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(xiàn)。金屬流道 PDMS 芯片與 PET 基板鍵合,實現(xiàn)柔性微流控芯片與剛性電路的高效集成。MEMSMEMS微納米加工之PI柔性器件
神經電子芯片的MEMS微納加工技術與臨床應用:神經電子芯片作為植入式醫(yī)療設備的**組件,對微型化、生物相容性及功能集成度提出了極高要求。公司依托0.35/0.18μm高壓工藝,成功開發(fā)多通道神經電刺激SoC芯片,可實現(xiàn)無線充電與通訊功能,將控制信號轉化為精細電刺激脈沖,用于神經感知、調控及阻斷。以128像素視網膜假體芯片為例,通過MEMS薄膜沉積技術在硅基基板上制備高密度電極陣列,單個電極尺寸*50μm×50μm,間距100μm,確保對視網膜神經細胞的靶向刺激。芯片表面采用聚酰亞胺(PI)與氮化硅復合涂層,經120℃高溫固化處理后,涂層厚度控制在5-8μm,有效抑制蛋白吸附與炎癥反應,植入體壽命可達5年以上。目前該芯片已批量交付,由母公司中科先見推進至臨床前動物實驗階段,針對視網膜退行***變患者,可重建0.1-0.3的視力,為盲人復明提供了突破性解決方案。該技術突破了傳統(tǒng)植入設備的體積限制,芯片整體厚度<200μm,兼容微創(chuàng)植入手術,推動神經調控技術向精細化、長期化發(fā)展。海南MEMS微納米加工檢測基于 0.35/0.18μm 高壓工藝的神經電刺激 SoC 芯片,實現(xiàn)多通道控制與生物相容性優(yōu)化。
在MEMS微納加工領域,公司通過“材料創(chuàng)新+工藝突破”雙輪驅動,為醫(yī)療健康、生物傳感等場景提供高精度、定制化的微納器件解決方案。公司依托逾700平米的6英寸MEMS產線,可加工玻璃、硅片、PDMS、硬質塑料等多種基材的微納結構,覆蓋從納米級(0.5-5μm)到百微米級(10-100μm)的尺度需求。其**技術包括深硅刻蝕、親疏水改性、多重轉印工藝等,能夠實現(xiàn)復雜三維微流道、高深寬比微孔陣列及柔性電極的精密成型,滿足腦機接口、類***電生理研究、微針給藥等前沿醫(yī)療應用的嚴苛要求。
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點:
1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長,它們各自比相應的電磁波的傳播速度的波長小十萬倍。在VHF和UHF波段內,電磁波器件的尺寸是與波長相比擬的。同理,作為電磁器件的聲學模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號的聲波波長相比擬的。因此,在同一頻段上,聲表面波器件的尺寸比相應電磁波器件的尺寸減小了很多,重量也隨之大為減輕。
2.由于聲表面波系沿固體表面?zhèn)鞑ィ由蟼鞑ニ俣葮O慢,這使得時變信號在給定瞬時可以完全呈現(xiàn)在晶體基片表面上。于是當信號在器件的輸入和輸出端之間行進時,就容易對信號進行取樣和變換。這就給聲表面波器件以極大的靈活性,使它能以非常簡單的方式去。完成其它技術難以完成或完成起來過于繁重的各種功能。
3.采用MEMS工藝,以鈮酸鋰LNO和鉭酸鋰LTO為例子的襯底,通過光刻(含EBL光刻)、鍍膜等微納米加工技術,實現(xiàn)的SAW器件,在聲表面器件的濾波、波束整形等方面提供了極大的工藝和性能支撐。 MEMS被認為是21世紀很有前途的技術之一。
MEMS制作工藝-聲表面波器件SAW:
聲表面波是一種沿物體表面?zhèn)鞑サ膹椥圆?,它能夠在兼作傳聲介質和電聲換能材料的壓電基底材料表面進行傳播。它是聲學和電子學相結合的一門邊緣學科。由于聲表面波的傳播速度比電磁波慢十萬倍,而且在它的傳播路徑上容易取樣和進行處理。因此,用聲表面波去模擬電子學的各種功能,能使電子器件實現(xiàn)超小型化和多功能化。隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)技術的發(fā)展進步,聲表面波研究向諸多領域進行延伸研究。上世紀90年代,已經實現(xiàn)了利用聲表面波驅動固體。進入二十一世紀,聲表面波SAW在微流體應用研究取得了巨大的發(fā)展。應用聲表面波器件可以實現(xiàn)固體驅動、液滴驅動、微加熱、微粒集聚\混合、霧化。 MEMS聲表面波(即SAW)器件是什么?山西MEMS微納米加工模型設計
硅片、LN 等基板金屬電極加工工藝,通過濺射沉積與剝離技術實現(xiàn)微米級電極圖案化。MEMSMEMS微納米加工之PI柔性器件
MEMS制作工藝-太赫茲傳感器:
超材料(Metamaterial)是一種由周期性亞波長金屬諧振的單元陣列組成的人工復合型電磁材料,通過合理的設計單元結構可實現(xiàn)特殊的電磁特性,主要包括隱身、完美吸和負折射等特性。目前,隨著太赫茲技術的快速發(fā)展,太赫茲超材料器件已成為當前科研的研究熱點,在濾波器、吸收器、偏振器、太赫茲成像、光譜和生物傳感器等領域有著廣闊的應用前景。
這項研究提出了一種全光學、端到端的衍射傳感器,用于快速探測隱藏結構。這種衍射太赫茲傳感器具有獨特的架構,由一對編碼器和解碼器構成的衍射網絡組成,每個網絡都承擔著結構化照明和空間光譜編碼的獨特職責,這種設計較為新穎。基于這種獨特的架構,研究人員展示了概念驗證的隱藏缺陷探測傳感器。實驗結果和分析成功證實了該單像素衍射太赫茲傳感器的可行性,該傳感器使用脈沖照明來識別測試樣品內各種未知形狀和位置的隱藏缺陷,具有誤報率極低、無需圖像形成和采集以及數字處理步驟等特點。 MEMSMEMS微納米加工之PI柔性器件