[發明專利]壓電陶瓷旋轉電機

在審

• 申請號: 201910602709.1
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110635713A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 楊曉峰;王振華;康華洲;郝凌凌;陳慶生
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: H02N2/10
• 分類號: H02N2/10;H02N2/14
• 代理公司: 31342 上海上谷知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡繼清;姜龍

本發明公開了一種壓電陶瓷旋轉電機，殼體、電機轉子、至少一對第一壓電陶瓷位移驅動器和至少一對第二壓電陶瓷位移驅動器。電機轉子安裝于殼體內，至少一對第一壓電陶瓷位移驅動器關于電機轉子對稱布置并安裝于殼體上，至少一對第二壓電陶瓷位移驅動器關于電機轉子對稱布置并安裝于殼體上，以及至少一對第一壓電陶瓷位移驅動器的頂端與電機轉子接觸從而至少提供切向作用力以迫使電機轉子旋轉，至少一對第二壓電陶瓷位移驅動器的頂端與電機轉子接觸并至少提供徑向作用力和徑向位移。本發明的壓電陶瓷旋轉電機具有結構簡單、精度高的優點。

技術領域

本發明涉及集成電路裝備制造領域，具體涉及一種壓電陶瓷旋轉電機。

背景技術

近年來，隨著大規模集成電路器件集成度不斷提高，工件臺的精度需求不斷提高，尤其是在光刻機和膜厚檢測中的載臺以及物鏡的調控等模塊的運動精度，運動行程隨著工件臺需求的提高而逐年提升。位移驅動技術也在不斷的改進，使壓電陶瓷微位移驅動器得到大量的應用。現階段，在精密驅動中主要的方式有：機械絲杠、直線電機和壓電陶瓷致動器，而在納米級的位移驅動中主要是壓電陶瓷位移驅動器。

某專利采用多個厚度位移疊堆的組合，形成對動子的加壓和驅動動作，結構復雜，造價昂貴，制作工藝復雜，不容易商業化。

某專利利用四組厚度位移疊堆和切向位移疊堆的組合驅動中心軸步進式運動，這種疊堆在制作中切向壓電疊堆在制作過程中工藝復雜，切需要有機膠體進行粘接，不能用共燒工藝實現，由于有機膠體的存在，使壓電驅動器在抗時間老化和在較惡劣溫度和光照環境下，很容易出現失效。

目前壓電陶瓷直線電機主要應用如PI公司和PM公司，其切向位移的提供主要利用壓電陶瓷的切向極化的壓電陶瓷片提供，所以其制作必須要先制作出切向位移陶瓷片，再將陶瓷片進行有機膠層粘接，所以制作工藝復雜，且由于有機膠層的存在，導致其抗光照和耐溫度老化特性受限，而切向壓電陶瓷片在壓電陶瓷特性退化后不可回復的特性也導致了這種壓電陶瓷電機使用的受限。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓電陶瓷旋轉電機，以解決上述現有技術中存在的問題。

為了解決上述問題，根據本發明的一個方面，提供了一種壓電陶瓷旋轉電機，其特征在于，所述壓電陶瓷旋轉電機包括殼體、電機轉子、至少一對第一壓電陶瓷位移驅動器和至少一對第二壓電陶瓷位移驅動器，

所述電機轉子安裝于所述殼體內，

所述至少一對第一壓電陶瓷位移驅動器關于所述電機轉子對稱布置并安裝于所述殼體上，

所述至少一對第二壓電陶瓷位移驅動器關于所述電機轉子對稱布置并安裝于所述殼體上，以及

所述至少一對第一壓電陶瓷位移驅動器的頂端與所述電機轉子接觸從而至少提供切向作用力以迫使所述電機轉子旋轉，所述至少一對第二壓電陶瓷位移驅動器的頂端與所述電機轉子接觸并至少提供徑向作用力和徑向位移。

在一個實施例中，所述第一壓電陶瓷位移驅動器包括彎曲位移疊堆和擺臂，所述彎曲位移疊堆由多個壓電陶瓷片堆疊形成或多層共燒工藝直接制作而成，其中，所述彎曲位移疊堆的壓電陶瓷片的表面覆蓋間隔開的電極層從而形成第一組電極層和第二組電極層。

在一個實施例中，所述第一壓電陶瓷位移驅動器還包括厚度位移疊堆，所述厚度位移疊堆由多個壓電陶瓷片堆疊形成或多層共燒工藝直接制作而成，所述厚度位移疊堆的壓電陶瓷片的表面覆蓋全電極層，從而所述第一壓電陶瓷位移驅動器還能夠提供徑向作用力和徑向位移。

在一個實施例中，所述第二壓電陶瓷位移驅動器包括厚度位移疊堆和擺臂，所述厚度位移疊堆由多個壓電陶瓷片堆疊形成或多層共燒工藝直接制作而成，所述厚度位移疊堆的壓電陶瓷片的表面覆蓋全電極層，使得所述第二壓電陶瓷位移驅動器能夠提供徑向作用力和徑向位移。