微機械與微細加工技術

前言

隨著微技術（Microtechnology）的不斷發(fā)展，以形狀尺寸微小、操作尺度極小為特征的微機械已成為人們從微觀角度認識和改造客觀世界的一種高新技術。微機械在國防、醫(yī)療、儀器檢測、材料等領域，尤其是活動空間狹小、操作精度要求高、功能需要高度集成的航空航天等領域，具有廣泛的應用前景。微機械不僅涉及微電子學、微機械學、微光學、微動力學、微流體力學、微熱力學、材料學、物理學、化學和生物學等廣泛的學科領域，而且涉及從材料、設計、制造、控制、能源直到檢測、集成、封裝等一系列的技術環(huán)節(jié)。微機械技術的發(fā)展以上述學科和技術為基礎，反過來也將帶動相關學科和技術的發(fā)展。此外，微機械技術還有望成為研究納米技術的重要手段。因此，微機械被列為本世紀末10大關鍵技術之首，并受到各工業(yè)發(fā)達國家的高度重視。如：歐洲的尤里卡計劃明確提出將微機械作為一個重要的研究內容，并在法、德兩國組織實施；美國國會也把微機械的研究作為21世紀重點發(fā)展的學科之一；日本通產省已于1991年啟動一項為期10年的微機械研究計劃。在我國，微機械與微細加工技術的研究也得到了許多部門的重視，國防科工委已提出將微型慣性測量組合MIMU（Micro Inertia Mea-surement Unit）等作為微機械的發(fā)展重點；國家科委、國家自然科學基金委員會也都將微機械與微細加工技術列為重點發(fā)展方向之一。微機械作為一門學科出現，總共不過幾年時間，國內外有關研究也還不成熟。

內容概要

　　微機械被譽為21世紀最具代表性的技術之一?！段C械與微細加工技術》共分8章，結合作者近年來的研究工作，系統地介紹了微機械學科的起源、發(fā)展過程及當前國內外該學科的研究內容與成果，內容包括微機械理論基礎、微機械材料與微結構、微細加工技術、準分子激光微細加工技術、微檢測技術、微傳感器、微致動器及其它微器件、典型微型電子機械系統與微機器人等等?！段C械與微細加工技術》可供從事微機械研究的科技人員使用，也可供相關學科的師生參考。

作者簡介

苑偉政，男，1961年生，博士，教授，博士研究生導師?，F任西北工業(yè)大學現代制造工程研究所所長兼微機械與微細加工技術研究室主任，機械制造學科跨世紀學科帶頭人。主要從事微機械與微細加工技術、CAM與CIMS、難加工材料切削加工與精密加工技術等方面的研究工作。近年來主持承擔了包括國家自然科學基金在內的24項研究課題，獲省部級科技進步獎5項，發(fā)表研究論文40余篇，其中10余篇被工程索引（EI）收入。馬炳和，男，1972年生，河北省辛集市人，博士，西北工業(yè)大學講師。主要研究方向為微電子機械系統（MEMS）、微細加工技術、精密測試技術等。

書籍目錄

緒論第一章 微機械理論基礎1.1 微機械學1.2 微動力學1.3 微電子學1.4 微光學1.5 微流體力學1.6 微熱力學1.7 微摩擦學1.8 納米生物學1.9 分子裝配技術第二章 微機械材料與微結構2.1 引言2.2 微機械材料2.2.1 硅材料2.2.2 形狀記憶材料2.2.3 壓電陶瓷／電致伸縮材料2.2.4 超磁致伸縮材料2.2.5 電流變體2.2.6 磁流變體2.2.7 有機聚合物材料2.3 微結構與微型智能結構2.3.1 主動控制結構類2.3.2 被動阻尼結構類第三章 微細加工技術3.1 引言3.2 硅微細加工技術3.2.1 薄膜制備技術3.2.2 微機械器件薄膜制備技術3.3 光刻技術3.3.1 光刻掩模制作工藝3.3.2 曝光技術3.3.3 刻蝕技術3.3.4 表面薄膜的化學刻蝕加工3.4 犧牲層技術3.5 外延技術3.6 高能束刻蝕技術3.6.1 離子束刻蝕3.6.2 等離子體刻蝕3.6.3 激光刻蝕3.7 LIGA技術3.8 微細立體光刻技術3.9 精密放電加工技術與超精密機械加工技術3.10 微機械裝配與集成3.10.1 堆裝技術3.10.2 封裝技術3.10.3 集成制造技術第四章 準分子激光微細加工技術4.1 引言4.2 準分子激光器及其工作原理4.2.1 準分子與準分子激光器4.2.2 準分子激光器的泵浦方式4.3 直寫微細加工的準分子激光光束特性4.3.1 直寫微細加工4.3.2 光束特性4.4 準分子激光直寫微細加工4.4.1 聚焦準分子激光直接刻蝕硅材料4.4.2 準分子激光輔助刻蝕硅材料4.4.3 準分子激光直寫微細加工4.5 準分子激光直寫微細加工系統4.5.1 系統構成與工作原理4.5.2 加工控制與監(jiān)測4.5.3 加工光斑4.5.4 掃描運動4.5.5 聲光調制器4.5.6 直寫微細加工及其CAD／CAM4.5.7 系統的加工精度分析4.6 準分子激光直寫刻蝕基本規(guī)律4.6.1 微加工材料表面的顯微形貌4.6.2 準分子激光對于硅材料的直接刻蝕規(guī)律4.6.3 單脈沖刻蝕情況.4.6.4 熱量與熱影響區(qū)4.6.5 刻蝕深度的變化規(guī)律4.6.6 由沖擊破壞現象引起的受力情況分析4.7 光束質量的改善措施第五章 微檢測技術5.1 引言5.2 現代微觀檢測方法與設備5.2.1 掃描探針顯微鏡5.2.2 干涉與測量5.3 微機械結構的幾何尺寸測量5.3.1 測量方法的分析與選擇5.3.2 基于光切法的微結構尺寸測量5.3.3 基于光切法的圖像測量系統設計5.3.4 微結構件幾何尺寸測量示例5.4 物理量測量5.4.1 彈性模量測量5.4.2 殘余應力測量5.4.3 測量與結果第六章 微傳感器6.1 引言6.2 電量檢測傳感器6.2.1 壓電式傳感器6.2.2 電容式傳感器6.2.3 壓阻式傳感器6.3 機械量微傳感器6.3.1 結構彈性變形微傳感器6.3.2 機械振動結構徽傳感器6.3.3 振動體激勵微傳感器6.3.4 諧振集成微傳感器……第七章 微致動器及其它微器件第八章 典型微型電子機械系統與微機器人

章節(jié)摘錄

插圖：微電子的騰飛有賴于相關科技的支持，反過來它的發(fā)展也為更高層次上的科技飛躍帶來了契機。伴隨對硅、鍺等半導體材料的進一步深入研究，源于微電子集成制造的硅微細加工技術逐漸成熟起來。1987年美國利用IC工藝首次制作出了直徑為100um的硅靜電微型電機，轉子直徑僅為60um。這一突破性的成就開辟了微型電子機械系統MEMS（或稱微機械）的嶄新領域，從而為微米科技的研究注入了新內容。作為一個綜合性的新型學科，它已成為當今世界范圍內的研究熱點。從微機械的加工方法來看，它主要起源于硅集成制造技術。因此微機械繼承了集成電路器件所具有的微小、可靠、靈敏、低耗、高效、成本低、適于大批量生產等一系列優(yōu)點。從功用上看，微機械還具有一般機械遠不能及的優(yōu)勢。（1）首先表現在活動空間、操作對象和工作環(huán)境上。微機械能夠進入極狹小的空間進行作業(yè)，且不易對環(huán)境造成不必要的影響與破壞。這樣在醫(yī)學上，微機械可游弋于人體血管，去清除血栓或其它病理組織；在工程上，可以進入精密機械或儀器內部進行故障檢修或其它操作。微機械還可以面對很脆弱、易損傷的工作對象，例如接通大腦中的細微神經、檢修微型或超微型計算機中的通訊光纖等。此外，微機械還可出現于人類所不能及或不適宜的工作環(huán)境，如清潔長期運行于宇宙空間的衛(wèi)星攝像機鏡頭、在有核輻射的場所執(zhí)行任務等。（2）與一般機械相比，微機械所表現出的智能化程度更高、實現的功能更趨于多樣化。由于微機械的工作環(huán)境比較復雜，除了人類必備的控制以外，微機械自身也須具有一定程度上的自主分析、判斷和處理特定事件的能力。在需要多個微機械共同去完成任務時，相互之間的分工和協作也是必需的。這都要求微機械具有較高的“智能”。

編輯推薦

《微機械與微細加工技術》是由西北工業(yè)大學出版社出版的。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    微機械與微細加工技術 PDF格式下載

---