微針器件與生物傳感集成:公司采用干濕法混合刻蝕工藝制備的微針陣列,兼具納米級前列銳度(曲率半徑<100 nm)與微米級結構強度(抗彎剛度≥1 GPa),可穿透角質層無創提取組織間液或實現透皮給藥。在藥物遞送領域,載藥微針通過可降解高分子涂層(如PLGA)實現藥物的緩釋控制。例如,胰島素微針貼片可在30分鐘內完成藥物釋放,生物利用度較皮下注射提升40%。此外,微針表面可修飾金納米顆粒或導電聚合物,集成阻抗/伏安傳感模塊,實時檢測炎癥因子(如IL-6)或病原體抗原,檢測限低至1 pg/mL。在電化學檢測場景中,微針陣列與微流控芯片聯用,可同步完成樣本提取、預處理與信號分析,將皮膚間質液檢測的全程時間縮短至15分鐘,為POCT設備的小型化奠定基礎。跨尺度加工技術結合 EBL 與紫外光刻,在單一基板構建納米至毫米級復合微納結構。現代化MEMS微納米加工的微流控芯片
加速度傳感器是很早廣泛應用的MEMS之一。MEMS,作為一個機械結構為主的技術,可以通過設計使一個部件(圖中橙色部件)相對底座substrate產生位移(這也是絕大部分MEMS的工作原理),這個部件稱為質量塊(proofmass)。質量塊通過錨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。當感應到加速度時,質量塊相對底座產生位移。通過一些換能技術可以將位移轉換為電能,如果采用電容式傳感結構(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生電流信號供其信號處理單元采樣。通過梳齒結構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。天津MEMS微納米加工方法基于 0.35/0.18μm 高壓工藝的神經電刺激 SoC 芯片,實現多通道控制與生物相容性優化。
微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝技術:微流控與金屬片電極的鑲嵌工藝實現了流體通道與固態電極的無縫集成,適用于電化學檢測、電滲流驅動等場景。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),然后將預加工的金屬片電極(如不銹鋼、金箔)嵌入流道側壁,通過導電膠(銀膠或碳膠)固定,確保電極與流道內壁齊平,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需求設計,如5mm×5mm的金電極,電化學活性面積達20mm2,適用于痕量物質檢測。在水質監測芯片中,鑲嵌的鉑電極可實時檢測溶解氧濃度,響應時間<10秒,檢測范圍0-20ppm,精度±0.5ppm。該工藝解決了傳統微流控芯片與外置電極連接的接觸電阻問題,實現了芯片內原位檢測,縮短信號傳輸路徑,提升檢測速度與穩定性。公司開發的自動化鑲嵌設備,定位精度±10μm,單芯片加工時間<5分鐘,支持批量生產,為環境監測、食品安全檢測等領域提供了集成化的傳感解決方案。
MEMS制作工藝-太赫茲超材料器件應用前景:
在通信系統、雷達屏蔽、空間勘測等領域都有著重要的應用前景,近年來受到學術界的關注。基于微米納米技術設計的周期微納超材料能夠在太赫茲波段表現出優異的敏感特性,特別是可與石墨烯二維材料集成設計,獲得更優的頻譜調制特性。因此、將太赫茲超材料和石墨烯二維材料集成,通過理論研究、軟件仿真、流片測試實現了石墨烯太赫茲調制器的制備。能夠在低頻帶濾波和高頻帶超寬帶濾波的太赫茲濾波器,通過測試驗證了理論和仿真的正確性,將超材料與石墨烯集成制備的太赫茲調制器可對太赫茲波進行調制。 弧形柱子點陣加工技術通過激光直寫與刻蝕實現仿生結構,優化細胞黏附與流體動力學特性。
MEMS超表面對特性的調控:
1.超表面meta-surface對偏振的調控:在偏振方面,超表面可實現偏振轉換、旋光、矢量光束產生等功能。
2.超表面meta-surface對振幅的調控。超表面可以實現光的非對稱透過、消反射、增透射、磁鏡、類EIT效應等。
3.超表面meta-surface對頻率的調控。超表面的微結構在共振情況下可實現較強的局域場增強,利用這些局域場增大效應,可以實現非線性信號或熒光信號的增強。在可見光波段,不同頻率的光對應不同的顏色,超表面的頻率選擇特性可以用于實現結構色。
我們在自然界中看到的顏色從產生原理上可以分為兩大類,一類是由材料的反射、吸收、散射等特性決定的顏色,比如常見的顏料、塑料袋的顏色等;另一類是由物質的結構,而不是其所用材料來決定的顏色,即所謂的結構色,比如蝴蝶的顏色、某些魚類的顏色等。人們利用超表面,可以通過改變其結構單元的尺寸、形狀等幾何參數來實現對超表面的顏色的自由調控,可用于高像素成像、可視化生物傳感Bio-sensor等領域。 自動化檢測系統基于機器視覺,實現微流控芯片尺寸測量、缺陷識別與統計分析一體化。山東MEMS微納米加工發展趨勢
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題并提升檢測穩定性。現代化MEMS微納米加工的微流控芯片
MEMS制作工藝-太赫茲傳感器:
超材料(Metamaterial)是一種由周期性亞波長金屬諧振的單元陣列組成的人工復合型電磁材料,通過合理的設計單元結構可實現特殊的電磁特性,主要包括隱身、完美吸和負折射等特性。目前,隨著太赫茲技術的快速發展,太赫茲超材料器件已成為當前科研的研究熱點,在濾波器、吸收器、偏振器、太赫茲成像、光譜和生物傳感器等領域有著廣闊的應用前景。
這項研究提出了一種全光學、端到端的衍射傳感器,用于快速探測隱藏結構。這種衍射太赫茲傳感器具有獨特的架構,由一對編碼器和解碼器構成的衍射網絡組成,每個網絡都承擔著結構化照明和空間光譜編碼的獨特職責,這種設計較為新穎。基于這種獨特的架構,研究人員展示了概念驗證的隱藏缺陷探測傳感器。實驗結果和分析成功證實了該單像素衍射太赫茲傳感器的可行性,該傳感器使用脈沖照明來識別測試樣品內各種未知形狀和位置的隱藏缺陷,具有誤報率極低、無需圖像形成和采集以及數字處理步驟等特點。 現代化MEMS微納米加工的微流控芯片