MEMS制作工藝柔性電子出現的意義:
柔性電子技術有可能帶來一場電子技術進步,引起全世界的很多的關注并得到了迅速發展。美國《科學》雜志將有機電子技術進展列為2000年世界幾大科技成果之一,與人類基因組草圖、生物克隆技術等重大發現并列。美國科學家艾倫黑格、艾倫·馬克迪爾米德和日本科學家白川英樹由于他們在導電聚合物領域的開創性工作獲得2000年諾貝爾化學獎。
柔性電子技術是行業新興領域,它的出現不但整合電子電路、電子組件、材料、平面顯示、納米技術等領域技術外,同時橫跨半導體、封測、材料、化工、印刷電路板、顯示面板等產業,可協助傳統產業,如塑料、印刷、化工、金屬材料等產業的轉型。其在信息、能源、醫療、制造等各個領域的應用重要性日益凸顯,已成為世界多國和跨國企業競相發展的前沿技術。美國、歐盟、英國、日本等相繼制定了柔性電子發展戰略并投入大量科研經費,旨在未來的柔性電子研究和產業發展中搶占先機。 MEMS 微納米加工技術是現代制造業中的關鍵領域,它能夠在微觀尺度上制造出高精度的器件。多功能MEMS微納米加工發展趨勢
MEMS制作工藝ICP深硅刻蝕:
在半導體制程中,單晶硅與多晶硅的刻蝕通常包括濕法刻蝕和干法刻蝕兩種方法各有優劣,各有特點。濕法刻蝕即利用特定的溶液與薄膜間所進行的化學反應來去除薄膜未被光刻膠掩膜覆蓋的部分,而達到刻蝕的目的。因為濕法刻蝕是利用化學反應來進行薄膜的去除,而化學反應本身不具方向性,因此濕法刻蝕過程為等向性。
濕法刻蝕過程可分為三個步驟:
1)化學刻蝕液擴散至待刻蝕材料之表面;
2)刻蝕液與待刻蝕材料發生化學反應;
3)反應后之產物從刻蝕材料之表面擴散至溶液中,并隨溶液排出。濕法刻蝕之所以在微電子制作過程中被采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高產能及優越的刻蝕選擇比等優點。
但相對于干法刻蝕,除了無法定義較細的線寬外,濕法刻蝕仍有以下的缺點:1)需花費較高成本的反應溶液及去離子水:2)化學藥品處理時人員所遭遇的安全問題:3)光刻膠掩膜附著性問題;4)氣泡形成及化學腐蝕液無法完全與晶片表面接觸所造成的不完全及不均勻的刻蝕 發展MEMS微納米加工的生物傳感器MEMS是一種現代化的制造技術。
MEA柔性電極的MEMS制造工藝:公司開發的腦機接口用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、金屬蒸鍍與電化學沉積工藝,構建高密度“觸凸”式電極陣列。電極點直徑可縮至20微米,間距50微米,表面修飾PEDOT:PSS導電聚合物,電荷注入容量(CIC)達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,實現電極與柔性電路的可靠封裝。該工藝支持定制化設計,例如針對癲癇監測的16通道電極,植入后機械應力降低70%,使用壽命延長至3年。此外,電極陣列可集成于類***培養芯片,實時監測神經元放電頻率與網絡同步性,為神經退行性疾病研究提供動態數據支持。
射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開關、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。因為沒有適用的國產5GMEMS濾波器,因此華為手機只能用4G,也是這個原因,可見MEMS濾波器的重要性。濾波器(SAW、BAW、FBAR等),負責接收通道的射頻信號濾波,將接收的多種射頻信號中特定頻率的信號輸出,將其他頻率信號濾除。以SAW聲表面波為例,通過電磁信號-聲波-電磁信號的兩次轉換,將不受歡迎的頻率信號濾除。PVD磁控濺射、PECVD氣相沉積、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕是構成MEMS技術的必備工藝。
MEMS制作工藝-微流控芯片:
微流控芯片技術(Microfluidics)是把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上,自動完成分析全過程。微流控芯片(microfluidicchip)是當前微全分析系統(MiniaturizedTotalAnalysisSystems)發展的熱點領域。
微流控芯片分析以芯片為操作平臺,同時以分析化學為基礎,以微機電加工技術為依托,以微管道網絡為結構特征,以生命科學為目前主要應用對象,是當前微全分析系統領域發展的重點。它的目標是把整個化驗室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。 自研超聲收發芯片輸出電壓達 ±100V、電流 1A,部分性能指標超越國際品牌 TI。發展MEMS微納米加工的生物傳感器
汽車上的MEMS傳感器有哪些?多功能MEMS微納米加工發展趨勢
MEMS傳感器的主要應用領域有哪些?
運動追蹤在運動員的日常訓練中,MEMS傳感器可以用來進行3D人體運動測量,通過基于聲學TOF,或者基于光學的TOF技術,對每一個動作進行記錄,教練們對結果分析,反復比較,以便提高運動員的成績。隨著MEMS技術的進一步發展,MEMS傳感器的價格也會隨著降低,這在大眾健身房中也可以廣泛應用。在滑雪方面,3D運動追蹤中的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀以及GPS可以讓使用者獲得極精確的觀察能力,除了可提供滑雪板的移動數據外,還可以記錄使用者的位置和距離。在沖浪方面也是如此,安裝在沖浪板上的3D運動追蹤,可以記錄海浪高度、速度、沖浪時間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。 多功能MEMS微納米加工發展趨勢