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微电子机械系统(MEMS)的飞速发展令世人瞩目,而微流动系统作为MEMS技术研究的一个主要方向,已展示了其广阔的市场应用前景。微泵是微流动系统的重要执行器件,是微流动系统发展水平的重要标志。目前已研制出多种类型的微型泵,其中压电式无阀微泵具有结构简单、易于制造、体积小、重量轻、耗能低、无电磁干扰,可根据施加电压或频率控制输出流量等优点而成为近年来的研究热点,其研究具有十分重要的意义。
本文根据无阀微泵的工作原理,设计了一种压电驱动的收缩/扩张型无阀微泵。该微泵采用高分子聚合物作为泵体材料,应用准分子激光微加工和热压键合技术制作。论文首先讨论了收缩管/扩张管和压电驱动器的结构参数对于微泵性能的影响,分析了压电薄膜泵的频率特性,然后重点研究了准分子激光制备无阀微泵的加工工艺,采用掩模钻孔法和掩模曝光法制做了微泵的泵腔结构。最后,应用热压和胶粘键合技术对微泵零件进行了连接,得到了微泵泵体结构。该微泵泵体结构具有加工工艺简单,加工效率高,成本低廉的优点。