随着柔性电子技术在医疗领域的快速发展,MEMS工艺被广泛应用。MEMS制造是基于半导体制造技术上发展起来的,它融合了扩散、薄膜(PVD/CVD)、光刻、刻蚀(干法刻蚀、湿法腐蚀)等工艺作为前段制程,继以减薄、切割、封装与测试为后段制程,辅以精密的检测仪器来严格把控工艺要求,来实现其设计要求。
MEMS传感器的工作原理
MEMS传感器是MEMS中的核心元件,它是一种将能量从一种形式转变成另一种形式,并针对特定可测量的输入为用户提供一种可用的能量输出的微型器件,它是采用微电子和微机械加工技术制造出来的。
MEMS和MEMS传感器的工作原理图
图片来源:赛迪顾问,2020年中国MEMS制造白皮书
MEMS工艺
MEMS工艺以成膜工序、光刻工序、蚀刻工序等常规半导体工艺流程为基础。
MEMS基本工艺
1. 沉积工艺
沉积方法有两种:物理沉积(PVD)和化学沉积(CVD)。物理气相沉积(PVD),是在真空中将钛、金、石墨、ITO等金属或非金属等材料,利用溅射、蒸发或离子镀等技术,在基材上形成薄膜的一种表面处理过程。
主要PVD技术分类
主要PVD技术优缺点
2. 图案化工艺
MEMS的结构看起来不复杂,但是尺寸足够小,制造工艺就比较麻烦,需要把设计好的MEMS图案转化到基材中。这个转化过程包含了很多技术,比如:光刻、电子束刻蚀、聚焦离子束光刻技术等。
3. 蚀刻工艺
蚀刻工艺有两个基本类别:湿蚀刻和干蚀刻。湿刻蚀是材料浸入化学溶液后会溶解。干燥刻蚀使用反应性离子或气相蚀刻剂来溅射或溶解材料。
4.键合工艺
键合工艺是指在一定外部条件(温度、压力、电压等)的作用下,使两个衬底材料形成足够的接触,最终通过相邻材料的界面之间形成的分子键作用力或化学键,将两个衬底材料结合为一体的技术。键合是MEMS工序中重要步骤之一,选择最佳的键合工艺能够确保器件的机械稳定性、密封性以及器件的功能满足程度。
键合工艺主要技术
柏医生物电极解决方案
柏医健康采用PVD与激光切割相结合方法制备高性能表现的生物传感器电极,在基材表面进行金属化,然后应用激光刻蚀及切割、高精度掩膜板或显影技术实现图案化,最终形成可规模化量产的生物医用电极,在环保、高精度、高一致性上有更大优势。公司研发的标准电极具备如下特性:
1.PI/LCP柔性基材,厚度规格:50um/75um/100um/125um/150um/175um等;
2.单层双面两电极体系;
3.外形可定制,支持切片。
柏医主要的生物电极产品
参考文献:
[1] 王福贞, 马文存. 气相沉积应用技术[M]. 北京:机械工业出版社, 2006, 10.
[2] 陈向阳, 张瑾. 气相沉积技术研究现状与进展. 安徽省机械工程学会成立周年论文集.
[3] 赛迪顾问,2020年中国MEMS制造白皮书.联系我们
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