MEMS發(fā)展的目標(biāo)在于,通過(guò)微型化、集成化來(lái)探索新原理、新功能的元件和系統(tǒng),開(kāi)辟一個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。MEMS可以完成大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù),也可嵌入大尺寸系統(tǒng)中,把自動(dòng)化、智能化和可靠性水平提高到一個(gè)新的水平。21世紀(jì)MEMS將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没?,?duì)工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物工程、醫(yī)療、空間技術(shù)和科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))大量用于汽車(chē)安全氣囊,而后以MEMS傳感器的形式被大量應(yīng)用在汽車(chē)的各個(gè)領(lǐng)域,隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以及應(yīng)用終端“輕、薄、短、小”的特點(diǎn),對(duì)小體積高性能的MEMS產(chǎn)品需求增勢(shì)迅猛,消費(fèi)電子、醫(yī)療等領(lǐng)域也大量出現(xiàn)了MEMS產(chǎn)品的身影。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(cè)需求。浙江MEMS微納米加工平臺(tái)
基于MEMS技術(shù)的SAW器件:
聲表面波(SAW)傳感器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型微聲傳感器,是種用聲表面波器件作為傳感元件,將被測(cè)量的信息通過(guò)聲表面波器件中聲表面波的速度或頻率的變化反映出來(lái),并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的傳感器。聲表面波傳感器能夠精確測(cè)量物理、化學(xué)等信息(如溫度、應(yīng)力、氣體密度)。由于體積小,聲表面波器件被譽(yù)為開(kāi)創(chuàng)了無(wú)線、小型傳感器的新紀(jì)元,同時(shí),其與集成電路兼容性強(qiáng),在模擬數(shù)字通信及傳感領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。聲表面波傳感器能將信號(hào)集中于基片表面、工作頻率高,具有極高的信息敏感精度,能迅速地將檢測(cè)到的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出,具有實(shí)時(shí)信息檢測(cè)的特性,另外,聲表面波傳感器還具有微型化、集成化、無(wú)源、低成本、低功耗、直接頻率信號(hào)輸出等優(yōu)點(diǎn)。 甘肅MEMS微納米加工之SAW器件熱壓印技術(shù)支持 PMMA/COC 等材料微結(jié)構(gòu)快速成型,較注塑工藝縮短工期并降低成本。
微針器件的干濕法刻蝕與集成傳感:基于MEMS干濕法混合刻蝕工藝,公司開(kāi)發(fā)出多尺度微針器件。通過(guò)光刻膠模板與各向異性刻蝕,制備前列曲率半徑<100nm、高度500微米的中空微針陣列,可無(wú)創(chuàng)穿透表皮提取組織間液。結(jié)合微注塑工藝,在微針內(nèi)部集成直徑10微米的流體通道,實(shí)現(xiàn)5分鐘內(nèi)采集3μL樣本,用于連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)(誤差±0.2mmol/L)。在透皮給藥領(lǐng)域,載藥微針采用可降解PLGA涂層,載藥率超90%,釋放動(dòng)力學(xué)可控至24小時(shí)線性釋放。同時(shí),微針表面通過(guò)濺射工藝沉積金納米層,集成阻抗傳感模塊,可實(shí)時(shí)檢測(cè)炎癥因子(如CRP),檢測(cè)限低至0.1pg/mL。此類(lèi)器件與微流控芯片聯(lián)用,可在15分鐘內(nèi)完成“采樣-分析-反饋”閉環(huán),為慢性病管理提供便攜式解決方案。
MEMS特點(diǎn):
1.微型化:MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時(shí)間短。
2.以硅為主要材料,機(jī)械電器性能優(yōu)良:硅的強(qiáng)度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng),密度類(lèi)似鋁,熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。
3.批量生產(chǎn):用硅微加工工藝在一片硅片上可同時(shí)制造成百上千個(gè)微型機(jī)電裝置或完整的MEMS。批量生產(chǎn)可降低生產(chǎn)成本。
4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致動(dòng)方向的多個(gè)傳感器或執(zhí)行器集成于一體,或形成微傳感器陣列、微執(zhí)行器陣列,甚至把多種功能的器件集成在一起,形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性很高的MEMS。
5.多學(xué)科交叉:MEMS涉及電子、機(jī)械、材料、制造、信息與自動(dòng)控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科,并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多成果。 MEMS的磁敏感器是什么?
超薄PDMS與光學(xué)玻璃的鍵合工藝優(yōu)化:超薄PDMS(100μm以上)與光學(xué)玻璃的鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了柔性微流控芯片與高透光基板的集成,適用于熒光顯微成像、單細(xì)胞觀測(cè)等場(chǎng)景。鍵合前,PDMS基板經(jīng)氧等離子體處理(功率50W,時(shí)間20秒)實(shí)現(xiàn)表面羥基化,光學(xué)玻璃通過(guò)UV-Ozone清洗去除有機(jī)物污染;然后在潔凈環(huán)境下對(duì)準(zhǔn)貼合,施加0.2MPa壓力并室溫固化2小時(shí),形成不可逆共價(jià)鍵,透光率>95%@400-800nm,鍵合界面缺陷率<1%。超薄PDMS的柔韌性(彈性模量1-3MPa)可減少玻璃基板的應(yīng)力集中,耐彎曲半徑>10mm,適用于動(dòng)態(tài)培養(yǎng)環(huán)境下的細(xì)胞觀測(cè)。在單分子檢測(cè)芯片中,鍵合后的玻璃表面可直接進(jìn)行熒光標(biāo)記物修飾,背景噪聲較傳統(tǒng)塑料基板降低60%,檢測(cè)靈敏度提升至單分子級(jí)別。公司開(kāi)發(fā)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng),定位精度±2μm,支持4英寸晶圓級(jí)批量鍵合,產(chǎn)能達(dá)500片/小時(shí),良率>98%。該工藝解決了軟質(zhì)材料與硬質(zhì)光學(xué)元件的集成難題,為高精度生物檢測(cè)與醫(yī)學(xué)影像芯片提供了理想的封裝方案。汽車(chē)上的MEMS傳感器有哪些?四川MEMS微納米加工產(chǎn)品介紹
超聲影像 SoC 芯片采用 0.18mm 高壓 SOI 工藝,發(fā)射與開(kāi)關(guān)復(fù)用設(shè)計(jì)節(jié)省面積并提升性能。浙江MEMS微納米加工平臺(tái)
超聲影像芯片的全集成MEMS設(shè)計(jì)與性能突破:針對(duì)超聲PZT換能器及CMUT/PMUT新型傳感器的收發(fā)需求,公司開(kāi)發(fā)了**SoC超聲收發(fā)芯片,采用0.18mm高壓SOI工藝實(shí)現(xiàn)發(fā)射與開(kāi)關(guān)復(fù)用,大幅節(jié)省芯片面積的同時(shí)提升性能。在發(fā)射端,通過(guò)MEMS高壓驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)±100V峰值輸出電壓與1A持續(xù)輸出電流,較TI同類(lèi)產(chǎn)品提升30%,滿足深部組織成像的能量需求;接收端集成12位ADC,采樣率可達(dá)100Msps,信噪比(SNR)達(dá)73.5dB,有效提升弱信號(hào)檢測(cè)能力。芯片采用多層金屬布線與硅通孔(TSV)技術(shù),實(shí)現(xiàn)3D堆疊集成,封裝尺寸較傳統(tǒng)方案縮小40%。在二次諧波抑制方面,通過(guò)優(yōu)化版圖布局與寄生參數(shù)補(bǔ)償,將5MHz信號(hào)的二次諧波降至-40dBc,優(yōu)于行業(yè)基準(zhǔn)-45dBc,***提升圖像分辨率。目前TX芯片已完成流片,與掌上超聲企業(yè)合作開(kāi)發(fā)便攜式超聲設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)腹部、心血管等部位的實(shí)時(shí)成像,探頭尺寸*30mm×20mm,重量<50g,推動(dòng)超聲診斷設(shè)備向小型化、智能化邁進(jìn),助力基層醫(yī)療場(chǎng)景普及。浙江MEMS微納米加工平臺(tái)