MEMS技术的主要分类:生物MEMS技术是用MEMS技术制造的化学/生物微型分析和检测芯片或仪器,统称为Bio-sensor技术,是一类在衬底上制造出的微型驱动泵、微控制阀、通道网络、样品处理器、混合池、计量、增扩器、反应器、分离器以及检测器等元器件并集成为多功能芯片。可以实现样品的进样、稀释、加试剂、混合、增扩、反应、分离、检测和后处理等分析全过程。它把传统的分析实验室功能微缩在一个芯片上。生物MEMS系统具有微型化、集成化、智能化、成本低的特点。功能上有获取信息量大、分析效率高、系统与外部连接少、实时通信、连续检测的特点。国际上生物MEMS的研究已成为热点,不久将为生物、化学分析系统带来一场重大的革新。多图拼接测量技术通过 SEM 图像融合,实现大尺寸微纳结构的亚微米级精度全景表征。浙江MEMS微纳米加工的生物传感器
物联网普及极大拓展MEMS应用场景。物联网的产业架构可以分为四层:感知层、传输层、平台层和应用层,MEMS器件是物联网感知层重要组成部分。物联网的发展带动智能终端设备普及,推动MEMS需求放量,据全球移动通信系统协会GSMA统计,全球物联网设备数量已从2010年的20亿台,增长到2019年的120亿台,未来受益于5G商用化和WiFi 6的发展,物联网市场潜力巨大,GSMA预测,到2025年全球物联网设备将达到246亿台,2019到2025年将保持12.7%的复合增长率。湖北采用MEMS加工的MEMS微纳米加工PVD磁控溅射、PECVD气相沉积、IBE刻蚀、ICP-RIE深刻蚀是构成MEMS技术的必备工艺。
柔性电极的生物相容性表面改性技术:柔性电极的长期植入性能依赖于表面生物相容性改性,公司采用多层涂层工艺解决蛋白吸附与炎症反应问题。以PI基柔性电极为基底,首先通过等离子体处理引入羟基基团,然后接枝硅烷偶联剂(如APTES)形成活性界面,再通过层层自组装技术沉积PEG(聚乙二醇)与壳聚糖复合层,**终涂层厚度5-15nm。该涂层可使水接触角从85°降至50°,蛋白吸附量从100ng/cm²降至<10ng/cm²,中性粒细胞黏附率下降80%。在动物植入实验中,改性后的电极在体内留置3个月,周围组织纤维化程度较未处理组减轻60%,信号衰减<15%,而对照组衰减达40%。该技术适用于神经电极、心脏起搏电极等植入器件,结合MEMS加工的超薄化设计(电极厚度<10μm),降低手术创伤与长期植入风险。公司支持定制化涂层配方,可根据应用场景调整亲疏水性、电荷性质及生物活性分子(如生长因子)接枝,为植入式医疗设备提供个性化表面改性解决方案。
在脑科学与精细医疗领域,公司开发的MEA柔性电极采用超薄MEMS工艺,兼具物相容性与高导电性,可定制化设计“触凸”电极阵列,***降低植入式脑机接口的手术创伤,同时提升神经信号采集的信噪比。针对药物递送与检测需求,通过干湿结合刻蚀技术制备的微针器件,既可实现组织间液的无痛提取,又能集成电化学传感功能,为糖尿病动态监测、透皮给药系统提供硬件支持。此外,公司**的MEMS多重转印工艺,可将光刻硅片模板快速转化为PMMA、COC等硬质塑料芯片,支持10个工作日内完成从设计图纸到塑料芯片成型的全流程,极大加速微流控产品的研发验证周期。MEMS 微纳米加工的成本效益随着技术的成熟逐渐提高,为其大规模商业化应用奠定了基础。
MEA柔性电极:MEMS工艺开发的MEA(微电极阵列)柔性电极,是脑机接口(BCI)与类***电生理研究的**技术载体。该电极采用超薄柔性基底材料(如聚酰亚胺或PDMS),厚度可精细控制在10-50微米范围内,表面通过光刻与金属沉积工艺集成高密度“触凸”式微电极阵列。在脑机接口领域,柔性电极通过微创手术植入大脑皮层,用于癫痫病灶的精细定位与闭环电刺激***。在类***研究中,电极阵列与脑类***共培养系统结合,可长期监测神经元网络的自发电活动与突触可塑性变化,为阿尔茨海默病药物筛选提供高分辨率电生理数据。此外,公司开发的“仿生褶皱结构”柔性电极,通过力学匹配设计进一步降低植入后的机械应力,延长器件使用寿命至少5年以上。金属流道 PDMS 芯片与 PET 基板键合,实现柔性微流控芯片与刚性电路的高效集成。浙江MEMS微纳米加工的生物传感器
MEMS传感器的主要应用领域有哪些?浙江MEMS微纳米加工的生物传感器
玻璃与硅片微流道精密加工:深圳市勃望初芯半导体科技有限公司依托深硅反应离子刻蚀(DRIE)技术,实现玻璃与硅片基材的高精度微流道加工。针对玻璃芯片,通过光刻掩膜与氢氟酸湿法刻蚀工艺,可制备深宽比达10:1、表面粗糙度低于50nm的微通道网络,适用于高通量单细胞操控与生化反应腔构建。硅片加工则采用干法刻蚀结合等离子体表面改性技术,形成亲疏水交替的微流道结构,提升毛细力驱动效率。例如,在核酸检测芯片中,硅基微流道通过自驱动流体设计,无需外接泵阀即可完成样本裂解、扩增与检测全流程,检测时间缩短至1小时以内,灵敏度达1拷贝/μL。此类芯片还可集成微加热元件,实现PCR温控精度±0.1℃,为分子诊断提供高效硬件平台。浙江MEMS微纳米加工的生物传感器
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