接的导通区域5 ;
[0031]2)取盖板2、通道层3及基板，再在盖板2上开设第一通孔6，并在通道层3上开设储液池通孔8、收液池通孔9、通道槽孔10、以及正对第一通孔6的第二通孔7，第一通孔6正对压电膜I上压电薄膜泵的工作区电极4，然后再将盖板2、压电膜1、通道层3及基板自上到下固定连接，最后给导通区域5上连接测试引线，得压电薄膜泵。
[0032]实施例一
[0033]本发明所述的压电薄膜泵及其制作方法包括以下步骤:
[0034]I)用锋利的刀片将厚度为28微米的已极化的不带电极的PVDF压电薄膜按照极化方向裁剪成20X40毫米的长条，将其沿着极化方向固定在夹具上，安装制作图形化电极的掩膜板，该掩膜板是使用I毫米厚的有机玻璃板激光切割制成，掩膜板上的压电薄膜泵工作区电极为孔径为5毫米的圆形；
[0035]2)利用直流溅射仪在压电薄膜上表面及下表面分别镀黄金电极，设置溅射电流为10毫安，时间为25分钟，在PVDF压电薄膜上表面及下表面各沉积一层厚度约为100纳米的图形化的黄金电极，结束后，拆掉掩膜板；
[0036]3)使用激光切割机将厚度为500微米的有机玻璃切成一块45 X 10毫米的矩形；一块40X 10毫米的矩形，并有直径与隔膜直径相同的圆形通孔；将厚度为250微米的有机玻璃切成一块45 X 10毫米的矩形，并刻有角度为15°的梯形通道，储液池开口口径d约为0.5毫米，工作区的开口口径D约为2毫米；PVDF薄膜及三块有机玻璃之间用厚度为50微米的双面胶粘结，最后在导通区域用室温银浆粘结银丝作为测试导线，至此，整个器件制作完成。
[0037]参考图5及图6，施加幅值为3000伏的方波时，流体速度起初是随电压频率的增加而增加，但是在达到最大频率(110赫兹)后，流速开始迅速减小。这个情况与预想的一致:频率太大时，隔膜形变很小，对通道中的流体的压力也较小，所以流速会减小。测试得到最大流速大约为300微升/分钟，对应的流速范围就是0-300微升/分钟。通过改变驱动电压的参数即可达到改变流速的效应。
[0038]施加不同幅值的方波时，可以看到，同一频率下，电压幅值越大流体速度越大；不同幅值下，流速随频率的变化趋势基本一致，随频率增大流速先增大后减小，最大流速在100赫兹到110赫兹之间。幅值超过3000伏特后，压电薄膜容易被击穿，幅值太低时难以驱动液体流动。
[0039]实施例二
[0040]本发明所述压电薄膜泵用于微流体系统的制作方法包括以下步骤:
[0041]I)用锋利的刀片将厚度为28微米的已极化的不带电极的PVDF压电薄膜按照极化方向裁剪成50X110毫米的矩形，将其沿着极化方向固定在夹具上，安装制作图形化电极的掩膜板，该掩膜板是使用I毫米厚的有机玻璃板激光切割制成，掩膜板上的压电薄膜泵工作区电极为孔径为5毫米的圆形；
[0042]2)利用直流溅射仪在压电薄膜上表面及下表面分别镀黄金电极，设置溅射电流为10毫安，时间为25分钟，在PVDF压电薄膜上表面及下表面各沉积一层厚度约为100纳米的图形化的黄金电极，结束后，拆掉掩膜板；
[0043]3)使用激光切割机将厚度为I毫米的有机玻璃切成一块50X110毫米的矩形，并在压电薄膜泵工作区的对应位置刻有与之相同尺寸的圆形通孔；一块50X110毫米的矩形，并刻有位于储液池和收液池上的进样孔及出样孔；将厚度为150微米的双面胶切成一块50X110毫米的矩形，并刻有角度为15°的梯形泵的通道及其它附属的流体微通道，储液池开口口径d约为0.5毫米，工作区的开口口径D约为2毫米；各层材料固定连接，最后在用于连接引线的导通区用室温银浆粘结银丝作为测试导线，至此，一个应用于微滴生成的微流体系统制作完成。
[0044]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种压电薄膜泵，其特征在于，自上到下依次包括盖板(2)、压电膜(I)、用于为流体流动提供通道的通道层(3)、以及基板，盖板(2)、压电膜(1)、通道层(3)及基板之间相互连接; 所述压电膜(I)的上表面及下表面正对镀有导电膜区，导电膜区包括压电薄膜泵的工作区电极(4)以及与压电薄膜泵的工作区电极相连接的导通区域(5); 所述盖板⑵上开设有第一通孔(6)，第一通孔(6)正对压电膜⑴上对应的压电薄膜泵的工作区电极(4)，通道层(3)上开设有流体通道，流体通道的一端与外界相连通，流体通道包括第二通孔(7)、储液池通孔(8)、收液池通孔(9)及通道槽孔(10)，第二通孔(7)正对第一通孔￠)，第二通孔(7)与收液池通孔(9)及储液池通孔(8)之间均通过通道槽孔(10)相连通。
2.根据权利要求1所述的压电薄膜泵，其特征在于，所述压电膜(I)为已经极化且不带电极层的具有压电效应的压电薄膜。
3.根据权利要求1所述的压电薄膜泵，其特征在于，所述盖板(2)、通道层(3)及基板均由玻璃、硅、二氧化硅、陶瓷、有机玻璃、聚丙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、有机硅烷、纸、尼龙及橡胶中一种或者对其进行改性或复合而成的材料制作而成。
4.根据权利要求1所述的压电薄膜泵，其特征在于，所述储液池通孔(8)中的液体向第二通孔(7)中流入过程中的阻力与收液池通孔(9)中的液体向第二通孔(7)中流入过程中的阻力不同； 所述第二通孔(7)中的液体向储液池通孔(8)中流入过程中的阻力与第二通孔(7)中的液体向收液池通孔(9)中流入过程中的阻力不同。
5.根据权利要求1所述的压电薄膜泵，其特征在于，所述通道槽孔(10)为梯形结构或Y型结构。
6.根据权利要求1所述的压电薄膜泵的制作方法，其特征在于，基于权利要求1所述的压电薄膜泵，包括以下步骤: 1)取一定形状的压电膜(I)，将压电膜(I)按照极化方向固定在夹具上，并在所述压电膜(I)的上表面及下表面分别镀导电膜，使压电膜(I)的上表面及下表面均形成镀膜区，所述镀膜区包括压电薄膜泵的工作电极区(4)及与压电薄膜泵的工作区电极相连接的导通区域(5); 2)取盖板(2)、通道层(3)及基板，再在盖板(2)上开设第一通孔￠)，并在通道层(3)上开设储液池通孔(8)、收液池通孔(9)、通道槽孔(10)、以及正对第一通孔(6)的第二通孔(7)，第一通孔(6)正对压电膜⑴上压电薄膜泵的工作区电极(4)，然后再将盖板(2)、压电膜(1)、通道层(3)及基板自上到下依次固定连接，最后给导通区域(5)上连接测试引线，得压电薄膜泵。
【专利摘要】本发明公开了一种压电薄膜泵及其制作方法，自上到下包括盖板、压电膜、通道层及基板，盖板、压电膜、通道层及基板之间固定连接，压电膜的上表面及下表面对应镀有导电膜区，导电膜区包括压电薄膜泵的工作区电极以及与压电薄膜泵的工作区电极相连接的导通区域。盖板上开设有第一通孔，第一通孔正对压电膜上对应的压电薄膜泵的工作区电极，通道层上开设有流体通道，流体通道的一端与外界相连通，流体通道包括第二通孔、储液池通孔、收液池通孔及通道槽孔，所述第二通孔正对第一通孔，第二通孔与收液池通孔及储液池通孔之间均通过通道槽孔相连通。制作方法简单方便，在整个制作过程中完全可以不需要昂贵的设备，完全可以广泛推广，实用性强。
【IPC分类】H01L41-04, B23P15-00, F04B43-04
【公开号】CN104533762
【申请号】CN201410787635
【发明人】任巍, 赵蓓, 徐峰, 刘红伟, 崔兴业, 吴小清, 史鹏
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月17日