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。MEMS器件制造工艺更偏定制化。陕西MEMS微纳米加工之柔性电极定制
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。 新型MEMS微纳米加工技术指导SU8 硅片 / 石英片微流控模具加工技术,支持 6 英寸以下基板单套或套刻的高精度结构复制。
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、吸收、散射等特性决定的颜色,比如常见的颜料、塑料袋的颜色等;另一类是由物质的结构,而不是其所用材料来决定的颜色,即所谓的结构色,比如蝴蝶的颜色、某些鱼类的颜色等。人们利用超表面,可以通过改变其结构单元的尺寸、形状等几何参数来实现对超表面的颜色的自由调控,可用于高像素成像、可视化生物传感Bio-sensor等领域。
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。EBL设备制备纳米级超透镜器件的原理是什么?
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具有以下几个基本特点?甘肃国产MEMS微纳米加工
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。陕西MEMS微纳米加工之柔性电极定制
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,适用于高通量液滴生成系统,液滴尺寸变异系数<5%。公司开发的弧形结构设计软件,支持参数化建模与加工路径优化,将设计到加工的周期缩短至3个工作日。该技术突破了传统直柱结构的局限性,为仿生微环境构建与流体控制提供了灵活的设计空间,在生物医学工程与微流控器件中具有广泛应用前景。陕西MEMS微纳米加工之柔性电极定制