MEMS技术的主要分类:生物MEMS技术是用MEMS技术制造的化学/生物微型分析和检测芯片或仪器,统称为Bio-sensor技术,是一类在衬底上制造出的微型驱动泵、微控制阀、通道网络、样品处理器、混合池、计量、增扩器、反应器、分离器以及检测器等元器件并集成为多功能芯片。可以实现样品的进样、稀释、加试剂、混合、增扩、反应、分离、检测和后处理等分析全过程。它把传统的分析实验室功能微缩在一个芯片上。生物MEMS系统具有微型化、集成化、智能化、成本低的特点。功能上有获取信息量大、分析效率高、系统与外部连接少、实时通信、连续检测的特点。国际上生物MEMS的研究已成为热点,不久将为生物、化学分析系统带来一场重大的革新。柔性电极表面改性技术通过 PEG 复合涂层,降低蛋白吸附 90% 并提升体内植入生物相容性。福建采用MEMS加工的MEMS微纳米加工
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点:
1.声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。在VHF和UHF波段内,电磁波器件的尺寸是与波长相比拟的。同理,作为电磁器件的声学模拟声表面波器件SAW,它的尺寸也是和信号的声波波长相比拟的。因此,在同一频段上,声表面波器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸减小了很多,重量也随之大为减轻。
2.由于声表面波系沿固体表面传播,加上传播速度极慢,这使得时变信号在给定瞬时可以完全呈现在晶体基片表面上。于是当信号在器件的输入和输出端之间行进时,就容易对信号进行取样和变换。这就给声表面波器件以极大的灵活性,使它能以非常简单的方式去。完成其它技术难以完成或完成起来过于繁重的各种功能。
3.采用MEMS工艺,以铌酸锂LNO和钽酸锂LTO为例子的衬底,通过光刻(含EBL光刻)、镀膜等微纳米加工技术,实现的SAW器件,在声表面器件的滤波、波束整形等方面提供了极大的工艺和性能支撑。 湖北MEMS微纳米加工方法弧形柱子点阵加工技术通过激光直写与刻蚀实现仿生结构,优化细胞黏附与流体动力学特性。
热压印技术在硬质塑料微流控芯片中的应用:热压印技术是实现PMMA、PS、COC、COP等硬质塑料微结构快速成型的**工艺,较传统注塑工艺具有成本低、周期短、图纸变更灵活等优势。工艺流程包括:首先利用光刻胶在硅片上制备高精度模具,微结构高度5-100μm,侧壁垂直度>89°;然后将塑料基板加热至玻璃化转变温度以上(如PMMA为110℃),在5-10MPa压力下将模具结构转印至基板,冷却后脱模。该技术可实现0.5μm的特征尺寸分辨率,流道尺寸误差<±1%,适用于微流道、微孔阵列、透镜阵列等结构加工。以数字PCR芯片为例,热压印制备的50μm直径微腔阵列,单芯片可容纳20,000个反应单元,配合荧光检测实现核酸分子的***定量,检测灵敏度达0.1%突变频率。公司开发的快速换模系统可在30分钟内完成模具更换,支持小批量生产(100-10,000片),从设计图纸到样品交付**短*需10个工作日,较注塑缩短70%周期。此外,通过表面涂层处理(如疏水化、亲水化),可定制芯片表面润湿性,满足不同检测场景的流体控制需求,成为研发阶段快速迭代与中小批量生产的优先工艺。
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的单分子免疫检测是什么?
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,复制精度达95%以上,流道表面粗糙度Ra<100nm。典型应用如细胞培养芯片模具,其微柱阵列(直径50μm,高度200μm,间距100μm)可模拟细胞外基质环境,促进干细胞定向分化,细胞黏附率提升40%。公司具备从模具设计、加工到复制成型的全链条能力,支持SU8与硅、玻璃等多种基板的复合加工,为微流控芯片开发者提供了高精度、高性价比的模具解决方案。MEMS被认为是21世纪很有前途的技术之一。湖北MEMS微纳米加工方法
电子束光刻是 MEMS 微纳米加工中一种高分辨率的加工方法,能制造出极其微小的结构。福建采用MEMS加工的MEMS微纳米加工
在脑科学与精细医疗领域,公司开发的MEA柔性电极采用超薄MEMS工艺,兼具物相容性与高导电性,可定制化设计“触凸”电极阵列,***降低植入式脑机接口的手术创伤,同时提升神经信号采集的信噪比。针对药物递送与检测需求,通过干湿结合刻蚀技术制备的微针器件,既可实现组织间液的无痛提取,又能集成电化学传感功能,为糖尿病动态监测、透皮给药系统提供硬件支持。此外,公司**的MEMS多重转印工艺,可将光刻硅片模板快速转化为PMMA、COC等硬质塑料芯片,支持10个工作日内完成从设计图纸到塑料芯片成型的全流程,极大加速微流控产品的研发验证周期。福建采用MEMS加工的MEMS微纳米加工