[发明专利]压电/电致伸缩膜元件及其制作方法

权利要求书

1.一种压电/电致伸缩膜元件，该元件包括：一个有至少一个窗口(6，36)和一个用来封闭每个所述至少一个窗口的膜片部(10)的陶瓷基片(2，22)，所述膜片部作为所述陶瓷基片的一个整体部分而形成；及一个包括一个下电极(12，40)、一个压电/电致伸缩层(14，42)和一个上电极(16，44)的压电/电致伸缩单元(18，24)，这些下电极、压电/电致伸缩层和上电极按叙述次序通过一种膜形成方法形成在所述膜片部的外表面上，以提供一种叠层结构，其特征在于：

所述压电/电致伸缩层由一个具有不小于0.7μm的晶粒尺寸和不大于15％的孔隙率X的致密体组成，所述膜片部具有0～8％的偏移率Y，该偏移率等于所述膜片部的中部的偏移量对一条横跨所述至少一个窗口中一个对应的窗口延伸并穿过该窗口的中心的最短直线的长度的百分比，所述孔隙率X和所述偏移率Y满足以下公式：

Y≤0.1167X²-3.317X+25.5

2.根据权利要求1所述的压电/电致伸缩膜元件，其中用于所述压电/电致伸缩层的所述致密体的所述晶粒尺寸不小于1.5μm。

3.根据权利要求2所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述晶粒尺寸不小于2.0μm。

4.根据权利要求1～3中任何一项所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述孔隙率X和所述偏移率Y满足以下公式：

Y≤0.2X²-3.9X+20.5

式中X≤10，0≤Y≤6

5.根据权利要求4所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述孔隙率X和所述偏移率Y满足以下公式：

Y≤-X+7

式中  X≤6，0≤Y≤3

6.根据权利要求1至3或5中任一项所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述陶瓷基片的所述膜片部具有1μm～30μm的厚度。

7.根据权利要求6所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述陶瓷基片的所述膜片部具有3μm～15μm的厚度。

8.一种制作权利要求1所述的压电/电致伸缩膜元件的方法，该方法包括步骤：

制备所述陶瓷基片，其中所述膜片部向外突出以提一个凸面膜片部(10)；

通过一种膜形成方法在所述凸面膜片部的外表面上形成所述下电极和所述压电/电致伸缩层；

这样烧制所述压电/电致伸缩层，以致所述凸面膜片部凹进所述至少一个窗口中一个对应的窗口；以及

通过一种膜形成方法在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在烧制该压电/电致伸缩层之前在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述陶瓷基片的所述膜片部向外突出一个量，该量处于一条横跨所述至少一个窗口中一个对应的窗口延伸并穿过该窗口的中心的最短直线的长度的1～20％的范围内。

11.一种制作权利要求1所述的压电/电致伸缩膜元件的方法，该方法包括步骤：

制备所述陶瓷基片；

通过一种膜形成方法在所述膜片部的所述外表面上形成所述下电极和所述压电/电致伸缩层，所述压电/电致伸缩层包含一种陶瓷粉末，该粉末在该层烧制之前至少填充该压电/电致伸缩层的60％；

烧制所述压电/电致伸缩层；以及

通过一种膜形成方法在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在烧制该压电/电致伸缩层之前在所述压电/电致伸缩层上形成所述上电极。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述陶瓷粉末在该压电/电致伸缩层烧制之前至少填充所述压电/电致伸缩层的65％。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述陶瓷粉末在该压电/电致伸缩层烧制之前至少填充所述压电/电致伸缩层的70％。

15.根据权利要求8所述的方法，其中所述陶瓷粉末在该压电/电致伸缩层烧制之前至少填充所述压电/电致伸缩层的60％。