先进电子制造技术:信息装备的能工巧匠

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出版者:国防工业出版社
作者:张立鼎
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2000-1-1
价格:35
装帧:简裝本
isbn号码:9787118021646
丛书系列:
图书标签:
  • 电子制造
  • 先进制造
  • 信息装备
  • 工艺技术
  • 材料科学
  • 精密制造
  • 集成电路
  • 封装技术
  • 质量控制
  • 生产管理
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具体描述

蓝图之外:信息时代的隐形力量 一、 序言:被遗忘的基石 在信息技术飞速发展的今天,我们身处一个由智能手机、高速网络和海量数据构筑的数字世界。然而,当我们惊叹于处理器的运算速度、屏幕的细腻程度以及软件的迭代更新时,很少有人会驻足思考,支撑这一切的物质基础——那些精密的电子元器件是如何被创造出来的?它们如同看不见的骨架,默默承载着整个信息社会的重量。 本书并非聚焦于光鲜亮丽的芯片设计、复杂的算法优化,亦非探讨新兴的量子计算或人工智能的前沿理论。相反,我们将目光投向一个更加基础、却被主流视野所忽视的领域:先进的电子制造工艺与技术。 我们旨在揭示,从沙粒到集成电路,从原材料到精密电子设备的漫长而艰辛的转化过程,这些“隐形的工匠技艺”才是信息装备得以实现其“智能”的根本所在。 二、 电子制造的“大工艺”范畴 电子制造,远非简单的组装和焊接。它是一个涉及材料科学、精密机械、光学工程、化学工程乃至环境控制的综合性学科群。本书将深入探讨以下几个核心制造维度,它们共同构成了信息装备的物理现实: 1. 基础材料的嬗变与纯化: 电子工业对材料的要求达到了人类工业历史上的一个前所未有的高度。我们首先要剖析的,是半导体级硅晶圆的制备。这不仅仅是熔化二氧化硅那么简单,而是涉及提纯至“十一个九”(99.999999999%)甚至更高纯度的冶金过程。从直拉法(Czochralski Process)到区熔法(Float Zone Technique),每一步的温度梯度控制、晶体缺陷的抑制,都直接决定了最终芯片的良率与性能上限。我们还会考察特种功能薄膜材料的沉积,如高介电常数材料(High-k)、金属栅极材料的原子层沉积(ALD)技术,它们如何突破了传统二氧化硅栅极的物理极限。 2. 微纳尺度的雕刻艺术——光刻技术深度解析: 光刻(Photolithography)是现代电子制造皇冠上的明珠,是决定特征尺寸(Feature Size)的关键。本书将详细拆解这一过程的复杂性,重点放在对深紫外(DUV)和极紫外(EUV)光刻的工艺挑战上。 光源系统的挑战: 聚焦于EUV光源的产生——激光等离子体(LPP)技术,其对激光脉冲、锡液滴控制以及真空环境的极端要求。 掩模版的制作与缺陷控制: 面对纳米级的图案转移,掩模版(Mask)本身的精度和污染控制达到了近乎苛刻的程度。如何检测和修复亚纳米级的缺陷,是制造良率的生命线。 光刻胶的化学反应动力学: 光刻胶作为感光材料,其曝光、溶剂浸泡和显影过程中的化学反应速率、聚合物链断裂的精确控制,直接影响了线条的边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)。 3. 沉积、刻蚀与薄膜的精确控制: 在图案被刻画出来之后,材料的添加(沉积)和去除(刻蚀)是构建三维结构的核心。 干法刻蚀的技术演进: 重点分析反应离子刻蚀(RIE)、深度反应离子刻蚀(DRIE,如Bosch工艺)在实现高深宽比(Aspect Ratio)结构时,如何平衡侧壁的垂直度与对敏感结构的损伤。我们将探讨等离子体的激发模式、反应气体组分的细微变化如何影响刻蚀的选择性(Selectivity)和均匀性。 物理气相沉积(PVD)与化学气相沉积(CVD): 讨论磁控溅射(Sputtering)的靶材选择、溅射角度控制,以及LPCVD/PECVD在实现均匀厚度和优异的步骤覆盖率(Step Coverage)方面的工程实践。 三、 后端封装与集成:从芯片到系统的桥梁 即使是完美的裸晶圆(Die),也必须经过精密的封装才能投入实际应用。现代电子设备对轻薄化、高性能和高可靠性的追求,推动了封装技术向更微小、更复杂的方向发展。 先进的互连技术: 我们将审视铜(Cu)互连取代铝(Al)的工艺流程,特别是大马士革工艺(Damascene Process) 中铜的电镀填充技术,以及如何有效抑制铜原子扩散。 三维集成与异构集成: 探讨晶圆级封装(WLP)、倒装芯片(Flip-Chip)技术,以及关键的混合键合(Hybrid Bonding) 技术。这种技术如何实现芯片层与芯片层之间纳米级的精确对准和直接电连接,从而打破传统二维封装的I/O密度瓶颈。 散热与可靠性工程: 探讨在极小空间内如何有效导出数十瓦的热量,包括先进的导热界面材料(TIMs)和微流体散热方案在信息装备中的应用。 四、 质量控制与制造环境的极限要求 先进电子制造的另一个核心主题是“零缺陷”的追求。这要求对整个制造流程实施无与伦比的控制。 超净室(Cleanroom)的构建与维护: 探讨ISO等级标准的实际意义,以及对空气中颗粒物、震动、温湿度、静电荷的毫微级控制,如何避免一次微小污染导致整批产品的报废。 在线检测与量测技术(In-situ Metrology): 介绍如何利用电子束、X射线、激光散射等手段,在制造过程的每一个关键节点实时监测和反馈工艺参数,实现闭环控制。 五、 结论:制造的哲学 本书的最终目的,是让读者理解,我们今天所享受的数字便利,是建立在对物质世界进行前所未有精细调控的能力之上的。先进电子制造,本质上是一门关于“控制变量”的艺术和科学。 每一个纳米的进步,都凝结了对物理、化学、材料科学的深刻洞察和极致的工程实践。它揭示了信息时代的光环背后,那些沉默而坚韧的“能工巧匠”们,如何以极致的精度,将无形的电子信号固化为可触摸的物质实体。掌握这些制造的底层逻辑,才是真正理解现代信息装备制造能力的钥匙。

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读后感

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用户评价

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坦白讲,我对这个领域的新书抱有很高的期望,但失望的经历也很多。然而,这本书真正让我觉得“物有所值”的地方,在于它对未来制造趋势的深度挖掘,特别是对人工智能(AI)在电子制造中的赋能作用的探讨。书中专门辟出章节阐述如何利用机器学习算法优化复杂多步光刻胶的显影曲线,以适应更小的特征尺寸。这部分内容不仅展示了前沿的交叉研究方向,还提供了清晰的技术路线图,让我清楚地看到AI如何从根本上改变我们对制造参数的理解和控制。这种将最尖端的计算技术融入到传统精密制造中的视角,极大地拓宽了我的视野。它不再是简单地介绍如何造好一个芯片,而是展示了如何通过智能化的手段,以更低的成本、更高的效率,制造出性能更卓越的信息装备。这本书的格局之大、信息密度之高,让人不得不佩服作者的学识和远见,它无疑是当前电子制造领域不可多得的重量级著作。

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我通常对那些堆砌概念、缺乏实操指导的书籍嗤之以鼻,但我必须承认,这本书在理论深度和工程实用性之间找到了一个近乎完美的平衡点。它真正做到了“授人以渔”。书中对良率提升策略的分析尤其令人印象深刻,它没有停留在高喊“提升良率”的口号上,而是拆解了导致良率下降的几个核心物理和化学因素,并针对性地提出了在线检测和反馈控制的具体模型。我特别记下了关于等离子体刻蚀过程中的侧壁损伤控制方法,这部分内容详实到可以直接转化为SOP(标准操作规程)的修改建议。读完之后,我立即组织了我们团队的相关人员,针对书中的建议进行了一轮小规模的工艺验证,初步效果非常显著。这本书的语言风格非常直接、务实,没有太多冗余的修饰,直奔解决实际问题的核心,对于追求效率和结果的工程技术人员来说,简直是效率倍增的利器,它不仅仅是一本参考书,更像是一个可以随时翻阅的“疑难解答手册”。

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作为一个跨学科的学习者,我总希望找到那些能够打通不同领域知识壁垒的著作,而这本《先进电子制造技术》恰好符合我的期待。它不仅仅关注传统的半导体制造,还非常巧妙地将信息装备中的关键组成部分——传感器、执行器以及它们的集成电路——放在一个统一的制造体系下进行审视。书中对异构集成中热管理和可靠性评估的方法论介绍,给了我极大的启发。以往我们总是在单一领域内优化,但这本书教导我们要用系统工程的眼光看待整个信息装备的生命周期。例如,它在讨论特定功能薄膜沉积时,不仅仅分析了真空环境的控制,还延伸到了后道封装对器件性能衰减的影响,这种全流程的视角非常宝贵。阅读过程中,我时不时会停下来,对照自己正在进行的项目,重新审视设计与制造环节的耦合度。这本书的价值在于它提供了一种更宏大、更整合的思考框架,帮助我们跳出“点”的优化,走向“面”的突破,对于提升整体信息装备的性能具有指导意义。

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这本书的标题听起来就充满了硬核科技感,我最近确实在关注信息装备制造领域的新动向,所以毫不犹豫地入手了。拿到书后,第一印象是它装帧精美,内容排版也相当专业,看得出出版社在细节上是下过功夫的。我原本以为它会是一本晦涩难懂的纯理论教材,但翻阅下来发现,作者在讲解复杂的电子制造工艺时,穿插了大量的工程实例和实际应用案例。比如,书中对微纳加工中光刻技术的最新进展描述得非常细致,从传统的浸润式光刻到前沿的极紫外(EUV)技术,每一步的原理、面临的挑战以及最新的解决方案都被剖析得淋漓尽致。这对于我们这些在实际生产一线工作的工程师来说,无疑是巨大的福音,可以直接将书中的理论知识与我们日常遇到的瓶颈进行对接,寻找突破口。特别是关于先进封装技术的那一章,对异质集成和三维堆叠的讲解,简直是教科书级别的存在,让我对未来芯片的集成方式有了更深刻的理解,不再是雾里看花。这本书的价值在于它架起了理论与实践之间的桥梁,让“先进”的技术不再遥不可及。

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说实话,我是一个对技术细节有极高要求的读者,尤其是在面对“信息装备”这类高精尖领域时,如果只是泛泛而谈,是完全无法满足我的求知欲的。这本书在深度和广度上都给我带来了惊喜。它没有满足于介绍当前主流的技术路线,而是深入挖掘了底层材料科学与制造工艺之间的相互制约关系。比如,在探讨高精度印刷电路板(PCB)的制造过程中,它详细分析了不同层压材料在热冲击下的形变模型,甚至引用了最新的有限元分析数据来佐证观点。这种严谨的学术态度和对细节的执着,是很多市面上同类书籍所缺乏的。更让我欣赏的是,作者似乎对行业的未来发展方向有着敏锐的洞察力,书中关于柔性电子和可穿戴设备制造工艺的探讨,显得前瞻性十足。读完相关章节,我感觉自己不仅了解了“现在”,更窥见了“明天”的制造场景。这本书更像是一位经验丰富、学识渊博的行业泰斗,在向你倾囊相授他的毕生绝学,读起来酣畅淋漓,收获满满。

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