[發明專利]多層壓電陶瓷執行器及其制備方法

在審

• 申請號: 201711470674.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109994597A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 丁耀民;關勝
• 申請（專利權）人: 蘇州攀特電陶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L41/09
• 分類號: H01L41/09;H01L41/083;H01L41/047
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李佳

本發明提供了一種多層壓電陶瓷執行器及其制備方法，涉及壓電陶瓷元器件技術領域，本發明提供的多層壓電陶瓷執行器包括多層平行間隔排布的壓電陶瓷、設于相鄰兩層壓電陶瓷之間的內電極、兩個沿豎直方向分別設于多層壓電陶瓷兩側的外電極，內電極的一端與一個外電極接觸，另一端與另一個外電極之間設置有絕緣層，沿豎直方向相鄰兩層絕緣層交錯布置，沿著垂直于外電極的方向，絕緣層的寬度為10－100μm。在制備過程中，本發明提供的多層壓電陶瓷執行器的邊緣不會產生裂紋，在截面面積相同的執行器中，具有更大的出力。

技術領域

本發明涉及壓電陶瓷元器件技術領域，尤其是涉及一種多層壓電陶瓷執行器及其制備方法。

背景技術

多層壓電陶瓷執行器主要應用于：精密力學及機械工程、生命科學、醫學及生物學、氣/液壓閥、納米定位/高速開關和主動、自適應光學等領域。

如圖1所示，圖1為現有技術中一種多層壓電陶瓷執行器的結構示意圖。

圖1中的多層壓電陶瓷執行器包括多層平行間隔排布的壓電陶瓷1，相鄰的兩層壓電陶瓷之間設有一個內電極2，多層壓電陶瓷1的兩側分別設有一個外電極3，且外電極3沿豎直方向延伸，相鄰的兩個內電極分別與不同的外電極3連接。

在傳統多層壓電陶瓷執行器的制備方法中，首先采用絲網印刷法將內電極印刷到壓電陶瓷上，印刷有內電極的壓電陶瓷依次堆疊，直至達到預設的層數后進行燒結處理。傳統的制備方式由于多層壓電陶瓷間內電極的疊加部分與非疊加部分之間存在厚度差，導致燒結時形成較大的內部應力，執行器的邊緣容易產生裂紋，并且為了避免一片內電極同時與兩片外電極接觸，減小了內電極與壓電陶瓷之間的接觸面積，導致執行器的出力較小。

因此，如何提供一種避免執行器制備過程中邊緣產生裂紋且執行器的出力較大的多層壓電陶瓷執行器及其制備方法是本領域技術人員需解決的技術問題之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多層壓電陶瓷執行器，以解決現有技術中執行器制備過程中邊緣易產生裂紋且執行器的出力較小的技術問題。另外提供一種多層壓電陶瓷執行器的制備方法。

本發明提供一種多層壓電陶瓷執行器，包括多層平行間隔排布的壓電陶瓷、設于相鄰兩層所述壓電陶瓷之間的內電極、兩個沿豎直方向分別設于多層所述壓電陶瓷兩側的外電極，所述內電極的一端與一個所述外電極接觸，另一端與另一個所述外電極之間設置有絕緣層，沿豎直方向相鄰兩層所述絕緣層交錯布置，沿著垂直于所述外電極的方向，所述絕緣層的寬度為10－100μm。

本發明還提供一種多層壓電陶瓷執行器的制備方法，包括：

交替堆疊壓電陶瓷和內電極以形成全電極陶瓷疊堆；

將所述全電極陶瓷疊堆進行燒結；

交錯刻蝕多個所述內電極的邊緣；

將絕緣層填充至所述內電極的刻蝕處；

向所述全電極陶瓷疊堆的兩側濺射外電極。

進一步地，交替堆疊所述壓電陶瓷和所述內電極以形成全電極陶瓷疊堆，包括：

將所述內電極印刷至所述壓電陶瓷的上表面或下表面以形成疊堆子單元；

將多個所述疊堆子單元堆疊形成所述全電極陶瓷疊堆。

進一步地，將所述內電極印刷至所述壓電陶瓷的上表面或下表面以形成疊堆子單元，包括：

所述內電極布滿所述壓電陶瓷的上表面或下表面。

進一步地，在將所述全電極陶瓷疊堆進行燒結之后、且在交錯刻蝕多個所述內電極的邊緣之前，還包括：

對燒結后的所述全電極陶瓷疊堆進行冷卻降溫。