一种基于正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器及其制备方法，属于集成电路装备制造领域。本发明专利技术解决了现有压电叠堆致动器极化方向与电场方向不能正交相容的问题。本发明专利技术通过设计图案电极及压电单元层的排列，构建正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器，该压电叠堆致动器因非180

【技术实现步骤摘要】
一种基于正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器及其制备方法，属于集成电路装备制造领域。

技术介绍

[0002]压电致动器作为新型固态执行器，具有精度高、响应快、出力大、断电自锁等优点，已成为高精度驱动部件性能提升与换代的首选。压电叠堆致动器(Piezoelectric Stack Actuator，PSA)更是凭借其驱动电压低、结构尺寸小的独特优势，与尖端设备微型化和功能集成化的发展趋势十分契合，现有PSA主要由锆钛酸铅(PZT)系软性压电陶瓷制成，其基于线性逆压电效应的应变仅～0.1％，这已经限制了PSA的应用范围。因此，如何提高压电叠堆致动器的大应变是当前微纳机械领域的热门问题之一。
[0003]现有技术中提升PSA应变的方法主要是通过掺杂改性、离子取代和新组元设计等方式调控PZT系陶瓷的物相组成来提高其电致应变，进而增大PSA应变，但是其对PSA应变的提升幅度极为有限，最大应变依然小于0.15％。
[0004]并且从晶体结构与极化理论上讲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器，其特征在于，该压电叠堆致动器包括若干基本驱动单元，每个基本驱动单元为端面印刷有外电极的层叠结构；所述的基本驱动单元的叠层结构由四种印刷有不同内电极图案的陶瓷薄膜片按照叉指电极的方式周期叠放而成，四种印刷有不同内电极图案的陶瓷薄膜片的代号分别为K、M、N和L，叠放顺序由下至上为L、N、M和K，所述的K的内电极图案与L的内电极图案互为镜像，所述的M的内电极图案与N的内电极图案互为镜像；所述的K的内电极图案的设计为：首先将陶瓷薄膜片划分为A1和A2交替排布的四个矩形区域，A1和A2的矩形区域的宽度不同；每个所述的A1区域内和A2区域内均印刷一个内电极，相邻的A1区域内和A2区域内电极之间不连接，所述的A1区域内的内电极和A2区域内的电极均与外电极接触；所述的M的内电极图案的设计为：首先将陶瓷薄膜片划分为A1和A2交替排布的四个矩形区域，A1和A2的矩形区域的宽度不同；每个所述的A1区域内印刷一个内电极，所述的A1区域内的内电极与外电极接触。2.根据权利要求1所述的基于正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器，其特征在于，对所述的压电叠堆致动器施加电场后，A1区域极化方向与电场方向相同，A2区域极化方向与电场方向垂直正交。3.一种权利要求1所述的基于正交极化与周期结构设计的压电叠堆致动器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，利用流延成型技术制备陶瓷薄膜片；步骤2，在步骤1获得的陶瓷薄膜片上丝网印刷银钯电极，获得印刷有四种不同内电极图案的陶瓷薄膜片K1、陶瓷薄膜片M1、陶瓷薄膜片N1和陶瓷薄膜片L1；步骤3，将四种印刷有不同内电极图案的陶瓷薄膜片沿厚度方向按照叉指电极的方式周期层叠排列，叠放顺序由下而上为{L1/[N1/M1]
j
/K1}<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘迎春，张洪军，刘琳婧，姜桂铖，杨彬，曹文武，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：