MEMS制作工藝-太赫茲超導(dǎo)混頻陣列的MEMS體硅集成天線與封裝技術(shù):
太赫茲波是天文探測領(lǐng)域的重要波段,太赫茲波探測對(duì)提升人類認(rèn)知宇宙的能力有重要意義。太赫茲超導(dǎo)混頻接收機(jī)是具有代表性的高靈敏天文探測設(shè)備。天線及混頻芯片封裝是太赫茲接收前端系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。當(dāng)前,太赫茲超導(dǎo)接收機(jī)多采用單獨(dú)的金屬喇叭天線和金屬封裝,很難進(jìn)行高集成度陣列擴(kuò)展。大規(guī)模太赫茲陣列接收機(jī)發(fā)展很大程度受到天線及芯片封裝技術(shù)的制約。課題擬研究基于MEMS體硅工藝技術(shù)的適合大規(guī)模太赫茲超導(dǎo)接收陣列應(yīng)用的0.4THz以上頻段高性能集成波紋喇叭天線,及該天線與超導(dǎo)混頻芯片一體化封裝。通過電磁場理論分析、電磁場數(shù)值建模與仿真、低溫超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等手段, MEMS 微納米加工技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中的關(guān)鍵領(lǐng)域,它能夠在微觀尺度上制造出高精度的器件。河南采用微納米加工的MEMS微納米加工
微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝技術(shù):微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝實(shí)現(xiàn)了流體通道與固態(tài)電極的無縫集成,適用于電化學(xué)檢測、電滲流驅(qū)動(dòng)等場景。加工過程中,首先在硅片或玻璃基板上制備微流道(深度50-200μm,寬度100-500μm),然后將預(yù)加工的金屬片電極(如不銹鋼、金箔)嵌入流道側(cè)壁,通過導(dǎo)電膠(銀膠或碳膠)固定,確保電極與流道內(nèi)壁齊平,間隙<5μm。鍵合采用熱壓或紫外固化膠密封,耐壓>100kPa,漏電流<1nA。金屬片電極的表面積可根據(jù)需求設(shè)計(jì),如5mm×5mm的金電極,電化學(xué)活性面積達(dá)20mm2,適用于痕量物質(zhì)檢測。在水質(zhì)監(jiān)測芯片中,鑲嵌的鉑電極可實(shí)時(shí)檢測溶解氧濃度,響應(yīng)時(shí)間<10秒,檢測范圍0-20ppm,精度±0.5ppm。該工藝解決了傳統(tǒng)微流控芯片與外置電極連接的接觸電阻問題,實(shí)現(xiàn)了芯片內(nèi)原位檢測,縮短信號(hào)傳輸路徑,提升檢測速度與穩(wěn)定性。公司開發(fā)的自動(dòng)化鑲嵌設(shè)備,定位精度±10μm,單芯片加工時(shí)間<5分鐘,支持批量生產(chǎn),為環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢測等領(lǐng)域提供了集成化的傳感解決方案。湖北哪些是MEMS微納米加工磁傳感器和MEMS磁傳感器有什么區(qū)別?
微納結(jié)構(gòu)的臺(tái)階儀與SEM測量技術(shù):臺(tái)階儀與掃描電子顯微鏡(SEM)是微納加工中關(guān)鍵的計(jì)量手段,確保結(jié)構(gòu)尺寸與表面形貌符合設(shè)計(jì)要求。臺(tái)階儀采用觸針式或光學(xué)式測量,可精確獲取0.1nm-500μm高度范圍內(nèi)的輪廓信息,分辨率達(dá)0.1nm,適用于薄膜厚度、刻蝕深度、臺(tái)階高度的測量。例如,在深硅刻蝕工藝中,通過臺(tái)階儀監(jiān)測刻蝕深度(精度±1%),確保流道深度均勻性<2%。SEM則用于納米級(jí)結(jié)構(gòu)觀測,配備二次電子探測器,可實(shí)現(xiàn)5nm分辨率的表面形貌成像,用于微流道側(cè)壁粗糙度(Ra<50nm)、微孔孔徑(誤差<±5nm)的檢測。在PDMS模具復(fù)制過程中,SEM檢測模具結(jié)構(gòu)的完整性,避免因缺陷導(dǎo)致的芯片流道堵塞。公司建立了標(biāo)準(zhǔn)化測量流程,針對(duì)不同材料與結(jié)構(gòu)選擇合適的測量方法,如柔性PDMS芯片采用光學(xué)臺(tái)階儀非接觸測量,硬質(zhì)芯片結(jié)合SEM與臺(tái)階儀進(jìn)行三維尺寸分析。通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC),將關(guān)鍵尺寸的CPK值提升至1.67以上,確保加工精度滿足需求,為客戶提供可追溯的質(zhì)量保障。
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,公司開發(fā)出多尺度微針器件。通過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(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)檢測炎癥因子(如CRP),檢測限低至0.1pg/mL。此類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。公司開發(fā)的神經(jīng)電子芯片支持無線充電與通訊,可將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖用于神經(jīng)調(diào)控替代。
太赫茲柔性電極的雙面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工:太赫茲柔性電極以PI為基底,采用雙面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),上層實(shí)現(xiàn)太赫茲波發(fā)射/接收,下層集成信號(hào)處理電路,解決了傳統(tǒng)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(jí)金屬天線陣列(如蝴蝶結(jié)、螺旋結(jié)構(gòu)),特征尺寸達(dá)500nm,周期1-2μm,實(shí)現(xiàn)對(duì)0.1-1THz頻段的高效耦合;背面通過薄膜沉積技術(shù)制備氮化硅絕緣層,濺射銅箔形成共面波導(dǎo)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(tài)下信號(hào)衰減<3dB,適用于人體安檢、非金屬材料檢測等場景。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(dá)0.1%,檢測時(shí)間<1秒,較傳統(tǒng)電阻法精度提升5倍。公司開發(fā)的納米壓印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了天線陣列的低成本復(fù)制,單晶圓(4英寸)產(chǎn)能達(dá)1000片以上,良率>85%,推動(dòng)太赫茲技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向便攜式設(shè)備,為無損檢測與生物傳感提供了全新維度的解決方案。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。西藏MEMS微納米加工產(chǎn)業(yè)
MEMS微流控芯片是什么?河南采用微納米加工的MEMS微納米加工
MEMS組合慣性傳感器不是一種新的MEMS傳感器類型,而是指加速度傳感器、陀螺儀、磁傳感器等的組合,利用各種慣性傳感器的特性,立體運(yùn)動(dòng)的檢測。組合慣性傳感器的一個(gè)被廣為熟悉的應(yīng)用領(lǐng)域就是慣性導(dǎo)航,比如飛機(jī)/導(dǎo)彈飛行控制、姿態(tài)控制、偏航阻尼等控制應(yīng)用、以及中程導(dǎo)彈制導(dǎo)、慣性GPS導(dǎo)航等制導(dǎo)應(yīng)用。
慣性傳感器分為兩大類:一類是角速率陀螺;另一類是線加速度計(jì)。角速率陀螺又分為:機(jī)械式干式﹑液浮﹑半液浮﹑氣浮角速率陀螺;撓性角速率陀螺;MEMS硅﹑石英角速率陀螺(含半球諧振角速率陀螺等);光纖角速率陀螺;激光角速率陀螺等。線加速度計(jì)又分為:機(jī)械式線加速度計(jì);撓性線加速度計(jì);MEMS硅﹑石英線加速度計(jì)(含壓阻﹑壓電線加速度計(jì));石英撓性線加速度計(jì)等。 河南采用微納米加工的MEMS微納米加工