[發明專利]壓電疊堆式MEMS振動能量采集器及其制備方法

有效

• 申請號: 201110054030.7
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN102185097A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 劉景全;唐剛;李以貴;楊春生;柳和生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01L41/113
• 分類號: H01L41/113;H01L41/22;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種壓電疊堆式MEMS振動能量采集器，包括：硅固定基座、壓電疊堆片和質量塊，其特征在于：壓電疊堆片的一端固定在硅固定基座上且另一端懸空并與質量塊固定連接。

2.根據權利要求1所述的壓電疊堆式MEMS振動能量采集器，其特征是，所述的硅固定基座由硅片及設置于硅片兩側的二氧化硅層構成。

3.根據權利要求1所述的壓電疊堆式MEMS振動能量采集器，其特征是，所述的壓電疊堆片和質量塊具體通過環氧樹脂實現粘貼。

4.根據權利要求1所述的壓電疊堆式MEMS振動能量采集器，其特征是，所述的質量塊為鎳金屬塊或鎢金屬塊。

5.根據權利要求1所述的壓電疊堆式MEMS振動能量采集器，其特征是，所述的壓電疊堆片包括：基片以及附于基片上的壓電薄膜層和電極層，其中：壓電薄膜層為兩層或以上，電極層覆蓋于每一層壓電薄膜層的上、下表面，壓電薄膜層和電極層之間由環氧樹脂膠層實現機械串聯方式粘貼，相鄰的壓電薄膜層的極化方向相反且為并聯電連接。

6.根據權利要求1所述的壓電疊堆式MEMS振動能量采集器，其特征是，所述的基片是指：電鍍于硅固定基座表面的金屬層。

7.根據權利要求1所述的壓電疊堆式MEMS振動能量采集器，其特征是，所述的電極層為Cr、Ni、NiCr合金、CrCu合金或TiPt合金制成。

8.一種根據上述任一權利要求所述壓電疊堆式MEMS振動能量采集器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，對壓電陶瓷片進行單面拋光，并在陶瓷拋光面上濺射或蒸發一層金屬電極；

第二步，通過鍵合和減薄處理在基片上制備壓電疊堆片；

第三步，使用微加工工藝制備壓電能量采集器結構；

第四步，采用SU8膠工藝制備質量塊，并使用膠粘貼方法使壓電能量采集器的懸空端粘有一個質量塊；

第五步，焊接電導線，并沿著厚度方向極化壓電片。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征是，所述的制備壓電疊堆片方法，具體是：將單面拋光、上完電極的壓電陶瓷片，通過環氧樹脂膠粘貼在基片上，然后通過機械化學研磨拋光方法將壓電陶瓷片厚度減薄至5μm～10μm，接著在壓電陶瓷片減薄面上濺射或蒸發一層金屬電極層，制成壓電薄膜；重復上述步驟若干次，完成壓電疊堆片的制作。

10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征是，所述的極化是采用并聯方式，使壓電疊層相鄰片的電極極化方向相反。