[发明专利]一种基于MEMS的压电装置及其制备方法

权利要求书

1.一种基于MEMS的压电装置，其特征在于，包括PZT基板（5）和支撑基板（1），所述PZT基板（5）上设有布置于内圈的若干个驱动部（4）、布置于外圈的若干个固定部（3）、以及与所述驱动部（4）和固定部（3）连接的引线线路（2）；所述固定部（3）和驱动部（4）均为PZT材料（16）；所述支撑基板（1）上覆盖于驱动部（4）和固定部（3）上，支撑基板（1）上与所述固定部（3）对应的位置处设有连接凸起，支撑基板（1）上与所述驱动部（4）对应的位置设有驱动凸起，所述连接凸起与固定部（3）固定连接，所述驱动凸起与驱动部（4）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的压电装置，其特征在于，所述连接凸起与固定部（3）的截面尺寸匹配，所述驱动凸起的截面尺寸小于驱动部（4）。

3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的压电装置，其特征在于，所述内圈和外圈均为正方形状内圈，所述驱动部（4）设有四个，分别位于内圈边部的中间位置；所述固定部（3）设有四个，分别位于外圈边部的中间位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的压电装置，其特征在于，所述驱动部（4）和固定部（3）分别与独立的引线线路（2）连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的压电装置，其特征在于，所述固定部（3）和驱动部（4）的高度均为1.5~2.5mm；在驱动部（4）的伸缩作用下，所述支撑基板（1）发生在伸缩方向上的形变，该形变的量为0.01~0.1mm。

6.一种如权利要求1所述的基于MEMS的压电装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

支撑基板（1）的制备：提供一Si晶片（8），通过光刻工艺、电感耦合等离子体-反应离子刻蚀法在所述Si晶片（8）加工出连接凸起和驱动凸起，并在连接凸起和驱动凸起表面蒸镀Au层；

PZT基板（5）的制备：

提供一Si基板（13）和玻璃基板（12），将Si基板（13）和玻璃基板（12）阳极键合得到Si基板（13）/玻璃基板（12）；在Si基板（13）上通过光刻工艺、玻璃喷砂刻蚀工艺加工出驱动部（4）和固定部（3）的基座部分；在驱动部（4）和固定部（3）的基座部分上通过金键合PZT材料（16），通过切割刀和掩膜板对PZT材料（16）区域化切断加工出驱动部（4）和固定部（3），并在驱动部（4）和固定部（3）表面蒸镀Au层；

支撑基板（1）和PZT基板（5）的结合：

以Au层作为键合层，对支撑基板（1）和PZT基板（5）进行键合；采用高压电源对键合后的支撑基板（1）和PZT基板（5）进行分极处理，得到所述压电装置。

7.根据权利要求6所述的一种基于MEMS的压电装置的制备方法，其特征在于，所述PZT基板（5）制备过程中采用的掩膜版与PZT基板（5）形状大小相同，并且镂空贯通部位为驱动部（4）、固定部（3）和引线线路（2）的图案；所述掩膜板的边长上设有与所述驱动部（4）和固定部（3）各个边长的延长线对应的切割口（7）。

8.根据权利要求7所述的一种基于MEMS的压电装置的制备方法，其特征在于，所述支撑基板（1）的制备过程具体包括以下步骤：

（a）将厚度为0.5~1.5mm的Si晶片（8）清洗、脱水烘干，在Si晶片（8）表面旋涂光刻胶并在掩膜板下进行紫外线强度为15～25mj/cm²的预照射，在150～200℃条件下烘焙后进行强度为80～120mj/cm²的全面曝光，曝光后使用显影液进行显影操作；

（b）在步骤（a）得到的Si晶片（8）带有光刻胶的一侧表面溅射沉积Cr金属25～35秒，得到金属Cr层（11），将光刻胶剥离；

（c）采用电感耦合等离子体-反应离子刻蚀法对步骤（b）得到的Si晶片（8）进行深度刻蚀，将Si晶片（8）采用硫酸和过氧化氢混合液清洗、再采用Cr蚀刻液刻蚀除去Cr层（11），将Si晶片（8）清洗烘干后真空蒸镀Au层得到支撑基板（1）。