CN111682102A - 一种压电驱动器堆栈的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种压电驱动器堆栈的制备方法,包括压合步骤、刻槽步骤、排胶步骤、烧结步骤、被银步骤、极化步骤和焊接电极片与引线步骤。本申请通过压合夹具结合油压工艺及等静压成型工艺可将多个芯片式压电驱动器单元压合成型为压电驱动器堆栈生坯,相邻两个芯片式压电驱动器单元之间的连接处具有良好的结合性,从而可制备高厚度、可靠性好的压电驱动器堆栈,可有效解决共烧式压电驱动器堆栈受叠膜、切割等工艺限制难以制备高厚度压电驱动器堆栈生坯的问题,也解决了分立式压电驱动器堆栈使用胶水等粘结层导致使用可靠性差的问题。
Description
技术领域
本申请属于压电驱动器领域,更具体地说,是涉及一种压电驱动器堆栈的制备方法。
背景技术
纵向压电驱动器是一种利用逆压电效应通过电场控制压电体的机械变形从而产生纵向直线运动的一类元件,广泛应用于航空技术、测量技术、精密加工、医学器械等领域。
目前,应用最广的纵向压电驱动器为高度大于10mm的大行程压电驱动器堆栈,具体分为共烧式压电驱动器堆栈及分立式压电驱动器堆栈。共烧式压电驱动器堆栈采用叠膜技术得到压电驱动器堆栈生坯,共烧制备大行程压电驱动器堆栈。然而,制备压电驱动器堆栈生坯对叠膜、切割工序及相应设备提出了更高的要求,使共烧式压电驱动器堆栈的厚度受到极大限制。分立式压电驱动器堆栈主要通过胶水将多个芯片式压电驱动器单元粘结为一体。然而,胶水粘结层会带来额外的迟滞,且分立式压电驱动器堆栈在高频长时间工作情况下,胶水容易失效从而影响分立式压电驱动器堆栈使用的可靠性。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种压电驱动器堆栈的制备方法,以解决相关技术中存在的共烧式压电驱动器堆栈采用叠膜技术难以制备厚度较大的压电驱动器堆栈生坯,以及分立式压电驱动器堆栈采用胶水粘结导致使用可靠性差的问题。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案是:
提供一种压电驱动器堆栈的制备方法,包括,
压合:将多个芯片式压电驱动器单元堆叠于压合夹具中,采用油压工艺将多个所述芯片式压电驱动器单元压合成型为压电驱动器堆栈生坯,采用等静压成型工艺对所述压电驱动器堆栈生坯进行加固;
刻槽:在所述压电驱动器堆栈生坯的一对内电极引出侧面之相邻两个所述芯片式压电驱动器单元的连接位置处进行刻槽;
排胶:将刻槽后的所述压电驱动器堆栈生坯置于排胶炉中进行排胶;
烧结:将排胶后的所述压电驱动器堆栈生坯置于烧结炉中进行烧结得到压电驱动器堆栈体;
被银:在所述压电驱动器堆栈体的一对内电极引出侧面分别进行被银处理以形成外电极银层;
极化:将被银后的所述压电驱动器堆栈体置于硅油中极化;
焊接电极片与引线:在所述压电驱动器堆栈体的两个所述外电极银层上分别焊接电极片,在各所述电极片上焊接引线。
在一个实施例中,所述压合夹具包括第一基座和第二基座,所述第一基座上沿该第一基座的厚度方向开设有用于容置多个所述芯片式压电驱动器单元的开孔;所述第二基座包括压板和用于伸入所述开孔中的压块,所述压块安装于所述压板上。
在一个实施例中,所述压块的长度与所述压电驱动器堆栈生坯的长度之和大于所述开孔的深度。
在一个实施例中,于所述排胶步骤中,排胶升温制度为:设定初始温度范围为60℃-80℃,加热20h-30h,温度上升至200℃-250℃保温;继续加热25h-35h,温度上升至300℃-350℃保温;继续加热15h-25h,温度上升至400℃-450℃保温;继续加热2h-10h至峰值温度600℃保温。
在一个实施例中,于所述烧结步骤中,烧结温度为1120±30℃/3~4h。
在一个实施例中,各所述芯片式压电驱动器单元为由压电陶瓷材料与电极浆料共烧制成的叠层结构。
在一个实施例中,各所述电极片包括分别与各所述芯片式压电驱动器单元上相应所述外电极银层连接的导电片和连接相邻两个所述导电片的导电连接片。
在一个实施例中,各所述引线的一端与对应所述电极片的一个所述导电片连接。
在一个实施例中,各所述导电片为圆环。
在一个实施例中,所述导电片的宽度大于所述导电连接片的宽度。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一:本申请通过压合夹具结合油压工艺及等静压成型工艺可将多个芯片式压电驱动器单元压合成型为压电驱动器堆栈生坯,相邻两个芯片式压电驱动器单元之间的连接处具有良好的结合性,从而可制备高厚度、可靠性好的压电驱动器堆栈,可有效解决共烧式压电驱动器堆栈受叠膜、切割等工艺限制难以制备高厚度压电驱动器堆栈生坯的问题,也解决了分立式压电驱动器堆栈使用胶水等粘结层导致使用可靠性差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的压电驱动器堆栈的制备方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的压合夹具与多个芯片式压电驱动器单元连接的截面示意图;
图3为本申请实施例提供的第一基座的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的第二基座的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的压电驱动器堆栈体的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的压电驱动器堆栈的主视图;
图7为本申请实施例提供的压电驱动器堆栈的侧视图;
图8为图7中A处的放大示意图;
图9为本申请实施例提供的电极片的主视图。
其中,图中各附图主要标记:
1-压电驱动器堆栈体;11-芯片式压电驱动器单元;12-外电极银层;
2-压合夹具;21-第一基座;210-开孔;22-第二基座;221-压板;222-压块;
3-电极片;31-导电片;310-通孔;32-导电连接片;
41-正极引线;42-负极引线;
5-固化胶。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征,结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此,“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的短语出现在整个说明书的各个地方,并非所有的指代都是相同的实施例。此外,在一个或多个实施例中,可以以任何合适的方式组合特定的特征,结构或特性。
应理解,实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
请参阅图1和图2,现对本申请提供的一种压电驱动器堆栈的制备方法进行说明。该压电驱动器堆栈的制备方法包括以下步骤:
S1压合:将多个芯片式压电驱动器单元11堆叠于压合夹具2中,采用油压工艺将多个芯片式压电驱动器单元11压合成型为压电驱动器堆栈生坯,采用等静压成型工艺对压电驱动器堆栈生坯进行加固。具体地,在油压工艺中,通过压力机将多个芯片式压电驱动器单元11进行一次性压合,进而可提高压合效果,便于后续通过等静压成型工艺进行加固作业,可有效提高多个芯片式压电驱动器单元11之间结合的可靠性。其中,压力机可为油压机,油压机的参数可为:压力30KG-50KG,保压时间30s-60s,下压深度0.2mm-0.5mm。等静压成型工艺的参数可为:温度70℃-80℃,压力28Mpa-32 Mpa,时间8min~16min。在其它实施例中,压力机的种类、工艺参数及等静压成型工艺参数等都可以根据实际需要进行调节,在此不作唯一限定。
在一些实施例中,在压电陶瓷生料带上丝网印刷叉指式内电极;经过叠膜、等静压、切割后形成上述的芯片式压电驱动器单元11。在其他实施例中,芯片式压电驱动器单元11也可采用其它结构或制作工艺,在此不作唯一限定。其中,压电陶瓷可由软性PZT(LeadZirconate Titanate,锆钛酸铅)系材料制成,其压电常数d33>400pC/N,居里温度Tc>190℃。在其它实施例中,压电陶瓷也可以由其它材料组成,在此不作唯一限定。
S2刻槽:在压电驱动器堆栈生坯的一对内电极引出侧面上的相邻两个芯片式压电驱动器单元11的连接位置处进行刻槽。此处,经S1压合步骤得到的压电驱动器堆栈生坯可为长方体构型,该压电驱动器堆栈生坯具有四个侧面、一个顶面和一个底面,将其中的一个侧面称为第一侧面,将另外两个相对的侧面分别称为第二侧面和第三侧面,剩下与第一侧面相对的侧面称为第四侧面。具体地,通过激光机发出的激光对第一侧面与第四侧面(或者第二侧面与第三侧面)上的相邻两个芯片式压电驱动器单元11的连接位置处进行激光刻槽,并得到若干凹槽(图未示)。各凹槽以相邻两个芯片式压电驱动器单元11的连接线为对称轴呈对称分布。此结构,通过在相邻两个芯片式压电驱动器单元11的连接位置处进行刻槽作业,可缓解压电驱动器堆栈内部的内电极与留边处之间的内应力。其中,各凹槽的宽度范围可为5μm-20μm,深度范围可为200μm-300μm,各凹槽的宽度小于芯片式压电驱动器单元11单层介质膜的厚度,各凹槽的深度小于芯片式压电驱动器单元11的内电极留边量。在其它实施例中,各凹槽的尺寸大小、开槽位置等都可以根据实际需要进行调节,如相邻两个凹槽呈正对分布,即相邻两个凹槽的两端分别位于同一条直线上;或者相邻两个凹槽呈交叉分布,即相邻两个凹槽有部分重合;或者相邻两个凹槽呈错位分布,即相邻两个凹槽没有重合部分,完全错开分布。
S3排胶:将S2刻槽后的压电驱动器堆栈生坯置于排胶炉中进行排胶。其中,本申请中的排胶升温制度为:设定初始温度范围为60℃-80℃,加热20h-30h,温度上升至200℃-250℃保温;继续加热25h-35h,温度上升至300℃-350℃保温;继续加热15h-25h,温度上升至400℃-450℃保温;继续加热2h-10h至峰值温度600℃保温。坯体中大量的有机物熔融、分解、挥发,会导致坯体变形、开裂;同时有机物含碳量多,当氧气不足形成还原气氛时,会影响烧结质量。压电驱动器堆栈生坯中有机物分解开始前的一定温度范围内开始缓慢升温,否则会导致分解产物中易挥发组分来不及挥发而残留在生坯中导致产生气孔。在峰值温度处保温足够的时间,以使分解产物能充分扩散至生坯表面。通过排胶作业可将坯体中的有机物排除干净,以保证产品的形状、尺寸和质量。在其它实施例中,排胶升温制度可以根据实际需要进行调节,在此不作唯一限定。
S4烧结:将S3排胶后的压电驱动器堆栈生坯置于烧结炉中进行烧结得到压电驱动器堆栈体1。本申请中的烧结温度为1120±30℃/3~4h,使得内电极制作时,可选用往陶瓷内部扩散小的电极浆料,提高压电驱动器堆栈工作的可靠性。在其它实施例中,烧结温度可以根据实际需要进行调节,在此不作唯一限定。
S5被银:分别在压电驱动器堆栈体1的一对内电极引出侧面分别进行被银处理以形成外电极银层12。具体地,通过丝网印刷的方式在压电驱动器堆栈体1的第一侧面与第四侧面(或者第二侧面与第三侧面)涂布外电极银层12;然后进行烘银、烧银处理。在S2刻槽步骤和S5被银步骤中,压电驱动器堆栈生坯刻槽处理的一对侧面和被银处理的一对侧面相同。此结构,一个内电极引出侧面上的外电极银层12可将各芯片式压电驱动器单元11的正极端连接;另一个内电极引出侧面上的外电极银层12可将各芯片式压电驱动器单元11的负极端连接,从而使多个芯片式压电驱动器单元11实现电学并联。在其它实施例中,也可以在压电驱动器堆栈体1的一对内电极引出侧面上分别镀其它材料的导电层,如金层、铜层、镍层等,在此不作唯一限定。
S6极化:将S5被银处理后的压电驱动器堆栈体1置于硅油中极化。极化是在压电陶瓷上加一强直流电场,使压电陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列。极化可分为油浴极化法、空气极化法和空气高温极化法。本申请采用油浴极化法,油浴极化法是以甲基硅油等为绝缘煤质,在一定极化电场、温度和时间条件下对制品进行极化的方法。由于甲基硅油使用温度范围较宽、绝缘强度高和防潮性好等优点,适用于极化电场高的压电陶瓷材料。
S7焊接电极片3与引线:在压电驱动器堆栈体1的两个外电极银层12上分别焊接电极片3,在各电极片3上焊接引线。此结构,位于一个外电极银层12上的电极片3可作为压电驱动器堆栈的正极片,位于另一个外电极银层12上的电极片3可作为压电驱动器堆栈的负极片。与该正极片相连的引线称为正极引线41,与该负极片相连的引线称为负极引线42,至此可得到压电驱动器堆栈成品,通过正极引线41与负极引线42可实现压电驱动器堆栈与其它器件的连接。在一些实施例中,可以先在各外电极银层12上焊接电极片3,然后在各电极片3上焊接引线。还有一些实施例中,可以先将各引线焊接于相应的电极片3上,然后将带有引线的电极片3焊接于相应的外电极银层12上。其中,电极片3可由紫铜片等导电性较好的金属材料制成,在此不作唯一限定。
在一个实施例中,请参阅图2至图4,作为本申请提供的一种压电驱动器堆栈的制备方法的一种具体实施方式,压合夹具2包括第一基座21和第二基座22,第一基座21上沿该第一基座21的厚度方向开设有用于容置多个芯片式压电驱动器单元11的开孔210;第二基座22包括压板221和用于伸入开孔210中以挤压该开孔210中的多个芯片式压电驱动器单元11的压块222,压块222安装于压板221上。此结构,在S1压合步骤中,首先将多个芯片式压电驱动器单元11堆叠放置于开孔210中,然后将压块222伸入至开孔210中,通过压力泵挤压压板221,压块222将多个芯片式压电驱动器单元11挤压为一体。通过开孔210对多个芯片式压电驱动器单元11进行定位,从而可避免各芯片式压电驱动器单元11在挤压过程中发生变形,影响后续成型的压电驱动器堆栈1的质量。在一些实施例中,开孔210的数量可为多个,呈阵列式分布于第一基座21上;开孔210的数量与压块222的数量可呈一一对应设置。在一些实施例中,第一基座21和第二基座22可由不锈钢材料制成,具有高耐腐蚀性及高耐摩擦磨损性。在其它实施例中,开孔210与压块222的尺寸大小、第一基座21与第二基座22的尺寸大小与材质等都可以根据实际需要进行调节,在此不作唯一限定。
在一个实施例中,请参阅图2,作为本申请提供的一种压电驱动器堆栈的制备方法的一种具体实施方式,压块222的长度与压电驱动器堆栈体1的长度之和大于开孔210的深度。此结构,压板221面向压块222的侧面与第一基座21的顶面之间间隔出一段距离,该距离可为压力泵挤压多个芯片式压电驱动器单元11时,预留出足够的压缩空间,进而提高对多个芯片式压电驱动器单元11的压合效果。
在一个实施例中,作为本申请提供的一种压电驱动器堆栈的制备方法的一种具体实施方式,各芯片式压电驱动器单元11为由压电陶瓷材料与电极浆料共烧制成的叠层结构。此结构,压电陶瓷材料是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能性电子陶瓷材料,具有良好的介电性、压电性等。其中,本申请采用的压电陶瓷材料可为软性PZT(LeadZirconate Titanate,锆钛酸铅)系压电瓷粉,在此不作唯一限定。
在一个实施例中,请参阅图6和图9,作为本申请提供的一种压电驱动器堆栈的制备方法的一种具体实施方式,各电极片3包括分别与各芯片式压电驱动器单元11上对应外电极银层12连接的导电片31和连接相邻两个导电片31的导电连接片32。此结构,通过在压电驱动器堆栈体1的两端分别设置电极片3,一个电极片3的导电片31和导电连接片32可将处于压电驱动器堆栈体1一端的多个外电极银层12连接,另一个电极片3的导电片31和导电连接片32可将处于压电驱动器堆栈体1另一端的多个外电极银层12连接。即使相邻两个芯片式压电驱动器单元11之间的外电极银层12开裂时,相邻两个芯片式压电驱动器单元11之间也可以通过相应的导电片31与导电连接片32连接,从而可避免开路,压电驱动器堆栈也能正常使用,进而提高压电驱动器堆栈的使用寿命;而且,位于两侧的电极片3增强了压电驱动器堆栈的整体结构强度,抗振动及抗变形能力强。
在一个实施例中,请参阅图6和图9,各导电片31上开设有通孔310,通孔310中填充固化有固化胶5。在传统制备工艺中,压电驱动器堆栈体1两端的外贴电极及引线通常是通过焊锡连接的。焊锡需要首先对外电极银层12进行电镀,工艺繁琐;而且,焊锡焊接不但难以保证良好的外观,由于焊锡焊接的温度较高(通常大于300℃),极易造成陶瓷退极化,从而影响压电驱动器堆栈的一致性与可靠性。此结构,各电极片3可通过点焊的方式固定于压电驱动器堆栈体1上,并通过固化胶5点胶固化。因此,通过点焊取代传统焊锡工艺,既可以改善焊锡时造成的退极化,又可免去繁琐的电镀工艺。点焊之后在各通孔310处点胶固化胶5,可提高各电极片3与压电驱动器堆栈体1之间连接的稳固性,进而提高压电驱动器堆栈的结构强度及可靠性,又可提升电极片3的美观度。其中,固化胶5的型号可为G500胶,在此不作唯一限定。
在一个实施例中,在S7焊接电极片3与引线步骤中,电极片3与压电驱动器堆栈体1之间的连接工艺如下:
1、制备电极片3:在片材上等距离开设多个通孔310,通孔310的数量可与芯片式压电驱动器单元11的数量相同。
2、电极片3点焊:将两个电极片3分别点焊连接于压电驱动器堆栈体1的两端。具体地,在压电驱动器堆栈体1的两端分别设置电极片3,使一个电极片3的各导电片31与位于压电驱动器堆栈体1一侧的各芯片式压电驱动器单元11上的外电极银层12呈一一对应设置,使另一个电极片3的各导电片31与位于压电驱动器堆栈体1另一侧的各芯片式压电驱动器单元11上的外电极银层12呈一一对应设置。使用点焊机的点焊针对各导电片31进行点焊,使各导电片31与相应的外电极银层12接触焊合。各通孔310可正对于相应外电极银层12设置。其中,点焊工艺参数可为:电压为1.4V-1.6V;预压时间为14ms-16ms;点焊压力为36N-43N。在其它实施例中,点焊工艺参数可以根据实际需要进行调节,在此不作唯一限定。
3、引线点焊:将两根引线通过点焊机分别焊接于相应的电极片3上。具体地,将正极引线41的一端点焊于一个电极片3上;同理,将负极引线42的一端点焊于另一个电极片3上。正极引线41的一端可与一个电极片3之中间位置的导电片31连接,负极引线42的一端可与另一个电极片3之中间位置的导电片31连接,从而可提高压电驱动器堆栈电流传输稳定性及整体美观度。其中,点焊工艺参数可为:电压为1.4V-1.6V;预压时间为14ms-16ms;点焊压力为36N-43N。在其它实施例中,点焊工艺参数可以根据实际需要进行调节,在此不作唯一限定。
4、点胶固化:将各电极片3点胶固设于压电驱动器堆栈体1上。具体地,将点胶机的点胶阀对准上述点焊的焊点位置,以供应固化胶5实现点胶,使固化胶5刚好覆盖全部焊点及通孔310。将压电驱动器堆栈体1置于110℃的恒温干燥箱中干燥1h,使固化胶5固化,实现电极片3与压电驱动器堆栈体1的连接固定,至此得到最终的压电驱动器堆栈成品。
本申请提供的压电驱动器堆栈的性能如下表所示:
尺寸(mm*mm*mm) | 5(±0.1)*5(±0.1)*18(±0.05) |
驱动电压(V) | -20~100 |
最大行程(μm) | 20.6±20% |
电容(μF) | 3.2±20% |
谐振频率(kHz) | 72 |
循环寿命 | >10<sup>9</sup> |
在一个实施例中,请参阅图7和图8,作为本申请提供的一种压电驱动器堆栈的制备方法的一种具体实施方式,各引线的一端与对应电极片3的一个导电片31连接。具体地,正极引线41的一端可与一个电极片3的中间位置的导电片31连接,负极引线42的一端可与另一个电极片3的中间位置的导电片31连接。此结构,通过将正极引线41的一端与负极引线42的一端分别与相应的导电片31连接。当相邻两个外电极银层12开裂而导致开路时,由于电极片3将各外电极银层12连接,通过正极引线41与负极引线42,可实现压电驱动器堆栈的正常工作,有效防止开路。
在一个实施例中,请参阅图9,作为本申请提供的一种压电驱动器堆栈的制备方法的一种具体实施方式,导电片31的宽度大于导电连接片32的宽度。其中,导电片31可为圆环构型,在此不作唯一限定。此结构,各导电片31的两端可分别伸出导电连接片32,可增大各导电片31与相应外电极银层12之间的接触面积,进而增大点焊面积及点胶面积,有效提高各导电片31与相应外电极银层12之间的连接稳固性。其中,导电连接片32的厚度可为90μm,宽度可为0.5mm。导电片31的直径可为1mm,通孔310的直径可为0.5mm,两个通孔310的圆心之间的距离可为2mm。在其它实施例中,导电连接片32、导电片31和通孔310的尺寸大小都可以根据实际需要进行调节,在此不作唯一限定。
在一个实施例中,通孔310的直径等于导电连接片32的宽度。此结构,便于通孔310的加工制作。在一些实施例中,通孔310的直径与导电连接片32的宽度之和等于导电片31的直径。此结构,可保证分别通过导电片31与导电连接片32的电流大小一致,进而提高压电驱动器堆栈的工作稳定性。在其它实施例中,通孔310的直径也可以大于导电连接片32的宽度,可进一步增大导电片31与外电极银层12的接触面积,进而提高点焊面积与点胶面积;通孔310的直径也可以小于导电连接片32的宽度,从而可减小电极片3与压电驱动器堆栈的整体体积。
在一个实施例中,导电片31与导电连接片32为一体成型。此结构,将电极片3一体成型,机械性能优异,方便加工制作,生产效率高。而且,电极片3各位置处的电阻相同,不存在电流差或电压差,进而提高压电驱动器堆栈的使用稳定性。在其它实施例中,导电片31与导电连接片32之间也可以通过其它方式进行连接,如焊接、粘接等,在此不作唯一限定。
以上所述仅为本申请的可选实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于,包括:
压合:将多个芯片式压电驱动器单元堆叠于压合夹具中,采用油压工艺将多个所述芯片式压电驱动器单元压合成型为压电驱动器堆栈生坯,采用等静压成型工艺对所述压电驱动器堆栈生坯进行加固;
刻槽:分别在所述压电驱动器堆栈生坯的一对内电极引出侧面上的相邻两个所述芯片式压电驱动器单元的连接位置处进行刻槽;
排胶:将刻槽后的所述压电驱动器堆栈生坯置于排胶炉中进行排胶;
烧结:将排胶后的所述压电驱动器堆栈生坯置于烧结炉中进行烧结得到压电驱动器堆栈体;
被银:在所述压电驱动器堆栈体的一对内电极引出侧面分别进行被银处理以形成外电极银层;
极化:将被银后的所述压电驱动器堆栈体置于硅油中极化;
焊接电极片与引线:在所述压电驱动器堆栈体的两个所述外电极银层上分别焊接电极片,在各所述电极片上焊接引线。
2.如权利要求1所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于:所述压合夹具包括第一基座和第二基座,所述第一基座上沿该第一基座的厚度方向开设有用于容置多个所述芯片式压电驱动器单元的开孔;所述第二基座包括压板和用于伸入所述开孔中的压块,所述压块安装于所述压板上。
3.如权利要求2所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于:所述压块的长度与所述压电驱动器堆栈生坯的长度之和大于所述开孔的深度。
4.如权利要求1所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于,于所述排胶步骤中,排胶升温制度为:设定初始温度范围为60℃-80℃,加热20h-30h,温度上升至200℃-250℃保温;继续加热25h-35h,温度上升至300℃-350℃保温;继续加热15h-25h,温度上升至400℃-450℃保温;继续加热2h-10h至峰值温度600℃保温。
5.如权利要求1所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于,于所述烧结步骤中,烧结温度为1120±30℃/3~4h。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于:各所述芯片式压电驱动器单元为由压电陶瓷材料与电极浆料共烧制成的叠层结构。
7.如权利要求1-5任一项所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于:各所述电极片包括分别与各所述芯片式压电驱动器单元上相应所述外电极银层连接的导电片和连接相邻两个所述导电片的导电连接片。
8.如权利要求7所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于:各所述引线的一端与对应所述电极片的一个所述导电片连接。
9.如权利要求7所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于:各所述导电片为圆环。
10.如权利要求7所述的一种压电驱动器堆栈的制备方法,其特征在于:所述导电片的宽度大于所述导电连接片的宽度。
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