MEMS制作工藝-微流控芯片:
微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、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(dāng)前微全分析系統(tǒng)(MiniaturizedTotalAnalysisSystems)發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域。
微流控芯片分析以芯片為操作平臺,同時以分析化學(xué)為基礎(chǔ),以微機(jī)電加工技術(shù)為依托,以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征,以生命科學(xué)為目前主要應(yīng)用對象,是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點(diǎn)。它的目標(biāo)是把整個化驗(yàn)室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。 微納加工產(chǎn)業(yè)化能力覆蓋設(shè)計、工藝、量產(chǎn)全鏈條,月產(chǎn)能達(dá) 50,000 片并持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新。廣西MEMS微納米加工資費(fèi)
超聲影像芯片的全集成MEMS設(shè)計與性能突破:針對超聲PZT換能器及CMUT/PMUT新型傳感器的收發(fā)需求,公司開發(fā)了**SoC超聲收發(fā)芯片,采用0.18mm高壓SOI工藝實(shí)現(xiàn)發(fā)射與開關(guān)復(fù)用,大幅節(jié)省芯片面積的同時提升性能。在發(fā)射端,通過MEMS高壓驅(qū)動電路設(shè)計,實(shí)現(xiàn)±100V峰值輸出電壓與1A持續(xù)輸出電流,較TI同類產(chǎn)品提升30%,滿足深部組織成像的能量需求;接收端集成12位ADC,采樣率可達(dá)100Msps,信噪比(SNR)達(dá)73.5dB,有效提升弱信號檢測能力。芯片采用多層金屬布線與硅通孔(TSV)技術(shù),實(shí)現(xiàn)3D堆疊集成,封裝尺寸較傳統(tǒng)方案縮小40%。在二次諧波抑制方面,通過優(yōu)化版圖布局與寄生參數(shù)補(bǔ)償,將5MHz信號的二次諧波降至-40dBc,優(yōu)于行業(yè)基準(zhǔn)-45dBc,***提升圖像分辨率。目前TX芯片已完成流片,與掌上超聲企業(yè)合作開發(fā)便攜式超聲設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)腹部、心血管等部位的實(shí)時成像,探頭尺寸*30mm×20mm,重量<50g,推動超聲診斷設(shè)備向小型化、智能化邁進(jìn),助力基層醫(yī)療場景普及。中國臺灣MEMS微納米加工風(fēng)格弧形柱子點(diǎn)陣加工技術(shù)通過激光直寫與刻蝕實(shí)現(xiàn)仿生結(jié)構(gòu),優(yōu)化細(xì)胞黏附與流體動力學(xué)特性。
微納結(jié)構(gòu)的多圖拼接測量技術(shù):針對大尺寸微納結(jié)構(gòu)的完整表征,公司開發(fā)了多圖拼接測量技術(shù),結(jié)合SEM與圖像算法實(shí)現(xiàn)亞微米級精度的全景成像。首先通過自動平移臺對樣品進(jìn)行網(wǎng)格掃描,獲取多幅局部SEM圖像(分辨率5nm,視野范圍10-100μm);然后利用特征點(diǎn)匹配算法(如SIFT/SURF)進(jìn)行圖像配準(zhǔn),誤差<±2nm/100μm;通過融合算法生成完整的拼接圖像,可覆蓋10mm×10mm區(qū)域。該技術(shù)應(yīng)用于微流控芯片的流道檢測時,可快速識別全長10cm流道內(nèi)的微小缺陷(如5μm以下的毛刺或堵塞),檢測效率較單圖測量提升10倍。在納米壓印模具檢測中,多圖拼接可精確分析100μm×100μm范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)一致性,特征尺寸偏差<±1%。公司自主開發(fā)的拼接軟件支持實(shí)時預(yù)覽與缺陷標(biāo)記,輸出包含尺寸標(biāo)注、粗糙度分析的檢測報告,為微納加工的質(zhì)量控制提供了高效工具,尤其適用于復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)與大面積陣列的計量需求。
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)胞觀測等場景。鍵合前,PDMS基板經(jīng)氧等離子體處理(功率50W,時間20秒)實(shí)現(xiàn)表面羥基化,光學(xué)玻璃通過UV-Ozone清洗去除有機(jī)物污染;然后在潔凈環(huán)境下對準(zhǔn)貼合,施加0.2MPa壓力并室溫固化2小時,形成不可逆共價鍵,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,適用于動態(tài)培養(yǎng)環(huán)境下的細(xì)胞觀測。在單分子檢測芯片中,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%,檢測靈敏度提升至單分子級別。公司開發(fā)的自動對準(zhǔn)系統(tǒng),定位精度±2μm,支持4英寸晶圓級批量鍵合,產(chǎn)能達(dá)500片/小時,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,為高精度生物檢測與醫(yī)學(xué)影像芯片提供了理想的封裝方案。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)。
MEMS制作工藝-太赫茲特性:
1.相干性由于它是由相千電流驅(qū)動的電偶極子振蕩產(chǎn)生,或又相千的激光脈沖通過非線性光學(xué)頻率差頻產(chǎn)生,因此有很好的相干性。THz的相干測量技術(shù)能夠直接測量電場振幅和相位,從而方便提取檢測樣品的折射率,吸收系數(shù)等。
2.低能性:THz光子的能量只有10^-3量級,遠(yuǎn)小于X射線的10^3量級,不易破壞被檢測的物質(zhì),適合于生物大分子與活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究。
3.穿透性:THz輻射對于很多非極性物質(zhì),如塑料,紙箱,布料等包裝材料有很強(qiáng)的穿透能力,在環(huán)境控制與安全方面能有效發(fā)揮作用
4.吸收性:大多數(shù)極性分子對THz有強(qiáng)烈的吸收作用,可以用來進(jìn)行醫(yī)療診斷與產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控
5.瞬態(tài)性:相比于傳統(tǒng)電磁波與光波,THz典型脈寬在皮秒量級,通過光電取樣測量技術(shù),能夠有效抑制背景輻射噪聲的干擾,在小于3THz時信噪比達(dá)10人4:1。
6.寬帶性:THz脈沖光源通常包含諾千個周期的電磁振蕩,!單個脈沖頻寬可以覆蓋從GHz至幾+THz的范圍,便于在大的范圍內(nèi)分析物質(zhì)的光譜信息。 超薄石英玻璃雙面套刻加工技術(shù),在 100μm 以上基板實(shí)現(xiàn)微流道與金屬電極的高精度集成。中國香港MEMS微納米加工的生物傳感器
MEMS常見的產(chǎn)品-聲學(xué)傳感器。廣西MEMS微納米加工資費(fèi)
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“觸凸”電極陣列,***降低植入式腦機(jī)接口的手術(shù)創(chuàng)傷,同時提升神經(jīng)信號采集的信噪比。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個工作日內(nèi)完成從設(shè)計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。廣西MEMS微納米加工資費(fèi)