柔性MEMS减阻蒙皮及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101486438A

(43)申请公布日2009.07.22

(21)申请号CN200910079713.0

(22)申请日2009.03.06

(71)申请人清华大学

地址100084北京市100084-82信箱

(72)发明人陈旭鹏李勇朱效谷黄伟峰

(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司

代理人朱印康

(51)Int.CI

B81B7/02

B81C1/00

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

柔性MEMS减阻蒙皮及其制造方

法

(57)摘要

本发明公开了一种柔性MEMS减

阻蒙皮及其制造方法，利用微细驻留气泡

实现减阻，属于微型机械和流体动力学领

域，用于减小水面及水下航行体行进中的

表面摩擦阻力。蒙皮上表面是布满微凹坑

阵列的表层，并经表面浸润性处理。微凹

坑底部有附着在绝缘层上的梳状微细平面

金属电解阳极和电解阴极。绝缘层下方是

柔性衬底，电极引线端子位于蒙皮下表

面，表层和衬底均采用柔性材料制作。减

阻蒙皮整体厚度为亚毫米量级，呈柔性薄

膜形态，其制造方法为与柔性MEMS技术

相兼容的MEMS微细加工工艺。本发明贴

覆于航行体外表面，由航行体供电。通过

电解水反应形成稳定驻留于微凹坑内的微

气泡覆盖航行体的绝大部分表面，实现减

小表面摩擦阻力的功能。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于：柔性MEMS减阻蒙皮主要由衬底(1)、

绝缘层(2)、表层(3)、金属电极和引线构成，蒙皮上表面是表层(3)，下表面是衬底

(1)，表层(3)是采用柔性材料制备的柔性材料薄膜，其上开孔，形成微凹坑(6)阵列，

表层(3)下方，在每个微凹坑(6)的底部有包括电解阳极(4)和电解阴极(5)的交错排列

微细平面梳状电极，阳极引线端子(7)和阴极引线端子(8)通过内部连线分别与每个

微凹坑(6)内的电解阳极(4)和电解阴极(5)导通，电解电极、引线端子及其之间的内

部连线均附着在绝缘层(2)上，绝缘层(2)下方是衬底(1)，衬底(1)是柔性材料制备的

柔性材料薄膜，在对应于阳极引线端子(7)和阴极引线端子(8)的部位，衬底(1)和绝

缘层(2)被去除，阳极引线端子(7)和阴极引线端子(8)暴露于蒙皮下表面，是连接外

部供电导线的焊接部位。

2.根据权利要求1所述的柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于：所述制备柔性材料

薄膜表层(3)和衬底(1)的柔性材料为柔性高分子聚合物。

3.根据权利要求2所述的柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于：所述柔性高分子聚

合物为聚酰亚胺或聚对二甲苯。

4.根据权利要求1所述的柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于：所述绝缘层(2)为二

氧化硅薄膜，其厚度为0.1～1μm。

5.根据权利要求1所述的柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于：所述表层(3)的厚度

为5～250μm。

6.根据权利要求1所述的柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于：所述衬底(1)的厚度

为5～250μm。

7.根据权利要求1所述的柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于，所述微凹坑6的长

度和宽度尺寸均为5～250μm，深度和表层(3)的厚度相同。

8.根据权利要求1所述的柔性MEMS减阻蒙皮，其特征在于：所述电解阳极(4)和

电解阴极