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...
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 深...
射频MEMS器件分为MEMS滤波器、MEMS开关、MEMS谐振器等。射频前端模组主要由滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等器件组成,其中滤波器是射频前端中重要的分立器件,滤波器的工艺就是MEMS,在射频前端模组中占比超过50%,主要由村田制作所等国外公司生产。因为没有适用的国产5GMEMS滤波器,因此华为手机只能用4G,也是这个原因,可见MEMS滤波器的重要性。滤波器(SAW、BAW、FBAR等),负责接收通道的射频信号滤波,将接收的多种射频信号中特定频率的信号输出,将其他频率信号滤除。以SAW声表面波为例,通过电磁信号-声波-电磁信号的两次转换,将不受欢迎的频率信号滤除。有哪些较为前...
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...
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...
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...
玻璃与硅片微流道精密加工:深圳市勃望初芯半导体科技有限公司依托深硅反应离子刻蚀(DRIE)技术,实现玻璃与硅片基材的高精度微流道加工。针对玻璃芯片,通过光刻掩膜与氢氟酸湿法刻蚀工艺,可制备深宽比达10:1、表面粗糙度低于50nm的微通道网络,适用于高通量单细胞操控与生化反应腔构建。硅片加工则采用干法刻蚀结合等离子体表面改性技术,形成亲疏水交替的微流道结构,提升毛细力驱动效率。例如,在核酸检测芯片中,硅基微流道通过自驱动流体设计,无需外接泵阀即可完成样本裂解、扩增与检测全流程,检测时间缩短至1小时以内,灵敏度达1拷贝/μL。此类芯片还可集成微加热元件,实现PCR温控精度±0.1℃,为分子诊断提供...
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...
MEMS发展的目标在于,通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌入大尺寸系统中,把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化,对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术和科学发展产生重大影响。MEMS(微机电系统)大量用于汽车安全气囊,而后以MEMS传感器的形式被大量应用在汽车的各个领域,随着MEMS技术的进一步发展,以及应用终端“轻、薄、短、小”的特点,对小体积高性能的MEMS产品需求增势迅猛,消费电子、医疗等领域也大量出现了MEMS产品的身影。MEMS...
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组合惯性传感器不是一种新的MEMS传感器类型,而是指加速度传感器、陀螺仪、磁传感器等的组合,利用各种惯性传感器的特性,立体运动的检测。组合惯性传感器的一个被广为熟悉的应用领域就是惯性导航,比如飞机/导弹飞行控制、姿态控制、偏航阻尼等控制应用、以及中程导弹制导、惯性GPS导航等制导应用。 惯性传感器分为两大类:一类是角速率陀螺;另一类是线加速度计。角速率陀螺又分为:机械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑气浮角速率陀螺;挠性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球谐振角速率陀螺等);光纤角速率陀螺;激光角速率陀螺等。线加速度计又分为:机械式线加速度计;挠性线加速度计;MEMS硅﹑石英线...
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、...
三维微纳结构的跨尺度加工技术:跨尺度加工技术实现了从纳米级到毫米级结构的一体化制造,满足复杂微流控系统对多尺度功能单元的需求。公司结合电子束光刻(EBL,分辨率10nm)、紫外光刻(分辨率1μm)与机械加工(精度10μm),在单一基板上构建跨3个数量级的微结构。例如,在类***培养芯片中,纳米级表面纹理(粗糙度Ra<50nm)促进细胞黏附,微米级流道(宽度50μm)控制营养物质输送,毫米级进样口(直径1mm)兼容外部管路。加工过程中,通过工艺分层设计,先进行纳米结构制备(如EBL定义细胞外基质蛋白图案),再通过紫外光刻形成中层流道,***机械加工完成宏观接口,各层结构对准误差<±2μm。该技术...
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。基于 0.35/0.18μm 高压工艺的神经电刺激 SoC 芯片,实现多通道控制与生物相容性优化。MEMS微纳...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tiltingmirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材料可轻...
物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。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。河北MEMS微纳米加工销售厂家柔性电极的生物...
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、...
智能手机迎5G换机潮,传感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速渗透,拉动智能手机市场恢复增长:今年10月份国内5G手机出货量占比已达64%;智能手机整体出货量方面,在5G的带动下,根据IDC今年的预测,2021年智能手机出货量相比2020年将增长11.6%,2020-2024年CAGR达5.2%。另一方面,单机传感器和RFMEMS用量不断提升,以iPhone为例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手机智能化程度不断升,功能不断丰富,指纹识别、3Dtouch、ToF、麦克风组合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得传感器数量(包含非MEMS传感器)由当初的...
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?;虻嫉缇酆衔?,集成阻抗/伏安传感???,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...
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 M...
MEMS制作工艺-太赫兹超材料器件应用前景: 在通信系统、雷达屏蔽、空间勘测等领域都有着重要的应用前景,近年来受到学术界的关注?;谖⒚啄擅准际跎杓频闹芷谖⒛沙牧夏芄辉谔兆炔ǘ伪硐殖鲇乓斓拿舾刑匦?,特别是可与石墨烯二维材料集成设计,获得更优的频谱调制特性。因此、将太赫兹超材料和石墨烯二维材料集成,通过理论研究、软件仿真、流片测试实现了石墨烯太赫兹调制器的制备。能够在低频带滤波和高频带超宽带滤波的太赫兹滤波器,通过测试验证了理论和仿真的正确性,将超材料与石墨烯集成制备的太赫兹调制器可对太赫兹波进行调制。 超声影像 SoC 芯片采用 0.18mm 高压 SOI 工艺,发射与开关复用设...
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...
智能手机迎5G换机潮,传感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速渗透,拉动智能手机市场恢复增长:今年10月份国内5G手机出货量占比已达64%;智能手机整体出货量方面,在5G的带动下,根据IDC今年的预测,2021年智能手机出货量相比2020年将增长11.6%,2020-2024年CAGR达5.2%。另一方面,单机传感器和RFMEMS用量不断提升,以iPhone为例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手机智能化程度不断升,功能不断丰富,指纹识别、3Dtouch、ToF、麦克风组合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得传感器数量(包含非MEMS传感器)由当初的...
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...
硅基金属电极加工工艺与生物相容性优化:在硅片、LN(铌酸锂)、LT(钽酸锂)、蓝宝石、石英等基板上加工金属电极,需兼顾电学性能与生物相容性。公司采用溅射沉积与剥离工艺,首先在基板表面沉积50-200nm的钛/金种子层,增强金属与基板的附着力;然后旋涂光刻胶并曝光显影,形成电极图案;再溅射1-5μm厚度的金/铂金属层,***通过**剥离得到完整电极结构。电极线条宽度可控制在10-500μm,边缘粗糙度<5μm,接触电阻<1Ω?cm2。针对植入式医疗器件,表面采用聚乙二醇(PEG)涂层处理,通过硅烷偶联剂共价键合,涂层厚度5-10nm,可将蛋白吸附量降低90%以上,炎症反应发生率下降60%。该技术...
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....
弧形柱子点阵的微纳加工技术:弧形柱子点阵结构在细胞黏附、流体动力学调控中具有重要应用,公司通过激光直写与反应离子刻蚀(RIE)技术实现该结构的精密加工。首先利用激光直写系统在光刻胶上绘制弧形轨迹,**小曲率半径可达5μm,线条宽度10-50μm;然后通过RIE刻蚀硅片或石英基板,刻蚀速率50-200nm/min,侧壁弧度偏差<±2°。柱子高度50-500μm,间距20-100μm,阵列密度可达10?个/cm2。在细胞培养芯片中,弧形柱子表面通过RGD多肽修饰,促进成纤维细胞沿曲率方向铺展,细胞取向率提升70%,用于肌腱组织工程研究。在微流控芯片中,弧形柱子阵列可降低流体阻力30%,减少气泡滞留...
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...
微纳结构的台阶仪与SEM测量技术:台阶仪与扫描电子显微镜(SEM)是微纳加工中关键的计量手段,确保结构尺寸与表面形貌符合设计要求。台阶仪采用触针式或光学式测量,可精确获取0.1nm-500μm高度范围内的轮廓信息,分辨率达0.1nm,适用于薄膜厚度、刻蚀深度、台阶高度的测量。例如,在深硅刻蚀工艺中,通过台阶仪监测刻蚀深度(精度±1%),确保流道深度均匀性<2%。SEM则用于纳米级结构观测,配备二次电子探测器,可实现5nm分辨率的表面形貌成像,用于微流道侧壁粗糙度(Ra<50nm)、微孔孔径(误差<±5nm)的检测。在PDMS模具复制过程中,SEM检测模具结构的完整性,避免因缺陷导致的芯片流道堵...