本申請屬于壓電驅(qū)動器，更具體地說，是涉及一種壓電驅(qū)動器及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代科技高速發(fā)展的背景下，壓電驅(qū)動器作為一種集微驅(qū)動與微控制功能于一體的精密元件，其重要性日益凸顯，特別是在機(jī)械制造、光學(xué)儀器、以及通信技術(shù)等多個前沿領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用潛力。這些領(lǐng)域?qū)︱?qū)動器的精度、響應(yīng)速度及環(huán)境適應(yīng)性提出了極高的要求。其中，中心帶通孔的壓電驅(qū)動器因其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，在特定應(yīng)用場景如光纖拉伸系統(tǒng)、精密機(jī)械配合裝置中顯得尤為重要。

2、光纖通信技術(shù)作為現(xiàn)代信息傳輸?shù)幕?，對光纖長度的精確控制是實(shí)現(xiàn)光脈沖延時、優(yōu)化信號傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵。中心通孔型壓電驅(qū)動器正是基于這一需求應(yīng)運(yùn)而生，其設(shè)計(jì)巧妙地在驅(qū)動器中心引入通孔結(jié)構(gòu)，不僅便于光纖的穿入與固定，還通過壓電效應(yīng)產(chǎn)生的拉伸應(yīng)變直接作用于光纖，實(shí)現(xiàn)光纖長度的精細(xì)調(diào)節(jié)，進(jìn)而控制光脈沖的傳輸時間，提升通信系統(tǒng)的整體性能。

3、然而，在中心通孔型壓電驅(qū)動器的制造過程中，如何有效實(shí)現(xiàn)中心通孔的絕緣處理，同時保證結(jié)構(gòu)的耐磨性和長期穩(wěn)定性，成為了一個亟待解決的技術(shù)難題。傳統(tǒng)的制作方法多采用有機(jī)物涂覆中心通孔內(nèi)壁的方式來實(shí)現(xiàn)絕緣，這種方法雖然能在一定程度上滿足絕緣要求，但存在工藝復(fù)雜、涂層易磨損、長期穩(wěn)定性不佳等缺陷。有機(jī)物涂層在長期使用過程中易受環(huán)境因素影響，如溫度、濕度變化及機(jī)械摩擦等，導(dǎo)致絕緣性能下降，甚至可能引發(fā)短路等安全隱患，嚴(yán)重制約了中心通孔型壓電驅(qū)動器在高端應(yīng)用領(lǐng)域的推廣與應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請實(shí)施例的目的在于提供一種壓電驅(qū)動器及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的壓電驅(qū)動器的中心通孔處絕緣層性能不穩(wěn)定的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請采用的技術(shù)方案是：

3、提供一種壓電驅(qū)動器，包括：

4、多個依次疊放地壓電驅(qū)動堆棧，所述壓電驅(qū)動堆棧包括多個依次疊放地壓電驅(qū)動芯片，所述壓電驅(qū)動芯片包括陶瓷絕緣層和電極，所述陶瓷絕緣層和所述電極依次交替設(shè)置；

5、所述陶瓷絕緣層上具有第一通孔；所述電極包括極片部和引腳部，所述極片部上具有與所述第一通孔同軸設(shè)置，且直徑大于所述第一通孔的第二通孔；所述極片部沿厚度方向的投影在所述陶瓷絕緣層的外輪廓投影之內(nèi)，所述引腳部延伸至所述陶瓷絕緣層的外輪廓邊緣。

6、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

7、可選的，所述電極包括正電極和負(fù)電極，所述正電極和所述負(fù)電極依次交替設(shè)置，所述陶瓷絕緣層設(shè)于所述正電極和所述負(fù)電極之間，所述正電極的引腳部朝向所述壓電驅(qū)動芯片平面上的一側(cè)，所述負(fù)電極的引腳部朝向所述壓電驅(qū)動芯片平面上的另一側(cè)。

8、可選的，所述壓電驅(qū)動堆棧還包括成對設(shè)置的端面導(dǎo)電層，成對設(shè)置的所述端面導(dǎo)電層分別設(shè)于所述壓電驅(qū)動堆棧的兩側(cè)，成對設(shè)置的所述端面導(dǎo)電層中的一個與所述正電極電連接；成對設(shè)置的所述端面導(dǎo)電層中的另一個與所述負(fù)電極電連接。

9、可選的，所述第一通孔至所述第二通孔的最小距離大于0.01mm。

10、可選的，所述第一通孔的孔徑范圍為1mm-20mm。

11、本申請還提供一種壓電驅(qū)動器的制造方法，包括如下步驟：

12、制備生瓷帶：將壓電陶瓷粉料制漿后，再通過流延成型，得到一定厚度的生瓷帶，并在該生瓷帶上進(jìn)行打孔；

13、印刷電極：在生瓷帶上印刷電極圖案；

14、制備巴塊生坯：將生瓷帶逐個層疊至一定厚度后，再通過等靜壓的方式壓制成巴塊生坯；

15、切割巴塊生坯：將巴塊生坯切割成單獨(dú)的生坯；

16、開設(shè)中心孔，在各單獨(dú)的生坯上開設(shè)中心孔；

17、排膠燒結(jié)：將各生坯置于排膠爐中進(jìn)行加熱，排出生坯中的膠體；再轉(zhuǎn)入燒結(jié)爐中，燒結(jié)成壓電驅(qū)動芯片；

18、研磨：將壓電驅(qū)動芯片研磨至指定形狀和尺寸；

19、粘接對位：將壓電驅(qū)動芯片逐個粘接成壓電驅(qū)動堆棧；

20、鍍設(shè)端面導(dǎo)電層：在壓電驅(qū)動堆棧的兩端鍍設(shè)端面導(dǎo)電層；

21、焊接引線：在端面導(dǎo)電層上焊接正負(fù)極引線；

22、極化處理：將焊接引線好的壓電驅(qū)動堆棧進(jìn)行極化處理。

23、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

24、可選的，在各單獨(dú)的生坯上開設(shè)中心孔的步驟，可設(shè)于切割巴塊生坯步驟后，或者設(shè)于所述排膠燒結(jié)步驟后，或者設(shè)于粘接對位步驟后。

25、可選的，印刷電極時，采用印刷網(wǎng)板印刷電極圖案，所述印刷網(wǎng)板上具有呈矩形陣列布置的多個電極圖案，還具有圍繞在矩形陣列外側(cè)的定位孔和切割線孔。

26、可選的，制備生瓷帶時，生瓷帶的厚度范圍為20μm-80μm。

27、可選的，制備巴塊生坯時，生瓷帶的疊層數(shù)量范圍為40層-200層。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑膲弘婒?qū)動器及其制造方法的有益效果在于：

29、本申請?zhí)峁┑膲弘婒?qū)動器，包括多個依次疊放地壓電驅(qū)動堆棧。壓電驅(qū)動器的驅(qū)動伸縮量等于各壓電驅(qū)動堆棧的驅(qū)動伸縮量之和。壓電驅(qū)動堆棧包括多個依次疊放地壓電驅(qū)動芯片，壓電驅(qū)動芯片作為壓電驅(qū)動器的最小功能單元，各壓電驅(qū)動芯片的驅(qū)動伸縮量之和等于壓電驅(qū)動堆棧的驅(qū)動伸縮量。壓電驅(qū)動芯片具體包括陶瓷絕緣層和電極。陶瓷絕緣層和電極依次交替設(shè)置，共同組成壓電驅(qū)動芯片。陶瓷絕緣層上具有第一通孔，也即陶瓷絕緣層的中心孔。電極包括極片部和引腳部。為確保中心孔處具有更好的絕緣效果，極片部上具有與第一通孔同軸設(shè)置，且直徑大于第一通孔的第二通孔；由于第二通孔的直徑大于第一通孔的直徑，電極的邊緣至中心孔的邊緣之間具有一段起到絕緣作用的陶瓷絕緣環(huán)，電流無法跨越該陶瓷絕緣環(huán)與鄰層的電極導(dǎo)通，因此也就不會產(chǎn)生短路等問題。這段陶瓷絕緣環(huán)距離替代了傳統(tǒng)的壓電驅(qū)動器中心孔處的有機(jī)物絕緣層，陶瓷絕緣環(huán)的性能比有機(jī)物絕緣層的性能更加穩(wěn)定，溫度、濕度等環(huán)境因素對陶瓷絕緣環(huán)的影響也更小，而且陶瓷絕緣環(huán)相較于有機(jī)物絕緣層更加光滑，也更耐磨損，也不再需要復(fù)雜的涂覆工藝。此外，極片部沿厚度方向的投影在陶瓷絕緣層的外輪廓投影之內(nèi)，其目的同樣是確保與鄰層的電極的絕對絕緣，防止極片部觸及陶瓷絕緣層的外輪廓邊緣而發(fā)生短路。但為確保同極性電極的電連接，引腳部還需延伸至陶瓷絕緣層的外輪廓邊緣，以便將同極性的電極導(dǎo)通。

技術(shù)特征：

1.一種壓電驅(qū)動器，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于，所述電極(112)包括正電極和負(fù)電極，所述正電極和所述負(fù)電極依次交替設(shè)置，所述陶瓷絕緣層(111)設(shè)于所述正電極和所述負(fù)電極之間，所述正電極的引腳部(1122)朝向所述壓電驅(qū)動芯片(11)平面上的一側(cè)，所述負(fù)電極的引腳部(1122)朝向所述壓電驅(qū)動芯片(11)平面上的另一側(cè)。

3.如權(quán)利要求2所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于，所述壓電驅(qū)動堆棧(1)還包括成對設(shè)置的端面導(dǎo)電層(12)，成對設(shè)置的所述端面導(dǎo)電層(12)分別設(shè)于所述壓電驅(qū)動堆棧(1)的兩側(cè)，成對設(shè)置的所述端面導(dǎo)電層(12)中的一個與所述正電極電連接；成對設(shè)置的所述端面導(dǎo)電層(12)中的另一個與所述負(fù)電極電連接。

4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于，所述第一通孔(1111)至所述第二通孔(1123)的最小距離大于0.01mm。

5.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的壓電驅(qū)動器，其特征在于，所述第一通孔(1111)的孔徑范圍為1mm-20mm。

6.一種壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于，在各單獨(dú)的生坯上開設(shè)中心孔的步驟，可設(shè)于切割巴塊生坯步驟后，或者設(shè)于所述排膠燒結(jié)步驟后，或者設(shè)于粘接對位步驟后。

8.如權(quán)利要求6所述的壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于，印刷電極(112)時，采用印刷網(wǎng)板印刷電極(112)圖案，所述印刷網(wǎng)板上具有呈矩形陣列布置的多個電極(112)圖案，還具有圍繞在矩形陣列外側(cè)的定位孔和切割線孔。

9.如權(quán)利要求6所述的壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于，制備生瓷帶時，生瓷帶的厚度范圍為20μm-80μm。

10.如權(quán)利要求6所述的壓電驅(qū)動器的制造方法，其特征在于，制備巴塊生坯時，生瓷帶的疊層數(shù)量范圍為40層-200層。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N壓電驅(qū)動器，包括多個依次疊放地壓電驅(qū)動堆棧；壓電驅(qū)動器的驅(qū)動伸縮量等于各壓電驅(qū)動堆棧的驅(qū)動伸縮量之和。壓電驅(qū)動堆棧包括多個依次疊放地壓電驅(qū)動芯片，壓電驅(qū)動芯片包括陶瓷絕緣層和電極，陶瓷絕緣層和電極依次交替設(shè)置，陶瓷絕緣層上具有第一通孔，也即陶瓷絕緣層的中心孔；電極包括極片部和引腳部，極片部上具有與第一通孔同軸設(shè)置，且直徑大于第一通孔的第二通孔，第二通孔的直徑大于第一通孔的直徑，電極的邊緣至中心孔的邊緣之間形成起到絕緣作用的陶瓷絕緣環(huán)；極片部沿厚度方向的投影在陶瓷絕緣層的外輪廓投影之內(nèi)，確保與鄰層的電極的絕對絕緣，為確保同極性電極的電連接，引腳部還需延伸至陶瓷絕緣層的外輪廓邊緣。

技術(shù)研發(fā)人員：張少峰,張婷,肖倩,劉季超,徐鵬飛,李興民,鄭建順
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳振華富電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19