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。M...
MEMS制作工艺-声表面波器件SAW: 声表面波是一种沿物体表面传播的弹性波,它能够在兼作传声介质和电声换能材料的压电基底材料表面进行传播。它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理。因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。随着微机电系统(MEMS)技术的发展进步,声表面波研究向诸多领域进行延伸研究。上世纪90年代,已经实现了利用声表面波驱动固体。进入二十一世纪,声表面波SAW在微流体应用研究取得了巨大的发展。应用声表面波器件可以实现固体驱动、液滴驱动、微加热、微粒集聚\混合...
MEMS微纳加工的产业化能力与技术储备:公司在MEMS微纳加工领域构建了完整的技术体系与产业化能力,涵盖从设计仿真(使用COMSOL、Lumerical等软件)到工艺开发(10+种主流加工工艺)、批量生产(万级洁净车间,月产能50,000片)的全链条服务。技术储备方面,持续投入下一代微纳加工技术,包括:①纳米压印技术实现10nm级结构复制,支持单分子测序芯片开发;②激光诱导正向转移(LIFT)技术实现金属电极的无掩膜直写,加工速度提升5倍;③可降解聚合物加工工艺,开发聚乳酸基微流控芯片,适用于体内短期植入检测。在设备端,引进了电子束曝光机(分辨率5nm)、电感耦合等离子体刻蚀机(ICP,刻蚀速...
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 微...
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多重转印工艺与硬质塑料芯片快速成型:针对硬质塑料芯片的快速开发需求,公司**MEMS多重转印工艺。通过紫外光固化胶将硅母模上的微结构(精度±1μm)转印至PMMA、COC等工程塑料,10个工作日内即可完成从设计到成品的全流程交付。以器官芯片为例,该工艺制造的多层PMMA芯片集成血管网络与组织隔室,可模拟肺部的气体交换功能,用于药物毒性测试时,数据重复性较传统方法提升80%。此外,COP材质芯片凭借**蛋白吸附性(<3ng/cm2),成为抗体筛选与蛋白质结晶的**载体。该技术还支持复杂三维结构加工,例如仿生肝小叶芯片中的正弦状微流道,可精细调控细胞剪切力,提升原代肝细胞活性至95%以上。...
微流控与金属片电极的镶嵌工艺技术:微流控与金属片电极的镶嵌工艺实现了流体通道与固态电极的无缝集成,适用于电化学检测、电渗流驱动等场景。加工过程中,首先在硅片或玻璃基板上制备微流道(深度50-200μm,宽度100-500μm),然后将预加工的金属片电极(如不锈钢、金箔)嵌入流道侧壁,通过导电胶(银胶或碳胶)固定,确保电极与流道内壁齐平,间隙<5μm。键合采用热压或紫外固化胶密封,耐压>100kPa,漏电流<1nA。金属片电极的表面积可根据需求设计,如5mm×5mm的金电极,电化学活性面积达20mm2,适用于痕量物质检测。在水质监测芯片中,镶嵌的铂电极可实时检测溶解氧浓度,响应时间<10秒,检测...
微纳结构的多图拼接测量技术:针对大尺寸微纳结构的完整表征,公司开发了多图拼接测量技术,结合SEM与图像算法实现亚微米级精度的全景成像。首先通过自动平移台对样品进行网格扫描,获取多幅局部SEM图像(分辨率5nm,视野范围10-100μm);然后利用特征点匹配算法(如SIFT/SURF)进行图像配准,误差<±2nm/100μm;通过融合算法生成完整的拼接图像,可覆盖10mm×10mm区域。该技术应用于微流控芯片的流道检测时,可快速识别全长10cm流道内的微小缺陷(如5μm以下的毛刺或堵塞),检测效率较单图测量提升10倍。在纳米压印模具检测中,多图拼接可精确分析100μm×100μm范围内的结构一致...
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....
通过MEMS技术制作的生物传感器,围绕细胞分选检测、生物分子检测、人工听觉微系统等方向,突破了高通量细胞图形化、片上细胞聚焦分选、耳蜗内声电混合刺激、高时空分辨率相位差分检测等一批具有自主知识产权的关键技术,取得了一批原创性成果,研制了具有世界很高水平的高通量原位细胞多模式检测系统、流式细胞仪、系列流式细胞检测芯片等检测仪器,打破了相关领域国际厂商的技术封锁和垄断。总之,面向医疗健康领域的重大需求,经过多年持续的努力,我们取得一系列具有国际先进水平的科研成果,部分技术处于国际前列地位,其中多项技术尚属国际开创。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...
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。PVD磁控溅射、PECVD气相沉积、IBE刻蚀、ICP-RIE深刻蚀是构成MEMS技术的必备工艺。青海MEMS微纳米加...
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。电...
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 硅...
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CO?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...
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...
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...
超薄PDMS与光学玻璃的键合工艺优化:超薄PDMS(100μm以上)与光学玻璃的键合技术实现了柔性微流控芯片与高透光基板的集成,适用于荧光显微成像、单细胞观测等场景。键合前,PDMS基板经氧等离子体处理(功率50W,时间20秒)实现表面羟基化,光学玻璃通过UV-Ozone清洗去除有机物污染;然后在洁净环境下对准贴合,施加0.2MPa压力并室温固化2小时,形成不可逆共价键,透光率>95%@400-800nm,键合界面缺陷率<1%。超薄PDMS的柔韧性(弹性模量1-3MPa)可减少玻璃基板的应力集中,耐弯曲半径>10mm,适用于动态培养环境下的细胞观测。在单分子检测芯片中,键合后的玻璃表面可直接进...
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。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。湖南MEMS微纳米加工材料区别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...
MEMS传感器的主要应用领域有哪些? 消费电子产品在MEMSDrive出现之前,手机摄像头主要由音圈马达移动镜头组的方式实现防抖(简称镜头防抖技术),受到很大的局限。而另一个在市场上较好的防抖技术:多轴防抖,则是利用移动图像传感器(ImageSensor)补偿抖动,但由于这个技术体积庞大、耗电量超出手机载荷,一直无法在手机上应用。凭着微机电在体积和功耗上的突破,新的技术MEMSDrive类似一张贴在图像传感器背面的平面马达,带动图像传感器在三个旋转轴移动。MEMSDrive的防抖技术是透过陀螺仪感知拍照过程中的瞬间抖动,依靠精密算法,计算出马达应做的移动幅度并做出快速补偿。这一系列动...
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...
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CO?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多重转印工艺与硬质塑料芯片快速成型:针对硬质塑料芯片的快速开发需求,公司**MEMS多重转印工艺。通过紫外光固化胶将硅母模上的微结构(精度±1μm)转印至PMMA、COC等工程塑料,10个工作日内即可完成从设计到成品的全流程交付。以器官芯片为例,该工艺制造的多层PMMA芯片集成血管网络与组织隔室,可模拟肺部的气体交换功能,用于药物毒性测试时,数据重复性较传统方法提升80%。此外,COP材质芯片凭借**蛋白吸附性(<3ng/cm2),成为抗体筛选与蛋白质结晶的**载体。该技术还支持复杂三维结构加工,例如仿生肝小叶芯片中的正弦状微流道,可精细调控细胞剪切力,提升原代肝细胞活性至95%以上。...
MEMS制作工艺-太赫兹传感器: 超材料(Metamaterial)是一种由周期性亚波长金属谐振的单元阵列组成的人工复合型电磁材料,通过合理的设计单元结构可实现特殊的电磁特性,主要包括隐身、完美吸和负折射等特性。目前,随着太赫兹技术的快速发展,太赫兹超材料器件已成为当前科研的研究热点,在滤波器、吸收器、偏振器、太赫兹成像、光谱和生物传感器等领域有着广阔的应用前景。 这项研究提出了一种全光学、端到端的衍射传感器,用于快速探测隐藏结构。这种衍射太赫兹传感器具有独特的架构,由一对编码器和解码器构成的衍射网络组成,每个网络都承担着结构化照明和空间光谱编码的独特职责,这种设计较为新颖。基...
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。MEMS传感器基本构成是什么?吉林MEMS微纳米加工技术规范智能手机迎5G换机潮,传感器及RFMEMS用量逐年提升。一...
MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测: 光电导取样光电导取样是基于光导天线(photoconductiveantenna,PCA)发射机理的逆过程发展起来的一种探测THz脉冲信号的探测技术。如要对THz脉冲信号进行探测,首先,需将一个未加偏置电压的PCA放置于太赫兹光路之中,以便于一个光学门控脉冲(探测脉冲)对其门控。其中,这个探测脉冲和泵浦脉冲有可调节的时间延迟关系,而这个关系可利用一个延迟线来加以实现,尔后,用一束探测脉冲打到光电导介质上,这时在介质中能够产生出电子-空穴对(自由载流子),而此时同步到达的太赫兹脉冲则作为加在PCA上的偏置电场,以此来驱动那些载流子运动,从而在PC...
PDMS金属流道芯片的复合加工工艺:PDMS金属流道芯片通过在柔性PDMS流道内集成金属镀层,实现流体控制与电信号检测的一体化设计。加工流程包括:首先利用软光刻技术在硅模上制备50-200μm宽度的流道结构,浇筑PDMS预聚体并固化成型;然后通过氧等离子体处理流道表面,使其亲水化以促进金属前驱体吸附;采用磁控溅射技术沉积50-200nm厚度的金/铂金属层,经化学镀增厚至1-5μm,形成连续导电流道;***与PET基板通过等离子体键合密封,确保流体无泄漏。金属流道的表面粗糙度<50nm,电阻<10Ω/cm,适用于电化学检测、电渗泵驱动等场景。典型应用如微流控电化学传感器,在10μL/min流速下...
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...
MEMS制作工艺ICP深硅刻蚀: 在半导体制程中,单晶硅与多晶硅的刻蚀通常包括湿法刻蚀和干法刻蚀两种方法各有优劣,各有特点。湿法刻蚀即利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光刻胶掩膜覆盖的部分,而达到刻蚀的目的。因为湿法刻蚀是利用化学反应来进行薄膜的去除,而化学反应本身不具方向性,因此湿法刻蚀过程为等向性。 湿法刻蚀过程可分为三个步骤: 1)化学刻蚀液扩散至待刻蚀材料之表面; 2)刻蚀液与待刻蚀材料发生化学反应; 3)反应后之产物从刻蚀材料之表面扩散至溶液中,并随溶液排出。湿法刻蚀之所以在微电子制作过程中被采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高产能...