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CN1218411C - 具有压电层多层结构的压电件及其制造方法 - Google Patents

具有压电层多层结构的压电件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种具有压电层(2)多层结构且在层与层之间设置了电极(6，7)的压电件，它配备有利用外电极(8，9)的电极(6，7)交替侧触点。各压电层(2)由一片在制造时可折叠的陶瓷渗透膜(2)构成，它完全或部分地配备有导电电极(6，7)，其中在折叠膜弯曲区内，从外面在金属化层上安装了用于形成交替侧接触的外电极(8，9)。

Description

具有压电层多层结构的压电件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有压电层多层结构的压电件及其制造方法，例如用于操作机械部件如阀等的压电致动器件的制造方法。
背景技术
在利用所谓压电效应的场合下由具有适当的晶体结构的材料构成压电件是众所周知的。在接触外电压时，实现了压电件的机械反应，这种反应取决于晶体结构和电压接触区地表现为在预定方向上的伸缩。在这里，这种压电致动器件的结构可以以多层方式实现(多层致动器件)，其中通过其来施加电压的电极被分别布置在层与层之间。在这种情况下，各内电极分别相对外电极错开一个区域，这样一来，在这里就没有随之出现短路。此外，堆积各压电层是很费事的，因为必须分别制造出多达数百个的独立压电层。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有压电层多层结构的、电极布置在压电层之间的且在交替的侧接触电极的压电件及其制造方法，所述压力件可以有利地是这样一个压电致动器件的组成部分，即所述压电致动器件可以被用于操作一个机械部件如阀等。
上述目的的技术解决方案在于一种具有压电层多层结构且在层与层之间布置了电极的压电件，其中所述各压电层完全或部分地配备有导电电极，所述电极具有通过外电极的交替的侧触点，所述各压电层由一片在制造时可折叠的渗透膜构成，所述外电极由一片导电筛或导电网或由波纹片电极构成，压电层的多层结构分别在折叠层端部上配备了一个电绝缘陶瓷顶板及底板。
上述目的在方法方面的技术解决方案在于按照压电件的宽度切割陶瓷材料的压电膜并通过溶剂使其可以弯曲，在两侧一直到达预定端区地使该陶瓷材料的压电膜金属化，以预定间距通过弯曲来折叠该陶瓷材料的压电膜，折叠膜垫在叠置后进行烧结，借助焊接方式在弯曲区域内把外电极安装到金属化层上，在烧结前把一个电绝缘的压电陶瓷顶板及底板安装到外压电层上。
根据本发明，各压电层由一片在制造时可折叠的压电陶瓷渗透膜构成，它完全或部分地配备有导电电极。在一个优选实施例中，通过加入溶剂而有利地使薄膜可以弯曲并且一直到达端部的预定区域地在两侧沿纵向使薄膜金属化以便制成电极，例如通过印刷或溅射。在这种情况下，在折叠层端部上设置了没有电极材料的预定区域，以避免在装上电极后造成压电件中的短路。
在折叠陶瓷层弯曲区域内，可以从外面分别简单地安装上外电极以便形成在交替侧接触金属化层的触点，其中外电极可以由导电筛或导电网或由波纹片电极构成。
为了使整个压电件与外界绝缘，压电层的多层结构分别在折叠层端部上配备了电绝缘陶瓷片。
在一个制造上述类型的压电件的有利方法中，进行以下加工步骤。
-压电膜通过溶剂而可以弯曲并且按照压电件的宽度进行切割。
-在两侧，一直到达预定端区地使压电膜金属化。
-按照预定间距通过弯曲折叠压电膜。
-折叠膜垫被叠置起来。
-烧结折叠膜垫。
-在弯曲区内借助焊接方式把外电极安装到金属化层上。
-或者在烧结前，在外压电层上分别安装上电绝缘的压电陶瓷顶板及底板。
除了从权利要求书中，还从说明书和附图中得知了本发明的优选改进方案的这些和其它特征，其中一些特征本身或在大多数情况下以下级组合方式地在本发明实施例中和其它领域中实现并且可以表现为是有利的且本身能保护的实施技术方案，在这里，对它们要求进行保护。
附图说明
结合附图来说明形成压电致动器件的本发明压电件的一个实施例，其中：
图1是表示压电件多层结构的截面图，该压电件是折叠而成的。
具体实施方式
在唯一的图中示出了一个形成压电致动器件的压电件1，它由具有适当晶体结构的陶瓷材料的压电膜2构成，从而在利用所谓压电效应的情况下，当接触到外电压时，在箭头3方向上实现了压电致动器件的机械反应。
可以从图中看到，压电层4是通过弯曲压电膜2形成的，其中陶瓷层首先按照压电件1的宽度进行切割并且通过溶剂使它可以弯曲。在弯曲前，从两侧直到预定端区5地使压电膜2金属化，这样一来，就形成了电极6、7，它们在折叠后分别在交替侧起到内电极6、7的作用。在这里，对应于压电层4厚度地，电极6、7的相互间距为s，这个间距等于弯曲区内的内电极6、7的径向间距。
在烧结过程后，给压电层4的折叠膜垫配备外电极8、9，它们在所示实施例中分别由一个金属波纹片电极构成。在各自的弯曲区内，外电极8、9与在压电层4上的金属化层导电连接，从而电压可以被施加到内电极6、7上以产生压电效应。
在外压电层4上，仍然分别安装上一个电绝缘顶板10和一个电绝缘底板11，可以通过它们使整个压电件1与外界隔绝。

Claims (4)

1、一种具有压电层(4)多层结构且在层与层之间布置了电极(6，7)的压电件，其中所述各压电层(4)完全或部分地配备有导电电极(6，7)，所述电极具有通过外电极(8，9)的交替的侧触点，其特征在于，所述各压电层(4)由一片在制造时可折叠的渗透膜(2)构成，所述外电极(8，9)由一片导电筛或导电网或由波纹片电极构成，压电层(4)的多层结构分别在折叠层端部上配备了一个电绝缘陶瓷顶板及底板(10，11)。
2、如权利要求1所述的压电件，其特征在于，薄膜(2)可以通过溶剂弯曲并且在两侧沿纵向直到端部预定区(5)地使薄膜金属化，在折叠膜(2)的弯曲区内，分别从外面在金属化层上安装了用于形成交替的侧触点的外电极(8，9)。
3、如前述权利要求1或2所述的压电件，其特征在于，压电件(1)是压电致动器件的组成部分，所述压电致动器件可以用于操作一个机械部件。
4、一种制造如权利要求1-3之一所述的压电件的方法，其特征在于，按照压电件(1)的宽度切割陶瓷材料的压电膜(2)并通过溶剂使其可以弯曲，在两侧一直到达预定端区(5)地使该陶瓷材料的压电膜(2)金属化，以预定间距通过弯曲来折叠该陶瓷材料的压电膜(2)，折叠膜垫在叠置后进行烧结，借助焊接方式在弯曲区域内把外电极(8，9)安装到金属化层上，在烧结前把一个电绝缘的压电陶瓷顶板及底板(10，11)安装到外压电层(4)上。
CN008091471A 1999-06-19 2000-05-20 具有压电层多层结构的压电件及其制造方法 Expired - Fee Related CN1218411C (zh)

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