[發(fā)明專利]壓電雙晶片式MEMS能量采集器及其制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010178083.5 | 申請日: | 2010-05-20 |
| 公開(公告)號: | CN101860262A | 公開(公告)日: | 2010-10-13 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 楊春生;唐剛;劉景全;李以貴;柳和生 | 申請(專利權(quán))人: | 上海交通大學(xué) |
| 主分類號: | H02N2/18 | 分類號: | H02N2/18;B81B3/00;B81C1/00 |
| 代理公司: | 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201 | 代理人: | 王錫麟;王桂忠 |
| 地址: | 200240 *** | 國省代碼: | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 壓電 雙晶 mems 能量 采集 及其 制備 方法 | ||
1.一種壓電雙晶片式MEMS能量采集器,其特征在于,包括:若干壓電雙晶片懸臂梁,每個壓電雙晶片懸臂梁包括:硅固定基座、壓電雙晶片和質(zhì)量塊,其中:壓電雙晶片的一端固定在硅固定基座上,壓電雙晶片的另一端懸空,質(zhì)量塊固定在壓電雙晶片的懸空端;
所述的壓電雙晶片包括:金屬基片、兩層壓電薄膜和兩層電極,其中:第一層壓電薄膜位于金屬基片的上表面,第二層壓電薄膜位于金屬基片的下表面,第一層電極位于第一層壓電薄膜的上表面,第二層電極位于第二層壓電薄膜的下表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器,其特征是,所述的質(zhì)量塊是鎳金屬塊,或者是鎢金屬塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器,其特征是,所述的金屬基片是銅片,或者是鋁合金片,其厚度范圍是10μm-20μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器,其特征是,所述的壓電薄膜是壓電陶瓷薄膜,其厚度范圍是5μm-10μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器,其特征是,所述的電極是Cr,或者是Ni,或者是NiCr合金,或者是Cr/Cu合金,或者是鈦/Pt合金。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
第一步,使用提拉法使金屬基片的上下表面附有壓電薄膜,并在壓電薄膜上濺射或蒸發(fā)一層金屬材料,從而得到壓電雙晶片;
第二步,使用膠粘貼方法將壓電雙晶片粘貼在硅片的上表面;
第三步,使用微加工工藝在硅片的下表面形成一個矩形槽;
第四步,使用切片機(jī)切割硅片和壓電雙晶片,將硅片分為若干獨立的硅固定基座,相應(yīng)的壓電雙晶片分為若干獨立的壓電雙晶片,使每個硅固定基座上的壓電雙晶片的一端固定,另一端懸空;
第五步,采用SU8膠工藝制備若干質(zhì)量塊,并使用膠粘貼方法使每個壓電雙晶片的懸空端粘有一個質(zhì)量塊;
第六步,沿著壓電雙晶片厚度方向?qū)弘婋p晶片進(jìn)行極化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器的制備方法,其特征是,所述的提拉法,具體是:以5mm/min-10mm/min的提拉速度使金屬基片在壓電薄膜中提膜,提一次膜后立即在100℃-150℃溫度大氣環(huán)境下烘10min-15min,再將其冷至室溫,然后再進(jìn)行下一次提膜,待N次提膜結(jié)束后,將其在500℃-700℃退火2h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器的制備方法,其特征是,所述的膠粘貼方法是通過絲網(wǎng)印刷法將厚度小于2um的環(huán)氧樹脂膠涂在質(zhì)量塊或者壓電雙晶片上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電雙晶片式MEMS能量采集器的制備方法,其特征是,所述的微加工工藝包括:光刻、顯影、濕法SiO2刻蝕、濕法體Si加工、干法Si加工、干法SiO2刻蝕和離子銑刻蝕。
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