一种压电器件制造技术

本实用新型专利技术提供一种压电器件，所述压电器件包括叠置的参考电极层、第一导电层以及第二导电层，所述参考电极层、第一导电层以及第二导电层中的至少之一的表面上设置有保护膜层。通过设置保护膜层，提高压电器件表面金属电极的抗腐蚀性和耐磨损性，利于压电器件的保存；此外，通过给不同电极加工不同厚度不同材料的保护膜层，能够使表面电极与外界绝缘，降低外界对压电器件工作的影响，提高压电器件工作的稳定性，实现不同的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种压电器件
本技术涉及压电器件领域，具体涉及一种叠置有保护膜层的压电器件。
技术介绍
由于压电器件体积小、结构简单、设计灵活，因此被广泛应用于微电子技术、光电子技术、传感技术、医用仪器、航空航天以及家用电器等方面。压电器件主要是利用正压电效应或逆压电效应，实现机械能与电能之间的相互转换。压电器件常用的压电材料有压电单晶、压电陶瓷以及压电薄膜，上述压电材料的表面电极一般通过蒸镀或者溅射的方法在压电材料本体表面形成一层0.1～5μm厚的金属层，用作压电器件的电极。常用作金属电极的材料主要有：金、银、铜、铝、铂、钛、铬等。由于金属电极长期暴露在空气中很容易被氧化、侵蚀或者因为不当操作而受损，影响压电器件的正常使用。以压电变压器为例，压电变压器的表面电极一般分为输入电极、输出电极以及参考电极。除金属电极容易被氧化、侵蚀外，又由于压电变压器是频率依赖型元件，其谐振频率通常几十kHz以上。并且压电变压器的功率密度很高，理论上在应力极限的下，其功率密度可达300W/cm3～600W/cm3。工作中的压电变压器因为高频振动和热量的聚集，其电极部分容易受损或者老化，导致压电变压器的性能下降，工作稳定性变差，无法满足正常的工作需求。
技术实现思路
本技术要解决的是现有技术中的压电变压器容易受损或者老化的缺陷。有鉴于此，本技术提供一种压电器件，包括叠置的参考电极层、第一导电层以及第二导电层，所述参考电极层、第一导电层以及第二导电层中的至少之一的表面上设置有保护膜层。可选地，所述参考电极层、第一导电层以及第二导电层的每个与外部空间相接触的表面上均设置有保护膜层。可选地，所述表面中用于与外部散热装置相接处的表面上设置的保护膜的厚度大于其它表面上设置的保护膜的厚度。可选地，所述第一导电层和第二导电层材料与外部空间相接处的表面上的保护膜层均由第一材料构成，所述参考电极层与外部空间相接触的表面上的保护膜层由第二材料构成。可选地，所述保护膜设置在所述参考电极层与外部散热装置相接触的表面上。可选地，所述保护膜的膜厚为0.5μm至200μm。可选地，所述保护膜的膜厚为21μm。可选地，所述保护膜层的材料为聚对二甲苯或石墨烯。本技术技术方案，具有如下优点：1.本技术提供的压电器件，通过在参考电极层、第一导电层以及第二导电层中的至少之一的表面上设置有保护膜层，从而提高压电器件表面金属电极的抗腐蚀性和耐磨损性，利于压电器件的保存。2.本技术提供的压电器件，通过给不同电极加工厚度不同的保护膜，在不影响压电器件能量转换效率的情况下，实现不同的应用需求。3.本技术提供的压电器件，通过给不同电极采用不同材料的保护膜，能够使表面电极与外界绝缘，降低外界对压电器件工作的影响，提高压电器件的工作稳定性。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例1中压电器件的结构示意图；图2为本技术实施例1中不同膜厚的压电变压器在悬置状态下的输出和效率的关系曲线图；图3为本技术实施例1中不同镀膜方式下压电变压器电极面磨损百分比和压电变压器工作时长的关系曲线图；图4为本技术实施例2中压电器件的结构示意图；图5为本技术实施例3中压电器件制作方法流程图；附图标记：1a-压电材料本体；2a-第一导电层；3a-第二导电层；4a-参考电极层；5a-保护膜层；6a-散热装置；1b-压电材料本体；2b-第一导电层；3b-第二导电层；4b-参考电极层；5b-保护膜层；6b-散热装置；51-膜厚为4.5μm的压电变压器在悬置状态下的输出和效率关系曲线；52-膜厚为2.5μm的压电变压器在悬置状态下的输出和效率关系曲线；53-膜厚为7μm的压电变压器在悬置状态下的输出和效率关系曲线；54-膜厚为0.05μm的压电变压器在悬置状态下的输出和效率关系曲线；55-膜厚为0μm的压电变压器在悬置状态下的输出和效率关系曲线；71-直接接触方式下，电极面磨损百分比与压电变压器工作时长关系曲线；72-镀6μm厚的聚对二甲苯薄膜方式下，电极面磨损百分比与压电变压器工作时长关系曲线；73-镀21μm厚的聚对二甲苯薄膜方式下，电极面磨损百分比与压电变压器工作时长关系曲线。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本实施例提供一种压电器件，如图1所示，该压电器件包括压电材料本体1a、以及叠置的参考电极层4a、第一导电层2a和第二导电层3a，以及散热装置6a。本领域技术人员可以理解，散热装置6a的数量和位置可以根据实际应用场景进行设定，例如可以与参考电极层4a、第一导电层2a和第二导电层3a中的至少一个相接触。在本实施例中，压电器件只设有1个散热装置6a，其设置在参考电极层4a与外界直接接触的表面。参考电极4a与散热装置6a之间还设置有保护膜层5a，厚度范围可以为0.5μm至200μm。本实施例中参考电极层4a作为第一导电层2a和第二导电层3a的公共电极，在工作过程中，由于保护膜层5a的设置，减少由于压电器件的高频振动以及热量的聚集所导致的参考电极层4a与散热装置6a直接接触的部分受损或老化，从而延长压电器件的使用寿命以及保证其工作的稳定性。保护膜层5a的材料可以为聚对二甲苯或石墨烯。聚对二甲苯(又称为Parylene)具有优良的力学性能和电学性能，其介电常数和介电损耗比较小。聚对二甲苯化学惰性，不溶于酸碱、并能抗水解剥蚀；其表面呈疏水性，对水汽和腐蚀性气体有很低的渗透性，并有较高的电绝缘性和热稳定性。经聚对二甲苯材料在压电材料器件表面形成的膜能有效地提高压电器件的抗腐蚀性能和耐磨损性能，减少压电器件受环境波动的影响。石墨烯具有很高的导热性、导电性，并且具有超高的强度。在生产中很容易制备大面积，晶体结构完整，产品质量很高的石墨烯薄膜。表面生长石墨烯薄膜的压电器件，耐物理磨损，其散热能力得到改善，其导电性能也得到加强。实验使用尺寸为30×20×0.4mm3的矩形轮廓振型的带辅助散热装置的压电变压器，在其和散热装置直接接触的参考电极表面镀聚对二甲苯膜层。测试镀膜的压电变压器在工作的时候的温升，转换效率，以及长期工作下对镀膜表面电极的保护作用。图2示出了本实施例中不同膜厚的压电变压器在悬置状态下的输出和效率的关系曲线图，具体地，压电变压器(Piezoelectrictransformer，简称PT)在每个状态下工作三分钟，然后采集三组数据，三组数据计算结果取平均作为PT在这个状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电器件，包括叠置的参考电极层、第一导电层以及第二导电层，其特征在于，所述参考电极层、第一导电层以及第二导电层中的至少之一的表面上设置有保护膜层。

【技术特征摘要】
1.一种压电器件，包括叠置的参考电极层、第一导电层以及第二导电层，其特征在于，所述参考电极层、第一导电层以及第二导电层中的至少之一的表面上设置有保护膜层。2.根据权利要求1所述的压电器件，其特征在于，所述参考电极层、第一导电层以及第二导电层的每个与外部空间相接触的表面上均设置有保护膜层。3.根据权利要求2所述的压电器件，其特征在于，所述表面中用于与外部散热装置相接处的表面上设置的保护膜的厚度大于其它表面上设置的保护膜的厚度。4.根据权利要求2所述的压电器件，其特征在于，所述第一导电层和第二导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵维维，张萌，韩志乐，崔崤峣，苗源民，
申请(专利权)人：苏州国科昂卓医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32