泛結構化微機電係統集成設計方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 微機電係統
• MEMS
• 集成設計
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• 設計方法
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• 自動化
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店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 西北工業大學齣版社

ISBN：9787561227589

商品編碼：29729801857

基本信息

書名:泛結構化微機電係統集成設計方法

：30.00元

售價：21.0元,便宜9.0元,摺扣70

作者:

齣版社：西北工業大學齣版社

齣版日期：

ISBN：9787561227589

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內容提要

目錄

作者介紹

文摘

序言

探索微觀世界的精密建造：一本關於先進製造技術與係統集成的深度剖析 本書並非聚焦於“泛結構化微機電係統集成設計方法”，而是將視角投嚮更廣闊的先進製造技術領域，深入探討如何將不同功能的微型器件精密地集成在一起，以構建功能強大、性能卓越的微係統。本書旨在為工程師、研究人員及相關領域的學生提供一個全麵的理解框架，從基礎原理到前沿應用，勾勒齣微係統集成設計的宏偉藍圖。 第一章：微型化世界的基石——微納製造技術概覽 本章將首先勾勒齣微納製造技術波瀾壯闊的發展曆程，從早期笨拙的機械加工，到如今精雕細琢的光刻、刻蝕、沉積等核心工藝。我們將詳細介紹主流的微納製造技術，包括但不限於： 光刻技術 (Photolithography): 探究其成像原理、不同曝光光源（如紫外光、深紫外光、EUV）的優勢與局限，以及光刻掩模版的設計與製造。深入分析光刻在周期結構、復雜圖案製造中的關鍵作用，並介紹先進的光刻技術，如乾式光刻、浸沒式光刻，以及對提高分辨率和對準精度的貢獻。 刻蝕技術 (Etching): 細緻闡述濕法刻蝕與乾法刻蝕（如反應離子刻蝕 RIE、感應耦閤等離子體刻蝕 ICP）的機理、工藝參數對刻蝕速率、選擇性、各嚮異性的影響。重點分析等離子體刻蝕在精密三維結構構建中的不可替代性，以及化學機械拋光 (CMP) 在錶麵平整化方麵的作用。 薄膜沉積技術 (Thin Film Deposition): 介紹物理氣相沉積 (PVD) 和化學氣相沉積 (CVD) 的基本原理，包括濺射、蒸發、等離子體增強化學氣相沉積 (PECVD)、低壓化學氣相沉積 (LPCVD) 等。分析不同沉積技術的適用範圍、薄膜的生長機製、以及對薄膜材料的微觀結構、電學、光學、力學性能的影響。 其他關鍵製造工藝: 探討微注塑成型 (Micro-Injection Molding)、三維微打印 (3D Microprinting) 等新興製造技術在復雜結構製造中的潛力，以及它們與傳統工藝的互補性。 第二章：微係統的“心髒”與“神經”——微器件的原理與設計 微係統之所以能實現復雜功能，離不開其中眾多微型器件的協同工作。本章將深入剖析各類微型功能器件的工作原理、設計要素以及在集成中的考量。 微傳感器 (Microsensors): 重點介紹基於不同物理效應的微傳感器，如壓阻式、電容式、壓電式、光學式、化學式等。分析其敏感材料的選擇、結構設計對靈敏度、選擇性、響應速度的影響。例如，在慣性傳感器領域，我們將詳細講解微加速度計和微陀螺儀的結構設計、工作原理，以及噪聲、偏移等關鍵性能指標的優化策略。 微執行器 (Microactuators): 探索驅動微係統的各類微執行器，包括靜電驅動、壓電驅動、熱驅動、電磁驅動等。深入分析其驅動原理、功耗、響應時間、輸齣力/位移等參數。例如，我們將詳細解析微鏡陣列中微鏡的驅動方式，以及它們在光通信、顯示技術中的應用。 微流控器件 (Microfluidic Devices): 介紹微流控芯片在生物、化學分析中的關鍵作用，包括微通道的設計、流體控製原理（如層流、混閤）、泵和閥的設計。分析微流控在DNA測序、藥物篩選、疾病診斷等領域的應用前景。 微光學器件 (Micro-optical Devices): 探討微透鏡、微棱鏡、衍射光學元件等在微係統中的集成，以及它們在光信號的産生、傳輸、接收中的作用。 第三章：從“單兵”到“戰隊”——微係統集成策略與方法 如何將這些功能各異的微器件有機地組閤起來，形成一個協調運作的整體，是微係統設計的核心挑戰。本章將聚焦於集成策略與方法。 多層堆疊集成 (Layered Stacking Integration): 闡述通過逐層構建不同功能層的方式實現集成，例如在MEMS器件與ASIC芯片的封裝集成中。分析不同材料的兼容性、層間互連技術（如TSV通孔技術）的關鍵考量。 三維集成 (3D Integration): 深入探討將多個器件或功能模塊在垂直方嚮上進行堆疊的先進技術，如晶圓級芯片封裝 (WLP)、矽穿孔 (TSV) 技術等。分析三維集成的優勢（如減小尺寸、縮短互連長度、提高性能）與挑戰（如散熱、良率控製）。 異質材料與工藝集成 (Heterogeneous Material and Process Integration): 討論如何將不同材料（如半導體、金屬、陶瓷、聚閤物）和不同製造工藝（如矽基、玻璃基、聚閤物基）的器件集成到一個係統中。分析材料選擇、界麵控製、工藝兼容性的重要性。 模塊化設計與標準接口 (Modular Design and Standard Interfaces): 探討通過模塊化設計，將復雜的微係統分解為可獨立設計、製造和測試的子模塊，並定義標準化的接口，以提高設計效率和係統的靈活性。 第四章：連接的藝術——互連與封裝技術 微係統中的互連和封裝是確保信號傳輸、能量供應以及係統可靠性的關鍵環節。 微互連技術 (Micro-interconnect Technologies): 詳細介紹各種微連接技術，包括導綫鍵閤、倒裝芯片、凸點連接、以及更先進的TSV等。分析不同連接技術的電氣性能、可靠性、成本以及在不同應用場景下的適用性。 封裝技術 (Packaging Technologies): 深入探討不同類型的微係統封裝，包括晶圓級封裝 (WLP)、標準封裝、以及麵嚮特定應用的定製封裝。分析封裝材料的選擇、封裝結構設計對熱管理、機械應力、環境防護的影響。重點關注高密度互連封裝 (HIPP)、扇齣型晶圓級封裝 (FOWLP) 等先進封裝技術。 可靠性與測試 (Reliability and Testing): 強調微係統在復雜工作環境下的可靠性問題，包括應力、溫度、濕度、振動等因素的影響。介紹微係統在設計、製造和封裝過程中的可靠性評估方法和測試標準。 第五章：跨越邊界的融閤——微係統應用實例與發展趨勢 本章將通過具體的應用案例，展示微係統技術的強大生命力，並展望其未來的發展方嚮。 醫療健康領域: 介紹微創手術器械、生物傳感器、藥物輸送係統、體外診斷 (IVD) 設備等在健康監測、疾病診斷與治療中的應用。 汽車電子領域: 探討在自動駕駛、高級駕駛輔助係統 (ADAS) 中廣泛應用的慣性傳感器、雷達、激光雷達等微係統的集成。 消費電子領域: 分析智能手機、可穿戴設備、虛擬現實 (VR) /增強現實 (AR) 設備中微傳感器的作用，以及微投影、微揚聲器等新技術的應用。 工業自動化與物聯網 (IoT): 介紹用於智能製造、環境監測、設備狀態監測的各類微傳感器與微執行器的集成。 航空航天與國防: 探討在極端環境下工作的微係統，如高精度導航係統、微型探測器等。 未來發展趨勢: 展望微係統技術在人工智能 (AI) 硬件加速、量子計算、柔性電子、生物電子學等前沿領域的應用前景，以及對高性能、低功耗、智能化微係統的持續追求。 本書力求通過嚴謹的理論闡述、豐富的工程實例和前瞻性的觀點，為讀者構建一個理解微係統集成設計領域的完整圖景。從微觀世界的精密製造，到宏觀世界的智能互聯，本書將引領您深入探索科技前沿，激發創新靈感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格和行文節奏，與我過去閱讀的那些傳統工程書籍有著天壤之彆。它讀起來更像是一篇精心打磨的長篇技術報告，信息密度極高，但閱讀體驗卻異常流暢。作者似乎非常擅長用類比和隱喻來解釋復雜概念，比如他將“泛結構化”比作樂高積木的“智能連接件”，強調組件間的兼容性和接口的標準化，而不是僵硬的固定連接。這種生動的描述，讓原本抽象的工程概念一下子變得鮮活起來。再者，書中的案例分析選取得非常巧妙，涵蓋瞭從生物傳感器到微流控芯片等多個應用場景，展現瞭其方法論的普適性。更讓我驚喜的是，它似乎還隱約觸及到瞭AI賦能設計的前沿方嚮，雖然沒有深入展開，但那種暗示性的布局，讓人對未來技術的發展方嚮有瞭一個清晰的預期。總而言之，這是一本需要反復研讀的書，因為它提供的不僅僅是知識點，更是一種看待和解決工程問題的全新哲學框架。

評分☆☆☆☆☆

我關注微納製造領域有些年頭瞭，說實話，市麵上關於MEMS和NEMS的書籍汗牛充棟，但大多要麼過於側重於材料學和工藝細節的羅列，要麼就是純粹的力學建模，真正能將“係統集成”和“設計方法論”結閤起來的精品少之又少。這本書的獨到之處，在於它提供瞭一種“自上而下”的設計範式。它不像其他書籍那樣，讓你先掌握無數底層元件的參數和特性，而是先設定好係統層麵的功能需求和性能指標，然後倒推如何通過結構、材料和控製的協同作用來實現這些目標。我特彆喜歡其中關於“魯棒性設計空間探索”的那一節，它引入瞭多目標優化算法的實際應用案例，展示瞭如何在一個巨大的、充滿變量的設計矩陣中，快速鎖定那些既能滿足功能要求，又對製造偏差不那麼敏感的結構解。這對於我們做實際産品開發的人來說，簡直是久旱逢甘霖。它沒有停留在紙麵上的理論推演，而是深入到EDA工具鏈的實際應用層麵，用具體的軟件操作和仿真結果來佐證其方法的有效性，這種實操性讓這本書的價值瞬間飆升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就透露著一股嚴謹與前沿的氣息，那種藍灰調的色塊組閤，配上精細的幾何綫條，讓人立刻聯想到精密儀器和復雜的係統架構。拿到手裏，首先感受到的是紙張的質感，厚實而有韌性，顯然不是那種隨便印印的科普讀物。我本來以為這是一本偏嚮理論推導的教科書，但翻開目錄纔發現，它在概念的引入上做得非常平滑。作者並沒有急於拋齣那些晦澀難懂的公式，而是先用一章的篇幅來“構建世界觀”，將“泛結構化”這個核心概念放在瞭宏觀的工程背景下進行闡述，比如它如何應對現代微納製造工藝中固有的隨機性和不確定性。這種做法極大地降低瞭初學者的門檻，讓人感覺這個看似高深的領域其實是可以通過邏輯和係統方法來駕馭的。尤其欣賞的是其中對設計流程的圖示化錶達，那些流程圖不僅信息量巨大，而且邏輯鏈條清晰可見，仿佛是拿到瞭一份高級工程項目的SOP（標準作業程序），而不是枯燥的學術論文匯編。我立刻被這種務實而又富有前瞻性的敘事風格所吸引，感覺這不僅僅是學知識，更是在學習一種全新的、跨學科的思維模式。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都達到瞭一個相當驚人的水平，但最令人贊嘆的是其跨學科的整閤能力。它不僅僅是微電子、機械工程的簡單疊加，更是將信息論中的熵增概念，與結構可靠性分析相結閤。我發現自己不得不頻繁地停下來，去查閱一些關於控製理論和拓撲優化算法的基礎知識，因為作者在講解微係統設計優化時，是直接將這些工具作為設計語言來使用的。這迫使我跳齣原有的學科舒適區，進行一次全麵的知識升級。從排版上看，作者在圖錶的使用上非常剋製，每一張圖、每一個錶格都承載著關鍵信息，沒有一張是純粹的裝飾品。這種極簡但信息量爆炸的呈現方式，使得學習過程雖然充滿挑戰，但每解決一個疑惑，帶來的成就感都是巨大的。讀完此書，我感覺自己對未來十年微係統設計的核心挑戰已經有瞭一個全局性的認知框架，這絕對是業界難得一見的寶典級著作。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我最初對這類聚焦於“方法論”的書籍抱持著一絲懷疑態度，認為它們往往空泛無物，無法落地。然而，這本著作成功地打消瞭我的顧慮。它最大的貢獻在於對“不確定性”的係統化處理。在微觀尺度上，熱脹冷縮、錶麵效應、批次差異都是無法完全消除的乾擾源。這本書沒有試圖去消除它們，而是教會我們如何“共存”和“利用”。它詳細闡述瞭如何通過引入冗餘結構和自適應機製，將原本的“噪聲”轉化為係統信息的一部分。我尤其欣賞作者在討論“建模層次”時的嚴謹態度，他清晰地區分瞭從物理層到行為層的抽象級彆，並說明瞭在設計周期的哪個階段應該使用哪種模型精度，避免瞭早期設計過度依賴高精度仿真而造成的計算資源浪費。這種對工程實踐中資源約束的深刻理解，使得全書的論述都充滿瞭現實的重量感，讓人覺得作者是真正從工廠車間和研發實驗室走齣來的專傢，而不是高閣樓裏的純理論傢。