国家出版基金项目

本书从芯片高密度封装装备共性技术需求出发，结合作者长期的科研实践，系统地介绍了高动态制造装备执行机构与运动平台等高速精密机械系统的优化设计理论与方法。考虑到这类装备的高动态特性主要由高速高加速度运动与快速精密定位操作引起，本书在深入剖析了其运动速度与定位精度矛盾的基础上，重点提出了非对称变加速高阶运动规划、高时变驱动机构的结构动态优化设计、高速高加速度急停定位的振动抑制、导向与驱动分离的弱耦合精密补偿的宏微复合平台设计、运动平台频繁起停过程弹性振动产生、叠加、衰减的全程运动控制优化，以及高速运动平台复合光栅位置反馈测量与自抗扰控制等新理论与新方法。

陈新，中国工程院院士、教授、博士生导师，1995年于华中科技大学机械工程专业获博士学位，省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室主任、粤港澳大湾区国家技术创新中心主任，曾任广东工业大学党委书记、校长。
担任中国机械工程学会常务理事、广东省科协兼职副主席、广东制造强省专家咨询委副主任、广东省制造业信息化专家组组长、广东省“数控一代”专家组组长、《机械工程学报》及《中国机械工程》编委等。

随着集成电路（IC）技术的飞速发展，在后摩尔时代，芯片内部特征线宽、线距不断缩小，已逐渐逼近物理极限，其制造难度与制造成本也急剧增加。面对这一困境，业界亟须寻找新的技术路径延续/超越摩尔定律，发展面向多芯片高密度互连的先进封装制造技术，该领域已成为行业技术进步与国际竞争的新赛道。
多芯片高密度互连封装制造技术，不仅依赖于先进封装工艺与封装材料，更离不开高性能封装制造装备的支持。芯片微型化与互连高密度化发展迅速，导致对诸如半导体晶圆的密细芯粒划切、互连基板海量孔群阵列加工、微小芯片高效转移固晶、多芯片跨层互连引线键合等封装制造装备的运动速度与操作精度要求越来越高。随着高速高加速度执行机构操作节拍的不断加快，操作精度从几十微米向几微米和亚微米跃升，运动速度与定位精度的矛盾日益突出，已成为行业的技术瓶颈与竞争热点。
本书从芯片高密度封装装备共性技术需求出发，结合作者长期的科研实践，系统地介绍了高动态制造装备执行机构与运动平台等高速精密机械系统的优化设计理论与方法。考虑到这类装备的高动态特性主要由高速高加速度运动与快速精密定位操作引起，本书在深入剖析了其运动速度与定位精度矛盾的基础上，重点提出了非对称变加速高阶运动规划、高时变驱动机构的结构动态优化设计、高速高加速度急停定位的振动抑制、导向与驱动分离的弱耦合精密补偿的宏微复合平台设计、运动平台频繁起停过程弹性振动产生、叠加、衰减的全程运动控制优化，以及高速运动平台复合光栅位置反馈测量与自抗扰控制等新理论与新方法。
本书采用理论探索与应用实践深度融合的方式，全面而深入地描述了高动态精密机械设计、优化和控制等多个关键技术，包括执行机构与运动平台高速运动过程优化方法、高动态执行机构与运动平台的结构动态优化设计，以及精密运动位置测量与控制技术等。开篇第 1 章“概述”与总结性的第 8 章“典型高速精密运动装备开发”，为读者提供了较为清晰的研究脉络与实践导向；第 2 章介绍了机械结构动态优化设计的相关基础理论；第 3 章系统阐述了高速精密机械系统运动过程优化方法；第 4 章重点阐述了高速精密操作机构的结构优化方法；第 5 章聚焦于高速精密运动平台的结构优化方法；第 6 章探讨了高速精密运动装备的驱动控制理论与新技术；第 7 章则主要介绍了高速精密运动位置测量的新原理。本书详细介绍了高动态机械系统的相关创新设计、动力学建模与求解、运动规划、控制方法，以及优化设计等技术，为此类机械系统的结构动态优化设计与精密运动实现提供了较为系统的基础理论及工程技术实现方法，为显著提升高速精密执行机构与运动平台的运动性能提供了较为系统的解决方案。
全书各章节相辅相成，共同构建了一个完整而深入的高动态精密机械动力学优化设计理论与高速精密运动实现技术的知识体系。我们相信，本书的出版将为从事芯片封装装备设计、精密机械系统优化设计及运动控制等领域的科研与工程技术人员、研究生提供有益的参考和借鉴，激发更多创新思维和技术突破，共同推动半导体装备制造技术实现新跨越，助力我国在该领域的国际竞争力迈向新高度。
全书共 8 章，主要由广东工业大学陈新教授负责规划与统稿，黄观新副教授参加了第 2、4、5、6 章内容的撰写和全书文字校对工作，白有盾副教授参加了第 3 章和第7 章内容的撰写工作，高健教授参加了全书规划和第 1 章、第 8 章内容的撰写工作。
本书内容主要来源于陈新教授团队近年来的科研成果，团队成员杨志军教授、吴柏生教授、王晗教授、贺云波教授、刘强教授、陈云教授、汤晖教授、张揽宇副教授、陈桪副教授等，对相关创新内容的形成与本书的出版做出了积极贡献。本书大部分创新内容得到了国家自然科学基金委员会多个项目资助。中国工程院周济院士、邓宗全院士给予本书高度评价，并为本书参评中国机械工程学会高端学术著作出版计划项目撰写了推荐意见。在此一并表示衷心感谢！
由于作者水平有限，加之时间仓促，书中不足之处在所难免，热忱欢迎读者批评指正。