MEMS傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?
運(yùn)動(dòng)追蹤在運(yùn)動(dòng)員的日常訓(xùn)練中,MEMS傳感器可以用來進(jìn)行3D人體運(yùn)動(dòng)測量,通過基于聲學(xué)TOF,或者基于光學(xué)的TOF技術(shù),對每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行記錄,教練們對結(jié)果分析,反復(fù)比較,以便提高運(yùn)動(dòng)員的成績。隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,MEMS傳感器的價(jià)格也會(huì)隨著降低,這在大眾健身房中也可以廣泛應(yīng)用。在滑雪方面,3D運(yùn)動(dòng)追蹤中的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀以及GPS可以讓使用者獲得極精確的觀察能力,除了可提供滑雪板的移動(dòng)數(shù)據(jù)外,還可以記錄使用者的位置和距離。在沖浪方面也是如此,安裝在沖浪板上的3D運(yùn)動(dòng)追蹤,可以記錄海浪高度、速度、沖浪時(shí)間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。 MEMS技術(shù)常用工藝技術(shù)組合有:紫外光刻、電子束光刻EBL、PVD磁控濺射、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕。浙江新型MEMS微納米加工
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)下信號衰減<3dB,適用于人體安檢、非金屬材料檢測等場景。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,太赫茲柔性電極可非侵入式檢測皮膚水分含量,分辨率達(dá)0.1%,檢測時(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,為無損檢測與生物傳感提供了全新維度的解決方案。海南MEMS微納米加工發(fā)展現(xiàn)狀自研超聲收發(fā)芯片輸出電壓達(dá) ±100V、電流 1A,部分性能指標(biāo)超越國際品牌 TI。
微機(jī)電系統(tǒng)是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng),是一個(gè)智能系統(tǒng)。主要由傳感器、作動(dòng)器和微能源三大部分組成。微機(jī)電系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、智能化、多功能、高集成度。微機(jī)電系統(tǒng)。它是通過系統(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)微機(jī)電系統(tǒng)。微機(jī)電系統(tǒng)涉及航空航天、信息通信、生物化學(xué)、醫(yī)療、自動(dòng)控制、消費(fèi)電子以及兵器等應(yīng)用領(lǐng)域。微機(jī)電系統(tǒng)的制造工藝主要有集成電路工藝、微米/納米制造工藝、小機(jī)械工藝和其他特種加工工種。微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)主要包括設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)、材料與加工技術(shù)、封裝與裝配技術(shù)、測量與測試技術(shù)、集成與系統(tǒng)技術(shù)等。
高壓SOI工藝在MEMS芯片中的應(yīng)用創(chuàng)新:高壓SOI(絕緣體上硅)工藝是制備高耐壓、低功耗MEMS芯片的**技術(shù),公司在0.18μm節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了發(fā)射與開關(guān)電路的集成創(chuàng)新。通過SOI襯底的埋氧層(厚度1μm)隔離高壓器件與低壓控制電路,耐壓能力達(dá)200V以上,漏電流<1nA,適用于神經(jīng)電刺激、超聲驅(qū)動(dòng)等高壓場景。在神經(jīng)電子芯片中,高壓SOI工藝實(shí)現(xiàn)了128通道**驅(qū)動(dòng),每通道輸出脈沖寬度1-1000μs可調(diào),幅度0-100V可控,脈沖邊沿抖動(dòng)<5ns,確保精細(xì)的神經(jīng)信號調(diào)制。與傳統(tǒng)體硅工藝相比,SOI芯片的寄生電容降低40%,功耗節(jié)省30%,芯片面積縮小50%。公司優(yōu)化了SOI晶圓的鍵合與減薄工藝,將襯底厚度控制在100μm以下,支持芯片的柔性化封裝。該技術(shù)突破了高壓器件與低壓電路的集成瓶頸,推動(dòng)MEMS芯片向高集成度、高可靠性方向發(fā)展,在植入式醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制傳感器等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。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)檢測與流體控制一體化。
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點(diǎn):
1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長,它們各自比相應(yīng)的電磁波的傳播速度的波長小十萬倍。在VHF和UHF波段內(nèi),電磁波器件的尺寸是與波長相比擬的。同理,作為電磁器件的聲學(xué)模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號的聲波波長相比擬的。因此,在同一頻段上,聲表面波器件的尺寸比相應(yīng)電磁波器件的尺寸減小了很多,重量也隨之大為減輕。
2.由于聲表面波系沿固體表面?zhèn)鞑?,加上傳播速度極慢,這使得時(shí)變信號在給定瞬時(shí)可以完全呈現(xiàn)在晶體基片表面上。于是當(dāng)信號在器件的輸入和輸出端之間行進(jìn)時(shí),就容易對信號進(jìn)行取樣和變換。這就給聲表面波器件以極大的靈活性,使它能以非常簡單的方式去。完成其它技術(shù)難以完成或完成起來過于繁重的各種功能。
3.采用MEMS工藝,以鈮酸鋰LNO和鉭酸鋰LTO為例子的襯底,通過光刻(含EBL光刻)、鍍膜等微納米加工技術(shù),實(shí)現(xiàn)的SAW器件,在聲表面器件的濾波、波束整形等方面提供了極大的工藝和性能支撐。 MEMS常見的產(chǎn)品-聲學(xué)傳感器。本地MEMS微納米加工之PI柔性器件
磁傳感器和MEMS磁傳感器有什么區(qū)別?浙江新型MEMS微納米加工
熱壓印技術(shù)在硬質(zhì)塑料微流控芯片中的應(yīng)用:熱壓印技術(shù)是實(shí)現(xiàn)PMMA、PS、COC、COP等硬質(zhì)塑料微結(jié)構(gòu)快速成型的**工藝,較傳統(tǒng)注塑工藝具有成本低、周期短、圖紙變更靈活等優(yōu)勢。工藝流程包括:首先利用光刻膠在硅片上制備高精度模具,微結(jié)構(gòu)高度5-100μm,側(cè)壁垂直度>89°;然后將塑料基板加熱至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上(如PMMA為110℃),在5-10MPa壓力下將模具結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至基板,冷卻后脫模。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)0.5μm的特征尺寸分辨率,流道尺寸誤差<±1%,適用于微流道、微孔陣列、透鏡陣列等結(jié)構(gòu)加工。以數(shù)字PCR芯片為例,熱壓印制備的50μm直徑微腔陣列,單芯片可容納20,000個(gè)反應(yīng)單元,配合熒光檢測實(shí)現(xiàn)核酸分子的***定量,檢測靈敏度達(dá)0.1%突變頻率。公司開發(fā)的快速換模系統(tǒng)可在30分鐘內(nèi)完成模具更換,支持小批量生產(chǎn)(100-10,000片),從設(shè)計(jì)圖紙到樣品交付**短*需10個(gè)工作日,較注塑縮短70%周期。此外,通過表面涂層處理(如疏水化、親水化),可定制芯片表面潤濕性,滿足不同檢測場景的流體控制需求,成為研發(fā)階段快速迭代與中小批量生產(chǎn)的優(yōu)先工藝。浙江新型MEMS微納米加工