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。其在信息、能源、医疗、制造等各个领域的应用重要性日益凸显,已成为世界多国和跨国企业竞相发展的前沿技术。美国、欧盟、英国、日本等相继制定了柔性电子发展战略并投入大量科研经费,旨在未来的柔性电子研究和产业发展中抢占先机。 自动化检测系统基于机器视觉,实现微流控芯片尺寸测量、缺陷识别与统计分析一体化。高科技MEMS微纳米加工之SAW器件
基于MEMS技术的SAW器件:
声表面波(SAW)传感器是近年来发展起来的一种新型微声传感器,是种用声表面波器件作为传感元件,将被测量的信息通过声表面波器件中声表面波的速度或频率的变化反映出来,并转换成电信号输出的传感器。声表面波传感器能够精确测量物理、化学等信息(如温度、应力、气体密度)。由于体积小,声表面波器件被誉为开创了无线、小型传感器的新纪元,同时,其与集成电路兼容性强,在模拟数字通信及传感领域获得了广泛的应用。声表面波传感器能将信号集中于基片表面、工作频率高,具有极高的信息敏感精度,能迅速地将检测到的信息转换为电信号输出,具有实时信息检测的特性,另外,声表面波传感器还具有微型化、集成化、无源、低成本、低功耗、直接频率信号输出等优点。 中国香港MEMS微纳米加工之SAW器件以PI为特色的柔性电子在太赫兹超表面器件上的应用很广。
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单一模块。图3为声表面波系统及其相互关联的基础部件。解读器将功率传送给声表面波器件,该功率可以是收发器输入的连续波,脉冲或者喝啾。一般地,声表面波器件获得的功率大小具有一定限制,以降低发射功率,从而得到相同平均功率的喝啾。根据各向同性的辐射体,接收的信号一般能通过高效的辐射功率天线发射。
MEMS制作工艺-声表面波器件的原理:声表面波器件是在压电基片上制作两个声一电换能器一叉指换能器。所谓叉指换能器就是在压电基片表面上形成形状像两只手的手指交叉状的金属图案,它的作用是实现声一电换能。声表面波SAW器件的工作原理是,基片左端的换能器(输入换能器)通过逆压电效应将愉入的电信号转变成声信号,此声信号沿基片表面传播,然后由基片右边的换能器(输出换能器)将声信号转变成电信号输出。整个声表面波器件的功能是通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理,并利用声一电换能器的特性来完成的。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。
微流控芯片的自动化检测与统计分析:公司建立了基于机器视觉的微流控芯片自动化检测系统,实现尺寸测量、缺陷识别与性能统计的全流程智能化。检测设备配备6MPUSB3.0摄像头与远心光学镜头,配合步进电机平移台(精度±1μm),可对芯片流道、微孔、电极等结构进行扫描。通过自研算法自动识别特征区域,测量参数包括高度(分辨率0.1μm)、周长、面积、宽度、半径等,数据重复性误差<±0.5%。缺陷检测模块采用深度学习模型,可识别<5μm的毛刺、缺口、气泡等缺陷,准确率>99%。检测系统实时生成统计报告,包含CPK、均值、标准差等质量参数,支持SPC过程控制。在PDMS芯片检测中,单芯片检测时间<2分钟,效率较人工检测提升20倍,良品率统计精度达0.1%。该系统已集成至量产产线,实现从原材料入库到成品出厂的全链路质量追溯,为微流控芯片的标准化生产提供了可靠保障,尤其适用于高精度医疗检测芯片与工业控制芯片的质量管控。MEMS的主要材料是什么?内蒙古现代MEMS微纳米加工
MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测。高科技MEMS微纳米加工之SAW器件
微针器件与生物传感集成:公司采用干湿法混合刻蚀工艺制备的微针阵列,兼具纳米级前列锐度(曲率半径<100 nm)与微米级结构强度(抗弯刚度≥1 GPa),可穿透角质层无创提取组织间液或实现透皮给药。在药物递送领域,载药微针通过可降解高分子涂层(如PLGA)实现药物的缓释控制。例如,胰岛素微针贴片可在30分钟内完成药物释放,生物利用度较皮下注射提升40%。此外,微针表面可修饰金纳米颗粒或导电聚合物,集成阻抗/伏安传感模块,实时检测炎症因子(如IL-6)或病原体抗原,检测限低至1 pg/mL。在电化学检测场景中,微针阵列与微流控芯片联用,可同步完成样本提取、预处理与信号分析,将皮肤间质液检测的全程时间缩短至15分钟,为POCT设备的小型化奠定基础。高科技MEMS微纳米加工之SAW器件