圆片级低真空封装的MEMS压电振动能量收集器结构设计*

张颖异，温志渝，邓丽城

（1.中国电子科技集团公司第四十四研究所，重庆400060；2.重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室，重庆400044；3.重庆大学光电工程学院，重庆400044）

圆片级低真空封装的MEMS压电振动能量收集器结构设计*

张颖异1，温志渝2，3*，邓丽城2，3

（1.中国电子科技集团公司第四十四研究所，重庆400060；2.重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室，重庆400044；3.重庆大学光电工程学院，重庆400044）

MEMS低真空封装技术能为MEMS器件的可动部分提供低阻尼环境，降低能量损耗，有效提高器件的能量转换效率，具有重要的研究意义和应用前景，是MEMS技术的研究热点和难点。为了进一步提高MEMS压电振动能量收集器的输出性能，提出了圆片级低真空封装的共质量块MEMS压电悬臂梁阵列振动能量收集器新结构，通过有限元分析方法对器件结构参数进行了优化设计，在优化结构参数下仿真器件输出性能：在610 Hz、2 gn加速度下，器件的输出电压为8.88 V，输出功率为1 220 μW，能满足实际应用需求；根据器件结构设计了加工工艺流程，对低真空封装结构的实现和封装工艺探索具有重要意义。

MEMS；压电；振动能量收集器；低真空封装

EEACC：7230；2550doi：10.3969/j.issn.1004-1699.2016.09.004

高性能的MEMS压电振动能量收集器是新型微电子器件与系统的重要使能技术，为超低功耗新型微电子器件与系统在恶劣环境下的可持续、免维护和绿色电源供给提供了有效的途径，在无人值守监测网络、智能建筑、物联网等领域具有迫切的应用需求［1-2］。但纵观MEMS压电振动能量收集器的研究现状与发展趋势，器件的输出性能仍然有待进一步提高，以满足更多的应用需求［3-6］。……