一种MEMS行波型微马达结构制造技术

本发明专利技术公开了一种MEMS行波型微马达结构，包括转子结构、定子行波驱动器结构和预紧力结构，所述定子行波驱动器结构下端与所述预紧力结构固定连接，所述转子结构包括转子壳体和转子，所述转子与所述定子行波驱动器结构紧密压紧在一起，所述转子壳体套设在所述转子的外面。通过以上结构设计，基于MEMS工艺的马达包括转子结构、定子行波驱动器结构和预紧力结构，信号互连不需要键合引线，使得器件结构更加紧凑尺寸更加小，本发明专利技术提出的马达结构通过键合即可完成组装，因此具有装配少，方便批量化生产的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS行波型微马达结构
本专利技术涉及微机电系统
，特别是涉及一种MEMS行波型微马达结构。
技术介绍
微机电系统(MEMS,Micro-Electro-MechanicalSystem)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。微机电系统是在微电子技术(半导体制造技术)基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。压电马达是一种以压电陶瓷为激励元件，利用压电陶瓷的逆压电效应产生高频机械振动，在以压电陶瓷为敏感材料定子上施加电信号，定子产生一定轨迹的机械振动进而驱动转子运动的电机。其具有设计灵活多变，响应速度快，定位精度高，无电磁干扰等优点，在生物医疗，精密仪器，航空航天和民用产品等领域都有所应用。超声马达一般包括：定子，作为振动元件，产生振动；转子，转子与定子挤压接触，振动元件振动，接触面上产生摩擦力从而带动转子旋转。传统机械加工工艺制作的马达体积大，由多个零件装配而成，一般通过紧固螺钉实现定转子的压紧、摩擦与转动，环形马达的直径一般都在几个厘米的范围，无法应用于高密度集成的环境中，同时无法实现批量化。综上所述，如何提供一种零件少、装配少、精度高、可批量化生产的微型化马达成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种MEMS行波型微马达结构，以解决上述现有技术存在的问题，使马达的体积小、零件少、装配少、精度高且可批量化生产。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种MEMS行波型微马达结构，包括转子结构、定子行波驱动器结构和预紧力结构，所述定子行波驱动器结构下端与所述预紧力结构固定连接，所述转子结构包括转子壳体和转子，所述转子与所述定子行波驱动器结构紧密压紧在一起，所述转子壳体套设在所述转子的外面。优选地，所述转子结构还包括传动齿轮，所述转子壳体与所述定子行波驱动器结构通过低温键合材料键合在一起，所述转子通过转动轴转动连接在所述转子壳体上，所述转子的转动轴上固定连接有动力齿轮，所述传动齿轮转动连接在所述转子壳体上，所述动力齿轮与所述传动齿轮啮合。优选地，所述转子壳体与所述预紧力结构通过低温键合材料键合在一起，所述转子通过转动轴转动连接在所述转子壳体上，所述转子的转动轴伸出所述转子壳体。优选地，所述定子行波驱动器结构包括依次连接的SOI衬底硅层、氧化硅层、SOI结构硅层和PZT材料层，所述PZT材料层靠近所述转子的位置，所述SOI衬底硅层与所述预紧力结构固定连接；所述定子行波驱动器结构还包括基于SOI的TSV结构，所述基于SOI的TSV结构与所述预紧力结构键合连接，所述定子行波驱动器结构中间设置有圆盘结构，所述转子与所述圆盘结构紧密压紧在一起，所述圆盘结构通过折叠梁来支撑连接。优选地，所述预紧力结构包括底板、信号通路TSV结构和施加预紧力的结构，所述信号通路TSV结构设置在所述底板上，所述信号通路TSV结构与所述基于SOI的TSV结构连接，所述施加预紧力的结构设置在所述底板上。优选地，所述施加预紧力的结构为圆柱形，所述转子为圆柱形。优选地，所述施加预紧力的结构为硅，通过干法刻蚀或者湿法腐蚀得到。优选地，所述施加预紧力的结构与所述底板为一体结构。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术的MEMS行波型微马达结构，包括转子结构、定子行波驱动器结构和预紧力结构，所述定子行波驱动器结构下端与所述预紧力结构固定连接，所述转子结构包括转子壳体和转子，所述转子与所述定子行波驱动器结构紧密压紧在一起，所述转子壳体套设在所述转子的外面。通过以上结构设计，基于MEMS工艺的马达包括转子结构、定子行波驱动器结构和预紧力结构，信号互连不需要键合引线，使得器件结构更加紧凑尺寸更加小，本专利技术提出的马达结构通过键合即可完成组装，因此具有装配少，方便批量化生产的优势。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的MEMS行波型微马达结构的整体结构示意图；图2为本专利技术的定子行波驱动器结构的一种角度的结构示意图；图3为本专利技术的定子行波驱动器结构的另一种角度的结构示意图；图4为本专利技术的预紧力结构的一种角度的结构示意图；图5为本专利技术的预紧力结构和定子行波驱动器结构的集成结构示意图；图6为本专利技术的MEMS行波型微马达结构的另一种实施方式的整体结构示意图；其中，1为转子壳体，11为转动轴，12为动力齿轮，102为导线，13为传动齿轮，14为转子，2为定子行波驱动器结构，21为基于SOI的TSV结构，22为氧化硅层，23为PZT材料层，24为SOI衬底硅层，25为SOI结构硅层，26为折叠梁，27为圆盘结构，3为低温键合材料，4为预紧力结构，41为底板，42为施加预紧力的结构，43为信号通路TSV结构。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种MEMS行波型微马达结构，以解决上述现有技术存在的问题，使马达的体积小、零件少、装配少、精度高且可批量化生产。为使本专利技术的上述目的、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专利技术作进一步详细的说明。实施例一如图1-5所示，本专利技术提供了一种MEMS行波型微马达结构，包括转子结构、定子行波驱动器结构2和预紧力结构4，定子行波驱动器结构2下端与预紧力结构4固定连接，所述转子结构包括转子壳体1和转子14，转子14与定子行波驱动器结构2紧密压紧在一起，转子壳体1套设在转子14的外面。其中，所述转子结构还包括传动齿轮13，所述转子壳体与定子行波驱动器结构2通过低温键合材料3键合在一起，转子14通过转动轴11转动连接在转子壳体1上，转子14的转动轴11上固定连接有动力齿轮12，传动齿轮13转动连接在转子壳体1上，动力齿轮12与传动齿轮13啮合。通过传动齿轮13将马达的动力传输出去。低温键合材料3是低温焊料或者有机聚合物。键合是将两片表面清洁、原子级平整的同质或异质半导体材料经表面清洗和活化处理，在一定条件下直接结合，通过范德华力、分子力甚至原子力使晶片键合成为一体的技术。具体的，定子行波驱动器结构2包括依次连接的SOI衬底硅层24、氧化硅层22、SOI结构硅层25和PZT材料层23，PZT材料层23靠近所述转子的位置，SOI衬底硅层24与预紧力结构4固定连接。定子行波驱动器结构还包括基于SOI的TSV结构21，基于SOI的TSV结构21与预紧力结构4键合连接。定子行波驱动器结构中间设置有圆盘结构27，悬空的圆盘结构27通过折叠梁26支撑连接。圆盘结构27上平面为凸出的平面，集成装配时，该平面与转子平面紧密压紧。进一步的，预紧力结构4包括底板41、信号通路TSV结构43和施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS行波型微马达结构，其特征在于：包括转子结构、定子行波驱动器结构和预紧力结构，所述定子行波驱动器结构下端与所述预紧力结构固定连接，所述转子结构包括转子壳体和转子，所述转子与所述定子行波驱动器结构紧密压紧在一起，所述转子壳体套设在所述转子的外面。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS行波型微马达结构，其特征在于：包括转子结构、定子行波驱动器结构和预紧力结构，所述定子行波驱动器结构下端与所述预紧力结构固定连接，所述转子结构包括转子壳体和转子，所述转子与所述定子行波驱动器结构紧密压紧在一起，所述转子壳体套设在所述转子的外面。2.根据权利要求1所述的MEMS行波型微马达结构，其特征在于：所述转子结构还包括传动齿轮，所述转子壳体与所述定子行波驱动器结构通过低温键合材料键合在一起，所述转子通过转动轴转动连接在所述转子壳体上，所述转子的转动轴上固定连接有动力齿轮，所述传动齿轮转动连接在所述转子壳体上，所述动力齿轮与所述传动齿轮啮合。3.根据权利要求1所述的MEMS行波型微马达结构，其特征在于：所述转子壳体与所述预紧力结构通过低温键合材料键合在一起，所述转子通过转动轴转动连接在所述转子壳体上，所述转子的转动轴伸出所述转子壳体。4.根据权利要求2或3所述的MEMS行波型微马达结构，其特征在于：所述定子行波驱动器结构包括依次连接的SOI衬底硅层、氧化硅层、SOI结构硅层和PZT...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜亦佳，陈余，代刚，周泉丰，李小石，弓冬冬，颜薪瞩，杨婷婷，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51