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出版者:机械工业出版社

作者:宣大荣

出品人:

页数:382

译者:

出版时间:2007-4

价格:36.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111208693

丛书系列:

图书标签:

• 教学
• 表面组装技术
• SMT
• 电子制造
• 焊接技术
• 印刷电路板
• 元器件
• 质量控制
• 生产工艺
• 微电子
• 自动化
• SMT设备

《微纳器件制造与集成》 本书聚焦于微纳尺度器件的精密制造与高效集成，为读者提供了一套系统性的理论框架与实践指导。在微电子、生物医学、光学、传感器等前沿科技领域，对器件尺寸的不断压缩以及功能的日益集成化提出了严峻挑战。本书正是为了应对这些挑战而生，旨在梳理和阐释当前微纳制造与集成领域的核心技术、发展趋势以及面临的关键问题。 第一部分：微纳器件制造的基础理论与关键工艺 本部分深入剖析了微纳尺度下材料的物理化学特性，探讨了微纳结构形成的基本原理。内容涵盖： 微纳材料学： 详细介绍了适用于微纳制造的各类材料，如硅基材料、 III-V族半导体、压电陶瓷、高分子材料、金属纳米材料等。重点阐述了这些材料在微纳尺度下的独特力学、电学、光学、热学性能，以及它们如何影响器件的性能和可靠性。同时，分析了材料选择与器件功能设计之间的相互关系。 光刻技术： 作为微纳制造的核心工艺之一，本书对不同代际的光刻技术进行了深入的讲解，包括紫外光刻（i-line, KrF, ArF）、深紫外光刻、极紫外光刻（EUV）以及电子束光刻、聚焦离子束等。详细阐述了光刻原理、工艺流程、关键设备、光刻胶材料的选择与特性、掩模版制造以及分辨率提升技术（如相移掩模、衍射光学元件等）。 刻蚀技术： 刻蚀是图形转移的关键步骤，本书全面介绍了干法刻蚀（如反应离子刻蚀RIE、感应耦合等离子体刻蚀ICP）和湿法刻蚀的原理、工艺参数对刻蚀速率、选择比、侧壁形貌的影响。重点分析了各向异性刻蚀与各向同性刻蚀的应用场景，以及三维微纳结构的制备挑战。 薄膜沉积技术： 涵盖了物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD，如APCVD, LPCVD, PECVD, ALD）等主流技术。详细介绍了不同沉积方法的原理、设备结构、工艺参数控制对薄膜厚度均匀性、致密性、附着力、电学和光学性能的影响。特别是原子层沉积（ALD）在超薄、高精度薄膜制备中的独特优势。 其他微纳制造技术： 介绍了包括微型机械加工（Micromachining，如体硅微加工、表面硅微加工）、纳米压印（Nanoimprint Lithography, NIL）、定向凝固、自组装等新兴或辅助性的微纳制造技术，并分析了它们在特定应用中的优势与局限性。 第二部分：微纳器件的集成与封装 本部分着眼于如何将分散的微纳器件有效地组织起来，实现更复杂的功能，并保护其免受环境影响。内容包括： 微纳互连技术： 探讨了微纳器件之间电气、光学、流体连接的关键技术。内容涵盖了金属化工艺（如多晶硅、铝、铜互连）、通孔技术（Through-Silicon Via, TSV）、三维堆叠（3D Stacking）中的互连挑战，以及光学波导与光器件的耦合。 多芯片模组（MCM）与三维集成： 详细阐述了将多个独立的芯片或器件在同一个封装基板上集成，以提高性能、减小体积、降低功耗的技术。重点介绍了不同类型的MCM结构、设计考虑以及三维集成技术的最新进展，如垂直互连技术（VTIA）、硅穿孔（TSV）的应用，以及如何解决热管理和信号完整性问题。 MEMS/NEMS器件封装： MEMS/NEMS器件对封装要求极高，因其固有的微小尺寸和对环境的敏感性。本部分介绍了针对这类器件的特殊封装技术，包括晶圆级封装（Wafer Level Packaging, WLP）、腔体封装、真空封装、气密性封装等，以及如何防止器件的机械损坏、化学污染和内部微环境的改变。 微流控芯片集成： 随着生物技术和化学分析的进步，微流控芯片在实验室诊断、药物筛选等领域扮演着越来越重要的角色。本书介绍了微流控通道的制造、微泵、微阀等组件的集成，以及微流控芯片与外部检测、注入系统的连接与封装。 可靠性与测试： 微纳器件的集成与封装直接影响其最终的可靠性。本部分探讨了微纳器件在制造、集成和封装过程中可能出现的失效模式，以及相应的可靠性评估方法，如加速寿命测试、环境应力筛选等。同时，介绍了微纳器件的测试方法和设备。 第三部分：前沿应用与发展趋势 本部分将理论与实践相结合，介绍了微纳制造与集成技术在各个领域的实际应用，并展望了未来的发展方向。 微电子器件的先进封装： 探讨了倒装焊、晶圆级扇出（Fan-Out WLP）、2.5D/3D封装等技术在高性能计算、人工智能芯片中的应用，以及如何通过先进封装技术突破摩尔定律的限制。 生物医学微纳器件： 介绍了微纳制造在生物传感器、微流控实验室芯片（Lab-on-a-Chip）、微型医疗植入物、药物递送系统等领域的应用，以及生物相容性材料和封装的要求。 光学微纳器件： 讨论了光子集成电路（PIC）、微型光学传感器、微透镜阵列、全息器件等的制造与集成，以及如何实现高效的光电耦合。 新型传感器技术： 介绍了基于微纳技术的各类传感器，如气体传感器、生物传感器、压力传感器、加速度传感器等，以及它们在环境监测、工业控制、智能家居等方面的应用。 未来发展趋势： 展望了柔性电子、可穿戴设备、智能材料、生物混合系统等新兴领域对微纳制造与集成技术提出的新需求，以及智能化制造、自动化生产、模块化设计等未来发展方向。 本书适合于从事微电子、微机电系统（MEMS）、微纳光电子学、生物医学工程、材料科学等领域的研究人员、工程师、研究生以及相关专业的高年级本科生阅读。通过学习本书，读者将能深刻理解微纳器件制造与集成的复杂性，掌握关键技术，并能为解决实际工程问题提供有力的理论支撑和技术指导。

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这本书的配图和图示部分，是我个人认为非常出彩的一环，它们与文字的配合达到了近乎完美的同步。通常技术书籍中的插图，要么过于简化以至于失真，要么过于复杂以至于无法独立理解。但这本作品中的视觉元素，似乎经过了千锤百炼，每一张图表都承担了巨大的信息传递责任，却又保持着惊人的简洁美感。它们不是对文字内容的简单重复，而是对文字中抽象概念的一种具象化锚定。例如，书中有一处用来解释多层结构之间如何协同工作的插图，它通过色彩的渐变和箭头的精妙布局，比任何一段文字描述都更能让人在第一时间领悟到那种动态的平衡感。这些插图仿佛是作者心中“画面”的直接投射，清晰、有力，且不带任何多余的干扰信息。这种对视觉辅助的重视，表明作者深刻理解到，在处理复杂信息时，视觉通道往往比纯粹的文字通道更为直接有效。这套图文系统的协同作用，极大地提升了全书的教学效率和最终的知识保留率。

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内容编排上，这本书展现出了一种非线性的、放射状的知识构建体系。很多同类书籍都遵循着严格的“A到Z”的线性推进模式，每一个章节都必须在前一章的基础上才能理解。但这本作品的结构则更加灵活，它似乎提供了一个核心的“母题”，然后从这个母题向外辐射出无数条分支路径。你可以在任何一页停下来，都能找到一个完整而自洽的论述单元。这对于一个时间零碎的现代读者来说，简直是福音。我常常只有十分钟的空闲时间，以往我会因为找不到一个合适的切入点而放弃阅读。但这本书，我随时可以随机翻开任何一页，都能获得一次完整的、有价值的知识灌输。而且，这种分散的知识点之间，又存在着一种微妙的内在联系，当你阅读到不同章节时，会有一种“啊，原来这里和前面提到的那个概念是相互呼应的”的惊喜感。这种设计，体现了作者对知识网络化传播的深刻理解，它尊重读者的自主探索权，而不是强迫读者遵循固定的路线图。这种“模块化”的知识呈现方式，极大地提高了知识的复用率和记忆的持久性。

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这本书的语言风格，简直是一股清流。我通常阅读技术类书籍时，总要准备一本词典在手边，生怕那些拗口的术语和冗长的定义会把我淹没。但这本书的行文方式，却像是邻座一位学识渊博却又极其健谈的前辈，用一种近乎散文诗的笔触，娓娓道来。它巧妙地避开了那些生硬的学术腔调，转而采用了一种叙事性的结构来阐释复杂的原理。我印象最深的是其中关于“结构与形式的辩证关系”的那一章，作者没有直接抛出结论，而是通过一系列富有画面感的比喻，引导读者自己去构建逻辑链条。比如，他描述某一过程时，使用了类似于“光影的交错”或是“水流的蜿蜒”这样的意象，这极大地降低了理解门槛，也让阅读过程充满了愉悦感，完全不像是在“学习”，更像是在进行一场智力上的探戈。这种文学化的表达方式，使得即便是初次接触相关概念的人，也能迅速抓住其核心精髓。我必须承认，这种写作手法并非易事，它要求作者不仅要精通技术本身，还要对文字的驾驭能力达到炉火纯青的地步，否则极易沦为故作高深的空谈。这本书显然成功地达到了那种平衡点。

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深入阅读后，我发现这本书在处理“局限性”和“可能性”的辩证关系上，有着非常独到的见解。它并非一味地宣扬某个新技术的优越性或某个流程的完美无缺。相反，作者非常坦诚地探讨了在实现特定目标时，必须面对的那些不可避免的约束条件——无论是物理上的限制、材料的固有属性，还是经济成本的考量。这种毫不回避的现实主义态度，反而让这本书的结论更具说服力和可操作性。它不是在描绘一个乌托邦式的技术蓝图，而是在提供一套在现有条件下，如何“做得更好”的实用指南。更令人赞叹的是，在指出局限性的同时，作者总能巧妙地引出下一层级的创新思路，将“限制”视为激发创造力的催化剂。这种处理问题的方式，体现了一种成熟的工程思维：不被现状所困，但也不沉溺于空想。这本书教会我的，远不止于技术细节，更重要的是一种面对复杂挑战时，应有的冷静和远见。

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这本书的封面设计得相当别致，那种深沉的蓝色调配上精致的银色字体，在书架上显得格外引人注目。我最初被它吸引，很大程度上是出于一种对“小而精”事物的本能偏爱。我一直认为，真正的智慧往往藏在那些看似不起眼、体积精悍的载体里。拿到手里掂量，它的重量恰到好处，厚度也适中，完全符合“袖珍”二字给人的那种便于携带和随时翻阅的期待。我原以为，鉴于书名中“技术”二字的暗示，这本书会是一本专注于某个尖端、晦涩难懂的工程学分支的专业手册，里面塞满了密密麻麻的公式、图表和复杂的流程图。然而，当我翻开扉页，看到的却是异常清晰的排版和大量的留白，这种设计语言给人的感觉是，作者非常注重读者的阅读体验，没有试图用信息密度去压垮读者。我花了点时间去研究它所涉及的领域——虽然我无法具体提及是哪个领域，但我可以确定，它似乎探讨的是一种将宏大概念转化为微小实践的哲学思考，强调在有限的空间内实现最优化的功能布局。这种取向，让我对它后续内容的期望值拉得更高了，期待它能像一个技艺高超的工匠，向我展示如何在一个极小的舞台上，编排出令人惊叹的杰作。它的物理形态本身，就构成了一种关于“如何高效利用资源”的隐性教学。

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