基于MEMS技术的SAW器件的工作模式和原理:
声表面波器件一般使用压电晶体(例如石英晶体等)作为媒介,然后通过外加一正电压产生声波,并通过衬底进行传播,然后转换成电信号输出。声表面波传感器中起主导作用的主要是压电效应,其设计时需要考虑多种因素:如相对尺寸、敏感性、效率等。一般地,无线无源声表面波传感器的信号频率范围从40MHz到几个GHz。图2所示为声表面波传感器常见的结构,主要部分包括压电衬底天线、敏感薄膜、IDT等。传感器的敏感层通过改变声表面波的速度来实现频率的变化。
无线无源声表面波系统包:发射器、接收器、声表面波器件、通信频道。发射器和接收器组合成收发器或者解读器的单一模块。图3为声表面波系统及其相互关联的基础部件。解读器将功率传送给声表面波器件,该功率可以是收发器输入的连续波,脉冲或者喝啾。一般地,声表面波器件获得的功率大小具有一定限制,以降低发射功率,从而得到相同平均功率的喝啾。根据各向同性的辐射体,接收的信号一般能通过高效的辐射功率天线发射。 以PI为特色的柔性电子在太赫兹超表面器件上的应用很广。上海新型MEMS微纳米加工
MEMS制作工艺-声表面波器件的特点:
1.由于声表面波器件是在单晶材料上用半导体平面工艺制作的,所以它具有很好的一致性和重复性,易于大量生产,而且当使用某些单晶材料或复合材料时,声表面波器件具有极高的温度稳定性。
2.声表面波器件的抗辐射能力强,动态范围很大,可达100dB。这是因为它利用的是晶体表面的弹性波而不涉及电子的迁移过程此外,在很多情况下,声表面波器件的性能还远远超过了很好的电磁波器件所能达到的水平。比如用声表面波可以作成时间-带宽乘积大于五千的脉冲压缩滤波器,在UHF频段内可以作成Q值超过五万的谐振腔,以及可以作成带外抑制达70dB、频率达1低Hz的带通滤波器 江苏MEMS微纳米加工之SAW器件太赫兹柔性电极以 PI 为基底构建双面结构,适用于非侵入式生物检测与材料无损探测。
MEMS发展的目标在于,通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌入大尺寸系统中,把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化,对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术和科学发展产生重大影响。MEMS(微机电系统)大量用于汽车安全气囊,而后以MEMS传感器的形式被大量应用在汽车的各个领域,随着MEMS技术的进一步发展,以及应用终端“轻、薄、短、小”的特点,对小体积高性能的MEMS产品需求增势迅猛,消费电子、医疗等领域也大量出现了MEMS产品的身影。
MEA柔性电极:MEMS工艺开发的MEA(微电极阵列)柔性电极,是脑机接口(BCI)与类***电生理研究的**技术载体。该电极采用超薄柔性基底材料(如聚酰亚胺或PDMS),厚度可精细控制在10-50微米范围内,表面通过光刻与金属沉积工艺集成高密度“触凸”式微电极阵列。在脑机接口领域,柔性电极通过微创手术植入大脑皮层,用于癫痫病灶的精细定位与闭环电刺激***。在类***研究中,电极阵列与脑类***共培养系统结合,可长期监测神经元网络的自发电活动与突触可塑性变化,为阿尔茨海默病药物筛选提供高分辨率电生理数据。此外,公司开发的“仿生褶皱结构”柔性电极,通过力学匹配设计进一步降低植入后的机械应力,延长器件使用寿命至少5年以上。MEMS声表面波(即SAW)器件是什么?
微流控芯片的自动化检测与统计分析:公司建立了基于机器视觉的微流控芯片自动化检测系统,实现尺寸测量、缺陷识别与性能统计的全流程智能化。检测设备配备6MPUSB3.0摄像头与远心光学镜头,配合步进电机平移台(精度±1μm),可对芯片流道、微孔、电极等结构进行扫描。通过自研算法自动识别特征区域,测量参数包括高度(分辨率0.1μm)、周长、面积、宽度、半径等,数据重复性误差<±0.5%。缺陷检测模块采用深度学习模型,可识别<5μm的毛刺、缺口、气泡等缺陷,准确率>99%。检测系统实时生成统计报告,包含CPK、均值、标准差等质量参数,支持SPC过程控制。在PDMS芯片检测中,单芯片检测时间<2分钟,效率较人工检测提升20倍,良品率统计精度达0.1%。该系统已集成至量产产线,实现从原材料入库到成品出厂的全链路质量追溯,为微流控芯片的标准化生产提供了可靠保障,尤其适用于高精度医疗检测芯片与工业控制芯片的质量管控。MEMS 微纳米加工的成本效益随着技术的成熟逐渐提高,为其大规模商业化应用奠定了基础。陕西MEMS微纳米加工商家
金属流道 PDMS 芯片与 PET 基板键合,实现柔性微流控芯片与刚性电路的高效集成。上海新型MEMS微纳米加工
神经电子芯片的MEMS微纳加工技术与临床应用:神经电子芯片作为植入式医疗设备的**组件,对微型化、生物相容性及功能集成度提出了极高要求。公司依托0.35/0.18μm高压工艺,成功开发多通道神经电刺激SoC芯片,可实现无线充电与通讯功能,将控制信号转化为精细电刺激脉冲,用于神经感知、调控及阻断。以128像素视网膜假体芯片为例,通过MEMS薄膜沉积技术在硅基基板上制备高密度电极阵列,单个电极尺寸*50μm×50μm,间距100μm,确保对视网膜神经细胞的靶向刺激。芯片表面采用聚酰亚胺(PI)与氮化硅复合涂层,经120℃高温固化处理后,涂层厚度控制在5-8μm,有效抑制蛋白吸附与炎症反应,植入体寿命可达5年以上。目前该芯片已批量交付,由母公司中科先见推进至临床前动物实验阶段,针对视网膜退行***变患者,可重建0.1-0.3的视力,为盲人复明提供了突破性解决方案。该技术突破了传统植入设备的体积限制,芯片整体厚度<200μm,兼容微创植入手术,推动神经调控技术向精细化、长期化发展。上海新型MEMS微纳米加工