[發(fā)明專利]一種電磁式MEMS振動能量收集器及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510528824.0 | 申請日： | 2015-08-25 |
| 公開（公告）號： | CN105162291B | 公開（公告）日： | 2017-07-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 黃曉東;黃見秋;黃慶安 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學(xué) |
| 主分類號： | H02K15/00 | 分類號： | H02K15/00;B81C1/00 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249 | 代理人： | 吳旭 |
| 地址： | 214135 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 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： | 一種 電磁式 mems 振動 能量 收集 及其 制備 方法 | ||
1.一種電磁式MEMS振動能量收集器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)，選用硅作為第一襯底，通過熱氧化的方法在第一襯底表面生長一層SiO2；
(2)，以所述SiO2做掩膜并使用TMAH試劑對第一襯底進行各向異性刻蝕，刻蝕深度為50～200μm，刻蝕后形成凹槽；
(3)，使用HF溶液去除第一襯底表面的SiO2，并通過熱氧化的方法在第一襯底的表面及凹槽的底部和周側(cè)區(qū)域重新生長100～1000nm厚度的SiO2，形成底氧化層；
(4)，通過濺射在底氧化層的表面依次制作一層Ti以及一層Cu，作為制作電感線的種子層；
(5)，通過噴涂法在所述Cu的表面形成一層光刻膠并光刻，定義出電感線層圖形，電感線層包括若干根間隔設(shè)置的電感線；
(6)，通過電鍍的方法在所述電感線層圖形區(qū)域生長10～30μm的Cu；
(7)，通過刻蝕去除光刻膠以及被光刻膠覆蓋的種子層，完成電感線層的制備；
(8)，通過增強型化學(xué)氣相沉積的方法在所述電感線層位于凹槽內(nèi)區(qū)域的表面制作一層1～10μm厚度的SiO2并光刻，形成頂氧化層；
(9)，按照步驟(1)-(8)，在第二襯底表面依次制備凹槽、底氧化層、電感線層以及頂氧化層；
(10)，將可動永磁體置于第一襯底的凹槽內(nèi)，然后將第二襯底的凹槽正對第一襯底的凹槽，所述第一襯底和第二襯底上的電感線的首端和尾端之間以跨接方式連接并通過Cu-Cu之間共晶鍵合形成螺旋電感，第一襯底的凹槽和第二襯底的凹槽共同形成空腔。
2.一種電磁式MEMS振動能量收集器，其特征在于：包括第一襯底(10)，在所述第一襯底(10)上表面中部開有第一凹槽(11)，所述第一襯底(10)上表面以及第一凹槽(11)的底部和周側(cè)均設(shè)有第一底氧化層(12)，在所述第一底氧化層(12)表面設(shè)有第一電感線層(13)，所述第一電感線層(13)包括若干根間隔設(shè)置的電感線，每根電感線的中部位于第一凹槽(11)內(nèi)，每根電感線的首端和尾端分別位于第一凹槽(11)外部，在第一電感線層(13)位于所述第一凹槽(11)內(nèi)區(qū)域的表面設(shè)有第一頂氧化層(14)；
第二襯底(20)，在所述第二襯底(20)下表面中部開有第二凹槽(21)，所述第二襯底(20)下表面以及第二凹槽(21)的底部和周側(cè)均設(shè)有第二底氧化層(22)，在所述第二底氧化層(22)表面設(shè)有第二電感線層(23)，所述第二電感線層(23)包括若干根間隔設(shè)置的電感線，每根電感線的中部位于第二凹槽(21)內(nèi)，每根電感線的首端和尾端分別位于第二凹槽(21)外部，在第二電感線層(23)位于所述第二凹槽(21)內(nèi)區(qū)域的表面設(shè)有第二頂氧化層(24)；
所述第二襯底(20)設(shè)置于第一襯底(10)上方，所述第一凹槽(11)和第二凹槽(21)共同形成空腔，所述第一電感線層(13)與所述第二電感線層(23)的電感線的首端和尾端之間以跨接方式連接形成螺旋電感，所述空腔內(nèi)設(shè)有可動永磁體(33)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電磁式MEMS振動能量收集器，其特征在于：所述第一電感線層(13)和第二電感線層(23)由一層Ti和一層Cu復(fù)合構(gòu)成，第一電感線層(13)和第二電感線層(23)的電感線的首端和尾端之間通過Cu-Cu之間共晶鍵合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種電磁式MEMS振動能量收集器，其特征在于：所述可動永磁體(33)為球體或圓柱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電磁式MEMS振動能量收集器，其特征在于：所述第一凹槽(11)和第二凹槽(21)的深度為50～200μm，所述第一襯底(10)和第二襯底(20)為硅襯底，所述第一底氧化層(12)和第二底氧化層(22)均為厚度在100～1000nm的SiO2，所述第一頂氧化層(14)和第二頂氧化層(24)均為厚度在1～10μm的SiO2。
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