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。 MEMS的光学超表面是什么?天津MEMS微纳米加工代加工
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。河北MEMS微纳米加工平台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。
MEMS特点:
1.微型化:MEMS器件体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。
2.以硅为主要材料,机械电器性能优良:硅的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度类似铝,热传导率接近钼和钨。
3.批量生产:用硅微加工工艺在一片硅片上可同时制造成百上千个微型机电装置或完整的MEMS。批量生产可降低生产成本。
4.集成化:可以把不同功能、不同敏感方向或致动方向的多个传感器或执行器集成于一体,或形成微传感器阵列、微执行器阵列,甚至把多种功能的器件集成在一起,形成复杂的微系统。微传感器、微执行器和微电子器件的集成可制造出可靠性、稳定性很高的MEMS。
5.多学科交叉:MEMS涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科,并集约了当今科学技术发展的许多成果。
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单一模块。图3为声表面波系统及其相互关联的基础部件。解读器将功率传送给声表面波器件,该功率可以是收发器输入的连续波,脉冲或者喝啾。一般地,声表面波器件获得的功率大小具有一定限制,以降低发射功率,从而得到相同平均功率的喝啾。根据各向同性的辐射体,接收的信号一般能通过高效的辐射功率天线发射。 磁传感器和MEMS磁传感器有什么区别?
热压印技术在硬质塑料微流控芯片中的应用:热压印技术是实现PMMA、PS、COC、COP等硬质塑料微结构快速成型的**工艺,较传统注塑工艺具有成本低、周期短、图纸变更灵活等优势。工艺流程包括:首先利用光刻胶在硅片上制备高精度模具,微结构高度5-100μm,侧壁垂直度>89°;然后将塑料基板加热至玻璃化转变温度以上(如PMMA为110℃),在5-10MPa压力下将模具结构转印至基板,冷却后脱模。该技术可实现0.5μm的特征尺寸分辨率,流道尺寸误差<±1%,适用于微流道、微孔阵列、透镜阵列等结构加工。以数字PCR芯片为例,热压印制备的50μm直径微腔阵列,单芯片可容纳20,000个反应单元,配合荧光检测实现核酸分子的***定量,检测灵敏度达0.1%突变频率。公司开发的快速换模系统可在30分钟内完成模具更换,支持小批量生产(100-10,000片),从设计图纸到样品交付**短*需10个工作日,较注塑缩短70%周期。此外,通过表面涂层处理(如疏水化、亲水化),可定制芯片表面润湿性,满足不同检测场景的流体控制需求,成为研发阶段快速迭代与中小批量生产的优先工艺。128 像素视网膜假体芯片已批量交付,临床前实验针对视网膜病变患者重建基本视力。上海MEMS微纳米加工共同合作
台阶仪与 SEM 测量技术确保微纳结构尺寸精度,支撑深硅刻蚀、薄膜沉积等工艺质量管控。天津MEMS微纳米加工代加工
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,对葡萄糖的检测灵敏度达50μA・mM⁻¹・cm⁻²,线性范围0.1-20mM,检测下限<50μM。公司开发的自动化生产线可实现流道尺寸的精细控制(误差<±2%),并支持金属层图案化设计,如叉指电极、螺旋流道等,满足不同传感器的定制需求,为生物检测与环境监测领域提供了柔性化、集成化的解决方案。天津MEMS微纳米加工代加工
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