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。加速度计还可以通过压阻式、力平衡式和谐振式等方式实现。MEMS器件制造工艺更偏定制化。云南MEMS微纳米加工发展现状
MEA柔性电极:MEMS工艺开发的MEA(微电极阵列)柔性电极,是脑机接口(BCI)与类***电生理研究的**技术载体。该电极采用超薄柔性基底材料(如聚酰亚胺或PDMS),厚度可精细控制在10-50微米范围内,表面通过光刻与金属沉积工艺集成高密度“触凸”式微电极阵列。在脑机接口领域,柔性电极通过微创手术植入大脑皮层,用于癫痫病灶的精细定位与闭环电刺激***。在类***研究中,电极阵列与脑类***共培养系统结合,可长期监测神经元网络的自发电活动与突触可塑性变化,为阿尔茨海默病药物筛选提供高分辨率电生理数据。此外,公司开发的“仿生褶皱结构”柔性电极,通过力学匹配设计进一步降低植入后的机械应力,延长器件使用寿命至少5年以上。西藏MEMS微纳米加工材料区别MEMS微流控芯片是什么?
MEMS制作工艺压电器件的常用材料:
氧化锌是一种众所周知的宽带隙半导体材料(室温下3.4eV,晶体),它有很多应用,如透明导体,压敏电阻,表面声波,气体传感器,压电传感器和UV检测器。并因为可能应用于薄膜晶体管方面正受到相当的关注。同时氧化锌还具有相当良好的生物相容性,可降解性。E.Fortunato教授介绍了基于氧化锌的新型薄膜晶体管所带来的主要优势,这些薄膜晶体管在下一代柔性电子器件中非常有前途。除此之外,还有众多的二维材料被应用于柔性电子领域,包括石墨烯、半导体氧化物,纳米金等。2014年发表在chemicalreview和naturenanotechnology上的两篇经典综述详尽阐述了二维材料在柔性电子的应用。
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。自研超声收发芯片输出电压达 ±100V、电流 1A,部分性能指标超越国际品牌 TI。
金属流道PDMS芯片与PET基板的键合工艺:金属流道PDMS芯片通过与带有金属结构的PET基板键合,实现柔性微流控芯片与刚性电路的集成,兼具流体处理与电信号控制功能。键合前,PDMS流道采用氧等离子体活化处理(功率100W,时间30秒),使表面羟基化;PET基板通过电晕处理提升表面能,溅射1μm厚度的铜层并蚀刻形成电极图案。键合过程在真空环境下进行,施加0.5MPa压力并保持30分钟,形成化学共价键,剥离强度>5N/cm。金属流道内的电解液与外部电路通过键合区的Pad连接,接触电阻<100mΩ,确保信号稳定传输。该技术应用于微流控电化学检测芯片时,可在10μL的反应体系内实现多参数同步检测,如pH、离子浓度与氧化还原电位,检测精度均优于±1%。公司优化了键合设备的温度与压力控制算法,将键合缺陷率(如气泡、边缘溢胶)降至0.5%以下,支持大规模量产。此外,PET基板的可裁剪性与低成本特性,使得该芯片适用于一次性检测试剂盒,单芯片成本较玻璃/硅基方案降低60%,为POCT设备厂商提供了高性价比的集成方案。太赫兹柔性电极以 PI 为基底构建双面结构,适用于非侵入式生物检测与材料无损探测。福建MEMS微纳米加工设计
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。云南MEMS微纳米加工发展现状
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??椋墒凳奔觳庋字⒁蜃樱ㄈ鏑RP),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“采样-分析-反馈”闭环,为慢性病管理提供便携式解决方案。云南MEMS微纳米加工发展现状