技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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。
[0005] 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：
[0006] 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；
[0007] 第二步：将未
固化的纤维板
预浸料切割成需要的尺寸待用；
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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
[0018] 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[0019] 图2 为本发明固化后的压电双晶片结构示意图
[0020] 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[0021] 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[0022] 图5为“负正正负”极化方式的结构示意图
[0023] 图6为“正负正负”极化方式的结构示意图
[0024] 图7为非导体中间支撑片的传统压电双晶片结构示意图
[0025] 图8 为导体中间支撑片的传统压电双晶片结构示意图
[0026] 上述图中：1. 带电极的下压电体；2. 带电极的上压电体；3.未固化的纤维板预浸料；4. 引出电极铜箔；5. 纤维板预浸料固化后的中间支撑片；6. 单向编织纤维板预浸料中的经向纤维束；7. 普通双向编织纤维板预浸料中的经向纤维束；8. 普通双向编织纤维板预浸料中的纬向纤维束；9传统的非导电中间支撑片；10. 粘接层；11. 传统的导电金属中间支撑片。
具体实施方式
[0027] 下面通过
实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0028] 实施例1
[0029] 本实施例的上下压电体与纤维板预浸料采用长方形结构，上下压电体的电极层采用金电极，纤维板预浸料为单向玻璃纤维型预浸料，纤维束分布状态见图3；纤维板预浸料中未固化的预浸料树脂为环氧树脂，上下压电体尺寸相同且材料相同。
[0030] 本实施例中的压电双晶片制备方法，包括以下步骤：
[0031] 第一步：将带电极的下压电体1和带电极的上压电体2采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在120℃烘干待用；
[0032] 第二步：将未固化的纤维板预浸料3切割成需要的尺寸待用；
[0033] 第三步：将带电极的下压电体1、带电极的上压电体2、未固化的纤维板预浸料3、引出电极铜箔4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（见图1），形成多层组合体；
[0034] 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80kg/cm2，固化温度160℃，固化时间180min，固化后的双晶片结构示意图见图2；
[0035] 第五步：将步骤四中固化后的双晶片按照“负正正负”极化方式极化（图5），图中P为极化方向（下同）；极化温度为80℃，极化电压4000V/mm，极化时间50min，获得具有压电效应的压电双晶片；
[0036] 本实施例中，上下压电体均采用相同的软性P5材料，上下双晶片的尺寸为长度45mm，宽度7mm，厚度0.25mm；纤维板预浸料的尺寸为长度51mm，宽度7mm，厚度为0.25mm；双晶片的极化方式为“负正正负”方式极化。形成的压电双晶片可以用于各类压电驱动器的驱动元件。
[0037] 实施例2
[0038] 本实施例的上下压电体与纤维板预浸料采用长方形结构，上下压电体的电极层采用银电极，纤维板预浸料为普通双向玻璃纤维型预浸料，纤维束分布状态见图4；纤维板预浸料中未固化的预浸料树脂为环氧树脂，上下压电体尺寸相同且材料相同。
[0039] 本实施例中的压电双晶片制备方法，包括以下步骤：
[0040] 第一步：将带电极的下压电体1和带电极的上压电体2采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在120℃烘干待用；
[0041] 第二步：将未固化的纤维板预浸料3切割成需要的尺寸待用；
[0042] 第三步：将带电极的下压电体1、带电极的上压电体2、未固化的纤维板预浸料3、引出电极铜箔4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；
[0043] 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80kg/cm2，固化温度160℃，固化时间180min；
[0044] 第五步：将步骤四中固化后的双晶片按照“负正正负”极化方式极化，极化温度为80℃，极化电压4000V/mm，极化时间50min，获得具有压电效应的压电双晶片；
[0045] 本实施例中，上下压电体均采用相同的软性P5材料，上下双晶片的尺寸为长度38mm，宽度12mm，厚度0.20mm；纤维板预浸料的尺寸为长度44mm，宽度12mm，厚度为0.15mm；
双晶片的极化方式为“负正正负”方式极化。固化后的双晶片可以用于各类压电驱动器的驱动元件。
[0046] 实施例3
[0047] 本实施例的上下压电体与纤维板预浸料采用长方形结构，上下压电体的电极层采用银钯电极，纤维板预浸料为单向
碳纤维型预浸料，纤维束分布状态同实施例1；纤维板预浸料中未固化的预浸料树脂为环氧树脂；上下压电体尺寸相同且材料相同。
[0048] 本实施例中的压电双晶片制备方法，包括以下步骤：
[0049] 第一步：将带电极的下压电体1和带电极的上压电体2采用水洗、酒精洗和丙酮洗，并在120℃烘干待用；
[0050] 第二步：将未固化的纤维板预浸料3切割成需要的尺寸待用；
[0051] 第三步：将带电极的下压电体1、带电极的上压电体2、未固化的纤维板预浸料3、引出电极铜箔4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；
[0052] 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80kg/cm2，固化温度190℃，固化时间210min；
[0053] 第五步：将步骤四中固化后的双晶片按照“正负正负”极化方式极化（图6），极化温度为80℃，极化电压4000V/mm，极化时间50min，获得具有压电效应的压电双晶片；
[0054] 第六步：采用划片机将压电双晶片进行多次切割，获得特殊结构的双晶片。
[0055] 本实施例中，上下压电体均采用相同的软性P5材料，切割前的上下双晶片的尺寸为长度52mm，宽度15mm，厚度0.13mm；纤维板预浸料的尺寸为长度52mm，宽度15mm，厚度为0.25mm；双晶片采用“正负正负”方式极化。切割后的压电双晶片尺寸为长度25mm，宽度7mm，厚度保持不变，该压电双晶片可以用于压电气阀的驱动元件。
[0056] 本发明采用纤维板预浸料自身含有的未固化环氧树脂的熔化、扩散、固化实现中间支撑片与压电体之间的粘接，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。
