微电子技术在医学中的应用
随着科技的迅速发展，和医疗水平息息相关的电子技术应用也越来越广泛。微电子技术的发展大大方便了人们的生活，随着微电子技术的发展，生物医学也在快速的发展，微电子技术过去在医学中的主要是应用于各类医疗器械的集成电路，在未来主要是生物芯片。生物芯片技术在医学、生命科学、药业、农业、环境科学等凡与生命活动有关的领域中均具有重大的应用前景。微电子技术与生物医学之间有着非常紧密的联系。
生物医学电子学是由微电子学、生物和医学等多学科交叉的边缘科学，为使得生物医学领域的研究方式更加精确和科学，所以将电子学用于生物医学领域。在生物医学与电子学交叉作用部分中最活跃、最前沿、作用力最大的一项关键技术就是微电子技术。特别是随着集成电路集成度的提高和超大规模集成电路的发展，元件尺寸达到分子级，进入了分子电子学时代，用有机化合物低分子、高分子和生物分子作芯片，它们具有识别、采集、记忆、放大、开关、传导等功能，更大大促进了医学电子学的发展。
以下将主要从生物医学传感器、植入式电子系统、生物芯片这三个方面结合当前国际上最新进展来介绍两者之间的关系与发展。
一、生物医学传感器
生物医学传感器是连接生物医学和电子学的桥梁。它的作用是把人体中和生物体包含的生命现象、性质、状态、成分和变量等生理信息转化为与之有确定函数关系的电子信息。生物医学传感器技术是生物医学电子学中一项关键的技术，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。因为生物传感器专一、灵敏、响应快等特点，为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法，在临床医学中发挥着越来越大的作用，意义极为重大。
常见的生物医学传感器主要可分为以下几种：电阻式传感器，电感式传感器，电容式传感器，压电式传感器，热电式传感器，光电传感器以及生物传感器等。
医学领域的生物传感器发挥着越来越大的作用。在临床医学中，酶电极是最早研制且应用最多的一种传感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可制成微生物传感器，广泛应用于：药物分析、肿瘤监测、血糖分析等。
生物医学传感器相较于传统医疗方式具有以下特点：
1、生物传感器采用固定化生物活性物质作催化剂，价值昂贵的试剂可以重复多次使用，克服了过去酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点。因此，这一技成本低，在连续使用时，每例测定仅需要几分钱人民币，术在很大程度上减轻病患医疗费用上的负担。
2、生物传感器专一性强，只对特定的底物起反应，而且不受颜色、浊度的影响，准确度高，一般相对误差可以达到1%；分析速度快，可以在一分钟得到结果。因此，这一技术应用于医学上不仅提高了检测结果的准确性，更是缩短了整个过程所需的时间，进一步提供了救治病人的先机。
3、操作系统比较简单，容易实现自动分析。在临床中，许多操作对于病患来说是痛苦的，若能很好的利用生物传感器的这一特点，我相信将为他们减少很多的痛苦。
当前各种利用生物传感技术开发的仪器也已问世，但是在应用上还有许多技术需要深入研究。诊断各种疾病的医用传感器，还有待于深入研发，例如谷氨酸传感器是一种稳定的脱氢酶、转氨酶、血氨的指示性传感器，它在临床急症室等许多场合可取代光度法测定，有潜在应用前景；测定胸外科病人乳酸指标的生物传感器也已开始应用,与肾透析联用的几种生物传感器也有产业化开发价值。今后这些生物传感器将逐渐得到普及，给广大病患带来更多的福音。
二、植入式电子系统
植入式电子系统是一种埋植在人体或生物体内的电子设备，它用来测量生命体内的生理、生化参数的变化，或用来诊断与治疗一些疾病，即实现在生命体自然状态下体内直接测量和控制功能或者代替功能残缺的器官。随着高可靠性、低功率集成电路的发展，植入式电子系统的能源供给方式的多样化，无毒性生物相容性等性能优良的生物材料研究的深入，以及显微外科手术水平的不断提高，使得植入式电子系统得到飞速的发展，植入式电子学已成为生物医学电子学中一个极为重要的组成部分。
植入电子系统主要包括：植入式测量系统、植入式刺激器、植入式药疗（控制）装置、植入式人工器官及辅助装置等设备。采用植入式电子测量与控制装置主要具有如下优点：1、可保证生物体在处于自然的生理状态条件下对各种生理、生化参数进行连续的实时测量与控制；2、采用植入式测量装置后可大大减少各种干扰因素，因此体内的各种信息不需经皮肤测量就可得到更加精确的数据；3、便于对器官和组织的直接调控，能获得理想的刺激和控制响应，有利于损伤功能的恢复和病情的控制；4、可以用来治疗某些疾病，比如癫痫、瘫痪等；5、用来代替某些器官的功能，比如肾脏、四肢、耳蜗等。
植入式电子系统在微电子方面研究的关键技术主要有：1、植入式天线的设计技术。主要是解决效率与天线微型化之间的矛盾，2、RF射频电路的设计技术。射频电路是植入体内部分与体外部分通信的关键电路；3、低功耗植入式集成电路设计技术，它一方面是要保证植入式系统在有限能源的前提下能在体内长期稳定工作，另一方面是电路产生过多热量会对生命体本身造成危害；4、植入式系统的能量供给技术。由于经常把把植入体内设备拿出体外进行充电是不实际的，目前一般采用下述四种方式给体内供能：植入式电源、红外线偶合供能、射频供能或者是利用体内其他能量的转换，比如温差供电，利用血液中氢和氧进行燃料电池反应或利用生物体自身的机械能等；5、微弱信号的提取技术。生物信号都是微弱信号，而且往往存在着背景噪音都很强大的情况；6、一些前沿的数字信号处理技术的应用。比如利用人工神经网
络技术与线性预测技术来通过脑电实时控制多自由度的假肢的研究，以及基于小波变换的语音信号处理技术应用于人工耳蜗等；7、植入式电子系统的制作与封装技术。主要研究的是如何利用生物相容性优良的生物材料来对集成电路进行封装，这样既能保证植入到体内的系统不会对生命体造成危害，也能保证其能在人体环境中长期稳定地工作。
三、生物芯片
进入21世纪，随着生物技术的迅速发展，电子技术和生物技术相结合诞生了半导体芯片的兄弟——生物芯片，这给我们的生活带来一场深刻的革命。
生物芯片是生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，主要是指通过微加工技术和微电子技术在固格体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。广义的生物芯片指一切采用生物技术制备或应用于生物技术的微处理器。包括用于研制生物计算机的生物芯片，将健康细胞与电子集成电路结合起来的仿生芯片，缩微化的实验室即芯片实验室以及利用生物分子相互间的特异识别作用进行生物信号处理的基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片等。生物芯片技术与传统的仪器检测方法相比具有高通量、微型化、自动化、成本低、防污染等特点。
生物芯片最大用途在于疾病检测、基因表达水平的检测、基因诊断、药物筛选、个体化医疗测序以及生物信息学研究。生物芯片将极大的改变我们的医疗模式，提高我们疾病的监测和治愈水平，更好地保障人类的将康。除此之外，生物芯片的成熟和应用一方面将为本世纪的新药开发、分子生物学、航空航天、司法鉴定、食品卫生和环境监测等领域带来一场革命；另一方面生物芯片的出现为人类提供了能够对个体生物信息进行高速、并行采集和分析的强有力的技术手段，故必将成为未来生物信息学研究中的一个重要信息采集和处理平台。
总之，随着科技的发展，微电子技术将在医学中得到更广泛的应用。随着微电子技术与生物医学的进一步发展，这两者的相互作用越来越大，微电子技术的发展将为生物医学带来巨大的变革，同样生物医学的发展也将会为微电子技术的创新提供崭新的思路。
光学仪器在医疗器械中的应用 摘要 人们通过对光现象的认识和研究,加深了对光本质认识的同时，也极大地推动了现代光学的迅速发展和光学仪器的广泛应用,特别是在医疗器械上的应用，为很多疾病解决了难题。这次实习为我以后的工作和学习奠定初步的知识，使我能够亲身感受到由一个学生转变到一个职业人的过程。此外，更能体验生活的艰辛，激励自己好学的心，培养刻苦耐劳的精神，为以后走入社会奠定基础。 关键词：光学发展光学仪器光学应用医疗器械 Abstract People passes pair of optical phenomena understanding and research, deepen the understanding of the essence of light at the same time, but also greatly promote the rapid development of modern optics and optical instruments are widely used, especially in the application of medical devices, for many diseases to solve the problem. This practice for my future study and work to lay the preliminary knowledge, so that I can feel from a student to an occupation people process. In addition, it can experience the hardships of life, encouraging his good heart, industriousness and stamina training spirit, after entering the society lays a foundation. Key words:Optical development Optical instruments Optical application Medical apparatus and instruments 第一章绪论 1.1 前言 随着我国仪器仪表行业的迅猛发展，光学仪器也出现了的新的发展。目前我国光学仪器在物理学新效应和高新技术的推动下，有了新的探索和发展。在医疗设备方面应用越来越广泛。 目前，计量测试仪器、物理学测试仪器、地学和地质学仪器、化学分析仪器、医学仪器、无损材料检验仪器的研发都十分重视高温超导量子干涉器(SGUID)技术的应用。同时光纤、光学玻璃等检测，也逐渐应用到椭偏技术。 未来我国光学仪器将逐渐向自动化、光电化发展。目前三座标测量机、自准直仪和投影仪等光学计量仪器已经在微机化、光电化发展中取得了良好的成效。未来更多的新光电器件、新功能材料的开发，将进一步促进光学仪器的光电化发展。同时CCD器件、半导体激光器、光纤传感器等技术的发展也在推动着光学仪器的变革，使光学仪器更加微机化、光电化、自动化以及高精确化。
微电子技术在医学中的应用 随着科技的迅速发展，和医疗水平息息相关的电子技术应用也越来越广泛。微电子技术的发展大大方便了人们的生活，随着微电子技术的发展，生物医学也在快速的发展，微电子技术过去在医学中的主要是应用于各类医疗器械的集成电路，在未来主要是生物芯片。生物芯片技术在医学、生命科学、药业、农业、环境科学等凡与生命活动有关的领域中均具有重大的应用前景。微电子技术与生物医学之间有着非常紧密的联系。 生物医学电子学是由微电子学、生物和医学等多学科交叉的边缘科学，为使得生物医学领域的研究方式更加精确和科学，所以将电子学用于生物医学领域。在生物医学与电子学交叉作用部分中最活跃、最前沿、作用力最大的一项关键技术就是微电子技术。特别是随着集成电路集成度的提高和超大规模集成电路的发展，元件尺寸达到分子级，进入了分子电子学时代，用有机化合物低分子、高分子和生物分子作芯片，它们具有识别、采集、记忆、放大、开关、传导等功能，更大大促进了医学电子学的发展。 以下将主要从生物医学传感器、植入式电子系统、生物芯片这三个方面结合当前国际上最新进展来介绍两者之间的关系与发展。 一、生物医学传感器 生物医学传感器是连接生物医学和电子学的桥梁。它的作用是把人体中和生物体包含的生命现象、性质、状态、成分和变量等生理信息转化为与之有确定函数关系的电子信息。生物医学传感器技术是生物医学电子学中一项关键的技术，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。因为生物传感器专一、灵敏、响应快等特点，为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法，在临床医学中发挥着越来越大的作用，意义极为重大。 常见的生物医学传感器主要可分为以下几种：电阻式传感器，电感式传感器，电容式传感器，压电式传感器，热电式传感器，光电传感器以及生物传感器等。 医学领域的生物传感器发挥着越来越大的作用。在临床医学中，酶电极是最早研制且应用最多的一种传感器。利用具有不同生物特性的微生物代替酶，可制成微生物传感器，广泛应用于：药物分析、肿瘤监测、血糖分析等。 生物医学传感器相较于传统医疗方式具有以下特点： 1、生物传感器采用固定化生物活性物质作催化剂，价值昂贵的试剂可以重复多次使用，克服了过去酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点。因此，这一技成本低，在连续使用时，每例测定仅需要几分钱人民币，术在很大程度上减轻病患医疗费用上的负担。
微电子技术的发展历史与前景展望 姓名：张海洋班级：12电本一学号：1250720044 摘要：微电子是影响一个国家发展的重要因素,在国家的经济发展中占有举 足轻重的地位，本文简要介绍微电子的发展史，并且从光刻技术、氧化和扩散技术、多层布线技术和电容器材料技术等技术对微电子技术做前景展望。 关键词：微电子晶体管集成电路半导体。 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子产业是基础性产业，是信息产业的核心技术，它之所以发展得如此之快，除了技术本身对国民经济的巨大贡献之外，还与它极强的渗透性有关。 微电子学兴起在现代，在1883年，爱迪生把一根钢丝电极封入灯泡，靠近灯丝，发现碳丝加热后，铜丝上有微弱的电流通过，这就是所谓的“爱迪生效应”。电子的发现，证实“爱迪生效应”是热电子发射效应。 英国另一位科学家弗莱明首先看到了它的实用价值，1904年，他进一步发现，有热电极和冷电极两个电极的真空管，对于从空气中传来的交变无线电波具有“检波器”的作用，他把这种管子称为“热离子管”，并在英国取得了专利。这就是“二极真空电子管”。自此，晶体管就有了一个雏形。 在1947年，临近圣诞节的时候，在贝尔实验室内，一个半导体材料与一个弯支架被堆放在了一起，世界上第一个晶体管就诞生了，由于晶体管有着比电子管更好的性能，所以在此后的10年内，晶体管飞速发展。 1958年，德州仪器的工程师Jack Kilby将三种电子元件结合到一片小小的硅片上，制出了世界上第一个集成电路（IC）。到1959年，就有人尝试着使用硅来制造集成电路，这个时期，实用硅平面IC制造飞速发展.。 第二年，也是在贝尔实验室，D. Kahng和Martin Atalla发明了MOSFET，因为MOSFET制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的特点，集成电路可以变得很小。至此，微电子学已经发展到了一定的高度。 然后就是在1965年，摩尔对集成电路做出了一个大胆的预测：集成电路的芯片集成度将以四年翻两番，而成本却成比例的递减。在当时，这种预测看起来是不可思议，但是现在事实证明，摩尔的预测诗完全正确的。 接下来，就是Intel制造出了一系列的CPU芯片，将我们完全的带入了信息时代。 由上面我们可以看出，微电子技术是当代发展最快的技术之一，是电子信息产业的基础和心脏。时至今日，微电子技术变得更加重要，无论是在航天航空技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术或家用电器产业，都离不开微电子技术的发展。甚至是在现代战争中，微电子技术也是随处可见。在我国，已经把电子信息产业列为国民经济的支拄性产业，微电子信息技术在我国也正受到越来越多的关注，其重要性也不言而喻，如今，微电子技术已成为衡量一个国家科学技术进步和综合国力的重要标志，微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。
细胞培养技术在医药研究中的应用 摘要：近年来，动物细胞培养技术在生物制药领域成为最受关注的热点之一，动物细胞培养技术广泛应用于动物细胞高密度培养，推动了现代生物医药 产业的发展。动物细胞培养是指离散的动物活细胞在体外模拟体内的: 生理环境 , 在无菌、适宜的培养条件下生长、繁殖的过程。利用人工培养的动物细胞可以进行科学研究和生物制药, 动物细胞的大规模的培养技术是生物制药中非 常重要的环节。在动物细胞培养过程中, 最重要的是使细胞的培养条件达到最 优化程度, 尽可能消除或减轻环境对细胞的影响, 因此动物细胞培养环境的控 制是细胞培养的关健技术。 关键词：动物细胞培养技术，生物制药，培养条件,人工培养。 自1885 年，Roux 从鸡胚中分离细胞首次建立体外细胞培养; Dulbecco于1943 年创建单层细胞培养已有半个多世纪。因其具有的培养简单、操作方便、消耗少、大量运用等优点，被广泛运用于生命科学的各个领域[1]。全球生物制药技术和市场的迅速发展为动物细胞培养基市场提供了快速成长的发展环境， 并使之保持强劲的发展势头。 1 细胞培养的环境及条件 1.1 无污染的环境 无菌无毒的操作环境和培养环境是保证细胞在体外培养成功的首要条件[3]。 1.2 适宜的温度 维持培养细胞旺盛生长, 必须有恒定而适宜的温度。不同种类的细胞对培养温度要求也不同[3]。 1.3 气体环境和氢离子浓度 气体是哺乳动物细胞培养生存必需条件之一, 所需气体主要有氧气和二氧化碳[3]。 1.4 适宜的p H 值 每种细胞都有其最适p H 值。p H 值随培养的细胞种类不同而不同, 大多数细胞的适宜pH 为7.2至7.4, 偏离这一范围对细胞培养将产生有害的影响[3]。 1.5 培养基 培养基不仅提供细胞营养和促使细胞生长增殖的基础物质, 而且还提供培养细胞生长和繁殖的生存环境[3]。 1.6 细胞培养外部环境 细胞培养是一种无菌操作技术, 对实验室、常用设施及设备、培养器皿等都有严格的要求[3]。 2 细胞培养无菌操作基本技术无菌操作技术分为: 工作环境及表面、细胞培养所用器皿、培养液与培养细胞的处理。 2.1 工作环境的处理 使用层流超净工作台是最经济有效的手段[3]。 2.2 细胞培养所用玻璃及塑料制品的清洗与消毒 消毒方法分为物理灭菌法( 紫外线、湿热、干烤、过滤等), 化学灭菌法( 各种化学消毒剂) 和抗生素三类。[3] 细胞培养基的质量标准及产品质量控制参考国内外细胞培养基产品企业标 准的现状，着重考虑了生物制药用户对产品质量的要求以及《中华人民共和国
答案 一、名词解释： 1、L型细菌：亦称细菌细胞壁缺陷型，是由于细菌胞壁的肽聚糖结构受理化因素或生物因素的破坏或合成被抑制所致。此种细菌在普通环境下会死亡，但在高渗环境下仍可存活。 2、中介体：为细菌部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状结构，多见与革蓝染色阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故又称为“拟线粒体”。 3、质粒：是存在于细菌细胞质中的染色体以外的遗传物质，为闭合环状的双链DNA，它控制细菌的某些特定的遗传性状（如耐药、毒力等）。 4、芽胞：是细菌体在特定的情况下脱水形成的一个空泡，具有多层致密的结构，抵抗力特别强。杀灭芽孢最有效的方法是高压蒸汽灭菌法。 5、热原质：又称为致热原，将它注入动物或人的机体可引起发热，它的成分是革蓝染色阴性菌的LPS。热原质耐热，但不易挥发，可用蒸馏的方法祛除。 6、消毒：是指杀灭病原微生物的方法。 7、溶原性转换：细菌从温和噬菌体获得新的遗传性状。 8、转导：以温和噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌中去，使受体菌获得新的遗传性状。可分为普遍性转导和局限性转导。9、正常菌群：指定居于人的体表及与外界相通的腔道中微生物群，在一般情况下，对机体有益无害。 10、败血症：是指病原菌侵入血流，并在其中大量生长繁殖，产生毒性代谢产物，引起严重的全身性中毒症状。 11、人工自动免疫：用人工接种的方法给机体输入抗原性物质（如疫苗、类毒素等），使机体免疫系统因受抗原刺激而产生体液和/或细胞免疫应答的过程。12、SPA：存在于90%金黄色葡萄球菌表面，可与人及多种哺乳动物IgG分子的Fc段非特异性结合。SPA的这一特点可增强葡萄球菌的抗吞噬能力。
4.减轻炎症 已经有系列的研究表明LED具有抗炎的作用。研究发现635nm的LED光可以抑制牙龈的成纤维细胞释放炎症介质——前列腺环素E2(PGE2)，从而减轻牙龈的炎症反应。在脉冲 染料激光治疗皮肤光老化前如果采用LED光源提前照射，可以减轻染料激光引起的皮肤红斑、肿胀和疼痛等不适。在乳腺癌患者的放射治疗前采用LED光源提前照射可以减轻放疗的副作用。 5.疤痕的预防 瘢痕疙瘩是临床上影响美容而且治疗困难的一种皮肤疾患，是皮肤损伤后结缔组织过度增生所引起。患者往往具有瘢痕体质。在临床上开始为小而坚硬的红色丘疹，缓慢增大，产生圆形、椭圆形或不规则性瘢痕，高出皮面，呈蟹足状向外伸展，皮肤光滑、发亮，可伴有疼痛、瘙痒等不适。临床治疗困难、疗效不理想。有研究发现LED可明显改善患者的疼痛、瘙痒等不适感，使瘢痕变平，同时具有无创的优点。 6.其他作用 此外，LED还可作为一种不含紫外线的光疗仪器、用于光动力疗法、治疗脱发、减轻 紫外线照射后的皮肤损伤等等。 总之，LED作为一种新型的光源已经被逐步应用到皮肤医学中，随着对LED灯具的不 断创新以及医学上对于LED生物效应的机理研究，LED在皮肤医学上的应用将具有不可限量的前景。同时LED具有较高的安全性可作为家庭医疗设备而被人们更为广泛的使用。(全文来源自《半导体照明》杂志2011年8月刊编辑：maysoong) 参考文献 [1] Daniel Barolet, MD. Light-Emitting Diodes (LEDs) in Dermatology. Semin Cutan Med Surg 27:227-238. [2] Trelles MA. Phototherapy in anti-aging and its photobiologic basics: a new approach to skin rejuvenation. J Cosmet Dermatol. 2006;5(1):87-91. [3] Goldman MP, Weiss RA, Weiss MA. Intense pulsed light as a nonablative approach to photoaging. Dermatol Surg. 2005;31(9 Pt 2):1179-87. [4] Weiss RA, McDaniel DH, Geronemus R, et al: Clinical trial of a novel non-thermal LED array for reversal of photoaging: Clinical, histologic, and surface profilometric results. Lasers Surg Med 36:85-91, 2005 [5] Lee SY, Park KH, Choi JW, et al: A prospective, randomized, placebocontrolled, double-blinded, and split-face clinical study on LED phototherapy for skin rejuvenation: Clinical, profilometric, histologic, ultrastructural, and biochemical evaluations and comparison of three different treatment settings. J Photochem Photobiol B 27:51-67, 2007 [6] Al-Watban FA: The comparison of effects between pulsed and CW lasers on wound healing. J Clin Laser Med Surg 22:15-18, 2004 [7] Lim W, Lee S, Kim I, et al: The anti-inflammatory mechanism of 635 nm light-emitting-diode irradiation compared with existing COX inhibitors. Lasers Surg Med 39:614-621, 2007
微电子技术发展趋势展望以及在医学中的应用 摘要： 电子技术是现代电子信息技术的直接基础。微电子技术的发展大大方便了人们的生活。它主要应用于生活中的各类电子产品，微电子技术的发展对电子产品的消费市场也产生了深远的影响。本文主要介绍了对微电子技术的认识、发展趋势以及微电子技术在医学中的应用。引言： 一、微电子技术的认识、发展历史以及在社会发展中所起的作用 1、微电子技术的认识 微电子技术，顾名思义就是微型的电子电路。它是随着集成电路,尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。 微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的,其核心是集成电路,即通过一定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互联,采用微细加工工艺,集成在一块半导体单晶片(如硅和砷化镓) 上,并封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能。与传统电子技术相比,其主要特征是器件和电路的微小型化。它把电路系统设计和制造工艺精密结合起来,适合进行大规模的批量生产,因而成本低,可靠性高。它的特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快，微电子技术对信息时代具有巨大的影响。它包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术,是微电子学中的各项工艺技术的总和。 2、发展历史 微电子技术是十九世纪末,二十世纪初开始发展起来的新兴技术,它在二十世纪迅速发展,成为近代科技的一门重要学科。它的发展史其实就是集成电路的发展史。1904 年,英国科学家弗莱明发明了第一个电子管——二极管，不就美国科学家发明了三极管。电子管的发明,使得电子技术高速发展起来。它被广泛应用于各个领域。1947 年贝尔实验室制成了世界上第一个晶体管。体积微小的晶体管使集成电路的出现有了可能。之后,美国得克萨斯仪器公司的基比尔按其思路,于1958 年制成了第一个集成电路的模型,1959 年德州仪器公司宣布发明集成电路。至此集成电路便诞生了。集成电路发明后,其发展非常迅速,其制作工艺不断进步,规模不断扩大。至今集成电路的集成度已提高了500 万倍,特征尺寸缩小200 倍,单个器件成本下降100 万倍。 3、微电子技术的应用 微电子技术广泛应用于民用、军方、航空等多个方面。现在人类生产的电子产品几乎都应用到了微电子技术。可以这么说微电子技术改变了我们的生活方式。 微电子技术对电子产品的消费市场也产生了深远的影响。价廉、可靠、体积小、重量轻的微电子产品，使电子产品面貌一新；微电子技术产品和微处理器不再是专门用于科学仪器世界的贵族，而落户于各式各样的普及型产品之中，进人普通百姓家。例如电子玩具、游戏机、学习机及其他家用电器产品等。就连汽车这种传统的机械产品也渗透进了微电子技术，采用微电子技术的电子引擎监控系统。汽车安全防盗系统、出租车的计价器等已得到广泛应用，现代汽车上有时甚至要有十几个到几十个微处理器。现代的广播电视系统更是使微电子技术大有用武之地的领域，集成电路代替了彩色电视机中大部分分立元件组成的功能电路，使电视机电路简捷清楚，维修方便，价格低廉。由于采用微电子技术的数字调谐技术，使电视机可以对多达100个频道任选，而且大大提高了声音、图像的保真度。 总之，微电子技术已经渗透到诸如现代通信、计算机技术、医疗卫生、环境工程在源、交通、自动化生产等各个方面，成为一种既代表国家现代化水平又与人民生活息息相关的高新技术。 4、发展趋势
医学微生物学期末考试模拟试卷（含答案）一、选择题(每题1分, 共30分) 【A型题】 1. 流行性乙型脑炎的传播媒介是 A. 三带喙库蚊 B. 伊蚊 C. 蜱 D. 虱 E. 蚤 2.肝炎病毒中核酸类型属于DNA的是 A. HAV B. HBV C. HCV D. HDV E. HEV 3.易发生整合感染的病毒是 A. 流行性感冒病毒 B. 轮状病毒 C. 巨细胞病毒 D. 鼻病毒 E. 冠状病毒 4. 可直接测量病毒体大小的方法是 A. 光学显微镜观察 B. 电子显微镜观察 C. X线衍射法 D. 超速离心法 E. 超过滤法 5. 决定病毒体感染细胞的关键物质是 A. 刺突 B. 衣壳 C. 包膜 D.核酸 E. 核蛋白 6. 干扰素的本质是 A. 病毒抗原 B. 受病毒抗原刺激后产生的抗体 C. 病毒基因编码的蛋白
D. 抗病毒化学制剂 E. 受病毒感染后细胞产生的蛋白质 7. 抗病毒中和抗体的作用是 A. 激活补体杀伤靶细胞 B. 降解病毒核酸 C. 病毒失去血凝 性 D. 病毒失去感染性 E. 病毒失去免疫原性 8. 内毒素是下列哪种细菌的主要致病物质 A. 金黄色葡萄球菌 B.肺炎链球菌 C.乙型溶血性链球 菌 D. 淋病奈瑟菌 E. 脑膜炎奈瑟菌 9. 病毒的致病机制不包括 A. 杀细胞性感染 B. 整合感染 C. 稳定状态感染 D. 侵袭感染 E.免疫病理作用 10. 病毒抗原检测可采用下列哪种方法 A. 核酸杂交 B. PCR C. ELISA D. 血凝试验 E. PFU 11. 现已用于临床预防病毒性传染病的人工主动免疫制剂是 A. 基因工程疫苗 B. 抗独特型疫苗 C. DNA疫苗 D. 抗病毒血清 E. DNA重组疫苗 12. 肠道致病菌与非致病菌的初步鉴别试验选用 A. 吲哚试验 B. 尿素分解试验 C. 乳糖发酵试验
光纤在医疗领域中的应用 姓名：学号： 摘要 光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。光纤主要是根据光在光纤中的全反射，把外部的光源发出的光通过光纤束导入体内，照射人体内需要检查的部位，再通过光纤束把观察到的体内器官的病变图像传出体外。又由于光纤的柔软、体积小、重量轻以及灵敏度高等特点，光纤在医学上的应用范围也是十分广泛的，如内窥镜，光纤诊断系统，光纤治疗工具和大医院的光纤通信系统等。同时，随着光纤在医学上的应用，激光器在医学上的应用也取得了重大的进展。 关键字：光纤；医用内镜；光纤治疗系统；医学应用 光导纤维，简称光纤。被广泛地应用于光能或光信号的传导，由于其可以弯曲灵活地插入体内，实现导光、传像，在医学上具有广泛应用。内窥镜技术已成为促进医学学科发展的一种强有力的工具。 1.光纤 上世纪六十年代初，激光已经发明, 但许多人怀疑其应用前景。当时高锟(2009年诺贝尔物理学奖得主, 光纤之父,)说: “我们怎么可以断定激光没有前途？如果光通讯仅仅停留在理论阶段，那就太可惜了。”高锟经过多年的努力, 最终认定了廉价的玻璃是最可用的透光材料。光纤是光学纤维的简称，它是由玻璃或塑料制成的直径为若干微米的细丝，分内外两层，是将低折射率的外层材料包在高折射率的内层纤维芯线上，并在两层之间形成良好的光学界面。当光束以入射角大于可以产生全反射的临界角入射到纤维的侧壁时，光束在侧壁产生全反射，全反射在纤维内反复产生，传播到纤维的另一端，而不会向外泄露。现在光导纤维已经得到广泛的应用：在医院应用的内窥镜；光导纤维做成电光缆可用于通信；光导纤维与敏感元件组合，则可以做成各种传感器，在力学实验中测量压力、流量、温度、位移、光泽和颜色等；光导纤维在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。 2.光纤在医学中的应用 2.1 内窥镜 光纤内镜光学纤维简称光纤，是由玻璃或塑料制成的直径为若干微米的细丝，分内外两层，是将低折射率的外层材料包在高折射率的内层纤维芯线上，两层之间形成良好的光学界面。当光束以人射角大于可以产生全反射的临界角入射到纤维的侧壁时，光束在侧壁处产生全反射，全反射在纤维内反复产生，传播到光纤的另一端，而不会向外泄露。在医院广泛应用的内视镜，如，胃镜、直肠镜、支气管镜等都是根据光线在玻璃纤维表面多次发生全反射的原理制成的。实际应用时，一般
微电子技术及其应用 041050107陈立 一、微电子技术简介 如今，世界已经进入信息时代，飞速发展的信息产业是这个时代的特征。而微电子技术制造的芯片则是大量信息的载体，它不仅可以储存信息，还能处理和加工信息。因此，微电子技术在如今已是不可或缺的生活和生产要素。 微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及系统的电子学分支。 作为电子学的分支学科，它主要研究电子或粒子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的科学，以实现电路的系统和集成为目的，实用性强。微电子学又是信息领域的重要基础学科，在这一领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息获取的科学，构成了信息科学的基石，其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。 微电子学是一门综合性很强的边缘学科，其中包括了半导体器件物理、集成电路工艺和集成电路及系统的设计、测试等多方面的内容；涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试和加工、图论、化学等多个领域。 微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向。信息技术发展的方向是多媒体（智能化）、网络化和个体化。要求系统获取和存储海量的多媒体信息、以极高速度精确可靠的处理和传输这些信息并及时地把有用信息显示出来或用于控制。所有这些都只能依赖于微电子技术的支撑才能成为现实。超高容量、超小型、超高速、超高频、超低功耗是信息技术无止境追求的目标，是微电子技术迅速发展的动力。 微电子学渗透性强，其他学科结合产生出了一系列新的交叉学科。微机电系统、生物芯片就是这方面的代表，是近年来发展起来的具有广阔应用前景的新技术。 二、微电子技术核心—-集成电路技术 集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”。 集成电路的分类 1．按功能结构分类 集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路 模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成
《微电子技术概论》期末复习题 试卷结构： 填空题40分，40个空，每空1分， 选择题30分，15道题，每题2分， 问答题30分，5道题，每题6分 填空题 1.微电子学是以实现电路和系统的集成为目的的。 2.微电子学中实现的电路和系统又称为集成电路和集成系统，是微小化的。 3.集成电路封装的类型非常多样化。按管壳的材料可以分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 4.材料按其导电性能的差异可以分为三类：导体、半导体和绝缘体。 5. 迁移率是载流子在电场作用下运动速度的快慢的量度。 6.PN 结的最基本性质之一就是其具有单向导电性。 7.根据不同的击穿机理，PN 结击穿主要分为雪崩击穿和隧道击穿这两种电击穿。 8.隧道击穿主要取决于空间电荷区中的最大电场。 9. PN结电容效应是PN结的一个基本特性。 10.PN结总的电容应该包括势垒电容和扩散电容之和。 11.在正常使用条件下，晶体管的发射结加正向小电压，称为正向偏置，集电结加反向大电压，称为反向偏置。 12.晶体管的直流特性曲线是指晶体管的输入和输出电流-电压关系曲线， 13.晶体管的直流特性曲线可以分为三个区域：放大区，饱和区，截止区。 14.晶体管在满足一定条件时，它可以工作在放大、饱和、截止三个区域中。 15.双极型晶体管可以作为放大晶体管，也可以作为开关来使用，在电路中得到了大量的应用。 16. 一般情况下开关管的工作电压为 5V ，放大管的工作电压为 20V 。 17. 在N 型半导体中电子是多子，空穴是少子； 18. 在P 型半导体中空穴是多子，电子是少子。 19. 所谓模拟信号，是指幅度随时间连续变化的信号。 20. 收音机、收录机、音响设备及电视机中接收、放大的音频信号、电视信号是模拟信号。 21. 所谓数字信号，指在时间上和幅度上离散取值的信号。 22. 计算机中运行的信号是脉冲信号，但这些脉冲信号均代表着确切的数字，因而又叫做数字信号。 23. 半导体集成电路是采用半导体工艺技术，在硅基片上制作包括电阻、电容、二极
医学微生物学考试试卷（A） (临床医学本科、影像医学本科、中医药学本科、实验技术本科、预防医学本科) 班级学号姓名 注意事项： 1．在试卷上写上姓名、班级。在答题卡上填上学号，将相应的数字涂黑，并写上班级、姓名和试卷类型（A卷/B卷）。交卷时必须将答题卡与试卷一起上交，否则以零分计算！ 2．本份试卷由基础知识题和病例分析题组成，共150个选择题，请按题目要求，在备选答案中选择一个最佳答案，并在答题卡上将相应的字母涂黑，做在试卷上无效。 3．考试时请严格遵守考场纪律，原则上不允许上厕所。 第一部分、Ａ型选择题 （由一题干和５个备选答案组成，请选出一个最佳答案。共90个选择题） 1.哪种疾病的病原体属于非细胞型微生物： A.疯牛病 B.梅毒 C.结核病 D.沙眼 E.体癣 2.细菌属于原核细胞型微生物的主要依据是: A.单细胞 B.二分裂方式繁殖 C.对抗生素敏感 D.有由肽聚糖组成的细胞壁 E.仅有原始核结构，无核膜 3.革兰阳性菌细胞壁： A.肽聚糖含量少 B.缺乏五肽交联桥 C.对溶菌酶敏感 D.所含脂多糖与致病性有关 E.有蛋白糖脂外膜 4.青霉素杀菌机制是: A.干扰细胞壁的合成 B.与核糖体50S亚基结合，干扰蛋白质合成 C.影响核酸复制 D.与核糖体30S亚基结合，干扰蛋白质合成 E.损伤细胞膜 5.有关“细菌鞭毛”的叙述，哪一项是错误的: A.与细菌的运动能力有关 B.许多革兰阳性菌和阴性菌均有鞭毛 C.在普通光学显微镜下不能直接观察到 D.可用于细菌的鉴定 E.将细菌接种在固体培养中有助于鉴别细菌有无鞭毛(半固体) 6.有关“芽胞”的叙述，错误的是: A.革兰阳性菌和阴性菌均可产生（都是阳性） B.不直接引起疾病 C.对热有强大的抵抗力 D.代谢不活跃 E.通常在细菌处于不利环境下形成 7.用普通光学显微镜油镜观察细菌形态时，总放大倍数为: A.10倍 B.100倍 C.400倍 D.900～1000倍 E.10000倍 8.脑膜炎奈瑟菌和肺炎链球菌经结晶紫初染、碘液媒染、95%乙醇脱色后，菌体分别呈: A.红色和紫色 B.紫色和紫色 C.紫色和无色 D.无色和无色 E.无色和紫色 9.革兰染色法是最常用的一种染色法，其实际意义不包括:
本文由jschen63贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 微电子技术的发展 主要内容 微电子技术概述；微电子发展历史及特点；微电子前沿技术；微电子技术在军事中的应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 2 2010-11-26 北京理工大学微电子所 3 工艺流程图 厚膜、深刻蚀、次数少多次重复 去除 刻刻蚀 牺牲层，释放结构 多 工艺 工工艺 2010-11-26 工 5 微电子技术概述 微电子技术是随着集成电路，尤其是超大规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和；微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向；衡量微电子技术进步的标志要在三个方面：一是缩小芯片中器件结构的尺寸，即缩小加工线条的宽度；二是增加芯片中所包含的元器件的数量，即扩大集成规模；三是开拓有针对性的设计应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 6 微电子技术的发展历史 1947年晶体管的发明；到1958年前后已研究成功以这种组件为基础的混合组件； 1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射极耦合逻辑电路；由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点，70 年代，微电子技术进入了MOS电路时代；随着集成密度日益提高，集成电路正向集成系统发展，电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实际上如果没有计算机的辅助，较复杂的大规模集成电路的设计是不可能的。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 7 微电子技术的发展特点 超高速：从1958年TI研制出第一个集成电路触发器算起，到2003年Intel推出的奔腾4处理器（包含5500 万个晶体管）和512Mb DRAM（包含超过5亿个晶体管），集成电路年平均增长率达到45％；辐射面广：集成电路的快速发展，极大的影响了社会的方方面面，因此微电子产业被列为支柱产业。
鸡胚在医学中的应用 摘要：鸡胚是研究动物发育的重要模型，已被大量用于医学各个学科的研究。对鸡胚的研究可以追溯到古希腊著名的博物学家亚里士多德，之后被很多生物学家予以深入的研究。现在对鸡胚发育的过程已有清楚的了解和认识。鸡胚在疫苗的开发和研究中更是有着不可替代的作用。本文主要阐述了鸡胚胎在发育生物学、肿瘤、神经、干细胞和免疫等研究领域中的应用。 关键词：鸡胚；发育；肿瘤；神经；干细胞；免疫 正文： 1鸡胚与发育生物学 鸡胚在发育生物学上作为一个重要模型系统已具有悠久的历史，一个多世纪以来，鸡胚已经成为洞悉发育过程和胚胎细胞命运的一个经典实验模型。随着生物技术的发展，如体内电穿孔技术、胚胎干细胞、新的转基因技术和基因组测序完成等，这些已经使鸡胚模型系统已变得更加强大，再结合传统的移植和世系追踪等技术，鸡胚已成为最优秀的实验系统之一[1]。随着模式生物鸡的基因资源增加、胚胎的易得性和RNA干扰方法的应用，这些都使研究胚胎发育中众多基因的功能变得简单容易。因此，鸡胚也成为众多对基因功能感兴趣的脊椎动物学家首选的研究系统[2]。 2 鸡胚和肿瘤 宫颈癌是一种严重威胁女性健康和生命安全的恶性肿瘤[3,4]，近年来宫颈癌的治疗手段有了改进，但其生存率仍然有待提高，宫颈癌的动物模型对提高宫颈癌的实验研究水平具有重要意义。有人用BALB／c~nude、SCID小鼠或大鼠作为人宫颈癌移植瘤的动物模型[5,6,7]。鸡胚作为人类疾病模型有许多优点[8]，有人把鸡胚作为其它癌细胞如人结肠癌细胞系HT-29、成釉细胞瘤细胞、骨肉瘤细胞移植受体[9,10]，或作为肿瘤新生血管形成、肿瘤侵袭和远处脏器转移潜能，以及抗肿瘤药物作用机制探讨等方面研究的体内实验模型[11]，为建立宫颈癌鸡胚模型提供了可能性与借鉴方法。 3 鸡胚和神经生物学 3.1建立鸡胚神经管缺陷模型 鸡胚胎内注射氨甲喋呤(MTX)，制作鸡胚神经管缺陷动物模型。鲍南、施诚仁等选用上海农业科学院“菜杭”鸡的受精蛋552枚，分成3组，分别为药物(MTX)注射组、生理盐水注射对照组及正常对照组。药物注射时间选择在鸡胚孵化第2-7d，MTX剂量分别为0.01、0.02、0.05、0.l及0.25mg/kg。孵化3周后观察结果。结果孵育第3~6d注药的鸡(剂量为0.01、0.02、0.05及0.lmg/kg)有神经管缺陷畸形产生，为脑膜脑膨出、骶尾骨退化等[12]。 3.2 提取鸡胚内神经营养活性物质及其生物活性 陈姝、何蕴韶等采用不同截留分子质量的超滤膜将不同胚龄的鸡胚内的蛋白分离提取，分成不同分子质量的蛋白组分，采用原代海马神经元和鸡胚背根节体外培养技术进行神经营养活性的分析与鉴定，发现不同胚龄的鸡胚相对分子质量Mr>50*103，的蛋白组分体外培养的海马神经元较对照组神经元存活数目多，存活时间长，突起粗而长，表明鸡胚相对分子质量Mr>50*l03蛋白组分可以维持和促进海马神经元的存活、生长．促进神经元之间的连接。值得注意的是相对分子
激光在医学中的应用 摘要 激光是利用受激发射放大原理产生的高相干性、高强度的单色光。产生激光束的光源称激光器，在医学领域里有广泛的用途。激光医学是一门新兴的边缘学科，其内容包括用激光新技术去研究、诊断、预防和治疗疾病。激光已应用于内、外、妇、儿、眼、耳鼻喉、口腔、皮肤、肿瘤、针灸、理疗等临床各科。它不仅为研究生命科学和研究疾病的发生发展开辟了新的研究途径，而且为临床诊治疾病提供了崭新的手段。 激光在医学上的应用主要分三类：激光生命科学研究、激光诊断、激光治疗，其中激光治疗又分为：激光手术治疗、弱激光生物刺激作用的非手术治疗和激光的光动力治疗。关键词：激光手术激光理疗激光针灸激光诊断和检测 激光的生物效应 一般认为激光有五个方面的效应： ① 热作用。主要是在可见光和红外光范围的激光引起的。弱激光不会直接造成不可逆损伤，可促使血管扩张，血液流动加强，从而改善局部的营养状态，促进伤口和溃疡的愈合，还具有镇痛和缓解肌肉痉挛等作用。强激光直接造成生物组织的不可逆性损伤，故可用以清除各种赘生物，如疣、痣、癌等，或凝固出血点、封闭破孔等。 ② 压力作用激光照射到人体上形成一种压力(光压)。如果激光呈大功率脉冲状态,则产生的压力很强。若激光聚焦功率为10W／cm则其压力可达40g/cm。强激光照射到生物组织上时,使组织汽化,产生热膨胀，这时体积剧烈增加而产生巨大的压力，可以大至几百个大气压，破坏性较大。临床上可利用这种压力在眼睛上房角处打孔，以沟通房水，降低眼压，治疗青光眼，还可以利用这种冲击波的力量来治疗后发性白内障和玻璃体出血后形成的机化索条等。
③ 光化学作用。利用激光能量激活体内某些化学反应。其中包括光致分解（吸收光能而导致化学分解的过程）、光致氧化(光作用下，反应物失去电子的过程)、光致聚合(光作用下，小分子聚合成大分子的过程)、光致敏化（在光敏剂的参与下，用特定波长的光作用而产生的化学反应）等四种主要类型。光敏化治疗是以血卟啉衍生物为代表的光动力学疗法，用以破坏癌细胞，需要氧分子参加才能起反应。另一类光敏剂如补骨脂素不需氧分子参加。局部涂补骨酯酊后，再用紫外激光局部照射，可以治疗白癜风和银屑病等疾病。 ④电磁场作用。高功率激光所产生的强电磁场，可以使生物组织发生明显的变化。⑤ 刺激作用。主要指功率较低的He－Ne激光对机体的作用。可促进神经再生，毛发生长，降低的血细胞回升，使骨痂生长迅速而使骨折愈合，还可抑制细菌生长从而消炎止痛。 以上五种效应中，压力效应和电磁场效应主要为大功率或中等功率激光所具有。而光化学反应和光刺激作用主要由小功率激光引起，热效应则大、中、小三种功率的激光均有。 医用激光器的种类 常用的医用激光器有以下几种：①氦氖激光器。输出波长为6328的红色激光。特点是结构简单，操作方便，价廉，寿命长，使用万小时以上。用于消炎、镇痛或作激光光针和理疗。②二氧化碳激光器。输出波长为10.6m 的远红外激光。特点是输出功率大，用作激光刀进行烧灼、切割和汽化。③氩离子激光器。输出波长为4880和5145的蓝绿色激光。特点是功率大，又在可见光范围。用于光凝固治疗，如眼底病和十二指肠、胃溃疡的光凝固治疗。④掺钕钇铝石榴石激光器。输出波长为1.060m的近红外激光。特点是输出功率大，对组织作用深而均匀，对红色组织有亲和力，又可用光导纤维传输。常与内窥镜结合进入腔内治疗肿瘤、息肉、出血等，是最常用的激光器之一。 其他准分子激光器、铜蒸气激光器、红宝石固体激光器、半导体激光器等在临床上也经常使用。 激光手术
聚酰亚胺在微电子领域的应用及研究进展王正芳 发表时间：2019-10-23T14:56:28.063Z 来源：《电力设备》2019年第10期作者：王正芳张馨予 [导读] 摘要：随着科技的深入发展，半导体和微电子工业已经成为国民经济的支柱性产业。 （天津环鑫科技发展有限公司天津市 30000） 摘要：随着科技的深入发展，半导体和微电子工业已经成为国民经济的支柱性产业。微电子工业的发展，除了设计、加工等本身技术的不断更新外，各种与之配套的材料的发展也有着十分重要的支撑作用。电子产品的轻量化、高性能化和多功能化使得其对高分子材料的要求也越来越高。聚酰亚胺(PI)可以说是目前电子化学品中最有发展前途的有机高分子材料之一。其优异的综合性能可满足微电子工业对材料的苛刻要求，因此得到了广泛的重视。 关键词：聚酰亚胺；PI薄膜；应用 信息产业的迅速发展除了技术的不断更新外，各种配套材料的发展同样占据着十分重要的地位。为微电子工业配套的专用化学材料通常称为“电子化学品”，其主要包括集成电路和分立器件用化学品、印刷电路板配套化学品、表面组装用化学品和显示器件用化学品等。电子化学品具有质量要求高、用量少、对生产及使用环境洁净度要求高和产品更新换代快等特点。同时PI具有比无机介电材料二氧化硅、氮化硅更好的成膜性能和力学性能，对常用的硅片、金属和介电材料有很好的粘结性能，聚酰亚胺（PI）薄膜具有良好的耐高低温性能、环境稳定性、力学性能以及优良的介电性能，在众多基础工业与高技术领域中均得到广泛应用。 一、PI发展及在微电子领域的应用 截至目前，PI已经成为耐热芳杂环高分子中应用最为广泛的材料之一，其大类品种就有20多种，较为著名的生产厂家包括通用电气公司GE、美国石油公司等，由于具有很好的热力学稳定性、机械性能及电性能，PI被广泛应用于半导体及微电子行业。可以说，微电子产业的发展水平，离不开PI材料的贡献。PI主要的应用包括下面方面。 1、α粒子的屏蔽层航空航天、军用集成电路在辐射环境中，遭受射线辐射后会发生性能劣化或失效，进而导致仪器设备的失控，因此其抗辐射的性能非常重要。高纯度（低杂质）的PI涂层是一种重要的耐辐射遮挡材料。在元器件外壳涂覆PI遮挡层，可有效防止由微量放射性物质释放的射线而造成的存储器错误。 2、元器件的金属层间介质以及先进封装的再布线技术材料。PI在微电子领域的很多应用，都是出于其优良的综合性能而不是单一特性，某些类似的应用可以发生在不同的领域中，一些应用情况也可以有多重的目的以及名称，因此在介绍文章的描述中，容易产生混乱。由于PI较低的介电常数减少电路时延和串扰，与其他材料的较好的粘附性防止脱离，常用金属材料在其中较低的扩散可靠性，挥发放气极低，以及良好的成膜和填平性，因此可作为多层金属互联结构的层间介质材料（ILD)，缓和应力，提高集成电路的速度、集成度和可靠性。类似的考虑也导致其作为先进封装的再布线RDL技术的首选介质材料，用于一般晶圆级的封装WLP中的扇入（Fan-in)和扇出（Fan-out)技术，以及多芯片组件（MCM）等技术中的再布线工艺。 3、微电子器件的钝化层\缓冲\填充\保护层。PI涂层作为钝化层，可有效地改善界面状况，阻滞电子迁移、降低漏电流，防止后序工艺和使用过程中的机械刮擦和表面污染，也可有效地增加元器件的抗潮湿能力。作为缓冲层（Stress Buffer）可有效地降低由于热应力和机械应力引起的电路崩裂断路。单层PI膜，往往同时起到化学钝化、机械保护、空间填充/平坦化的多重功能。此外，PI在微电子产业中的重要潜在应用还有：生物微电极（良好的生物相容性），以及光电材料（波导、开关器件），微电机（MEMS）工艺材料等。这些都是目前发展十分迅速的新兴技术领域，预示着这种介质材料的光明市场前景。尽管PI材料在微电子领域的市场前景十分广阔，且该领域与其他传统材料领域的也有很大不同，体现在初期体量小成本高，对材料的性能质量要求苛刻，而且呈现多样性特点，比如希望进一步降低介电常数，提高/降低玻璃化转变温度，降低吸水率等。在技术方面，它还面临着其他类似材料比如苯并环丁烯（BCB）聚合物，聚苯并唑（PBO）等的激烈竞争。 4、含氟PI在光波导材料中的应用。近年来，关于聚合物光波导材料的开发研究日益受到人们的重视。与传统的无机光波导材料相比，有机聚合物光波导材料具有如下特点:(1)较高的电光耦合系数;较低的介电常数;较短的响应时间和较小的热损耗;(2)加工工艺简单经济，无须高温加热处理，只要通过匀胶、光刻等工艺即可制得复杂的光电集成器件，而且器件具有轻巧、机械性能好的特点，适用于制作大型光学器件和挠性器件。目前研究较多的聚合物光波导材料包括氟代、氘代的聚甲基丙烯酸甲酯、含氟聚酰亚胺、含氟聚芳醚以及聚硅氧烷等[1]。含氟聚酰亚胺不仅具有传统聚酰亚胺材料所具有的耐高温、耐腐蚀、机械性能优良等性质，而且还具有溶解性能优异、低介电常数、低吸水率、低热膨胀系数等特性，因此非常适于制造光波导材料。 5、含氟PI在非线性光学材料中的应用。常用的非线性光学材料包括无机材料，如铌酸锂(LiNbO3)和有机聚合物材料，如聚酰亚胺等。聚合物作为非线性光学材料具有比无机材料更为明显的非线性光学效应、更快的响应速度以及低得多的介电常数。同时聚合物材料还具有结构多样、加工性能优越、与微电子技术和光纤技术具有良好适应性等特点，因此应用越来越广泛。与无机材料相比，PI材料具有非线性系数大、响应时间短、介电常数低、频带宽、易合成等特性，同时还具有优良的热性能、电性能、机械性能以及环境稳定性能等，而且可以与现有的微电子工艺良好地兼容，可在各种基材上制备器件，特别是可以制作多层材料，达到垂直集成，这是现有的铌酸锂等无机材料做不到的。含氟PI在保持PI固有的优良特性的同时，极大地改善了PI的溶解性，这就避免了聚酰胺酸在热亚胺化过程中，由于脱除小分子水留下“空穴”而引起光散射。 二、PI超薄膜未来发展趋势 PI超薄膜是近年才发展起来的一类高性能高分子薄膜材料，优异的综合性能很快确立了其在有机薄膜材料家族中的顶端地位。目前，PI超薄膜的发展方向主要体现在两个方面：一是标准型Kapton薄膜的超薄化；另一个是功能性PI超薄膜的研制与开发。对于前者而言，Kapton薄膜本身优良的热学与力学性能保证了其在超薄化过程中性能的稳定，其主要技术瓶颈更多地在于制备设备与制膜工艺参数的优化与调整。而对于功能性PI超薄膜而言，其性能不仅与设备和工艺有着密切的关系，而且树脂结构的分子设计以及新合成方法的研究也起着至关重要的作用。如何在保证特种功能的前提下，尽可能地保持PI薄膜固有的力学性能、热性能等是一项极具挑战性的研究课题，也是未来一项主要研究课题。 超薄型PI薄膜在现代工业领域中具有广泛的应用前景。国外十分重视这类材料的研制与开发，已经有批量化产品问世。由于PI超薄膜的应用领域较为特殊，国外对该材料的出口限制十分严格，某些品种甚至是对我国禁售的，这就需要国内尽早开展相关研究与产业化工