[发明专利]基于单晶硅基底的涡卷式微压缩机及其相关加工方法

摘要

基于单晶硅基底的涡卷式微压缩机及其相关加工方法，属于压缩机技术领域。该装置首次在涡卷式微压缩机设计中引入了欧丹环结构，并通过优化动涡盘基板设计减少动涡盘质量；针对静电驱动电压在涡卷壁上的损耗问题改进了孔洞形状设计。提出通过改变内表面亲水性质来防止顶端泄露与方便压缩腔的毛细作用填充的方案。在工艺实现方面，本发明包含了基于单晶硅基底的涡卷微压缩机的详细工艺流程，包括优化形状的动涡盘基板释放工艺方法。该发明装置在微制冷器压缩机，微真空压缩机，微全分析系统的精确微量进样控制和药物递送系统等广泛的领域具有应用前景。

主权项

1.一种基于单晶硅基底的涡卷式微压缩机装置，其特征在于，包含一对均使用单晶硅基底加工的动涡盘(3)和定涡盘(2)；定涡盘(2)的正方形基底下表面设有用于填充静电驱动电极的高深宽比微孔，定涡盘(2)的基底上表面有凸起的定涡卷壁(5)；定涡盘(2)基底与定涡卷壁(5)一体化；在定涡盘(2)基底下表面设有穿透定涡盘基底延伸至定涡卷壁(5)内部的多个沿定涡卷壁(5)均匀分布的微孔(12)用于填充静电驱动电极，微孔截面形状为扇环形，扇环的内外两条弧边与涡卷壁边缘完全等间距，微孔自定涡盘(2)基底伸入到定涡卷壁(5)中，扇环形微孔中填有电极材料，并且通过引线(13)和焊盘(14)连接在一起；在定涡盘(2)基底上定涡卷壁(5)的中心设有通孔作为排出口(15)；在定涡盘(2)基底上表面定涡卷壁(5)外设有圆环形外壳(6)，圆环形外壳(6)的侧面设有入口(7)；圆环形外壳(6)的上端面上设有一对圆柱形键槽(10)，两圆柱形键槽(10)沿定涡卷壁(5)径向对称分布；圆平面动涡盘(3)基底上表面有凸起的动涡卷壁(9)，圆平面动涡盘(3)基底与动涡卷壁(9)为一体化；在圆平面动涡盘(3)基底一直径的两端设有沿径向延长的短臂，在两端的短臂上各设有一凸起圆柱插入键(11)；两插入键(11)中心的间距与两圆柱形键槽(10)中心的间距相等，且插入键(11)插入到键槽(10)内；插入键(11)的直径小于键槽(10)的直径；插入键(11)和键槽(10)形成欧丹环设计，可防止动涡盘自旋转。