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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Yoo, Chue San

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:

价格:$ 170.63

装帧:HRD

isbn号码:9789812568236

丛书系列:

图书标签:

• 半导体
• 制造
• 半导体制造
• 集成电路
• 工艺技术
• 材料科学
• 微电子学
• 器件物理
• 薄膜技术
• 光刻技术
• 刻蚀技术
• 封装测试

探索精密制造的艺术：现代工业的基石 本书并非聚焦于半导体这一特定领域，而是将目光投向了支撑现代社会运转的广泛而深刻的精密制造技术。它旨在揭示那些隐藏在日常用品和尖端科技背后的制造哲学、核心原理与前沿实践。从日常生活中的金属制品到航空航天领域的精密部件，从生物医疗设备的微创工具到能源产业的复杂设备，都离不开精密的制造工艺。 第一部分：精密制造的哲学与基础 本部分将深入探讨精密制造的核心理念。我们将回顾制造技术发展的历史轨迹，理解从手工时代到自动化时代的演进，并重点分析“精密”二字在现代工业中的真正含义——不仅仅是尺寸上的准确，更包含了功能的可靠性、材料的优越性以及工艺的精湛性。在此基础上，我们将阐述精密制造所依赖的一系列基础科学原理，包括但不限于材料科学（金属、陶瓷、聚合物、复合材料的性能与加工特性）、物理学（力学、热学、光学、电磁学在加工过程中的应用）、化学（表面处理、涂层技术、蚀刻原理）以及计量学（测量技术、精度保证、误差分析）。理解这些基础知识，是掌握任何精密制造技术的基石。 第二部分：先进加工技术解析 本部分将系统性地介绍当前工业界主流的先进加工技术。我们将详细讲解切削加工的最新进展，包括超精密车削、铣削、磨削以及高效加工策略，并讨论刀具材料、切削参数选择、切削力与温度控制等关键因素。成形加工方面，将涵盖现代冲压、锻压、挤压、注塑、吹塑以及新型增材制造（3D打印）技术。对于增材制造，我们将深入研究不同材料（金属、聚合物、陶瓷）的3D打印原理、工艺流程、后处理技术以及在复杂结构制造中的应用潜力。特种加工部分，将重点介绍电火花加工（EDM）、激光加工、离子束加工、超声波加工等非传统加工方法，分析其独特的优势和适用范围，以及在难加工材料和微细结构制造中的重要作用。此外，我们还将探讨表面工程技术，包括抛光、研磨、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、阳极氧化、电镀、热喷涂等，它们如何赋予工件特定的表面性能，如耐磨损、耐腐蚀、导电性或绝缘性。 第三部分：精密制造中的自动化与智能化 随着工业4.0概念的兴起，自动化与智能化已成为精密制造不可或缺的组成部分。本部分将聚焦于数控（CNC）技术的演进，从基础的G代码控制到先进的五轴联动、动态补偿等技术，并探讨其在提高生产效率和加工精度方面的作用。机器人技术在制造过程中的应用也将是重点，包括工业机器人的轨迹规划、力反馈控制、视觉引导以及在装配、搬运、焊接、打磨等领域的集成应用。我们将深入探讨制造执行系统（MES）和企业资源规划（ERP）系统如何实现生产过程的信息化管理和优化。此外，人工智能（AI）与机器学习（ML）在精密制造中的应用前景也将被广泛讨论，例如通过机器学习优化加工参数、预测设备故障、实现自适应制造以及进行智能质量检测。数字孪生（Digital Twin）技术如何通过虚拟仿真与实体制造的联动，实现过程的优化和预测性维护，也将被详细阐述。 第四部分：质量控制与检测技术 在精密制造领域，质量是生命线。本部分将全面介绍尺寸和形位公差的检测方法，包括接触式测量（如三坐标测量机CMM、高度规）和非接触式测量（如光学测量、激光扫描、机器视觉）。我们将深入探讨表面粗糙度、表面缺陷的检测技术，以及材料内部缺陷的无损检测方法（如超声波探伤、X射线探伤）。过程监控与反馈控制是保证产品质量的关键，我们将分析如何利用传感器实时监测加工过程中的关键参数，并实现自动化的闭环控制。统计过程控制（SPC）的应用，以及如何通过数据分析来识别和消除生产过程中的变异，也将是本部分的重点。此外，我们将探讨产品全生命周期质量管理的理念，以及如何将质量控制贯穿于设计、制造、检验、使用和维护的各个环节。 第五部分：绿色制造与可持续发展 面对日益严峻的环境挑战，绿色制造已成为现代工业发展的必然选择。本部分将探讨节能降耗的制造工艺，如采用低能耗的加工方法、优化能源利用效率。减少和回收废弃物的策略，包括材料的循环利用、减少切削液和润滑油的消耗、以及对加工废料进行有效的回收处理。环保材料的选择与应用，以及如何开发和使用对环境影响更小的加工介质。清洁生产技术的应用，如减少有害物质排放、优化空气和水处理系统。本书将强调，通过实施绿色制造，不仅能履行企业的社会责任，更能提升企业的竞争力，实现经济效益与环境效益的双赢。 本书的宗旨在于为工程师、设计师、生产管理者以及所有对精密制造技术感兴趣的读者提供一个全面、深入的视角。它不仅讲解“是什么”，更深入探究“为什么”和“怎么做”，旨在激发创新思维，推动制造业向更高精度、更高效率、更绿色可持续的方向发展。

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这本书最令我印象深刻的是其对“良率”这一核心概念的深刻剖析。在半导体制造领域，良率直接关系到生产成本和企业利润，是衡量制造水平的重要指标。作者并没有将良率简单地视为一个统计数字，而是将其分解为多个相互关联的因素，并详细分析了每个因素是如何影响最终良率的。他探讨了从原材料纯度、设备可靠性、工艺稳定性，到环境控制、人员培训等各个方面。我特别喜欢其中关于“缺陷的根源分析”的部分，作者通过大量的实例，展示了如何运用统计工具和科学方法，准确地识别出导致良率下降的根本原因，并提出有效的改进措施。这种严谨的分析方法，让我认识到良率提升并非偶然，而是持续优化和精细化管理的结果。对于像我这样希望在实际工作中提高生产效率和产品质量的人来说，这本书提供了宝贵的理论指导和实践经验。它让我明白，要真正掌握半导体制造技术，就必须对每一个环节都给予足够的重视，并不断追求卓越。

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这本书的独特之处在于它并非仅仅聚焦于“如何做”，而是更侧重于“为什么这样做”。作者在深入探讨各项制造工艺时，总是会追溯其背后的物理原理和化学机理，并详细阐述这些原理如何指导了工艺的设计和优化。例如，在讲解光刻技术时，他不仅仅介绍了不同代际的光刻设备的演进，更花了很多篇幅来解释衍射、干涉等光学原理如何限制了分辨率，以及如何通过提高数值孔径、改变光源波长等方式来不断突破这些限制。这种深入浅出的讲解方式，让那些复杂的物理化学概念变得易于理解。我之前阅读过一些介绍半导体制造的书籍，它们往往直接给出工艺流程和参数，让人感觉像是在学习一套固定的配方，而这本书则给了我“解构”这些配方的能力。作者在分析每一步工艺时，都会考虑其对后续步骤的影响，以及对最终器件性能的贡献。这种系统性的思维方式，不仅提升了我对工艺本身的理解，更重要的是，它培养了我从全局角度审视制造过程的能力，让我能够更好地分析和解决实际生产中遇到的问题。

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我非常欣赏这本书在讲解复杂概念时所采用的类比和可视化方法。虽然半导体制造技术本身非常抽象，但作者巧妙地运用了一些我们生活中常见的例子来解释复杂的物理和化学过程。例如，在描述晶体管的工作原理时，他将电子的流动比作水在管道中的流动，将栅极的控制作用比作水龙头，这种生动的比喻让我瞬间就理解了原本难以理解的概念。此外，书中还穿插了大量的图表、流程图和照片，这些视觉化的元素极大地增强了文本的可读性和理解性。我尤其喜欢那些展示半导体制造过程中不同环节的显微照片，它们让我得以窥见微观世界的神奇，也让我对制造工艺的精细程度有了直观的感受。这本书真正做到了寓教于乐，让学习过程变得轻松而有趣。对于像我这样非专业背景但对半导体制造技术充满好奇的读者来说，这本书无疑是入门的绝佳选择。

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这本书的一大亮点在于其对前沿技术发展趋势的精准预测和深入分析。作者在书中对未来几年内半导体制造领域可能出现的技术突破，如EUV光刻技术的进一步普及、3D NAND闪存的垂直集成技术、以及新一代的半导体材料应用等，都进行了非常详尽的探讨。他不仅仅列举了这些技术，更重要的是分析了这些技术背后的驱动因素，比如摩尔定律的挑战、高性能计算的需求、以及物联网的快速发展等。这些分析让我对半导体产业未来的发展方向有了更清晰的认识，也为我个人的学习和职业规划提供了重要的参考。此外，书中关于绿色制造和可持续发展的内容也给我留下了深刻的印象。作者探讨了如何在提高生产效率的同时，减少对环境的影响，例如通过优化工艺流程降低能耗、回收利用化学品等。这让我看到了半导体产业在追求技术进步的同时，也积极承担起社会责任。

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这本书的封面设计简约而专业，散发着一种严谨的学术气息。当我第一次翻开它时，就被其精炼的语言和清晰的结构所吸引。作者在开篇就为我们勾勒出了半导体制造技术发展脉络的宏大图景，让我对这个日新月异的领域有了初步却深刻的认识。随后，他并没有急于深入技术细节，而是花费了相当篇幅来探讨影响半导体产业发展的宏观因素，比如全球经济格局、技术瓶颈的突破方向、以及国家层面的战略布局等等。这些内容并非冰冷的理论堆砌，而是通过大量的案例分析和历史回顾，生动地展现了半导体产业是如何在复杂多变的外部环境中不断演进和壮大的。这一点对我这样一个初学者来说尤为重要，因为它帮助我建立起一个更广阔的视野，理解了技术创新背后所蕴含的经济和社会驱动力。我尤其欣赏作者在分析市场趋势时所展现出的洞察力，他能够预见未来几年甚至十几年内可能出现的关键技术突破和市场需求变化，这让我对接下来的学习内容充满了期待。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一次引人入胜的产业史诗，让我对半导体制造这个看似遥远的领域产生了浓厚的兴趣。

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