[發(fā)明專利]一種基于壓電振膜的高精度MEMS微泵

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111290662.3
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN113883041A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃毅;陶智;李海旺;于湛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F04B43/04
• 分類號: F04B43/04;F04B53/16;F04B53/10;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 彭豆

1.一種基于壓電振膜的高精度MEMS微泵，其特征是：包括MEMS微泵本體以及PZT膜片，所述MEMS微泵本體由基片通過刻蝕、鍵合工藝形成三層結(jié)構(gòu)；所述三層結(jié)構(gòu)由上至下分別為上層腔體層、中層腔體層和下層腔體層；

所述上層腔體層與中層腔體層連通，所述上層腔體層的上表面設(shè)置有PZT壓電薄膜；

所述中層腔體層加工有進(jìn)口閥門和出液口；

所述下層腔體層加工有出口閥門和進(jìn)液口；

當(dāng)電源驅(qū)動(dòng)PZT壓電薄膜向上振動(dòng)時(shí)，流體通過進(jìn)口閥門從進(jìn)液口流入由所述上層腔體層與中層腔體層連通的腔體，此時(shí)出口閥門關(guān)閉；

當(dāng)PZT壓電薄膜向下振動(dòng)時(shí)，流體通過出口閥門從出液口流出由所述上層腔體層與中層腔體層連通的腔體，此時(shí)進(jìn)口閥門關(guān)閉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電振膜的高精度MEMS微泵，其特征在于：還包括所述MEMS微泵的制作方法，該方法具體由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一、制備上層腔體層；

選擇硅基片，采用ICP工藝干法刻蝕將硅基片刻蝕為圓形凹槽結(jié)構(gòu)，作為上層腔體層；

步驟二、制備中層腔體層；

選擇硅基片，先刻蝕出微泵出液口，再刻蝕一個(gè)圓孔，刻蝕厚度等于進(jìn)口閥門厚度時(shí)停止刻蝕，采用光刻膠進(jìn)行保護(hù)，再繼續(xù)刻蝕，直到將圓孔刻通；中層腔體層制作完成；

步驟三、制備下層腔體層；

選擇硅基片，先刻蝕出微泵進(jìn)液口，再刻蝕一個(gè)圓孔，當(dāng)刻蝕厚度等于出口閥門厚度時(shí)停止刻蝕，將所述出口閥門采用光刻膠進(jìn)行保護(hù)，再繼續(xù)刻蝕，直到將圓孔刻通；下層腔體層制作完成；

步驟四、將制備好的上層腔體層、中層腔體層和下層腔體層進(jìn)行硅硅鍵合，最后將PZT薄膜貼到上層腔體層的表面，完成MEMS壓電微泵的制作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電振膜的高精度MEMS微泵，其特征在于：所述出口閥門和進(jìn)口閥門的結(jié)構(gòu)為懸臂梁結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電振膜的高精度MEMS微泵，其特征在于：所述中層腔體層的出液口和下層腔體層的進(jìn)液口均為2-3mm的圓孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電振膜的高精度MEMS微泵，其特征在于：所述PZT薄膜的直徑為5mm，厚度為0.2mm。