[发明专利]一种MEMS电喷雾推力器阵列结构及实现方法

权利要求书

1.一种MEMS电喷雾推力器阵列结构，其特征在于，包括：安装基座(1)、发射极(2)、定位及绝缘层(3)、电极安装框架(4)、抽取极(5)、加速极(6)、以及储箱(7)；

所述发射极(2)为由突起作为基本单元构成的阵列结构，所述发射极(2)与所述安装基座(1)键合连接；

所述定位及绝缘层(3)，位于所述安装基座(1)的四个角，与所述安装基座(1)之间键合连接，电气隔离所述发射极(2)与所述抽取极(5)；

所述电极安装框架(4)，与所述定位及绝缘层(3)键合连接；

所述加速极(6)和所述抽取极(5)为由通孔作为基本单元构成的阵列结构，所述发射极(2)阵列结构中的突起与所述加速极(6)和所述抽取极(5)阵列结构中的通孔一一对应，所述加速极(6)和所述抽取极由上至下依次置于所述电极安装框架(4)的固定槽内；

所述储箱，与所述发射极(2)通过所述储箱上的凸台连接，所述储箱内存储所述发射极(2)突起向外喷射的推进剂。

2.根据权利要求1所述的MEMS电喷雾推力器阵列结构，其特征在于，所述发射极(2)阵列结构上相邻两排的突起错位排列，并且任意两个相邻突起之间的距离相同。

3.根据权利要求1所述的MEMS电喷雾推力器阵列结构，其特征在于，所述抽取极(5)和加速极(6)之间的距离为100-300微米。

4.根据权利要求1-3任一项所述的MEMS电喷雾推力器阵列结构，其特征在于，所述发射极(2)和所述储箱的材料为多孔材料，所述抽取极(5)和加速极(6)材料为表面镀金属的硅基材料。

5.一种MEMS电喷雾推力器阵列结构的制备方法，其特征在于，包括：

101、对硅片进行深硅刻蚀和湿法腐蚀得到安装基座(1)；

102、对多孔材料采用电化学腐蚀得到发射极(2)，所述发射极(2)为由突起作为基本单元构成的阵列结构；

103、通过环氧树脂将所述发射极(2)键合在所述安装基座(1)上；

104、通过硅-玻璃-硅阳极键合及玻璃腐蚀、深硅刻蚀得到定位及绝缘层(3)；

105、通过环氧树脂将所述定位及绝缘层(3)键合连接在所述安装基座(1)的四个角；

106、对硅片进行深硅刻蚀和湿法腐蚀得到电极安装框架(4)，并通过环氧树脂将所述电极安装框架(4)与所述定位及绝缘层(3)键合；

107、利用金属溅射及电镀在硅基材料表面淀积金属薄膜得到抽取极(5)和加速极(6)，并将所述加速极(6)和所述抽取级由上至下依次置于所述电极安装框架(4)的固定槽内，所述加速极(6)和所述抽取极(5)为由通孔作为基本单元构成的阵列结构，所述发射极(2)阵列结构中的每一个突起与所述加速极(6)和所述抽取极(5)阵列结构中的每一个通孔相互对应；

108、通过储箱(7)上的凸台，将存储推进剂的储箱(7)与所述发射极连接。

6.根据权利要求5所述的一种MEMS电喷雾推力器阵列结构的制备方法，其特征在于，对多孔材料采用电化学腐蚀得到发射极(2)的方法为：

通过有机无机溶剂对用于制备发射极(2)的多孔材料进行清洗；

通过干膜光刻胶对清洗后的多孔材料进行光刻；

通过氯化氢溶液在腐蚀掩蔽的保护条件下按照光刻标记对多孔材料整片向下刻蚀，同时向刻蚀掩蔽的侧向刻蚀，形成突起；

去除腐蚀掩蔽，通过氯化氢溶液、氯化镍溶液对突起进行电化学腐蚀，在突起顶端获得喷嘴顶部圆角，所述氯化氢溶液的浓度为1mol/L～3mol/L，所述氯化镍溶液的浓度为0.5mol/L。

7.根据权利要求5所述的一种MEMS电喷雾推力器阵列结构的制备方法，其特征在于，通过硅-玻璃-硅阳极键合及玻璃腐蚀、深硅刻蚀得到定位及绝缘层(3)的方法为：

对硅片进行深硅刻蚀，所述硅片的厚度为1-1.2mm；

将深硅刻蚀后的硅片与0.5mm厚的玻璃进行阳极键合后，刻蚀玻璃；

在刻蚀后的玻璃上采用阳极键合的方法键合0.5mm厚的硅片；

对在玻璃上键合的0.5mm厚的硅片进行深硅刻蚀，并刻蚀对准标记，得到定位及绝缘层(3)。