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出版者:清华大学出版社

作者:李玉和

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:2004-6-1

价格:26.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302083559

丛书系列:

图书标签:

• 微装配
• 微操作
• 精密仪器
• 微纳技术
• 机械工程
• 自动化
• 制造工程
• 机器人技术
• 实验技术
• 工业工程

好的，这是一份关于一本名为《微装配与微操作技术》的图书的详细简介，内容旨在准确描述该领域的前沿进展与核心技术，同时避免提及您不希望包含的任何信息。 --- 图书简介：微装配与微操作技术 一、 概述与背景 在当代高科技产业中，电子设备、生物医学器械、精密仪器以及先进材料等领域对元件尺寸的微小化和功能集成度的提升提出了前所未有的挑战。随着制造技术迈向纳米尺度，传统的大型机械加工和装配方法已无法满足精度和效率的要求。因此，发展和掌握微装配与微操作技术已成为支撑下一代精密工程和微纳系统制造的关键能力。 本书全面、系统地介绍了微观尺度下物体识别、精确抓取、定位、连接与组装的核心理论、关键技术和实际应用。它不仅深入探讨了支撑这些操作的基础物理学原理，更着重阐述了面向实际生产需求的工程化解决方案。 二、 核心内容深度解析 第一部分：微观操作的物理基础与环境控制 本部分为理解和执行微操作奠定理论基础。 1. 微观尺度的力学行为： 详细分析了在微米量级下，表面张力、范德华力、静电力、布朗运动以及流体力学效应（如雷诺数极低时的特性）对微小物体行为的主导作用。重点阐述了如何利用或克服这些力来进行有效操作。 2. 环境因素的影响与控制： 探讨了洁净室环境（如温湿度、气流速度）对微装配过程的敏感性。引入了主动减振技术和气流管理策略，确保操作环境的稳定性，这是实现高精度装配的先决条件。 3. 微操作的能量学考量： 讨论了在极小尺度下，能量输入、热效应以及机械能的有效传递机制，为设计高效的驱动系统提供理论支撑。 第二部分：微操作工具与末端执行器设计 高效的微操作依赖于设计精巧的工具。本部分聚焦于各类微型抓取和操作工具的原理、结构及材料选择。 1. 机械式微抓手技术： 涵盖了基于MEMS技术、形状记忆合金（SMA）、压电驱动和电磁驱动的柔性与刚性微夹具。详细分析了多指夹持、真空吸附、激光镊子等技术在抓取异形、易损微元件时的适用性。 2. 非接触式操作技术： 深入研究了声波（聚焦超声波）、光镊（特别是高数值孔径光束的使用）、磁场操控等非接触式方法。阐述了如何精确控制这些场对微粒进行无损转移和定位。 3. 表面工程与附着力控制： 讨论了如何通过表面涂层改性（如超疏水、超亲水表面处理）来调控微物体与操作工具、工作台之间的附着力，实现“粘附-释放”的精确控制。 第三部分：微装配与集成技术 这是本书的核心应用部分，聚焦于如何将分离的微元件精确地组合成功能系统。 1. 高精度对准与定位系统： 介绍了基于视觉反馈、激光干涉测量和原子力显微镜（AFM）探针反馈的亚微米级甚至纳米级对准算法与硬件实现。重点讨论了实时误差补偿机制。 2. 微连接技术： 全面覆盖了微尺度下的连接工艺，包括： 低温共晶焊与超声波辅助连接： 适用于敏感元件的无损连接。 激光诱导烧结与熔融连接： 针对金属与半导体微柱的可靠互联。 分子间键合（如范德华键合）： 在硅片键合和生物芯片制造中的应用。 3. 微系统（MEMS/NEMS）的集成： 探讨了三维异构集成（3D Heterogeneous Integration）的挑战，包括倒装芯片（Flip-Chip）、微环氧塑封（Micro-Encapsulation）以及高密度互连（HDI）中的微装配策略。 第四部分：自动化与智能控制 为实现大规模、高可靠性的微制造，自动化和智能控制是必不可少的环节。 1. 机器视觉与图像处理： 讲解了用于微观世界的高分辨率成像系统（如共聚焦显微镜、扫描电子显微镜的在线应用），以及用于特征提取、姿态估计和缺陷检测的深度学习模型在实时控制中的应用。 2. 反馈控制与运动规划： 介绍了先进的PID控制、模糊控制以及模型预测控制（MPC）在补偿微操作过程中的非线性误差和环境扰动方面的应用。 3. 人机协作与远程操控： 讨论了如何设计直观的、高带宽的远程操控界面，使专家能够通过力反馈或触觉再现技术，对复杂微装配任务进行干预和优化。 三、 目标读者与价值 本书是为从事微电子制造、生物医学工程、光电集成、精密仪器设计以及相关领域的研究人员、高级工程师和高年级本科生/研究生量身定制的权威参考书。它不仅提供了深入的理论分析，更结合了大量工程实例和最新的研究成果，旨在帮助读者掌握从原理理解到工程实践的全套微装配与微操作技术知识体系，有效应对当前及未来微纳技术发展中的核心挑战。通过阅读本书，读者将能够理解并设计出更高精度、更高集成度、更具柔性的微观制造与组装方案。

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