[發明專利]滑動粘附型壓電致動器

在審

• 申請號: 201210382997.2
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN103227279A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 徐煥受
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L41/09
• 分類號: H01L41/09;H01L41/047;H01L41/053
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 屈玉華

技術領域

本公開涉及一種通過利用壓電元件的壓電效應而驅動為滑動粘附型（slip-stick?type）的壓電致動器。

背景技術

在掃描探針顯微鏡（SPM）、光學設備、半導體處理設備、高精度對準儀等中，物體可以在從幾毫米至幾厘米的范圍內移動。因而，需要能夠以一步的移動距離小于幾微米（例如，從幾十納米至幾皮米）的水平來精確地移動物體的定位器。因此，需要發展具有簡單的結構以產生物體的精細位移的致動器。

發明內容

本發明提供了一種滑動粘附型的壓電致動器，其可以通過小且簡單的結構而以兩個維度上的自由度來移動物體。

額外的方面將在以下的描述中部分闡述，并將部分地從該描述而變得明顯，或者可以通過實踐給出的實施例而獲知。

根據本發明的一個方面，一種壓電致動器包括：固定主體；可移動主體，布置為面對固定主體；以及多個壓電元件，布置在固定主體與可移動主體之間并以剪切模式操作，每個壓電元件具有固定到固定主體的一端以及接觸可移動主體的另一端，其中多個壓電元件的每個的極化方向彼此不同。

多個壓電元件的每個可以包括具有相反的極化方向的第一壓電層和第二壓電層。

第一和第二壓電層可以彼此堆疊。

壓電致動器還可以包括彈性構件，該彈性構件具有接觸固定主體的一端以及將可移動主體彈性擠壓抵靠多個壓電元件的另一端。

磁體可以布置在可移動主體和固定主體中的至少一個上，可移動主體可以通過磁體的磁力來擠壓抵靠多個壓電元件。

壓電致動器可以通過多個壓電元件與可移動主體之間的滑動粘附操作而能夠具有平移運動。

多個壓電元件的數目可以為三個或更多，極化方向可以為徑向方向或垂直于徑向方向的方向。

可移動主體接觸多個壓電元件的表面可以是彎曲表面，可移動主體可以通過多個壓電元件而具有傾斜運動。

壓電致動器還可以包括用于在彎曲表面的切線方向上支撐多個壓電元件的支撐部。

壓電致動器還可以包括用于檢測可移動主體的位移的位移檢測單元。

位移檢測單元可以包括多個電極，該多個電極布置在可移動主體和固定主體的彼此面對的表面上并用于根據可移動主體的位置的變化來檢測多個電極之間的電容的變化。

根據本發明的另一個方面，一種壓電致動器包括：固定主體；可移動主體，布置為面對固定主體；以及至少一個壓電元件，布置在固定主體與可移動主體之間并以剪切模式操作，壓電元件具有固定到固定主體的一端以及接觸可移動主體的另一端，其中至少一個壓電元件的每個包括第一和第二壓電單元，第一壓電單元的極化方向和第二壓電單元的極化方向彼此不同。

第一和第二壓電單元中的至少一個可以包括具有相反的極化方向的第一壓電層和第二壓電層。

第一和第二壓電層可以彼此堆疊。

第一壓電單元的極化方向和第二壓電單元的極化方向可以彼此垂直。

第一和第二壓電單元可以彼此堆疊。

可移動主體可以通過自身重力、彈性力和磁力中的至少一個而擠壓抵靠至少一個壓電元件。

可移動主體的接觸至少一個壓電元件的表面可以是平坦表面。

壓電致動器可以通過至少一個壓電元件與可移動主體之間的滑動粘附操作而能夠具有平移運動和旋轉運動。

可移動主體的接觸至少一個壓電元件的表面可以是彎曲表面，可移動主體可以通過至少一個壓電元件而具有傾斜運動。

用于在彎曲表面的切線方向上支撐至少一個壓電元件的支撐部可以提供在固定主體上。

壓電致動器還可以包括用于檢測可移動主體的位移的位移檢測單元，其中位移檢測單元包括布置在可移動主體和固定主體的彼此面對的表面上的多個電極。

根據本發明的另一個方面，一種壓電致動器包括：固定主體；可移動主體，布置為面對固定主體；多個壓電元件，布置在固定主體與可移動主體之間并以剪切模式操作，每個壓電元件具有固定到固定主體的一端以及接觸可移動主體的另一端，其中多個壓電元件的每個的極化方向彼此不同，多個壓電元件的每個包括第一壓電層和第二壓電層，第一壓電層的極化方向和第二壓電層的極化方向彼此垂直，固定主體和可移動主體中的至少一個包括貫通部。

第一壓電層的極化方向和第二壓電層的極化方向之一可以是徑向方向或垂直于徑向方向的方向。

壓電致動器可以通過多個壓電元件與可移動主體之間的滑動粘附操作而能夠具有平移運動。