微机电系统(简称MEMS)是指特征尺寸在1～1000μm之间、利用集成电路加工技术将机械和电子元件集成的器件。利用微加工技术制作的MEMS产品已经广泛应用到无线传感网络、医疗与卫生、生物、环境监测、气象预报、军事、信息通信、矿井检测等领域，当前研究的无线传感器等微系统主要依赖电池供能，但传统的供能电池寿命有限，已经阻碍了各类微机电系统的广泛应用。2000年以来国内外学者开始研究采用环境中普遍存在的振动能驱动发电的微电源，其能量转换形式包括电磁式、静电式和压电式，且以压电式和电磁式为主。压电式微电源具有输出电压高、结构简单，易与采用硅基体材料的微电子传感器集成，所需外围能量控制器件较少等优点，输出电压高，电流低;而电磁式微电源具有输出电流大，电压低的特点。本文研究将压电和电磁两种能量转换结构集成在一个系统中，既综合了压电转换和电磁转换的优点，又提高了微电源的能量转换效率和能量密度。本文围绕基于微加工技术的压电电磁式振动能量采集器开展研究工作，在国内外相关研究工作基础上，提出一种三层结构的压电电磁式振动能量采集器，结构主要包括采用微加工技术制作的硅悬臂梁-永磁铁结构和硅基平面感应铜线圈，最后完成实验样机组装。论文的主要工作与结论如下。　　建立复合能量转换系统的物理模型，包括拾振系统和能量转换系统。通过分析系统的运动状态，求解系统的固有频率、输出电压、线圈内阻和阻尼比，最后求解收集振动能所获得的能量，并分析独立的压电/电磁发电系统与压电-电磁复合发电系统输出功率的关系，为后续的设计与制作奠定基础。　　提出基于微加工技术的压电电磁式振动能量采集器的制作方案，主要包括三部分制作:黏结永磁体的硅悬臂梁、硅基平面微型铜线圈和PCB板结构。通过ANSYS有限元软件对拾振系统进行静态分析、模态分析和谐响应分析，优化初始结构，确定悬臂梁结构为4L-圆角型。研究4L型悬臂梁的结构参数和永磁体质量对拾振结构振动特性的影响。采用Ansoft Maxwell电磁场软件仿真磁场分布。采用Mathmatic软件分析永磁体与线圈的结构参数对能量转换系统的磁感应强度、输出电压和输出功率的影响，悬臂梁参数和压电层厚度对输出功率的影响。根据优化结果并结合实际实验条件，确定结构的最终尺寸如下:永磁体为高2mm、半径1mm，悬臂梁宽度500μ m，长臂长度6mm，短臂长度1mm，厚度240/300μm，硅基中心平台3×3mm2。微线圈为方形螺旋式，其结构参数为:线宽和间距均为15μm，内边长和外边长分别为1.5mm和2.55mm，高度为1μm和10μm，匝数为36。　　采用MEMS微加工技术制作压电电磁式振动能量采集器实验样机。研究硅悬臂梁的微加工制作工艺和硅基微型铜线圈的微加工制作工艺，解决了微加工过程中压电薄膜制备、电极图形化、悬臂梁释放、平面微型线圈制备和整体组装等关键技术问题。关键工艺包括:(1)研究了PZT压电薄膜的制备工艺与过程，主要包括溶胶前驱体的制备、PZT压电薄膜制备等，最终制备了具有良好结构的压电薄膜;(2)研究上下电极的制备，分别采用光刻胶剥离和王水湿法腐蚀实现上下电极图形化;(3)研究悬臂梁的释放工艺，采用湿法腐蚀硅杯和干法刻蚀释放悬臂梁;(4)研究平面微型铜线圈的制作，分别采用微电镀和磁控溅射的方法制作不同高度的平面线圈;(5)最后通过组封装技术完成实验样机。