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【24h】

Fabrication and characterization of MEMS piezoelectric synthetic jet actuators with bulk-micromachined PZT thick film

机译：具有体微加工的PZT厚膜的MEMS压电合成射流执行器的制造与表征

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In this paper, we have developed a fabrication process for micro synthetic jet actuators (SJA) by bonding a high-quality Pb (Zr,Ti) O-3 (PZT) ceramic wafer to a silicon wafer using epoxy resin at low temperature (< 150 A degrees C). The bulk-PZT was lapped and polished to be PZT thick film by chemical mechanical polishing (CMP) method, and patterned by wet-etching method. The cavity and orifice of SJA were formed by inductive coupled plasma etching (ICP) method. A MEMS piezoelectric SJA was then completed and characterized, including the performance of the PZT thick film. While the dimension of bonded PZT thick film is about 6,000 x 6,000 x 100 mu m, and the dimension of Si membrane is about 1,000 x 1,000 x 20 mu m. The experimental results show that the maximum center amplitude of PZT-Si diaphragm is 15.05 mu m at Vp-p of 90 V and the resonant frequency of 5 kHz, and the maximum jet velocity is higher than 11 m/s. This novel process has great potential to fabricate MEMS piezoelectric synthetic jet actuators.
机译：在本文中，我们通过在低温下使用环氧树脂将高质量的Pb（Zr，Ti）O-3（PZT）陶瓷晶片粘结到硅晶片上，从而开发了微合成喷射执行器（SJA）的制造工艺。 150 A摄氏度）。通过化学机械抛光（CMP）方法将块状PZT研磨并抛光为PZT厚膜，并通过湿蚀刻法将其图案化。 SJA的腔和孔通过电感耦合等离子体蚀刻（ICP）方法形成。然后，完成并表征了MEMS压电SJA，包括PZT厚膜的性能。结合的PZT厚膜的尺寸约为6,000×6,000×100μm，而Si膜的尺寸约为1,000×1,000×20μm。实验结果表明，在90 V的Vp-p和5 kHz的谐振频率下，PZT-Si膜片的最大中心振幅为15.05μm，最大射流速度高于11 m / s。这种新颖的工艺具有制造MEMS压电合成喷射执行器的巨大潜力。

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