MEMS制作工藝柔性電子的常用材料-PI:
柔性PI膜是一種由聚酰亞胺(PI)構成的薄膜材料,它是通過將均苯四甲酸二酐(PMDA)與二胺基二苯醚(ODA)在強極性溶劑中進行縮聚反應,然后流延成膜,然后經過亞胺化處理得到的高分子絕緣材料。柔性PI膜擁有許多獨特的優點,如高絕緣性、良好的粘結性、強的耐輻射性和耐高溫性能,使其成為一種綜合性能很好的有機高分子材料。
柔性PI膜的應用非常廣,尤其在電子、液晶顯示、機械、航空航天、計算機、光伏電池等領域有著重要的用途。特別是在液晶顯示行業中,柔性PI膜因其優越的性能而被用作新型材料,用于制造折疊屏手機的基板、蓋板和觸控材料。由于OLED顯示技術的快速發展,柔性PI膜已成為替代傳統ITO玻璃的新材料之一,廣泛應用于智能手機和其他可折疊設備的制造。 PDMS 金屬流道加工技術可在柔性流道內沉積金屬鍍層,實現電化學檢測與流體控制一體化。中國香港MEMS微納米加工方法
超薄PDMS與光學玻璃的鍵合工藝優化:超薄PDMS(100μm以上)與光學玻璃的鍵合技術實現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、單細胞觀測等場景。鍵合前,PDMS基板經氧等離子體處理(功率50W,時間20秒)實現表面羥基化,光學玻璃通過UV-Ozone清洗去除有機物污染;然后在潔凈環境下對準貼合,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力集中,耐彎曲半徑>10mm,適用于動態培養環境下的細胞觀測。在單分子檢測芯片中,鍵合后的玻璃表面可直接進行熒光標記物修飾,背景噪聲較傳統塑料基板降低60%,檢測靈敏度提升至單分子級別。公司開發的自動對準系統,定位精度±2μm,支持4英寸晶圓級批量鍵合,產能達500片/小時,良率>98%。該工藝解決了軟質材料與硬質光學元件的集成難題,為高精度生物檢測與醫學影像芯片提供了理想的封裝方案。福建MEMS微納米加工原料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。
MEMS技術的主要分類:生物MEMS技術是用MEMS技術制造的化學/生物微型分析和檢測芯片或儀器,統稱為Bio-sensor技術,是一類在襯底上制造出的微型驅動泵、微控制閥、通道網絡、樣品處理器、混合池、計量、增擴器、反應器、分離器以及檢測器等元器件并集成為多功能芯片。可以實現樣品的進樣、稀釋、加試劑、混合、增擴、反應、分離、檢測和后處理等分析全過程。它把傳統的分析實驗室功能微縮在一個芯片上。生物MEMS系統具有微型化、集成化、智能化、成本低的特點。功能上有獲取信息量大、分析效率高、系統與外部連接少、實時通信、連續檢測的特點。國際上生物MEMS的研究已成為熱點,不久將為生物、化學分析系統帶來一場重大的革新。
太赫茲柔性電極的雙面結構設計與加工:太赫茲柔性電極以PI為基底,采用雙面結構設計,上層實現太赫茲波發射/接收,下層集成信號處理電路,解決了傳統剛性太赫茲器件的便攜性難題。加工工藝包括:首先在雙面拋光的PI基板上,利用電子束光刻制備亞微米級金屬天線陣列(如蝴蝶結、螺旋結構),特征尺寸達500nm,周期1-2μm,實現對0.1-1THz頻段的高效耦合;背面通過薄膜沉積技術制備氮化硅絕緣層,濺射銅箔形成共面波導傳輸線,線寬控制精度±10nm,特性阻抗匹配50Ω。電極整體厚度<50μm,彎曲狀態下信號衰減<3dB,適用于人體安檢、非金屬材料檢測等場景。在生物醫學領域,太赫茲柔性電極可非侵入式檢測皮膚水分含量,分辨率達0.1%,檢測時間<1秒,較傳統電阻法精度提升5倍。公司開發的納米壓印技術實現了天線陣列的低成本復制,單晶圓(4英寸)產能達1000片以上,良率>85%,推動太赫茲技術從實驗室走向便攜式設備,為無損檢測與生物傳感提供了全新維度的解決方案。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實現微米級電極圖案化。
基于MEMS技術的SAW器件:
聲表面波(SAW)傳感器是近年來發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,并轉換成電信號輸出的傳感器。聲表面波傳感器能夠精確測量物理、化學等信息(如溫度、應力、氣體密度)。由于體積小,聲表面波器件被譽為開創了無線、小型傳感器的新紀元,同時,其與集成電路兼容性強,在模擬數字通信及傳感領域獲得了廣泛的應用。聲表面波傳感器能將信號集中于基片表面、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換為電信號輸出,具有實時信息檢測的特性,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、直接頻率信號輸出等優點。 MEMS 微納米加工的成本效益隨著技術的成熟逐漸提高,為其大規模商業化應用奠定了基礎。河北標準MEMS微納米加工
超透鏡的電子束直寫和刻蝕工藝其實并不復雜。中國香港MEMS微納米加工方法
MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點:
1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長,它們各自比相應的電磁波的傳播速度的波長小十萬倍。在VHF和UHF波段內,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模擬聲表面波器件SAW,它的尺寸也是和信號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傳播,加上傳播速度極慢,這使得時變信號在給定瞬時可以完全呈現在晶體基片表面上。于是當信號在器件的輸入和輸出端之間行進時,就容易對信號進行取樣和變換。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,實現的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。 中國香港MEMS微納米加工方法