激光先進(jìn)制造技術(shù)與設(shè)備集成

前言

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平是衡量國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的巨大驅(qū)動(dòng)力。開(kāi)發(fā)、掌握和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)在各國(guó)都處于優(yōu)先地位，而激光先進(jìn)制造和加工技術(shù)在先進(jìn)制造技術(shù)中被譽(yù)為“未來(lái)制造系統(tǒng)共同的加工手段”，其成果已極大地促進(jìn)了人類(lèi)生產(chǎn)水平的發(fā)展。隨著激光技術(shù)及應(yīng)用的發(fā)展，我國(guó)也將“光電子與激光”列入中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)的重要發(fā)展方向之一?！　〖す庀冗M(jìn)制造和加工技術(shù)具有效率高、質(zhì)量?jī)?yōu)、清潔環(huán)保、加工范圍廣、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢(shì)，能解決傳統(tǒng)制造和加工技術(shù)中無(wú)法解決的難題，在汽車(chē)、鋼鐵冶金、航空航天、機(jī)械、紡織、化工、建筑和微電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，并已取得了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?！　≡摃?shū)由鄭啟光教授主持編寫(xiě)并最后統(tǒng)稿，他從1971年開(kāi)始長(zhǎng)期從事激光先進(jìn)制造和加工技術(shù)的科研和教學(xué)工作，取得了較多研究成果，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；另外，兩位年輕作者思維敏捷，他們整理并撰寫(xiě)了相關(guān)章節(jié)，很為本書(shū)增色不少。該書(shū)在作者及其所在單位華中科技大學(xué)的研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果，較全面、系統(tǒng)地闡述了激光先進(jìn)制造和加工技術(shù)。該書(shū)注重理論、實(shí)驗(yàn)、工藝方法和典型應(yīng)用實(shí)例的有機(jī)結(jié)合。我相信該書(shū)的出版對(duì)我國(guó)從事該領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員及在校學(xué)生都有較好的參考價(jià)值，特向讀者推薦。

內(nèi)容概要

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著激光技術(shù)的迅速發(fā)展，激光先進(jìn)制造與加工技術(shù)在汽車(chē)、機(jī)械、航空航天、冶金化工及微電子等領(lǐng)域展現(xiàn)出更廣闊的應(yīng)用前景。本書(shū)從介紹激光先進(jìn)制造與加工技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)，全面、系統(tǒng)地講述了激光先進(jìn)制造與加工工藝、方法和應(yīng)用及成套設(shè)備系統(tǒng)。全書(shū)共分11章：第1章，激光先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)；第2章，激光器系統(tǒng)；第3章，激光加工技術(shù)（包括激光打孔、切割、激光焊接，激光表面改性、激光沖擊強(qiáng)化和激光清洗等）；第4章，激光快速成型技術(shù)；第5章，激光燒結(jié)合成功能陶瓷材料技術(shù)；第6章，激光制膜技術(shù)；第7章，短波長(zhǎng)紫外激光微加工技術(shù)；第8章，飛秒激光微加工技術(shù)；第9章，激光制備納米材料技術(shù)；第10章，激光在工業(yè)中的應(yīng)用；第11章，激光加工成套設(shè)備系統(tǒng)。    本書(shū)可供從事光電子、機(jī)械和微電子等相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員及在校本科生、研究生與閱讀與參考。

書(shū)籍目錄

序前言第1章　激光先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)  1.1　激光產(chǎn)生的機(jī)理　  1.1.1　電磁輻射特性　  1.1.2　激光產(chǎn)生的必要條件  1.2　激光束特性　  1.2.1　激光波長(zhǎng)　  1.2.2　激光的相干性　  1.2.3　激光束輸出模式　  1.2.4　激光束的形狀與發(fā)散　  1.2.5　激光束的亮度　  1.2.6　激光束偏振  1.3　激光束的聚焦與傳輸特性　  1.3.1　激光束聚焦　  1.3.2　激光束聚焦深度（焦深）　  1.3.3　像差　  1.3.4　熱透鏡效應(yīng)　  1.3.5　激光束的準(zhǔn)直與整形　  1.3.6　激光束傳輸　  1.3.7　激光束掃描系統(tǒng)　  1.3.8　激光束的分束與合束  1.4　激光器光學(xué)元件與聚焦鏡　  1.4.1　激光器輸出窗口和聚焦透鏡材料　  1.4.2　反射鏡  1.5　激光束的光束質(zhì)量　  1.5.1　激光束的光束質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)　  1.5.2　光束質(zhì)量因子M2　  1.5.3　光束參數(shù)乘積（BPP）評(píng)價(jià)方法　  1.5.4　激光束光束質(zhì)量因子M2的測(cè)量方法  1.6　材料的吸收和反射特性　  1.6.1　材料的吸收特性　  1.6.2　材料的反射特性  1.7　激光與固體材料的相互作用　  1.7.1　激光束的加熱過(guò)程　  1.7.2　表面效應(yīng)　  1.7.3　內(nèi)部效應(yīng)　  1.7.4　非線性效應(yīng)　  1.7.5　激光誘導(dǎo)等離子體  1.8　激光加工的熱源模型　  1.8.1　熱物理常數(shù)　  1.8.2　激光加工的熱源模型  　1.8.3　幾種激光加工的熱源模型  參考文獻(xiàn)第2章　激光器系統(tǒng)  2.1　固體激光器　  2.1.1　固體激光器的基本結(jié)構(gòu)　  2.1.2　用于激光熱加工的固體激光器　  2.1.3　二極管泵浦固體激光器（DPSL）　  2.1.4　摻鈦藍(lán)寶石飛秒激光器  2.2　氣體激光器　  2.2.1　CO2激光器　  2.2.2　橫流CO2激光器　  2.2.3　軸向流動(dòng)CO2激光器　  2.2.4　擴(kuò)散冷卻CO2激光器　  2.2.5　準(zhǔn)分子激光器  2.3　高功率半導(dǎo)體激光器　  2.3.1　半導(dǎo)體激光器的構(gòu)成　  2.3.2　半導(dǎo)體激光器的制備方法  2.4　光纖激光器　  2.4.1　光纖激光器的基本結(jié)構(gòu)　  2.4.2　光纖激光器的特點(diǎn)　  2.4.3　光纖激光器的種類(lèi)　  2.4.4　高功率光纖激光器（HPFL）　  2.4.5　超快光纖激光器　……第3章  激光加工技術(shù)第4章  激光快速成型技術(shù)第5章  激光燒結(jié)合成功能陶瓷材料技術(shù)第6章  激光制膜技術(shù)第7章  短波長(zhǎng)紫外激光微加工技術(shù)第8章  飛秒激光微加工技術(shù)第9章  激光制備納米材料技術(shù)第10章  激光在工業(yè)中的應(yīng)用第11章  激光加工成套設(shè)備系統(tǒng)

章節(jié)摘錄

　　隨著激光器功率等級(jí)的提升以及光纖傳輸技術(shù)的完善、金屬鉬焊接聚束物鏡等的研制成功，激光在汽車(chē)、微電子、航空航天、機(jī)械制造、鋼鐵冶金、船舶及石油化工及建筑等行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣?！　?0.1激光在微電子技術(shù)中的應(yīng)用　　脈沖激光加工（包括激光打孔、激光切割（劃線）、激光焊接等）在微電子技術(shù)中的應(yīng)用很廣，如已用脈沖激光在混合集成電路的微晶玻璃和硅基片上打孔，這些孔主要用來(lái)安裝線路中的分離組件。　　在采用脈沖激光對(duì)硅片和半導(dǎo)體組件進(jìn)行劃線時(shí)，由于激光蒸發(fā)、切割、劃線要求較大的單位能量密度，因此必須采用脈沖小于10μm的短脈沖系列激光器對(duì)半導(dǎo)體劃線。　　10.1.1激光切割半導(dǎo)體硅圓晶片　　日常生活中，手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算機(jī)、家電中的印制電路板（PCB）和撓性電路板（FPC）上面都布滿(mǎn)集成電路（IC），它是采用一定的工藝，把電路中的元器件和布線制作在半導(dǎo)體晶片上，然后封裝為一個(gè)整體，使之成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)，這樣整個(gè)電路的裝配密度高、體積小、功耗低、引出線少、可靠性高，便于大規(guī)模生產(chǎn)。其中半導(dǎo)體晶片的原材料是硅，二氧化硅經(jīng)提煉提純后，制成高純度的多晶硅，再將多晶硅融解、拉晶制成硅晶棒，硅晶棒經(jīng)過(guò)研磨、拋光和切片后即得到制作集成電路的基本原材料——硅晶圓片，將晶圓片經(jīng)過(guò)沉積、蝕刻、加溫、光阻處理、涂布、顯影等數(shù)百道工序，在硅晶片上加工制作成具有特定電路功能的集成電路產(chǎn)品，晶圓制造就完成了。由于工藝需要以及為了提高制作速率和降低成本，通常是在晶圓上制作集成電路芯片陣列，然后采用切割工藝將其分割。切割完畢后再進(jìn)行焊接和封裝，經(jīng)過(guò)測(cè)試后就變成用于生產(chǎn)的各式產(chǎn)品。

編輯推薦

　　本書(shū)除介紹了傳統(tǒng)激光制造與加工技術(shù)外，尤其重點(diǎn)介紹了近幾年在這方面發(fā)展的新技術(shù)，并較詳細(xì)地講述了激光復(fù)合焊接、塑料激光焊接、激光沖擊強(qiáng)化、激光清洗、超短脈沖超微細(xì)加工和激光制備納米材料技術(shù)等。此外，本書(shū)還花了較大篇幅介紹了激光制造與加工技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用以及提供了各種類(lèi)型的激光加工成套設(shè)備。為了更快推進(jìn)激光加工與制造技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)線中的應(yīng)用，本書(shū)還介紹了激光加工過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控的技術(shù)和方法。

圖書(shū)封面

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