CN110890456B - 一种可抑制银迁移的微孔雾化元件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可抑制银迁移的微孔雾化元件，包括环形压电陶瓷片及贴覆在所述环形压电陶瓷片上的金属片，所述金属片在所述环形压电陶瓷片的环内部分设置有微孔，所述环形压电陶瓷片的正面上设置有通过电极连接线连通的主电极区及副电极区、其反面上设置有第一电极区及第二电极区。将微孔雾化元件的环形电极进行分割，主电极区进行局部极化、用来作振动区，副电极区不极化用来作内置电容，主信号中的直流分量将微孔雾化元件的内置电容隔离，避免了直流电场下的银迁移问题，极大延长了微孔雾化元件的使用寿命.同时由于采用内置主副双重电极的方式，批量生产时更加节省成本；微孔雾化元件自身与驱动电路的连接也简单易行。

Description

一种可抑制银迁移的微孔雾化元件及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子元器件技术领域，尤其涉及一种可抑制银迁移的微孔雾化元件及其制备方法。
背景技术
微孔雾化元件属于频率为千赫兹类别的压电换能元件，使用时功耗低，整机功率仅2瓦左右，可广泛应用于加湿、美容、医疗、模拟雾化等诸多领域。工作时采用它激电路使微孔雾化元件产生每秒10万次以上的面内机械振动，将水箱或其它供水装置提供的液态水分散成3-9um的颗粒从金属基片的微孔区逸出从而实现雾化。但目前的微孔雾化元件使用上存在以下问题：微孔雾化元件的电极材料为银，在潮湿环境中带电工作时，有直流电场存在时容易发生银迁移从而元件性能大幅度降低，严重时甚至引起失效。
因此，能否设计一种可抑制银迁移的微孔雾化元件以克服上述缺陷，是本领域技术人员有待解决的技术难题。
发明内容
为克服现有技术的上问题，本发明的提供一种可抑制银迁移的微孔雾化元件，使微孔雾化元件内置电容，以解决现有微孔雾化元件在使用过程中的直流电场下的银迁移问题。
为解决其技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可抑制银迁移的微孔雾化元件，包括环形压电陶瓷片及贴覆在所述环形压电陶瓷片上的金属基片，所述金属基片在所述环形压电陶瓷片的环内部分设置有雾化微孔，所述环形压电陶瓷片的正面上设置有通过电极连接线连通的主电极区及副电极区，所述环形压电陶瓷片的反面上设置第一电极区和第二电极区，所述主电极区局部极化用来做振动区，所述副电极区不极化用来做内置电容。
优选的，所述环形压电陶瓷片的外直径为15.9mm，内直径7.7mm，厚度为0.56mm。
优选的，所述主电极区呈圆环形状，所述副电极区环绕所述主电极区。
优选的，所述金属基片的直径比所述主电极区的直径小1-1.5mm。
优选的，所述第二电极区呈圆环形状，所述第一电极区环绕所述第二电极区且与所述第二电极区不相连。
优选的，所述主电极区和第二电极区的投影对称重合，所述副电极区与所述第一电极区的投影对称重合。
根据本发明的另一方面，一种微孔雾化元件的制备方法，用于加工上述所述的任一一种微孔雾化元件，包括如下步骤：
S1：环形压电陶瓷片丝网印刷，在环形压电陶瓷片的正反面上分别通过丝网印刷高温银电极浆料制电极，烘干；
S2：将所述步骤S1烘干的制品按单层摆放方式置于烧银炉中进行烧渗；
S3：将所述步骤S2烧渗好的制品进行局部极化，使制品具备压电性能，形成环形压电振子的主电极区；
S4：将所述步骤S3极化后的环形制品放置到烘箱中进行老化，老化温度为150度，时间2小时；
S5：使用耐高温环氧胶将所述步骤S4制得的环形制品与打好微孔的金属基片进行结合；
S6：在环形压电陶瓷片的正面与反面的银电极上焊接电子线，完成电极的引出，制成所述微孔雾化元件。
优选的，所述步骤S4之后，步骤S5之前还包括步骤S41使用网络分析仪对经步骤S4制得的环形制品的综合电性能进行测试和分选。
优选的，所述步骤S2的烧渗条件的最高温度设置为760度，进出时间控制在20-30分钟之间。
优选的，所述步骤S3的局部极化具体步骤为使用外径14.0mm、内径7.7mm、厚度1mm的环形金属平板对主电极区施加1.2KV/mm的直流电场，极化温度为230度，时间15分钟。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
当驱动电路连接到本发明的微孔雾化元件时，主信号中的直流分量将被微孔雾化元件的内置电容隔离，避免了直流电场下的银迁移问题，极大延长了微孔雾化元件的使用寿命.同时由于采用内置主副双重电极的方式，批量生产时更加节省成本；微孔雾化元件自身与驱动电路的连接也简单易行。
附图说明
图1为本发明一种微孔雾化元件的环形压电陶瓷的俯视图；
图2为本发明一种微孔雾化元件的环形压电陶瓷的仰视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了实施例的一部分，其中描述了实现本发明采用的实施例。应明白，还可使用其他的实施例，或者对本文所举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
本发明的一个实施例，一种可抑制银迁移的微孔雾化元件包括环形压电陶瓷片10及贴覆在环形压电陶瓷片10反面的金属基片(图中未示出)，金属基片在环形压电陶瓷片10的环内部分设置有雾化微孔。将环形压电陶瓷片10的正面电极进行分割为主电极区2和副电极区1，主电极区2、副电极区1都呈圆环状，副电极区1的圆环宽度小于主电极区2的圆环宽度并且环绕在主电极区2的外侧，主电极区2和副电极区1通过电极连接线3相连通，具体如图1所示。
如图2所示，环形压电陶瓷片10的反面也对应设置有第一电极区5和第二电极区6，第一电极区5和第二电极区6呈圆环状，第一电极区5环绕在第二电极区6的外侧与第二电极区6不相连，第一电极区5的圆环宽度小于第二电极区6的圆环宽度。
具体的，反面的第一电极区5与正面的副电极区1的投影重合，主电极区2和第二电极区6的投影重合。设置成对称重合的结构可降低在批量生产过程中印刷对位的难度。更具体的，第一电极区5和副电极区1在本实施例中设置为窄环形，但其也可以用方形、圆形、椭圆甚至其它均可，只要两者彼此的投影为对称重合结构即可，在此不一一具体限定。
具体的，环形压电陶瓷片10的外直径为15.9mm，内直径7.7mm，厚度为0.56mm。金属基片的直径比主电极区2的直径小1-1.5mm，这样便于电极的引出。更具体的，金属基片优选为304不锈钢片，其规格直径为13mm、厚度为0.05mm。
主电极区2进行局部极化用来做振动区，副电极区1不极化用来做内置电容；当微孔雾化元件进行电气连接，将驱动电路的输出信号经过副电极区1上的内置电容后再接入微孔雾化元件的主电极区2，输出信号中的直流分量将被微孔雾化元件的内置电容隔离，避免了直流电场下的银迁移问题，极大延长了微孔雾化元件的使用寿命。同时由于采用内置主副双重电极的方式，批量生产时更加节省成本，同时微孔雾化元件自身与驱动电路的连接也更简单易行。
同时根据本发明的另一方面，提供一种微孔雾化元件的制备方法，具体步骤如下：
S1：在环形压电陶瓷片的正反面上分别通过丝网印刷如图1与图2所示的高温银电极浆料，烘干后待用；
具体的，环形压电陶瓷片的规格为外径15.9mm，内径7.7mm，厚度0.56mm。
S2：将步骤S1烘干后的制品按单层摆放方式置于烧银炉中进行烧渗；
具体的，烧渗时最高温度设置为760度，进出时间控制在20-30分钟之间。
S3：将步骤S2烧渗好的制品进行局部极化，使制品具备压电性能，主电极区形成为一个环形压电振子；
具体的，局部极化的工艺为：使用外径14.0mm、内径7.7mm、厚度1mm的环形金属平板对主电极区施加1.2KV/mm的直流电场，极化温度为230度，时间15分钟。
S4：将步骤S3极化后的环形制品放置到烘箱中进行老化，老化温度150度，时间2小时；
S5：使用耐高温环氧胶将步骤S4经老化处理的环形制品与打好微孔的金属基片进行结合；
具体的，金属基片采用304不锈钢片，其规格为直径13mm、厚度0.05mm。
S6：在环形压电陶瓷片的正面与反面的银电极上焊接电子线，完成电极的引出，制得微孔雾化元件。
具体的，在步骤S4之前和步骤S5之前还包括步骤S41使用网络分析仪对步骤S4制得的环形制品的综合电性能进行测试和分选，准备进行结合。可提高产品的合格率。
上面以举例方式对本发明进行了说明，该实施例中及制得的微孔雾化元件整体呈圆形，但可根据实际需要设计为方形或其他形状，在此不一一进行限定。但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种可抑制银迁移的微孔雾化元件，其特征在于，包括环形压电陶瓷片及贴覆在所述环形压电陶瓷片上的金属基片，所述金属基片在所述环形压电陶瓷片的环内部分设置有雾化微孔，所述环形压电陶瓷片的正面上设置有通过电极连接线连通的主电极区及副电极区，所述环形压电陶瓷片的反面上设置第一电极区和第二电极区，所述主电极区局部极化用来做振动区，所述副电极区不极化用来做内置电容。
2.根据权利要求1所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述环形压电陶瓷片的外直径为15.9mm，内直径7.7mm，厚度为0.56mm。
3.根据权利要求2所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述主电极区呈圆环形状，所述副电极区环绕所述主电极区。
4.根据权利要求3所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述金属基片的直径比所述主电极区的直径小1-1.5mm。
5.根据权利要求4所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述第二电极区呈圆环形状，所述第一电极区环绕所述第二电极区且与所述第二电极区不相连。
6.根据权利要求5所述的微孔雾化元件，其特征在于，所述主电极区和第二电极区的投影对称重合，所述副电极区与所述第一电极区的投影对称重合。
7.一种可抑制银迁移的微孔雾化元件的制备方法，其特征在于，所述方法用于加工权利要求1-6所述的任一一种微孔雾化元件，所述方法包括如下步骤：
S1：环形压电陶瓷片的丝网印刷，在环形压电陶瓷片的正反面上分别通过丝网印刷高温银电极浆料制电极，烘干；
S2：将所述步骤S1烘干的制品按单层摆放方式置于烧银炉中进行烧渗；
S3：将所述步骤S2烧渗好的制品进行局部极化，使制品具备压电性能，形成环形压电振子的主电极区；
S4：将所述步骤S3极化后的环形制品放置到烘箱中进行老化，老化温度为150度，时间2小时；
S5：使用耐高温环氧胶将所述步骤S4制得的环形制品与打好微孔的金属基片进行结合；
S6：在环形压电陶瓷片的正面与反面的银电极上焊接电子线，完成电极的引出，制成所述微孔雾化元件。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4之后，步骤S5之前还包括步骤S41使用网络分析仪对经步骤S4制得的环形制品的综合电性能进行测试和分选。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的烧渗条件的最高温度设置为760度，进出时间控制在20-30分钟之间。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的局部极化具体步骤为使用外径14.0mm、内径7.7mm、厚度1mm的环形金属平板对所述主电极区施加1.2KV/mm的直流电场，极化温度为230度，时间15分钟。
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