超薄PDMS與光學(xué)玻璃的鍵合工藝優(yōu)化:超薄PDMS(100μm以上)與光學(xué)玻璃的鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了柔性微流控芯片與高透光基板的集成,適用于熒光顯微成像、單細(xì)胞觀測(cè)等場(chǎng)景。鍵合前,PDMS基板經(jīng)氧等離子體處理(功率50W,時(shí)間20秒)實(shí)現(xiàn)表面羥基化,光學(xué)玻璃通過(guò)UV-Ozone清洗去除有機(jī)物污染;然后在潔凈環(huán)境下對(duì)準(zhǔn)貼合,施加0.2MPa壓力并室溫固化2小時(shí),形成不可逆共價(jià)鍵,透光率>95%@400-800nm,鍵合界面缺陷率<1%。超薄PDMS的柔韌性(彈性模量1-3MPa)可減少玻璃基板的應(yīng)力集中,耐彎曲半徑>10mm,適用于動(dòng)態(tài)培養(yǎng)環(huán)境下的細(xì)胞觀測(cè)。在單分子檢測(cè)芯片中,鍵合后的玻璃表面可直接進(jìn)行熒光標(biāo)記物修飾,背景噪聲較傳統(tǒng)塑料基板降低60%,檢測(cè)靈敏度提升至單分子級(jí)別。公司開(kāi)發(fā)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng),定位精度±2μm,支持4英寸晶圓級(jí)批量鍵合,產(chǎn)能達(dá)500片/小時(shí),良率>98%。該工藝解決了軟質(zhì)材料與硬質(zhì)光學(xué)元件的集成難題,為高精度生物檢測(cè)與醫(yī)學(xué)影像芯片提供了理想的封裝方案。熱壓印技術(shù)支持 PMMA/COC 等材料微結(jié)構(gòu)快速成型,較注塑工藝縮短工期并降低成本。上海MEMS微納米加工結(jié)構(gòu)
微針器件的干濕法刻蝕與集成傳感:基于MEMS干濕法混合刻蝕工藝,公司開(kāi)發(fā)出多尺度微針器件。通過(guò)光刻膠模板與各向異性刻蝕,制備前列曲率半徑<100nm、高度500微米的中空微針陣列,可無(wú)創(chuàng)穿透表皮提取組織間液。結(jié)合微注塑工藝,在微針內(nèi)部集成直徑10微米的流體通道,實(shí)現(xiàn)5分鐘內(nèi)采集3μL樣本,用于連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)(誤差±0.2mmol/L)。在透皮給藥領(lǐng)域,載藥微針采用可降解PLGA涂層,載藥率超90%,釋放動(dòng)力學(xué)可控至24小時(shí)線性釋放。同時(shí),微針表面通過(guò)濺射工藝沉積金納米層,集成阻抗傳感模塊,可實(shí)時(shí)檢測(cè)炎癥因子(如CRP),檢測(cè)限低至0.1pg/mL。此類(lèi)器件與微流控芯片聯(lián)用,可在15分鐘內(nèi)完成“采樣-分析-反饋”閉環(huán),為慢性病管理提供便攜式解決方案。中國(guó)臺(tái)灣MEMS微納米加工互惠互利MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)?
MEMS超表面對(duì)特性的調(diào)控:
1.超表面meta-surface對(duì)偏振的調(diào)控:在偏振方面,超表面可實(shí)現(xiàn)偏振轉(zhuǎn)換、旋光、矢量光束產(chǎn)生等功能。
2.超表面meta-surface對(duì)振幅的調(diào)控。超表面可以實(shí)現(xiàn)光的非對(duì)稱(chēng)透過(guò)、消反射、增透射、磁鏡、類(lèi)EIT效應(yīng)等。
3.超表面meta-surface對(duì)頻率的調(diào)控。超表面的微結(jié)構(gòu)在共振情況下可實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的局域場(chǎng)增強(qiáng),利用這些局域場(chǎng)增大效應(yīng),可以實(shí)現(xiàn)非線性信號(hào)或熒光信號(hào)的增強(qiáng)。在可見(jiàn)光波段,不同頻率的光對(duì)應(yīng)不同的顏色,超表面的頻率選擇特性可以用于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)色。
我們?cè)谧匀唤缰锌吹降念伾珡漠a(chǎn)生原理上可以分為兩大類(lèi),一類(lèi)是由材料的反射、吸收、散射等特性決定的顏色,比如常見(jiàn)的顏料、塑料袋的顏色等;另一類(lèi)是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu),而不是其所用材料來(lái)決定的顏色,即所謂的結(jié)構(gòu)色,比如蝴蝶的顏色、某些魚(yú)類(lèi)的顏色等。人們利用超表面,可以通過(guò)改變其結(jié)構(gòu)單元的尺寸、形狀等幾何參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)超表面的顏色的自由調(diào)控,可用于高像素成像、可視化生物傳感Bio-sensor等領(lǐng)域。
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點(diǎn):
1.由于聲表面波器件是在單晶材料上用半導(dǎo)體平面工藝制作的,所以它具有很好的一致性和重復(fù)性,易于大量生產(chǎn),而且當(dāng)使用某些單晶材料或復(fù)合材料時(shí),聲表面波器件具有極高的溫度穩(wěn)定性。
2.聲表面波器件的抗輻射能力強(qiáng),動(dòng)態(tài)范圍很大,可達(dá)100dB。這是因?yàn)樗玫氖蔷w表面的彈性波而不涉及電子的遷移過(guò)程此外,在很多情況下,聲表面波器件的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了很好的電磁波器件所能達(dá)到的水平。比如用聲表面波可以作成時(shí)間-帶寬乘積大于五千的脈沖壓縮濾波器,在UHF頻段內(nèi)可以作成Q值超過(guò)五萬(wàn)的諧振腔,以及可以作成帶外抑制達(dá)70dB、頻率達(dá)1低Hz的帶通濾波器 基于MEMS技術(shù)的RF射頻器件是什么?
MEMS發(fā)展的目標(biāo)在于,通過(guò)微型化、集成化來(lái)探索新原理、新功能的元件和系統(tǒng),開(kāi)辟一個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。MEMS可以完成大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù),也可嵌入大尺寸系統(tǒng)中,把自動(dòng)化、智能化和可靠性水平提高到一個(gè)新的水平。21世紀(jì)MEMS將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没瑢?duì)工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物工程、醫(yī)療、空間技術(shù)和科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))大量用于汽車(chē)安全氣囊,而后以MEMS傳感器的形式被大量應(yīng)用在汽車(chē)的各個(gè)領(lǐng)域,隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以及應(yīng)用終端“輕、薄、短、小”的特點(diǎn),對(duì)小體積高性能的MEMS產(chǎn)品需求增勢(shì)迅猛,消費(fèi)電子、醫(yī)療等領(lǐng)域也大量出現(xiàn)了MEMS產(chǎn)品的身影。磁傳感器和MEMS磁傳感器有什么區(qū)別?寧夏MEMS微納米加工產(chǎn)業(yè)化
MEMS技術(shù)常用工藝技術(shù)組合有:紫外光刻、電子束光刻EBL、PVD磁控濺射、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕。上海MEMS微納米加工結(jié)構(gòu)
微流控芯片的自動(dòng)化檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析:公司建立了基于機(jī)器視覺(jué)的微流控芯片自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)尺寸測(cè)量、缺陷識(shí)別與性能統(tǒng)計(jì)的全流程智能化。檢測(cè)設(shè)備配備6MPUSB3.0攝像頭與遠(yuǎn)心光學(xué)鏡頭,配合步進(jìn)電機(jī)平移臺(tái)(精度±1μm),可對(duì)芯片流道、微孔、電極等結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描。通過(guò)自研算法自動(dòng)識(shí)別特征區(qū)域,測(cè)量參數(shù)包括高度(分辨率0.1μm)、周長(zhǎng)、面積、寬度、半徑等,數(shù)據(jù)重復(fù)性誤差<±0.5%。缺陷檢測(cè)模塊采用深度學(xué)習(xí)模型,可識(shí)別<5μm的毛刺、缺口、氣泡等缺陷,準(zhǔn)確率>99%。檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)告,包含CPK、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等質(zhì)量參數(shù),支持SPC過(guò)程控制。在PDMS芯片檢測(cè)中,單芯片檢測(cè)時(shí)間<2分鐘,效率較人工檢測(cè)提升20倍,良品率統(tǒng)計(jì)精度達(dá)0.1%。該系統(tǒng)已集成至量產(chǎn)產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)從原材料入庫(kù)到成品出廠的全鏈路質(zhì)量追溯,為微流控芯片的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供了可靠保障,尤其適用于高精度醫(yī)療檢測(cè)芯片與工業(yè)控制芯片的質(zhì)量管控。上海MEMS微納米加工結(jié)構(gòu)