本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，具體提供一種合成射流激勵(lì)器、mems裝置以及合成射流激勵(lì)器的制備方法。

背景技術(shù)：

1、伴隨著微電子產(chǎn)品的集成化和小型化技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子元器件正朝著高性能、小型化、長(zhǎng)壽命的方向演進(jìn)，微電子產(chǎn)品的系統(tǒng)集成度不斷提高，散熱問(wèn)題已成為許多高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的重大瓶頸。目前，一些微系統(tǒng)的熱流密度已高達(dá)106-107w/m2。尤其是大功率電子元件，其散熱需求更為迫切。微型化、耗能和散熱問(wèn)題已成為制約芯片性能高速發(fā)展的主要障礙。

2、信息產(chǎn)業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心動(dòng)力，各種新型高功率熱流密度器件層出不窮，大幅提升了產(chǎn)值。然而，電子器件單位體積內(nèi)熱耗散量的增加導(dǎo)致溫度升高，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)可靠性與安全性的問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了元器件的進(jìn)一步發(fā)展。因此，散熱技術(shù)逐漸成為電力電子應(yīng)用領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。隨著元器件向著高性能和緊湊化方向發(fā)展，對(duì)有效散熱的需求也在不斷提升，并且這種需求將在未來(lái)愈加重要。因此，開(kāi)發(fā)高效的冷卻系統(tǒng)和高性能熱控制技術(shù)已成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

3、目前，傳統(tǒng)的散熱技術(shù)如風(fēng)冷式翅片散熱器、熱管、液冷等，在低重量和小體積方面面臨天然的限制，難以滿足微型化和高集成度的發(fā)展要求。

4、微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical?system，簡(jiǎn)稱(chēng)mems)是一種在毫米、微米甚至納米級(jí)尺度下，將微電子和微機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)工業(yè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)高精度、高集成度等要求。作為mems中最重要的細(xì)分領(lǐng)域之一，合成射流激勵(lì)器(synthetic?jetactuator，sja)在微機(jī)電系統(tǒng)中承擔(dān)著流體定量和定向輸送的重要職能，具有輕質(zhì)、緊湊和高效的換熱能力。因此，合成射流與散熱器相結(jié)合的冷卻技術(shù)表現(xiàn)出卓越的散熱性能，成為一種非常有潛力的散熱方式。

5、然而，現(xiàn)有的合成射流換熱裝置，主要采用機(jī)械組裝方式，包括蓋板、壓電振子、腔體、出口板等組件，但在低重量和小體積方面仍存在不足，難以滿足微型化處理功能器件的需求。相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的合成射流激勵(lì)器方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問(wèn)題，即，解決現(xiàn)有合成射流激勵(lì)器難以微型化的問(wèn)題。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種合成射流激勵(lì)器，包括：

3、第一玻璃基板，包括第一側(cè)壁和由所述第一側(cè)壁圍繞的腔體，其中所述腔體具有第一開(kāi)口；

4、振膜，設(shè)置在所述第一玻璃基板與所述第一開(kāi)口相對(duì)的一側(cè)，包括與所述第一開(kāi)口相對(duì)的第二開(kāi)口；

5、壓電振子，設(shè)置在所述振膜遠(yuǎn)離所述第一玻璃基板的表面上。

6、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，所述振膜包括：

7、自所述第一側(cè)壁向所述腔體方向延伸的懸臂結(jié)構(gòu)；

8、設(shè)置于所述懸臂結(jié)構(gòu)上的第一電極；

9、設(shè)置于所述第一電極上的介質(zhì)結(jié)構(gòu)。

10、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，還包括:

11、設(shè)置于所述振膜遠(yuǎn)離所述第一玻璃基板的表面上第二電極，為所述壓電振子供電。

12、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，所述懸臂結(jié)構(gòu)的材料為聚酰亞胺。

13、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，所述第一玻璃基板還包括自所述第一側(cè)壁向所述腔體方向延伸的延伸部，所述延伸部構(gòu)成所述懸臂結(jié)構(gòu)。

14、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，

15、所述第一電極的材料為cu或mo；

16、所述第二電極的材料為ag。

17、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，還包括：

18、第一導(dǎo)熱層，至少設(shè)置于所述第一側(cè)壁臨近所述腔體的表面上。

19、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，還包括：

20、第二玻璃基板，包括第二側(cè)壁以及由所述第二側(cè)壁圍繞的至少一個(gè)貫通孔；

21、第二導(dǎo)熱層，至少設(shè)置于所述第二側(cè)壁上，

22、其中，所述第二玻璃基板設(shè)置于所述第一玻璃基板的第一開(kāi)口側(cè)。

23、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，所述第二導(dǎo)熱層包覆所述第二玻璃基板的表面。

24、在上述合成射流激勵(lì)器的一個(gè)技術(shù)方案中，所述第二導(dǎo)熱層還填充所述貫通孔。

25、在第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环Nmems裝置，包括：

26、陣列排布的根據(jù)上述任一技術(shù)方案中的合成射流激勵(lì)器；

27、沿第一方向的第一金屬走線；以及

28、沿第二方向的第二金屬走線，

29、其中所述合成射流激勵(lì)器由第一電極和第二電極供電，在第一方向上相鄰合成射流激勵(lì)器的第一電極由第一金屬走線串聯(lián)連接，在第二方向上相鄰合成射流激勵(lì)器的第二電極由第二金屬走線串聯(lián)連接。

30、在第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N合成射流激勵(lì)器的制備方法，包括：

31、在第一玻璃基板一側(cè)形成振膜，其中所述振膜包括第二開(kāi)口；

32、在第一玻璃基板與所述振膜的開(kāi)口相對(duì)的一側(cè)形成腔體，其中所述腔體由所述第一玻璃基板的第一側(cè)壁圍繞并且所述腔體具有與所述第二開(kāi)口相對(duì)的第一開(kāi)口；

33、在所述振膜遠(yuǎn)離所述第一玻璃基板的表面上形成壓電振子。

34、在上述合成射流激勵(lì)器的制備方法的一個(gè)技術(shù)方案中，所述方法還包括：在所述振膜遠(yuǎn)離所述第一玻璃基板的表面上形成第二電極，為所述壓電振子供電。

35、在上述合成射流激勵(lì)器的制備方法的一個(gè)技術(shù)方案中，所述方法還包括：

36、形成第二玻璃基板，其中所述第二玻璃基板被形成為包括第二側(cè)壁以及由所述第二側(cè)壁圍繞的至少一個(gè)貫通孔；

37、形成導(dǎo)熱層，至少設(shè)置于所述第二側(cè)壁上；

38、將所述第一玻璃基板和第二玻璃基板接合，其中所述第二玻璃基板位于所述第一玻璃基板的第一開(kāi)口側(cè)。

39、在采用上述技術(shù)方案的情況下，本發(fā)明能夠提供微型化的合成射流激勵(lì)器，以滿足mems裝置的散熱需求。

技術(shù)特征：

1.一種合成射流激勵(lì)器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，所述振膜包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，還包括:

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，所述懸臂結(jié)構(gòu)的材料為聚酰亞胺。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，所述第一玻璃基板還包括自所述第一側(cè)壁向所述腔體方向延伸的延伸部，所述延伸部構(gòu)成所述懸臂結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，所述第二導(dǎo)熱層包覆所述第二玻璃基板的表面。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的合成射流激勵(lì)器，其特征在于，所述第二導(dǎo)熱層還填充所述貫通孔。

11.一種mems裝置，其特征在于，包括：

12.一種合成射流激勵(lì)器的制備方法，其特征在于，包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：在所述振膜遠(yuǎn)離所述第一玻璃基板的表面上形成第二電極，為所述壓電振子供電。

14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種合成射流激勵(lì)器、MEMS裝置以及合成射流激勵(lì)器的制備方法，旨在解決現(xiàn)有合成射流激勵(lì)器難以微型化的問(wèn)題。為此目的，本發(fā)明提供一種合成射流激勵(lì)器，包括：第一玻璃基板，包括第一側(cè)壁和由所述第一側(cè)壁圍繞的腔體，其中所述腔體具有第一開(kāi)口；振膜，設(shè)置在所述第一玻璃基板與所述第一開(kāi)口相對(duì)的一側(cè)，包括與所述第一開(kāi)口相對(duì)的第二開(kāi)口；壓電振子，設(shè)置在所述振膜遠(yuǎn)離所述第一玻璃基板的表面上。在采用上述技術(shù)方案的情況下，本發(fā)明能夠提供微型化的合成射流激勵(lì)器，以滿足MEMS裝置的散熱需求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉文渠,侯東飛,張鋒,岳陽(yáng),孟德天,董立文,呂志軍,崔釗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：京東方科技集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19