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| 內容簡介： |
微系统的尺度小，材料组合性强，功能多，对它的测量与检测构成了该领域新的挑战。本书内容丰富，覆盖面广，汇聚了各国知名大学共28位作者的卓越成果。书中将检测技术原理与众多应用实例相结合，介绍了微系统检测的应用光学技术，主要提供该领域中典型光学检测技术的全面回顾，包括光散射法、扫描探针显微技术、共焦显微技术、条纹投影技术、栅格和莫尔技术、干涉显微技术、激光多普勒测振技术、全息术、散斑测量术及光谱技术，同时还详述了上述技术相关数据的获取和处理方法。
本书是微纳米检测领域一本不可多得的参考书，适合从事微纳制造、微系统检测的科技人员、高等院校相关研究方向的师生参考使用。
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| 目錄：
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译丛序言
译者序
前言
第1章 用于MEMS测试的图像处理和计算机视觉
1．1 概述
1．2 任务分类
1．3 图像处理和计算机视觉元件
1．3．1 光、颜色和滤波器的行为
1．3．2 照明
1．3．3 透镜系统
1．3．4 传感器
1．4 图像数据的处理与分析
1．4．1 计算机视觉过程
1．4．2 图像数据预处理和处理方法
1．4．3 图像数据分析方法
1．4．4 解决测试任务
1．5 商业与非商业的图像处理和计算机视觉软件
1．6 用于光学计量中条纹图案的图像处理技术
1．7 结论
参考文献
第2章 微系统检测用图像的相关技术
2．1 概述
2．2 用数字图像相关DIC技术的变形测量法
2．2．1 数字微图像的互相关算法
2．2．2 位移和应变场的提取
2．2．3 确定衍生性质
2．2．4 功能与限制
2．2．5 有限元FE仿真与DIC方法的结合
2．3 DIC应用中的基本设备
2．3．1 测量系统元件
2．3．2 对高分辨率扫描显微镜的要求
2．3．3 软件工具
2．4 DIC技术在微系统中的应用
2．4．1 微元件的应变分析
2．4．2 缺陷检测
2．4．3 有限元模型验证
2．4．4 材料性质测量
2．4．5 微裂纹评估
2．4．6 基于AFM微图的三维变形分析
2．4．7 确定微元件中的残余应力
2．5 总结与展望
参考文献
第3章 微组件和微结构光散射检查技术
3．1 概述
3．2 光散射的理论背景
3．3 测量装置
3．4 光散射法的标准化
3．5 微元件和微结构检查应用
3．6 光散射技术和轮廓测量技术组合
3．7 结论和展望
参考文献
第4章 原子力显微镜表征及测量微元件
4．1 概述
4．2 AFM部件及工作原理
4．2．1 探针
4．2．2 扫描器
4．2．3 控制器
4．2．4 探测、输入信号、设置点与错误信号
4．2．5 Z反馈回路
4．3 AFM成像模式
4．3．1 一次AFM成像模式
4．3．2 二次AFM成像模式
4．4 AFM非成像模式
4．5 AFM用于微组件检查——案例研究
4．6 原子力轮廓仪AFP——AFM和触针轮廓仪的组合
4．7 AFM的补充光学测量技术
4．8 结论与展望
参考文献
第5章 MEMS测量用光学轮廓测量技术
5．1 概述
5．2 共焦显微镜术原理
5．2．1 共焦点传感器
……
第6章 微测量用栅格法和莫尔法
第7章 微零件面内位移和应变测量的光栅干涉法
第8章 微系统特性的干涉显微检测技术
第9章 用激光多谱勒测振技术测量运动中的MEMS
第10章 一种用于MEMS和MOEMS离面变形进行静态、准静态和动态评价的干涉测量平台
第11章 试验电子封装和MEMS的光电子全息术
第12章 数字全息术及其在MEMSMOEMS检测方面的应用
第13章 微系统的散斑测量法
第14章 MEMS检测的光谱技术
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| 內容試閱：
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复杂装置如传感器和执行器，它们的小型化构成了现代技术中的最大挑战之一。不同制造技术，如UGA技术和紫外线光刻术，能够在从纳米到毫米的范围内实现具有高深宽比和结构尺寸的非硅的和硅的微零件。UGA是一个缩略语，代表以下工艺的主要步骤，即深X射线光刻、电铸和塑模成型。这三个步骤能够用来批量生产高质量的微零件和微结构部件，尤其是使用廉价的塑料、陶瓷和金属来制造这些零件。基于紫外线光刻术或先进硅蚀刻工艺ASE的技术能够直接集成电子器件实现先进的微机电系统MEMS装置。其他工艺如激光微加工、电化学锐削ECM、放电加工及纳米压印光刻术NIL同时也为紫外线光刻、真空紫外光刻和下一代的光刻术提供一种经济和高分辨率的替代技术。
一种新技术要取得商业成功，不断增长的产量、高的系统性能、产品的可靠性和寿命是十分重要的，因此，高的质量标准对所有的制造商都是必需的。然而，随着不断增长的小型化，测量和试验的重要性迅速增大，因此需要采用微系统技术进行测试。可靠性和寿命极大地依赖于材料的性质和热力学设计。与常规技术相比较，微系统技术中的情况尤其复杂。现代微系统MEMS和MOEMS及其零件用多样性的材料和材料组合的大量集成来表征。这种多样性用来实现非常不同和变化的功能，如传感器和执行器性能、信号处理等。再者，已知与新的结构设计相结合的材料的行为不能容易地被理论仿真所预测o比如，用有限元方法计算得到的关于微装置操作性能的错误预测的可能原因是：缺乏可靠的微尺度的材料数据和边界条件。所以，测量和试验程序将面对一组复杂的要求。大体上，我们面临以下的潜在挑战：
·硅片尺度的微观和纳观的测量。
·高度异类混合系统的不同尺度性质和功能性质的快速在线测量。
·系统技术指标包括几何参数、动力学参数和热力学参数的验证。
·快速和可靠地识别表面和表面缺陷，并能够检查和修复。
·复杂深宽比三维结构的测量。
·已为块体材料块体所定义的、但将为微尺度所规定的材料性质的确定。
我们要求测量和检测的技术对被检查的产品应该是快速、鲁棒和较低成本的。
对这种要求的原因是显而易见的：在很大样品上确定的性质不能够没有经过实验的验证，便进行缩小。另外，在微尺度上，材料行为明显地受生产工艺所影响。因此，我们需要简单、可靠的方法来分析微零件的形状和变形。结合我们对施加载荷和合适的物理模型的认识，这些数据能用于导出材料参数和不同的系统性质。很明显，单个的方法和一类测量技术都不能完全满足这些要求。常规的拉伸试验技术如应变片因为它们有限的分辨率和部分不希望的接触特性，不能试验亚毫米尺寸领域的样品。其他的方法如微硬度测量，则不能揭示材料方向的变化性质。
然而，全场光学方法给常规方法提供了一种有前景的替代方法。这些方法的主要优点是它们的非接触二无破坏和现场工作原理；快速的响应潜力；高灵敏度和精度典型的位移分辨力为几纳米，应变值为100微应变；高的数据点分辨力比如对亚毫米视场为1000×1000点；系统的先进性能即对结果的自动分析；以及为满足内在的数学或解析的模型的数据预处理。因此，本书为微系统检测的应用光学测量技术的研究提供了一个适时的回顾。作者对最重要的和最具有挑战性的光学方法，如光散射法、扫描探针显微技术、共焦显微技术、条纹投影技术、栅格和莫尔技术、干涉显微技术、激光多普勒测振技术、全息术、散斑测量术、以及光谱技术给出了一个总体的概述。此外，还介绍了数据获取和处理的现代方法比如数字图像处理和相关技术。
编者希望本书能有力地推进光学方法在微系统研究中的应用。在此感谢所有作岩对本书做出的贡献，他们提供了对在富有魅力和挑战的光学微系统测量技术领域中的当今技术水平全面的回顾。最后，编者还要感谢由Taisuke Soda、Preethi Cholmondeley、Gerry Jaffe和Jessica Vakili所代表的CRC出版社所给予的合作。
伏尔夫岗·奥斯腾
于斯图加特
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