加速度传感器是很早广泛应用的MEMS之一。MEMS,作为一个机械结构为主的技术,可以通过设计使一个部件(图中橙色部件)相对底座substrate产生位移(这也是绝大部分MEMS的工作原理),这个部件称为质量块(proofmass)。质量块通过锚anchor,铰链hinge,或弹簧spring与底座连接。铰链或悬臂梁部分固定在底座。当感应到加速度时,质量块相对底座产生位移。通过一些换能技术可以将位移转换为电能,如果采用电容式传感结构(电容的大小受到两极板重叠面积或间距影响),电容大小的变化可以产生电流信号供其信号处理单元采样。通过梳齿结构可以极大地扩大传感面积,提高测量精度,降低信号处理难度。加...
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点: 1.由于声表面波器件是在单晶材料上用半导体平面工艺制作的,所以它具有很好的一致性和重复性,易于大量生产,而且当使用某些单晶材料或复合材料时,声表面波器件具有极高的温度稳定性。 2.声表面波器件的抗辐射能力强,动态范围很大,可达100dB。这是因为它利用的是晶体表面的弹性波而不涉及电子的迁移过程此外,在很多情况下,声表面波器件的性能还远远超过了很好的电磁波器件所能达到的水平。比如用声表面波可以作成时间-带宽乘积大于五千的脉冲压缩滤波器,在UHF频段内可以作成Q值超过五万的谐振腔,以及可以作成带外抑制达70dB、频率达1低Hz的带通滤波器 高...
MEMS制作工艺压电器件的常用材料: 氧化锌是一种众所周知的宽带隙半导体材料(室温下3.4eV,晶体),它有很多应用,如透明导体,压敏电阻,表面声波,气体传感器,压电传感器和UV检测器。并因为可能应用于薄膜晶体管方面正受到相当的关注。同时氧化锌还具有相当良好的生物相容性,可降解性。E.Fortunato教授介绍了基于氧化锌的新型薄膜晶体管所带来的主要优势,这些薄膜晶体管在下一代柔性电子器件中非常有前途。除此之外,还有众多的二维材料被应用于柔性电子领域,包括石墨烯、半导体氧化物,纳米金等。2014年发表在chemicalreview和naturenanotechnology上的两篇经典...
微针器件与生物传感集成:公司采用干湿法混合刻蚀工艺制备的微针阵列,兼具纳米级前列锐度(曲率半径<100 nm)与微米级结构强度(抗弯刚度≥1 GPa),可穿透角质层无创提取组织间液或实现透皮给药。在药物递送领域,载药微针通过可降解高分子涂层(如PLGA)实现药物的缓释控制。例如,胰岛素微针贴片可在30分钟内完成药物释放,生物利用度较皮下注射提升40%。此外,微针表面可修饰金纳米颗粒或导电聚合物,集成阻抗/伏安传感模块,实时检测炎症因子(如IL-6)或病原体抗原,检测限低至1 pg/mL。在电化学检测场景中,微针阵列与微流控芯片联用,可同步完成样本提取、预处理与信号分析,将皮肤间质液检测的全程时...
新材料或将成为国产MEMS发展的新机会。截止到目前,硅基MEMS发展已经有40多年的发展历程,如何提高产品性能、降低成本是全球企业都在思考的问题,而基于新材料的MEMS器件则成为摆在眼前的大奶酪,PZT、氮化铝、氧化钒、锗等新材料MEMS器件的研究正在进行中,抢先一步投入应用,将是国产MEMS弯道超车的好时机。另外,将多种单一功能传感器组合成多功能合一的传感器模组,再进行集成一体化,也是MEMS产业新机会。提高自主创新意识,加强创新能力,也不是那么的遥远。高压 SOI 工艺实现芯片内高压驱动与低压控制集成,耐压超 200V 并降低寄生电容 40%。云南MEMS微纳米加工服务MEA柔性电极的ME...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 绝缘层上的硅蚀刻即SOI器件刻蚀:先进的微机电组件包含精细的可移动性零组件,例如应用于加速计、陀螺仪、偏斜透镜(tiltingmirrors).共振器(resonators)、阀门、泵、及涡轮叶片等组件的悬臂梁。这些许多的零组件,是以深硅蚀刻方法在晶圆的正面制造,接着藉由横方向的等向性底部蚀刻的方法从基材脱离,此方法正是典型的表面细微加工技术。而此技术有一项特点是以掩埋的一层材料氧化硅作为针对非等向性蚀刻的蚀刻终止层,达成以等向性蚀刻实现组件与基材间脱离的结构(如悬臂梁)。由于二氧化硅在硅蚀刻工艺中,具有高蚀刻选择比且在各种尺寸的绝缘层上硅晶材料可轻...
MEMS组合惯性传感器不是一种新的MEMS传感器类型,而是指加速度传感器、陀螺仪、磁传感器等的组合,利用各种惯性传感器的特性,立体运动的检测。组合惯性传感器的一个被广为熟悉的应用领域就是惯性导航,比如飞机/导弹飞行控制、姿态控制、偏航阻尼等控制应用、以及中程导弹制导、惯性GPS导航等制导应用。 惯性传感器分为两大类:一类是角速率陀螺;另一类是线加速度计。角速率陀螺又分为:机械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑气浮角速率陀螺;挠性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球谐振角速率陀螺等);光纤角速率陀螺;激光角速率陀螺等。线加速度计又分为:机械式线加速度计;挠性线加速度计;MEMS硅﹑石英线...
MEMS制作工艺-声表面波器件SAW: 声表面波是一种沿物体表面传播的弹性波,它能够在兼作传声介质和电声换能材料的压电基底材料表面进行传播。它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理。因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。随着微机电系统(MEMS)技术的发展进步,声表面波研究向诸多领域进行延伸研究。上世纪90年代,已经实现了利用声表面波驱动固体。进入二十一世纪,声表面波SAW在微流体应用研究取得了巨大的发展。应用声表面波器件可以实现固体驱动、液滴驱动、微加热、微粒集聚\混合...
弧形柱子点阵的微纳加工技术:弧形柱子点阵结构在细胞黏附、流体动力学调控中具有重要应用,公司通过激光直写与反应离子刻蚀(RIE)技术实现该结构的精密加工。首先利用激光直写系统在光刻胶上绘制弧形轨迹,**小曲率半径可达5μm,线条宽度10-50μm;然后通过RIE刻蚀硅片或石英基板,刻蚀速率50-200nm/min,侧壁弧度偏差<±2°。柱子高度50-500μm,间距20-100μm,阵列密度可达10⁴个/cm²。在细胞培养芯片中,弧形柱子表面通过RGD多肽修饰,促进成纤维细胞沿曲率方向铺展,细胞取向率提升70%,用于肌腱组织工程研究。在微流控芯片中,弧形柱子阵列可降低流体阻力30%,减少气泡滞留...
国内政策大力推动MEMS产业发展:国家政策大力支持传感器发展,国内MEMS企业拥有好的发展环境。我国高度重视MEMS和传感器技术发展,在2017年工信部出台的《智能传感器产业三年行动指南(2017-2019)》中,明确指出要着力突破硅基MEMS加工技术、MEMS与互补金属氧化物半导体(CMOS)集成、非硅模块化集成等工艺技术,推动发展器件级、晶圆级MEMS封装和系统级测试技术。国家政策高度支持MEMS制造企业研发创新,政策驱动下,国内MEMS制造企业获得发展良机。跨尺度加工技术结合 EBL 与紫外光刻,在单一基板构建纳米至毫米级复合微纳结构。北京MEMS微纳米加工互惠互利弧形柱子点阵的微纳加工...
超薄石英玻璃双面套刻加工技术解析:在厚度100μm以上的超薄石英玻璃基板上进行双面套刻加工,是实现高集成度微流控芯片与光学器件的关键技术。公司采用激光微加工与紫外光刻结合工艺,首先通过CO₂激光切割实现玻璃基板的高精度成型(边缘误差<±5μm),然后利用双面光刻对准系统(精度±1μm)进行微结构加工。正面通过干法刻蚀制备5-50μm深度的微流道,背面采用离子束溅射沉积100nm厚度的金属电极层,经光刻剥离形成微米级电极阵列。针对玻璃材质的脆性特点,开发了低温键合技术(150-200℃),使用硅基粘合剂实现双面结构的密封,键合强度>3MPa,耐水压>50kPa。该技术应用于光声成像芯片时,正面微...
柔性电极的生物相容性表面改性技术:柔性电极的长期植入性能依赖于表面生物相容性改性,公司采用多层涂层工艺解决蛋白吸附与炎症反应问题。以PI基柔性电极为基底,首先通过等离子体处理引入羟基基团,然后接枝硅烷偶联剂(如APTES)形成活性界面,再通过层层自组装技术沉积PEG(聚乙二醇)与壳聚糖复合层,**终涂层厚度5-15nm。该涂层可使水接触角从85°降至50°,蛋白吸附量从100ng/cm²降至<10ng/cm²,中性粒细胞黏附率下降80%。在动物植入实验中,改性后的电极在体内留置3个月,周围组织纤维化程度较未处理组减轻60%,信号衰减<15%,而对照组衰减达40%。该技术适用于神经电极、心脏起搏...
在脑科学与精细医疗领域,公司开发的MEA柔性电极采用超薄MEMS工艺,兼具物相容性与高导电性,可定制化设计“触凸”电极阵列,***降低植入式脑机接口的手术创伤,同时提升神经信号采集的信噪比。针对药物递送与检测需求,通过干湿结合刻蚀技术制备的微针器件,既可实现组织间液的无痛提取,又能集成电化学传感功能,为糖尿病动态监测、透皮给药系统提供硬件支持。此外,公司**的MEMS多重转印工艺,可将光刻硅片模板快速转化为PMMA、COC等硬质塑料芯片,支持10个工作日内完成从设计图纸到塑料芯片成型的全流程,极大加速微流控产品的研发验证周期。MEMS的超材料介绍与讲解。西藏现代化MEMS微纳米加工国内政策大力...
基于MEMS技术的SAW器件的工作模式和原理: 声表面波器件一般使用压电晶体(例如石英晶体等)作为媒介,然后通过外加一正电压产生声波,并通过衬底进行传播,然后转换成电信号输出。声表面波传感器中起主导作用的主要是压电效应,其设计时需要考虑多种因素:如相对尺寸、敏感性、效率等。一般地,无线无源声表面波传感器的信号频率范围从40MHz到几个GHz。图2所示为声表面波传感器常见的结构,主要部分包括压电衬底天线、敏感薄膜、IDT等。传感器的敏感层通过改变声表面波的速度来实现频率的变化。 无线无源声表面波系统包:发射器、接收器、声表面波器件、通信频道。发射器和接收器组合成收发器或者解读器的...
PDMS金属流道芯片的复合加工工艺:PDMS金属流道芯片通过在柔性PDMS流道内集成金属镀层,实现流体控制与电信号检测的一体化设计。加工流程包括:首先利用软光刻技术在硅模上制备50-200μm宽度的流道结构,浇筑PDMS预聚体并固化成型;然后通过氧等离子体处理流道表面,使其亲水化以促进金属前驱体吸附;采用磁控溅射技术沉积50-200nm厚度的金/铂金属层,经化学镀增厚至1-5μm,形成连续导电流道;***与PET基板通过等离子体键合密封,确保流体无泄漏。金属流道的表面粗糙度<50nm,电阻<10Ω/cm,适用于电化学检测、电渗泵驱动等场景。典型应用如微流控电化学传感器,在10μL/min流速下...
柔性电极的生物相容性表面改性技术:柔性电极的长期植入性能依赖于表面生物相容性改性,公司采用多层涂层工艺解决蛋白吸附与炎症反应问题。以PI基柔性电极为基底,首先通过等离子体处理引入羟基基团,然后接枝硅烷偶联剂(如APTES)形成活性界面,再通过层层自组装技术沉积PEG(聚乙二醇)与壳聚糖复合层,**终涂层厚度5-15nm。该涂层可使水接触角从85°降至50°,蛋白吸附量从100ng/cm²降至<10ng/cm²,中性粒细胞黏附率下降80%。在动物植入实验中,改性后的电极在体内留置3个月,周围组织纤维化程度较未处理组减轻60%,信号衰减<15%,而对照组衰减达40%。该技术适用于神经电极、心脏起搏...
MEMS制作工艺柔性电子的常用材料: 碳纳米管(CNT)由于其高的本征载流子迁移率,导电性和机械灵活性而成为用于柔性电子学的有前途的材料,既作为场效应晶体管(FET)中的沟道材料又作为透明电极。管状碳基纳米结构可以被设想成石墨烯卷成一个无缝的圆柱体,它们独特的性质使其成为理想的候选材料。因为它们具有高的固有载流子迁移率和电导率,机械灵活性以及低成本生产的潜力。另一方面,薄膜基碳纳米管设备为实现商业化提供了一条实用途径。 MEMS是一种现代化的制造技术。代理MEMS微纳米加工服务MEA柔性电极的MEMS制造工艺:公司开发的脑机接口用MEA(微电极阵列)柔性电极,采用聚酰亚胺或PDMS作...
超声影像芯片的全集成MEMS设计与性能突破:针对超声PZT换能器及CMUT/PMUT新型传感器的收发需求,公司开发了**SoC超声收发芯片,采用0.18mm高压SOI工艺实现发射与开关复用,大幅节省芯片面积的同时提升性能。在发射端,通过MEMS高压驱动电路设计,实现±100V峰值输出电压与1A持续输出电流,较TI同类产品提升30%,满足深部组织成像的能量需求;接收端集成12位ADC,采样率可达100Msps,信噪比(SNR)达73.5dB,有效提升弱信号检测能力。芯片采用多层金属布线与硅通孔(TSV)技术,实现3D堆叠集成,封装尺寸较传统方案缩小40%。在二次谐波抑制方面,通过优化版图布局与寄...
弧形柱子点阵的微纳加工技术:弧形柱子点阵结构在细胞黏附、流体动力学调控中具有重要应用,公司通过激光直写与反应离子刻蚀(RIE)技术实现该结构的精密加工。首先利用激光直写系统在光刻胶上绘制弧形轨迹,**小曲率半径可达5μm,线条宽度10-50μm;然后通过RIE刻蚀硅片或石英基板,刻蚀速率50-200nm/min,侧壁弧度偏差<±2°。柱子高度50-500μm,间距20-100μm,阵列密度可达10⁴个/cm²。在细胞培养芯片中,弧形柱子表面通过RGD多肽修饰,促进成纤维细胞沿曲率方向铺展,细胞取向率提升70%,用于肌腱组织工程研究。在微流控芯片中,弧形柱子阵列可降低流体阻力30%,减少气泡滞留...
MEMS四种刻蚀工艺的不同需求: 1.体硅刻蚀:一些块体蚀刻些微机电组件制造过程中需要蚀刻挖除较大量的Si基材,如压力传感器即为一例,即通过蚀刻硅衬底背面形成深的孔洞,但未蚀穿正面,在正面形成一层薄膜。还有其他组件需蚀穿晶圆,不是完全蚀透晶背而是直到停在晶背的镀层上。基于Bosch工艺的一项特点,当要维持一个近乎于垂直且平滑的侧壁轮廓时,是很难获得高蚀刻率的。因此通常为达到很高的蚀刻率,一般避免不了伴随产生具有轻微倾斜角度的侧壁轮廓。不过当采用这类块体蚀刻时,工艺中很少需要垂直的侧壁。 2.准确刻蚀:精确蚀刻精确蚀刻工艺是专门为体积较小、垂直度和侧壁轮廓平滑性上升为关键因素的组...
物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。MEMS的柔性电极是什么?黑龙江MEMS微纳米加工联系人 MEMS制作工艺-太赫兹超材料器件应用前景: 在通信系统、雷...
MEMS制作工艺柔性电子出现的意义: 柔性电子技术有可能带来一场电子技术进步,引起全世界的很多的关注并得到了迅速发展。美国《科学》杂志将有机电子技术进展列为2000年世界几大科技成果之一,与人类基因组草图、生物克隆技术等重大发现并列。美国科学家艾伦黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树由于他们在导电聚合物领域的开创性工作获得2000年诺贝尔化学奖。 柔性电子技术是行业新兴领域,它的出现不但整合电子电路、电子组件、材料、平面显示、纳米技术等领域技术外,同时横跨半导体、封测、材料、化工、印刷电路板、显示面板等产业,可协助传统产业,如塑料、印刷、化工、金属材料等产业的转型。其在...
智能手机迎5G换机潮,传感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面,5G加速渗透,拉动智能手机市场恢复增长:今年10月份国内5G手机出货量占比已达64%;智能手机整体出货量方面,在5G的带动下,根据IDC今年的预测,2021年智能手机出货量相比2020年将增长11.6%,2020-2024年CAGR达5.2%。另一方面,单机传感器和RFMEMS用量不断提升,以iPhone为例,2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12,手机智能化程度不断升,功能不断丰富,指纹识别、3Dtouch、ToF、麦克风组合、深度感知(LiDAR)等功能的加入,使得传感器数量(包含非MEMS传感器)由当初的...
MEMS制作工艺柔性电子的定义: 柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(SkinPatches)等。与传统IC技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小,其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。 硅片、LN 等基板金属电极加工工艺,通过溅射沉积与剥...
通过MEMS技术制作的生物传感器,围绕细胞分选检测、生物分子检测、人工听觉微系统等方向,突破了高通量细胞图形化、片上细胞聚焦分选、耳蜗内声电混合刺激、高时空分辨率相位差分检测等一批具有自主知识产权的关键技术,取得了一批原创性成果,研制了具有世界很高水平的高通量原位细胞多模式检测系统、流式细胞仪、系列流式细胞检测芯片等检测仪器,打破了相关领域国际厂商的技术封锁和垄断。总之,面向医疗健康领域的重大需求,经过多年持续的努力,我们取得一系列具有国际先进水平的科研成果,部分技术处于国际前列地位,其中多项技术尚属国际开创。MEMS的光学超表面是什么?广西MEMS微纳米加工服务电话超薄石英玻璃双面套刻加工技...
MEMS超表面对特性的调控: 1.超表面meta-surface对偏振的调控:在偏振方面,超表面可实现偏振转换、旋光、矢量光束产生等功能。 2.超表面meta-surface对振幅的调控。超表面可以实现光的非对称透过、消反射、增透射、磁镜、类EIT效应等。 3.超表面meta-surface对频率的调控。超表面的微结构在共振情况下可实现较强的局域场增强,利用这些局域场增大效应,可以实现非线性信号或荧光信号的增强。在可见光波段,不同频率的光对应不同的颜色,超表面的频率选择特性可以用于实现结构色。 我们在自然界中看到的颜色从产生原理上可以分为两大类,一类是由材料的反射、...
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点: 1.声表面波具有极低的传播速度和极短的波长,它们各自比相应的电磁波的传播速度的波长小十万倍。在VHF和UHF波段内,电磁波器件的尺寸是与波长相比拟的。同理,作为电磁器件的声学模拟声表面波器件SAW,它的尺寸也是和信号的声波波长相比拟的。因此,在同一频段上,声表面波器件的尺寸比相应电磁波器件的尺寸减小了很多,重量也随之大为减轻。 2.由于声表面波系沿固体表面传播,加上传播速度极慢,这使得时变信号在给定瞬时可以完全呈现在晶体基片表面上。于是当信号在器件的输入和输出端之间行进时,就容易对信号进行取样和变换。这就给声表面波器件以极大的灵活性,使它...
MEMS制作工艺柔性电子的定义: 柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术,以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺,在信息、能源、医疗等领域具有广泛应用前景,如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(SkinPatches)等。与传统IC技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小,其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。 基于MEMS技术的RF射频器件是什么?代理MEMS微...
MEMS制作工艺-声表面波器件SAW: 声表面波是一种沿物体表面传播的弹性波,它能够在兼作传声介质和电声换能材料的压电基底材料表面进行传播。它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。由于声表面波的传播速度比电磁波慢十万倍,而且在它的传播路径上容易取样和进行处理。因此,用声表面波去模拟电子学的各种功能,能使电子器件实现超小型化和多功能化。随着微机电系统(MEMS)技术的发展进步,声表面波研究向诸多领域进行延伸研究。上世纪90年代,已经实现了利用声表面波驱动固体。进入二十一世纪,声表面波SAW在微流体应用研究取得了巨大的发展。应用声表面波器件可以实现固体驱动、液滴驱动、微加热、微粒集聚\混合...
在脑科学与精细医疗领域,公司开发的MEA柔性电极采用超薄MEMS工艺,兼具物相容性与高导电性,可定制化设计“触凸”电极阵列,***降低植入式脑机接口的手术创伤,同时提升神经信号采集的信噪比。针对药物递送与检测需求,通过干湿结合刻蚀技术制备的微针器件,既可实现组织间液的无痛提取,又能集成电化学传感功能,为糖尿病动态监测、透皮给药系统提供硬件支持。此外,公司**的MEMS多重转印工艺,可将光刻硅片模板快速转化为PMMA、COC等硬质塑料芯片,支持10个工作日内完成从设计图纸到塑料芯片成型的全流程,极大加速微流控产品的研发验证周期。可降解聚合物加工工艺储备,为体内短期植入检测芯片提供生物相容性材料解...