通过微加工工艺,将处理物理、化学、生物信号的器件制备在柔性材料的芯片上,并通过器件相互之间的集成或电路集成构建复杂的微型系统,称为柔性微机电技术。例如,人造视网膜芯片,医学中柔性不易伤害组织的温度传感器,机器人研究中常用的柔性触觉传感器等。柔性微机电系统与一般的微机电系统类似,通常包含信号控制模块、信号处理模块、传感器模块和执行器模块等。
在微电子领域,硅基集成电路以其较完善的制作工艺、优异的性能而占据主导地位。但近年来,以柔性的塑料和薄金属为衬底的柔性电子器件开始出现并兴起。柔性器件具有延展性好、柔性高、高效、成本低等优点,可以弥补硅基电路非柔性的缺陷。
人造视网膜芯片就是基于柔性微机电技术制造的,其工作原理是,将利用微加工制造的微电极阵列放置于视网膜处,外部景象刺激光电二极管产生的光电流传入微电极,然后微电极上的电流刺激视网膜上残余的正常视神经细胞,从而产生人造视觉,如图10-65所示。
另一个眼睛方面的例子是可佩戴型眼压计。医学上,青光眼等疾病的病因可能是眼压过高,但目前的眼压测量需要用医院的特殊仪器来完成,这就制约了青光眼的预防和治疗。将压力传感器利用微加工工艺制备于半球形状的柔性衬底上,制造出可以佩戴的眼压测量计,可以实现对于眼压的实时监控。
柔性衬底上的MEMS传感器将为医疗、机器人、航空航天、航海等行业的传感器应用带来本质的变化,由此产生的设备可以降低成本,减小尺寸和质量,且具备更加灵活的探测能力,从而得到快速发展。