[發(fā)明專利]基于MEMS工藝的復(fù)合式微型能量采集器及其制作方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201310462132.1 | 申請(qǐng)日： | 2013-09-30 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN103475183A | 公開(kāi)（公告）日： | 2013-12-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 徐峰;馮飛;時(shí)金輝;呂衛(wèi)衛(wèi);俞本立 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 安徽大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H02K35/04 | 分類號(hào)： | H02K35/04;H02N6/00;H02K15/00 |
| 代理公司： | 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101 | 代理人： | 何梅生 |
| 地址： | 230601 安徽省*** | 國(guó)省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 mems 工藝 復(fù)合 式微 能量 采集 及其 制作方法 | ||
1.基于MEMS工藝的復(fù)合式微型能量采集器，其特征是：以太陽(yáng)能材料為材質(zhì)、通過(guò)MEMS工藝制成振動(dòng)薄膜(1)，在所述振動(dòng)薄膜(1)的中心平面下方制作平面螺旋線圈(2)，在所述振動(dòng)薄膜(1)的正下方，處在所述平面螺旋線圈(2)的同軸位置上設(shè)置永磁體(3)；用于支撐振動(dòng)薄膜(1)的振動(dòng)薄膜硅片(4)和用于支撐永磁體(3)的永磁體硅片(5)是通過(guò)MEMS工藝分別制作，再鍵合成一支撐座，所述支撐座是底部具有圓形通孔（8）的開(kāi)放腔，以所述振動(dòng)薄膜(1)和平面螺旋線圈(2)輸出采集的能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS工藝的復(fù)合式微型能量采集器，其特征是：所述振動(dòng)薄膜(1)是以銅銦鎵硒或聚-3已基噻吩為材質(zhì)；所述振動(dòng)薄膜(1)可以是平面或者是中心為平面、外圍具有環(huán)形波紋結(jié)構(gòu)的薄膜，所述振動(dòng)薄膜的厚度為500nm-5μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS工藝的復(fù)合式微型能量采集器，其特征是：所述振動(dòng)薄膜硅片(4)和永磁體硅片(5)都是由厚度為250-500μm的硅片制作而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS工藝的復(fù)合式微型能量采集器，其特征是：所述平面螺旋線圈(2)為單層線圈或多層線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MEMS工藝的復(fù)合式微型能量采集器，其特征是：所述永磁體(3)形狀可以是圓柱體或立方體，其橫截面尺寸在微米量級(jí)，并小于平面螺旋線圈(2)的最大外徑。
6.一種權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的基于MEMS工藝的復(fù)合式微型能量采集器的制作方法，其特征是按如下過(guò)程進(jìn)行：
制備永磁體：
a、采用熱氧化工藝在永磁體硅片的上表面和下表面分別生長(zhǎng)出厚度為1.0-1.4μm的二氧化硅薄膜；
b、采用光刻工藝將圓形通孔圖形轉(zhuǎn)移到永磁體硅片上表面的光刻膠層，然后采用ICP等離子體刻蝕技術(shù)進(jìn)行刻蝕，形成貫穿永磁體硅片及二氧化硅薄膜的圓形通孔；
c、采用光刻工藝將永磁體橫截面圖形光刻到永磁體硅片上表面的光刻膠層，然后采用ICP等離子體刻蝕技術(shù)在永磁體硅片上表面的二氧化硅薄膜中刻蝕出永磁體橫截面圖形窗口，并繼續(xù)刻蝕至在永磁體硅片內(nèi)形成永磁體立體結(jié)構(gòu)；
d、去除表面殘余光刻膠并清洗，在永磁體硅片上表面濺射300nm的Cu/Cr種子層，再利用光刻膠對(duì)其它部位Cu/Cr種子層進(jìn)行覆蓋，只在永磁體立體結(jié)構(gòu)所在位置處的Cu/Cr種子層上電鍍永磁體材料，形成永磁體；
制作振動(dòng)薄膜：
a、采用熱氧化工藝在振動(dòng)薄膜硅片的上表面和下表面分別生長(zhǎng)出厚度為1.0-1.4μm的二氧化硅薄膜；
b、當(dāng)所述振動(dòng)薄膜(1)是中心為平面、外圍具有環(huán)形波紋結(jié)構(gòu)的薄膜時(shí)，利用光刻工藝將環(huán)形波紋圖形轉(zhuǎn)移到振動(dòng)薄膜硅片上表面的光刻膠層，然后采用ICP等離子體刻蝕技術(shù)，在振動(dòng)薄膜硅片上表面的二氧化硅薄膜中刻蝕出環(huán)形波紋圖形窗口，并繼續(xù)刻蝕至在振動(dòng)薄膜硅片內(nèi)形成環(huán)形波紋立體結(jié)構(gòu)；
c、利用光刻工藝將釋放窗口圖形轉(zhuǎn)移到振動(dòng)薄膜硅片下表面的光刻膠層，然后采用ICP等離子體刻蝕技術(shù)，將釋放窗口圖形正上方的二氧化硅薄膜刻蝕至露出振動(dòng)薄膜硅片，形成釋放窗口；
d、去除表面殘余光刻膠并清洗，采用銅銦鎵硒或聚-3已基噻吩材質(zhì)在振動(dòng)薄膜硅片上表面制作振動(dòng)薄膜；
e、采用ICP等離子刻蝕技術(shù)釋放位于釋放窗口正上方的振動(dòng)薄膜硅片和二氧化硅薄膜，形成振動(dòng)薄膜；
f、利用銅平面線圈制作工藝在振動(dòng)薄膜的中心平面下方制作平面螺旋線圈；
鍵合：
在振動(dòng)薄膜硅片下表面的二氧化硅薄膜上濺射300nm的Cu/Cr種子層；將永磁體硅片的上表面與振動(dòng)薄膜硅片的下表面中心對(duì)準(zhǔn)并貼合，通過(guò)夾具施加壓力，在150℃溫度下預(yù)鍵合24小時(shí)，再進(jìn)行漸變溫度退火處理。
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