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。隨著科技的不斷進步,MEMS 微納米加工的精度正在持續提高,趨近于原子級別的操控。MEMS微納米加工的技術服務
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。 湖北MEMS微納米加工風格MEMS 微納米加工技術是現代制造業中的關鍵領域,它能夠在微觀尺度上制造出高精度的器件。
微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝技術:微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝實現了流體通道與固態電極的無縫集成,適用于電化學檢測、電滲流驅動等場景。加工過程中,首先在硅片或玻璃基板上制備微流道(深度50-200μm,寬度100-500μm),然后將預加工的金屬片電極(如不銹鋼、金箔)嵌入流道側壁,通過導電膠(銀膠或碳膠)固定,確保電極與流道內壁齊平,間隙<5μm。鍵合采用熱壓或紫外固化膠密封,耐壓>100kPa,漏電流<1nA。金屬片電極的表面積可根據需求設計,如5mm×5mm的金電極,電化學活性面積達20mm2,適用于痕量物質檢測。在水質監測芯片中,鑲嵌的鉑電極可實時檢測溶解氧濃度,響應時間<10秒,檢測范圍0-20ppm,精度±0.5ppm。該工藝解決了傳統微流控芯片與外置電極連接的接觸電阻問題,實現了芯片內原位檢測,縮短信號傳輸路徑,提升檢測速度與穩定性。公司開發的自動化鑲嵌設備,定位精度±10μm,單芯片加工時間<5分鐘,支持批量生產,為環境監測、食品安全檢測等領域提供了集成化的傳感解決方案。
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。 SU8 硅片 / 石英片微流控模具加工技術,支持 6 英寸以下基板單套或套刻的高精度結構復制。
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,可無創穿透表皮提取組織間液。結合微注塑工藝,在微針內部集成直徑10微米的流體通道,實現5分鐘內采集3μL樣本,用于連續血糖監測(誤差±0.2mmol/L)。在透皮給藥領域,載藥微針采用可降解PLGA涂層,載藥率超90%,釋放動力學可控至24小時線性釋放。同時,微針表面通過濺射工藝沉積金納米層,集成阻抗傳感模塊,可實時檢測炎癥因子(如CRP),檢測限低至0.1pg/mL。此類器件與微流控芯片聯用,可在15分鐘內完成“采樣-分析-反饋”閉環,為慢性病管理提供便攜式解決方案。MEMS的光學超表面是什么?云南MEMS微納米加工產業化
超聲影像 SoC 芯片采用 0.18mm 高壓 SOI 工藝,發射與開關復用設計節省面積并提升性能。MEMS微納米加工的技術服務
物聯網普及極大拓展MEMS應用場景。物聯網的產業架構可以分為四層:感知層、傳輸層、平臺層和應用層,MEMS器件是物聯網感知層重要組成部分。物聯網的發展帶動智能終端設備普及,推動MEMS需求放量,據全球移動通信系統協會GSMA統計,全球物聯網設備數量已從2010年的20億臺,增長到2019年的120億臺,未來受益于5G商用化和WiFi 6的發展,物聯網市場潛力巨大,GSMA預測,到2025年全球物聯網設備將達到246億臺,2019到2025年將保持12.7%的復合增長率。MEMS微納米加工的技術服務