，并且國外在相關領域對我國進行了技術封鎖，所以目前只能直接引進國外的成套部件。因此，開展超精密工件臺的研究，對我國光刻機及其關鍵配套部件的研制具有重要意義，是我國實現(xiàn)IC產(chǎn)業(yè)自主化發(fā)展的必經(jīng)之路。

發(fā)表在2011年31卷15期的《中國電機工程學報》上，哈爾濱工業(yè)大學電磁與電子技術研究所寇寶泉教授、張赫博士和李立毅教授的論文《集成繞組結構短行程直流平面電機》提出了一種可應用于光刻機超精密工件臺的平面電機新型結構，并對相關問題做出了深入研究。

平面電機是一種能夠直接利用電磁力產(chǎn)生平面運動的電機。與傳統(tǒng)的由多臺旋轉電機或直線電機組合驅動的方式相比，平面電機產(chǎn)生的運動軌跡不是憑借兩個相互垂直的導軌在運動方向上的合成產(chǎn)生，而是直接利用電磁力產(chǎn)生平面定位運動。因此它具有系統(tǒng)結構簡單、推力密度大、定位精度高、電機損耗小等特點。另外由于摒棄了絲杠、螺桿等中間轉換裝置，可以實現(xiàn)控制對象與平面電機的一體化，從而使平面電機驅動系統(tǒng)具有響應速度快、靈敏度高、隨動性好以及體積小等優(yōu)勢。

論文在總結比較國內(nèi)外現(xiàn)有平面驅動裝置的基礎上，提出一種基于音圈電機運行原理的平面電機新結構。這種平面電機可以實現(xiàn)高精度、高頻響的定位運動，在光刻機超精密工件臺的應用領域中具有很高的研究價值。文中對平面電機多自由度運動狀態(tài)的實現(xiàn)過程進行了運動分析，利用磁荷法和鏡像法建立了平面電機的解析模型，通過3D有限元仿真進行模型驗證，并最終加工一臺滿足指標的實驗樣機。仿真結果和實驗結果均與理論計算相符，驗證了理論分析的正確性。

論文所提出的平面電機結構新穎，理論分析深入。文中所涉及的內(nèi)容有很好的應用價值和推廣價值，為我國從事平面電機的相關研究人員拓展了研究思路。相信在不久的將來，隨著科研工作者的深入研究，平面電機在精密、超精密加工領域中發(fā)揮的作用將越來越顯著。