泛结构化微机电系统集成设计方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 西北工业大学出版社

ISBN：9787561227589

商品编码：29729801857

基本信息

书名:泛结构化微机电系统集成设计方法

：30.00元

售价：21.0元,便宜9.0元,折扣70

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出版社：西北工业大学出版社

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ISBN：9787561227589

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内容提要

目录

作者介绍

文摘

序言

探索微观世界的精密建造：一本关于先进制造技术与系统集成的深度剖析 本书并非聚焦于“泛结构化微机电系统集成设计方法”，而是将视角投向更广阔的先进制造技术领域，深入探讨如何将不同功能的微型器件精密地集成在一起，以构建功能强大、性能卓越的微系统。本书旨在为工程师、研究人员及相关领域的学生提供一个全面的理解框架，从基础原理到前沿应用，勾勒出微系统集成设计的宏伟蓝图。 第一章：微型化世界的基石——微纳制造技术概览 本章将首先勾勒出微纳制造技术波澜壮阔的发展历程，从早期笨拙的机械加工，到如今精雕细琢的光刻、刻蚀、沉积等核心工艺。我们将详细介绍主流的微纳制造技术，包括但不限于： 光刻技术 (Photolithography): 探究其成像原理、不同曝光光源（如紫外光、深紫外光、EUV）的优势与局限，以及光刻掩模版的设计与制造。深入分析光刻在周期结构、复杂图案制造中的关键作用，并介绍先进的光刻技术，如干式光刻、浸没式光刻，以及对提高分辨率和对准精度的贡献。 刻蚀技术 (Etching): 细致阐述湿法刻蚀与干法刻蚀（如反应离子刻蚀 RIE、感应耦合等离子体刻蚀 ICP）的机理、工艺参数对刻蚀速率、选择性、各向异性的影响。重点分析等离子体刻蚀在精密三维结构构建中的不可替代性，以及化学机械抛光 (CMP) 在表面平整化方面的作用。 薄膜沉积技术 (Thin Film Deposition): 介绍物理气相沉积 (PVD) 和化学气相沉积 (CVD) 的基本原理，包括溅射、蒸发、等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)、低压化学气相沉积 (LPCVD) 等。分析不同沉积技术的适用范围、薄膜的生长机制、以及对薄膜材料的微观结构、电学、光学、力学性能的影响。 其他关键制造工艺: 探讨微注塑成型 (Micro-Injection Molding)、三维微打印 (3D Microprinting) 等新兴制造技术在复杂结构制造中的潜力，以及它们与传统工艺的互补性。 第二章：微系统的“心脏”与“神经”——微器件的原理与设计 微系统之所以能实现复杂功能，离不开其中众多微型器件的协同工作。本章将深入剖析各类微型功能器件的工作原理、设计要素以及在集成中的考量。 微传感器 (Microsensors): 重点介绍基于不同物理效应的微传感器，如压阻式、电容式、压电式、光学式、化学式等。分析其敏感材料的选择、结构设计对灵敏度、选择性、响应速度的影响。例如，在惯性传感器领域，我们将详细讲解微加速度计和微陀螺仪的结构设计、工作原理，以及噪声、偏移等关键性能指标的优化策略。 微执行器 (Microactuators): 探索驱动微系统的各类微执行器，包括静电驱动、压电驱动、热驱动、电磁驱动等。深入分析其驱动原理、功耗、响应时间、输出力/位移等参数。例如，我们将详细解析微镜阵列中微镜的驱动方式，以及它们在光通信、显示技术中的应用。 微流控器件 (Microfluidic Devices): 介绍微流控芯片在生物、化学分析中的关键作用，包括微通道的设计、流体控制原理（如层流、混合）、泵和阀的设计。分析微流控在DNA测序、药物筛选、疾病诊断等领域的应用前景。 微光学器件 (Micro-optical Devices): 探讨微透镜、微棱镜、衍射光学元件等在微系统中的集成，以及它们在光信号的产生、传输、接收中的作用。 第三章：从“单兵”到“战队”——微系统集成策略与方法 如何将这些功能各异的微器件有机地组合起来，形成一个协调运作的整体，是微系统设计的核心挑战。本章将聚焦于集成策略与方法。 多层堆叠集成 (Layered Stacking Integration): 阐述通过逐层构建不同功能层的方式实现集成，例如在MEMS器件与ASIC芯片的封装集成中。分析不同材料的兼容性、层间互连技术（如TSV通孔技术）的关键考量。 三维集成 (3D Integration): 深入探讨将多个器件或功能模块在垂直方向上进行堆叠的先进技术，如晶圆级芯片封装 (WLP)、硅穿孔 (TSV) 技术等。分析三维集成的优势（如减小尺寸、缩短互连长度、提高性能）与挑战（如散热、良率控制）。 异质材料与工艺集成 (Heterogeneous Material and Process Integration): 讨论如何将不同材料（如半导体、金属、陶瓷、聚合物）和不同制造工艺（如硅基、玻璃基、聚合物基）的器件集成到一个系统中。分析材料选择、界面控制、工艺兼容性的重要性。 模块化设计与标准接口 (Modular Design and Standard Interfaces): 探讨通过模块化设计，将复杂的微系统分解为可独立设计、制造和测试的子模块，并定义标准化的接口，以提高设计效率和系统的灵活性。 第四章：连接的艺术——互连与封装技术 微系统中的互连和封装是确保信号传输、能量供应以及系统可靠性的关键环节。 微互连技术 (Micro-interconnect Technologies): 详细介绍各种微连接技术，包括导线键合、倒装芯片、凸点连接、以及更先进的TSV等。分析不同连接技术的电气性能、可靠性、成本以及在不同应用场景下的适用性。 封装技术 (Packaging Technologies): 深入探讨不同类型的微系统封装，包括晶圆级封装 (WLP)、标准封装、以及面向特定应用的定制封装。分析封装材料的选择、封装结构设计对热管理、机械应力、环境防护的影响。重点关注高密度互连封装 (HIPP)、扇出型晶圆级封装 (FOWLP) 等先进封装技术。 可靠性与测试 (Reliability and Testing): 强调微系统在复杂工作环境下的可靠性问题，包括应力、温度、湿度、振动等因素的影响。介绍微系统在设计、制造和封装过程中的可靠性评估方法和测试标准。 第五章：跨越边界的融合——微系统应用实例与发展趋势 本章将通过具体的应用案例，展示微系统技术的强大生命力，并展望其未来的发展方向。 医疗健康领域: 介绍微创手术器械、生物传感器、药物输送系统、体外诊断 (IVD) 设备等在健康监测、疾病诊断与治疗中的应用。 汽车电子领域: 探讨在自动驾驶、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 中广泛应用的惯性传感器、雷达、激光雷达等微系统的集成。 消费电子领域: 分析智能手机、可穿戴设备、虚拟现实 (VR) /增强现实 (AR) 设备中微传感器的作用，以及微投影、微扬声器等新技术的应用。 工业自动化与物联网 (IoT): 介绍用于智能制造、环境监测、设备状态监测的各类微传感器与微执行器的集成。 航空航天与国防: 探讨在极端环境下工作的微系统，如高精度导航系统、微型探测器等。 未来发展趋势: 展望微系统技术在人工智能 (AI) 硬件加速、量子计算、柔性电子、生物电子学等前沿领域的应用前景，以及对高性能、低功耗、智能化微系统的持续追求。 本书力求通过严谨的理论阐述、丰富的工程实例和前瞻性的观点，为读者构建一个理解微系统集成设计领域的完整图景。从微观世界的精密制造，到宏观世界的智能互联，本书将引领您深入探索科技前沿，激发创新灵感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都达到了一个相当惊人的水平，但最令人赞叹的是其跨学科的整合能力。它不仅仅是微电子、机械工程的简单叠加，更是将信息论中的熵增概念，与结构可靠性分析相结合。我发现自己不得不频繁地停下来，去查阅一些关于控制理论和拓扑优化算法的基础知识，因为作者在讲解微系统设计优化时，是直接将这些工具作为设计语言来使用的。这迫使我跳出原有的学科舒适区，进行一次全面的知识升级。从排版上看，作者在图表的使用上非常克制，每一张图、每一个表格都承载着关键信息，没有一张是纯粹的装饰品。这种极简但信息量爆炸的呈现方式，使得学习过程虽然充满挑战，但每解决一个疑惑，带来的成就感都是巨大的。读完此书，我感觉自己对未来十年微系统设计的核心挑战已经有了一个全局性的认知框架，这绝对是业界难得一见的宝典级著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透露着一股严谨与前沿的气息，那种蓝灰调的色块组合，配上精细的几何线条，让人立刻联想到精密仪器和复杂的系统架构。拿到手里，首先感受到的是纸张的质感，厚实而有韧性，显然不是那种随便印印的科普读物。我本来以为这是一本偏向理论推导的教科书，但翻开目录才发现，它在概念的引入上做得非常平滑。作者并没有急于抛出那些晦涩难懂的公式，而是先用一章的篇幅来“构建世界观”，将“泛结构化”这个核心概念放在了宏观的工程背景下进行阐述，比如它如何应对现代微纳制造工艺中固有的随机性和不确定性。这种做法极大地降低了初学者的门槛，让人感觉这个看似高深的领域其实是可以通过逻辑和系统方法来驾驭的。尤其欣赏的是其中对设计流程的图示化表达，那些流程图不仅信息量巨大，而且逻辑链条清晰可见，仿佛是拿到了一份高级工程项目的SOP（标准作业程序），而不是枯燥的学术论文汇编。我立刻被这种务实而又富有前瞻性的叙事风格所吸引，感觉这不仅仅是学知识，更是在学习一种全新的、跨学科的思维模式。

评分☆☆☆☆☆

我关注微纳制造领域有些年头了，说实话，市面上关于MEMS和NEMS的书籍汗牛充栋，但大多要么过于侧重于材料学和工艺细节的罗列，要么就是纯粹的力学建模，真正能将“系统集成”和“设计方法论”结合起来的精品少之又少。这本书的独到之处，在于它提供了一种“自上而下”的设计范式。它不像其他书籍那样，让你先掌握无数底层元件的参数和特性，而是先设定好系统层面的功能需求和性能指标，然后倒推如何通过结构、材料和控制的协同作用来实现这些目标。我特别喜欢其中关于“鲁棒性设计空间探索”的那一节，它引入了多目标优化算法的实际应用案例，展示了如何在一个巨大的、充满变量的设计矩阵中，快速锁定那些既能满足功能要求，又对制造偏差不那么敏感的结构解。这对于我们做实际产品开发的人来说，简直是久旱逢甘霖。它没有停留在纸面上的理论推演，而是深入到EDA工具链的实际应用层面，用具体的软件操作和仿真结果来佐证其方法的有效性，这种实操性让这本书的价值瞬间飙升。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我最初对这类聚焦于“方法论”的书籍抱持着一丝怀疑态度，认为它们往往空泛无物，无法落地。然而，这本著作成功地打消了我的顾虑。它最大的贡献在于对“不确定性”的系统化处理。在微观尺度上，热胀冷缩、表面效应、批次差异都是无法完全消除的干扰源。这本书没有试图去消除它们，而是教会我们如何“共存”和“利用”。它详细阐述了如何通过引入冗余结构和自适应机制，将原本的“噪声”转化为系统信息的一部分。我尤其欣赏作者在讨论“建模层次”时的严谨态度，他清晰地区分了从物理层到行为层的抽象级别，并说明了在设计周期的哪个阶段应该使用哪种模型精度，避免了早期设计过度依赖高精度仿真而造成的计算资源浪费。这种对工程实践中资源约束的深刻理解，使得全书的论述都充满了现实的重量感，让人觉得作者是真正从工厂车间和研发实验室走出来的专家，而不是高阁楼里的纯理论家。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格和行文节奏，与我过去阅读的那些传统工程书籍有着天壤之别。它读起来更像是一篇精心打磨的长篇技术报告，信息密度极高，但阅读体验却异常流畅。作者似乎非常擅长用类比和隐喻来解释复杂概念，比如他将“泛结构化”比作乐高积木的“智能连接件”，强调组件间的兼容性和接口的标准化，而不是僵硬的固定连接。这种生动的描述，让原本抽象的工程概念一下子变得鲜活起来。再者，书中的案例分析选取得非常巧妙，涵盖了从生物传感器到微流控芯片等多个应用场景，展现了其方法论的普适性。更让我惊喜的是，它似乎还隐约触及到了AI赋能设计的前沿方向，虽然没有深入展开，但那种暗示性的布局，让人对未来技术的发展方向有了一个清晰的预期。总而言之，这是一本需要反复研读的书，因为它提供的不仅仅是知识点，更是一种看待和解决工程问题的全新哲学框架。