[发明专利]一种设有镂空部的压电能量采集器及其制备方法

权利要求书

1.一种设有镂空部的压电能量采集器，其特征在于，包括自下而上依次设置的硅基板(7)、金属层(8)和PZT压电层(9)，所述硅基板(7)和PZT压电层(9)通过所述金属层(8)共晶键合连接，所述硅基板(7)的中部下侧设有凹槽，该凹槽区域设有贯穿所述硅基板(7)、金属层(8)和PZT压电层(9)的镂空部(3)。

2.根据权利要求1所述的一种设有镂空部的压电能量采集器，其特征在于，所述硅基板(7)在所述凹槽的两侧分别形成有固定端(2)和自由端，所述自由端的上侧连接有上部质量块(5)、下侧连接有下部质量块(6)。

3.根据权利要求1所述的一种设有镂空部的压电能量采集器，其特征在于，所述镂空部(3)的形状为梯形。

4.根据权利要求3所述的一种设有镂空部的压电能量采集器，其特征在于，所述镂空部(3)设有圆角(4)。

5.根据权利要求1所述的一种设有镂空部的压电能量采集器，其特征在于，所述金属层(8)的材料为Cr或Au。

6.一种设有镂空部的压电能量采集器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取硅基板(7)，对该硅基板(7)进行清洗以及干燥处理；

S2：获取PZT压电层(9)，分别在步骤S1获取的所述硅基板(7)上侧和PZT压电层(9)的下侧镀接金属层(8)；

S3：将硅基板(7)和PZT压电层(9)的金属层(8)共晶键合；

S4：对所述PZT压电层(9)的上侧进行研磨减薄至预设的厚度范围；

S5：在硅基板(7)的下表面进行刻蚀得到凹槽；

S6：采用KrF准分子激光器在所述凹槽区域进行镂空处理，形成镂空部(3)，得到最终的压电能量采集器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：将硅基板(7)在所述凹槽的两侧分别作为固定端(2)和自由端，在自由端的上侧和下侧分别连接上部质量块(5)和下部质量块(6)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S6中，所述进行镂空处理过程中，所述上部质量块(5)和下部质量块(6)的材料均为镍或钨。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具体为，首先采用配置有金刚砂磨料悬浊液的研磨装置对所述PZT压电层(9)进行机械研磨，然后采用研磨膏对所述PZT压电层(9)进行精细研磨。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S6中，所述进行镂空处理过程中，所述KrF准分子激光器设置为80～150m/s范围以内的扫描速度、120～200HZ范围以内的扫描频率和9～15mJ/pulse范围以内的激光脉冲能量。