化硅层(2)及第二硅层(4)上表面的二氧化硅层(2)上的支撑层电极层(16);压电厚膜层包括压电厚膜⑶及其表面的压电厚膜电极层(5);
[0086]压电厚膜层与硅悬臂梁支撑层通过粘贴胶层(6)粘贴键合；硅基压电悬臂梁形状为矩形，其正面图如图2所示。
[0087]质量块包括:集成硅质量块及微柱摩擦层；
[0088]集成硅质量块包括集成硅(7)及其表面的二氧化硅层(2);微柱摩擦层包括微柱摩擦结构(8)及其表面的摩擦结构电极层(9)。
[0089]阻挡块包括:阻挡块电极层(10)、摩擦层基座(11)和阻挡块摩擦层(12);阻挡块电极层(10)位于摩擦层基座(11)的上表面，阻挡块摩擦层(12)位于阻挡块电极层(10)的上表面。
[0090]压电厚膜为PZT厚膜，厚度为15Pm。
[0091]压电厚膜上、下表面的压电厚膜电极层5及支撑层电极层(16)，是指厚度为0.20Mm的A1薄膜层。
[0092]阻挡块电极层(10)及摩擦结构电极层(9)，是指厚度为0.15Mm的CrAu合金薄膜层；
[0093]阻挡块摩擦层(12)是指厚度为50Mm左右的PDMS膜；
[0094]垫片(13)位于硅固定基座和阻挡块间。
[0095]本实施例涉及的上述压电-摩擦电复合式MEMS能量采集器的制备方法，包括以下步骤:
[0096]Sal:采用环氧键合和减薄方法制备厚度为15Pm的PZT厚膜，即压电厚膜(3)，并在其上、下表面制作压电厚膜电极层(5)，从而完成压电厚膜层的制备。
[0097]压电厚膜(3)下表面覆盖的压电厚膜电极层(5)制备方法包括:在第二硅层(4)上表面的二氧化硅层(2)上甩正胶ΙΟμπι，通过光刻、显影技术图形化光刻胶，然后在图形化的光刻胶表面上通过蒸镀沉积一层0.20Mm的A1薄膜，然后采用liftoff工艺制备该压电厚膜电极层(5);
[0098]环氧键合技术指:在上述步骤中制备好的压电厚膜电极层(5)上采用丝网印刷方法涂环氧导电胶，然后与厚度为300Pm单面抛光好的PZT体材粘贴，在贴合的PZT上施加0.2Mpa的压力后放入真空烘箱进行加温固化。固化分为三个阶段，1、95°C温度下0.5小时；2、135°C温度下0.5小时；3、175°C温度下2.0小时；
[0099]减薄技术是指:将键合好的PZT依次采用颗粒为W28、W14、W7的金刚砂进行研磨，最后采用粒度为0.5μπι的金刚石抛光膏进行抛光，减薄后的PZT厚度为15μπι。
[0100]压电厚膜(3)上表面覆盖的压电厚膜电极层(5)制备方法包括:先在制备好的PZT厚膜层上甩正胶ΙΟμπι，通过光刻、显影技术图形化光刻胶，然后在图形化的光刻胶表面上通过蒸镀沉积一层0.20Mm的A1薄膜，然后采用liftoff工艺制备压电厚膜(3)上表面覆盖的压电厚膜电极层5。
[0101]Sa2:使用微加工工艺加工压电能量采集器主结构正面。
[0102]微加工工艺包括:通过光刻、显影等工艺，图形化PZT厚膜层，然后采用湿法刻蚀压电PZT厚膜层以暴露电极，刻蚀液成分和质量比为(40%的NH4F:HF=1:5)BHF:HCl:H20=l:25:74o接着通过光刻、显影工艺，采用RIE干法刻蚀环氧树脂层，采用BHF溶液刻蚀第二硅层(4)上表面的二氧化硅层(2)，采用DRIE刻蚀硅第二硅层(4)至其下表面的二氧化硅层(2)。
[0103]Sa3:在压电能量采集器主结构背部采用SU8胶制备微柱摩擦层，并采用Cr/Au合金薄膜制作阻挡块上的摩擦结构电极层(9)。
[0104]SU8胶制备微柱摩擦层的制备方法包括:在制备好正面图形的压电能量采集器结构背部，溅射一层钛膜作为种子层，然后对钛膜进行氧化处理以改善基底与SU8胶的结合力，在钛膜上以600转/分钟的速度SU8-500光刻胶30秒，得到胶厚度约为500 μ m，光刻、显影得到圆形质量块空腔。
[0105]采用Cr/Au合金薄膜制作阻挡块上的摩擦结构电极层(9)方法，是指在制备好的微柱摩擦层上，采用磁控溅射方法沉积一层CrAu合金薄膜作为摩擦结构电极层(9)。
[0106]Sa4:对压电能量采集器主结构背部进行微加工，释放硅基压电悬臂梁。
[0107]压电能量采集器主结构背部微加工、释放悬臂梁方法，具体是:先采用离子铣刻蚀方法刻蚀摩擦结构电极层(9)，然后采用RIE刻蚀位于硅片(1)的下表面处的二氧化硅层
(2)，接着采用DRIE进行深硅刻蚀，直至刻至位于第二硅层(4)下表面的二氧化硅层(2)，最后采用RIE刻蚀位于第二硅层(4)下表面处的二氧化硅层(2)，释放悬臂梁。
[0108]Sa5:制备表面附有PDMS膜的阻挡块。
[0109]制备表面附有PDMS膜摩擦层的阻挡块的方法，具体是:采用普通硅基片作为摩擦层基座(11)，先在其表面溅射一层阻挡块电极层(10)，最后在阻挡块电极层(10)上通过甩胶、烘干等工艺制作一层PDMS膜作为阻挡块摩擦层(12)，完成阻挡块结构的制作。
[0110]Sa6:组装器件，焊接电导线，极化压电厚膜(3)。
[0111]组装器件的方法包括:通过丝网印刷法将厚度小于2μπι的环氧树脂胶涂在硅固定基座和相应的阻挡块的摩擦层基座(11)上，选择合适厚度的硅片作为垫片(13)，利用晶片键合技术将制备好的能量采集器主结构和阻挡块结构组装在一起，并在50°C温度下固化1小时，随后在100°C温度下固化3小时。
[0112]极化压电厚膜(3)，具体步骤包括:在引出的电导线两端加60V直流电压，保持30分钟。
[0113]实施例2
[0114]如图3所示，本实施例提供的一种压电-摩擦电复合式MEMS能量采集器包括:压电能量采集器主结构、阻挡块和垫片。
[0115]压电能量采集器主结构包括:硅固定基座、2个硅基压电悬臂梁及2个质量块；
[0116]硅固定基座包括:硅片(1)及其两侧的二氧化硅层(2);
[0117]压电主结构上的硅基压电悬臂梁包括:硅悬臂梁支撑层及附于硅悬臂梁支撑层上的压电厚膜层；硅悬臂梁支撑层包括第二硅层(4)、第二硅层(4)上、下表面的二氧化硅层
(2)及第二硅层(4)上表面的二氧化硅层(2)上的支撑层电极层(16);压电厚膜层包括压电厚膜⑶及其表面的压电厚膜电极层(5);
[0118]压电厚膜层与硅悬臂梁支撑层通过粘贴胶层(6)粘贴键合；硅基压电悬臂梁形状为梯形，其正面图如图4所示。
[0119]质量块包括:集成娃质量块及PI摩擦层；集成娃质量块包括集成娃(7)及其表面的二氧化硅层(2)，PI摩擦层包括PI摩擦结构(14)及其摩擦结构电极层(9)；
[0120]阻挡块包括:摩擦层基座(11)、附于摩擦层基座(11)表面的二氧化硅层(2)、硅微坑摩擦层(15)和摩擦结构电极层(9);该摩擦结构电极层(9)位于摩擦层基座(11)上表面的二氧化硅层(2)上，硅微坑摩擦层(15)呈锯齿状嵌入摩擦层基座(11)的上表面内。
[0121]垫片13位于硅固定基座和阻挡块间。
[0122]压电厚膜是指PZT厚膜，厚度为20Mm;
[0123]压电厚膜压电厚膜电极层(5)及支撑层电极层(16)是指厚度为0.15Mm的CrAu
合金薄膜层；
[0124]摩擦结构电极层(9)是指厚度为0.15Mm的CrAu合金薄膜层；
[0125]PI摩擦结构(14)是指厚度为30Mm左右的PI膜；
[0126]本实施例涉及的一种压电-摩擦电复合式MEMS能量采集器的制备方法，包括以下步骤:
[0127]Sbl:采用环氧键合和减薄方法制备厚度为20Pm的PZT厚膜层