CN1050008C - 压电/电致伸缩膜元件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种压电/电致伸缩膜元件，它包括一个有至少一个窗口(6，36)和一个用来封闭每个窗口的整体地形成的膜片部(10)的陶瓷基片(2，22)，及一个包括按叙述次序在该膜片部的外表面上形成的下电极(12，40)、压电/电致伸缩层(14，42)和上电极(16，44)的压电/电致伸缩单元(18，24)。该压电/电致伸缩层由一个具有不小于0.7μm的晶粒尺寸和不大于15%的孔隙率(X)的致密体组成，而该膜片部具有0～8%的偏移率(Y)。孔隙率(X)和偏移率(Y)满足以下公式：Y≤0.1167X2-3.317X+25.5。
Description
本发明涉及一种单晶、双晶或其他类型的压电或电致伸缩膜元件，该元件产生或探测弯曲、偏移或挠曲形式的位移或力，并且该元件能用于执行器、滤波器、显示器件、变换器、拾音器、发声体(如扬声器)、各种谐振器或振子、传感器、以及其他部件或器件。本文所用的“元件”一词是一种能把电能变换或转换成机械能，即机械力、位移、应变或振动，或者把这样一种机械能变换成电能的元件。
近年来，在比如说光学领域和精密定位或加工操作领域，已经广泛使用并日益需要一种为了调整或控制一个光程长度或一个装置的构件或部件的位置而在微米(μm)数量级上控制其位移的元件，及一种适合于探测一个对象随着电气变化的微小位移的探测元件。为了满足此需要，已经开发了用于执行器或传感器的压电或电致伸缩膜元件，这种元件包含诸如铁电材料之类的压电材料，并利用反压电效应或逆压电效应在对该压电材料施加一个电场时产生一个机械位移，或者利用压电效应以便在施加一个压力或机械应力时产生一个电场。在这些元件中，一种常规的单晶型压电/电致伸缩膜元件已经良好地用于比如说一种扬声器。
已经提出了用于各种目的的陶瓷压电/电致伸缩膜元件，如本发明的受让人提出的日本专利申请第3-128681号和日本专利申请第5-49270号中所公开的那样。所公开的元件的一个实施例有一个陶瓷基片，该基片至少有一个窗口，并与一个薄膜片形成整体，该膜片封闭该窗口或那些窗口以便提供至少一个薄壁膜片部。在该陶瓷基片的每个膜片部的一个外表面上，形成一个压电/电致伸缩单元(下文称为P/E单元)，该单元是一种由一个下电极、一个压电/电致伸缩层(下文称为P/E层)和一个上电极组成的整体叠层结构。此P/E单元通过一种适当的膜形成方法形成在陶瓷基片的有关膜片部上。这样形成的压电/电致伸缩膜元件尺寸较小且较便宜，并可用作一个具有高可靠性的电机转换器。此外，此元件有很快的工作响应，并且通过施加一个低电压，以较大的生成力幅度提供较大的位移量。于是，上述元件有利地用作用于一个执行器、滤波器、显示器件、传感器或其他部件或器件的一个构件。
为了制作如上所述的压电/电致伸缩膜元件，用适当的膜形成方法把每个P/E单元的下电极、P/E层和上电极按此次序叠层于陶瓷基片的膜片部上，并按需要进行热处理(烧制)，以便该P/E单元整体地形成在该膜片部上。本发明的发明人的进一步研究揭示出，该压电/电致伸缩膜元件的压电/电致伸缩特性由于在该P/E单元，更具体地说，该P/E层的形成期间所实施的热处理(烧制)而被劣化。
就是说，在该P/E层的热处理期间，该P/E层经受由于与陶瓷基片的膜片部相接触的P/E层或P/E单元的烧制收缩引起的应力。结果，该P/E层可能由于该应力而并未充分地烧结，而且在烧制之后仍然经受残留在其中的应力。在这种场合，该压电/电致伸缩膜元件不可能表现出它所固有的压电/电致伸缩特性。
为了提高P/E层的烧结性和密度以便改善该膜元件的压电/电致伸缩特性，可以提高该P/E层的烧制温度，或减小在其上支承该P/E层的该膜片部的厚度。然而这些解决办法不足以提高该P/E层的密度，而且在该P/E层烧制之后残留的应力能劣化压电/电致伸缩特性。尤其是，该残余应力会减小该P/E单元驱动时的位移量。此外，该膜片部厚度的减小使制作该陶瓷基片更如困难。
上述常规的解决办法还会引起很大的膜片部偏移量，这造成在该P/E单元驱动时膜片部的位移量减小。特别是，当两个以上相邻的P/E单元同时被驱动时，这些单元的位移量与单个P/E单元被驱动时相比明显减小。由于膜片部的偏移量很大，该压电/电制伸缩膜元件可能在该元件的制作或使用期间损坏，造成工作可靠性降低。
因而本发明的第一个目的在于提供一种压电/电致伸缩膜元件，其中每个P/E单元通过一种膜形成方法形成在一个陶瓷基片的一个薄壁膜片部的外表面上，而且其中形成在该膜片部上的该P/E层表现出很高的烧结性和密度而不受该膜片部的影响，保证该膜元件很高的可靠性和很高的电机械转换效率。
本发明的第二个目的在于提供一种制作这样一种具有如上所述的优秀特性的压电/电致伸缩元件的方法。
根据本发明的第一方面提供了一种压电/电致伸缩膜元件，该元件包括：一个有至少一个窗口和一个封闭每个窗口的膜片部的陶瓷基片，该膜片部作为该陶瓷基片的一个整体部分而形成；及一个包括一个下电极、一个P/E层和一个上电极的P/E单元，这些下电极、P/E层和上电极按叙述次序通过一种膜形成方法形成在该膜片部的外表面上，以提供一种叠层结构，该P/E层由一个具有不小于0.7μm的晶粒尺寸和不大于15％的孔隙率X的致密体组成，该膜片部具有0～8％的偏移率Y，该偏移率等于该膜片部的中心部分的偏移量对横跨对应的窗口延伸并穿过该窗口中心的最短直线的长度的百分比，该孔隙率X和该偏移率Y满足以下公式：Y≤0.1167X2-3.317x+25.5。
在如上所述构成的压电/电致伸缩膜元件中，该陶瓷基片的膜片部经历减小的位移量，而且该P/E层表现出高烧结性，保证提高该元件的工作可靠性。膜片部的偏移减小导致在由该P/E单元产生较小的力时膜片部的位移量加大。此外，具有高烧结性P/E层产生较大的力，这导致加大的位移量。于是，本压电/电致伸缩膜元件表现出优秀的压电/电致伸缩特性。
在本膜元件的多个P/E单元同时被驱动的场合，位移量与仅一个P/E单元被驱动的场合相比并不减小。于是，位移量并不因该(各)P/E单元的驱动状态的不同而变化，保证该膜元件的位移特性和质量上的高度均一性。此外，本压电/电致伸缩元件在其制作或使用期间不容易损坏，有效地保证提高可靠性。
如上所述的压电/电致伸缩膜元件可以通过下三种方法(A)～(C)之一来制作，保证所得到的元件的高电机械转换效率和高烧结性。
根据本发明的第二方面提供了一种制作一种压电/电致伸缩膜元件的方法(A)，该方法包括步骤：(a)制备该陶瓷基片，其中该膜片部向外突出以提供一个凸面膜片部；(b)通过一种膜形成方法在该凸面膜片部的外表面上形成该下电极和该P/E层；(c)这样烧制该P/E层，以致该凸面膜片部凹进该窗口；以及(d)通过一种膜形成方法在该P/E层上形成该上电极。
根据本发明的第三方面提供了一种制作一种压电/电致伸缩膜元件的方法(B)，该方法包括步骤：(a)制备该陶瓷基片；(b)通过一种膜形成方法在该膜片部的外表面上形成该下电极和该P/E层，该P/E层包含一种在其烧制之前至少填充该P/E层的60％的陶瓷粉末；(c)烧制该P/E层；以及(d)通过一种膜形成方法在该P/E层上形成该上电极。
根据本发明的第四方面提供了一种制作一种压电/电致伸缩膜元件的方法(C)，该方法包括步骤：(a)制备该陶瓷基片，其中该膜片部向外突出以提供一个凸面膜片部；(b)通过一种膜形成方法在该凸面膜片部的外表面上形成该下电极和该P/E层，该P/E层包含一种在其烧制之前至少填充该P/E层的60％的陶瓷粉末；(c)这样烧制该P/E层，以便该凸面膜片部凹进该窗口；以及(d)通过一种膜形成方法在该P/E层上形成该上电极。
通过在结合附图考虑时阅读对该发明的一些最佳实施例的以下详细描述，本发明的以上及可选的目的、特征和优点将被更好地理解，这些附图中：
图1是分解透视图，表示根据本发明构成的一种压电/电致伸缩膜元件的基本结构的一例；
图2是图1的该压电/电致伸缩膜元件的剖视图；
图3是放大图，表示图1的该膜元件的剖面，该剖面是沿穿过一个窗口中心的最短途径(该窗口的短边)截取的；
图4(a)是放大的局部剖视图表示一种制作本发明的压电/电致伸缩元件的方法的一个工艺步骤；
图4(b)是与图4(a)对应的图，表示制作该膜元件的该方法的另一个工艺步骤；
图4(c)是与图4(a)对应的图，表示制作该膜元件的该方法的又一个工艺步骤；
图5是剖视图，表示本发明的压电/电致伸缩膜元件的另一实施例；以及
图6是分解透视图，表示图5中所示的压电/电致伸缩膜元件。
参见表示作为本发明的一个实施例的一种压电/电致伸缩膜元件的基本结构的一例的图1和图2，一个陶瓷基片2具有一种整体结构，该结构的组成包括一个带有一个适当尺寸的矩形窗口6的基板4，和一个用来封闭该窗口6的比较薄的膜片板8。该膜片板8叠合于用作支承件的该基板4的对置的主表面之一上。该膜片板8有一个与该基板4的窗口6相对应的膜片部10。在该平面陶瓷基片2的该膜片部10的外表面上，一个下电极膜12、一个P/E层14和一个上电极膜16按此次序叠层，以便形成一个膜状P/E单元18。如现有技术中所公知的那样，通过各自的引线部(未画出)向该下电极12和上电极16施加一个适当的电压。
在如上所述构成的该压电/电致伸缩膜元件用作一个执行器的场合，一个电压按已知的方式施加于该P/E单元18的两个电极12、16之间，以致该P/E层14曝露于一个电场，并经受由该电场所引发的机械变形。因此，由于该P/E层14的变形的横向效应，该P/E单元18引起弯曲或偏移位移或力，以致该位移或力沿与该基片2的平面表面垂直的方向作用在该陶瓷基片2(膜片部10)上。
在本压电/电致伸缩膜元件中，该P/E层14由一个具有0.7μm或以上的晶粒尺寸和15％或以下的孔隙率X的致密体组成。与此同时，如图3中所示，该陶瓷基片2的该膜片部10这样偏移，以致该膜片部10的中部的最大偏移量(d)对横跨该基片2的该窗口6延伸并穿过该窗口6的中心的最短直线的长度(m)之比，换句话说，由[Y＝(d/m)×100]表达的偏移率，保持在0～8％的范围内。此外，该孔隙率X和该偏移率Y被确定成满足以下公式(1)：
Y≤0.1167X2-3.317X+25.5 (1)
这样得到的压电/电致伸缩膜元件具有有效提高了的压电/电致伸缩特性，并且以提高了的电机械转换效率经受较大的位移。此外，本压电/电致伸缩膜元件消除了损坏和其他缺陷，保证提高了的工作可靠性。
该P/E层14的致密体通过烧制适当的压电/电致伸缩材料来形成，并且具有控制于0.7μm或以上的晶粒尺寸，最好1.5μm或以上，而2.0μm或以上则更好。如果该晶粒尺寸太小，则该压电/电致伸缩膜元件的压电/电致伸缩特性劣化。如果该P/E层14的致密体的孔隙率X超过15％，对于该压电/电致伸缩膜元件来说还难以表现出足够的压电/电致伸缩特性。
此外，该偏移比Y，即该膜片部10的中部偏移量(d)对过该窗口6的中心的最短直线的长度(m)的百分比，如(d/m)×100(％)所表达者，须保持在0％(无偏移)至8％的范围内。如果该膜片部10的偏移量(d)太大，则当该P/E单元18被对其施加一个电压所驱动时，变得难以实现足够大的位移量或高电机械转换效率。
此外，如上所述的孔隙率X和偏移率Y须满足上述公式(1)。如果不满足公式(1)，则本压电/电致伸缩膜元件不能提供优秀的压电/电致伸缩特性。最好，该孔隙率X和偏移率Y被确定成满足以下公式(2)：
Y≤0.2X2-3.9X+20.5 (2)
(式中X≤10，0≤Y≤6)
该孔隙率X和偏移率Y被确定成满足以下公式(3)则更好：
Y≤-X+7 (3)
(式中X≤6，0≤Y≤3)
在其上支承该P/E单元18的该陶瓷基片2由已知的陶瓷材料制成，并且最好从稳定氧化锆、部分稳定氧化锆、氧化铝及它们的混合物中选出。特别有利地使用的是本发明人在在日本专利申请第5-270912号中所公开的一种材料，该材料作为一种主要成分包含通过添加氧化钇之类的化合物而部分稳定的氧化锆，而且该材料具有主要由四方晶相或至少是四方晶相与单斜晶相两种立方体的组合或混合组成的晶相。该陶瓷基片2的晶粒尺寸最好控制成不大于1μm。由上述材料制成的该陶瓷基片2即使很小的厚度也表现出高机械强度和高韧性，并且不易与压电/电致伸缩材料起化学反应。该陶瓷基片2宜用以下方法制作：1)制备一个给出基板4并且通过使用金属模具或用超声波加工或机械加工形成带有一个开孔(窗口6)的生片，2)把一个给出该膜片板8(膜片部10)的薄生片叠合于用于基板4的该生片，并通过热压把这些生片粘合在一起，以及3)把这些生片烧制成一种整体结构。这样得到的该陶瓷基片2表现出高可靠性。该陶瓷基片2的膜片部10的厚度一般为50μm或以下，最好在1μm～30μm范围内，在3μm～15μm范围内则更好。
用于基板4和膜片板8的每个生片可以由互相叠合的多个薄片组成。虽然该陶瓷基片2的窗口6或该膜片部10在本实施例中有矩形状，但窗口6的形状可以从其他形状中适当地选择，如圆形、多边形或椭圆形形状，或者这些形状的组合，视该压电/电致伸缩膜元件的应用场合或用途而定。在该窗口6具有例如圆形形状、矩形形状或椭圆形形状的场合，上述穿过该窗口6的中心的最短直线的长度(m)分别对应于该圆形的直径、该矩形的短边长度或该椭圆形的短轴长度。
上述电极12、16和P/E层14如上所述通过一种适当的膜形成方法形成在该陶瓷基片2的膜片部10上，借此提供该P/E单元18。该P/E层14通过一种诸如丝网印刷、喷涂、涂布或沉浸之类的厚膜形成方法适当地形成。该厚膜形成方法使用一种糊料或泥料，以便在该陶瓷基片2的膜片部10上形成膜状P/E层14，该糊料或泥料作为主要成分含有平均颗粒尺寸约为0.01μm至7μm，最好约为0.05μm至5μm的压电/电致伸缩陶瓷颗粒。在这种场合，所得到的膜元件表现出优秀的压电/电致伸缩特性。在上述厚膜形成方法中，丝网印刷被特别有利地采用，因为它可以以较低的成本精细制作布线图案。为了用较低的电压得到P/E层14的较大位移，希望该P/E层14的厚度不大于50μm，而在3μm至40μm的范围内则更好。
该P/E单元18的上、下电极16、12由一种能耐受具有相当高的温度的氧化气氛的导电材料形成。例如，电极12、16可由单一金属、一种金属合金、一种金属或合金与导电陶瓷的混合物，或者一种导电陶瓷形成。然而，该电极材料最好有一种主要成分，该成分由一种诸如铂、钯或铑之类的具有高熔点的贵金属，或者一种诸如银钯合全、银铂合金或铂钯合金之类的合金组成。电极12、16还可由铂的金属陶瓷及用于基片2的陶瓷材料或用于P/E层14的压电/电致伸缩材料形成。更可取的是，电极12、16仅由铂制成或者作为主要成分包含一种含铂合金。在使用上述金属陶瓷的场合，基片材料的含量最好保持在6～30％体积的范围内，而该压电/电致伸缩材料最好保持在约5～20％体积的范围内。
通过一种适当选择的已知膜形成方法之一，用上述导电材料形成电极12、16，这些方法包括如上所述的厚膜形成方法，及诸如溅射淀积、离子束法、真空汽相淀积、离子镀、化学汽相淀积和电镀之类的薄膜形成方法。在这些方法中，诸如丝网印刷、喷涂、沉浸和涂布之类的厚膜形成方法，有利地用来形成电极12、16。上述薄膜形成方法可以像厚膜形成方法一样有利地用来形成上电极16。这样形成的电极12、16的厚度一般不大于20μm，最好不大于5μm。作为这些电极12、16和P/E层14的厚度之和的P/E单元18的总厚度一般为100μm或以下，最好为50μm或以下。
用来形成该P/E单元18的P/E层14的压电/电致伸缩材料最好作为主要成分包含锆钛酸铅(PZT)、铌酸铅镁(PMN)、铌酸铅镍(PNN)、铌酸铅锰、锡酸铅锑、铌酸铅锌、铁酸铅、钽酸铅镁、钽酸铅镍、或者它们的一种混合物。此外，一种含有镧、钡、铌、锌、铈、镉、铬、钻、锑、铁、钇、钽、钨、镍、锰、锂、锶或铋的氧化物或其他化合物的材料(如PLZT)可根据需要添加于上述压电/电致伸缩材料。
在如上所述的压电/电致伸缩材料中，推荐采用一种作为主要成分包含以下混合物之一的材料：铌酸铅镁、锆酸铅和钛酸铅的一种混合物；铌酸铅镍、铌酸铅镁、锆酸铅和钛酸铅的一种混合物；铌酸铅镁、钽酸铅镍、锆酸铅和钛酸铅的一种混合物；以及钽酸铅镁、铌酸铅镁、锆酸铅和钛酸铅的一种混合物。当通过一种厚膜形成方法，如丝网印刷，来形成该P/E层14时，推荐这些压电/电致伸缩材料。当采用含有三种以上成分的压电/电致伸缩材料时，其压电/电致伸缩特性依该材料的成分配方的不同而变化。然而，由铌酸铅镁、锆酸铅和铁酸铅组成的三成分材料，或者由铌酸铅镁、钽酸铅镍、锆酸铅和钛酸铅组成的四成分材料，或者由钽酸铅镁、铌酸铅镁、锆酸铅和钛酸铅组成的四成分材料最好在伪立方晶相、四方晶相和三角晶相的相面附近有个配方。为了保证足够高的压电常数和电机械耦合系数，特别希望采用以下配方之一，即，1)一个含有15～50mol％铌酸铅镁、10～45mol％锆酸铅和30～45mol％钛酸铅的配方，2)一个含有15～50mol％铌酸铅镁、10～40mol％钽酸铅镍、10～45mol％锆酸铅和30～45mol％钛酸铅的配方，或者3)一个含有15～50mol％铌酸铅镁、10～40mol％钽酸铅镁、10～45mol％锆酸铅和30～45mol％钛酸铅的配方。
如上所述在该陶瓷基片2的膜片部10的外表面上形成的该电极膜和P/E层(12、14、16)可以或者在这些膜和层中的每一个形成之后在不同的步骤中进行热处理(烧制)以与基片2成整体，或者在所有这些膜和层都形成在该膜片部10上之后在一个步骤中同时进行热处理(烧制)以与基片2成整体。此外，可能并不需要电极膜(12、16)的以上热处理(烧制)视形成这些膜的方法而定。使电极膜及P/E层与该膜片部成整体的热处理(烧制)温度一般控制成在500℃至1400℃的范围内，最好在1000℃至1400℃的范围内。为了避免在高温下该P/E层14的压电/电致伸缩材料的成分发生变化，希望在热处理或烧制该P/E层14的同时控制烧制气氛以包括该压电/电致伸缩材料的蒸发源。还推荐烧制该P/E层14时用适当的覆盖件把它覆盖以便该P/E层14的表面不直接曝露于烧制气氛。该覆盖件可由与陶瓷基片2的材料类似的材料来形成。
如上所述构成的压电/电致伸缩膜元件通过根据本发明的以下三种方法(A)～(C)之一来有利地制作。
在方法(A)中，把该陶瓷基片2制备成其膜片部2具有一种凸面形状，即以量h离开该窗口6向外突出，如图4(a)中所示。在该陶瓷基片2被烧制后，用适当的膜形成方法在该凸面膜片部10的外表面上依次叠层下电极12和P/E层14，如图4(b)中所示。当在按需要形成了上电极16之后烧制该P/E层14时，该P/E层14具有比已经过烧制的该膜片部10更大的烧制收缩，因而该膜片部10凹进该窗口6，如图4(C)中所示。因而，在该P/E单元18中，由该P/E层14的烧制收缩引起的应力可被有效地减小，同时保证该P/E层14的提高了的密度，因而所得到的膜元件表现出有效地提高了的压电/电致伸缩特性。
就是说，为了满意地实现经由该下电极12在已经过烧制的该膜片部10上形成的该P/E层14的烧结，发明人们发现，由于该P/E层14的烧制收缩使该凸面膜片部10凹进该窗口6是有效的，以便明显地减小该P/E层14与该膜片部10或下电极12的接触面积。这导致该P/E层14的充分提高了的密度和减小了的残余应力，保证所得的压电/电致伸缩膜元件的优秀特性。
在施加一个电压时，由该P/E层14的压电/电致伸缩材料产生的矫顽场的影响应结合该P/E层14的位移量来加以考虑。为了实现该P/E层14的足够大的位移，须沿与该膜片部10的平面平行的、该P/E层14的收缩方向施加一个电压，以便该P/E层14沿极化方向曝露于一个电场。结果，该P/E层14在其驱动时向下位移或弯曲，即进入陶瓷基片2的窗口6中。如果压电/电致伸缩膜元件造形成该膜片部10离开该窗口6向外突出，则沿与其弯曲方向相反的方向测量时该P/E层14有较大的刚度，造成一个不合意地减小了的位移量。因此，希望使该膜片部10凹进该窗口6，以致偏移率保持在0～8％的范围内。
用于上述方法(A)中的带有向外突出的凸面膜片部10的陶瓷基片2可通过控制基板4和膜片板8(图1和图2)的烧制率或速度或收缩率，在其烧制之前适当调整该膜片板8的形状，或利用这两个板4、8之间热膨胀比之差而很容易地获得。更具体地说，当给出该膜片板8的生片的烧结先于给出该基板4的生片的烧结时，或者当用于该基板4的生片的烧结所引起的收缩率大于用于该膜片板8的生片的收缩率时，该膜片部10向外突出。
该陶瓷基片2的膜片部10的突出量h一般为上述穿过该窗口6的中心的最短直线的长度(m)的1～20％，最好为该长度(m)的2～10％。如果该突出量h太小，则当烧制该P/E层14时，该膜片部10的偏移量可能变得过大。如果该突出量h太小，则在烧制该P/E层14时可能难以使该膜片部10凹进该窗口6中。
在用来制作压电/电致伸缩膜元件的方法(B)中，一开始制备陶瓷基片2，并用适当的膜形成方法在该陶瓷基片2的膜片部10的外表面上叠层下电极2和P/E层14。这样形成的该P/E层14包含一种陶瓷粉末(一种压电/电致伸缩材料的粉末)，该粉末填充用于该P/E层14的陶瓷生体的60％。然后，在按需要形成了上电极16之后烧制该P/E层14。于是，在烧制之前提高填充用于该P/E层14的生体的陶瓷粉末的百分比，以便有效地减小在其烧制时由该P/E层14的收缩引起的应力。因此，该膜片部10具有减小了的偏移，而所得到的膜元件表现出提高了的压电/电致伸缩特性，尤其是，用由该P/E层14产生的较小的力提供较大的位移量。
用于此方法(B)中的陶瓷基片不需要像用于上面方法(A)中那样有个凸面膜片部，而是可以采用普通的平坦膜片部。通过用相同的材料形成用于基板和膜片板的一些生片并把这些生片热压和烧制成整体陶瓷体，很容易获得带有平坦膜片部的该陶瓷基片。
在上述方法(B)中，该陶瓷粉末或该压电/电致伸缩材料的粉末填充用于该P/E层14的生体在其烧制之前的60％或以上，最好65％或以上，而70％或以上则更好，以便减小在其烧制时由于该P/E层14的收缩而出现的应力。如果该填充百分比小于60％，则不能充分减小在烧制该P/E层14时所出现的应力，因而该膜元件在其压电/电致伸缩特性方面不能实现足够的或原拟的改善。
为了用本发明的方法(C)制作压电/电致伸缩元件，一开始把该陶瓷基片2制备成其膜片部10向外突出以形成一种凸面形状，像方法(A)中那样，然后用适当的膜形成方法在该基片2的凸面膜片部10的外表面上叠层地形成下电极12和P/E层14。这样形成的该P/E层14以与方法(B)中相同的方式包含一种陶瓷粉末，该粉末填充用于该P/E层14的生体的60％或以上。然后，在按需要形成了上电极16之后烧制该P/E层14，以便使膜片部10凹进该陶瓷基片2的窗口6中。
此方法(C)是方法(A)和(B)的综合，而膜片部10的突出量(h)和陶瓷粉末在P/E层14中的填充百分比控制成上面就方法(A)和(B)所规定的各自的范围。
在上述方法(A)、(B)和(C)中，用上述膜形成方法在陶瓷基片2的膜片部10的外表面上形成下电极膜、P/E层和上电极膜12、14、16，然后在上述烧制温度下烧制，由此提供具有想要的厚度值的各自的膜和层。于是，在膜片部10上整体地形成P/E单元18。虽然希望在P/E层14刚在下电极12上形成之后，即在上电极16形成之前来烧制该P/E层14，但是可以在上电极16在层14上形成之后进行该P/E层14的烧制。
具有优秀的压电/电致伸缩特性和由本发明而产生的其他优点的压电/电致伸缩膜元件可通过采用上述方法(A)、(B)和(C)中的任何一种来制作。
在根据本发明这样得到的压电/电致伸缩膜元件中，陶瓷基片2的膜片部10具有有利地减小了的偏移或挠曲量，而P/E单元18的P/E层14具有提高了的密度。因此，该膜元件表现出具有高可靠性的压电/电致伸缩特性，而且当两个以上相邻的P/E单元同时被驱动时每个P/E单元的位移量几乎等于当仅一个P/E单元被驱动时的位移量。
虽然如上所述的压电/电致伸缩膜元件可以用于诸如传感器和执行器之类的各种用途，但是本膜元件有利地用作一个压电/电致伸缩执行器，因为在驱动形成在膜片部的外表面上的该P/E单元时该元件有效地经受位移。例如，本发明的P/E膜元件有利地用作单晶、双晶或其他类型的压电/电致伸缩执行器，这些执行器用于比如说伺服位移元件、脉冲驱动马达和超声波马达，如日本工业技术中心的内野宪治(Kenji Uchino)著《压电/电致伸缩执行器的应用基础》中所述。本P/E单元还用于动力器件和通信器件中的滤波器、诸如加速度传感器或冲击传感器之类各种传感器、变换器、拾音器、发声体(如扬声器)、及各种谐振器和振子。
下面参照示意地表示根据本发明的压电/电致伸缩膜元件的一例的图5，并参照作为该膜元件的分解透视图的图6，压电/电致伸缩膜元件20有一种整体结构，该结构包括一个陶瓷基片22和多个在该基片22的一些薄壁膜片部的外表面上形成的压电/电致伸缩单元(下文称为P/E单元)24。在工作中，在对对应的P/E单元24施加电压时，该陶瓷基片22的每个膜片部被偏移或变形。
更具体地说，该陶瓷基片22有一种整体的叠层结构，其组成包括一个较薄的封闭板(膜片板)26、一个连接板(基板)28、和一个夹在该封闭板26与该连接板28之间的隔板(基板)30。这些26、28、30由氧化锆材料形成。连接板28有三个穿过其厚度形成的沟通孔32。沟通孔32的数量、形状、尺寸和位置可根据该压电/电致伸缩膜元件应用场合或用途适当地确定。隔板30有多个穿过它而形成的方形窗口36(在本实施例中为三个)并这样叠合于连接板28上，以致连接板28的各沟通孔32与对应的窗口36相通。封闭板26叠合于隔板30的远离连接板28的一个主表面上，以便封闭该隔板30的诸窗口36的开口。借助于这样互相叠合的封闭板26、隔板30和连接板28，在该陶瓷基片22中形成三个压力腔38，以致这些腔38通过各自的沟通孔32与外界空间沟通。陶瓷基片22是一个如上所述由诸如氧化锆材料之类适当的陶瓷材料形成的整体烧制体。虽然该陶瓷基片22具有一种包括封闭板(膜片板)、隔板(基板)和连接板(基板)的三层结构，但是该基片22可以具有一种四层或其他多层结构。
膜状P/E单元24形成在封闭板26的外表面上，以致在与封闭板26平行的平面中观看时这些单元24与各自的压力腔38对正。每个P/E单元24包括一个下电极40、一个压电/电致伸缩层(下文称为P/E层)42和一个上电极44，它们用一种适当的膜形成方法或多种方法依次形成在该封闭板26的处于与该隔板30的窗口36之一对正位置的部分上，即在该陶瓷基片22的一个膜片部的外表面上。在工作中，在对应的P/E单元24驱动时，压力腔38中的压力升高，以致该压力腔38中所包容的流体能经对应的沟通孔32有效地排出。这样构成的压电/电致伸缩膜元件不仅用作一个执行器，也可以用作一个传感器，该传感器探测一个代表该膜片部的偏移位移量的电压信号。
在如上所述构成的压电/电致伸缩膜元件中，P/E层42的晶粒尺寸和孔隙率，及膜片部(26)的偏移比分别控制成处于上面所规定的范围之内，而且孔隙率和偏移比还确定成满足上述公式(1)。
虽然本发明的压电/电致伸缩膜元件能有利地用作用于扬声器、显示器件、伺服位移元件、脉冲驱动马达、超声波马达、加速度传感器或冲击传感器的执行器或传感器，但是本膜元件还可以有利地用于其他已知应用场合。
[实例]
为了进一步阐明本发明，下面将描述本发明的压电/电致伸缩元件的某些实例。然而应该指出，本发明并不限于以下实例的细节，而是可以用各种变动、修改和改进来实施，本专业的技术人员可以进行这些变动、修改和改进而不脱离如所附权利要求书中所规定的该发明的原则和范围。[实例1]通过使用带有十个各有0.5mm×0.7mm的尺寸的矩形窗口的陶瓷基片2制备二十个压电/电致伸缩膜元件的试件。因而，尺寸m为0.5mm。这些矩形窗口沿该基片2的纵向排列，使这些窗口的短边(0.5mm)与该基片2的纵向平行，并使这些窗口互相离开0.2mm的间隔距离。每个陶瓷基片2有一些膜片部10，这些膜片部的厚度值和突出量(h)示于表1。通过制备具有一种填充用于每个层14的生体至如图1中所示的一定百分比的陶瓷粉末的P/E层14，在该陶瓷基片2的各自的膜片部10上形成这些P/E层14，然后在如表1中所规定的烧制温度下烧制这些P/E层14来制作每个试件。这样，得到这二十个压电/电致伸缩膜元件的试件。
在每个试件的压电/电致伸缩膜元件中，该陶瓷体2的基板4有厚度200μm，而给出该膜片部10的膜片板8有如表1中所示的厚度。该基板4和该膜片板8由被3mol％氧化钇部分稳定的氧化锆形成。为了得到具有基板4和膜片板8的内部叠层结构的陶瓷基片2，按如下所述的方式制备用于这些板4、8的生片，叠合并在压力下粘合之，并烧制它们。
用于基板4的生片
用3mol％氧化钇部分稳定的氧化锆粉末
(平均颗粒尺寸0.8μm) 100份重量
聚乙烯醇缩丁醛树脂(粘合剂) 10份重量
邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂) 5份重量
含脱水山梨醇的分散剂 2份重量
含50/50的甲苯与异丙醇的溶剂 73份重量
上述成分在一个带有氧化锆球的球形磨中混合，以便给出一种具有1000CPS(厘泊)的初始粘度的泥料。这样得到的泥料在真空下脱气，而其粘度被控制成10000CPS。然后，用一种刮板法使该泥料形成一个生片，该生片经烧制后提供有200μm厚度的基板4。该生片在80℃下干燥三小时。
用于膜片板8的生片
用3mol％氧化钇部分稳定的氧化锆粉末
(平均颗粒尺寸：0.8μm) (100-Z) 份重量
氧化铝粉末(平均颗粒尺寸：0.2μm) Z份重量
聚乙烯醇缩丁醛树脂(粘合剂) 9份重量
邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂) 4份重量
含脱水山梨醇的分散剂 2份重量
含50/50甲苯与异丙醇的溶剂 70份重量
上述成分在一个带有氧化锆球的球形磨中混合，以便给出一种具有1000CPS(厘泊)的初始粘度的泥料。这样得到的泥料在真空下脱气，而其粘度被控制成3000CPS。然后，用一种逆辊涂布机使该泥料形成一个生片，该生片经烧制后提供有如表1中所示厚度的膜片部10。该生片在80℃下干燥二十分钟。与氧化锆粉末的含量有关的氧化铝粉末的含量(Z份重量)如下所示变化，以便改变该膜片板8的膜片部10的初始突出量(h)。
突出量(μm) 氧化铝含量
(Z份重量)
0 0
5 0.05
10 0.10
20 0.30
50 1.00
这样得到的用于基板4的生片借助于一种适当的金属模按图案冲孔以形成窗口6。然后，该生片叠合在如上所述制作的用于膜片板8的生片上，并通过在100kg/cm2的压力下以80℃热压1min而粘合于其上。这样得到的整体叠层结构在1500℃下烧制两小时，以便提供带以表1中所示的量(h)向外突出的膜片部10的陶瓷基片2。
在每个试件的陶瓷基片2的每个膜片部10的外表面上，用丝网印刷印上铂糊料，在120℃下干燥10min，并在1350℃下烧制两小时，以提供具有5μm厚度的下电极12。然后，按以下方式在下电极12上形成如表1中所示的每个试件的压电/电致伸缩层14。该P/E层14由一种压电/电致伸缩材料的粉末A形成，该材料由38mol％铌酸铅镁、24mol％锆酸铅和38mol％铁酸铅组成，而且其中一部分Pb被Sr和La所取代。该粉末A被形成糊料，用丝网印刷把该糊料印在下电极12上，在120℃下干燥20min，然后在如表1中所示的温度下烧制两小时，以提供具有30μm厚度的P/E层14。
为了形成用于P/E层14的糊料，制备了如下所示的混合料：
具有0.9μm平均颗粒尺寸的粉末A 100份重量
丙烯酸类粘合剂 3份重量
萜品醇(溶剂) 20份重量
用三辊机捏合该混合料以提供具有100,000CPS的粘度的糊料。然后，用丝网印刷把该糊料印在下电极12上，并在120℃下干燥20min以使溶剂挥发，从而提供P/E层(未烧制)14。各干燥之后而烧制之前，55％的P/E层14被该压电/电致伸缩材料的粉末(陶瓷粉末)所填充。
用以下方式来提高在其烧制前陶瓷粉末在该P/E层14中的填充百分比。就是说，一部分(10～30％)压电/电致伸缩(P/E)粉末A被具有与粉末A相同的成分和0.3μm的平均颗粒尺寸的另一种P/E粉末所取代。然后，把两种P/E粉末投入一个带有10mm直径氧化锆球的聚乙烯罐中，并在一个干球磨机中粉碎三小时。该粉碎操作用作为粉碎剂对100份重量的P/E粉末加入0.5份重量的乙醇来进行。然后，对100份重量的P/E粉末加入50份重量的丙酮，并把该混合料湿掺合五小时。此后，加入3份重量的丙烯酸类粘合剂和20份重量的萜品醇(溶剂)，并湿掺合一小时，然后把这样得到的泥料在40℃下保持15小时以便使丙酮蒸发，然后用三辊机捏合以形成具有100,000CPS的粘度的糊料。测量这样得到的糊料用该陶瓷粉末填充的百分比并表示如下，该百分比因具有0.9μm的平均颗粒尺寸的P/E粉末对具有0.3μm的平均颗粒尺寸的P/E粉末的比值而变化。于是，由具有不同的陶瓷粉末填充百分比的各自的糊料形成如表1中所示的试件的P/E层14。P/E粉末 比值(％重量) 陶瓷粉末的组合 填充百分比0.9μm/0.3μm 90/10 65％0.9μm/0.3μm 80/20 70％0.9μm/0.3μm 70/30 75％
陶瓷粉末(压电/电致伸缩(P/E)材料的粉末)的填充百分比表达成(干燥了的糊料的密度)×[(P/E材料的重量份)/(P/E材料的重量份+粘合剂的重量份)]×(1/P/E材料的理论密度)×100(％)。
在P/E层14的烧制完成时，通过溅射淀积在P/E层14上形成一个Cr薄膜，并在该Cr薄膜上形成一个Cu薄膜，以形成上电极16。于是，得到如表1中所示的那些试件的压电/电致伸缩膜元件。通过在每个P/E单元18的上下电极16、12之间施加100V，使这样得到的诸膜元件经受极化处理。
针对这样得到的诸压电/电致伸缩膜元件的每个试件，测量了膜片部10的偏移量和P/E层14的晶粒尺寸和孔隙率，同时评定了该膜元件的工作特性，如在对有关P/E单元施加电压时每个P/E层14的位移量。这些测量结果示于表1中。
更具体地说，用电子显微镜在沿穿过窗口6的中心的最短直线(m)截取的膜片部10的横截面的中部测量该膜片部10的偏移量。按以下方式得到晶粒尺寸。一开始，磨削并镜面抛光该P/E层14的一个横截面，然后用普通方法进行热蚀以便显示出晶界。用电子显微镜测量在视野内的晶粒数(n)和晶粒面积(s)，并计算晶粒尺寸
。为了测量孔隙率，镜面抛光P/E层14的一个横截面，同时避免晶粒脱落，并且用电子显微镜测量在视野的面积内该横截面的微孔或空隙部的面积，以便计算由(微孔面积/视野面积)×100(％)所表达的孔隙率。
为了评定压电/电致伸缩特性，在每个试样的膜元件的十个P/E单元18中的每一个的上下电极16、12之间施加一个30V的电压，并且用激光多普勒装置测量被驱动的P/E单元18的位移量。这样，逐个驱动所有十个P/E单元18，并计算这些P/E单元18的位移的第一平均值。同样，向每个试样的膜元件的所有十个P/E单元18施加一个30V电压，并测量各P/E单元18的位移量。也计算同时被驱动的十个P/E单元的位移的第二平均值。根据这样得到的结果，按表达式(第二平均值/第一平均值)×100(％)计算出在驱动所有P/E单元时测得的位移对驱动单个P/E单元时测得的位移的比值(％)。
从表1可以看出，根据本发明构成的1号至13号试件的压电/电致伸缩膜元件，由于减小了的在驱动该元件的所有P/E单元18时的位移量与在驱动单个P/E单元18时的位移量之差，以量和质的高度均一性提供较大的位移量。应该指出，在1号至13号试件的膜元件中，作为具有处于如本发明所规定的范围之内的晶粒尺寸和孔隙率的致密体而形成P/E层14，而膜片部10(窗口6)的中部的偏移量(d)处于如本发明所规定的范围之内。
另一方面，作为对照例的14号至20号试件的膜片部10有较大的偏移量和较高的孔隙率。从表1中还可以看出，这些14～20号膜元件提供较小的位移，并有较小的在驱动全体P/E单元时测得的位移量对在驱动单个P/E单元时测得的位移量的比值。于是，这些对照例的元件有较差的压电/电致伸缩特性和其质量的较大变化。在制备16号试件的元件时，提高了烧制温度以便提高P/E层14的密度。然而，具有小厚度的膜片部10由于高温烧制而损坏，没有得到原拟的元件。虽然19号试件的元件通过加大膜片部10的厚度来制备以避免它在其高温(1325℃)烧制时破坏，但是膜片部10经受较大的偏移量，造成该元件不足的压电/电致伸缩特性。
表1
| 序号 | 膜片部(10) | 压电/电致伸缩层(14)(P/E层) | 压电/电致伸缩(P/E)特性 | ||||||
| 厚度(μm) | 突出量h(μm) | 偏移量：d(μm) | 烧制温度(℃) | 陶瓷粉末的填充百分率(％) | 晶粒尺寸(μm) | 孔隙率(％) | 位移量(μm) | 整体驱动/单个驱动(％) | |
| 12345678910111213 | 101010121566101010101010 | 510202020205000001020 | 107382077201481242 | 1250125012501275130012501250127512501250127512501250 | 55555555555555657075756565 | 2.12.32.42.93.42.52.42.61.92.22.52.32.4 | 96743759109843 | 0.210.280.290.310.280.290.330.200.230.250.260.320.32 | 90931009590959786909592100100 |
| *14*15*16*17*18*19*20 | 1010106151510 | 0000000 | 2639破坏42446310 | 1250127513001275130013251225 | 55555555555555 | 1.62.3-2.42.93.51.2 | 2516-1414730 | 0.150.18-0.100.170.200.11 | 7570-65654575 |
对照例当把烧制温度降低到1225℃以便减小膜片部10的偏移时，孔隙率提高，结果不合意地降低了P/E单元14的密度。这样得到的元件在其压电/电致伸缩特性上是不能令人满意的。[实例2]
通过使用一种压电/电致伸缩材料的粉末B，制备了具有与实例1的结构相同的结构的压电/电致伸缩膜元件的十五个试件，该材料具有0.4μm的平均颗粒尺寸，并且由22mol％铌酸铅镁、15mol％钽酸铅镍、25mol％锆酸铅和38mol％钛酸铅组成，而且其中一部分Pb被Sr所取代。在这种场合，用来形成P/E层14的糊料有以下成分：
具有0.4μm的平均颗粒尺寸的粉末B 100份重量
聚乙烯醇缩丁醛树脂(粘合剂) 3份重量
2-乙基己醇(溶剂) 20份重量
用三辊机捏合该成分以提供具有100,000CPS的粘度的糊料。用丝网印刷把此糊料印在P/E单元18的下电极12上，并在120℃下干燥20min以使溶剂挥发，从而提供P/E层14(未烧制)。在烧制之前，50％的干燥的P/E层14被该压电/电致伸缩材料的粉末(陶瓷粉末)所填充。
按与实例1中相同的方式，把具有0.4μm的平均颗粒尺寸的上述粉末B与一种具有与粉末B相同的成分和0.1μm的平均颗粒尺寸的压电/电致伸缩材料的粉末按以下所示的比例掺合，以便提供一种具有提高了的陶瓷粉末填充百分比的糊料。于是，制作了每个试件的膜元件。P/E粉末 比值(％重量) 陶瓷粉末的组合 填充百分比0.4μm/0.1μm 80/20 65％0.4μm/0.1μm 70/30 70％
针对每个试件的压电/电致伸缩元件，测量了膜片部10的偏移量和P/E层14的晶粒尺寸和孔隙率，并评定了压电/电致伸缩特性。这些测量和评定结果示于下面的表2中。
表2
*****
| 序号 | 膜片部(10) | 压电/电致伸缩层(14)(P/E层) | 压电/电致伸缩(P/E)特性 | ||||||
| 厚度(μm) | 突出量：h(μm) | 偏移量：d(μm) | 烧制温度(℃) | 陶瓷粉末的填充百分率(％) | 晶粒尺寸(μm) | 孔隙率(％) | 位移量(μm) | 整体驱动/单个驱动(90) | |
| 212223242526272829303132333435 | 1010101566610101010101066 | 5102020205010001000000 | 191162451235151022846破坏3960 | 125012501250130012251275127512501250125012501275130012501275 | 505050505050506570655050505050 | 1.31.82.33.40.82.52.31.22.02.50.61.8-1.12.0 | 7423150211512210-127 | 0.220.280.330.290.200.340.210.210.210.310.150.17-0.150.20 | 889399899095858795997865-6040 |
*对照例
从表2可以看出，根据本发明构成的21号至30号试件的压电/电致伸缩膜元件，由于减小了当驱动该元件的所有P/E单元1时的位移量与当驱动单个P/E单元18时的位移量之差，以量和质的高度均一性提供较大的位移量。应该指出，在21号至30号试件的膜元件中，作为具有处于如本发明所规定的范围之内的晶粒尺寸和孔隙率的致密体而形成P/E层14，而膜片部10(窗口6)的中部的偏移量(d)处于如本发明所规定的范围之内。
在所介绍的器件中，把该膜片画成完全覆盖该窗口。然而该发明可以适用于该膜片仅沿一个方向完全覆盖该窗口地延伸的场合。
Claims (18)
1.一种压电/电致伸缩膜元件，该元件包括：一个有至少一个窗口(6，36)和一个用来封闭每个所述至少一个窗口的膜片部(10)的陶瓷基片(2，22)，所述膜片部作为所述陶瓷基片的一个整体部分而形成；及一个包括一个下电极(12，40)、一个压电/电致伸缩层(14，42)和一个上电极(16，44)的压电/电致伸缩单元(18，24)，这些下电极、压电/电致伸缩层和上电极按叙述次序通过一种膜形成方法形成在所述膜片部的外表面上，以提供一种叠层结构，其特征在于：
所述压电/电致伸缩层由一个具有不小于0.7μm的晶粒尺寸和不大于15％的孔隙率X的致密体组成，所述膜片部具有0～8％的偏移率Y，该偏移率等于所述膜片部的中部的偏移量对一条横跨所述至少一个窗口中一个对应的窗口延伸并穿过该窗口的中心的最短直线的长度的百分比，所述孔隙率X和所述偏移率Y满足以下公式：
Y≤0.1167X2-3.317X+25.5
2.根据权利要求1所述的压电/电致伸缩膜元件，其中用于所述压电/电致伸缩层的所述致密体的所述晶粒尺寸不小于1.5μm。
3.根据权利要求2所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述晶粒尺寸不小于2.0μm。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述孔隙率X和所述偏移率Y满足以下公式：
Y≤0.2X2-3.9X+20.5
式中X≤10，0≤Y≤6
5.根据权利要求4所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述孔隙率X和所述偏移率Y满足以下公式：
Y≤-X+7
式中 X≤6，0≤Y≤3
6.根据权利要求1至3或5中任一项所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述陶瓷基片的所述膜片部具有1μm～30μm的厚度。
7.根据权利要求6所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述陶瓷基片的所述膜片部具有3μm～15μm的厚度。
8.一种制作权利要求1所述的压电/电致伸缩膜元件的方法，该方法包括步骤：
制备所述陶瓷基片，其中所述膜片部向外突出以提一个凸面膜片部(10)；
通过一种膜形成方法在所述凸面膜片部的外表面上形成所述下电极和所述压电/电致伸缩层；
这样烧制所述压电/电致伸缩层，以致所述凸面膜片部凹进所述至少一个窗口中一个对应的窗口；以及
通过一种膜形成方法在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在烧制该压电/电致伸缩层之前在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述陶瓷基片的所述膜片部向外突出一个量，该量处于一条横跨所述至少一个窗口中一个对应的窗口延伸并穿过该窗口的中心的最短直线的长度的1～20％的范围内。
11.一种制作权利要求1所述的压电/电致伸缩膜元件的方法，该方法包括步骤：
制备所述陶瓷基片；
通过一种膜形成方法在所述膜片部的所述外表面上形成所述下电极和所述压电/电致伸缩层，所述压电/电致伸缩层包含一种陶瓷粉末，该粉末在该层烧制之前至少填充该压电/电致伸缩层的60％；
烧制所述压电/电致伸缩层；以及
通过一种膜形成方法在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在烧制该压电/电致伸缩层之前在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述陶瓷粉末在该压电/电致伸缩层烧制之前至少填充所述压电/电致伸缩层的65％。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述陶瓷粉末在该压电/电致伸缩层烧制之前至少填充所述压电/电致伸缩层的70％。
15.根据权利要求8所述的方法，其中所述陶瓷粉末在该压电/电致伸缩层烧制之前至少填充所述压电/电致伸缩层的60％。
16.根据权利要求11所述的方法，其中制备的所述陶瓷基片提供了一个凸面膜片部。
17.根据权利要求8或16所述的方法，其中在烧制该压电/电致伸缩层之前在所述该压电/电致伸缩层上形成所述上电极。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述陶瓷基片的所述膜片部向外突出一个量，该量处于一条横跨所述至少一个窗口中一个对应的窗口延伸并穿过该窗口的中心的最短直线的长度的1-20％的范围内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20000301 Termination date: 20130811 |