微针器件的干湿法刻蚀与集成传感:基于MEMS干湿法混合刻蚀工艺,公司开发出多尺度微针器件。通过光刻胶模板与各向异性刻蚀,制备前列曲率半径<100nm、高度500微米的中空微针阵列,可无创穿透表皮提取组织间液。结合微注塑工艺,在微针内部集成直径10微米的流体通道,实现5分钟内采集3μL样本,用于连续血糖监测(误差±0.2mmol/L)。在透皮给药领域,载药微针采用可降解PLGA涂层,载药率超90%,释放动力学可控至24小时线性释放。同时,微针表面通过溅射工艺沉积金纳米层,集成阻抗传感模块,可实时检测炎症因子(如CRP),检测限低至0.1pg/mL。此类器件与微流控芯片联用,可在15分钟内完成“采...
MEMS技术的主要分类:传感MEMS技术是指用微电子微机械加工出来的、用敏感元件如电容、压电、压阻、热电耦、谐振、隧道电流等来感受转换电信号的器件和系统。它包括速度、压力、湿度、加速度、气体、磁、光、声、生物、化学等各种传感器,按种类分主要有:面阵触觉传感器、谐振力敏感传感器、微型加速度传感器、真空微电子传感器等。传感器的发展方向是阵列化、集成化、智能化。由于传感器是人类探索自然界的触角,是各种自动化装置的神经元,且应用领域大,未来将备受世界各国的重视。多图拼接测量技术通过 SEM 图像融合,实现大尺寸微纳结构的亚微米级精度全景表征。江苏MEMS微纳米加工 MEMS制作工艺-声表面波器件SA...
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点: 1.由于声表面波器件是在单晶材料上用半导体平面工艺制作的,所以它具有很好的一致性和重复性,易于大量生产,而且当使用某些单晶材料或复合材料时,声表面波器件具有极高的温度稳定性。 2.声表面波器件的抗辐射能力强,动态范围很大,可达100dB。这是因为它利用的是晶体表面的弹性波而不涉及电子的迁移过程此外,在很多情况下,声表面波器件的性能还远远超过了很好的电磁波器件所能达到的水平。比如用声表面波可以作成时间-带宽乘积大于五千的脉冲压缩滤波器,在UHF频段内可以作成Q值超过五万的谐振腔,以及可以作成带外抑制达70dB、频率达1低Hz的带通滤波器 M...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tiltingmirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材料可轻...
柔性电极的生物相容性表面改性技术:柔性电极的长期植入性能依赖于表面生物相容性改性,公司采用多层涂层工艺解决蛋白吸附与炎症反应问题。以PI基柔性电极为基底,首先通过等离子体处理引入羟基基团,然后接枝硅烷偶联剂(如APTES)形成活性界面,再通过层层自组装技术沉积PEG(聚乙二醇)与壳聚糖复合层,**终涂层厚度5-15nm。该涂层可使水接触角从85°降至50°,蛋白吸附量从100ng/cm²降至<10ng/cm²,中性粒细胞黏附率下降80%。在动物植入实验中,改性后的电极在体内留置3个月,周围组织纤维化程度较未处理组减轻60%,信号衰减<15%,而对照组衰减达40%。该技术适用于神经电极、心脏起搏...
高压SOI工艺在MEMS芯片中的应用创新:高压SOI(绝缘体上硅)工艺是制备高耐压、低功耗MEMS芯片的**技术,公司在0.18μm节点实现了发射与开关电路的集成创新。通过SOI衬底的埋氧层(厚度1μm)隔离高压器件与低压控制电路,耐压能力达200V以上,漏电流<1nA,适用于神经电刺激、超声驱动等高压场景。在神经电子芯片中,高压SOI工艺实现了128通道**驱动,每通道输出脉冲宽度1-1000μs可调,幅度0-100V可控,脉冲边沿抖动<5ns,确保精细的神经信号调制。与传统体硅工艺相比,SOI芯片的寄生电容降低40%,功耗节省30%,芯片面积缩小50%。公司优化了SOI晶圆的键合与减薄工艺...
柔性电极的生物相容性表面改性技术:柔性电极的长期植入性能依赖于表面生物相容性改性,公司采用多层涂层工艺解决蛋白吸附与炎症反应问题。以PI基柔性电极为基底,首先通过等离子体处理引入羟基基团,然后接枝硅烷偶联剂(如APTES)形成活性界面,再通过层层自组装技术沉积PEG(聚乙二醇)与壳聚糖复合层,**终涂层厚度5-15nm。该涂层可使水接触角从85°降至50°,蛋白吸附量从100ng/cm²降至<10ng/cm²,中性粒细胞黏附率下降80%。在动物植入实验中,改性后的电极在体内留置3个月,周围组织纤维化程度较未处理组减轻60%,信号衰减<15%,而对照组衰减达40%。该技术适用于神经电极、心脏起搏...
热敏柔性电极的PI三明治结构加工技术:热敏柔性电极采用PI(聚酰亚胺)三明治结构,底层PI作为柔性基板,中间层为金属电极,上层PI实现绝缘保护,开窗漏出Pad引线位置,兼具柔韧性与电学性能。加工过程中,首先在25μm厚度的PI基板上通过溅射沉积5μm厚度的铜/金电极层,利用光刻胶作为掩膜进行湿法刻蚀,形成10-50μm宽度的电极图案,线条边缘粗糙度<1μm;然后涂覆10μm厚度的PI绝缘层,通过激光切割开设引线窗口,窗口定位精度±5μm;***经300℃高温亚胺化处理,提升层间结合力(剥离强度>10N/cm)。该电极的弯曲半径可达5mm,耐弯折次数>10万次,表面电阻<5Ω/□,适用于可穿戴体...
物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。热压印技术支持 PMMA/COC 等材料微结构快速成型,较注塑工艺缩短工期并降低成本。安徽MEMS微纳米加工发展现状新材料或将...
微纳结构的台阶仪与SEM测量技术:台阶仪与扫描电子显微镜(SEM)是微纳加工中关键的计量手段,确保结构尺寸与表面形貌符合设计要求。台阶仪采用触针式或光学式测量,可精确获取0.1nm-500μm高度范围内的轮廓信息,分辨率达0.1nm,适用于薄膜厚度、刻蚀深度、台阶高度的测量。例如,在深硅刻蚀工艺中,通过台阶仪监测刻蚀深度(精度±1%),确保流道深度均匀性<2%。SEM则用于纳米级结构观测,配备二次电子探测器,可实现5nm分辨率的表面形貌成像,用于微流道侧壁粗糙度(Ra<50nm)、微孔孔径(误差<±5nm)的检测。在PDMS模具复制过程中,SEM检测模具结构的完整性,避免因缺陷导致的芯片流道堵...
主要由传感器、作动器(执行器)和微能源三大部分组成,但现在其主要都是传感器比较多。 特点:1.和半导体电路相同,使用刻蚀,光刻等微纳米MEMS制造工艺,不需要组装,调整;2.进一步的将机械可动部,电子线路,传感器等集成到一片硅板上;3.它很少占用地方,可以在一般的机器人到不了的狭窄场所或条件恶劣的地方使用4.由于工作部件的质量小,高速动作可能;5.由于它的尺寸很小,热膨胀等的影响小;6.它产生的力和积蓄的能量很小,本质上比较安全。 MEMS的光学超表面是什么?新疆MEMS微纳米加工设计 MEMS制作工艺-太赫兹超导混频阵列的MEMS体硅集成天线与封装技术: 太赫兹波是天文探测...
MEMS制作工艺柔性电子出现的意义: 柔性电子技术有可能带来一场电子技术进步,引起全世界的很多的关注并得到了迅速发展。美国《科学》杂志将有机电子技术进展列为2000年世界几大科技成果之一,与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。美国科学家艾伦黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作获得2000年诺贝尔化学奖。 柔性电子技术是行业新兴领域,它的出现不但整合电子电路、电子组件、材料、平面显示、纳米技术等领域技术外,同时横跨半导体、封测、材料、化工、印刷电路板、显示面板等产业,可协助传统产业,如塑料、印刷、化工、金属材料等产业的转型。其在...
新材料或将成为国产MEMS发展的新机会。截止到目前,硅基MEMS发展已经有40多年的发展历程,如何提高产品性能、降低成本是全球企业都在思考的问题,而基于新材料的MEMS器件则成为摆在眼前的大奶酪,PZT、氮化铝、氧化钒、锗等新材料MEMS器件的研究正在进行中,抢先一步投入应用,将是国产MEMS弯道超车的好时机。另外,将多种单一功能传感器组合成多功能合一的传感器模组,再进行集成一体化,也是MEMS产业新机会。提高自主创新意识,加强创新能力,也不是那么的遥远。MEMS技术常用工艺技术组合有:紫外光刻、电子束光刻EBL、PVD磁控溅射、IBE刻蚀、ICP-RIE深刻蚀。湖南MEMS微纳米加工材料 ...
弧形柱子点阵的微纳加工技术:弧形柱子点阵结构在细胞黏附、流体动力学调控中具有重要应用,公司通过激光直写与反应离子刻蚀(RIE)技术实现该结构的精密加工。首先利用激光直写系统在光刻胶上绘制弧形轨迹,**小曲率半径可达5μm,线条宽度10-50μm;然后通过RIE刻蚀硅片或石英基板,刻蚀速率50-200nm/min,侧壁弧度偏差<±2°。柱子高度50-500μm,间距20-100μm,阵列密度可达10⁴个/cm²。在细胞培养芯片中,弧形柱子表面通过RGD多肽修饰,促进成纤维细胞沿曲率方向铺展,细胞取向率提升70%,用于肌腱组织工程研究。在微流控芯片中,弧形柱子阵列可降低流体阻力30%,减少气泡滞留...
物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。MEMS 微纳米加工的成本效益随着技术的成熟逐渐提高,为其大规模商业化应用奠定了基础。陕西MEMS微纳米加工销售厂家通过MEM...
MEMS超表面对特性的调控: 1.超表面meta-surface对偏振的调控:在偏振方面,超表面可实现偏振转换、旋光、矢量光束产生等功能。 2.超表面meta-surface对振幅的调控。超表面可以实现光的非对称透过、消反射、增透射、磁镜、类EIT效应等。 3.超表面meta-surface对频率的调控。超表面的微结构在共振情况下可实现较强的局域场增强,利用这些局域场增大效应,可以实现非线性信号或荧光信号的增强。在可见光波段,不同频率的光对应不同的颜色,超表面的频率选择特性可以用于实现结构色。 我们在自然界中看到的颜色从产生原理上可以分为两大类,一类是由材料的反射、...
在MEMS微纳加工领域,公司通过“材料创新+工艺突破”双轮驱动,为医疗健康、生物传感等场景提供高精度、定制化的微纳器件解决方案。公司依托逾700平米的6英寸MEMS产线,可加工玻璃、硅片、PDMS、硬质塑料等多种基材的微纳结构,覆盖从纳米级(0.5-5μm)到百微米级(10-100μm)的尺度需求。其**技术包括深硅刻蚀、亲疏水改性、多重转印工艺等,能够实现复杂三维微流道、高深宽比微孔阵列及柔性电极的精密成型,满足脑机接口、类***电生理研究、微针给药等前沿医疗应用的严苛要求。汽车上的MEMS传感器有哪些?哪里有MEMS微纳米加工之SAW器件 MEMS制作工艺-太赫兹特性: 1.相干性...
MEA柔性电极的MEMS制造工艺:公司开发的脑机接口用MEA(微电极阵列)柔性电极,采用聚酰亚胺或PDMS作为柔性基底,通过光刻、金属蒸镀与电化学沉积工艺,构建高密度“触凸”式电极阵列。电极点直径可缩至20微米,间距50微米,表面修饰PEDOT:PSS导电聚合物,电荷注入容量(CIC)达2mC/cm²,信噪比(SNR)提升至25dB以上。制造过程中,通过激光切割与等离子体键合技术,实现电极与柔性电路的可靠封装。该工艺支持定制化设计,例如针对癫痫监测的16通道电极,植入后机械应力降低70%,使用寿命延长至3年。此外,电极阵列可集成于类***培养芯片,实时监测神经元放电频率与网络同步性,为神经退行...
MEMS具有以下几个基本特点,微型化、智能化、多功能、高集成度和适于大批量生产。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。 MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等。MEMS是一个单独的智能系统,可大批量生产,其系统尺寸在几毫米乃至更小,其内部结构一般在微米甚至纳米量级。例如,常见的MEMS产品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微机电系统在国民经济和更高级别的系统方面将有着广泛的应用前景。主要民用领域是电子、医学、工业、汽车和...
MEMS特点: 1.微型化:MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。 2.以硅为主要材料,机械电器性能优良:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨。 3.批量生产:用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS。批量生产可降低生产成本。 4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。 5....
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 1.体硅刻蚀:一些块体蚀刻些微机电组件制造过程中需要蚀刻挖除较大量的Si基材,如压力传感器即为一例,即通过蚀刻硅衬底背面形成深的孔洞,但未蚀穿正面,在正面形成一层薄膜。还有其他组件需蚀穿晶圆,不是完全蚀透晶背而是直到停在晶背的镀层上。基于Bosch工艺的一项特点,当要维持一个近乎于垂直且平滑的侧壁轮廓时,是很难获得高蚀刻率的。因此通常为达到很高的蚀刻率,一般避免不了伴随产生具有轻微倾斜角度的侧壁轮廓。不过当采用这类块体蚀刻时,工艺中很少需要垂直的侧壁。 2.准确刻蚀:精确蚀刻精确蚀刻工艺是专门为体积较小、垂直度和侧壁轮廓平滑性上升为关键因素的组...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tiltingmirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材料可轻...
超薄石英玻璃双面套刻加工技术解析:在厚度100μm以上的超薄石英玻璃基板上进行双面套刻加工,是实现高集成度微流控芯片与光学器件的关键技术。公司采用激光微加工与紫外光刻结合工艺,首先通过CO₂激光切割实现玻璃基板的高精度成型(边缘误差<±5μm),然后利用双面光刻对准系统(精度±1μm)进行微结构加工。正面通过干法刻蚀制备5-50μm深度的微流道,背面采用离子束溅射沉积100nm厚度的金属电极层,经光刻剥离形成微米级电极阵列。针对玻璃材质的脆性特点,开发了低温键合技术(150-200℃),使用硅基粘合剂实现双面结构的密封,键合强度>3MPa,耐水压>50kPa。该技术应用于光声成像芯片时,正面微...
MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 运动追踪在运动员的日常训练中,MEMS传感器可以用来进行3D人体运动测量,通过基于声学TOF,或者基于光学的TOF技术,对每一个动作进行记录,教练们对结果分析,反复比较,以便提高运动员的成绩。随着MEMS技术的进一步发展,MEMS传感器的价格也会随着降低,这在大众健身房中也可以广泛应用。在滑雪方面,3D运动追踪中的压力传感器、加速度传感器、陀螺仪以及GPS可以让使用者获得极精确的观察能力,除了可提供滑雪板的移动数据外,还可以记录使用者的位置和距离。在冲浪方面也是如此,安装在冲浪板上的3D运动追踪,可以记录海浪高度、速度、冲浪时间、浆板距离、水温以...
新材料或将成为国产MEMS发展的新机会。截止到目前,硅基MEMS发展已经有40多年的发展历程,如何提高产品性能、降低成本是全球企业都在思考的问题,而基于新材料的MEMS器件则成为摆在眼前的大奶酪,PZT、氮化铝、氧化钒、锗等新材料MEMS器件的研究正在进行中,抢先一步投入应用,将是国产MEMS弯道超车的好时机。另外,将多种单一功能传感器组合成多功能合一的传感器模组,再进行集成一体化,也是MEMS产业新机会。提高自主创新意识,加强创新能力,也不是那么的遥远。超声芯片封装采用三维堆叠技术,缩小尺寸 40% 并提升信噪比至 73.5dB,优化成像质量。中国台湾MEMS微纳米加工常见问题 MEMS制...
加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加...
智能手机迎5G换机潮,传感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速渗透,拉动智能手机市场恢复增长:今年10月份国内5G手机出货量占比已达64%;智能手机整体出货量方面,在5G的带动下,根据IDC今年的预测,2021年智能手机出货量相比2020年将增长11.6%,2020-2024年CAGR达5.2%。另一方面,单机传感器和RFMEMS用量不断提升,以iPhone为例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手机智能化程度不断升,功能不断丰富,指纹识别、3Dtouch、ToF、麦克风组合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得传感器数量(包含非MEMS传感器)由当初的...
基于MEMS技术的SAW器件的工作模式和原理: 声表面波器件一般使用压电晶体(例如石英晶体等)作为媒介,然后通过外加一正电压产生声波,并通过衬底进行传播,然后转换成电信号输出。声表面波传感器中起主导作用的主要是压电效应,其设计时需要考虑多种因素:如相对尺寸、敏感性、效率等。一般地,无线无源声表面波传感器的信号频率范围从40MHz到几个GHz。图2所示为声表面波传感器常见的结构,主要部分包括压电衬底天线、敏感薄膜、IDT等。传感器的敏感层通过改变声表面波的速度来实现频率的变化。 无线无源声表面波系统包:发射器、接收器、声表面波器件、通信频道。发射器和接收器组合成收发器或者解读器的...
MEMS制作工艺-太赫兹超导混频阵列的MEMS体硅集成天线与封装技术: 太赫兹波是天文探测领域的重要波段,太赫兹波探测对提升人类认知宇宙的能力有重要意义。太赫兹超导混频接收机是具有代表性的高灵敏天文探测设备。天线及混频芯片封装是太赫兹接收前端系统的关键组件。当前,太赫兹超导接收机多采用单独的金属喇叭天线和金属封装,很难进行高集成度阵列扩展。大规模太赫兹阵列接收机发展很大程度受到天线及芯片封装技术的制约。课题拟研究基于MEMS体硅工艺技术的适合大规模太赫兹超导接收阵列应用的0.4THz以上频段高性能集成波纹喇叭天线,及该天线与超导混频芯片一体化封装。通过电磁场理论分析、电磁场数值建模与...
SU8微流控模具加工技术与精度控制:SU8作为负性光刻胶,广泛应用于6英寸以下硅片、石英片的单套或套刻微流控模具加工,可实现5-500μm高度的三维结构制造。加工流程包括:基板清洗→底涂处理→SU8涂胶(转速500-5000rpm,控制厚度1-500μm)→前烘→曝光(紫外光强度50-200mJ/cm²)→后烘→显影(PGMEA溶液,时间1-10分钟)。通过优化曝光剂量与显影时间,可实现侧壁垂直度>88°,**小线宽10μm,高度误差<±2%。在多层套刻加工中,采用对准标记视觉识别系统(精度±1μm),确保上下层结构偏差<5μm,适用于复杂三维流道模具制备。该模具可用于PDMS模塑成型,复制精...