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。 热敏柔性电极采用 PI 三明治结构,底层基板、中间电极、上层绝缘层设计确保柔韧性与导电性。吉林MEMS微纳米加工设计
MEMS传感器的主要应用领域有哪些?
运动追踪在运动员的日常训练中,MEMS传感器可以用来进行3D人体运动测量,通过基于声学TOF,或者基于光学的TOF技术,对每一个动作进行记录,教练们对结果分析,反复比较,以便提高运动员的成绩。随着MEMS技术的进一步发展,MEMS传感器的价格也会随着降低,这在大众健身房中也可以广泛应用。在滑雪方面,3D运动追踪中的压力传感器、加速度传感器、陀螺仪以及GPS可以让使用者获得极精确的观察能力,除了可提供滑雪板的移动数据外,还可以记录使用者的位置和距离。在冲浪方面也是如此,安装在冲浪板上的3D运动追踪,可以记录海浪高度、速度、冲浪时间、浆板距离、水温以及消耗的热量等信息。 中国台湾MEMS微纳米加工的技术服务热压印技术支持 PMMA/COC 等材料微结构快速成型,较注塑工艺缩短工期并降低成本。
太赫兹柔性电极的双面结构设计与加工:太赫兹柔性电极以PI为基底,采用双面结构设计,上层实现太赫兹波发射/接收,下层集成信号处理电路,解决了传统刚性太赫兹器件的便携性难题。加工工艺包括:首先在双面抛光的PI基板上,利用电子束光刻制备亚微米级金属天线阵列(如蝴蝶结、螺旋结构),特征尺寸达500nm,周期1-2μm,实现对0.1-1THz频段的高效耦合;背面通过薄膜沉积技术制备氮化硅绝缘层,溅射铜箔形成共面波导传输线,线宽控制精度±10nm,特性阻抗匹配50Ω。电极整体厚度<50μm,弯曲状态下信号衰减<3dB,适用于人体安检、非金属材料检测等场景。在生物医学领域,太赫兹柔性电极可非侵入式检测皮肤水分含量,分辨率达0.1%,检测时间<1秒,较传统电阻法精度提升5倍。公司开发的纳米压印技术实现了天线阵列的低成本复制,单晶圆(4英寸)产能达1000片以上,良率>85%,推动太赫兹技术从实验室走向便携式设备,为无损检测与生物传感提供了全新维度的解决方案。
MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测:
光电导取样光电导取样是基于光导天线(photoconductiveantenna,PCA)发射机理的逆过程发展起来的一种探测THz脉冲信号的探测技术。如要对THz脉冲信号进行探测,首先,需将一个未加偏置电压的PCA放置于太赫兹光路之中,以便于一个光学门控脉冲(探测脉冲)对其门控。其中,这个探测脉冲和泵浦脉冲有可调节的时间延迟关系,而这个关系可利用一个延迟线来加以实现,尔后,用一束探测脉冲打到光电导介质上,这时在介质中能够产生出电子-空穴对(自由载流子),而此时同步到达的太赫兹脉冲则作为加在PCA上的偏置电场,以此来驱动那些载流子运动,从而在PCA中形成光电流。用一个与PCA相连的电流表来探测这个电流即可, 金属流道 PDMS 芯片与 PET 基板键合,实现柔性微流控芯片与刚性电路的高效集成。
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生参数补偿,将5MHz信号的二次谐波降至-40dBc,优于行业基准-45dBc,***提升图像分辨率。目前TX芯片已完成流片,与掌上超声企业合作开发便携式超声设备,可实现腹部、心血管等部位的实时成像,探头尺寸*30mm×20mm,重量<50g,推动超声诊断设备向小型化、智能化迈进,助力基层医疗场景普及。MEMS制作工艺-太赫兹脉冲辐射探测。中国台湾MEMS微纳米加工检测
柔性电极表面改性技术通过 PEG 复合涂层,降低蛋白吸附 90% 并提升体内植入生物相容性。吉林MEMS微纳米加工设计
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5个增加为原来的4倍至20个以上;5G升级带来的频段增加也有望明显提升单机RF MEMS价值量。吉林MEMS微纳米加工设计