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。微流控與金屬片電極鑲嵌工藝,解決流道與電極集成的接觸電阻問題并提升檢測(cè)穩(wěn)定性。湖南MEMS微納米加工互惠互利
微納結(jié)構(gòu)的臺(tái)階儀與SEM測(cè)量技術(shù):臺(tái)階儀與掃描電子顯微鏡(SEM)是微納加工中關(guān)鍵的計(jì)量手段,確保結(jié)構(gòu)尺寸與表面形貌符合設(shè)計(jì)要求。臺(tái)階儀采用觸針式或光學(xué)式測(cè)量,可精確獲取0.1nm-500μm高度范圍內(nèi)的輪廓信息,分辨率達(dá)0.1nm,適用于薄膜厚度、刻蝕深度、臺(tái)階高度的測(cè)量。例如,在深硅刻蝕工藝中,通過臺(tái)階儀監(jiān)測(cè)刻蝕深度(精度±1%),確保流道深度均勻性<2%。SEM則用于納米級(jí)結(jié)構(gòu)觀測(cè),配備二次電子探測(cè)器,可實(shí)現(xiàn)5nm分辨率的表面形貌成像,用于微流道側(cè)壁粗糙度(Ra<50nm)、微孔孔徑(誤差<±5nm)的檢測(cè)。在PDMS模具復(fù)制過程中,SEM檢測(cè)模具結(jié)構(gòu)的完整性,避免因缺陷導(dǎo)致的芯片流道堵塞。公司建立了標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量流程,針對(duì)不同材料與結(jié)構(gòu)選擇合適的測(cè)量方法,如柔性PDMS芯片采用光學(xué)臺(tái)階儀非接觸測(cè)量,硬質(zhì)芯片結(jié)合SEM與臺(tái)階儀進(jìn)行三維尺寸分析。通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC),將關(guān)鍵尺寸的CPK值提升至1.67以上,確保加工精度滿足需求,為客戶提供可追溯的質(zhì)量保障。安徽MEMS微納米加工材料區(qū)別自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)基于機(jī)器視覺,實(shí)現(xiàn)微流控芯片尺寸測(cè)量、缺陷識(shí)別與統(tǒng)計(jì)分析一體化。
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(cè)量,通過基于聲學(xué)TOF,或者基于光學(xué)的TOF技術(shù),對(duì)每一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行記錄,教練們對(duì)結(jié)果分析,反復(fù)比較,以便提高運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)。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。
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。公司開發(fā)的神經(jīng)電子芯片支持無線充電與通訊,可將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖用于神經(jīng)調(diào)控替代。
MEMS制作工藝壓電器件的常用材料:
氧化鋅是一種眾所周知的寬帶隙半導(dǎo)體材料(室溫下3.4eV,晶體),它有很多應(yīng)用,如透明導(dǎo)體,壓敏電阻,表面聲波,氣體傳感器,壓電傳感器和UV檢測(cè)器。并因?yàn)榭赡軕?yīng)用于薄膜晶體管方面正受到相當(dāng)?shù)年P(guān)注。同時(shí)氧化鋅還具有相當(dāng)良好的生物相容性,可降解性。E.Fortunato教授介紹了基于氧化鋅的新型薄膜晶體管所帶來的主要優(yōu)勢(shì),這些薄膜晶體管在下一代柔性電子器件中非常有前途。除此之外,還有眾多的二維材料被應(yīng)用于柔性電子領(lǐng)域,包括石墨烯、半導(dǎo)體氧化物,納米金等。2014年發(fā)表在chemicalreview和naturenanotechnology上的兩篇經(jīng)典綜述詳盡闡述了二維材料在柔性電子的應(yīng)用。 MEMS四種ICP-RIE刻蝕工藝的不同需求。吉林多功能MEMS微納米加工
超透鏡的電子束直寫和刻蝕工藝其實(shí)并不復(fù)雜。湖南MEMS微納米加工互惠互利
MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產(chǎn)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)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)。 MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域,幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域,如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等。MEMS是一個(gè)單獨(dú)的智能系統(tǒng),可大批量生產(chǎn),其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)。例如,常見的MEMS產(chǎn)品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微機(jī)電系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)和更高級(jí)別的系統(tǒng)方面將有著廣泛的應(yīng)用前景。主要民用領(lǐng)域是電子、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、汽車和航空航天系統(tǒng)。湖南MEMS微納米加工互惠互利