基于MEMS技術(shù)的SAW器件的工作模式和原理:
聲表面波器件一般使用壓電晶體(例如石英晶體等)作為媒介,然后通過外加一正電壓產(chǎn)生聲波,并通過襯底進(jìn)行傳播,然后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。聲表面波傳感器中起主導(dǎo)作用的主要是壓電效應(yīng),其設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多種因素:如相對(duì)尺寸、敏感性、效率等。一般地,無(wú)線無(wú)源聲表面波傳感器的信號(hào)頻率范圍從40MHz到幾個(gè)GHz。圖2所示為聲表面波傳感器常見的結(jié)構(gòu),主要部分包括壓電襯底天線、敏感薄膜、IDT等。傳感器的敏感層通過改變聲表面波的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的變化。
無(wú)線無(wú)源聲表面波系統(tǒng)包:發(fā)射器、接收器、聲表面波器件、通信頻道。發(fā)射器和接收器組合成收發(fā)器或者解讀器的單一模塊。圖3為聲表面波系統(tǒng)及其相互關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)部件。解讀器將功率傳送給聲表面波器件,該功率可以是收發(fā)器輸入的連續(xù)波,脈沖或者喝啾。一般地,聲表面波器件獲得的功率大小具有一定限制,以降低發(fā)射功率,從而得到相同平均功率的喝啾。根據(jù)各向同性的輻射體,接收的信號(hào)一般能通過高效的輻射功率天線發(fā)射。 MEMS的主要材料是什么?四川MEMS微納米加工是什么
MEMS超表面對(duì)特性的調(diào)控:
1.超表面meta-surface對(duì)偏振的調(diào)控:在偏振方面,超表面可實(shí)現(xiàn)偏振轉(zhuǎn)換、旋光、矢量光束產(chǎn)生等功能。
2.超表面meta-surface對(duì)振幅的調(diào)控。超表面可以實(shí)現(xiàn)光的非對(duì)稱透過、消反射、增透射、磁鏡、類EIT效應(yīng)等。
3.超表面meta-surface對(duì)頻率的調(diào)控。超表面的微結(jié)構(gòu)在共振情況下可實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的局域場(chǎng)增強(qiáng),利用這些局域場(chǎng)增大效應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)非線性信號(hào)或熒光信號(hào)的增強(qiáng)。在可見光波段,不同頻率的光對(duì)應(yīng)不同的顏色,超表面的頻率選擇特性可以用于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色。
我們?cè)谧匀唤缰锌吹降念伾珡漠a(chǎn)生原理上可以分為兩大類,一類是由材料的反射、吸收、散射等特性決定的顏色,比如常見的顏料、塑料袋的顏色等;另一類是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu),而不是其所用材料來(lái)決定的顏色,即所謂的結(jié)構(gòu)色,比如蝴蝶的顏色、某些魚類的顏色等。人們利用超表面,可以通過改變其結(jié)構(gòu)單元的尺寸、形狀等幾何參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)超表面的顏色的自由調(diào)控,可用于高像素成像、可視化生物傳感Bio-sensor等領(lǐng)域。 高科技MEMS微納米加工之柔性電極定制熱敏柔性電極采用 PI 三明治結(jié)構(gòu),底層基板、中間電極、上層絕緣層設(shè)計(jì)確保柔韌性與導(dǎo)電性。
硅基金屬電極加工工藝與生物相容性優(yōu)化:在硅片、LN(鈮酸鋰)、LT(鉭酸鋰)、藍(lán)寶石、石英等基板上加工金屬電極,需兼顧電學(xué)性能與生物相容性。公司采用濺射沉積與剝離工藝,首先在基板表面沉積50-200nm的鈦/金種子層,增強(qiáng)金屬與基板的附著力;然后旋涂光刻膠并曝光顯影,形成電極圖案;再濺射1-5μm厚度的金/鉑金屬層,***通過**剝離得到完整電極結(jié)構(gòu)。電極線條寬度可控制在10-500μm,邊緣粗糙度<5μm,接觸電阻<1Ω?cm2。針對(duì)植入式醫(yī)療器件,表面采用聚乙二醇(PEG)涂層處理,通過硅烷偶聯(lián)劑共價(jià)鍵合,涂層厚度5-10nm,可將蛋白吸附量降低90%以上,炎癥反應(yīng)發(fā)生率下降60%。該技術(shù)應(yīng)用于神經(jīng)電極時(shí),16通道電極陣列的信號(hào)噪聲比>20dB,可穩(wěn)定記錄單個(gè)神經(jīng)元放電信號(hào)達(dá)3個(gè)月以上。在傳感器領(lǐng)域,硅基金電極對(duì)葡萄糖的檢測(cè)靈敏度達(dá)100μA?mM?1?cm?2,線性范圍0.01-10mM,適用于血糖監(jiān)測(cè)芯片。公司支持多種金屬材料(如鈦、鉑、銥)與基板的組合加工,滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電極導(dǎo)電性、耐腐蝕性的需求。
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,公司開發(fā)出多尺度微針器件。通過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 微納米加工技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中的關(guān)鍵領(lǐng)域,它能夠在微觀尺度上制造出高精度的器件。
太赫茲柔性電極的雙面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工:太赫茲柔性電極以PI為基底,采用雙面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),上層實(shí)現(xiàn)太赫茲波發(fā)射/接收,下層集成信號(hào)處理電路,解決了傳統(tǒng)剛性太赫茲器件的便攜性難題。加工工藝包括:首先在雙面拋光的PI基板上,利用電子束光刻制備亞微米級(jí)金屬天線陣列(如蝴蝶結(jié)、螺旋結(jié)構(gòu)),特征尺寸達(dá)500nm,周期1-2μm,實(shí)現(xiàn)對(duì)0.1-1THz頻段的高效耦合;背面通過薄膜沉積技術(shù)制備氮化硅絕緣層,濺射銅箔形成共面波導(dǎo)傳輸線,線寬控制精度±10nm,特性阻抗匹配50Ω。電極整體厚度<50μm,彎曲狀態(tài)下信號(hào)衰減<3dB,適用于人體安檢、非金屬材料檢測(cè)等場(chǎng)景。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,太赫茲柔性電極可非侵入式檢測(cè)皮膚水分含量,分辨率達(dá)0.1%,檢測(cè)時(shí)間<1秒,較傳統(tǒng)電阻法精度提升5倍。公司開發(fā)的納米壓印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了天線陣列的低成本復(fù)制,單晶圓(4英寸)產(chǎn)能達(dá)1000片以上,良率>85%,推動(dòng)太赫茲技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向便攜式設(shè)備,為無(wú)損檢測(cè)與生物傳感提供了全新維度的解決方案。硅片、LN 等基板金屬電極加工工藝,通過濺射沉積與剝離技術(shù)實(shí)現(xiàn)微米級(jí)電極圖案化。山東MEMS微納米加工貨源充足
PDMS 金屬流道加工技術(shù)可在柔性流道內(nèi)沉積金屬鍍層,實(shí)現(xiàn)電化學(xué)檢測(cè)與流體控制一體化。四川MEMS微納米加工是什么
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)。 四川MEMS微納米加工是什么