微机电系统设计与制造

微机电系统设计与制造 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:国防工业
作者:本社
出品人:
页数:371
译者:
出版时间:2005-12
价格:32.00元
装帧:
isbn号码:9787118041217
丛书系列:
图书标签:
  • 专业
  • 微机电系统
  • MEMS
  • 传感器
  • 微制造
  • 集成电路
  • 设计
  • 工艺
  • 材料
  • 电子工程
  • 机械工程
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具体描述

本书概要地介绍MEMS的设计与制造,全书共分7章,内容包括:MEMS的概论,MEMS的设计,集成电路(IC)基本制造技术,MEMS的制造技术,微传感器,微执行器以及MEMS的应用及检测技术。

本书针对非微电子专业的高年级本科生和研究生学习MEMS技术之用。通过对本书的学习,使读者能够在集成电路制造技术方面,获得必要的知识,同时对MEMS的设计与制造有一个比较完整的了解,为开展MEMS的研究奠定必要的基础。

《微机电系统设计与制造》 本书深入探讨了微机电系统(MEMS)领域的设计、制造及应用。MEMS技术作为一项颠覆性的技术,将微小的机械结构与电子元件集成在同一芯片上,催生了众多创新应用,覆盖了从消费电子到医疗健康,再到航空航天等广泛领域。 本书内容梗概: 第一部分:MEMS基础理论与技术 1. MEMS概述与发展历程: 详细阐述MEMS的定义、关键技术特性及其在现代科技中的重要地位。 回顾MEMS技术的起源、关键突破以及当前的发展趋势,例如向更复杂的系统集成、生物兼容性MEMS以及能源收集MEMS等方向的演进。 分析MEMS技术在推动物联网、智能制造、可穿戴设备等新兴产业中的核心作用。 2. 微机械加工技术: 体硅加工(Bulk Micromachining): 深入介绍各向异性湿法刻蚀、等向湿法刻蚀等传统体硅加工技术,分析其适用范围、优缺点以及在传感器和执行器制造中的应用案例,如加速度计、压力传感器等。 表面硅加工(Surface Micromachining): 详细讲解表面硅加工的基本流程,包括牺牲层、结构层沉积、刻蚀等关键步骤。重点介绍LPCVD、PECVD等薄膜沉积技术,以及RIE、ICP等干法刻蚀技术在实现复杂三维结构中的作用。探讨其在微镜、微执行器等领域的应用。 LIGA技术: 详细介绍X射线光刻(Lithography)、深层电镀(Electroplating)和塑模成型(Moldeling)等LIGA工艺的步骤,分析其能够制造高纵横比、高精度金属或聚合物微结构的能力,并阐述其在微流控芯片、微电机等领域的独特优势。 其他微加工技术: 介绍激光烧蚀、超声加工、微注塑、3D打印等新兴微加工技术,分析其工艺特点、适用材料及在快速原型制造和特殊结构设计中的应用潜力。 3. 微执行器与微传感器原理: 微执行器: 静电驱动: 深入讲解静电驱动的物理原理,分析梳状执行器、平行板执行器等典型结构的工作机制,探讨其在微镜阵列、微阀等中的应用。 压电驱动: 阐述压电效应及其在微执行器中的应用,介绍压电陶瓷材料及其在微泵、微致动器中的优势。 热驱动: 解释热膨胀效应在微执行器中的应用,介绍热膨胀驱动器(TMA)、阻性加热器驱动器等工作原理。 磁驱动: 介绍微型电磁线圈、永磁体等在微执行器中的应用,分析其在微泵、微开关等中的作用。 微传感器: 压阻式传感器: 讲解压阻效应,分析应变片粘贴与布设技术,介绍基于压阻效应的压力传感器、加速度计等。 电容式传感器: 阐述电容变化原理,分析可变极板电容、介电常数变化电容等工作模式,介绍其在加速度计、湿度传感器、生物传感器中的应用。 压电式传感器: 介绍压电效应在力、压力、振动等物理量检测中的应用,分析压电薄膜材料及其在微加速度计、微麦克风中的应用。 热敏式传感器: 讲解电阻温度变化、热电效应等原理,介绍热敏电阻、热电偶在温度、流量、红外检测中的应用。 光学传感器: 介绍光电效应、光折变效应等,分析MEMS在光开关、光调制器、光谱仪等中的应用。 生物传感器: 探讨MEMS技术在生物分子检测、血糖监测、药物输送等生物医学领域的应用,介绍微流控芯片与生物识别元件的集成。 第二部分:MEMS系统设计与集成 1. MEMS设计流程与仿真: 详细介绍MEMS产品从概念到原型设计的完整流程。 重点介绍MEMS设计工具(如COMSOL Multiphysics, ANSYS MEMS, IntelliSuite等)的使用,包括几何建模、材料属性定义、物理场耦合仿真(如结构-电场、结构-流体、热-结构等)。 分析如何通过仿真优化设计参数,预测器件性能,并指导制造工艺。 2. MEMS封装技术: 深入研究MEMS器件的封装技术,分析其对器件性能、可靠性和成本的影响。 键合技术: 详细介绍和比较各种键合技术,包括阳极键合、共晶键合、直接键合、玻璃烧结键合、金属填充键合等,分析其适用材料、工艺条件及优缺点。 互连技术: 介绍MEMS与外部电路的连接方式,如引线键合、芯片级封装(CSP)、晶圆级封装(WLP)、硅通孔(TSV)等,并分析其在小型化、高性能封装中的重要性。 保护与隔离: 探讨如何通过封装保护MEMS器件免受环境污染、湿度和机械损伤,以及如何实现MEMS与其他器件的隔离,例如气体隔离、真空封装等。 3. MEMS系统集成与应用: 微流控系统: 详细介绍微流控芯片的设计、制造和应用,包括微通道、微阀、微泵、混合器等关键组件,以及其在实验室芯片(Lab-on-a-Chip)、药物筛选、DNA测序等领域的应用。 惯性传感器系统: 深入分析MEMS加速度计、陀螺仪的工作原理,讨论其在智能手机、汽车电子、无人机等领域的应用。 射频MEMS(RF MEMS): 介绍射频MEMS开关、调谐器、滤波器等器件,分析其在高频通信、无线网络等领域的优势。 生物MEMS(BioMEMS): 探讨MEMS在生物医学诊断、治疗和健康监测中的应用,如微针阵列、细胞分选芯片、微型化生物反应器等。 光学MEMS(MOEMS): 介绍MEMS技术在光学系统中的应用,如可调谐激光器、微型光谱仪、光开关、光调制器等。 本书的特点: 理论与实践相结合: 本书不仅提供了扎实的MEMS基础理论知识,还结合了大量实际的工程案例和设计方法,帮助读者将理论应用于实践。 全面性: 涵盖了MEMS设计、制造、封装和应用等各个环节,为读者提供一个完整的MEMS知识体系。 前瞻性: 关注MEMS技术的最新发展趋势和前沿应用,引导读者了解MEMS领域的未来发展方向。 易于理解: 采用清晰的语言和图示,使读者能够轻松理解复杂的MEMS概念和技术。 本书适合从事MEMS研究、开发、设计、制造和应用的工程师、科研人员及相关专业的学生阅读。通过学习本书,读者将能够深入理解MEMS技术的原理,掌握MEMS的设计与制造方法,并能够将其应用于各种创新性产品和系统中。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计非常吸引人,简洁大方,却又透露出一种科技的厚重感。拿到手里,纸张的质感也很好,散发着淡淡的墨香,让人忍不住想要立刻翻开它。虽然我对微机电系统的具体技术细节可能了解不多,但从这本书的整体氛围来看,它无疑是为那些对精密制造、微纳尺度技术充满好奇和探索欲的读者量身定做的。我设想,这本书会像一位经验丰富的导师,带领我逐步深入一个前沿的科学领域。书中或许会描绘出工程师们如何在微小的空间里,通过巧妙的设计和精密的工艺,创造出具有非凡功能的器件。那些令人惊叹的微型传感器、执行器,以及它们在医疗、通信、航空航天等领域的广泛应用,都在我的脑海中勾勒出一幅幅令人振奋的画面。我期待书中能够详尽地介绍这些微机电系统的设计原理,是如何在如此微小的尺度上实现复杂的机械运动和功能,这其中一定蕴含着许多令人称奇的工程智慧。同时,制造过程的复杂性也让我充满好奇,从材料的选择到光刻、蚀刻、沉积等一系列精密加工技术,每一步都可能需要极高的精度和控制力。这本书或许会揭示这些“看不见的”制造过程,让我理解“制造”这两个字在微纳世界里所蕴含的深刻含义,以及其中蕴含的挑战与创新。它不仅仅是关于技术,更是一种对人类智慧和创造力的展现。

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初读这本书的标题,我立刻被“微机电系统”这个词汇所吸引,它暗示了一个结合了机械工程和电子工程的跨学科领域,并且强调了其微小的尺度。我设想这本书的内容会非常深入和系统,首先会从概念层面介绍微机电系统是什么,它们有哪些关键组成部分,以及它们在现代科技中的重要作用。我期待书中能详细阐述微机电系统的设计哲学,例如如何在微米尺度上实现复杂的机械功能,如何利用各种物理效应(如压电效应、静电作用、热膨胀等)来驱动和传感。我特别好奇书中是否会涉及微机电系统的建模和仿真技术,如何利用先进的软件工具来预测器件的性能,以及如何进行参数优化以达到最佳的设计效果。在“制造”方面,我充满期待,书中会介绍哪些核心的微制造技术?我猜测会包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、微成型、表面处理等一系列精密的工艺流程。我希望书中能给出一些实际的制造案例,展示工程师们是如何将设计图纸转化为真实的微型器件。这本书不仅仅是关于技术的知识,更是一种对精密工程和创新的致敬,它将为我打开一扇了解微观世界奇妙运作的大门。

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初次接触这本书,我首先被其标题所吸引:“微机电系统设计与制造”。这几个字本身就传达了一种前沿性和实用性相结合的信息。微机电系统,顾名思义,是机械和电子技术的深度融合,并且其尺度达到了微米甚至纳米级别,这本身就充满了神秘感和挑战性。我设想这本书的内容会非常详实,它不仅仅会停留在概念层面,更会深入到实际的设计流程和制造工艺。我期待它能详细阐述一个微机电系统从概念构思到最终成品的整个生命周期。例如,在设计部分,书中可能会介绍如何利用各种仿真软件来模拟微机电系统的力学、电学、热学等特性,如何进行参数优化以达到最佳性能。而在制造部分,我猜想它会详细介绍各种微制造技术,比如湿法刻蚀、干法刻蚀、薄膜沉积、光刻、三维打印等,以及这些技术在不同材料和不同结构上的应用。我还会关注书中是否会提到一些具体的案例研究,通过实际产品的开发过程来展示设计与制造的挑战和解决方案。这些案例不仅能加深我对理论知识的理解,更能让我感受到工程师们在实际工作中是如何克服困难,将创新想法变为现实的。这本书在我看来,是连接理论与实践的桥梁,是通往微机电系统这一高技术领域的必经之路。

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当我看到《微机电系统设计与制造》这本书时,立刻被其专业性和前沿性所吸引。我设想这本书的内容会非常系统且深入,首先会为读者建立起对微机电系统的基本认知,包括其核心组成部分、工作原理以及在现代科技中的重要地位。我期待书中能够详细阐述微机电系统的设计方法,例如如何将复杂的机械功能集成到微小的芯片上,如何通过合理的结构设计和材料选择来优化器件的性能,以及如何利用先进的仿真软件来预测和验证设计效果。我尤其好奇书中是否会介绍一些具体的微机械结构,比如微振镜、微泵、微驱动器等,以及它们是如何被设计出来的。在“制造”方面,我充满了探索的欲望,书中会详细介绍哪些关键的微制造工艺?我猜测会包括光刻、刻蚀、薄膜沉积、微成型、表面处理等一系列高精度的加工技术。我希望书中能提供一些具体的工艺流程和设备介绍,让我能够理解这些微型装置是如何一步步被“雕刻”出来的。这本书对我而言,不仅是一本技术指南,更是一扇让我窥探微观世界精密工程奥秘的窗口,它将帮助我构建起对微机电系统从设计到制造的完整知识体系。

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拿起这本书,我感受到了一种沉甸甸的专业感。标题“微机电系统设计与制造”本身就点明了一个极具挑战性和前沿性的技术领域。我推测这本书的内容会非常详尽,从基础理论到实践应用,覆盖面会相当广泛。我期待它能详细阐述微机电系统的基本工作原理,例如微小的梁如何产生形变,微型的电机如何实现旋转,微型的泵如何驱动流体。这些微观层面的运动和功能是如何被设计出来的,其背后的物理原理是什么,书中应该会有深入的讲解。同时,我也对“设计”这个词充满了好奇。微机电系统的设计需要考虑哪些特殊的因素?例如,表面效应在微观尺度下是如何影响器件性能的?如何进行材料选择以适应微制造工艺的要求?书中是否会介绍一些通用的设计流程和方法,以及如何使用专业的软件工具来完成设计和仿真?在“制造”方面,我更是充满了探索的欲望。书中会介绍哪些关键的微制造技术?比如,如何进行精密的光刻和刻蚀,如何实现各种薄膜的沉积和图案化,以及如何进行器件的封装和集成。我希望这本书能提供一些具体的工艺参数和设备介绍,让我对这些“看不见”的制造过程有一个更直观的了解。这本书在我看来,是通往微机电系统技术核心的指南,它将帮助我理解这些精密的微型装置是如何被创造出来的。

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这本书的封面设计简洁而有力,标题“微机电系统设计与制造”更是直接点明了其核心内容。我猜测这本书的定位是为有志于深入了解微机电系统技术的人士提供全面的知识体系。我期待书中会首先从宏观上介绍微机电系统(MEMS)的定义、发展历程以及其在各个领域的广泛应用,例如在汽车、医疗、通信、消费电子等行业的关键作用。随后,我希望它能深入到微机电系统的设计层面,讲解如何进行器件的结构设计、材料选择、驱动与传感机制的实现,以及如何利用仿真软件进行性能预测和优化。例如,书中是否会介绍微惯性传感器(如陀螺仪、加速度计)的设计原理?如何利用微电机和微执行器来实现微流控控制?在制造方面,我充满好奇,书中会详细介绍哪些微制造工艺?我猜测会包括传统的硅基微制造技术,如光刻、干湿法刻蚀、薄膜沉积、键合等,也可能涉及一些新兴的制造技术。我希望书中能给出具体的工艺流程图和关键参数,让我能够理解一个微型器件是如何被制造出来的。这本书将是我学习微机电系统的一个重要参考,帮助我建立起对这一前沿技术的系统认知。

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这本书的标题“微机电系统设计与制造”本身就传递出一种精密、复杂和高度集成的信息。我推测这本书的内容会非常详实,能够为读者提供一个从概念到实现的完整图景。我期待书中会首先系统地介绍微机电系统的基本概念,包括其定义、关键技术、发展趋势以及在各个应用领域的举例,比如在生物医疗、航空航天、汽车电子等方面的突破性进展。随后,我希望它能深入到“设计”的核心,讲解微机电系统的设计流程,包括如何进行器件的结构设计、材料选择、驱动方式的确定、传感机制的构建,以及如何利用各种仿真工具对设计进行优化和验证。我特别感兴趣的是书中是否会介绍一些具体的微机械设计原理,例如微梁的弯曲、微齿轮的啮合、微阀门的开关等。在“制造”方面,我更是充满好奇,书中会详细讲解哪些微制造工艺?我猜测会涉及硅基微制造技术,如光刻、刻蚀、薄膜沉积、键合等,以及可能的一些非硅基微制造技术。我希望书中能提供一些实际的工艺流程描述和关键的工艺控制要素,让我能够理解这些微型器件是如何被精确地制造出来的。这本书对我而言,是了解和掌握微机电系统技术的必不可少的参考资料。

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初次拿到这本书,我便被“微机电系统设计与制造”这个充满科技感和前沿性的标题所吸引。我设想这本书会为我打开一扇了解微观世界精密工程的窗户。我期待它能详细介绍微机电系统的基本原理,例如微小的机械结构是如何被设计和驱动的,以及如何利用物理效应来实现传感功能。书中是否会深入探讨微机电系统的设计流程,包括如何根据具体应用需求,选择合适的材料,进行结构建模,并利用专业的仿真软件进行性能分析和优化?我尤其对“制造”这个环节充满了好奇,书中会介绍哪些关键的微制造技术?比如,光刻、刻蚀、薄膜沉积、微成型等工艺在微机电系统制造中的应用,以及它们的优缺点和适用范围。我希望书中能提供一些具体的案例,展示工程师们是如何通过精密的工艺将设计理念转化为实际的微型器件,例如微型泵、微型阀、微型马达等。这本书对我而言,不仅是技术知识的传递,更是一种对工程智慧和创新精神的展现,它将帮助我更深入地理解和探索这个迷人的微机电系统领域。

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这本书的标题《微机电系统设计与制造》勾起了我对那个微小而强大的世界的浓厚兴趣。我脑海中浮现出各种各样令人惊叹的微型设备,它们隐藏在我们的日常生活中,却扮演着至关重要的角色。我猜想这本书会首先系统地介绍微机电系统的基本概念和分类,比如MEMS(微机电系统)和NEMS(纳米机电系统)的区别,以及它们在传感器、执行器、微流控设备等方面的应用。然后,我期待它能深入探讨微机电系统的设计方法论,包括如何从系统的功能需求出发,进行机械结构设计、材料选择、器件布局以及性能分析。我特别希望能看到书中关于微设计工具和仿真方法的介绍,例如如何利用有限元分析(FEA)来预测微器件的力学行为,如何进行电热耦合分析来优化器件的性能。在制造方面,我充满好奇,书中会详细讲解哪些关键的微制造技术?例如,微硅加工技术中的光刻、刻蚀、薄膜沉积、键合等工艺,或者更先进的3D微纳制造技术。我希望这本书能提供一些具体的工艺流程示例,让我了解一个微器件是如何从一块硅片一步步“生长”出来的。这本书对我来说,不仅是一本技术手册,更是一扇了解前沿科技发展脉络的窗口,它将帮助我构建起对微机电系统从设计到制造的完整认知框架。

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捧读这本《微机电系统设计与制造》,我仿佛打开了一扇通往微观世界的大门。这本书的名字就足以引发我对那些精巧绝伦的微型机械装置的无限遐想。我预测书中会详细地介绍微机电系统的基本原理,包括其核心的机械结构、驱动方式以及传感机制。例如,书中可能会讲解微型的陀螺仪是如何通过检测角速度来实现姿态稳定的,或者微型的加速度计是如何通过感知惯性力来测量运动状态的。更令我期待的是,这本书或许会深入到微机电系统的设计流程,例如,如何根据特定的应用需求,选择合适的材料、设计合适的微结构,并利用先进的计算机辅助设计(CAD)工具进行三维建模和性能仿真。在制造方面,我尤其好奇那些能够达到微米级甚至纳米级精度的制造工艺。书中是否会详细介绍光刻技术、刻蚀技术、薄膜沉积技术以及键合技术等关键工艺步骤?这些工艺是如何在硅片或其他基材上精确地“雕刻”出复杂的微型结构,并实现不同功能器件的集成的?我希望这本书能给我带来一种“技近乎道”的感觉,让我领略到工程师们在微观尺度上所展现出的非凡创造力和精湛技艺。这本书无疑将是我的一个重要参考,帮助我理解和探索这个充满无限可能的技术领域。

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