基于ICP-RIE工艺和共晶键合技术的微引擎

针对便携式设备的电源存在能量密度不够、电池寿命短、回收利用困难以及难以实现小型化等问题,设计了一种氢气作为燃料的微型往复式引擎来替代小型电源,其整体设计尺寸为52 mm×43 mm×4 mm。利用绝缘体上硅(SOI)基板制作了微型往复式引擎的零部件,包括上下盖板、燃烧室、活塞、弹簧和点火装置等;利用电感耦合等离子体-反应离子刻蚀(ICPRIE)得到垂直度接近90°的硅燃烧室、活塞等部件;利用Au-Si共晶键合等关键工艺,保证了上、下盖板与燃烧室等部件之间的气密性。为了验证微引擎的的可行性,搭建了一套测量燃烧压及活塞往复运动的实验装置,测得最大燃烧压约为50 kPa,活塞最大行程长度为1.6 mm,因此其具有广阔的应用前景。