[发明专利]一种压电-电磁复合式振动能量收集器及其制备方法

权利要求书

1.一种压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，其包括：

相互堆叠的衬底和背板；所述衬底经刻蚀形成悬臂梁结构，其中，所述衬底的下表面形成有凹槽、所述凹槽上方为悬臂梁结构，所述凹槽和所述背板形成腔体，所述腔体内设有永磁体；

所述悬臂梁结构的上表面设置有压电层，在所述衬底上表面的除了所述悬臂梁结构以外的周边区域设置有第一电感线圈层，所述压电层与所述第一电感线圈层相绝缘；所述背板的下表面设置有第二电感线圈层。

2.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述压电层包括压电材料层以及形成在该压电材料层的上、下表面的上、下电极。

3.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述压电层和所述第一电感线圈层之间设置有绝缘层，所述凹槽的表面设置有绝缘层；和/或所述背板和所述第二电感线圈层之间设置有绝缘层。

4.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述永磁体为球体；所述悬臂梁结构与所述衬底之间包括镂空区域，所述镂空区域的几何尺寸小于或者等于所述永磁体的几何尺寸的1/3。

5.根据权利要求1所述的压电-电磁复合式振动能量收集器，其特征在于，所述第一电感线圈层和/或所述第二电感线圈层为矩形螺旋面结构或圆形螺旋面结构。

6.一种压电-电磁复合式振动能量收集器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

选择衬底，刻蚀所述衬底的下表面，形成凹槽结构；

在所述衬底的上下表面沉积绝缘层，形成覆盖所述衬底上表面的第一绝缘层、覆盖所述衬底下表面及所述凹槽结构的第三绝缘层；

在所述第一绝缘层上沉积压电层；

在所述压电层上沉积第二绝缘层；

在所述第二绝缘层上沉积并刻蚀形成第一电感线圈层；

刻蚀所述衬底的上表面，形成悬臂梁结构；

选择背板，在所述背板的下表面沉积第四绝缘层；

在所述第四绝缘层上沉积并刻蚀形成第二电感线圈层；

在所述凹槽结构内安装永磁体；

将所述凹槽结构正对所述背板进行组装形成腔体，制成所述电磁式振动能量收集器；所述第一电感线圈层形成在所述衬底上表面的除了所述悬臂梁结构以外的周边区域。

7.根据权利要求6所述的压电-电磁复合式振动能量收集器的制备方法，其特征在于，沉积所述压电层包括沉积下电极、压电材料层、上电极的步骤。

8.根据权利要求6所述的压电-电磁复合式振动能量收集器的制备方法，其特征在于，所述压电层形成在所述悬臂梁结构的上表面。

9.根据权利要求6所述的压电-电磁复合式振动能量收集器的制备方法，其特征在于，所述组装包括键合。

10.根据权利要求6所述的压电-电磁复合式振动能量收集器的制备方法，其特征在于，制备所述第一电感线圈层和/或所述第二电感线圈层包括沉积Ti/Cu或Cr/Cu的复合层。