微机电系统集成与封装技术基础 9787111209171 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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娄文忠，孙运强著 著

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• 微机电系统
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• 集成电路
• 封装技术
• 传感器
• 微纳技术
• 电子工程
• 机械工程
• 材料科学
• 应用技术

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111209171

商品编码：29251828816

包装：平装

出版时间：2007-03-01

基本信息

书名：微机电系统集成与封装技术基础

定价：29.00元

作者：娄文忠,孙运强著

出版社：机械工业出版社

出版日期：2007-03-01

ISBN：9787111209171

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.400kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要介绍微机电系统集成与封装技术。全书包括三个部分，分别为：微机电系统集成技术基础、微机电系统封装技术基础、微机电系统集成与封装的应用。书中系统地叙述了微机电系统集成设计与封装技术的概念、体系结构、典型系统、所用的先进技术以及未来的发展趋势；书中对近年来国外微机电系统集成与封装*技术动态加以归纳总结，对相关理论、技术进行深刻的阐述与分析。并以大量、详实的案例，在完整的微机电系统集成与封装知识体系下，面向应用，服务社会。
　　本书可供微电子、微电系统等领域专业研究以及机械、物理和材料方面研究人员参考，亦可作为相关专业高年级本科生、研究生教材。

目录

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前言
篇　微机电系统集成技术基础
　章　引言
　　1.1　微系统与微机电系统
　　1.2　微机电系统封装的背景
　　1.3　微机电系统集成与封装中的重要问题
　　1.4　MEMS封装技术
　　1.5　微组装技术
　　1.6　微机电系统封装测试标准
　　1.7　小结
　　参考文献
　第2章　微机电系统集成与封装设计基础
　　2.1　封装设计的系统分析
　　2.2　微机电系统封装的三个等级
　　2.3　微机电系统封装的设计与工艺流程
　　2.4　基本MEMS封装过程
　　2.5　一些特殊的MEMS封装问题
　　2.6　新研究热点
　　2.7　小结
　　参考文献
　第3章　微系统热管理技术
　　3.1　热管理的概念
　　3.2　微系统热管理的重要性
　　3.3　热管理的理论基础
　　3.4　IC和PCB的热模型
　　3.5　热管理技术
　　参考文献
　第4章　微机电系统封装主动制冷与热仿真技术
　第5章　微传感器集成封装技术
第2篇　微机电系统封装技术
　第6章　引线键合技术
　第7章　倒装芯片技术
　第8章　聚合物键合
　第9章　CSP与BGA技术
　0章　多芯片组件（MCM）
第3篇　微机电系统封装的应用
　1章　微机电系统封装在生命科学中的应用
　2章　微机电系统封装在通信及相关领域中的应用
　3章　微机电系统封装在军事上的应用及未来发展方向

作者介绍

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文摘

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序言

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《微纳器件制造工艺与性能优化》 内容简介： 本书深入探讨了微机电系统（MEMS）及相关微纳器件在制造过程中的关键工艺技术，以及如何通过精细化的工艺控制和设计优化来提升器件的性能。全书围绕着微纳器件从设计到实现的完整链条，详细阐述了各种制造技术的原理、特点、应用范围及其局限性，并着重分析了这些工艺对器件最终性能的影响。 第一章 微纳器件制造工艺概述 本章首先对微纳器件制造领域的发展历程和当前的研究热点进行了简要回顾，介绍了微纳制造的主要技术分支，包括光刻、蚀刻、薄膜沉积、表面微加工、本体微加工以及新兴的3D微纳制造技术。强调了不同制造技术在分辨率、精度、材料兼容性、成本以及批量生产能力等方面的权衡考量，为后续章节的深入讨论奠定基础。 第二章 光刻技术及其在微纳制造中的应用 光刻是微纳制造中最核心的图形转移技术。本章详细介绍了接触式光刻、接近式光刻、投影式光刻等传统光刻技术的基本原理，包括光源、掩模版、光刻胶的选择与工艺参数的控制。重点分析了深紫外（DUV）光刻、极紫外（EUV）光刻等先进光刻技术在实现更高分辨率和更小特征尺寸方面的突破。此外，还探讨了非光学光刻技术，如电子束光刻（EBL）和离子束光刻（IBL），它们在研发阶段或制造高精度纳米结构中的独特优势。本章还结合MEMS器件的实际应用，如微流控芯片、生物传感器、微光学元件等的制造，阐述了光刻工艺在图案化过程中的关键作用和挑战。 第三章 刻蚀技术：精细化去除与结构形成 刻蚀是实现三维微纳结构的关键工艺。本章详细阐述了干法刻蚀（包括等离子体刻蚀、反应离子刻蚀RIE、感应耦合等离子体刻蚀ICP）和湿法刻蚀（化学腐蚀）的机理、优缺点及适用范围。特别深入地分析了等离子体刻蚀中的关键参数，如刻蚀速率、选择比、各向异性以及侧壁保护效应，这些参数直接影响到结构的精度和完整性。对于晶圆的精细加工，如硅的深反应离子刻蚀（DRIE）技术，在MEMS器件制造中的应用案例被重点介绍。同时，本章也讨论了刻蚀过程中可能出现的表面损伤、侧壁粗糙度、侧向刻蚀等问题，以及相应的抑制和优化方法。 第四章 薄膜沉积技术：构建功能性层 薄膜沉积是制备微纳器件功能层的重要手段。本章系统介绍了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）两大类薄膜沉积技术。PVD方法包括蒸发（热蒸发、电子束蒸发）和溅射（直流溅射、射频溅射、磁控溅射），详细阐述了其工作原理、工艺控制和薄膜特性。CVD方法则包括常压CVD、低压CVD（LPCVD）、等离子体增强CVD（PECVD）等，重点分析了化学反应机理、前驱体选择、温度、压力等工艺参数对薄膜的生长速率、密度、均匀性、成分和掺杂情况的影响。本章还将介绍原子层沉积（ALD）这一高精度、原子级控制的沉积技术，并探讨了各种薄膜（如金属、介质、半导体）在MEMS传感器、执行器、光学器件等应用中的关键作用。 第五章 表面微加工与本体微加工技术 本章将MEMS器件的制造工艺进一步细化为表面微加工和本体微加工两大类。表面微加工通过在衬底上淀积和图案化多层薄膜材料，然后去除牺牲层来形成悬空结构。本章详细讲解了其工艺流程，包括牺牲层（如SiO2, SiNx）的淀积与图案化、结构层（如Si, Poly-Si,金属）的淀积与图案化、以及牺牲层的去除。本体微加工则直接利用衬底材料（通常是硅）进行三维结构的加工，主要依赖于各项异性刻蚀。本章重点介绍利用KOH湿法刻蚀或DRIE干法刻蚀来形成具有特定晶面角度或垂直侧壁的结构。通过对比分析，阐述了两种工艺在结构复杂性、材料选择、集成度以及成本等方面的优劣，并给出相应的应用场景选择指导。 第六章 微纳器件中的材料选择与特性 高性能微纳器件的实现离不开合适的材料。本章深入探讨了微纳器件制造中常用的关键材料，包括硅（单晶硅、多晶硅、非晶硅）、氮化硅、二氧化硅、金属（如铝、金、铂）、聚合物（如PDMS, SU-8）等。详细分析了这些材料的力学性能（杨氏模量、泊松比、断裂强度）、电学性能（电导率、介电常数）、热学性能（热导率、热膨胀系数）以及化学稳定性。本章还将探讨材料在制造过程中的行为，如应力、热应力、表面粗糙度等对器件性能的影响，以及如何通过材料设计、掺杂、退火等手段来优化材料特性，以满足不同MEMS应用（如传感器、执行器、微泵、微阀、生物芯片）对材料性能的要求。 第七章 微纳器件的键合与封装技术基础 虽然本书主要聚焦于制造工艺，但有效的键合与封装是实现可靠、高性能微纳器件不可或缺的环节。本章将简要介绍几种关键的键合技术，包括直接键合（如硅-硅直接键合、玻璃-硅键合）、阳极键合、共晶键合、以及具有牺牲层的临时键合等。详细阐述了各种键合方法的原理、工艺条件、对材料的要求以及优缺点。同时，本章还将概述微纳器件的封装技术，包括真空封装、气体填充封装、以及为特定应用（如生物传感）设计的封装方案，强调了封装在保护器件免受环境影响、提供电气连接和热管理方面的作用。本章旨在为读者建立一个完整的微纳器件生命周期认识，理解制造工艺如何与后续的集成与封装环节紧密相连。 第八章 微纳器件的性能优化与失效分析 本章将制造业已有的工艺和材料知识升华到性能优化层面。通过深入分析微纳器件在工作过程中可能遇到的性能瓶颈，如灵敏度不足、响应速度慢、功耗高、稳定性差、重复性差等，探讨如何从制造工艺和设计层面进行优化。例如，如何通过改进光刻精度或刻蚀参数来提高结构的几何精度，进而提升位移精度或灵敏度；如何通过选择低内应力薄膜材料或进行应力退火来降低器件的形变或失效风险；如何通过优化接触电极的设计和材料来降低接触电阻，提高电学性能。此外，本章还将介绍微纳器件常见的失效模式，如结构断裂、粘附失效、疲劳失效、沾污失效、静电损伤等，并从制造工艺的角度分析失效原因，为产品的可靠性设计和质量控制提供指导。 第九章 新兴微纳制造技术与发展趋势 本章展望微纳器件制造领域的未来发展。将介绍一些前沿和新兴的制造技术，例如增材制造（3D打印）在微纳领域的应用，如微立体光刻（µSLA）、双光子聚合（TPP）等，它们能够实现高度复杂和自由形态的微纳结构。还将探讨纳米压印技术（NIL）在批量生产高密度纳米结构方面的潜力。此外，本章还将讨论智能制造、自动化与数字化在微纳制造中的融合，以及新材料（如二维材料、柔性材料）在微纳器件开发中的应用前景。最后，对微纳器件制造技术的未来发展趋势进行预测，包括更高集成度、更小尺寸、更优性能、更低成本以及更广泛的应用领域。 结论： 本书旨在为从事微纳器件研究、开发和生产的工程师、研究人员及学生提供系统、深入的理论知识和实践指导。通过对微纳器件制造核心工艺的详细解析，以及对性能优化和失效机理的深入探讨，读者将能够更好地理解微纳器件的设计与制造之间的关系，掌握关键的制造技术，并能够针对具体应用需求，有效地选择和优化制造工艺，最终实现高性能、高可靠性的微纳器件。

评分☆☆☆☆☆

拿起这本《微机电系统集成与封装技术基础》，我立即感受到一种踏实与专业。书名本身就精准地定位了我一直以来想要深入了解的领域——MEMS技术的“后半生”，也就是如何将那些微小的、精密的器件转化为真正能够应用的产品。对于任何一个在MEMS领域工作或学习的人来说，集成与封装无疑是决定其生死存亡的关键技术。 我非常期待书中能够详细讲解“集成”的奥秘。这不仅仅是简单的物理连接，更包含着对多物理场耦合、电学接口、机械结构协调等方面的深刻理解。我希望能够从书中学习到如何将不同的MEMS器件，甚至MEMS与微电子器件，高效、可靠地结合在一起，并解决由此产生的信号干扰、功耗管理、以及热扩散等问题。 对于“封装”部分，我更看重的是其在确保器件性能和可靠性方面的作用。我希望看到书中能够系统地介绍从传统的封装方法，到现代的晶圆级封装、三维封装等技术。我尤其关注书中对封装材料选择、密封技术、应力控制、以及在极端工作环境下（如高温、高压、腐蚀性介质）的可靠性保障的论述。 我期望书中能够通过丰富的图例和翔实的工程实例，将这些抽象的技术概念具体化。例如，如何为一款微型泵设计低功耗、高效率的封装；如何为高精度的加速度计实现卓越的抗冲击和抗噪声性能；或者如何在微流控芯片中实现多通道、无泄漏的流体连接。 此外，作为一名对行业未来发展保持敏锐洞察力的读者，我也希望这本书能够为我提供一些关于MEMS集成与封装技术发展趋势的思考。例如，对于微系统（SiP）的集成策略、柔性MEMS器件的封装挑战、以及与新兴功能材料的结合前景等，这些信息将对我未来的学习和研究具有重要的指导意义。 总而言之，我购买这本书的目的是希望能够建立起对MEMS集成与封装技术全面、深入的认识，并希望能从中获得解决实际工程问题的宝贵经验和理论指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版信息，尤其是ISBN号，让我立刻联想到它可能是一本在学术界或工业界具有较高认可度的专业书籍。书名“微机电系统集成与封装技术基础”直接点明了其核心内容，这正是当前MEMS领域发展中不可或缺的关键技术。我一直在寻求能够系统地阐述MEMS器件如何从孤立的微观结构转化为可用的、可靠的产品这一过程的书籍。 我特别关注书中对“集成”概念的阐释。MEMS的集成不仅仅是物理上的堆叠，更涉及到电学、机械、光学、化学等多方面的接口设计和兼容性问题。我期望书中能够详细讲解不同器件的互连技术，例如晶圆键合、凸点连接、引线键合等，以及它们在实际应用中的优缺点。 对于“封装”技术，我希望这本书能够涵盖从传统的腔体封装到现代的晶圆级封装、三维封装等多种技术。我尤其关心书中对封装材料的选择、热管理策略、应力缓解设计以及长期可靠性评估的论述。例如，针对不同工作环境（高温、高湿、腐蚀性介质）下的MEMS器件，封装需要采取哪些特殊的防护措施？ 我期待这本书能够通过详细的图示和案例分析，来生动地展示各种集成与封装技术的实现原理和实际应用。例如，在惯性传感器、微流控芯片、光学MEMS等不同类型的MEMS器件中，是如何通过特定的集成与封装技术来提升性能、降低成本、延长寿命的。 此外，作为一个关注行业发展动态的读者，我也希望这本书能够触及MEMS集成与封装技术的一些前沿趋势，例如微系统集成（System-in-Package, SiP）、柔性MEMS封装、以及与新兴材料（如二维材料）的结合。这些信息将有助于我把握未来的发展方向，并为我的学术研究或职业规划提供参考。 总而言之，我购买这本书的目的是希望能够深入理解MEMS集成与封装技术的理论基础和工程实践，为我未来的学习和工作奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我一种沉稳而专业的科技感，书名“微机电系统集成与封装技术基础”一看就直指核心，是那种能够让我在这个快速发展的领域里打下坚实基础的书籍。我一直在寻找能够系统性地梳理MEMS技术脉络的读物，尤其是关于集成与封装这一关键环节，因为我知道，再精密的MEMS器件，如果不能有效地集成并妥善封装，其性能和可靠性都会大打折扣。 我更看重的是书中是否能够深入浅出地讲解复杂概念。MEMS技术涉及到的物理原理、材料科学、微纳加工工艺以及电子学知识都相当广泛，而集成与封装更是将这些学科融会贯通的桥梁。我希望这本书能够用清晰的语言、恰当的比喻，甚至是生动的图示，来解释诸如“键合技术”、“互连结构”、“热管理”、“可靠性测试”等核心内容。 特别是对于封装部分，我希望看到对不同封装技术（例如晶圆级封装、模块级封装）的优劣势分析，以及在不同应用场景下的选择考量。例如，在消费电子领域，成本和小型化是关键；而在汽车电子或医疗器境，可靠性和极端环境下的稳定性则更为重要。我期待书中能提供一些实际案例，展示这些技术如何在实际产品中得到应用，以及面临的挑战和解决方案。 此外，作为一名对未来趋势保持高度关注的读者，我希望能从书中窥见MEMS集成与封装技术未来的发展方向。诸如3D集成、异质集成、柔性MEMS封装，甚至与先进材料（如纳米材料、石墨烯）的结合，都可能成为未来的研究热点。我希望这本书能够预见这些趋势，并为我们指明探索的路径。 总而言之，我购买这本书的初衷，是希望能够建立起对MEMS集成与封装技术的全面认知，掌握相关的基础理论和关键技术，并为我未来的研究或工作提供有力的支撑。我期待这本书能够成为我在这条道路上不可或缺的指南。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，第一感觉就是它的厚度——沉甸甸的，预示着内容的详实和深邃。书名“微机电系统集成与封装技术基础”毫不含糊地指明了其研究对象，对于像我这样渴望深入理解MEMS世界门道的人来说，这是一个极具吸引力的标题。我一直在寻找一本能够系统地讲解MEMS器件从制造完成到最终产品形态过渡的关键环节的书籍，尤其是关于“集成”与“封装”这两大决定器件性能与实用性的要素。 我期望这本书不仅仅停留在理论层面，而是能够将复杂的概念具象化，提供足够的工程实践指导。MEMS的集成涉及到多学科的融合，例如微电子工艺、机械结构、流体动力学等等；而封装技术则更是需要考虑材料科学、热力学、可靠性工程等多个维度。我希望书中能够详细阐述各种互连方法、键合技术、密封工艺，以及不同封装材料的选择依据和对器件性能的影响。 尤其是在封装部分，我非常希望看到作者能够深入剖析各种封装策略，例如对于高精度传感器，如何设计屏蔽层以减少电磁干扰；对于微流控芯片，如何实现无泄漏的流体连接；对于微执行器，如何保证其运动自由度和耐用性。我对书中能否提供不同应用场景下的封装案例分析抱有浓厚的兴趣，比如在通信、医疗、汽车等领域，MEMS封装所面临的独特挑战和相应的创新解决方案。 更进一步，我期望这本书能够展望MEMS集成与封装技术的未来发展。随着技术的不断进步，新的集成方式（如三维堆叠、异质集成）和更先进的封装材料（如柔性材料、功能性材料）正在涌现。我希望能从书中洞察这些前沿动态，了解它们可能带来的变革，以及为我们指明未来研究和开发的方向。 总的来说，我购买这本书是为了建立对MEMS集成与封装技术全面而深刻的理解，并希望能从中获得解决实际工程问题的思路和方法。我期待它能成为我在该领域学习和探索的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

手握这本《微机电系统集成与封装技术基础》，我首先被其严谨的标题所吸引。在MEMS技术日益渗透到我们生活方方面面的今天，如何将这些精巧的微型器件有效地组合在一起并加以保护，成为决定其能否走向市场的关键。这本书的出现，恰好填补了我在这方面的知识空白。 我尤其期待书中对于“集成”技术能够有深入的讲解。MEMS的集成，远不止是简单的器件堆叠，它涉及到复杂的接口设计、信号传输、功率分配以及热管理。我希望能够从中了解如何将不同功能的MEMS器件，甚至MEMS与CMOS电路，高效地集成在一个芯片或模块中，并解决由此带来的性能挑战。 而在“封装”方面，我期待看到对于各种封装技术的全面梳理，包括传统的引线键合、共晶焊，到先进的晶圆级封装、三维集成封装等。我希望书中能够详细分析不同封装技术在成本、体积、可靠性、散热性能以及与具体MEMS器件的匹配度方面的优势与劣势。例如，在高性能传感器领域，如何实现对环境因素的有效隔离，保证测量精度；在微执行器领域，如何允许其自由运动的同时，又能提供足够的机械支撑和保护。 我更关注的是，书中能否提供一些实际的工程案例。通过具体的应用场景，例如智能手机中的传感器模块、汽车电子中的微控制器、医疗设备中的微流控系统，来阐述在这些领域中，MEMS的集成与封装技术是如何被巧妙应用的，以及工程师们是如何克服各种实际困难的。 此外，对于一个希望紧跟技术前沿的读者来说，我也希望这本书能够对MEMS集成与封装技术的未来发展趋势有所探讨。例如，对于微系统（System-in-Package）的发展、柔性MEMS器件的封装难题、以及与新材料（如碳纳米管、石墨烯）的结合应用等，这些都将是未来MEMS技术走向的重要方向。 总之，我购买这本书，是为了系统地掌握MEMS集成与封装的技术精髓，并希望它能为我未来的学习和研究提供坚实的基础和启迪。