加速度傳感器是很早廣泛應用的MEMS之一。MEMS,作為一個機械結構為主的技術,可以通過設計使一個部件(圖中橙色部件)相對底座substrate產生位移(這也是絕大部分MEMS的工作原理),這個部件稱為質量塊(proofmass)。質量塊通過錨anchor,鉸鏈hinge,或彈簧spring與底座連接。鉸鏈或懸臂梁部分固定在底座。當感應到加速度時,質量塊相對底座產生位移。通過一些換能技術可以將位移轉換為電能,如果采用電容式傳感結構(電容的大小受到兩極板重疊面積或間距影響),電容大小的變化可以產生電流信號供其信號處理單元采樣。通過梳齒結構可以極大地擴大傳感面積,提高測量精度,降低信號處理難度。加速度計還可以通過壓阻式、力平衡式和諧振式等方式實現。MEMS的深硅刻蝕是什么?標準MEMS微納米加工
智能手機迎5G換機潮,傳感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速滲透,拉動智能手機市場恢復增長:今年10月份國內5G手機出貨量占比已達64%;智能手機整體出貨量方面,在5G的帶動下,根據IDC今年的預測,2021年智能手機出貨量相比2020年將增長11.6%,2020-2024年CAGR達5.2%。另一方面,單機傳感器和RFMEMS用量不斷提升,以iPhone為例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手機智能化程度不斷升,功能不斷豐富,指紋識別、3Dtouch、ToF、麥克風組合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得傳感器數量(包含非MEMS傳感器)由當初的5個增加為原來的4倍至20個以上;5G升級帶來的頻段增加也有望明顯提升單機RF MEMS價值量。甘肅MEMS微納米加工結構自研超聲收發芯片輸出電壓達 ±100V、電流 1A,部分性能指標超越國際品牌 TI。
MEMS超表面對特性的調控:
1.超表面meta-surface對偏振的調控:在偏振方面,超表面可實現偏振轉換、旋光、矢量光束產生等功能。
2.超表面meta-surface對振幅的調控。超表面可以實現光的非對稱透過、消反射、增透射、磁鏡、類EIT效應等。
3.超表面meta-surface對頻率的調控。超表面的微結構在共振情況下可實現較強的局域場增強,利用這些局域場增大效應,可以實現非線性信號或熒光信號的增強。在可見光波段,不同頻率的光對應不同的顏色,超表面的頻率選擇特性可以用于實現結構色。
我們在自然界中看到的顏色從產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;另一類是由物質的結構,而不是其所用材料來決定的顏色,即所謂的結構色,比如蝴蝶的顏色、某些魚類的顏色等。人們利用超表面,可以通過改變其結構單元的尺寸、形狀等幾何參數來實現對超表面的顏色的自由調控,可用于高像素成像、可視化生物傳感Bio-sensor等領域。
MEMS技術的主要分類:生物MEMS技術是用MEMS技術制造的化學/生物微型分析和檢測芯片或儀器,統稱為Bio-sensor技術,是一類在襯底上制造出的微型驅動泵、微控制閥、通道網絡、樣品處理器、混合池、計量、增擴器、反應器、分離器以及檢測器等元器件并集成為多功能芯片。可以實現樣品的進樣、稀釋、加試劑、混合、增擴、反應、分離、檢測和后處理等分析全過程。它把傳統的分析實驗室功能微縮在一個芯片上。生物MEMS系統具有微型化、集成化、智能化、成本低的特點。功能上有獲取信息量大、分析效率高、系統與外部連接少、實時通信、連續檢測的特點。國際上生物MEMS的研究已成為熱點,不久將為生物、化學分析系統帶來一場重大的革新。基于MEMS技術的RF射頻器件是什么?
MEMS傳感器的主要應用領域有哪些?
運動追蹤在運動員的日常訓練中,MEMS傳感器可以用來進行3D人體運動測量,通過基于聲學TOF,或者基于光學的TOF技術,對每一個動作進行記錄,教練們對結果分析,反復比較,以便提高運動員的成績。隨著MEMS技術的進一步發展,MEMS傳感器的價格也會隨著降低,這在大眾健身房中也可以廣泛應用。在滑雪方面,3D運動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數據外,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運動追蹤,可以記錄海浪高度、速度、沖浪時間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。 超薄石英玻璃雙面套刻加工技術,在 100μm 以上基板實現微流道與金屬電極的高精度集成。江西MEMS微納米加工的微流控芯片
可降解聚合物加工工藝儲備,為體內短期植入檢測芯片提供生物相容性材料解決方案。標準MEMS微納米加工
熱壓印技術在硬質塑料微流控芯片中的應用:熱壓印技術是實現PMMA、PS、COC、COP等硬質塑料微結構快速成型的**工藝,較傳統注塑工藝具有成本低、周期短、圖紙變更靈活等優勢。工藝流程包括:首先利用光刻膠在硅片上制備高精度模具,微結構高度5-100μm,側壁垂直度>89°;然后將塑料基板加熱至玻璃化轉變溫度以上(如PMMA為110℃),在5-10MPa壓力下將模具結構轉印至基板,冷卻后脫模。該技術可實現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、透鏡陣列等結構加工。以數字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個反應單元,配合熒光檢測實現核酸分子的***定量,檢測靈敏度達0.1%突變頻率。公司開發的快速換模系統可在30分鐘內完成模具更換,支持小批量生產(100-10,000片),從設計圖紙到樣品交付**短*需10個工作日,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,成為研發階段快速迭代與中小批量生產的優先工藝。標準MEMS微納米加工