一种压电双晶片的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种压电双晶片，属于压电元器件技术领域。本实用新型的技术方案要点为：一种压电双晶片，包括两个平行设置的底片及设置于两底片之间的两个压电片，其中两个压电片通过胶体垂直固定于两底片之间，两个压电片相互平行设置并且该两个压电片均为厚度方向或径向极化的压电片。本实用新型易于制作、结构稳定性强、适用范围广、成本较低且性能良好，在微纳操纵和控制领域有着广泛的应用前景。
【专利说明】
一种压电双晶片
技术领域
[0001]本实用新型属于压电元器件技术领域，具体涉及一种压电双晶片。
【背景技术】
[0002]随着纳米科技的快速发展，压电器件的应用日益广泛，而压电双晶片作为压电器件中的重要器件同样具有广泛的用途。它不仅可以在电子计算机技术、气流发生器件、压电陶瓷继电器、压电马达、光纤开关和CCD摄像器等方面得到应用，还可作为控制微小位移的微动源，在微电子技术、激光技术、光纤通信以及天文、地理测量等新技术领域都有广泛的应用。
[0003]压电双晶片的工作原理是由于压电片的逆电压效应，当给一个压电片正极施加正向电压，负极施加反向电压时，电场方向与压电片的极化方向相同，该压电片在长度方向上伸长;给另一个压电片正极施加反向电压，负极施加正向电压时，电场方向与压电片的极化方向相反，该压电片在长度方向上收缩，因此整体结构在压电片的带动下发生弯曲。
[0004]现有压电双晶片通常由两片单晶片及一片玻璃纤维或碳纤维夹层所构成。一般采用的是上下压电体之间的粘接方法，在压电体之间涂上一定厚度均匀的绝缘粘接层，但是粘接层厚度涂覆均匀的工艺要求相对较高，存在如下不足之处:(I)很容易由于工艺控制不当而导致粘接层厚度不均匀，影响压电器件的性能；(2)在厚度不均匀时，粘接层里也很容易产生气泡，从而很有可能产生微弱电信号，引起压电器件失效；(3)现有压电双晶片为了避免两压电片短路，中间需要加纤维板一类的绝缘基板，而且所用的胶体必须为绝缘胶。因此，对于现有的压电双晶片，其制作的工艺还需要有进一步的提高。在项目批准号为:11304082的国家自然科学基金“超快速扫描隧道显微镜的改进与应用”的支持下，本专利提出了一种新型压电双晶片。
【发明内容】
[0005]本实用新型解决的技术问题是提供了一种易于制作、结构稳定性强、适用范围广、成本较低且性能优良的压电双晶片。
[0006]本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种压电双晶片，其特征在于包括两个平行设置的底片及设置于两底片之间的两个压电片，其中两个压电片通过胶体垂直固定于两底片之间，两个压电片相互平行设置并且该两个压电片均为厚度方向或径向极化的压电片。
[0007]进一步优选，所述压电片的材质为单晶材质或多晶材质。
[0008]进一步优选，所述底片的材质为蓝宝石、钨、钛、不锈钢、玻璃或铝镁合金。
[0009]进一步优选，所述底片的中部设有用于贯穿电极线、通气体或固定辅助装置的中心孔。
[0010]进一步优选，所述胶体为环氧树脂胶、丙烯酸酯胶、α-氰基丙烯酸乙酯胶或氯丁橡胶。
[0011]进一步优选，所述压电片与两底片的接触部位分别设有未涂电极部位。
[0012]本实用新型的工作原理为:当分别给两个压电片施加与其极化方向相同和相反的驱动信号时，两个压电片将分别发生伸长和收缩形变;如果将该两个压电片的两端固定在一起，那么该两个压电片将均不能自由地伸长或收缩，伸长的压电片将在收缩的压电片的拉力作用下被拉弯，收缩的压电片将在伸长的压电片的拉力作用下被顶弯，进而发生弯曲形变，实现与现有压电双晶片同样的功能。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:(I)极大地的减少了粘接面积，节省了材料，解决了现有压电双晶片中因粘接层厚度不均匀或有气泡产生而导致压电器件失效的问题，降低了制作工艺的难度；(2)可制作出两压电片间任意距离的压电双晶片而且两底片可以为任意形状，比如在底片的中部设有中心孔以便于贯穿电极线、通气体或固定其它需要的装置等，进而满足特殊环境下的需要；(3)可以选用最宽面两端部分没有电极的压电片，直接起到绝缘的作用，与现有的压电双晶片相比，既节约了成本又高效。总之，本实用新型的压电双晶片相对于现有压电双晶片制作工艺来说，制作工艺简单，适用范围广，并且成本较低，性能优良。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例1中压电双晶片的主视图；
[0015]图2是本实用新型实施例1中压电双晶片的侧视图；
[0016]图3是本实用新型实施例1中压电双晶片的俯视图；
[0017]图4是本实用新型实施例2中压电双晶片的主视图；
[0018]图5是本实用新型实施例2中压电双晶片的侧视图；
[0019]图6是本实用新型实施例2中压电双晶片的俯视图。
[0020]图中:1、底片，2、压电片，3、胶体。
【具体实施方式】
[0021]结合附图详细描述本实用新型的具体内容。制备压电双晶片的工艺流程如下:
[0022](I)准备好尺寸大小相同、厚度方向极化且两最宽面已镀好电极的两片压电片2和尺寸大小相同的两个底片I;
[0023](2)将这两个压电片2平行放置于两个底片I之间，这两个底片I垂直于压电片2并且两个底片I相互平行设置，可借助已设计好的模具；
[0024](3)在压电片2与底片I的接触部位分别涂上一定量合适硬度和强度的胶体3，如环氧树脂胶353ND;
[0025](4)将其烘干，即可得到压电双晶片。
[0026]实施例1
[0027]本实施例中压电双晶片底片是蓝宝石片，压电片两最宽面全部镀有电极。本实施例中压电双晶片的制备方法如下:
[0028](I)准备好尺寸大小相同，厚度方向极化且两最宽面已全部镀好电极的两片压电陶瓷片和尺寸大小相同的两个蓝宝石片；
[0029](2)将这两个压电陶瓷片平行放置于其中一片蓝宝石片上，两个压电陶瓷片与该底片垂直设置，两个压电陶瓷片之间的距离为3mm;
[0030](3)选用环氧树脂AB胶353ND，将其涂在压电陶瓷片与蓝宝石片的接触部位，并烘干；
[0031](4)在压电陶瓷片顶端平放另外一片蓝宝石片，使该蓝宝石片与两片压电陶瓷片互相垂直，并在压电陶瓷片与蓝宝石片的接触部位涂353ND胶；
[0032](5)将其烘干，即可得到压电双晶片。
[0033]本实施例中，将蓝宝石片作为底片，即达到了绝缘的作用，又起到了固定的作用，整体结构美观实用。
[0034]实施例2
[0035]本实施例中压电双晶片的底片为中部设有中心孔的钛片，压电陶瓷片的两端各有Imm未涂电极部位。本实施例中压电双晶片的制备方法如下；
[0036](I)准备好尺寸大小相同且厚度方向极化的两片压电陶瓷片和尺寸大小相同的两个中部设有中心孔的钛片，其中压电陶瓷片的两最宽面已镀好电极且两端各有Imm未涂电极部位。
[0037](2)将这两个压电陶瓷片平行放置于其中一片中部设有中心孔的钛片上，该中部设有中心孔的钛片与两个压电陶瓷片垂直设置，两个压电陶瓷片之间的距离为3_;
[0038](3)选用环氧树脂AB胶353ND，将其涂在压电陶瓷片与底片的接触部位，并烘干；
[0039](4)在压电陶瓷片顶端平放另外一片中部设有中心孔的钛片，使该中部设有中心孔的钛片与压电陶瓷片互相垂直，并在接触面处涂353ND胶；
[0040](5)将其烘干，即可得到压电双晶片。
[0041]本实施例中的压电双晶片采用中部设有中心孔的钛片做底片既起到固定的作用，又可以在中心孔中贯穿电极线、通气体或固定其它需要的装置等。所选压电陶瓷片最宽面两端各有Imm未涂电极部位，以达到绝缘的目的。
[0042]以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。
【主权项】
1.一种压电双晶片，其特征在于包括两个平行设置的底片及设置于两底片之间的两个压电片，其中两个压电片通过胶体垂直固定于两底片之间，两个压电片相互平行设置并且该两个压电片均为厚度方向或径向极化的压电片。2.根据权利要求1所述的压电双晶片，其特征在于:所述底片的材质为蓝宝石、钨、钛、不锈钢、玻璃或铝镁合金。3.根据权利要求1或2所述的压电双晶片，其特征在于:所述底片的中部设有用于贯穿电极线、通气体或固定辅助装置的中心孔。4.根据权利要求1所述的压电双晶片，其特征在于:所述压电片的材质为单晶材质或多晶材质。5.根据权利要求1所述的压电双晶片，其特征在于:所述胶体为环氧树脂胶、丙烯酸酯胶、α-氰基丙烯酸乙酯胶或氯丁橡胶。6.根据权利要求1所述的压电双晶片，其特征在于:所述压电片与两底片的接触部位分别设有未涂电极部位。
【文档编号】H01L41/047GK205452358SQ201620209184
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】孙涵, 李全锋, 崔明焕, 付士林, 赵雯
【申请人】河南师范大学