MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產(chǎn)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。 MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域,幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域,如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等。MEMS是一個(gè)單獨(dú)的智能系統(tǒng),可大批量生產(chǎn),其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級。例如,常見的MEMS產(chǎn)品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微機(jī)電系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)和更高級別的系統(tǒng)方面將有著廣泛的應(yīng)用前景。主要民用領(lǐng)域是電子、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、汽車和航空航天系統(tǒng)。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。寧夏MEMS微納米加工之柔性電極定制
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(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。青海哪些是MEMS微納米加工MEMS微納米加工的未來發(fā)展是什么?
MEMS技術(shù)的主要分類:生物MEMS技術(shù)是用MEMS技術(shù)制造的化學(xué)/生物微型分析和檢測芯片或儀器,統(tǒng)稱為Bio-sensor技術(shù),是一類在襯底上制造出的微型驅(qū)動泵、微控制閥、通道網(wǎng)絡(luò)、樣品處理器、混合池、計(jì)量、增擴(kuò)器、反應(yīng)器、分離器以及檢測器等元器件并集成為多功能芯片??梢詫?shí)現(xiàn)樣品的進(jìn)樣、稀釋、加試劑、混合、增擴(kuò)、反應(yīng)、分離、檢測和后處理等分析全過程。它把傳統(tǒng)的分析實(shí)驗(yàn)室功能微縮在一個(gè)芯片上。生物MEMS系統(tǒng)具有微型化、集成化、智能化、成本低的特點(diǎn)。功能上有獲取信息量大、分析效率高、系統(tǒng)與外部連接少、實(shí)時(shí)通信、連續(xù)檢測的特點(diǎn)。國際上生物MEMS的研究已成為熱點(diǎn),不久將為生物、化學(xué)分析系統(tǒng)帶來一場重大的革新。
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(shí)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(gè)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。 超薄 PDMS(100μm 以上)與光學(xué)玻璃鍵合工藝,兼顧柔性流道與高透光性檢測需求。
MEMS微納加工的產(chǎn)業(yè)化能力與技術(shù)儲備:公司在MEMS微納加工領(lǐng)域構(gòu)建了完整的技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)化能力,涵蓋從設(shè)計(jì)仿真(使用COMSOL、Lumerical等軟件)到工藝開發(fā)(10+種主流加工工藝)、批量生產(chǎn)(萬級潔凈車間,月產(chǎn)能50,000片)的全鏈條服務(wù)。技術(shù)儲備方面,持續(xù)投入下一代微納加工技術(shù),包括:①納米壓印技術(shù)實(shí)現(xiàn)10nm級結(jié)構(gòu)復(fù)制,支持單分子測序芯片開發(fā);②激光誘導(dǎo)正向轉(zhuǎn)移(LIFT)技術(shù)實(shí)現(xiàn)金屬電極的無掩膜直寫,加工速度提升5倍;③可降解聚合物加工工藝,開發(fā)聚乳酸基微流控芯片,適用于體內(nèi)短期植入檢測。在設(shè)備端,引進(jìn)了電子束曝光機(jī)(分辨率5nm)、電感耦合等離子體刻蝕機(jī)(ICP,刻蝕速率20μm/min)、全自動鍵合機(jī)(對準(zhǔn)精度±1μm)等裝備,構(gòu)建了快速打樣與規(guī)模生產(chǎn)的柔性制造平臺。未來,公司將聚焦“微納加工+生物傳感+智能集成”的戰(zhàn)略方向,推動MEMS技術(shù)在精細(xì)醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的深度應(yīng)用,通過持續(xù)創(chuàng)新保持技術(shù)**地位,成為全球先進(jìn)的微納器件解決方案供應(yīng)商。硅片、LN 等基板金屬電極加工工藝,通過濺射沉積與剝離技術(shù)實(shí)現(xiàn)微米級電極圖案化。重慶MEMS微納米加工之超透鏡定制
PDMS 金屬流道加工技術(shù)可在柔性流道內(nèi)沉積金屬鍍層,實(shí)現(xiàn)電化學(xué)檢測與流體控制一體化。寧夏MEMS微納米加工之柔性電極定制
熱壓印技術(shù)在硬質(zhì)塑料微流控芯片中的應(yīng)用:熱壓印技術(shù)是實(shí)現(xiàn)PMMA、PS、COC、COP等硬質(zhì)塑料微結(jié)構(gòu)快速成型的**工藝,較傳統(tǒng)注塑工藝具有成本低、周期短、圖紙變更靈活等優(yōu)勢。工藝流程包括:首先利用光刻膠在硅片上制備高精度模具,微結(jié)構(gòu)高度5-100μm,側(cè)壁垂直度>89°;然后將塑料基板加熱至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上(如PMMA為110℃),在5-10MPa壓力下將模具結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印至基板,冷卻后脫模。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)0.5μm的特征尺寸分辨率,流道尺寸誤差<±1%,適用于微流道、微孔陣列、透鏡陣列等結(jié)構(gòu)加工。以數(shù)字PCR芯片為例,熱壓印制備的50μm直徑微腔陣列,單芯片可容納20,000個(gè)反應(yīng)單元,配合熒光檢測實(shí)現(xiàn)核酸分子的***定量,檢測靈敏度達(dá)0.1%突變頻率。公司開發(fā)的快速換模系統(tǒng)可在30分鐘內(nèi)完成模具更換,支持小批量生產(chǎn)(100-10,000片),從設(shè)計(jì)圖紙到樣品交付**短*需10個(gè)工作日,較注塑縮短70%周期。此外,通過表面涂層處理(如疏水化、親水化),可定制芯片表面潤濕性,滿足不同檢測場景的流體控制需求,成為研發(fā)階段快速迭代與中小批量生產(chǎn)的優(yōu)先工藝。寧夏MEMS微納米加工之柔性電極定制