[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、作为它的一个整体部分形成的膜片部(10，26)的陶瓷基片(2，22)；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)的膜状压电/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叠层地形成在所述膜片部上，其特征在于：

所述膜片部具有一种凸面形状并沿离开所述至少一个窗口中一个对应窗口的方向向外突出，所述压电/电致伸缩单元形成在所述膜片部的凸形外表面上。

2.根据权利要求1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的突出量h不大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50％。

3.根据权利要求2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的突出量h不大于所述最短直线长度的5％。

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，其中所述膜片部具有不大于5μm的平均晶粒尺寸。

5.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，其中所述膜片部具有不大于50μm的厚度。

6.根据权利要求5所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述膜片部具有不大于30μm的厚度。

7.根据权利要求1～3和6中任何一项所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述压电/电致伸缩单元具有不大于100μm的厚度。

8.根据权利要求1～3和6中任何一项所述的压电/电致伸缩膜元件，其中所述陶瓷基片有多个窗口和多个用来分别封闭所述多个窗口的膜片部，每个所述膜片部具有一种凸面形状，所述压电/电致伸缩单元形成在每个所述膜片部的凸形外表面上。

9.一种制作如权利要求1所述的压电/电致伸缩膜元件的方法，包括以下步骤：

制备一个陶瓷基片(2，22)，所述基片具有一种由一个基板(4，28，30)和一个膜片板(18，26)构成的整体结构，并且所述基片有至少一个膜片部(10，26)，每个所述膜片部具有一种凸面形状并沿离开所述至少一个窗口中一个对应窗口的方向向外突出一个量H，通过控制所述基板和膜片板(4，28，30；8，26)的烧制率、烧制速度、收缩率、所述膜片板(8，26)在烧制之前的形状以及所述基板和膜片板(4，28，30；8，26)的热膨胀系数之差中的至少一个来得到所述陶瓷基片(2，22)，根据一个压电/电致伸缩层(14，42)的烧制收缩和烧制后所述至少一个膜片部(10，26)的需要的突出量h确定所述至少一个膜片部(10，26)的突出量H；

通过一种膜形成方法在每个所述至少一个膜片部的凸形外表面上形成一个下电极(12，40)和所述压电/电致伸缩层(14，42)；

烧制所述压电/电致伸缩层以便所述下电极和所述压电/电致伸缩层整体地形成在所述每个膜片部的所述凸形外表面上；以及

通过一种膜形成方法在所述压电/电致伸缩层上形成一个上电极(16，44)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述上电极在烧制该压电/电致伸缩层之前即形成在所述压电/电致伸缩层上。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述陶瓷基片的所述每个膜片部的所述突出量H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1～55％的范围内。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述陶瓷基片的所述每个膜片部的所述突出量H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2～20％的范围内。