超薄PDMS與光學(xué)玻璃的鍵合工藝優(yōu)化:超薄PDMS(100μm以上)與光學(xué)玻璃的鍵合技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(xì)胞觀測(cè)等場(chǎng)景。鍵合前,PDMS基板經(jīng)氧等離子體處理(功率50W,時(shí)間20秒)實(shí)現(xiàn)表面羥基化,光學(xué)玻璃通過(guò)UV-Ozone清洗去除有機(jī)物污染;然后在潔凈環(huán)境下對(duì)準(zhǔn)貼合,施加0.2MPa壓力并室溫固化2小時(shí),形成不可逆共價(jià)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(yīng)力集中,耐彎曲半徑>10mm,適用于動(dòng)態(tài)培養(yǎng)環(huán)境下的細(xì)胞觀測(cè)。在單分子檢測(cè)芯片中,鍵合后的玻璃表面可直接進(jìn)行熒光標(biāo)記物修飾,背景噪聲較傳統(tǒng)塑料基板降低60%,檢測(cè)靈敏度提升至單分子級(jí)別。公司開(kāi)發(fā)的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng),定位精度±2μm,支持4英寸晶圓級(jí)批量鍵合,產(chǎn)能達(dá)500片/小時(shí),良率>98%。該工藝解決了軟質(zhì)材料與硬質(zhì)光學(xué)元件的集成難題,為高精度生物檢測(cè)與醫(yī)學(xué)影像芯片提供了理想的封裝方案。MEMS四種ICP-RIE刻蝕工藝的不同需求。云南發(fā)展MEMS微納米加工
MEMS具有以下幾個(gè)基本特點(diǎn),微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產(chǎn)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過(guò)系統(tǒng)的微型化、集成化來(lái)探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。 MEMS技術(shù)是一種典型的多學(xué)科交叉的前沿性研究領(lǐng)域,幾乎涉及到自然及工程科學(xué)的所有領(lǐng)域,如電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、物理學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)等。MEMS是一個(gè)單獨(dú)的智能系統(tǒng),可大批量生產(chǎn),其系統(tǒng)尺寸在幾毫米乃至更小,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)。例如,常見(jiàn)的MEMS產(chǎn)品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。微機(jī)電系統(tǒng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和更高級(jí)別的系統(tǒng)方面將有著廣泛的應(yīng)用前景。主要民用領(lǐng)域是電子、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、汽車(chē)和航空航天系統(tǒng)。高科技MEMS微納米加工平臺(tái)MEMS傳感器基本構(gòu)成是什么?
MEMS制作工藝ICP深硅刻蝕:
在半導(dǎo)體制程中,單晶硅與多晶硅的刻蝕通常包括濕法刻蝕和干法刻蝕兩種方法各有優(yōu)劣,各有特點(diǎn)。濕法刻蝕即利用特定的溶液與薄膜間所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)來(lái)去除薄膜未被光刻膠掩膜覆蓋的部分,而達(dá)到刻蝕的目的。因?yàn)闈穹涛g是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行薄膜的去除,而化學(xué)反應(yīng)本身不具方向性,因此濕法刻蝕過(guò)程為等向性。
濕法刻蝕過(guò)程可分為三個(gè)步驟:
1)化學(xué)刻蝕液擴(kuò)散至待刻蝕材料之表面;
2)刻蝕液與待刻蝕材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
3)反應(yīng)后之產(chǎn)物從刻蝕材料之表面擴(kuò)散至溶液中,并隨溶液排出。濕法刻蝕之所以在微電子制作過(guò)程中被采用乃由于其具有低成本、高可靠性、高產(chǎn)能及優(yōu)越的刻蝕選擇比等優(yōu)點(diǎn)。
但相對(duì)于干法刻蝕,除了無(wú)法定義較細(xì)的線寬外,濕法刻蝕仍有以下的缺點(diǎn):1)需花費(fèi)較高成本的反應(yīng)溶液及去離子水:2)化學(xué)藥品處理時(shí)人員所遭遇的安全問(wèn)題:3)光刻膠掩膜附著性問(wèn)題;4)氣泡形成及化學(xué)腐蝕液無(wú)法完全與晶片表面接觸所造成的不完全及不均勻的刻蝕
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。微流控與金屬片電極鑲嵌工藝,解決流道與電極集成的接觸電阻問(wèn)題并提升檢測(cè)穩(wěn)定性。
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(guò)與帶有金屬結(jié)構(gòu)的PET基板鍵合,實(shí)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(hào)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(shí)間30秒),使表面羥基化;PET基板通過(guò)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(guò)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(jià)鍵,剝離強(qiáng)度>5N/cm。金屬流道內(nèi)的電解液與外部電路通過(guò)鍵合區(qū)的Pad連接,接觸電阻<100mΩ,確保信號(hào)穩(wěn)定傳輸。該技術(shù)應(yīng)用于微流控電化學(xué)檢測(cè)芯片時(shí),可在10μL的反應(yīng)體系內(nèi)實(shí)現(xiàn)多參數(shù)同步檢測(cè),如pH、離子濃度與氧化還原電位,檢測(cè)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(cè)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?xún)r(jià)比的集成方案。超薄石英玻璃雙面套刻加工技術(shù),在 100μm 以上基板實(shí)現(xiàn)微流道與金屬電極的高精度集成。寧夏MEMS微納米加工聯(lián)系人
MEMS是一種現(xiàn)代化的制造技術(shù)。云南發(fā)展MEMS微納米加工
MEMS發(fā)展的目標(biāo)在于,通過(guò)微型化、集成化來(lái)探索新原理、新功能的元件和系統(tǒng),開(kāi)辟一個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)。MEMS可以完成大尺寸機(jī)電系統(tǒng)所不能完成的任務(wù),也可嵌入大尺寸系統(tǒng)中,把自動(dòng)化、智能化和可靠性水平提高到一個(gè)新的水平。21世紀(jì)MEMS將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱没瑢?duì)工農(nóng)業(yè)、信息、環(huán)境、生物工程、醫(yī)療、空間技術(shù)和科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))大量用于汽車(chē)安全氣囊,而后以MEMS傳感器的形式被大量應(yīng)用在汽車(chē)的各個(gè)領(lǐng)域,隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以及應(yīng)用終端“輕、薄、短、小”的特點(diǎn),對(duì)小體積高性能的MEMS產(chǎn)品需求增勢(shì)迅猛,消費(fèi)電子、醫(yī)療等領(lǐng)域也大量出現(xiàn)了MEMS產(chǎn)品的身影。云南發(fā)展MEMS微納米加工