基于MEMS技術(shù)的SAW器件:
聲表面波(SAW)傳感器是近年來發(fā)展起來的一種新型微聲傳感器,是種用聲表面波器件作為傳感元件,將被測量的信息通過聲表面波器件中聲表面波的速度或頻率的變化反映出來,并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的傳感器。聲表面波傳感器能夠精確測量物理、化學(xué)等信息(如溫度、應(yīng)力、氣體密度)。由于體積小,聲表面波器件被譽(yù)為開創(chuàng)了無線、小型傳感器的新紀(jì)元,同時(shí),其與集成電路兼容性強(qiáng),在模擬數(shù)字通信及傳感領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。聲表面波傳感器能將信號(hào)集中于基片表面、工作頻率高,具有極高的信息敏感精度,能迅速地將檢測到的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出,具有實(shí)時(shí)信息檢測的特性,另外,聲表面波傳感器還具有微型化、集成化、無源、低成本、低功耗、直接頻率信號(hào)輸出等優(yōu)點(diǎn)。 MEMS制作工藝柔性電子的常用材料是什么?吉林高科技MEMS微納米加工
微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝技術(shù):微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝實(shí)現(xiàn)了流體通道與固態(tài)電極的無縫集成,適用于電化學(xué)檢測、電滲流驅(qū)動(dòng)等場景。加工過程中,首先在硅片或玻璃基板上制備微流道(深度50-200μm,寬度100-500μm),然后將預(yù)加工的金屬片電極(如不銹鋼、金箔)嵌入流道側(cè)壁,通過導(dǎo)電膠(銀膠或碳膠)固定,確保電極與流道內(nèi)壁齊平,間隙<5μm。鍵合采用熱壓或紫外固化膠密封,耐壓>100kPa,漏電流<1nA。金屬片電極的表面積可根據(jù)需求設(shè)計(jì),如5mm×5mm的金電極,電化學(xué)活性面積達(dá)20mm2,適用于痕量物質(zhì)檢測。在水質(zhì)監(jiān)測芯片中,鑲嵌的鉑電極可實(shí)時(shí)檢測溶解氧濃度,響應(yīng)時(shí)間<10秒,檢測范圍0-20ppm,精度±0.5ppm。該工藝解決了傳統(tǒng)微流控芯片與外置電極連接的接觸電阻問題,實(shí)現(xiàn)了芯片內(nèi)原位檢測,縮短信號(hào)傳輸路徑,提升檢測速度與穩(wěn)定性。公司開發(fā)的自動(dòng)化鑲嵌設(shè)備,定位精度±10μm,單芯片加工時(shí)間<5分鐘,支持批量生產(chǎn),為環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢測等領(lǐng)域提供了集成化的傳感解決方案。本地MEMS微納米加工的生物傳感器汽車上的MEMS傳感器有哪些?
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點(diǎn):
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(yīng)的電磁波的傳播速度的波長小十萬倍。在VHF和UHF波段內(nèi),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(xué)模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號(hào)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(yīng)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?,加上傳播速度極慢,這使得時(shí)變信號(hào)在給定瞬時(shí)可以完全呈現(xiàn)在晶體基片表面上。于是當(dāng)信號(hào)在器件的輸入和輸出端之間行進(jìn)時(shí),就容易對信號(hào)進(jìn)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(shù)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(shù),實(shí)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。
MEA柔性電極的MEMS制造工藝:公司開發(fā)的腦機(jī)接口用MEA(微電極陣列)柔性電極,采用聚酰亞胺或PDMS作為柔性基底,通過光刻、金屬蒸鍍與電化學(xué)沉積工藝,構(gòu)建高密度“觸凸”式電極陣列。電極點(diǎn)直徑可縮至20微米,間距50微米,表面修飾PEDOT:PSS導(dǎo)電聚合物,電荷注入容量(CIC)達(dá)2mC/cm2,信噪比(SNR)提升至25dB以上。制造過程中,通過激光切割與等離子體鍵合技術(shù),實(shí)現(xiàn)電極與柔性電路的可靠封裝。該工藝支持定制化設(shè)計(jì),例如針對癲癇監(jiān)測的16通道電極,植入后機(jī)械應(yīng)力降低70%,使用壽命延長至3年。此外,電極陣列可集成于類***培養(yǎng)芯片,實(shí)時(shí)監(jiān)測神經(jīng)元放電頻率與網(wǎng)絡(luò)同步性,為神經(jīng)退行性疾病研究提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)支持。MEMS制作工藝中,以PI為特色的柔性電子出現(xiàn)填補(bǔ)了不少空白。
射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開關(guān)、MEMS諧振器等。射頻前端模組主要由濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開關(guān)等器件組成,其中濾波器是射頻前端中重要的分立器件,濾波器的工藝就是MEMS,在射頻前端模組中占比超過50%,主要由村田制作所等國外公司生產(chǎn)。因?yàn)闆]有適用的國產(chǎn)5GMEMS濾波器,因此華為手機(jī)只能用4G,也是這個(gè)原因,可見MEMS濾波器的重要性。濾波器(SAW、BAW、FBAR等),負(fù)責(zé)接收通道的射頻信號(hào)濾波,將接收的多種射頻信號(hào)中特定頻率的信號(hào)輸出,將其他頻率信號(hào)濾除。以SAW聲表面波為例,通過電磁信號(hào)-聲波-電磁信號(hào)的兩次轉(zhuǎn)換,將不受歡迎的頻率信號(hào)濾除??绯叨燃庸ぜ夹g(shù)結(jié)合 EBL 與紫外光刻,在單一基板構(gòu)建納米至毫米級復(fù)合微納結(jié)構(gòu)。本地MEMS微納米加工的生物傳感器
MEMS 微納米加工的成本效益隨著技術(shù)的成熟逐漸提高,為其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。吉林高科技MEMS微納米加工
在腦科學(xué)與精細(xì)醫(yī)療領(lǐng)域,公司開發(fā)的MEA柔性電極采用超薄MEMS工藝,兼具物相容性與高導(dǎo)電性,可定制化設(shè)計(jì)“觸凸”電極陣列,***降低植入式腦機(jī)接口的手術(shù)創(chuàng)傷,同時(shí)提升神經(jīng)信號(hào)采集的信噪比。針對藥物遞送與檢測需求,通過干濕結(jié)合刻蝕技術(shù)制備的微針器件,既可實(shí)現(xiàn)組織間液的無痛提取,又能集成電化學(xué)傳感功能,為糖尿病動(dòng)態(tài)監(jiān)測、透皮給藥系統(tǒng)提供硬件支持。此外,公司**的MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝,可將光刻硅片模板快速轉(zhuǎn)化為PMMA、COC等硬質(zhì)塑料芯片,支持10個(gè)工作日內(nèi)完成從設(shè)計(jì)圖紙到塑料芯片成型的全流程,極大加速微流控產(chǎn)品的研發(fā)驗(yàn)證周期。吉林高科技MEMS微納米加工