MEMS制作工藝柔性電子出現的意義:
柔性電子技術有可能帶來一場電子技術進步,引起全世界的很多的關注并得到了迅速發展。美國《科學》雜志將有機電子技術進展列為2000年世界幾大科技成果之一,與人類基因組草圖、生物克隆技術等重大發現并列。美國科學家艾倫黑格、艾倫·馬克迪爾米德和日本科學家白川英樹由于他們在導電聚合物領域的開創性工作獲得2000年諾貝爾化學獎。
柔性電子技術是行業新興領域,它的出現不但整合電子電路、電子組件、材料、平面顯示、納米技術等領域技術外,同時橫跨半導體、封測、材料、化工、印刷電路板、顯示面板等產業,可協助傳統產業,如塑料、印刷、化工、金屬材料等產業的轉型。其在信息、能源、醫療、制造等各個領域的應用重要性日益凸顯,已成為世界多國和跨國企業競相發展的前沿技術。美國、歐盟、英國、日本等相繼制定了柔性電子發展戰略并投入大量科研經費,旨在未來的柔性電子研究和產業發展中搶占先機。 自動化檢測系統基于機器視覺,實現微流控芯片尺寸測量、缺陷識別與統計分析一體化。高科技MEMS微納米加工之SAW器件
基于MEMS技術的SAW器件:
聲表面波(SAW)傳感器是近年來發展起來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,并轉換成電信號輸出的傳感器。聲表面波傳感器能夠精確測量物理、化學等信息(如溫度、應力、氣體密度)。由于體積小,聲表面波器件被譽為開創了無線、小型傳感器的新紀元,同時,其與集成電路兼容性強,在模擬數字通信及傳感領域獲得了廣泛的應用。聲表面波傳感器能將信號集中于基片表面、工作頻率高,具有極高的信息敏感精度,能迅速地將檢測到的信息轉換為電信號輸出,具有實時信息檢測的特性,另外,聲表面波傳感器還具有微型化、集成化、無源、低成本、低功耗、直接頻率信號輸出等優點。 中國香港MEMS微納米加工之SAW器件以PI為特色的柔性電子在太赫茲超表面器件上的應用很廣。
基于MEMS技術的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生聲波,并通過襯底進行傳播,然后轉換成電信號輸出。聲表面波傳感器中起主導作用的主要是壓電效應,其設計時需要考慮多種因素:如相對尺寸、敏感性、效率等。一般地,無線無源聲表面波傳感器的信號頻率范圍從40MHz到幾個GHz。圖2所示為聲表面波傳感器常見的結構,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實現頻率的變化。
無線無源聲表面波系統包:發射器、接收器、聲表面波器件、通信頻道。發射器和接收器組合成收發器或者解讀器的單一模塊。圖3為聲表面波系統及其相互關聯的基礎部件。解讀器將功率傳送給聲表面波器件,該功率可以是收發器輸入的連續波,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,以降低發射功率,從而得到相同平均功率的喝啾。根據各向同性的輻射體,接收的信號一般能通過高效的輻射功率天線發射。
MEMS制作工藝-聲表面波器件的原理:聲表面波器件是在壓電基片上制作兩個聲一電換能器一叉指換能器。所謂叉指換能器就是在壓電基片表面上形成形狀像兩只手的手指交叉狀的金屬圖案,它的作用是實現聲一電換能。聲表面波SAW器件的工作原理是,基片左端的換能器(輸入換能器)通過逆壓電效應將愉入的電信號轉變成聲信號,此聲信號沿基片表面傳播,然后由基片右邊的換能器(輸出換能器)將聲信號轉變成電信號輸出。整個聲表面波器件的功能是通過對在壓電基片上傳播的聲信號進行各種處理,并利用聲一電換能器的特性來完成的。MEMS技術常用工藝技術組合有:紫外光刻、電子束光刻EBL、PVD磁控濺射、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕。
微流控芯片的自動化檢測與統計分析:公司建立了基于機器視覺的微流控芯片自動化檢測系統,實現尺寸測量、缺陷識別與性能統計的全流程智能化。檢測設備配備6MPUSB3.0攝像頭與遠心光學鏡頭,配合步進電機平移臺(精度±1μm),可對芯片流道、微孔、電極等結構進行掃描。通過自研算法自動識別特征區域,測量參數包括高度(分辨率0.1μm)、周長、面積、寬度、半徑等,數據重復性誤差<±0.5%。缺陷檢測模塊采用深度學習模型,可識別<5μm的毛刺、缺口、氣泡等缺陷,準確率>99%。檢測系統實時生成統計報告,包含CPK、均值、標準差等質量參數,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,良品率統計精度達0.1%。該系統已集成至量產產線,實現從原材料入庫到成品出廠的全鏈路質量追溯,為微流控芯片的標準化生產提供了可靠保障,尤其適用于高精度醫療檢測芯片與工業控制芯片的質量管控。MEMS的主要材料是什么?內蒙古現代MEMS微納米加工
MEMS制作工藝-太赫茲脈沖輻射探測。高科技MEMS微納米加工之SAW器件
微針器件與生物傳感集成:公司采用干濕法混合刻蝕工藝制備的微針陣列,兼具納米級前列銳度(曲率半徑<100 nm)與微米級結構強度(抗彎剛度≥1 GPa),可穿透角質層無創提取組織間液或實現透皮給藥。在藥物遞送領域,載藥微針通過可降解高分子涂層(如PLGA)實現藥物的緩釋控制。例如,胰島素微針貼片可在30分鐘內完成藥物釋放,生物利用度較皮下注射提升40%。此外,微針表面可修飾金納米顆粒或導電聚合物,集成阻抗/伏安傳感模塊,實時檢測炎癥因子(如IL-6)或病原體抗原,檢測限低至1 pg/mL。在電化學檢測場景中,微針陣列與微流控芯片聯用,可同步完成樣本提取、預處理與信號分析,將皮膚間質液檢測的全程時間縮短至15分鐘,為POCT設備的小型化奠定基礎。高科技MEMS微納米加工之SAW器件