1.1 片上微型隔膜泵
隔膜泵是利用薄膜产生形变使腔体容积改变,通过控制进出口的阀门,从而实现压缩气体或流体向指定的方向流动。MEMS工艺中硅膜、介电膜和聚合物膜的成熟制备工艺[30-31]和多种驱动薄膜的方式[32-34](静电驱动、电渗透、压电驱动、气动、热气动、磁驱动等)以及不同种类微阀的加工包括主动阀、被动阀和扩散阀等[35-36],使隔膜泵的片上化成为可能,一些研究已经展现了基于不同驱动方式加工的片上微型隔膜泵[37]。
对于单级的片上隔膜泵,Zhou et al.等人提出了一个由多层硅片-玻璃加工的结构如图2,最终能够实现164Torr(21.9kPa)的极限压强[38],这是目前单级片上隔膜泵实现的最好的水平。这项工作的关键是通过优化器件结构,进一步降低了腔体死空间的体积,从而实现了较大的压缩比。但是这个器件还需要外部的气动驱动,不是一个完全集成化的器件。