定制MEMS微納米加工之超表面制作

微納結(jié)構(gòu)的臺階儀與SEM測量技術(shù)：臺階儀與掃描電子顯微鏡（SEM）是微納加工中關(guān)鍵的計量手段，確保結(jié)構(gòu)尺寸與表面形貌符合設(shè)計要求。臺階儀采用觸針式或光學(xué)式測量，可精確獲取0.1nm-500μm高度范圍內(nèi)的輪廓信息，分辨率達0.1nm，適用于薄膜厚度、刻蝕深度、臺階高度的測量。例如，在深硅刻蝕工藝中，通過臺階儀監(jiān)測刻蝕深度（精度±1%），確保流道深度均勻性＜2%。SEM則用于納米級結(jié)構(gòu)觀測，配備二次電子探測器，可實現(xiàn)5nm分辨率的表面形貌成像，用于微流道側(cè)壁粗糙度（Ra＜50nm）、微孔孔徑（誤差＜±5nm）的檢測。在PDMS模具復(fù)制過程中，SEM檢測模具結(jié)構(gòu)的完整性，避免因缺陷導(dǎo)致的芯片流道堵塞。公司建立了標(biāo)準(zhǔn)化測量流程，針對不同材料與結(jié)構(gòu)選擇合適的測量方法，如柔性PDMS芯片采用光學(xué)臺階儀非接觸測量，硬質(zhì)芯片結(jié)合SEM與臺階儀進行三維尺寸分析。通過大數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程控制（SPC），將關(guān)鍵尺寸的CPK值提升至1.67以上，確保加工精度滿足需求，為客戶提供可追溯的質(zhì)量保障。金屬流道 PDMS 芯片與 PET 基板鍵合，實現(xiàn)柔性微流控芯片與剛性電路的高效集成。定制MEMS微納米加工之超表面制作

新材料或?qū)⒊蔀閲a(chǎn)MEMS發(fā)展的新機會。截止到目前，硅基MEMS發(fā)展已經(jīng)有40多年的發(fā)展歷程，如何提高產(chǎn)品性能、降低成本是全球企業(yè)都在思考的問題，而基于新材料的MEMS器件則成為擺在眼前的大奶酪，PZT、氮化鋁、氧化釩、鍺等新材料MEMS器件的研究正在進行中，搶先一步投入應(yīng)用，將是國產(chǎn)MEMS彎道超車的好時機。另外，將多種單一功能傳感器組合成多功能合一的傳感器模組，再進行集成一體化，也是MEMS產(chǎn)業(yè)新機會。提高自主創(chuàng)新意識，加強創(chuàng)新能力，也不是那么的遙遠。福建MEMS微納米加工共同合作MEMS具有以下幾個基本特點？

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。

國內(nèi)政策大力推動MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展：國家政策大力支持傳感器發(fā)展，國內(nèi)MEMS企業(yè)擁有好的發(fā)展環(huán)境。我國高度重視MEMS和傳感器技術(shù)發(fā)展，在2017年工信部出臺的《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動指南（2017-2019）》中，明確指出要著力突破硅基MEMS加工技術(shù)、MEMS與互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）集成、非硅模塊化集成等工藝技術(shù)，推動發(fā)展器件級、晶圓級MEMS封裝和系統(tǒng)級測試技術(shù)。國家政策高度支持MEMS制造企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新，政策驅(qū)動下，國內(nèi)MEMS制造企業(yè)獲得發(fā)展良機。MEMS的深硅刻蝕是什么？

智能手機迎5G換機潮，傳感器及RFMEMS用量逐年提升。一方面，5G加速滲透，拉動智能手機市場恢復(fù)增長：今年10月份國內(nèi)5G手機出貨量占比已達64%；智能手機整體出貨量方面，在5G的帶動下，根據(jù)IDC今年的預(yù)測，2021年智能手機出貨量相比2020年將增長11.6%，2020-2024年CAGR達5.2%。另一方面，單機傳感器和RFMEMS用量不斷提升，以iPhone為例，2007年的iPhone2G到2020年的iPhone12，手機智能化程度不斷升，功能不斷豐富，指紋識別、3Dtouch、ToF、麥克風(fēng)組合、深度感知（LiDAR）等功能的加入，使得傳感器數(shù)量（包含非MEMS傳感器）由當(dāng)初的5個增加為原來的4倍至20個以上；5G升級帶來的頻段增加也有望明顯提升單機RF MEMS價值量?；?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。北京MEMS微納米加工常見問題

超薄 PDMS（100μm 以上）與光學(xué)玻璃鍵合工藝，兼顧柔性流道與高透光性檢測需求。定制MEMS微納米加工之超表面制作

MEMS特點：

1.微型化：MEMS器件體積小、重量輕、耗能低、慣性小、諧振頻率高、響應(yīng)時間短。

2.以硅為主要材料，機械電器性能優(yōu)良：硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當(dāng)，密度類似鋁，熱傳導(dǎo)率接近鉬和鎢。

3.批量生產(chǎn)：用硅微加工工藝在一片硅片上可同時制造成百上千個微型機電裝置或完整的MEMS。批量生產(chǎn)可降低生產(chǎn)成本。

4.集成化：可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執(zhí)行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執(zhí)行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復(fù)雜的微系統(tǒng)。微傳感器、微執(zhí)行器和微電子器件的集成可制造出可靠性、穩(wěn)定性很高的MEMS。

5.多學(xué)科交叉：MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學(xué)和生物等多種學(xué)科，并集約了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的許多成果。 定制MEMS微納米加工之超表面制作