微機電係統設計與製造

微機電係統設計與製造 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:國防工業
作者:本社
出品人:
頁數:371
译者:
出版時間:2005-12
價格:32.00元
裝幀:
isbn號碼:9787118041217
叢書系列:
圖書標籤:
  • 專業
  • 微機電係統
  • MEMS
  • 傳感器
  • 微製造
  • 集成電路
  • 設計
  • 工藝
  • 材料
  • 電子工程
  • 機械工程
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具體描述

本書概要地介紹MEMS的設計與製造,全書共分7章,內容包括:MEMS的概論,MEMS的設計,集成電路(IC)基本製造技術,MEMS的製造技術,微傳感器,微執行器以及MEMS的應用及檢測技術。

本書針對非微電子專業的高年級本科生和研究生學習MEMS技術之用。通過對本書的學習,使讀者能夠在集成電路製造技術方麵,獲得必要的知識,同時對MEMS的設計與製造有一個比較完整的瞭解,為開展MEMS的研究奠定必要的基礎。

《微機電係統設計與製造》 本書深入探討瞭微機電係統(MEMS)領域的設計、製造及應用。MEMS技術作為一項顛覆性的技術,將微小的機械結構與電子元件集成在同一芯片上,催生瞭眾多創新應用,覆蓋瞭從消費電子到醫療健康,再到航空航天等廣泛領域。 本書內容梗概: 第一部分:MEMS基礎理論與技術 1. MEMS概述與發展曆程: 詳細闡述MEMS的定義、關鍵技術特性及其在現代科技中的重要地位。 迴顧MEMS技術的起源、關鍵突破以及當前的發展趨勢,例如嚮更復雜的係統集成、生物兼容性MEMS以及能源收集MEMS等方嚮的演進。 分析MEMS技術在推動物聯網、智能製造、可穿戴設備等新興産業中的核心作用。 2. 微機械加工技術: 體矽加工(Bulk Micromachining): 深入介紹各嚮異性濕法刻蝕、等嚮濕法刻蝕等傳統體矽加工技術,分析其適用範圍、優缺點以及在傳感器和執行器製造中的應用案例,如加速度計、壓力傳感器等。 錶麵矽加工(Surface Micromachining): 詳細講解錶麵矽加工的基本流程,包括犧牲層、結構層沉積、刻蝕等關鍵步驟。重點介紹LPCVD、PECVD等薄膜沉積技術,以及RIE、ICP等乾法刻蝕技術在實現復雜三維結構中的作用。探討其在微鏡、微執行器等領域的應用。 LIGA技術: 詳細介紹X射綫光刻(Lithography)、深層電鍍(Electroplating)和塑模成型(Moldeling)等LIGA工藝的步驟,分析其能夠製造高縱橫比、高精度金屬或聚閤物微結構的能力,並闡述其在微流控芯片、微電機等領域的獨特優勢。 其他微加工技術: 介紹激光燒蝕、超聲加工、微注塑、3D打印等新興微加工技術,分析其工藝特點、適用材料及在快速原型製造和特殊結構設計中的應用潛力。 3. 微執行器與微傳感器原理: 微執行器: 靜電驅動: 深入講解靜電驅動的物理原理,分析梳狀執行器、平行闆執行器等典型結構的工作機製,探討其在微鏡陣列、微閥等中的應用。 壓電驅動: 闡述壓電效應及其在微執行器中的應用,介紹壓電陶瓷材料及其在微泵、微緻動器中的優勢。 熱驅動: 解釋熱膨脹效應在微執行器中的應用,介紹熱膨脹驅動器(TMA)、阻性加熱器驅動器等工作原理。 磁驅動: 介紹微型電磁綫圈、永磁體等在微執行器中的應用,分析其在微泵、微開關等中的作用。 微傳感器: 壓阻式傳感器: 講解壓阻效應,分析應變片粘貼與布設技術,介紹基於壓阻效應的壓力傳感器、加速度計等。 電容式傳感器: 闡述電容變化原理,分析可變極闆電容、介電常數變化電容等工作模式,介紹其在加速度計、濕度傳感器、生物傳感器中的應用。 壓電式傳感器: 介紹壓電效應在力、壓力、振動等物理量檢測中的應用,分析壓電薄膜材料及其在微加速度計、微麥剋風中的應用。 熱敏式傳感器: 講解電阻溫度變化、熱電效應等原理,介紹熱敏電阻、熱電偶在溫度、流量、紅外檢測中的應用。 光學傳感器: 介紹光電效應、光摺變效應等,分析MEMS在光開關、光調製器、光譜儀等中的應用。 生物傳感器: 探討MEMS技術在生物分子檢測、血糖監測、藥物輸送等生物醫學領域的應用,介紹微流控芯片與生物識彆元件的集成。 第二部分:MEMS係統設計與集成 1. MEMS設計流程與仿真: 詳細介紹MEMS産品從概念到原型設計的完整流程。 重點介紹MEMS設計工具(如COMSOL Multiphysics, ANSYS MEMS, IntelliSuite等)的使用,包括幾何建模、材料屬性定義、物理場耦閤仿真(如結構-電場、結構-流體、熱-結構等)。 分析如何通過仿真優化設計參數,預測器件性能,並指導製造工藝。 2. MEMS封裝技術: 深入研究MEMS器件的封裝技術,分析其對器件性能、可靠性和成本的影響。 鍵閤技術: 詳細介紹和比較各種鍵閤技術,包括陽極鍵閤、共晶鍵閤、直接鍵閤、玻璃燒結鍵閤、金屬填充鍵閤等,分析其適用材料、工藝條件及優缺點。 互連技術: 介紹MEMS與外部電路的連接方式,如引綫鍵閤、芯片級封裝(CSP)、晶圓級封裝(WLP)、矽通孔(TSV)等,並分析其在小型化、高性能封裝中的重要性。 保護與隔離: 探討如何通過封裝保護MEMS器件免受環境汙染、濕度和機械損傷,以及如何實現MEMS與其他器件的隔離,例如氣體隔離、真空封裝等。 3. MEMS係統集成與應用: 微流控係統: 詳細介紹微流控芯片的設計、製造和應用,包括微通道、微閥、微泵、混閤器等關鍵組件,以及其在實驗室芯片(Lab-on-a-Chip)、藥物篩選、DNA測序等領域的應用。 慣性傳感器係統: 深入分析MEMS加速度計、陀螺儀的工作原理,討論其在智能手機、汽車電子、無人機等領域的應用。 射頻MEMS(RF MEMS): 介紹射頻MEMS開關、調諧器、濾波器等器件,分析其在高頻通信、無綫網絡等領域的優勢。 生物MEMS(BioMEMS): 探討MEMS在生物醫學診斷、治療和健康監測中的應用,如微針陣列、細胞分選芯片、微型化生物反應器等。 光學MEMS(MOEMS): 介紹MEMS技術在光學係統中的應用,如可調諧激光器、微型光譜儀、光開關、光調製器等。 本書的特點: 理論與實踐相結閤: 本書不僅提供瞭紮實的MEMS基礎理論知識,還結閤瞭大量實際的工程案例和設計方法,幫助讀者將理論應用於實踐。 全麵性: 涵蓋瞭MEMS設計、製造、封裝和應用等各個環節,為讀者提供一個完整的MEMS知識體係。 前瞻性: 關注MEMS技術的最新發展趨勢和前沿應用,引導讀者瞭解MEMS領域的未來發展方嚮。 易於理解: 采用清晰的語言和圖示,使讀者能夠輕鬆理解復雜的MEMS概念和技術。 本書適閤從事MEMS研究、開發、設計、製造和應用的工程師、科研人員及相關專業的學生閱讀。通過學習本書,讀者將能夠深入理解MEMS技術的原理,掌握MEMS的設計與製造方法,並能夠將其應用於各種創新性産品和係統中。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

评分☆☆☆☆☆

拿起這本書,我感受到瞭一種沉甸甸的專業感。標題“微機電係統設計與製造”本身就點明瞭一個極具挑戰性和前沿性的技術領域。我推測這本書的內容會非常詳盡,從基礎理論到實踐應用,覆蓋麵會相當廣泛。我期待它能詳細闡述微機電係統的基本工作原理,例如微小的梁如何産生形變,微型的電機如何實現鏇轉,微型的泵如何驅動流體。這些微觀層麵的運動和功能是如何被設計齣來的,其背後的物理原理是什麼,書中應該會有深入的講解。同時,我也對“設計”這個詞充滿瞭好奇。微機電係統的設計需要考慮哪些特殊的因素?例如,錶麵效應在微觀尺度下是如何影響器件性能的?如何進行材料選擇以適應微製造工藝的要求?書中是否會介紹一些通用的設計流程和方法,以及如何使用專業的軟件工具來完成設計和仿真?在“製造”方麵,我更是充滿瞭探索的欲望。書中會介紹哪些關鍵的微製造技術?比如,如何進行精密的光刻和刻蝕,如何實現各種薄膜的沉積和圖案化,以及如何進行器件的封裝和集成。我希望這本書能提供一些具體的工藝參數和設備介紹,讓我對這些“看不見”的製造過程有一個更直觀的瞭解。這本書在我看來,是通往微機電係統技術核心的指南,它將幫助我理解這些精密的微型裝置是如何被創造齣來的。

评分☆☆☆☆☆

捧讀這本《微機電係統設計與製造》,我仿佛打開瞭一扇通往微觀世界的大門。這本書的名字就足以引發我對那些精巧絕倫的微型機械裝置的無限遐想。我預測書中會詳細地介紹微機電係統的基本原理,包括其核心的機械結構、驅動方式以及傳感機製。例如,書中可能會講解微型的陀螺儀是如何通過檢測角速度來實現姿態穩定的,或者微型的加速度計是如何通過感知慣性力來測量運動狀態的。更令我期待的是,這本書或許會深入到微機電係統的設計流程,例如,如何根據特定的應用需求,選擇閤適的材料、設計閤適的微結構,並利用先進的計算機輔助設計(CAD)工具進行三維建模和性能仿真。在製造方麵,我尤其好奇那些能夠達到微米級甚至納米級精度的製造工藝。書中是否會詳細介紹光刻技術、刻蝕技術、薄膜沉積技術以及鍵閤技術等關鍵工藝步驟?這些工藝是如何在矽片或其他基材上精確地“雕刻”齣復雜的微型結構,並實現不同功能器件的集成的?我希望這本書能給我帶來一種“技近乎道”的感覺,讓我領略到工程師們在微觀尺度上所展現齣的非凡創造力和精湛技藝。這本書無疑將是我的一個重要參考,幫助我理解和探索這個充滿無限可能的技術領域。

评分☆☆☆☆☆

當我看到《微機電係統設計與製造》這本書時,立刻被其專業性和前沿性所吸引。我設想這本書的內容會非常係統且深入,首先會為讀者建立起對微機電係統的基本認知,包括其核心組成部分、工作原理以及在現代科技中的重要地位。我期待書中能夠詳細闡述微機電係統的設計方法,例如如何將復雜的機械功能集成到微小的芯片上,如何通過閤理的結構設計和材料選擇來優化器件的性能,以及如何利用先進的仿真軟件來預測和驗證設計效果。我尤其好奇書中是否會介紹一些具體的微機械結構,比如微振鏡、微泵、微驅動器等,以及它們是如何被設計齣來的。在“製造”方麵,我充滿瞭探索的欲望,書中會詳細介紹哪些關鍵的微製造工藝?我猜測會包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、微成型、錶麵處理等一係列高精度的加工技術。我希望書中能提供一些具體的工藝流程和設備介紹,讓我能夠理解這些微型裝置是如何一步步被“雕刻”齣來的。這本書對我而言,不僅是一本技術指南,更是一扇讓我窺探微觀世界精密工程奧秘的窗口,它將幫助我構建起對微機電係統從設計到製造的完整知識體係。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔而有力,標題“微機電係統設計與製造”更是直接點明瞭其核心內容。我猜測這本書的定位是為有誌於深入瞭解微機電係統技術的人士提供全麵的知識體係。我期待書中會首先從宏觀上介紹微機電係統(MEMS)的定義、發展曆程以及其在各個領域的廣泛應用,例如在汽車、醫療、通信、消費電子等行業的關鍵作用。隨後,我希望它能深入到微機電係統的設計層麵,講解如何進行器件的結構設計、材料選擇、驅動與傳感機製的實現,以及如何利用仿真軟件進行性能預測和優化。例如,書中是否會介紹微慣性傳感器(如陀螺儀、加速度計)的設計原理?如何利用微電機和微執行器來實現微流控控製?在製造方麵,我充滿好奇,書中會詳細介紹哪些微製造工藝?我猜測會包括傳統的矽基微製造技術,如光刻、乾濕法刻蝕、薄膜沉積、鍵閤等,也可能涉及一些新興的製造技術。我希望書中能給齣具體的工藝流程圖和關鍵參數,讓我能夠理解一個微型器件是如何被製造齣來的。這本書將是我學習微機電係統的一個重要參考,幫助我建立起對這一前沿技術的係統認知。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題“微機電係統設計與製造”本身就傳遞齣一種精密、復雜和高度集成的信息。我推測這本書的內容會非常詳實,能夠為讀者提供一個從概念到實現的完整圖景。我期待書中會首先係統地介紹微機電係統的基本概念,包括其定義、關鍵技術、發展趨勢以及在各個應用領域的舉例,比如在生物醫療、航空航天、汽車電子等方麵的突破性進展。隨後,我希望它能深入到“設計”的核心,講解微機電係統的設計流程,包括如何進行器件的結構設計、材料選擇、驅動方式的確定、傳感機製的構建,以及如何利用各種仿真工具對設計進行優化和驗證。我特彆感興趣的是書中是否會介紹一些具體的微機械設計原理,例如微梁的彎麯、微齒輪的嚙閤、微閥門的開關等。在“製造”方麵,我更是充滿好奇,書中會詳細講解哪些微製造工藝?我猜測會涉及矽基微製造技術,如光刻、刻蝕、薄膜沉積、鍵閤等,以及可能的一些非矽基微製造技術。我希望書中能提供一些實際的工藝流程描述和關鍵的工藝控製要素,讓我能夠理解這些微型器件是如何被精確地製造齣來的。這本書對我而言,是瞭解和掌握微機電係統技術的必不可少的參考資料。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引人,簡潔大方,卻又透露齣一種科技的厚重感。拿到手裏,紙張的質感也很好,散發著淡淡的墨香,讓人忍不住想要立刻翻開它。雖然我對微機電係統的具體技術細節可能瞭解不多,但從這本書的整體氛圍來看,它無疑是為那些對精密製造、微納尺度技術充滿好奇和探索欲的讀者量身定做的。我設想,這本書會像一位經驗豐富的導師,帶領我逐步深入一個前沿的科學領域。書中或許會描繪齣工程師們如何在微小的空間裏,通過巧妙的設計和精密的工藝,創造齣具有非凡功能的器件。那些令人驚嘆的微型傳感器、執行器,以及它們在醫療、通信、航空航天等領域的廣泛應用,都在我的腦海中勾勒齣一幅幅令人振奮的畫麵。我期待書中能夠詳盡地介紹這些微機電係統的設計原理,是如何在如此微小的尺度上實現復雜的機械運動和功能,這其中一定蘊含著許多令人稱奇的工程智慧。同時,製造過程的復雜性也讓我充滿好奇,從材料的選擇到光刻、蝕刻、沉積等一係列精密加工技術,每一步都可能需要極高的精度和控製力。這本書或許會揭示這些“看不見的”製造過程,讓我理解“製造”這兩個字在微納世界裏所蘊含的深刻含義,以及其中蘊含的挑戰與創新。它不僅僅是關於技術,更是一種對人類智慧和創造力的展現。

评分☆☆☆☆☆

初讀這本書的標題,我立刻被“微機電係統”這個詞匯所吸引,它暗示瞭一個結閤瞭機械工程和電子工程的跨學科領域,並且強調瞭其微小的尺度。我設想這本書的內容會非常深入和係統,首先會從概念層麵介紹微機電係統是什麼,它們有哪些關鍵組成部分,以及它們在現代科技中的重要作用。我期待書中能詳細闡述微機電係統的設計哲學,例如如何在微米尺度上實現復雜的機械功能,如何利用各種物理效應(如壓電效應、靜電作用、熱膨脹等)來驅動和傳感。我特彆好奇書中是否會涉及微機電係統的建模和仿真技術,如何利用先進的軟件工具來預測器件的性能,以及如何進行參數優化以達到最佳的設計效果。在“製造”方麵,我充滿期待,書中會介紹哪些核心的微製造技術?我猜測會包括光刻、刻蝕、薄膜沉積、微成型、錶麵處理等一係列精密的工藝流程。我希望書中能給齣一些實際的製造案例,展示工程師們是如何將設計圖紙轉化為真實的微型器件。這本書不僅僅是關於技術的知識,更是一種對精密工程和創新的緻敬,它將為我打開一扇瞭解微觀世界奇妙運作的大門。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到這本書,我便被“微機電係統設計與製造”這個充滿科技感和前沿性的標題所吸引。我設想這本書會為我打開一扇瞭解微觀世界精密工程的窗戶。我期待它能詳細介紹微機電係統的基本原理,例如微小的機械結構是如何被設計和驅動的,以及如何利用物理效應來實現傳感功能。書中是否會深入探討微機電係統的設計流程,包括如何根據具體應用需求,選擇閤適的材料,進行結構建模,並利用專業的仿真軟件進行性能分析和優化?我尤其對“製造”這個環節充滿瞭好奇,書中會介紹哪些關鍵的微製造技術?比如,光刻、刻蝕、薄膜沉積、微成型等工藝在微機電係統製造中的應用,以及它們的優缺點和適用範圍。我希望書中能提供一些具體的案例,展示工程師們是如何通過精密的工藝將設計理念轉化為實際的微型器件,例如微型泵、微型閥、微型馬達等。這本書對我而言,不僅是技術知識的傳遞,更是一種對工程智慧和創新精神的展現,它將幫助我更深入地理解和探索這個迷人的微機電係統領域。

评分☆☆☆☆☆

這本書的標題《微機電係統設計與製造》勾起瞭我對那個微小而強大的世界的濃厚興趣。我腦海中浮現齣各種各樣令人驚嘆的微型設備,它們隱藏在我們的日常生活中,卻扮演著至關重要的角色。我猜想這本書會首先係統地介紹微機電係統的基本概念和分類,比如MEMS(微機電係統)和NEMS(納米機電係統)的區彆,以及它們在傳感器、執行器、微流控設備等方麵的應用。然後,我期待它能深入探討微機電係統的設計方法論,包括如何從係統的功能需求齣發,進行機械結構設計、材料選擇、器件布局以及性能分析。我特彆希望能看到書中關於微設計工具和仿真方法的介紹,例如如何利用有限元分析(FEA)來預測微器件的力學行為,如何進行電熱耦閤分析來優化器件的性能。在製造方麵,我充滿好奇,書中會詳細講解哪些關鍵的微製造技術?例如,微矽加工技術中的光刻、刻蝕、薄膜沉積、鍵閤等工藝,或者更先進的3D微納製造技術。我希望這本書能提供一些具體的工藝流程示例,讓我瞭解一個微器件是如何從一塊矽片一步步“生長”齣來的。這本書對我來說,不僅是一本技術手冊,更是一扇瞭解前沿科技發展脈絡的窗口,它將幫助我構建起對微機電係統從設計到製造的完整認知框架。

评分☆☆☆☆☆

初次接觸這本書,我首先被其標題所吸引:“微機電係統設計與製造”。這幾個字本身就傳達瞭一種前沿性和實用性相結閤的信息。微機電係統,顧名思義,是機械和電子技術的深度融閤,並且其尺度達到瞭微米甚至納米級彆,這本身就充滿瞭神秘感和挑戰性。我設想這本書的內容會非常詳實,它不僅僅會停留在概念層麵,更會深入到實際的設計流程和製造工藝。我期待它能詳細闡述一個微機電係統從概念構思到最終成品的整個生命周期。例如,在設計部分,書中可能會介紹如何利用各種仿真軟件來模擬微機電係統的力學、電學、熱學等特性,如何進行參數優化以達到最佳性能。而在製造部分,我猜想它會詳細介紹各種微製造技術,比如濕法刻蝕、乾法刻蝕、薄膜沉積、光刻、三維打印等,以及這些技術在不同材料和不同結構上的應用。我還會關注書中是否會提到一些具體的案例研究,通過實際産品的開發過程來展示設計與製造的挑戰和解決方案。這些案例不僅能加深我對理論知識的理解,更能讓我感受到工程師們在實際工作中是如何剋服睏難,將創新想法變為現實的。這本書在我看來,是連接理論與實踐的橋梁,是通往微機電係統這一高技術領域的必經之路。

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