微細加工與微納加工技術及套用

《微細加工與微納加工技術及套用》是2021年化學工業出版社出版的圖書，作者是趙波、李伯民、李清。

基本介紹

• 中文名：微細加工與微納加工技術及套用
• 作者：趙波、李伯民、李清
• 出版社：化學工業出版社
• ISBN：9787122369406

內容簡介

微細加工與微納加工技術是當前發展*快的技術之一，已廣泛套用於機械、微電子、材料、機電、化工、能源、航空航天、通信、生物技術、醫療衛生、軍事等領域。本書綜合了近年來機械微加工和微納加工領域的國內外新理論、新技術、新成果。全書分別介紹了微切削加工技術，微細電加工技術，雷射的微納米加工技術，面向MEMS與NEMS套用的金剛石CVD技術，納米機械加工原理、方法與實現；還重點介紹了微納米加工光刻技術、沉積法圖形轉移技術、刻蝕法圖形轉移技術、薄膜沉積技術、自組裝納米加工技術、微納米加工技術的套用等內容。

本書內容豐富、語言精練，具有較強的實踐指導意義和實用價值。本書可供機電、微電子、新材料、通信、能源、化工等領域的科研人員、技術人員閱讀或參考，也可作為相關專業大專師生的教學參考書。

圖書目錄

第1章緒論 / 001

1.1先進制造技術發展趨勢001

1.2 微製造001

1.3微切削003

1.4納米材料、納米技術004

1.5微納米加工技術005

1.5.1微納米加工技術的基本過程006

1.5.2微納米加工成像工藝類型007

第2章微切削加工技術 / 009

2.1微切削加工技術概論009

2.2微切削力學010

2.2.1尺寸效應010

2.2.2切屑形成與最小切削厚度011

2.2.3比切削能與微切削力011

2.2.4表面生成和毛刺生成013

2.3微型刀具設計與製造015

2.3.1微型刀具尺寸與加工尺度015

2.3.2實柄微刀具的製造方法016

2.3.3塗層與實柄塗層微刀具016

2.3.4金剛石微切削刀具017

2.3.5微切削刀具的磨損018

2.4金剛石車削與微車削018

2.4.1超精密金剛石車削018

2.4.2金剛石車削加工微結構019

2.4.3微車削021

2.4.4微車削中的尺寸效應023

2.5微銑削加工技術025

2.5.1微銑削加工系統構成025

2.5.2微銑削工具機025

2.5.3微銑刀026

2.5.4工藝條件027

2.5.5工件材料028

2.6微銑削中的力學028

2.6.1微尺度切削中的尺寸效應028

2.6.2最小切削厚度029

2.6.3工件材料微觀結構的影響030

2.6.4微銑削技術面臨的問題030

2.7微細鑽削技術031

2.7.1微細鑽頭031

2.7.2微孔加工工具機032

2.7.3微孔鑽削工藝034

2.7.4微孔鑽削實例037

2.7.5微孔鑽削中顫振研究簡介037

2.8微磨削技術038

2.8.1微（超精）磨削加工過程038

2.8.2金剛石微粉超硬砂輪超精密磨削040

2.8.3複合結合劑（黏結劑）金剛石微粉砂輪超精密磨削040

2.8.4微磨削加工脆性材料的去除機理041

2.8.5工件材料與金剛石磨粒之間的相互作用042

2.8.6微磨削的加工方法042

2.8.7線上電解修銳法（ELID）045

2.8.8微磨削加工實例046

第3章微細電加工技術 / 050

3.1電火花加工機理及特點050

3.2微細電極的線上製作與檢測052

3.3電火花微銑削加工技術054

3.3.1電火花微銑削加工技術的特點054

3.3.2基於分層製造原理的電火花微銑削加工技術054

第4章雷射的微納米加工技術 / 058

4.1雷射的基本原理058

4.1.1單色光束的產生058

4.1.2受激發射060

4.1.3二極體雷射器061

4.1.4準分子雷射器061

4.1.5鈦：藍寶石雷射器061

4.2光束特性062

4.3雷射光學062

4.3.1光學品質062

4.3.2雷射加工原理063

4.4雷射微米加工064

4.4.1納秒脈衝微米加工064

4.4.2保護氣體065

4.4.3表面熔化階段劃分066

4.4.4納秒脈衝微米微加工的效果066

4.4.5皮秒脈衝微米加工066

4.5雷射納米加工技術068

第5章面向MEMS與NEMS套用的金剛石CVD技術 / 070

5.1CVD工藝原理與發展070

5.2金剛石CVD工藝類型071

5.3襯底072

5.3.1襯底材料的選擇072

5.3.2襯底預處理073

5.3.3對鉬/矽襯底的預處理073

5.3.4對硬質合金襯底的預處理073

5.4改進的熱燈絲CVD工藝074

5.4.1熱燈絲組件的改進074

5.4.2工藝條件074

5.5金剛石的成核與生長075

5.5.1成核階段076

5.5.2同質外延生長076

5.5.3異質外延生長076

5.5.4偏壓增強型成核(BEN)077

5.5.5溫度的影響077

5.6金剛石在三維襯底上的沉積079

5.6.1在金屬（鉬）絲上金剛石沉積079

5.6.2在WC-Co（硬質合金）微型鑽頭上的沉積079

5.6.3在WC-Co牙鑽上的金剛石沉積079

第6章納米機械加工原理、方法與實現 / 081

6.1納米機械加工概念及類型081

6.2納米機械加工理論基礎082

6.2.1切削力和切削能量082

6.2.2切削溫度082

6.2.3切屑形成和表面生成083

6.2.4最小未變形切屑厚度083

6.2.5臨界切削刃半徑084

6.2.6工件材料特性084

6.3納米機械加工的實現及套用前景085

6.3.1超精密工具機085

6.3.2切削刀具087

6.3.3切削參數變化對加工表面質量的影響090

6.3.4實用化納米尺度加工091

6.4超精密的砂帶磨削方式094

6.4.1超精密砂帶磨削方式094

6.4.2超音波砂帶磨削運動與機理094

6.4.3砂帶磨削的套用095

第7章微納米加工光刻技術 / 096

7.1光學曝光技術097

7.1.1光學曝光方式與原理097

7.1.2光刻膠的特性099

7.1.3正型光刻膠與負型光刻膠100

7.1.4化學放大膠與特殊光刻膠100

7.1.5光學掩膜的設計與製作100

7.2短波長曝光技術101

7.2.1深紫外曝光技術101

7.2.2極紫外曝光技術101

7.2.3X射線的曝光技術102

7.3大數值孔徑與浸沒式曝光技術102

7.4厚膠曝光技術103

7.4.1酚醛清漆光刻膠103

7.4.2SU-8光刻膠103

7.5LIGA（光刻、電鍍、注塑複製）技術104

7.5.1用於LIGA的X射線光源105

7.5.2X射線LIGA掩膜105

7.5.3用於X射線LIGA的厚膠及其工藝105

7.5.4影響X射線的LIGA圖形精度的因素106

7.6電子束曝光技術107

7.6.1電子束曝光系統107

7.6.2電子束曝光圖形設計與數據格式108

7.6.3電子束曝光的鄰近效應及其校正109

7.6.4電子束抗蝕劑及其工藝110

7.6.5電子束曝光的極限解析度114

7.7聚焦離子束加工技術114

7.7.1聚焦離子束系統115

7.7.2聚焦離子束加工原理116

7.7.3聚焦離子束加工技術套用116

7.7.4聚焦離子束曝光系統118

7.7.5離子束投影曝光技術118

7.7.6聚焦離子束注入系統119

7.8掃描探針加工技術119

7.8.1掃描探針顯微鏡原理120

7.8.2抗蝕劑曝光加工122

7.8.3局部氧化加工123

7.8.4添加式納米加工123

7.8.5抽減式納米加工125

7.8.6高產出率掃描探針加工126

7.9複製技術127

7.9.1熱壓納米壓印技術127

7.9.2室溫納米壓印技術131

7.9.3紫外固化納米壓印技術131

7.9.4納米轉印技術133

7.9.5軟光刻技術134

7.9.6大面積連續壓印技術135

7.9.7塑膠微成型技術136

第8章沉積法圖形轉移技術 / 138

8.1溶脫剝離法138

8.2電鍍法139

8.3嵌入法140

8.4模板法141

8.5噴墨列印法142

8.6掠角沉積法143

第9章刻蝕法圖形轉移技術 / 145

9.1化學濕法腐蝕圖形轉移技術146

9.1.1矽的各向異性腐蝕146

9.1.2矽的金屬輔助化學腐蝕147

9.1.3矽的各向同性腐蝕147

9.1.4二氧化矽(SiO2)的各向同性腐蝕148

9.2乾法刻蝕圖形轉移技術148

9.2.1反應離子刻蝕148

9.2.2反應離子刻蝕的工藝參數150

9.3反應離子深刻蝕151

9.3.1電感耦合電漿刻蝕系統151

9.3.2Bosch工藝152

9.3.3反應離子深刻蝕中存在的問題152

9.4等離子刻蝕153

9.5離子濺射刻蝕154

9.6反應氣體刻蝕155

9.7其他物理刻蝕技術155

第10章薄膜沉積技術 / 157

10.1物理氣相沉積法158

10.1.1真空蒸發沉積方法158

10.1.2濺射沉積法160

10.2化學氣相沉積方法163

10.3原子沉積方法164

10.3.1ALD沉積原理164

10.3.2ALD沉積方法的優勢165

10.3.3ALD加工納米結構165

10.4納米薄膜表面剝離製備方法165

10.4.1化學和機械剝離方法166

10.4.2各向異性刻蝕剝離方法166

10.4.3外延剝離法166

10.4.4SOI釋放法167

10.5超光滑金屬薄膜的製備167

10.5.1化學修飾法167

10.5.2過渡層誘導法168

10.5.3模板剝離翻轉法168

10.5.4模板壓致形變法168

10.6薄膜沉積技術製備微納結構的方法169

10.6.1常規加工法169

10.6.2輔助加工法170

10.6.3特殊加工法175

第11章自組裝納米加工技術/ 177

11.1自組裝概念、分類以及特點177

11.1.1自組裝的概念177

11.1.2自組裝的分類與特點177

11.2自組裝過程179

11.2.1分子自組裝179

11.2.2納米粒子自組裝180

11.3可控自組裝180

11.4天然與人工合成納米單體182

11.4.1DNA分子鏈183

11.4.2碳納米管184

11.4.3納米材料印刷技術185

11.5嵌段共聚物185

11.5.1微觀相分離185

11.5.2可控制微觀相分離186

11.5.3嵌段共聚物的套用186

11.6多孔氧化鋁187

第12章微納米加工技術的套用 / 188

12.1超大規模積體電路技術188

12.2納米電子技術189

12.3微機電系統技術190

12.4微納加工製作感測器與磁存儲器件194

12.4.1感測器194

12.4.2磁存儲器件194

12.5生物晶片技術196

12.6納米技術197

12.7碳納米管（CNTs）198

12.7.1碳納米管的結構198

12.7.2碳納米管的表征202

12.7.3碳納米管的製備方法205

12.7.4碳納米管的性能207

12.7.5碳納米管的套用209

12.8手性半導體納米材料及其套用210

12.8.1概述210

12.8.2手性半導體納米材料的潛在套用211

參考文獻 / 214