一種壓電雙晶片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于壓電元器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓電雙晶片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著納米科技的快速發(fā)展，壓電器件的應(yīng)用日益廣泛，而壓電雙晶片作為壓電器件中的重要器件同樣具有廣泛的用途。它不僅可以在電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、氣流發(fā)生器件、壓電陶瓷繼電器、壓電馬達(dá)、光纖開關(guān)和CCD攝像器等方面得到應(yīng)用，還可作為控制微小位移的微動(dòng)源，在微電子技術(shù)、激光技術(shù)、光纖通信以及天文、地理測(cè)量等新技術(shù)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。
[0003]壓電雙晶片的工作原理是由于壓電片的逆電壓效應(yīng)，當(dāng)給一個(gè)壓電片正極施加正向電壓，負(fù)極施加反向電壓時(shí)，電場(chǎng)方向與壓電片的極化方向相同，該壓電片在長(zhǎng)度方向上伸長(zhǎng);給另一個(gè)壓電片正極施加反向電壓，負(fù)極施加正向電壓時(shí)，電場(chǎng)方向與壓電片的極化方向相反，該壓電片在長(zhǎng)度方向上收縮，因此整體結(jié)構(gòu)在壓電片的帶動(dòng)下發(fā)生彎曲。
[0004]現(xiàn)有壓電雙晶片通常由兩片單晶片及一片玻璃纖維或碳纖維夾層所構(gòu)成。一般采用的是上下壓電體之間的粘接方法，在壓電體之間涂上一定厚度均勻的絕緣粘接層，但是粘接層厚度涂覆均勻的工藝要求相對(duì)較高，存在如下不足之處:(I)很容易由于工藝控制不當(dāng)而導(dǎo)致粘接層厚度不均勻，影響壓電器件的性能；(2)在厚度不均勻時(shí)，粘接層里也很容易產(chǎn)生氣泡，從而很有可能產(chǎn)生微弱電信號(hào)，引起壓電器件失效；(3)現(xiàn)有壓電雙晶片為了避免兩壓電片短路，中間需要加纖維板一類的絕緣基板，而且所用的膠體必須為絕緣膠。因此，對(duì)于現(xiàn)有的壓電雙晶片，其制作的工藝還需要有進(jìn)一步的提高。在項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)為:11304082的國(guó)家自然科學(xué)基金“超快速掃描隧道顯微鏡的改進(jìn)與應(yīng)用”的支持下，本專利提出了一種新型壓電雙晶片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種易于制作、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)、適用范圍廣、成本較低且性能優(yōu)良的壓電雙晶片。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種壓電雙晶片，其特征在于包括兩個(gè)平行設(shè)置的底片及設(shè)置于兩底片之間的兩個(gè)壓電片，其中兩個(gè)壓電片通過膠體垂直固定于兩底片之間，兩個(gè)壓電片相互平行設(shè)置并且該兩個(gè)壓電片均為厚度方向或徑向極化的壓電片。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選，所述壓電片的材質(zhì)為單晶材質(zhì)或多晶材質(zhì)。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選，所述底片的材質(zhì)為藍(lán)寶石、鎢、鈦、不銹鋼、玻璃或鋁鎂合金。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選，所述底片的中部設(shè)有用于貫穿電極線、通氣體或固定輔助裝置的中心孔。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選，所述膠體為環(huán)氧樹脂膠、丙烯酸酯膠、α-氰基丙烯酸乙酯膠或氯丁橡膠。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選，所述壓電片與兩底片的接觸部位分別設(shè)有未涂電極部位。
[0012]本發(fā)明的工作原理為:當(dāng)分別給兩個(gè)壓電片施加與其極化方向相同和相反的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，兩個(gè)壓電片將分別發(fā)生伸長(zhǎng)和收縮形變;如果將該兩個(gè)壓電片的兩端固定在一起，那么該兩個(gè)壓電片將均不能自由地伸長(zhǎng)或收縮，伸長(zhǎng)的壓電片將在收縮的壓電片的拉力作用下被拉彎，收縮的壓電片將在伸長(zhǎng)的壓電片的拉力作用下被頂彎，進(jìn)而發(fā)生彎曲形變，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有壓電雙晶片同樣的功能。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)極大地的減少了粘接面積，節(jié)省了材料，解決了現(xiàn)有壓電雙晶片中因粘接層厚度不均勻或有氣泡產(chǎn)生而導(dǎo)致壓電器件失效的問題，降低了制作工藝的難度；(2)可制作出兩壓電片間任意距離的壓電雙晶片而且兩底片可以為任意形狀，比如在底片的中部設(shè)有中心孔以便于貫穿電極線、通氣體或固定其它需要的裝置等，進(jìn)而滿足特殊環(huán)境下的需要；(3)可以選用最寬面兩端部分沒有電極的壓電片，直接起到絕緣的作用，與現(xiàn)有的壓電雙晶片相比，既節(jié)約了成本又高效?？傊?，本發(fā)明的壓電雙晶片相對(duì)于現(xiàn)有壓電雙晶片制作工藝來說，制作工藝簡(jiǎn)單，適用范圍廣，并且成本較低，性能優(yōu)良。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中壓電雙晶片的主視圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中壓電雙晶片的側(cè)視圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中壓電雙晶片的俯視圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中壓電雙晶片的主視圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例2中壓電雙晶片的側(cè)視圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例2中壓電雙晶片的俯視圖。
[0015]圖中:1、底片，2、壓電片，3、膠體。
【具體實(shí)施方式】
[0016]結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體內(nèi)容。制備壓電雙晶片的工藝流程如下:
(1)準(zhǔn)備好尺寸大小相同、厚度方向極化且兩最寬面已鍍好電極的兩片壓電片2和尺寸大小相同的兩個(gè)底片I;
(2)將這兩個(gè)壓電片2平行放置于兩個(gè)底片I之間，這兩個(gè)底片I垂直于壓電片2并且兩個(gè)底片I相互平行設(shè)置，可借助已設(shè)計(jì)好的模具；
(3)在壓電片2與底片I的接觸部位分別涂上一定量合適硬度和強(qiáng)度的膠體3，如環(huán)氧樹脂膠353ND;
(4)將其烘干，即可得到壓電雙晶片。
[0017]實(shí)施例1
本實(shí)施例中壓電雙晶片底片是藍(lán)寶石片，壓電片兩最寬面全部鍍有電極。本實(shí)施例中壓電雙晶片的制備方法如下:
(1)準(zhǔn)備好尺寸大小相同，厚度方向極化且兩最寬面已全部鍍好電極的兩片壓電陶瓷片和尺寸大小相同的兩個(gè)藍(lán)寶石片；
(2)將這兩個(gè)壓電陶瓷片平行放置于其中一片藍(lán)寶石片上，兩個(gè)壓電陶瓷片與該底片垂直設(shè)置，兩個(gè)壓電陶瓷片之間的距離為3mm;
(3)選用環(huán)氧樹脂AB膠353ND，將其涂在壓電陶瓷片與藍(lán)寶石片的接觸部位，并烘干；
(4)在壓電陶瓷片頂端平放另外一片藍(lán)寶石片，使該藍(lán)寶石片與兩片壓電陶瓷片互相垂直，并在壓電陶瓷片與藍(lán)寶石片的接觸部位涂353ND膠；
(5)將其烘干，即可得到壓電雙晶片。
[0018]本實(shí)施例中，將藍(lán)寶石片作為底片，即達(dá)到了絕緣的作用，又起到了固定的作用，整體結(jié)構(gòu)美觀實(shí)用。
[0019]實(shí)施例2
本實(shí)施例中壓電雙晶片的底片為中部設(shè)有中心孔的鈦片，壓電陶瓷片的兩端各有Imm未涂電極部位。本實(shí)施例中壓電雙晶片的制備方法如下；
(I)準(zhǔn)備好尺寸大小相同且厚度方向極化的兩片壓電陶瓷片和尺寸大小相同的兩個(gè)中部設(shè)有中心孔的鈦片，其中壓電陶瓷片的兩最寬面已鍍好電極且兩端各有Imm未涂電極部位。
[0020](2)將這兩個(gè)壓電陶瓷片平行放置于其中一片中部設(shè)有中心孔的鈦片上，該中部設(shè)有中心孔的鈦片與兩個(gè)壓電陶瓷片垂直設(shè)置，兩個(gè)壓電陶瓷片之間的距離為3_;
(3)選用環(huán)氧樹脂AB膠353ND，將其涂在壓電陶瓷片與底片的接觸部位，并烘干；
(4)在壓電陶瓷片頂端平放另外一片中部設(shè)有中心孔的鈦片，使該中部設(shè)有中心孔的鈦片與壓電陶瓷片互相垂直，并在接觸面處涂353ND膠；
(5)將其烘干，即可得到壓電雙晶片。
[0021]本實(shí)施例中的壓電雙晶片采用中部設(shè)有中心孔的鈦片做底片既起到固定的作用，又可以在中心孔中貫穿電極線、通氣體或固定其它需要的裝置等。所選壓電陶瓷片最寬面兩端各有Imm未涂電極部位，以達(dá)到絕緣的目的。
[0022]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和優(yōu)點(diǎn)，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電雙晶片，其特征在于包括兩個(gè)平行設(shè)置的底片及設(shè)置于兩底片之間的兩個(gè)壓電片，其中兩個(gè)壓電片通過膠體垂直固定于兩底片之間，兩個(gè)壓電片相互平行設(shè)置并且該兩個(gè)壓電片均為厚度方向或徑向極化的壓電片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片，其特征在于:所述底片的材質(zhì)為藍(lán)寶石、鎢、鈦、不銹鋼、玻璃或鋁鎂合金。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電雙晶片，其特征在于:所述底片的中部設(shè)有用于貫穿電極線、通氣體或固定輔助裝置的中心孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片，其特征在于:所述壓電片的材質(zhì)為單晶材質(zhì)或多晶材質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片，其特征在于:所述膠體為環(huán)氧樹脂膠、丙烯酸酯膠、α-氰基丙烯酸乙酯膠或氯丁橡膠。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電雙晶片，其特征在于:所述壓電片與兩底片的接觸部位分別設(shè)有未涂電極部位。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓電雙晶片，屬于壓電元器件技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一種壓電雙晶片，包括兩個(gè)平行設(shè)置的底片及設(shè)置于兩底片之間的兩個(gè)壓電片，其中兩個(gè)壓電片通過膠體垂直固定于兩底片之間，兩個(gè)壓電片相互平行設(shè)置并且該兩個(gè)壓電片均為厚度方向或徑向極化的壓電片。本發(fā)明易于制作、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)、適用范圍廣、成本較低且性能良好，在微納操縱和控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01L41/047, H01L41/083
【公開號(hào)】CN105633271
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610155168
【發(fā)明人】李全鋒, 孫涵, 崔明煥, 付士林, 趙雯
【申請(qǐng)人】河南師范大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日