[發(fā)明專利]一種矩陣致動器結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110995752.6
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113707802B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張博;陰伏星;李佳;蔡東;嚴(yán)偉
• 申請（專利權(quán)）人: 成都匯通西電電子有限公司
• 主分類號: H01L41/083
• 分類號: H01L41/083;H01L41/09;H01L41/187;H01L41/314;H01L41/39
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所(有限合伙) 51213
• 代理人: 趙以鵬

1.一種矩陣致動器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將如下化學(xué)通式中包含的各種原料按照化學(xué)計量比稱量，混合均勻后經(jīng)過球磨、烘干、預(yù)燒、二次球磨、烘干、過篩工藝得到暨定的壓電陶瓷粉料；化學(xué)通式如下：

aPb(Mg_1/3Nb_2/3)-bPb(Sb_1/2Nb_1/2)-cPb(Zn_1/3Nb_2/3)-dPb(Zr_0.52Ti_0.48)+x％LiF+y％SrCO₃；其中0.03≤a≤0.06；0.01≤b≤0.03；0.005≤c≤0.03；0.90≤d≤0.95，0x≤0.2，0y≤1；

步驟2：取適量的壓電陶瓷粉料，添加一定量的有機(jī)溶劑與分散劑、攪拌12～24h后，再按比例加入粘結(jié)劑、增塑劑再攪拌12～24h，得到流延料漿，其中壓電陶瓷粉料：有機(jī)溶劑：分散劑：粘結(jié)劑：增塑劑的質(zhì)量比為100:(25～60)：(0.5～2.0)：(4～10)：(2～10)；

步驟3：取配置好的流延料漿經(jīng)過過濾、真空除泡工藝，在鋼帶流延機(jī)上流延成陶瓷生坯膜帶，其中，刮刀高度設(shè)置為100～400μm，流延機(jī)速度設(shè)置為1.0～6.0m/min，干燥溫區(qū)分為3個溫度段，依次為30～40℃、40～50℃、60～70℃，熱風(fēng)溫度為30～40℃，流延陶瓷生坯膜的厚度為30～50μm；

步驟4：將流延好的陶瓷生坯膜帶，裁切成一定尺寸的陶瓷薄片，在裁切好的陶瓷薄片上采用機(jī)械沖孔的方式制作通孔，在通孔中填入導(dǎo)電漿料并烘干，得到帶有導(dǎo)電通孔的單層陶瓷生坯膜帶；將該陶瓷生坯膜帶在疊片機(jī)上疊層至一定高度，經(jīng)過壓臺預(yù)壓后得到未燒結(jié)的陶瓷基塊；

步驟5：在未燒結(jié)的陶瓷基塊表面，繼續(xù)疊層步驟4中的陶瓷生坯膜帶，并在其表面絲網(wǎng)印刷若干陣列分布的Ag/Pd內(nèi)電極圖形，該內(nèi)電極烘干后，在其表面再疊2～3層步驟4中的陶瓷生坯膜帶，壓臺預(yù)壓后，在其表面錯位絲網(wǎng)印刷Ag/Pd內(nèi)電極圖形，重復(fù)此工藝直至得到預(yù)期厚度的壓電巴塊；

步驟6：將步驟5中一體成型疊層好的生坯膜帶，裝入塑封袋中真空包封，然后置于溫等靜壓中進(jìn)行等靜壓處理；

步驟7：將步驟6中等靜壓后的生坯膜帶，按照切割線切割成所需的矩陣致動器，將切割好的矩陣致動器置于氧化鋁承燒板上，陶瓷基片平壓在矩陣致動器上表面，然后將其置于烘箱中，烘箱溫度50～80℃，整形12～20h；

步驟8：將步驟7中整形后的矩陣致動器，以0.5～1.0℃/min的升溫速率加熱至600～750℃，在該溫度下保溫0.5～2h進(jìn)行排膠；排膠后的矩陣致動器置于含有PZT氣氛片的氧化鋁坩堝中，密封處理后按照2～6℃/min的升溫速率加熱至950～1050℃，保溫1.5～3h，得到燒結(jié)后的矩陣致動器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣致動器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟2中的有機(jī)溶劑為乙酸丙酯與乙醇的混合溶劑，所述分散劑為蓖麻油，所述粘結(jié)劑為低分子量PVB，所述增塑劑為領(lǐng)苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇按照一定比例混合而成，且增塑劑與粘結(jié)劑混合均勻后，等量分三次加入流延料漿中，攪拌轉(zhuǎn)速為50～200r/min。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種矩陣致動器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，乙酸丙酯與乙醇的質(zhì)量比為(2～3)：1，所述PVB的分子量為5～10K，鄰苯二甲酸二丁酯與聚乙二醇的質(zhì)量比為(1～2)：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣致動器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟3中真空除泡時，流延料漿置于低溫箱中，溫度為10～15℃，真空度為-0.1Mpa，攪拌轉(zhuǎn)速為20～30r/min，真空除泡時間為10～15min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣致動器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟4中導(dǎo)電通孔的直徑為50～100μm，導(dǎo)電料漿固含量為75％～85％，烘干溫度為100～150℃，烘干時間5～15s。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種矩陣致動器結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，步驟5及步驟6中上壓臺溫度為40～50℃，下壓臺溫度為45～55℃，疊層所得未燒結(jié)陶瓷基塊的高度為5～10mm；步驟6中壓電巴塊內(nèi)電極采用奇偶層錯位印刷，導(dǎo)電通孔的中心距等同于錯位印刷電極總長度，未燒結(jié)壓電巴塊的高度為2～5mm；步驟7中等靜壓溫度為50～80℃，等靜壓壓力為80～200Mpa。