專利名稱：套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對多層壓電式微位移致動器的改進(jìn)，以解決其共燒過 程中會產(chǎn)生裂紋的問題。
背景技術(shù)：
多層壓電式微位移致動器是一種公知技術(shù)，它由多層壓電陶瓷(1)堆疊成 壓電陶瓷堆，并且所述的壓電陶瓷的每相鄰兩層之間均設(shè)置有一個內(nèi)電極(2)， 所述的壓電陶瓷堆的側(cè)面上設(shè)置有兩條互不接觸的并沿著該壓電陶瓷堆的堆垛 高度方向延伸的外電極(3)，相鄰的兩個內(nèi)電極分別與不同的外電極相導(dǎo)通連 接，由此所述的多個內(nèi)電極交替與一條外電極相導(dǎo)通連接，形成兩組互不連通 的電極組，參見圖l,兩個壓電陶瓷層將夾設(shè)在其間的內(nèi)電極的一端包覆起來， 以防止該內(nèi)電極同時與兩側(cè)外電極連接而短路。
以上該種多層壓電式微位移致動器的疊層共燒工藝也是一種公知的技術(shù)。 內(nèi)電極采用絲網(wǎng)印刷法印刷到壓電陶瓷上去，多層壓電陶瓷、內(nèi)電極按照預(yù)定 位置堆疊達(dá)到預(yù)定層數(shù)后，經(jīng)靜壓、切割后燒結(jié)。由于相鄰兩個內(nèi)龜極是錯位 印刷的，對于整個致動器成品來說，由于內(nèi)電極有一定的厚度，多層印刷之后， 壓電陶瓷堆的內(nèi)電極疊加部分與無內(nèi)電極部分的厚度差逐步加大。以上的這種 厚度差在共燒時形成較大的內(nèi)部應(yīng)力，容易使得致動器的邊緣形成裂紋(5)， 微小的裂紋在動態(tài)工作時，會由于微裂擴展而導(dǎo)致致動器失效；裂紋較大時會 將外電極崩斷，影響陶瓷堆中兩個內(nèi)電極組的導(dǎo)通，使致動器的可靠性受到影 響，參見圖2。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種新型的多層壓電式微位移致動器 結(jié)構(gòu)，以改善傳統(tǒng)產(chǎn)品在共燒時產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力的缺陷。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是 一種套印厚度補償層的多層壓電式微位 移致動器，它包括一個由多層壓電陶瓷堆疊而成的壓電陶瓷堆、設(shè)置在每相鄰 兩層所述的壓電陶瓷之間的內(nèi)電極、設(shè)置在所述的壓電陶瓷堆的側(cè)面的兩條互 不接觸的并沿著該壓電陶瓷堆的堆垛髙度方向延伸的外電極，相鄰的兩個內(nèi)電極分別與兩條不同的外電極電連接，相鄰兩層的所述的壓電陶瓷之間位于所述 的內(nèi)電極的周圍的至少有部分位置還設(shè)置有補償層。該補償層用于彌補內(nèi)電極 引起的致動器各部分的厚度不一致，避免了由于厚度差而引起的共燒應(yīng)力，防 止致動器邊緣產(chǎn)生裂紋。
作為優(yōu)選的方式，所述的補償層的厚度與所述的內(nèi)電極的厚度相同或相近， 所述的補償層充滿所述的內(nèi)電極周圍與所述的壓電陶瓷邊緣之間的所有空間。
所述的補償層的材料具有與所述的壓電陶瓷的材料相同的燒結(jié)收縮率，則 二者在共燒時能夠同步收縮、防止由于二者收縮率不同而引起的裂紋。
所述的補償層的材料優(yōu)選由陶瓷粉體、有機粘結(jié)劑、溶劑的混合物經(jīng)燒結(jié) 而成。
采用上述技術(shù)方案的多層壓電式微位移致動器，共燒后的補償層、內(nèi)電極、 壓電陶瓷緊密結(jié)合、融為一體，各部分的厚度較為一致，能夠很好的解決致動 器邊緣的裂紋問題，防止裂紋對致動器品質(zhì)及性能的影響，該解決辦法簡單易 行、經(jīng)濟實用。


圖1為公知的多層壓電式微位移致動器的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的致動器由于共燒引起裂紋的示意圖3為本實用新型中多層壓電式微位移致動器的結(jié)構(gòu)示意圖4為沿圖3的A-A線的致動器的俯視結(jié)構(gòu)示意其中1、壓電陶瓷，2、內(nèi)電極，3、外電極，4、補償層，5、裂紋。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 參見圖3, —種套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動器，它包括一個由 多層壓電陶瓷1堆疊而成的壓電陶瓷堆、設(shè)置在每相鄰兩層所述的壓電陶瓷1 之間的內(nèi)電極2、設(shè)置在所述的壓電陶瓷堆的側(cè)面的兩條互不接觸的并沿著該壓 電陶瓷堆的堆垛髙度方向延伸的外電極3，相鄰的兩個內(nèi)電極2分別與兩條不同 的外電極3相導(dǎo)通連接，由此所述的多個內(nèi)電極2交替與一外電極3相導(dǎo)通連 接、形成兩組互不連通的電極組。結(jié)合圖4,相鄰兩層的所述的壓電陶瓷1之間 位于所述的內(nèi)電極2的周圍的至少部分位置還設(shè)置有補償層4,以形成所述的套印。作為優(yōu)選的實施方式，該補償層4的厚度與所述的內(nèi)電極2的厚度相同或 相近，并且補償層4充滿內(nèi)電極2周圍與壓電陶瓷1邊緣之間的所有空間，從 而達(dá)到相鄰兩層壓電陶瓷1之間的厚度補償?shù)哪康摹?br> 作為一個實施例，圖中所示的多層壓電式微位移致動器，為一立方體的結(jié) 構(gòu)，參見圖4，可見所述的壓電陶瓷1具有長方形的剖面形狀；外電極3設(shè)置在 壓電陶瓷1的相對的兩側(cè)面上；該壓電陶瓷1的上表面的內(nèi)電極2也具有長方 形剖面形狀。所述的補償層4為U形，并且充滿內(nèi)電極2的周圍至壓電陶瓷1 邊緣的所有空間。當(dāng)然，該多層壓電式微位移致動器也可以是其它形狀，本實 用新型對致動器的形狀沒有限制，本實用新型對內(nèi)電極2、外電極3以及補償層 4的形狀均沒有限制。
與上述結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的致動器的制作工藝為首先在壓電陶瓷坯膜上印刷內(nèi) 電極漿料；然后在內(nèi)電極漿料的周邊套印補償層漿料，該補償層槳料優(yōu)選陶瓷 粉體、有機粘結(jié)劑、溶劑的混合物，所述的陶瓷粉體還可以由其它氧化物粉體 替代，有機粘結(jié)劑還可以由其它無機粘結(jié)劑替代，補償層漿料優(yōu)選具有與壓電 陶瓷坯膜、內(nèi)電極漿料相同的燒結(jié)溫度及燒結(jié)收縮率；蓋上下一層壓電陶瓷坯 膜、印刷內(nèi)電極漿料、套印補償層漿料，反復(fù)該步驟直至達(dá)到預(yù)設(shè)的層數(shù)后蓋 上最后一層壓電陶瓷坯膜，經(jīng)靜壓、切割后燒結(jié)。
補償層的收縮率與壓電陶瓷坯膜、內(nèi)電極漿料相同，共燒成成品之后，補 償層的厚度與內(nèi)電極相同，壓電陶瓷間內(nèi)電極周圍的厚度被補償層所填補，整 個致動器各部分的厚度一致，形成緊密無裂紋的獨石結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1、一種套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動器，它包括一個由多層壓電陶瓷(1)堆疊而成的壓電陶瓷堆、設(shè)置在每相鄰兩層所述的壓電陶瓷(1)之間的內(nèi)電極(2)、設(shè)置在所述的壓電陶瓷堆的側(cè)面的兩條互不接觸的并沿著該壓電陶瓷堆的堆垛高度方向延伸的外電極(3)，相鄰的兩個內(nèi)電極(2)分別與兩條不同的外電極(3)電連接，其特征在于相鄰兩層的所述的壓電陶瓷(1)之間位于所述的內(nèi)電極(2)的周圍的至少有部分位置還設(shè)置有補償層(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動器，其 特征在于所述的補償層(4)的厚度與所述的內(nèi)電極(2)的厚度相近。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動器，其 特征在于所述的補償層(4)的厚度與所述的內(nèi)電極(2)的厚度相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動 器，其特征在于所述的補償層(4)充滿所述的內(nèi)電極(2)周圍與所述的壓 電陶瓷(1)邊緣之間的所有空間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動器，其 特征在于所述的補償層(4)的材料具有與所述的壓電陶瓷(1)的材料相同 的燒結(jié)收縮率。
專利摘要一種套印厚度補償層的多層壓電式微位移致動器，它包括一個由多層壓電陶瓷堆疊而成的壓電陶瓷堆、設(shè)置在每相鄰兩層所述的壓電陶瓷之間的內(nèi)電極、設(shè)置在所述的壓電陶瓷堆的側(cè)面的兩條互不接觸的并沿著該壓電陶瓷堆的堆垛高度方向延伸的外電極，相鄰的兩個內(nèi)電極分別與兩條不同的外電極電連接，相鄰兩層的所述的壓電陶瓷之間位于所述的內(nèi)電極的周圍的至少有部分位置還設(shè)置有補償層。采用上述技術(shù)方案的多層壓電式微位移致動器，共燒后的補償層、內(nèi)電極、壓電陶瓷緊密結(jié)合、融為一體，各部分的厚度較為一致，能夠很好的解決致動器邊緣的裂紋問題，防止裂紋對致動器品質(zhì)及性能的影響，該解決辦法簡單易行、經(jīng)濟實用。
文檔編號H01L41/083GK201252115SQ20082004064
公開日2009年6月3日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者潘成艷, 潘鐵政 申請人:昆山攀特電陶科技有限公司