MEMS制作工藝-微流控芯片:
1.微流控芯片是微流控技術(shù)實現(xiàn)的主要平臺。其裝置特征主要是其容納流體的有效結(jié)構(gòu)(通道、反應(yīng)室和其它某些功能部件)至少在一個緯度上為微米級尺度。由于微米級的結(jié)構(gòu),流體在其中顯示和產(chǎn)生了與宏觀尺度不同的特殊性能。因此發(fā)展出獨特的分析產(chǎn)生的性能。
2.微流控芯片的特點及發(fā)展優(yōu)勢:微流控芯片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點,它可以在幾分鐘甚至更短的時間內(nèi)進行上百個樣品的同時分析,并且可以在線實現(xiàn)樣品的預(yù)處理及分析全過程。
3.其產(chǎn)生的應(yīng)用目的是實現(xiàn)微全分析系統(tǒng)的目標(biāo)-芯片實驗室
4.目前工作發(fā)展的重點應(yīng)用領(lǐng)域是生命科學(xué)領(lǐng)域
5.當(dāng)前(2006)國際研究現(xiàn)狀:創(chuàng)新多集中于分離、檢測體系方面;對芯片上如何引入實際樣品分析的諸多問題,如樣品引入、換樣、前處理等有關(guān)研究還十分薄弱。它的發(fā)展依賴于多學(xué)科交叉的發(fā)展。 MEMS具有以下幾個基本特點?吉林MEMS微納米加工原料
MEA柔性電極:MEMS工藝開發(fā)的MEA(微電極陣列)柔性電極,是腦機接口(BCI)與類***電生理研究的**技術(shù)載體。該電極采用超薄柔性基底材料(如聚酰亞胺或PDMS),厚度可精細控制在10-50微米范圍內(nèi),表面通過光刻與金屬沉積工藝集成高密度“觸凸”式微電極陣列。在腦機接口領(lǐng)域,柔性電極通過微創(chuàng)手術(shù)植入大腦皮層,用于癲癇病灶的精細定位與閉環(huán)電刺激***。在類***研究中,電極陣列與腦類***共培養(yǎng)系統(tǒng)結(jié)合,可長期監(jiān)測神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)電活動與突觸可塑性變化,為阿爾茨海默病藥物篩選提供高分辨率電生理數(shù)據(jù)。此外,公司開發(fā)的“仿生褶皺結(jié)構(gòu)”柔性電極,通過力學(xué)匹配設(shè)計進一步降低植入后的機械應(yīng)力,延長器件使用壽命至少5年以上。重慶MEMS微納米加工誠信合作自動化檢測系統(tǒng)基于機器視覺,實現(xiàn)微流控芯片尺寸測量、缺陷識別與統(tǒng)計分析一體化。
超薄石英玻璃雙面套刻加工技術(shù)解析:在厚度100μm以上的超薄石英玻璃基板上進行雙面套刻加工,是實現(xiàn)高集成度微流控芯片與光學(xué)器件的關(guān)鍵技術(shù)。公司采用激光微加工與紫外光刻結(jié)合工藝,首先通過CO?激光切割實現(xiàn)玻璃基板的高精度成型(邊緣誤差<±5μm),然后利用雙面光刻對準(zhǔn)系統(tǒng)(精度±1μm)進行微結(jié)構(gòu)加工。正面通過干法刻蝕制備5-50μm深度的微流道,背面采用離子束濺射沉積100nm厚度的金屬電極層,經(jīng)光刻剝離形成微米級電極陣列。針對玻璃材質(zhì)的脆性特點,開發(fā)了低溫鍵合技術(shù)(150-200℃),使用硅基粘合劑實現(xiàn)雙面結(jié)構(gòu)的密封,鍵合強度>3MPa,耐水壓>50kPa。該技術(shù)應(yīng)用于光聲成像芯片時,正面微流道實現(xiàn)樣本輸送,背面電極陣列同步激發(fā)光聲信號,光-電信號延遲<10ns,成像分辨率達50μm。此外,超薄玻璃的高透光性(>95%@400-1000nm)與化學(xué)穩(wěn)定性,使其成為熒光檢測、拉曼光譜分析等**芯片的優(yōu)先基板,公司已實現(xiàn)4英寸晶圓級批量加工,成品率>90%,為光學(xué)微系統(tǒng)集成提供了可靠的制造平臺。
MEMS四種刻蝕工藝的不同需求:
1.體硅刻蝕:一些塊體蝕刻些微機電組件制造過程中需要蝕刻挖除較大量的Si基材,如壓力傳感器即為一例,即通過蝕刻硅襯底背面形成深的孔洞,但未蝕穿正面,在正面形成一層薄膜。還有其他組件需蝕穿晶圓,不是完全蝕透晶背而是直到停在晶背的鍍層上?;贐osch工藝的一項特點,當(dāng)要維持一個近乎于垂直且平滑的側(cè)壁輪廓時,是很難獲得高蝕刻率的。因此通常為達到很高的蝕刻率,一般避免不了伴隨產(chǎn)生具有輕微傾斜角度的側(cè)壁輪廓。不過當(dāng)采用這類塊體蝕刻時,工藝中很少需要垂直的側(cè)壁。
2.準(zhǔn)確刻蝕:精確蝕刻精確蝕刻工藝是專門為體積較小、垂直度和側(cè)壁輪廓平滑性上升為關(guān)鍵因素的組件而設(shè)計的。就微機電組件而言,需要該方法的組件包括微光機電系統(tǒng)及浮雕印模等。一般說來,此類特性要求,蝕刻率的均勻度控制是遠比蝕刻率重要得多。由于蝕刻劑在蝕刻反應(yīng)區(qū)附近消耗率高,引發(fā)蝕刻劑密度相對降低,而在晶圓邊緣蝕刻率會相應(yīng)地增加,整片晶圓上的均勻度問題應(yīng)運而生。上述問題可憑借對等離子或離子轟擊的分布圖予以校正,從而達到均鐘刻的目的。 以PI為特色的柔性電子在太赫茲超表面器件上的應(yīng)用很廣。
微流控芯片的自動化檢測與統(tǒng)計分析:公司建立了基于機器視覺的微流控芯片自動化檢測系統(tǒng),實現(xiàn)尺寸測量、缺陷識別與性能統(tǒng)計的全流程智能化。檢測設(shè)備配備6MPUSB3.0攝像頭與遠心光學(xué)鏡頭,配合步進電機平移臺(精度±1μm),可對芯片流道、微孔、電極等結(jié)構(gòu)進行掃描。通過自研算法自動識別特征區(qū)域,測量參數(shù)包括高度(分辨率0.1μm)、周長、面積、寬度、半徑等,數(shù)據(jù)重復(fù)性誤差<±0.5%。缺陷檢測模塊采用深度學(xué)習(xí)模型,可識別<5μm的毛刺、缺口、氣泡等缺陷,準(zhǔn)確率>99%。檢測系統(tǒng)實時生成統(tǒng)計報告,包含CPK、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等質(zhì)量參數(shù),支持SPC過程控制。在PDMS芯片檢測中,單芯片檢測時間<2分鐘,效率較人工檢測提升20倍,良品率統(tǒng)計精度達0.1%。該系統(tǒng)已集成至量產(chǎn)產(chǎn)線,實現(xiàn)從原材料入庫到成品出廠的全鏈路質(zhì)量追溯,為微流控芯片的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供了可靠保障,尤其適用于高精度醫(yī)療檢測芯片與工業(yè)控制芯片的質(zhì)量管控。MEMS微流控芯片是什么?陜西MEMS微納米加工扣件
超薄 PDMS(100μm 以上)與光學(xué)玻璃鍵合工藝,兼顧柔性流道與高透光性檢測需求。吉林MEMS微納米加工原料
MEMS具有以下幾個基本特點,微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產(chǎn)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。 MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域,幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域,如電子技術(shù)、機械技術(shù)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等。MEMS是一個單獨的智能系統(tǒng),可大批量生產(chǎn),其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級。例如,常見的MEMS產(chǎn)品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微機電系統(tǒng)在國民經(jīng)濟和更高級別的系統(tǒng)方面將有著廣泛的應(yīng)用前景。主要民用領(lǐng)域是電子、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、汽車和航空航天系統(tǒng)。吉林MEMS微納米加工原料