天津MEMS微納米加工之SAW器件

MEA柔性電極的MEMS制造工藝：公司開(kāi)發(fā)的腦機(jī)接口用MEA（微電極陣列）柔性電極，采用聚酰亞胺或PDMS作為柔性基底，通過(guò)光刻、金屬蒸鍍與電化學(xué)沉積工藝，構(gòu)建高密度“觸凸”式電極陣列。電極點(diǎn)直徑可縮至20微米，間距50微米，表面修飾PEDOT:PSS導(dǎo)電聚合物，電荷注入容量（CIC）達(dá)2mC/cm2，信噪比（SNR）提升至25dB以上。制造過(guò)程中，通過(guò)激光切割與等離子體鍵合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電極與柔性電路的可靠封裝。該工藝支持定制化設(shè)計(jì)，例如針對(duì)癲癇監(jiān)測(cè)的16通道電極，植入后機(jī)械應(yīng)力降低70%，使用壽命延長(zhǎng)至3年。此外，電極陣列可集成于類(lèi)***培養(yǎng)芯片，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)神經(jīng)元放電頻率與網(wǎng)絡(luò)同步性，為神經(jīng)退行性疾病研究提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)支持。MEMS的超材料介紹與講解。天津MEMS微納米加工之SAW器件

射頻MEMS器件分為MEMS濾波器、MEMS開(kāi)關(guān)、MEMS諧振器等。射頻前端模組主要由濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開(kāi)關(guān)等器件組成，其中濾波器是射頻前端中重要的分立器件，濾波器的工藝就是MEMS，在射頻前端模組中占比超過(guò)50%，主要由村田制作所等國(guó)外公司生產(chǎn)。因?yàn)闆](méi)有適用的國(guó)產(chǎn)5GMEMS濾波器，因此華為手機(jī)只能用4G，也是這個(gè)原因，可見(jiàn)MEMS濾波器的重要性。濾波器（SAW、BAW、FBAR等），負(fù)責(zé)接收通道的射頻信號(hào)濾波，將接收的多種射頻信號(hào)中特定頻率的信號(hào)輸出，將其他頻率信號(hào)濾除。以SAW聲表面波為例，通過(guò)電磁信號(hào)-聲波-電磁信號(hào)的兩次轉(zhuǎn)換，將不受歡迎的頻率信號(hào)濾除。青海MEMS微納米加工設(shè)備工程PVD磁控濺射、PECVD氣相沉積、IBE刻蝕、ICP-RIE深刻蝕是構(gòu)成MEMS技術(shù)的必備工藝。

MEMS技術(shù)的主要分類(lèi)：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(cè)芯片或儀器，統(tǒng)稱(chēng)為Bio-sensor技術(shù)，是一類(lèi)在襯底上制造出的微型驅(qū)動(dòng)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(cè)器等元器件并集成為多功能芯片。可以實(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(cè)和后處理等分析全過(guò)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(cè)的特點(diǎn)。國(guó)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(lái)一場(chǎng)重大的革新。

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(kāi)發(fā)出多尺度微針器件。通過(guò)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(wú)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(cè)（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(xiàn)性釋放。同時(shí)，微針表面通過(guò)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(cè)炎癥因子（如CRP），檢測(cè)限低至0.1pg/mL。此類(lèi)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。微納加工產(chǎn)業(yè)化能力覆蓋設(shè)計(jì)、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。

MEMS制作工藝-聲表面波器件的特點(diǎn)：

1.聲表面波具有極低的傳播速度和極短的波長(zhǎng)，它們各自比相應(yīng)的電磁波的傳播速度的波長(zhǎng)小十萬(wàn)倍。在VHF和UHF波段內(nèi)，電磁波器件的尺寸是與波長(zhǎng)相比擬的。同理，作為電磁器件的聲學(xué)模擬聲表面波器件SAW，它的尺寸也是和信號(hào)的聲波波長(zhǎng)相比擬的。因此，在同一頻段上，聲表面波器件的尺寸比相應(yīng)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?zhèn)鞑?，加上傳播速度極慢，這使得時(shí)變信號(hào)在給定瞬時(shí)可以完全呈現(xiàn)在晶體基片表面上。于是當(dāng)信號(hào)在器件的輸入和輸出端之間行進(jìn)時(shí)，就容易對(duì)信號(hào)進(jìn)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(jiǎn)單的方式去。完成其它技術(shù)難以完成或完成起來(lái)過(guò)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(guò)光刻（含EBL光刻）、鍍膜等微納米加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)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。 MEMS四種ICP-RIE刻蝕工藝的不同需求。MEMS微納米加工材料

可降解聚合物加工工藝儲(chǔ)備，為體內(nèi)短期植入檢測(cè)芯片提供生物相容性材料解決方案。天津MEMS微納米加工之SAW器件

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(shì)。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(cè)實(shí)現(xiàn)核酸分子的***定量，檢測(cè)靈敏度達(dá)0.1%突變頻率。公司開(kāi)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(guò)表面涂層處理（如疏水化、親水化），可定制芯片表面潤(rùn)濕性，滿(mǎn)足不同檢測(cè)場(chǎng)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。天津MEMS微納米加工之SAW器件