微机电系统集成与封装技术基础

微机电系统集成与封装技术基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业
作者:娄文忠
出品人:
页数:245
译者:
出版时间:2007-3
价格:29.00元
装帧:
isbn号码:9787111209171
丛书系列:
图书标签:
  • MEMS
  • 微机电系统
  • 集成技术
  • 封装技术
  • 传感器
  • 微纳技术
  • 电子工程
  • 材料科学
  • 器件物理
  • 微电子学
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具体描述

本书主要介绍微机电系统集成与封装技术。全书包括三个部分,分别为:微机电系统集成技术基础、微机电系统封装技术基础、微机电系统集成与封装的应用。书中系统地叙述了微机电系统集成设计与封装技术的概念、体系结构、典型系统、所用的先进技术以及未来的发展趋势;书中对近年来国外微机电系统集成与封装最新技术动态加以归纳总结,对相关理论、技术进行深刻的阐述与分析。并以大量、详实的案例,在完整的微机电系统集成与封装知识体系下,面向应用,服务社会。

  本书可供微电子、微电系统等领域专业研究以及机械、物理和材料方面研究人员参考,亦可作为相关专业高年级本科生、研究生教材。

《微机电系统(MEMS)精密制造与可靠性研究》 本书系统深入地探讨了微机电系统(MEMS)制造过程中至关重要的精密加工技术与产品生命周期内的可靠性保障策略。 第一部分:MEMS精密制造技术 本部分聚焦于MEMS器件的微纳尺度加工,涵盖了当前最先进和最具潜力的制造方法。 微细加工工艺基础: 详细阐述了光刻(Photolithography)和刻蚀(Etching)作为MEMS制造基石的技术原理、关键参数控制及其在不同材料(硅、玻璃、聚合物等)上的应用。我们将深入分析干法刻蚀(如RIE, Deep-RIE)和湿法刻蚀的工艺特点、优缺点以及如何在设计中优化刻蚀过程以实现高深宽比、高精度三维结构的制造。 非硅基MEMS制造: 随着MEMS应用领域的拓展,对非硅基材料的需求日益增长。本部分将专题讨论玻璃微细加工(如深硅刻蚀、玻璃粘接)、聚合物微细加工(如LIGA、注塑成型、3D打印)以及金属微细加工(如电铸、微注塑)等关键技术。重点分析这些材料的特性、加工挑战以及在生物医药、微流控等领域的应用潜力。 先进沉积与薄膜技术: 覆盖了MEMS器件功能层和结构层的制备。我们将深入研究化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)等薄膜沉积技术,重点关注其在制备高性能压电材料、铁电材料、压阻材料、金属导电层以及绝缘层方面的应用。同时,还将介绍外延生长、溅射、蒸发等工艺的原理与控制。 微键合与组装技术: 针对多层结构MEMS器件的集成,本部分详细介绍了各种微键合技术,包括直接键合(Direct Bonding)、共晶键合(Eutectic Bonding)、瞬时键合(Transient Bonding)、金属对金属键合(Metal-to-Metal Bonding)以及低熔点玻璃键合等。对于微机电系统的互连与传感器/执行器的精确对准,还将探讨微机械组装、拾放(Pick-and-Place)技术,以及与晶圆级封装(WLP)的结合。 后处理与表面改性: 探讨了MEMS器件在制造完成后的关键后处理步骤,如钝化、金属化、表面改性(如自组装单分子层SAMs)以提升性能和稳定性。还将分析清洗工艺对器件性能的影响,以及如何避免制造过程中引入的表面缺陷。 第二部分:MEMS器件可靠性研究 本部分致力于探究MEMS器件在设计、制造和工作过程中所面临的可靠性挑战,并提出相应的评估与提升方法。 MEMS失效机理分析: 系统梳理了MEMS器件在不同工作环境和应力条件下的典型失效模式。这包括机械疲劳、蠕变、应力松弛、材料老化(如氧化、腐蚀)、粘附(Stiction,特别是微桥和微梁结构)、静电放电(ESD)、电迁移(Electromigration)、热应力(Thermal Stress)以及环境因素(湿度、温度、化学腐蚀)引起的影响。 可靠性评估方法与测试: 详细介绍了一系列用于评估MEMS器件可靠性的方法和测试技术。我们将讨论加速寿命测试(ALT)的设计原则,包括应力选择、样本量确定以及数据分析方法(如Weibull分析)。同时,还将重点介绍加速环境测试(AET),如高低温循环、湿热试验、温度冲击试验等。此外,还将涵盖电学特性测试、机械性能测试(如动态响应、谐振频率漂移)以及材料表征技术(如SEM、TEM、AFM)在失效分析中的应用。 MEMS可靠性设计与制造优化: 针对前述失效机理,本部分提出了在设计阶段规避风险的策略。这包括应力集中区域的几何优化、材料选择与组合、失效敏感区域的保护层设计、以及抗粘附涂层的应用。在制造环节,我们将讨论如何通过工艺参数优化(如刻蚀工艺、沉积应力控制)、材料纯度管理、以及过程中的质量控制(IPC)来降低早期失效的可能性。 MEMS器件封装可靠性: 尽管本书不包含封装技术,但为了完整性,我们将简要探讨封装对MEMS可靠性的影响。封装的首要任务是提供对MEMS器件的物理和环境保护,同时实现与外部电路的电气连接。封装材料的选择、封装工艺的兼容性以及封装结构的完整性都直接关系到最终产品的长期可靠性。未包含此部分的详细内容,仅作为对下游集成环节对可靠性影响的必要提及。 先进可靠性技术与前瞻: 展望MEMS可靠性研究的前沿方向,如基于物理模型和机器学习的预测性维护、纳米材料在提升MEMS可靠性方面的应用、以及集成化健康监测(IHM)技术在MEMS系统中的实现。 本书旨在为MEMS领域的研发人员、工程师以及相关专业的研究生提供一份全面、深入且实用的技术指南,帮助读者理解MEMS器件精密制造的关键技术,掌握可靠性评估与提升的理论与实践方法,从而在MEMS产品的开发与应用中取得突破。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的结构安排得很有条理,从最基础的原理出发,逐步深入到具体的应用层面。我特别喜欢它在介绍各种微器件时,不仅仅停留在理论讲解,还会详细分析它们的优缺点以及适用的场景。比如,在讲到“微执行器”时,作者列举了不同类型的微电机,如静电驱动、压电驱动、热驱动等,并对比了它们的响应速度、功率消耗、制造难度等关键指标。 让我眼前一亮的是,书中还探讨了“微系统的可靠性与寿命问题”。这方面的内容通常容易被忽视,但对于任何一个实际应用的微机电系统来说,都至关重要。作者详细分析了导致器件失效的各种因素,例如材料疲劳、环境影响、封装缺陷等,并介绍了一些提高可靠性的设计和制造策略。这让我意识到,一个看似小巧的微器件,背后可能凝结着无数关于细节的考量和反复的优化,才能确保它在真实世界中稳定可靠地工作。

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这本书真的挺硬核的,我感觉自己像是进入了一个完全陌生的宇宙。里面涉及的材料科学、半导体工艺、精密机械设计等等,每一个都像一道道高墙,让我这个门外汉望而却步。我试着去理解那些关于“薄膜沉积”、“光刻”、“刻蚀”的描述,但老实说,很多术语都像天书一样。作者似乎假设读者已经具备了相当扎实的相关专业基础,否则很难跟上他的思路。 不过,尽管有些吃力,我还是从中获得了一些零散但闪光的知识点。比如,在讲到“微流控芯片”的时候,作者提到了它在生物医学分析上的巨大潜力,可以实现对微量样本的高效处理和检测。我当时就联想到了未来疾病诊断可能变得多么快速和便捷,这些细小的通道和结构,竟然能承载如此重大的应用前景,真是令人惊叹。这本书更像是一本专业工具书,对于真正想要深入研究微机电系统的人来说,它可能是不可多得的宝藏,但对于我这样只想浅尝辄止的读者,则需要付出极大的努力才能消化。

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坦白说,这本书的阅读体验对我来说是一次不小的挑战。作者在内容上似乎非常全面,涵盖了从理论到实践的方方面面,但我的背景知识确实难以完全跟上。一些关于“材料特性”、“电磁场理论”以及“量子效应”的论述,对我来说就像是外星语,即便反复阅读也难以抓住核心要义。 然而,即便如此,我还是从中零星地学到了一些有趣的东西。比如,书中提到的一些“封装技术”的创新,是如何解决微小器件在集成过程中面临的各种严峻挑战。作者举例说明了如何通过特殊的“应力缓冲设计”和“保护性涂层”来防止器件在组装和使用过程中受到损坏。这让我对“封装”这个看似不起眼的环节有了全新的认识,原来它是连接微观世界和宏观应用的关键桥梁,承担着保护和发挥器件性能的重要责任。总的来说,这本书更适合具备一定物理、电子、材料等学科基础的读者,作为一份深入研究的参考资料。

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这本书的内容,嗯,怎么说呢?它大概讲的是一些非常非常小的东西,比头发丝还要细很多倍。我之前对这个领域完全不了解,所以拿到这本书的时候,其实是有点懵的。但翻了几页之后,我发现作者非常耐心地在解释这些概念,比如那些微小的传感器是怎么工作的,它们是怎么被制造出来的,还有为什么要把这么多不同的小零件集成在一起。 我印象最深的是其中一章讲到了“MEMS器件的设计流程”。作者一步步地拆解了从最初的概念构思,到原理验证,再到具体的物理结构设计,最后到如何用软件模拟测试,整个过程被讲得非常透彻。特别是仿真模拟那部分,我才了解到原来在真正制造之前,工程师们可以通过各种复杂的计算机模型来预测器件的性能,这大大降低了研发成本和试错率。而且,作者还穿插了一些实际的案例研究,比如某个具体的传感器是如何从实验室走向工业应用的,这让我对这个抽象的技术有了更具象的理解,感觉那些“微小的世界”不再是遥不可及的。

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这本书给我最深刻的感受是,它极大地拓展了我对“工程”这个词的理解。我一直以为工程就是建造大桥、摩天大楼,但这本书让我看到了一个完全不同的领域——在微观尺度上进行的精密工程。作者在描述“微制造工艺”时,用了大量的图示和流程图,生动地展示了如何通过一系列复杂而精确的步骤,将设计转化为现实中的微小器件。 我特别着迷于其中关于“MEMS传感器”的部分。书里详细介绍了不同原理的传感器,比如加速度计、陀螺仪、压力传感器等等,以及它们是如何感知外部世界的。我才意识到,我们手机里的各种智能功能,比如自动旋转屏幕、计步器、甚至是导航,背后都离不开这些微小的“耳朵”和“眼睛”。作者并没有回避技术细节,而是用一种略带诗意的方式,将这些冰冷的科学原理讲述得颇具吸引力,让我看到了科技进步的微小却强大的力量。

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居然没有人标记过。明天考,打五星,你懂的。

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