MEMS制作工藝-微流控芯片:
微流控芯片技術(shù)(Microfluidics)是把生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上,自動完成分析全過程。微流控芯片(microfluidicchip)是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)(MiniaturizedTotalAnalysisSystems)發(fā)展的熱點領(lǐng)域。
微流控芯片分析以芯片為操作平臺,同時以分析化學(xué)為基礎(chǔ),以微機電加工技術(shù)為依托,以微管道網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)特征,以生命科學(xué)為目前主要應(yīng)用對象,是當(dāng)前微全分析系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展的重點。它的目標(biāo)是把整個化驗室的功能,包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測等集成在微芯片上,且可以多次使用。 MEMS傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?上海MEMS微納米加工設(shè)計
三維微納結(jié)構(gòu)的跨尺度加工技術(shù):跨尺度加工技術(shù)實現(xiàn)了從納米級到毫米級結(jié)構(gòu)的一體化制造,滿足復(fù)雜微流控系統(tǒng)對多尺度功能單元的需求。公司結(jié)合電子束光刻(EBL,分辨率10nm)、紫外光刻(分辨率1μm)與機械加工(精度10μm),在單一基板上構(gòu)建跨3個數(shù)量級的微結(jié)構(gòu)。例如,在類***培養(yǎng)芯片中,納米級表面紋理(粗糙度Ra<50nm)促進(jìn)細(xì)胞黏附,微米級流道(寬度50μm)控制營養(yǎng)物質(zhì)輸送,毫米級進(jìn)樣口(直徑1mm)兼容外部管路。加工過程中,通過工藝分層設(shè)計,先進(jìn)行納米結(jié)構(gòu)制備(如EBL定義細(xì)胞外基質(zhì)蛋白圖案),再通過紫外光刻形成中層流道,***機械加工完成宏觀接口,各層結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)誤差<±2μm。該技術(shù)突破了單一工藝的尺度限制,實現(xiàn)了功能的跨尺度集成,在芯片實驗室(Lab-on-a-Chip)中具有重要應(yīng)用。公司已成功制備包含10nm電極間隙、1μm流道與1mm閥門的復(fù)合芯片,用于單分子電信號檢測,信號分辨率提升至10fA,為納米生物技術(shù)與微流控工程的交叉融合提供了關(guān)鍵制造能力。吉林MEMS微納米加工私人定做深反應(yīng)離子刻蝕是 MEMS 微納米加工中常用的刻蝕工藝,可用于制造高深寬比的微結(jié)構(gòu)。
MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝與硬質(zhì)塑料芯片快速成型:針對硬質(zhì)塑料芯片的快速開發(fā)需求,公司**MEMS多重轉(zhuǎn)印工藝。通過紫外光固化膠將硅母模上的微結(jié)構(gòu)(精度±1μm)轉(zhuǎn)印至PMMA、COC等工程塑料,10個工作日內(nèi)即可完成從設(shè)計到成品的全流程交付。以器官芯片為例,該工藝制造的多層PMMA芯片集成血管網(wǎng)絡(luò)與組織隔室,可模擬肺部的氣體交換功能,用于藥物毒性測試時,數(shù)據(jù)重復(fù)性較傳統(tǒng)方法提升80%。此外,COP材質(zhì)芯片憑借**蛋白吸附性(<3ng/cm2),成為抗體篩選與蛋白質(zhì)結(jié)晶的**載體。該技術(shù)還支持復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)加工,例如仿生肝小葉芯片中的正弦狀微流道,可精細(xì)調(diào)控細(xì)胞剪切力,提升原代肝細(xì)胞活性至95%以上。
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。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。
MEMS傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?
運動追蹤在運動員的日常訓(xùn)練中,MEMS傳感器可以用來進(jìn)行3D人體運動測量,通過基于聲學(xué)TOF,或者基于光學(xué)的TOF技術(shù),對每一個動作進(jìn)行記錄,教練們對結(jié)果分析,反復(fù)比較,以便提高運動員的成績。隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,MEMS傳感器的價格也會隨著降低,這在大眾健身房中也可以廣泛應(yīng)用。在滑雪方面,3D運動追蹤中的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀以及GPS可以讓使用者獲得極精確的觀察能力,除了可提供滑雪板的移動數(shù)據(jù)外,還可以記錄使用者的位置和距離。在沖浪方面也是如此,安裝在沖浪板上的3D運動追蹤,可以記錄海浪高度、速度、沖浪時間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。 基于 0.35/0.18μm 高壓工藝的神經(jīng)電刺激 SoC 芯片,實現(xiàn)多通道控制與生物相容性優(yōu)化。陜西MEMS微納米加工之SAW器件
MEMS的深硅刻蝕是什么?上海MEMS微納米加工設(shè)計
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(jié)構(gòu)強度(抗彎剛度≥1 GPa),可穿透角質(zhì)層無創(chuàng)提取組織間液或?qū)崿F(xiàn)透皮給藥。在藥物遞送領(lǐng)域,載藥微針通過可降解高分子涂層(如PLGA)實現(xiàn)藥物的緩釋控制。例如,胰島素微針貼片可在30分鐘內(nèi)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?;?qū)щ娋酆衔?,集成阻?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(xué)檢測場景中,微針陣列與微流控芯片聯(lián)用,可同步完成樣本提取、預(yù)處理與信號分析,將皮膚間質(zhì)液檢測的全程時間縮短至15分鐘,為POCT設(shè)備的小型化奠定基礎(chǔ)。上海MEMS微納米加工設(shè)計