[發明專利]一種螺旋型壓電式能量采集器及其制備方法

有效

• 申請號: 201410015461.6
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103746602A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 張海霞;劉雯;韓夢迪;黃賢良;金勇
• 申請（專利權）人: 北京大學;北京三星通信技術研究有限公司
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種螺旋型壓電式能量采集器，其特征在于：所述采集器包括螺旋型壓電薄膜懸臂梁、在懸臂梁上下表面的金屬電極、分別位于懸臂梁上下表面的金屬質量塊和硅質量塊以及用來粘附下表面硅質量塊的粘附層。

2.根據權利要求1所述的采集器，其特征在于：所述壓電薄膜為聚偏氟乙烯，所述金屬電極為金屬銅或其它具有穩定性且導電性良好，電阻率小于10^-3Ω·m的金屬，選自金、銀、鉑；所述粘附層材料為環氧樹脂或其他具有耐強堿特性的粘附劑；所述金屬質量塊為能夠被電鍍工藝加工的金屬，選自金、鎳或銅。

3.一種權利要求1所述螺旋型壓電能量采集器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）、通過低壓化學氣相淀積的方法在硅片正反面淀積一層氮化硅薄膜，膜厚為100nm-1μm；

2）、通過反應離子刻蝕的方法，刻蝕掉硅片背面的氮化硅；

3）、利用光刻以及反應離子刻蝕的方法，圖形化硅片正面的氮化硅薄膜；

4）、通過蒸發或濺射工藝，在PVDF薄膜兩側制備金屬電極；

5）、通過旋涂的方法，在上述圖形化的硅片上旋涂一層環氧樹脂膠，利用膠的粘附性，將步驟4）中制備好的PVDF粘附在硅片背面；

6）、通過旋涂工藝，在步驟5）制備的PVDF上旋涂光刻膠，并利用雙面對準光刻工藝將其圖形化，利用電鍍工藝，在PVDF膜制備得到金屬質量塊；

7)、利用聚二甲基硅氧烷自流平工藝將PDMS溶液覆蓋于帶有PVDF的硅片的背面，加熱將其固化成膜，保護背面圖形；

8）、通過KOH腐蝕的工藝，制備得到硅質量塊；

9）、去除PDMS膜；

10）、利用激光圖形化PVDF膜，制備得到懸臂梁。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述步驟4）中，PVDF膜厚度為20μm-500μm，濺射和蒸鍍的溫度為30-70℃；

所述步驟5）中，環氧樹脂膠的厚度為2μm-20μm；

所述步驟6）中，金屬質量塊的面積大小為0.4mm²-4mm²，厚度為2μm-40μm，個數為4-15個；

所述步驟8）中，硅質量塊的面積大小為0.4mm²-4mm²，厚度為100μm-500μm，個數為4-15個，KOH腐蝕條件為溫度60℃-90℃；

所述步驟10）中，PVDF懸臂梁為螺旋型PVDF懸臂梁，其寬度為200μm-10mm。