微機電技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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田文超，婁利飛著 著

圖書標籤:

• 微機電技術
• MEMS
• 微電子機械係統
• 傳感器
• 微型化
• 集成電路
• 電子工程
• 機械工程
• 自動化
• 精密儀器
• 工程技術

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560633350

商品編碼：29721123130

包裝：平裝

齣版時間：2014-08-01

基本信息

書名：微機電技術

定價：50.00元

作者：田文超,婁利飛著

齣版社：西安電子科技大學齣版社

齣版日期：2014-08-01

ISBN：9787560633350

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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田文超、婁利飛編著的《微機電技術》係統地介 紹瞭微機電技術基本內容、分析方法和主要應用，包 括微機電係統概述、材料、工藝、典型器件、應用， RF MEMS及重構天綫，MEMS力學問題等。書中包含大 量圖、錶，研究成果及相關結論，內容豐富。
本書可供高年級本科生和研究生使用，也可以作 相關工程技術人員及科技管理人員的參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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納米製造的基石：材料科學與器件集成 引言 在科技日新月異的今天，微納尺度下的物質操控與器件構築，已成為推動信息技術、生物醫藥、能源科學等眾多前沿領域發展的核心驅動力。本書《微納製造的基石：材料科學與器件集成》旨在深入探討微納加工過程中至關重要的兩個方麵：新型功能材料的設計與製備，以及復雜微納器件的集成與封裝。我們希望通過詳實的理論闡釋、前沿的研究案例以及嚴謹的實驗方法介紹，為相關領域的科研人員、工程師以及高年級本科生和研究生提供一個全麵而深入的學習平颱。本書並非對微機電技術進行概括性介紹，而是聚焦於支撐其發展的關鍵技術要素，從材料的本質齣發，探索如何利用獨特的材料特性構建高性能、高集成度的微納器件，並最終實現實際應用。 第一部分：微納功能材料的設計與製備 微納器件的性能往往由其所使用的材料決定。本部分將重點關注用於微納加工的各類新型功能材料，從原子、分子層麵理解其結構與性能的關係，並探索高效、可控的製備方法。 第一章：先進半導體材料及其構築 半導體是構建集成電路和微納器件的基礎。本章將深入探討矽基材料的演進，包括高遷移率晶體管（如Ge-Si、III-V族半導體）的摻雜、外延生長技術，以及其在微納傳感器、微納執行器中的應用。我們將詳細介紹原子層沉積（ALD）和分子束外延（MBE）等高精度薄膜製備技術，探討如何通過精確控製材料成分和結構，實現對電子、空穴傳輸特性的調控。此外，本章還將引入寬禁帶半導體（如GaN、SiC）在高溫、高功率微納器件中的潛力，以及量子點、二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物）在下一代信息存儲和量子計算領域的獨特優勢。我們將分析這些新型半導體材料的物理化學性質，如能帶結構、載流子動力學、光學特性，並結閤具體的製備工藝，闡述如何優化材料性能以滿足不同微納器件的需求。 第二章：壓電、鐵電材料及其傳感器應用 壓電和鐵電材料在微納傳感器和執行器領域扮演著不可或缺的角色。本章將深入剖析壓電效應和鐵電效應的微觀機理，重點介紹鈦酸鋯鉛（PZT）、鈦酸鋇（BaTiO3）等經典壓電鐵電材料的結構相變、極化行為及其溫度、應力依賴性。我們將詳細介紹薄膜壓電材料的製備技術，如溶膠-凝膠法、射頻濺射法、脈衝激光沉積法（PLD），並討論晶粒取嚮、晶界效應對壓電性能的影響。本章的重點將放在這些材料在微納加速度計、微納陀螺儀、微納聲傳感器（如超聲換能器）以及微納緻動器（如壓電驅動平颱）中的具體設計與應用。我們將分析不同器件結構與材料特性的匹配度，以及如何通過材料優化提高傳感器的靈敏度、穩定性和響應速度。 第三章：形狀記憶閤金與響應性材料 形狀記憶閤金（SMA）以其獨特的相變行為，為微納執行器提供瞭新的解決方案。本章將聚焦於鎳鈦（NiTi）閤金的馬氏體相變動力學，分析其應力誘導相變和迴復行為，以及溫度、應變對相變過程的影響。我們將詳細介紹NiTi薄膜的製備方法，如磁控濺射、電弧熔煉，並討論熱處理和應變引入對形狀記憶效應的調控。此外，本章還將探討其他響應性材料，如熱敏聚閤物、光敏材料，它們在環境變化下能引起形變或性質改變，為微納醫療器械、智能驅動器等應用提供可能。我們將分析這些材料在響應機製、性能參數以及實際應用中的優勢與挑戰。 第四章：聚閤物微納加工與生物兼容性材料 聚閤物材料因其易加工性、低成本以及良好的生物兼容性，在微納流控、微納生物傳感器、微納藥物遞送等領域具有廣闊的應用前景。本章將重點介紹軟光刻（Soft Lithography）等微納聚閤物成型技術，如光刻膠、PDMS（聚二甲基矽氧烷）的應用。我們將探討聚閤物的交聯度、分子量、錶麵改性對微流道結構精度、密封性以及生物相容性的影響。此外，本章還將引入生物可降解聚閤物、生物活性聚閤物在植入式微納器件、組織工程支架等領域的應用，並討論如何通過錶麵修飾引入細胞識彆、藥物緩釋等功能。 第二部分：微納器件的集成與封裝 僅僅擁有優良的微納材料是不夠的，如何將這些材料巧妙地集成在一起，構建功能完整、性能可靠的微納器件，並對其進行有效的封裝，是實現應用的關鍵。 第五章：微納互連技術與三維集成 隨著微納器件集成度的不斷提高，實現微納層級之間的可靠互連成為巨大挑戰。本章將深入探討各種微納互連技術，包括鍵閤技術（如凸點鍵閤、共晶鍵閤、直接鍵閤），以及其在實現矽基、III-V族材料、MEMS器件之間的連接中的應用。我們將分析不同鍵閤工藝的優缺點，以及如何優化鍵閤參數以提高連接的可靠性和導電性。本章的重點將轉嚮三維集成技術，如堆疊式芯片、矽穿孔（TSV）技術，它們能夠顯著減小器件的體積，提高器件間的通信效率。我們將討論三維集成中的挑戰，如散熱、布綫密度、良率控製，以及如何通過材料選擇和工藝優化來剋服這些問題。 第六章：微納器件的封裝技術與環境防護 微納器件往往對環境因素（如濕度、溫度、化學腐蝕）非常敏感，因此，高效可靠的封裝技術是保障其長期穩定運行的關鍵。本章將詳細介紹不同類型的微納封裝技術，包括玻璃-矽鍵閤、陶瓷封裝、金屬封裝，以及針對特定應用的封裝方法，如氣密封裝、抗震封裝。我們將討論封裝材料的選擇原則，如熱膨脹係數匹配、化學惰性、電絕緣性，以及如何通過錶麵處理和塗層來提高封裝的可靠性和耐久性。本章還將涉及微納器件的密封性測試、可靠性評估方法，以及針對不同應用環境（如太空、水下、生物體內）的特殊封裝要求。 第七章：微納流體控製與集成 微納流體器件（Microfluidic Devices）在藥物篩選、生化分析、細胞操控等領域具有重要的應用。本章將深入探討微納流體通道的設計、製造以及流體控製技術。我們將介紹微泵、微閥、混閤器等關鍵微納流體元件的設計原理和製造方法，以及如何利用錶麵張力、毛細作用、電滲流等微觀物理效應實現流體控製。本章的重點將放在微納流體器件的集成，如何將傳感器、執行器、反應室等模塊集成到一個微流控芯片上，實現復雜的功能。我們將分析微納流體通道的流體力學特性，如層流、擴散、混閤效率，以及如何通過優化通道結構和操作條件來提高器件性能。 第八章：微納傳感器與執行器的係統集成 本章將綜閤前述內容，聚焦於將各種微納傳感器和執行器有機地集成到功能係統中的案例研究。我們將探討如何將微納位移傳感器與微納緻動器集成，構建閉環控製係統；如何將微納化學傳感器與微納泵、微納閥集成，實現自動化樣品分析；如何將微納生物傳感器與微納反應室集成，用於疾病診斷。本章將強調係統層麵的設計理念，包括信號采集、數據處理、控製算法以及人機交互。我們將通過具體的實例，如微型機器人、微納醫療診斷平颱、環境監測係統，來展示微納器件集成所帶來的巨大價值和應用潛力。 結論 《微納製造的基石：材料科學與器件集成》旨在為讀者提供一個深入理解微納世界背後核心技術的窗口。本書內容涵蓋瞭先進材料的選取、製備，以及器件的巧妙集成與可靠封裝。我們相信，對這些基礎科學與工程技術的深刻理解，是未來微納科技領域不斷突破的關鍵。本書的齣版，希望能夠激發更多創新思維，推動相關産業的進步，最終為人類社會帶來更美好的未來。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書的初衷是想瞭解微機電係統在生物醫學成像領域的最新發展，然而，這本書給我的感受更多的是一種曆史的迴顧而非麵嚮未來的展望。書中對早期晶圓級封裝技術的描述非常詳盡，從鍵閤層的選擇到腔體的設計，都做瞭紮實的介紹，這對於理解技術演進的脈絡確實很有幫助。但當我翻到關於“活體植入”和“柔性電子”的章節時，內容明顯顯得陳舊和保守。例如，關於生物相容性材料的討論，主要集中在傳統的聚閤物和二氧化矽上，對於近年來熱門的石墨烯或類水凝膠基柔性器件的介紹寥寥無幾，更像是幾年前的會議綜述摘錄，缺乏最新的研究進展和突破性技術的討論。這使得這本書在“前沿探索”這個維度上顯得力不從心，讀起來更像是對過去十年成就的一個全麵總結，而非對未來十年可能性的大膽預測。因此，對於像我一樣，主要關注醫療和柔性傳感領域最新動態的研究人員來說，這本書可能更適閤作為奠定基礎的參考書，而不是獲取前沿信息的首選工具。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗方麵，這本書的編排簡直是一場災難，完全不符閤現代齣版物的標準。裝幀本身還算可以，但是內文的排版布局讓人抓狂。頁邊距窄得像要撐破紙麵，正文字體和注釋字體之間的對比度極低，很多公式和符號在紙張的摺痕處模糊不清，簡直是對閱讀耐心的極限考驗。更要命的是，它似乎把所有內容都堆砌在一起，章節之間的邏輯跳躍非常生硬。比如，前一頁還在講真空封裝的挑戰，下一頁突然就跳到瞭生物傳感器的固定化方法，中間完全沒有過渡，讓人感覺像是在聽一場沒有預告的演講，思路很容易被打斷。我發現自己不得不頻繁地在索引和正文之間來迴查找，因為它在引用其他章節內容時，通常隻會給齣一個頁碼，而很少用更友好的標題提醒，這大大降低瞭學習效率。如果作者團隊在編輯和校對環節能投入更多精力，對結構進行梳理和優化，這本書的價值至少能提升30%。現在，我不得不承認，我不得不藉助網絡上的其他學習資料來彌補這種結構上的缺陷，纔能把書中的知識點串聯起來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性和案例分析部分，絕對是其最大的亮點，也是我推薦給在職工程師的首要理由。它並非空談理論，而是緊密結閤瞭工業界實際遇到的“疑難雜癥”。書中收錄瞭好幾個關於如何解決微流控芯片堵塞問題的詳細步驟解析，從流體力學模擬到清洗方案的迭代，每一步都有明確的參數範圍和成功率評估。我特彆喜歡它對“良率控製”的討論，這往往是教科書忽略但卻是工廠管理者最關心的問題。作者用生動的語言描述瞭從矽片到成品過程中可能齣現的各種缺陷類型，並提供瞭針對性的失效分析方法。例如，針對電極虛焊問題，書中詳細對比瞭激光焊接和超聲波鍵閤的優缺點，並給齣瞭一套基於成本效益的選型建議。這種“拿來即用”的指導性，極大地縮短瞭理論嚮實踐轉化的路徑。它讓我意識到，微機電技術遠不止於設計，如何在大規模生産中保持納米級的精度和穩定性，纔是真正的技術壁壘。讀完這些，我立刻對我們部門正在進行的某個新産品設計方案有瞭更清晰的改進思路。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的理論深度是相當紮實的，對於已經具備一定電子或機械背景的讀者來說，它提供瞭一個非常完善的知識體係框架。我特彆欣賞作者在力學和電學交叉部分的論述，比如靜電力驅動和壓電效應在微結構中的耦閤分析，那些微分方程的推導過程邏輯清晰，每一步的物理意義都解釋得非常到位，讓人有豁然開朗的感覺。我曾為瞭理解某個特定的諧振器設計，反復閱讀瞭關於材料本徵頻率的那一節，作者沒有簡單地給齣結論，而是詳細剖析瞭邊界條件對係統性能的製約，這種嚴謹的態度讓人非常信服。如果說有什麼遺憾，或許是某些前沿的、尚處於實驗室階段的研究熱點涉及得不夠深入，但考慮到這是一本麵嚮係統性學習的著作，這種取捨是可以理解的。它更側重於那些已經被驗證和成熟應用的核心技術原理，為我們後續深入研究打下瞭不可動搖的基礎。這本書的圖錶繪製質量極高，很多三維剖視圖和仿真結果圖錶清晰到可以直接作為自己的論文插圖使用，這對於需要撰寫技術報告的工程師或研究生來說，簡直是無價之寶。讀完這部分，我對如何設計一個高性能的陀螺儀有瞭一個全新的、量化的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就充滿瞭未來感，那種金屬質感的排版和深邃的藍色調，一下子就把人帶入瞭精密製造的奇妙世界。我原本以為這會是一本晦澀難懂的教科書，畢竟“微機電”聽起來就離日常生活很遠，但翻開第一頁我就被吸引住瞭。作者的敘事方式非常巧妙，他沒有直接堆砌復雜的公式和晦澀的術語，而是從我們身邊最常見的應用場景切入——比如智能手機裏的傳感器，比如那些小到看不見的醫療診斷設備。這種由錶及裏的講解方式，讓我這個非專業背景的讀者也能迅速建立起對整個學科的宏觀認知。特彆是關於微納加工工藝的那幾章，描述得細緻入微，仿佛能讓人親眼看到那些微小的結構是如何被“雕刻”齣來的。光影的對比、材料的特性，甚至連操作時的環境要求都被描繪得栩栩如生，讀起來一點也不枯燥，反而像是在看一部關於“尺度革命”的史詩。我對MEMS技術在可穿戴設備中的潛力尤其感興趣，書中探討瞭如何將復雜的電子功能集成到極小的空間內，這不僅僅是技術上的突破，更是一種哲學層麵的挑戰——如何用更少的資源，實現更強大的功能。總而言之，這本書成功地將一個高精尖的技術領域，變得平易近人且引人入勝，為初學者搭建瞭一個堅實而有趣的學習階梯。