微流控芯片的自動(dòng)化檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析:公司建立了基于機(jī)器視覺(jué)的微流控芯片自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)尺寸測(cè)量、缺陷識(shí)別與性能統(tǒng)計(jì)的全流程智能化。檢測(cè)設(shè)備配備6MPUSB3.0攝像頭與遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭,配合步進(jìn)電機(jī)平移臺(tái)(精度±1μm),可對(duì)芯片流道、微孔、電極等結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描。通過(guò)自研算法自動(dòng)識(shí)別特征區(qū)域,測(cè)量參數(shù)包括高度(分辨率0.1μm)、周長(zhǎng)、面積、寬度、半徑等,數(shù)據(jù)重復(fù)性誤差<±0.5%。缺陷檢測(cè)模塊采用深度學(xué)習(xí)模型,可識(shí)別<5μm的毛刺、缺口、氣泡等缺陷,準(zhǔn)確率>99%。檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告,包含CPK、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等質(zhì)量參數(shù),支持SPC過(guò)程控制。在PDMS芯片檢測(cè)中,單芯片檢測(cè)時(shí)間<2分鐘,效率較人工檢測(cè)提升20倍,良品率統(tǒng)計(jì)精度達(dá)0.1%。該系統(tǒng)已集成至量產(chǎn)產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)從原材料入庫(kù)到成品出廠的全鏈路質(zhì)量追溯,為微流控芯片的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供了可靠保障,尤其適用于高精度醫(yī)療檢測(cè)芯片與工業(yè)控制芯片的質(zhì)量管控。MEMS被認(rèn)為是21世紀(jì)很有前途的技術(shù)之一。貴州國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工
三維微納結(jié)構(gòu)的跨尺度加工技術(shù):跨尺度加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從納米級(jí)到毫米級(jí)結(jié)構(gòu)的一體化制造,滿足復(fù)雜微流控系統(tǒng)對(duì)多尺度功能單元的需求。公司結(jié)合電子束光刻(EBL,分辨率10nm)、紫外光刻(分辨率1μm)與機(jī)械加工(精度10μm),在單一基板上構(gòu)建跨3個(gè)數(shù)量級(jí)的微結(jié)構(gòu)。例如,在類***培養(yǎng)芯片中,納米級(jí)表面紋理(粗糙度Ra<50nm)促進(jìn)細(xì)胞黏附,微米級(jí)流道(寬度50μm)控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送,毫米級(jí)進(jìn)樣口(直徑1mm)兼容外部管路。加工過(guò)程中,通過(guò)工藝分層設(shè)計(jì),先進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)制備(如EBL定義細(xì)胞外基質(zhì)蛋白圖案),再通過(guò)紫外光刻形成中層流道,***機(jī)械加工完成宏觀接口,各層結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)誤差<±2μm。該技術(shù)突破了單一工藝的尺度限制,實(shí)現(xiàn)了功能的跨尺度集成,在芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab-on-a-Chip)中具有重要應(yīng)用。公司已成功制備包含10nm電極間隙、1μm流道與1mm閥門的復(fù)合芯片,用于單分子電信號(hào)檢測(cè),信號(hào)分辨率提升至10fA,為納米生物技術(shù)與微流控工程的交叉融合提供了關(guān)鍵制造能力。貴州國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工MEMS的繼電器與開(kāi)關(guān)是什么?
MEMS四種刻蝕工藝的不同需求:
1.體硅刻蝕:一些塊體蝕刻些微機(jī)電組件制造過(guò)程中需要蝕刻挖除較大量的Si基材,如壓力傳感器即為一例,即通過(guò)蝕刻硅襯底背面形成深的孔洞,但未蝕穿正面,在正面形成一層薄膜。還有其他組件需蝕穿晶圓,不是完全蝕透晶背而是直到停在晶背的鍍層上。基于Bosch工藝的一項(xiàng)特點(diǎn),當(dāng)要維持一個(gè)近乎于垂直且平滑的側(cè)壁輪廓時(shí),是很難獲得高蝕刻率的。因此通常為達(dá)到很高的蝕刻率,一般避免不了伴隨產(chǎn)生具有輕微傾斜角度的側(cè)壁輪廓。不過(guò)當(dāng)采用這類塊體蝕刻時(shí),工藝中很少需要垂直的側(cè)壁。
2.準(zhǔn)確刻蝕:精確蝕刻精確蝕刻工藝是專門為體積較小、垂直度和側(cè)壁輪廓平滑性上升為關(guān)鍵因素的組件而設(shè)計(jì)的。就微機(jī)電組件而言,需要該方法的組件包括微光機(jī)電系統(tǒng)及浮雕印模等。一般說(shuō)來(lái),此類特性要求,蝕刻率的均勻度控制是遠(yuǎn)比蝕刻率重要得多。由于蝕刻劑在蝕刻反應(yīng)區(qū)附近消耗率高,引發(fā)蝕刻劑密度相對(duì)降低,而在晶圓邊緣蝕刻率會(huì)相應(yīng)地增加,整片晶圓上的均勻度問(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生。上述問(wèn)題可憑借對(duì)等離子或離子轟擊的分布圖予以校正,從而達(dá)到均鐘刻的目的。
PDMS金屬流道芯片的復(fù)合加工工藝:PDMS金屬流道芯片通過(guò)在柔性PDMS流道內(nèi)集成金屬鍍層,實(shí)現(xiàn)流體控制與電信號(hào)檢測(cè)的一體化設(shè)計(jì)。加工流程包括:首先利用軟光刻技術(shù)在硅模上制備50-200μm寬度的流道結(jié)構(gòu),澆筑PDMS預(yù)聚體并固化成型;然后通過(guò)氧等離子體處理流道表面,使其親水化以促進(jìn)金屬前驅(qū)體吸附;采用磁控濺射技術(shù)沉積50-200nm厚度的金/鉑金屬層,經(jīng)化學(xué)鍍?cè)龊裰?-5μm,形成連續(xù)導(dǎo)電流道;***與PET基板通過(guò)等離子體鍵合密封,確保流體無(wú)泄漏。金屬流道的表面粗糙度<50nm,電阻<10Ω/cm,適用于電化學(xué)檢測(cè)、電滲泵驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)景。典型應(yīng)用如微流控電化學(xué)傳感器,在10μL/min流速下,對(duì)葡萄糖的檢測(cè)靈敏度達(dá)50μA?mM?1?cm?2,線性范圍0.1-20mM,檢測(cè)下限<50μM。公司開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)流道尺寸的精細(xì)控制(誤差<±2%),并支持金屬層圖案化設(shè)計(jì),如叉指電極、螺旋流道等,滿足不同傳感器的定制需求,為生物檢測(cè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域提供了柔性化、集成化的解決方案。硅片、LN 等基板金屬電極加工工藝,通過(guò)濺射沉積與剝離技術(shù)實(shí)現(xiàn)微米級(jí)電極圖案化。
射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開(kāi)關(guān)、MEMS諧振器等。射頻前端模組主要由濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開(kāi)關(guān)等器件組成,其中濾波器是射頻前端中重要的分立器件,濾波器的工藝就是MEMS,在射頻前端模組中占比超過(guò)50%,主要由村田制作所等國(guó)外公司生產(chǎn)。因?yàn)闆](méi)有適用的國(guó)產(chǎn)5GMEMS濾波器,因此華為手機(jī)只能用4G,也是這個(gè)原因,可見(jiàn)MEMS濾波器的重要性。濾波器(SAW、BAW、FBAR等),負(fù)責(zé)接收通道的射頻信號(hào)濾波,將接收的多種射頻信號(hào)中特定頻率的信號(hào)輸出,將其他頻率信號(hào)濾除。以SAW聲表面波為例,通過(guò)電磁信號(hào)-聲波-電磁信號(hào)的兩次轉(zhuǎn)換,將不受歡迎的頻率信號(hào)濾除。自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)基于機(jī)器視覺(jué),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。上海MEMS微納米加工特征
臺(tái)階儀與 SEM 測(cè)量技術(shù)確保微納結(jié)構(gòu)尺寸精度,支撐深硅刻蝕、薄膜沉積等工藝質(zhì)量管控。貴州國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工
智能手機(jī)迎5G換機(jī)潮,傳感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速滲透,拉動(dòng)智能手機(jī)市場(chǎng)恢復(fù)增長(zhǎng):今年10月份國(guó)內(nèi)5G手機(jī)出貨量占比已達(dá)64%;智能手機(jī)整體出貨量方面,在5G的帶動(dòng)下,根據(jù)IDC今年的預(yù)測(cè),2021年智能手機(jī)出貨量相比2020年將增長(zhǎng)11.6%,2020-2024年CAGR達(dá)5.2%。另一方面,單機(jī)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(jī)智能化程度不斷升,功能不斷豐富,指紋識(shí)別、3Dtouch、ToF、麥克風(fēng)組合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得傳感器數(shù)量(包含非MEMS傳感器)由當(dāng)初的5個(gè)增加為原來(lái)的4倍至20個(gè)以上;5G升級(jí)帶來(lái)的頻段增加也有望明顯提升單機(jī)RF MEMS價(jià)值量。貴州國(guó)產(chǎn)MEMS微納米加工