CN103011061B - 采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法 - Google Patents
采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103011061B CN103011061B CN201210551994.7A CN201210551994A CN103011061B CN 103011061 B CN103011061 B CN 103011061B CN 201210551994 A CN201210551994 A CN 201210551994A CN 103011061 B CN103011061 B CN 103011061B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plating
- silicon chip
- permanent magnet
- electroplating
- photoresist
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
本发明涉及微机械系统制造领域，具体涉及微纳米加工技术领域，尤其涉及一种可集成化加工的振动能量采集器的制造方法，包括任选的处理基底；电镀Cu线圈；电镀Cu支撑柱；电镀Cu振动板与折形梁；电镀永磁体阵列；去胶，去种子层切割得到电磁式能量采集器。这种能量采集器能够通过线圈的串联来提高输出电压。通过永磁体CoNiMnP合金的制备可以实现整体集成化加工的要求。同时新结构的设计使得能量采集器的输出电压有较大的提升，使得采集能量的效率得到了极大的提升。同时，通过改变永磁体阵列的几何尺寸和摆放位置，也可以实现对能量采集器的优化。通过振动板与折形梁的厚度和长度的改变，可以实现对输出电压和谐振频率的改变。
Description
技术领域
本发明涉及微机械系统制造领域，具体涉及微纳米加工技术领域，尤其涉及一种采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法。
背景技术
微机电系统(MEMS)是一种新型多学科交叉的技术，它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多种学科。而利用微纳领域加工技术制备的元器件则有着广泛的应用和前景。本发明涉及一种能够用于对周围环境中的振动能量进行采集并储存为电能的器件。可以针对环境中普遍存在的低频振动进行有效的采集和储存。机械振动是最为常见的能量形式，因此将振动能量转化为电能是目前研究的重点领域和应用范围最广泛的方式，特别适合用作物联网的能量来源。
通常，MEMS振动能量采集器有三种工作原理：压电式、静电式和电磁式。其中，静电式能量采集器具有非谐振采集的优点，因此适用于各种频率，但是需要外接电源，实际使用受限。而压电式具有结构较为简单，输出能量密度高的优点，但是输出电流小，低频输出效率低。相比而言，电磁式能量采集器具有工艺简单，输出功率高等优点，但其谐振的工作原理对外界频率有一定的限制，而且永磁体的集成加工制备也较为困难。特别是CMOS工艺的兼容性问题使得电磁式能量采集器的制备面临极大的挑战。之前的研究表明了这几个特点，在Seok-MinJung等人在2010年发表的AWidebandEnergyHarvestingDeviceUsingSnap-ThroughBuckingforMechanicalFrequency-upConversion(23rdIEEEInternationalConferenceonMicroelectromechanicalSystems,24-28Jan.,2010,HongKong)(中文名：采用机械形变弹力提升技术的宽频带能量采集器)中，输出电压达到9.06V,输出功率达到1.12uW。而在DaigoMiki等人在2010年发表的Large-amplitudeMEMSElectretGeneratorwithNonlinerSpring(23rdIEEEInternationalConferenceonMicroelectromechanicalSystemsProc.23rdInt.Conf.MEMS(IEEE-MEMS2010),24-28Jan.,2010,HongKong,China)(中文名：带非线性弹簧的大幅度输出MEMS电极体发电机)中的静电式驻极体的输出功率为1.0uW。在之前的电磁式能量采集器中，多数的永磁体为非集成加工的方法制备的，其磁性可以达到非常高的要求。比如在Sari等人在AnElectromagneticMicroPowerGeneratorforWidebandEnvironmentalVibrations,(SensorsandActuatorsA,2008),(中文名：针对宽频带环境振动的电磁式微能量采集器)中的工作中将一系列的线圈做在聚对二甲苯(parylene)振动板与折形梁上，实现了4.2-5kHz宽频范围内的电磁能量采集器。但是由于其永磁体的加工为手工粘贴方式，并不完全是集成加工，所以还不利于大规模生产加工。同时由于电磁式能量采集器的线圈切割磁感线的效率不高，所以导致其输出电压受限。
从以上介绍可知，电磁式能量采集作为一种优势较为明显的振动能量采集方式还没有较好的集成加工制备技术，并且输出电压也制约了它的应用。所以本发明针对电磁式能量采集器的集成加工进行了研究，并提出了新加工工艺提升输出电压，实现了电磁式能量采集器的完全微纳复合加工技术。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对上述对于电磁式能量采集器的加工问题，本发明提供一种可以完全采用集成加工方法，可以和其他MEMS加工工艺完全兼容的制备方法。并且其新电压提升结构使得输出电压有了较大的提升。
本发明的电镀永磁体材料为CoNiMnP合金，CoNiMnP与Cu振动板、折形梁接触良好，并且便于采用电镀方法制备。永磁体阵列的电镀装置采用Co作为阳极，以维持电镀液中Co离子的浓度。在电镀槽两侧放置两块强永磁体以形成外加磁场，在电镀时对电镀的永磁体阵列进行垂直磁化。永磁体的饱和磁场强度与体积呈正相关，所以可以延长电镀时间来增加永磁体高度，以提升磁场强度，使得线圈处于更强的磁场，增加能量采集效率。当横截面积一定时，还可以通过控制电镀磁体厚度来改变磁体的矫顽力、剩磁和磁能积。
本发明的电磁式能量采集器设计成串联切割线和磁铁阵列的形式。其中线圈设计成首尾顺次连接而不是并联，可以增加线圈有效切割长度，从而提高输出电压。对于串联N根的线圈，其输出电压可以提升到单根的N倍。永磁体设计成阵列的形式可以较好的利用电镀永磁体边缘的较大的磁场。使线圈可以处于更强的磁场中，从而提高线圈切割磁感线的效率，进而提高输出电压。
(二)技术方案
本发明采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法，所述方法包括：
(A)任选的处理基底；
(B)电镀Cu线圈；
(C)电镀Cu支撑柱；
(D)电镀Cu振动板与折形梁；
(E)电镀永磁体阵列；
(F)去胶，去种子层切割得到电磁式能量采集器。
进一步地：步骤(A)包括在洁净的晶片上双面氧化氧化硅，厚度为100-500nm。
进一步地：步骤(B)包括：
(B1)溅射Ti/Cu种子层，Ti层厚度为10-50nm，Cu层厚度为100-500nm；
(B2)厚胶光刻出线圈图形，厚度为5-15μm；
(B3)配制Cu电镀液；
(B4)调整电镀参数进行Cu线圈的电镀。
进一步地：步骤(C)包括：
(C1)对准光刻出支撑柱图形，厚度为5-15μm；
(C2)调整电镀参数进行Cu支撑柱的电镀。
进一步地：步骤(D)包括：
(D1)溅射Ti/Cu种子层，Ti层厚度为10-50nm，Cu层厚度为100-500nm；
(D2)对准光刻出振动板与折形梁图形，厚度为5-15μm；
(D2)调整电镀参数进行Cu振动板与折形梁的电镀。
进一步地：步骤(E)包括:
(E1)对准光刻出永磁体阵列图形，厚度为5-15μm；
(E2)调整电镀参数进行永磁体阵列的电镀。
进一步地，电镀Cu的参数设置包括电流密度、脉冲频率、占空比、电镀时间；
进一步地，电镀永磁体的装置包括两块置于电镀液两侧的磁铁块；
进一步地，永磁体成分为CoNiMnP合金，电镀液配方和添加剂为：CoCl2·6H2O：24g/L，NiCl2·6H2O：24g/L，MnSO4·H2O：3.4g/L，NaH2PO2：4.4g/L，H3BO3：25g/L，NaCl：24g/L，C12H25O4NaS：0.3g/L，糖精：0.9g/L；
进一步地，永磁体与Cu线圈的摆放位置为垂直重合，以便于线圈能够有效切割磁场。
进一步地，去胶去种子层包括将硅片浸泡在丙酮溶液中1min，待表面的光刻胶全部去除之后取出。利用腐蚀液(去Cu：冰醋酸、双氧水和去离子水按照1:1:20的比例的混合液；去Ti:氢氟酸和去离子水按照1:60的体积比的混合液)去除硅片表面的Cu、Ti合金种子层。将硅片在去离子水中充分清洗，并烘干。
进一步地，永磁铁阵列包括矩形、条形、小正方形等形式。
一种电磁式能量采集器，采用上述方法制备得到。
一种电磁式能量采集器的用途，针对环境中普遍存在的低频振动进行有效的采集和储存，作为物联网的能量来源。
(三)技术优势
本发明的目的在于提供一种可以集成化加工的具有新型串联式线圈结构的能量采集器。本发明的能量采集器能够通过线圈的串联来提高输出电压。通过永磁体CoNiMnP合金的制备可以实现整体集成化加工的要求。同时新结构的设计使得能量采集器的输出电压有较大的提升，使得采集能量的效率得到了极大的提升。同时，通过改变永磁体阵列的几何尺寸和摆放位置，也可以实现对能量采集器的优化。通过振动板与折形梁的厚度和长度的改变，可以实现对输出电压的改变。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
图1为本发明采用集成加工方法制备能量采集器的方法的步骤流程图；
图2为本发明设计的能量采集器的制作流程图
图3为本发明设计的能量采集器的三维图
图4为本发明采用的永磁体结构1
图5为本发明采用的永磁体结构2
图6为本发明采用的永磁体结构3
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
实施例一：
参照图1，图1为本发明采用的能量采集器的步骤流程图，包括如下步骤：
步骤S1，在洁净的(100)晶向的硅片上采用双面氧化的氧化硅
步骤S2，在洁净的(100)晶向的硅片上采用溅射的方法溅射金属金属
步骤S3，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S4，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S5，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。利用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准。并在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S6，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S7，在电镀过的硅片上采用溅射的方法溅射金属金属
步骤S8，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。利用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准。在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S9，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S10，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。选用如图4所示图形的掩膜版，和硅片正面上的十字标记进行对准。并在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S11，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，采用脉冲电流，占空比为50％。将硅片连接在阴极，阳极连接Co板。进行永磁体的电镀，电镀液配方为：CoCl2·6H2O：24g/L，NiCl2·6H2O：24g/L，MnSO4·H2O：3.4g/L，NaH2PO2：4.4g/L，H3BO3：25g/L，NaCl：24g/L，C12H25O4NaS：0.3g/L，糖精：0.9g/L。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为2h。
步骤S12，将硅片浸泡在丙酮溶液中1min，待表面的光刻胶全部去除之后取出。利用腐蚀液(去Cu：冰醋酸、双氧水和去离子水按照1:1:20的比例的混合液；去Ti:氢氟酸和去离子水按照1:60的体积比的混合液)去除硅片表面的Cu、Ti合金种子层。将硅片在去离子水中充分清洗，并烘干。
步骤S13，利用切片机切割能量采集器样品，得到能量采集器的样品。对样品的输出电压和输出功率进行测量。
实施例二：
参照图1，图1为本发明采用的能量采集器的步骤流程图，包括如下步骤：
步骤S1，在洁净的(100)晶向的硅片上采用双面氧化的氧化硅
步骤S2，在洁净的(100)晶向的硅片上采用溅射的方法溅射金属金属
步骤S3，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S4，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S5，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。利用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准。并在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S6，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S7，在电镀过的硅片上采用溅射的方法溅射金属金属
步骤S8，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。利用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准。在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S9，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S10，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。选用如图5所示图形的掩膜版，和硅片正面上的十字标记进行对准。并在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S11，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，采用脉冲电流，占空比为50％。将硅片连接在阴极，阳极连接Co板。进行永磁体的电镀，电镀液配方为：CoCl2·6H2O：24g/L，NiCl2·6H2O：24g/L，MnSO4·H2O：3.4g/L，NaH2PO2：4.4g/L，H3BO3：25g/L，NaCl：24g/L，C12H25O4NaS：0.3g/L，糖精：0.9g/L。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为2h。
步骤S12，将硅片浸泡在丙酮溶液中1min，待表面的光刻胶全部去除之后取出。利用腐蚀液(去Cu：冰醋酸、双氧水和去离子水按照1:1:20的比例的混合液；去Ti:氢氟酸和去离子水按照1:60的体积比的混合液)去除硅片表面的Cu、Ti合金种子层。将硅片在去离子水中充分清洗，并烘干。
步骤S13，利用切片机切割能量采集器样品，得到能量采集器的样品。对样品的输出电压和输出功率进行测量。
实施例三：
参照图1，图1为本发明采用的能量采集器的步骤流程图，包括如下步骤：
步骤S1，在洁净的(100)晶向的硅片上采用双面氧化的氧化硅
步骤S2，在洁净的(100)晶向的硅片上采用溅射的方法溅射金属金属
步骤S3，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S4，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S5，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。利用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准。并在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S6，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S7，在电镀过的硅片上采用溅射的方法溅射金属金属
步骤S8，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。利用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准。在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S9，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为1h。
步骤S10，在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开。在100℃下进行烘膜300s。选用如图6所示图形的掩膜版，硅片正面上的十字标记进行对准。并在光刻机下曝光125s，之后取出。然后进行显影，显影液中浸泡30s。在显微镜下确保显影效果。在100℃下进行烘膜600s。
步骤S11，设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，采用脉冲电流，占空比为50％。将硅片连接在阴极，阳极连接Co板。进行永磁体的电镀，电镀液配方为：CoCl2·6H2O：24g/L，NiCl2·6H2O：24g/L，MnSO4·H2O：3.4g/L，NaH2PO2：4.4g/L，H3BO3：25g/L，NaCl：24g/L，C12H25O4NaS：0.3g/L，糖精：0.9g/L。接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀。电镀时间为2h。
步骤S12，将硅片浸泡在丙酮溶液中1min，待表面的光刻胶全部去除之后取出。利用腐蚀液(去Cu：冰醋酸、双氧水和去离子水按照1:1:20的比例的混合液；去Ti:氢氟酸和去离子水按照1:60的体积比的混合液)去除硅片表面的Cu、Ti合金种子层。将硅片在去离子水中充分清洗，并烘干。
步骤S13，利用切片机切割能量采集器样品，得到能量采集器的样品。对样品的输出电压和输出功率进行测量。
从永磁体的仿真情况图4-图6可以看出，实施例1和2的磁场强度峰值分布在磁体四周，所以磁体下的线圈处于较弱的磁场下，因而能量输出效率不高。而实施例3中的磁体峰值均匀分布在磁体正下方，因而下面的线圈可以高效的切割磁感线，因而输出效率更高。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。应当认识到，以上所述内容仅为本发明的具体实施方式，并不用于限制本发明。凡在本发明的实质和基本原理之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
Claims (6)
1.一种采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法，其特征在于按顺序包括以下步骤：
(A)任选的处理基底；
(B)电镀Cu线圈,包括：(B1)溅射Ti/Cu种子层，Ti层厚度为10-50nm，Cu层厚度为100-500nm；(B2)厚胶光刻出线圈图形，厚度为5-15μm；(B3)配制Cu电镀液；(B4)调整电镀参数进行Cu线圈的电镀；
(C)电镀Cu支撑柱,包括:(C1)对准光刻出支撑柱图形，厚度为5-15μm；(C2)调整电镀参数进行Cu支撑柱的电镀；
(D)电镀Cu振动板与折形梁,包括:(D1)溅射Ti/Cu种子层；(D2)对准光刻出振动板与折形梁图形，厚度为5-15μm；(D3)调整电镀参数进行Cu振动板与折形梁的电镀；
在电镀过的硅片上采用溅射的方法溅射金属金属
在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开，在100℃下进行烘膜300s，利用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准，在光刻机下曝光125s，之后取出，然后进行显影，显影液中浸泡30s，在显微镜下确保显影效果，在100℃下进行烘膜600s；
设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，将硅片连接在阴极，阳极连接Cu板，接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀，电镀时间为1h；
(E)电镀永磁体阵列；
在硅片表面滴光刻胶，先以540r/s的速度进行预匀胶60s，然后进行1500r/s的正式匀胶180s，确保光刻胶在硅片表面均匀涂开，在100℃下进行烘膜300s，选用掩膜版和硅片正面上的十字标记进行对准，并在光刻机下曝光125s，之后取出，然后进行显影，显影液中浸泡30s，在100℃下进行烘膜600s；
设置电镀装置，调整电镀电流使电流密度为1ASD，采用脉冲电流，占空比为50％，将硅片连接在阴极，阳极连接Co板，进行永磁体的电镀，电镀液配方为：CoCl2·6H2O：24g/L，NiCl2·6H2O：24g/L，MnSO4·H2O：3.4g/L，NaH2PO2：4.4g/L，H3BO3：25g/L，NaCl：24g/L，C12H25O4NaS：0.3g/L，糖精：0.9g/L，接通磁力搅拌装置，连通电路开始电镀，电镀时间为2h；
(F)将硅片浸泡在丙酮溶液中1min，待表面的光刻胶全部去除之后取出，利用冰醋酸、双氧水和去离子水按照1:1:20的比例组成的混合液去Cu，利用冰醋酸、双氧水和去离子水按照1:1:20的比例组成的混合液去Ti，利用氢氟酸和去离子水按照1:60的体积组成的混合液去除硅片表面的Cu、Ti合金种子层，将硅片在去离子水中充分清洗，并烘干，利用切片机切割能量采集器样品，得到能量采集器的样品，对样品的输出电压和输出功率进行测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(A)包括在洁净的晶片上双面氧化氧化硅，厚度为100-500nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(E)包括:
(E1)对准光刻出永磁体阵列图形，厚度为5-15μm；
(E2)调整电镀参数进行永磁体阵列的电镀。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，电镀Cu的参数设置包括电流密度、脉冲频率、占空比、电镀时间。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，电镀永磁体的装置包括两块置于电镀液两侧的磁铁块；永磁体成分为CoNiMnP合金，电镀液配方为：CoCl2·6H2O：24g/L，NiCl2·6H2O：24g/L，MnSO4·H2O：3.4g/L，NaH2PO2：4.4g/L，H3BO3：25g/L，NaCl：24g/L，C12H25O4NaS：0.3g/L，糖精：0.9g/L。
6.根据权利要求1或2或3所述的方法，永磁体与Cu线圈的摆放位置为垂直重合，以便于线圈能够有效切割磁场。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210551994.7A CN103011061B (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210551994.7A CN103011061B (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103011061A CN103011061A (zh) | 2013-04-03 |
| CN103011061B true CN103011061B (zh) | 2016-02-17 |
Family
ID=47960246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210551994.7A Active CN103011061B (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103011061B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112187006B (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-09 | 中国电力科学研究院有限公司 | 电力传感器及其基于mems的电力设备振动微能量采集装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101141093A (zh) * | 2007-10-11 | 2008-03-12 | 上海交通大学 | 微型电磁式低频振动能量采集器 |
| CN101515746A (zh) * | 2009-03-20 | 2009-08-26 | 北京大学 | 微型电磁式能量采集器及制备方法 |
| CN101924451A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-12-22 | 安徽大学 | 易于集成制造的高性能微型电磁式振动能量采集器 |
| CN101941670A (zh) * | 2010-08-17 | 2011-01-12 | 上海交通大学 | 基于永磁阵列的微型电磁式宽频带振动能量采集器 |
| CN102723839A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-10-10 | 北京大学 | 柔性基底电磁式能量采集器及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100837399B1 (ko) * | 2006-06-22 | 2008-06-12 | 삼성전자주식회사 | 2축 구동형 맴스 디바이스 |
-
2012
- 2012-12-18 CN CN201210551994.7A patent/CN103011061B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101141093A (zh) * | 2007-10-11 | 2008-03-12 | 上海交通大学 | 微型电磁式低频振动能量采集器 |
| CN101515746A (zh) * | 2009-03-20 | 2009-08-26 | 北京大学 | 微型电磁式能量采集器及制备方法 |
| CN101924451A (zh) * | 2010-07-30 | 2010-12-22 | 安徽大学 | 易于集成制造的高性能微型电磁式振动能量采集器 |
| CN101941670A (zh) * | 2010-08-17 | 2011-01-12 | 上海交通大学 | 基于永磁阵列的微型电磁式宽频带振动能量采集器 |
| CN102723839A (zh) * | 2012-05-28 | 2012-10-10 | 北京大学 | 柔性基底电磁式能量采集器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103011061A (zh) | 2013-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105060261B (zh) | 一种制备二硒化铁纳米片自组装微米花的方法 | |
| EP2835450B1 (en) | Micro-nano processing method for aluminum or aluminum alloy surface | |
| CN103359684A (zh) | 一种疏水表面、制备方法及其在滴状冷凝传热中的应用 | |
| CN106298180A (zh) | 图形化平面磁芯双层平面螺旋结构薄膜微电感及制备方法 | |
| CN103011061B (zh) | 采用微纳加工技术来制备电磁式能量采集器的方法 | |
| CN104185410B (zh) | 基于微金属网格的电磁屏蔽罩及其制备方法 | |
| CN101515746B (zh) | 微型电磁式能量采集器及制备方法 | |
| CN108239774A (zh) | 一种镍基析氢电极材料及其制备方法 | |
| CN103103583B (zh) | 一种金属基底上制作多层金属可动微结构的方法 | |
| CN102212815B (zh) | 一种高温氧化法在铁基非晶带材表面制备四氧化三铁涂层的方法 | |
| Roy et al. | Pulse reverse plating for integrated magnetics on Si | |
| CN103603020B (zh) | 电化学沉积制备铜互连用微纳米针锥结构的方法 | |
| CN102995083B (zh) | 一种采用电镀来制备软磁材料铁镍合金阵列的方法 | |
| CN103695983B (zh) | 一种尺寸可控的铝表面周期性纳米坑织构的制备方法 | |
| CN104098147B (zh) | 用电化学方法制备具有玫瑰花状形貌特征的NiO纳米颗粒 | |
| CN108203834A (zh) | 三元复合硅基光电极及其制备方法 | |
| CN103151424B (zh) | 一种用改进化学镀工艺在多孔硅表面制备金属电极的方法 | |
| Li et al. | Microstructure and magnetic properties of micro NiFe alloy arrays for MEMS application | |
| CN204935273U (zh) | 磁流变抛光设备的磁场发生装置 | |
| KR20130077285A (ko) | Ｃｉｇｓ 박막 태양전지의 제조방법 및 이로 제조된 ｃｉｇｓ 박막 태양전지 | |
| CN203346136U (zh) | 一种小分子团水制备装置 | |
| CN109216405A (zh) | Amoled用金属掩膜板的制造方法 | |
| CN108275650A (zh) | 一种磁性微纳机器人的磁场控制方法 | |
| CN102360696A (zh) | 一种开合式单晶永磁场结构 | |
| CN102515086B (zh) | 具有形态相关磁性的Co纳米结构阵列材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |