云南MEMS微納米加工發(fā)展現(xiàn)狀

加速度傳感器是很早廣泛應(yīng)用的MEMS之一。MEMS，作為一個機械結(jié)構(gòu)為主的技術(shù)，可以通過設(shè)計使一個部件(圖中橙色部件)相對底座substrate產(chǎn)生位移（這也是絕大部分MEMS的工作原理），這個部件稱為質(zhì)量塊（proofmass）。質(zhì)量塊通過錨anchor，鉸鏈hinge，或彈簧spring與底座連接。鉸鏈或懸臂梁部分固定在底座。當(dāng)感應(yīng)到加速度時，質(zhì)量塊相對底座產(chǎn)生位移。通過一些換能技術(shù)可以將位移轉(zhuǎn)換為電能，如果采用電容式傳感結(jié)構(gòu)（電容的大小受到兩極板重疊面積或間距影響），電容大小的變化可以產(chǎn)生電流信號供其信號處理單元采樣。通過梳齒結(jié)構(gòu)可以極大地擴大傳感面積，提高測量精度，降低信號處理難度。加速度計還可以通過壓阻式、力平衡式和諧振式等方式實現(xiàn)。MEMS器件制造工藝更偏定制化。云南MEMS微納米加工發(fā)展現(xiàn)狀

MEA柔性電極：MEMS工藝開發(fā)的MEA（微電極陣列）柔性電極，是腦機接口（BCI）與類***電生理研究的**技術(shù)載體。該電極采用超薄柔性基底材料（如聚酰亞胺或PDMS），厚度可精細(xì)控制在10-50微米范圍內(nèi)，表面通過光刻與金屬沉積工藝集成高密度“觸凸”式微電極陣列。在腦機接口領(lǐng)域，柔性電極通過微創(chuàng)手術(shù)植入大腦皮層，用于癲癇病灶的精細(xì)定位與閉環(huán)電刺激***。在類***研究中，電極陣列與腦類***共培養(yǎng)系統(tǒng)結(jié)合，可長期監(jiān)測神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)電活動與突觸可塑性變化，為阿爾茨海默病藥物篩選提供高分辨率電生理數(shù)據(jù)。此外，公司開發(fā)的“仿生褶皺結(jié)構(gòu)”柔性電極，通過力學(xué)匹配設(shè)計進(jìn)一步降低植入后的機械應(yīng)力，延長器件使用壽命至少5年以上。西藏MEMS微納米加工材料區(qū)別MEMS微流控芯片是什么？

MEMS制作工藝壓電器件的常用材料：

氧化鋅是一種眾所周知的寬帶隙半導(dǎo)體材料（室溫下3.4eV，晶體），它有很多應(yīng)用，如透明導(dǎo)體，壓敏電阻，表面聲波，氣體傳感器，壓電傳感器和UV檢測器。并因為可能應(yīng)用于薄膜晶體管方面正受到相當(dāng)?shù)年P(guān)注。同時氧化鋅還具有相當(dāng)良好的生物相容性，可降解性。E.Fortunato教授介紹了基于氧化鋅的新型薄膜晶體管所帶來的主要優(yōu)勢，這些薄膜晶體管在下一代柔性電子器件中非常有前途。除此之外，還有眾多的二維材料被應(yīng)用于柔性電子領(lǐng)域，包括石墨烯、半導(dǎo)體氧化物，納米金等。2014年發(fā)表在chemicalreview和naturenanotechnology上的兩篇經(jīng)典綜述詳盡闡述了二維材料在柔性電子的應(yīng)用。

柔性電極的生物相容性表面改性技術(shù)：柔性電極的長期植入性能依賴于表面生物相容性改性，公司采用多層涂層工藝解決蛋白吸附與炎癥反應(yīng)問題。以PI基柔性電極為基底，首先通過等離子體處理引入羥基基團(tuán)，然后接枝硅烷偶聯(lián)劑（如APTES）形成活性界面，再通過層層自組裝技術(shù)沉積PEG（聚乙二醇）與殼聚糖復(fù)合層，**終涂層厚度5-15nm。該涂層可使水接觸角從85°降至50°，蛋白吸附量從100ng/cm2降至＜10ng/cm2，中性粒細(xì)胞黏附率下降80%。在動物植入實驗中，改性后的電極在體內(nèi)留置3個月，周圍組織纖維化程度較未處理組減輕60%，信號衰減＜15%，而對照組衰減達(dá)40%。該技術(shù)適用于神經(jīng)電極、心臟起搏電極等植入器件，結(jié)合MEMS加工的超薄化設(shè)計（電極厚度＜10μm），降低手術(shù)創(chuàng)傷與長期植入風(fēng)險。公司支持定制化涂層配方，可根據(jù)應(yīng)用場景調(diào)整親疏水性、電荷性質(zhì)及生物活性分子（如生長因子）接枝，為植入式醫(yī)療設(shè)備提供個性化表面改性解決方案。自研超聲收發(fā)芯片輸出電壓達(dá) ±100V、電流 1A，部分性能指標(biāo)超越國際品牌 TI。

金屬流道PDMS芯片與PET基板的鍵合工藝：金屬流道PDMS芯片通過與帶有金屬結(jié)構(gòu)的PET基板鍵合，實現(xiàn)柔性微流控芯片與剛性電路的集成，兼具流體處理與電信號控制功能。鍵合前，PDMS流道采用氧等離子體活化處理（功率100W，時間30秒），使表面羥基化；PET基板通過電暈處理提升表面能，濺射1μm厚度的銅層并蝕刻形成電極圖案。鍵合過程在真空環(huán)境下進(jìn)行，施加0.5MPa壓力并保持30分鐘，形成化學(xué)共價鍵，剝離強度＞5N/cm。金屬流道內(nèi)的電解液與外部電路通過鍵合區(qū)的Pad連接，接觸電阻＜100mΩ，確保信號穩(wěn)定傳輸。該技術(shù)應(yīng)用于微流控電化學(xué)檢測芯片時，可在10μL的反應(yīng)體系內(nèi)實現(xiàn)多參數(shù)同步檢測，如pH、離子濃度與氧化還原電位，檢測精度均優(yōu)于±1%。公司優(yōu)化了鍵合設(shè)備的溫度與壓力控制算法，將鍵合缺陷率（如氣泡、邊緣溢膠）降至0.5%以下，支持大規(guī)模量產(chǎn)。此外，PET基板的可裁剪性與低成本特性，使得該芯片適用于一次性檢測試劑盒，單芯片成本較玻璃/硅基方案降低60%，為POCT設(shè)備廠商提供了高性價比的集成方案。太赫茲柔性電極以 PI 為基底構(gòu)建雙面結(jié)構(gòu)，適用于非侵入式生物檢測與材料無損探測。福建MEMS微納米加工設(shè)計

多圖拼接測量技術(shù)通過 SEM 圖像融合，實現(xiàn)大尺寸微納結(jié)構(gòu)的亞微米級精度全景表征。云南MEMS微納米加工發(fā)展現(xiàn)狀

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%，釋放動力學(xué)可控至24小時線性釋放。同時，微針表面通過濺射工藝沉積金納米層，集成阻抗傳感模塊，可實時檢測炎癥因子（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。云南MEMS微納米加工發(fā)展現(xiàn)狀