江苏MEMS微纳米加工之PI柔性器件

微机电系统是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统，是一个智能系统。主要由传感器、作动器和微能源三大部分组成。微机电系统具有以下几个基本特点，微型化、智能化、多功能、高集成度。微机电系统。它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微机电系统。微机电系统涉及航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域。微机电系统的制造工艺主要有集成电路工艺、微米/纳米制造工艺、小机械工艺和其他特种加工工种。微机电系统技术基础主要包括设计与仿真技术、材料与加工技术、封装与装配技术、测量与测试技术、集成与系统技术等。超薄 PDMS（100μm 以上）与光学玻璃键合工艺，兼顾柔性流道与高透光性检测需求。江苏MEMS微纳米加工之PI柔性器件

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。辽宁MEMS微纳米加工性价比金属流道 PDMS 芯片与 PET 基板键合，实现柔性微流控芯片与刚性电路的高效集成。

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、吸收、散射等特性决定的颜色，比如常见的颜料、塑料袋的颜色等；另一类是由物质的结构，而不是其所用材料来决定的颜色，即所谓的结构色，比如蝴蝶的颜色、某些鱼类的颜色等。人们利用超表面，可以通过改变其结构单元的尺寸、形状等几何参数来实现对超表面的颜色的自由调控，可用于高像素成像、可视化生物传感Bio-sensor等领域。

MEMS制作工艺柔性电子的常用材料-PI：

柔性PI膜是一种由聚酰亚胺（PI）构成的薄膜材料，它是通过将均苯四甲酸二酐（PMDA）与二胺基二苯醚（ODA）在强极性溶剂中进行缩聚反应，然后流延成膜，然后经过亚胺化处理得到的高分子绝缘材料。柔性PI膜拥有许多独特的优点，如高绝缘性、良好的粘结性、强的耐辐射性和耐高温性能，使其成为一种综合性能很好的有机高分子材料。

柔性PI膜的应用非常广，尤其在电子、液晶显示、机械、航空航天、计算机、光伏电池等领域有着重要的用途。特别是在液晶显示行业中，柔性PI膜因其优越的性能而被用作新型材料，用于制造折叠屏手机的基板、盖板和触控材料。由于OLED显示技术的快速发展，柔性PI膜已成为替代传统ITO玻璃的新材料之一，广泛应用于智能手机和其他可折叠设备的制造。 PDMS 金属流道加工技术可在柔性流道内沉积金属镀层，实现电化学检测与流体控制一体化。

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、心脏起搏电极等植入器件，结合MEMS加工的超薄化设计（电极厚度＜10μm），降低手术创伤与长期植入风险。公司支持定制化涂层配方，可根据应用场景调整亲疏水性、电荷性质及生物活性分子（如生长因子）接枝，为植入式医疗设备提供个性化表面改性解决方案。高压 SOI 工艺实现芯片内高压驱动与低压控制集成，耐压超 200V 并降低寄生电容 40%。宁夏MEMS微纳米加工诚信合作

超薄石英玻璃双面套刻加工技术，在 100μm 以上基板实现微流道与金属电极的高精度集成。江苏MEMS微纳米加工之PI柔性器件

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，正面微流道实现样本输送，背面电极阵列同步激发光声信号，光-电信号延迟＜10ns，成像分辨率达50μm。此外，超薄玻璃的高透光性（＞95%@400-1000nm）与化学稳定性，使其成为荧光检测、拉曼光谱分析等**芯片的优先基板，公司已实现4英寸晶圆级批量加工，成品率＞90%，为光学微系统集成提供了可靠的制造平台。江苏MEMS微纳米加工之PI柔性器件