[发明专利]一种压电双晶片制备方法

说明书

技术领域

本发明属于压电陶瓷驱动器和传感器技术领域，特别涉及一种压电双晶片制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，利用压电技术的正压电效应或者逆压电效应，形成的双压电晶片型的压电驱动器或传感器，可作为智能控制的核心控制元件使用。输送气体液体的压电泵多采用简支梁双压电晶片，利用压电晶片的逆压电效应，驱动整个压电驱动振子的弯张振动来改变压电驱动振子与壳体之间形成容积室的体积，实现气体液体连续负压吸入和加压排出。压电阀亦采用悬臂梁双压电晶片，在压电晶片逆压电效应的作用下，驱动整个压电驱动振子的自由端运动，从而实现阀体开关的功能。针织机选针器亦是采用压电双晶片作为转换元件，利用控制器发送的脉冲信号作用于压电双晶片上，靠压电驱动片的逆压电效应，使压电双晶片产生挠度位移和弯距来控制选针。

现有的压电双晶片的中间支撑片一般采用的材料为黄铜片、铍青铜片、不锈钢片、纤维板或其它特种材质等。传统压电双晶片中的上下压电体与中间支撑片之间的联结一般采用环氧树脂粘接剂来实现粘接（见图7、图8）。但是粘接工艺中，中间支撑片与环氧树脂粘接层之间属于不同材质，粘接层与中间支撑片容易分层、开裂或脱落，导致双晶片失效。虽然国内外研发人员在中间支撑体表面进行活化处理，增强与环氧树脂之间的结合力，但是处理效果容易出现偏差，非常容易出现粘接缺陷问题，导致器件失效。

发明内容

本发明的目的就是为克服上述背景技术的不足，有效解决压电双晶片中的粘接层失效问题，而提出的一种压电双晶片制备方法。

本发明的技术方案是：一种压电双晶片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将带电极的下压电体和带电极的上压电体采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在80－150℃烘干待用；

第二步：将未固化的纤维板预浸料切割成需要的尺寸待用；

第三步：将带电极的下压电体、带电极的上压电体、未固化的纤维板预浸料、引出电极铜箔按照下压电体-引出电极铜箔-纤维板预浸料-引出电极铜箔-上压电体的方式相互叠在一起，形成多层组合体；

第四步：将步骤三的多层组合体放在带定向施加压力功能的加热设备中固化，固化压力2-100kg/cm²，固化温度120-210℃，固化时间60-240min；

第五步：将步骤四中固化后的双晶片按照一定的极化方式极化，极化温度为20-150℃，极化电压1000－5000V/mm，极化时间10-60min，获得具有压电效应的压电双晶片；

第六步：将压电双晶片进行多次切割或磨削，形成特殊尺寸的压电双晶片，加工方式包括为划片、外圆切割、内圆切割、平面磨、外圆磨。

根据本发明的一种压电双晶片制备方法，所述的上下压电体的电极材料包括银电极、银钯电极、镍电极、金电极、铜电极、铝电极。

根据本发明的一种压电双晶片制备方法，所述的未固化的纤维板预浸料高温压力固化后形成双晶片的中间支撑片，而纤维板预浸料自身含有的预浸料树脂熔化、扩散、固化实现带电极的下压电体、带电极的上压电体、引出导电铜箔、中间支撑片之间的联结。

根据本发明的一种压电双晶片制备方法，所述的预浸料树脂为环氧树脂。

根据本发明的一种压电双晶片制备方法，所述的纤维为玻璃纤维或碳纤维。

根据本发明的一种压电双晶片制备方法，所述的纤维编织方式包括普通双向编织方式、多轴向编织方式、单向编织方式。

本发明的一种压电双晶片制备方法，采用纤维板预浸料自身含有的环氧树脂粘接剂的熔化、扩散、固化实现中间支撑片与压电体之间的粘接，消除了背景技术中粘接层，实现压电体与中间支撑片的同时固化成型。获得的压电双晶片具有工作可靠、寿命长的特点。

附图说明

图1为压电体－纤维板预浸料－引出电极铜箔之间的层叠立体示意图

图2 为本发明固化后的压电双晶片结构示意图

图3 为单向编织纤维板预浸料固化后的中间支撑片中的纤维排列示意图

图4 为普通双向编织纤维板预浸料固化后的中间支撑片中的纤维排列示意图

图5为“负正正负”极化方式的结构示意图

图6为“正负正负”极化方式的结构示意图

图7为非导体中间支撑片的传统压电双晶片结构示意图

图8 为导体中间支撑片的传统压电双晶片结构示意图