[发明专利]一种适用于MEMS微推进器阵列芯片的清洁微装药工艺

说明书

技术领域

本发明涉及基于MEMS技术的微推力器阵列芯片技术领域，具体地说，涉及在微药室阵列中填充推进剂和其他含能材料从而实现产生微推力/微冲量的MEMS微推进器阵列芯片技术领域。

背景技术

目前，MEMS微推进器阵列芯片技术是满足微小卫星和微小卫星星座等为代表的微型航天器姿轨控需要的有力的竞争技术。随着MEMS技术的进步，MEMS微推进器阵列芯片的微药室直径已经进入亚毫米尺度，保证高密度的微药室阵列层在完成微装药后工艺面的洁净成为微药室阵列层与微喷孔阵列层键合成功和提高键合性能的关键技术之一。迄今为止，MEMS微推进器阵列芯片的微装药技术大多采用真空注装和喷墨打印等技术，但这些技术并不能避免对微药室阵列层工艺面的沾污，该沾污问题对后续的键合带来键合成功率低和键合性能不足等一系列工艺技术问题。

为了解决以上困扰MEMS微推力器阵列芯片制备和性能的技术问题，本发明开发了一种适用于MEMS微推进器阵列芯片技术的微药室阵列洁净微装药技术，解决目前影响微药室阵列层与微喷孔阵列层的键合成功率不高和键合强度不高等工艺问题。

发明内容

本发明提出的是一种适用于MEMS微推进器阵列芯片的清洁微装药工艺，其目的旨在提高MEMS微推力器阵列芯片加工过程中的微药室阵列层与微喷孔阵列层之间的键合成功率和键合性能；解决现有技术中困扰MEMS微推力器阵列芯片制备和性能的技术问题以及影响微药室阵列层与微喷孔阵列层的键合成功率不高和键合强度不高等工艺问题。

本发明的技术解决方案：一种适用于MEMS微推进器阵列芯片的清洁微装药工艺，包括如下步骤：

1）根据微药室阵列层2的直径和分布，在带微孔阵列的隔板1上加工出相应的隔板微通孔11，通过对准工艺将带微孔阵列的隔板1固定在微药室阵列层2表面；

2）在装药完毕后的微药室22内装填推进剂含能材料；

3）完成微药室阵列层2的装药过程后，去除微药室阵列层2表面的带微孔阵列的隔板1，露出微药室阵列层2受带微孔阵列的隔板1保护的洁净工艺面；

4）进行后续的键合步骤，通过保证微药室阵列层2表面的洁净来提高键合成功率和键合性能。

本发明具有以下优点：

1）实现清洁微装药的隔板，既可以采用玻璃片加工，也可以采用硅片等材料加工，具有材料适应性广泛的优点；

2）隔板上微孔阵列可以采用MEMS工艺加工，具有精度高、效率高等优点；

3）隔板上可以方便地加工出高精度的定位标记，通过对准工艺可以保证隔板的微通孔阵列同微药室阵列上下同心，保证顺利完成微装药过程。

附图说明

图1是清洁微装药工艺示意图。

图2-1是清洁微装药流程中的步骤1）示意图。

图2-2是清洁微装药流程中的步骤2）示意图。

图2-3是清洁微装药流程中的步骤3）示意图。

图中的1为带通孔阵列的隔板，11是隔板微通孔，2是微药室阵列层，21为微药室阵列层中的微药室，22为装药完毕后的微药室，3为点火层，31为点火桥，4是微装药喷孔，41是微装药喷孔中喷出的含能药剂液滴。

具体实施方式

一种适用于MEMS微推进器阵列芯片的清洁微装药工艺，包括如下步骤：

1）根据微药室阵列层2的直径和分布，在带微孔阵列的隔板1上加工出相应的隔板微通孔11，通过对准工艺将带微孔阵列的隔板1固定在微药室阵列层2表面；

2）在装药完毕后的微药室22内装填推进剂含能材料；

3）完成微药室阵列层2的装药过程后，去除微药室阵列层2表面的带微孔阵列的隔板1，露出微药室阵列层2受带微孔阵列的隔板1保护的洁净工艺面；

4）进行后续的键合步骤，通过保证微药室阵列层2表面的洁净来提高键合成功率和键合性能。

所述的带微孔阵列的隔板1的微孔阵列同微药室阵列层2同心，且带微孔阵列的隔板1上的微孔直径略小于微药室阵列层中的微药室21的直径。

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案。

如图1所示，清洁微微装药工艺，是在目前采用的微装药基础上，增加了一步保护微药室阵列层工艺面洁净的工艺步骤，即在微药室阵列层2表面事先覆盖一层具有微通孔阵列的隔板1，从而保护微药室阵列层2的工艺面不受推进剂等物质的沾染，保证工艺面的洁净。

适用于MEMS微推进器阵列芯片的清洁微装药工艺，包括如下步骤：