一種壓電陶瓷二維陣的成陣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓電陶瓷二維陣的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種壓電陶瓷二維陣的成陣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓電陶瓷一維陣(線陣)成陣工藝已經(jīng)非常成熟，基本做法如圖1是將每一路壓電陶瓷基元1在直角坐標(biāo)系的X軸方向排列，電極面2 (銀層)垂直于Z軸方向，其中一面銀層和背襯3膠合；一維陣的壓電陶瓷基元1多數(shù)情況下所有負(fù)極(和背襯3膠合的一極)連在一起作為共用電極，正極通過導(dǎo)線4單獨(dú)引出，有些特殊的一維陣要求每路壓電陶瓷基元1的正負(fù)極單獨(dú)引出，但都是從直角坐標(biāo)系的Y方向引出，這種電極引出方式操作方便，不會(huì)影響壓電陶瓷基元1的邊界條件和聲場條件。
[0003]二維陣(面陣)可認(rèn)為是一維陣(線陣)在直角坐標(biāo)系的Y軸方向組成的線陣，常規(guī)做法是用基元拼成二維陣，基元之間的一致性，基元之間的幾何位置尺寸難以保證，若有一個(gè)基元極性相反，則造成二維陣報(bào)廢；二維陣的每個(gè)基元所在的XY面上周圍都是和自己相同的基元，電極無法從X軸方向或者Y軸方向引出，電極引出只能從Z軸方向，由于聲輻射不能受到影響，所以電極引出只能從背襯方向引出，而輻射面作為共用電極；二維陣電極引出是壓電陶瓷二維陣成陣能否成功的關(guān)鍵，但是，目前的背襯多數(shù)是針對(duì)一維陣設(shè)計(jì)，由于二維陣的基元數(shù)多，電極引出較為復(fù)雜，工藝實(shí)施難度高、可靠性差，背襯結(jié)構(gòu)也需要特殊設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種壓電陶瓷二維陣的成陣方法，保證了基元的一致性和指向性的要求，電極引出工藝提高了壓電陶瓷二維陣的成品率和制作效率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明一種壓電陶瓷二維陣的成陣方法，包括以下步驟:
[0007](1)壓電陶瓷的正極面經(jīng)過表面粗化處理；
[0008](2)將壓電陶瓷的正極面通過導(dǎo)電膠膠合到帶有插針的背襯上；
[0009](3)按照二維陣基元的間距要求將壓電陶瓷通過高精度劃片機(jī)進(jìn)行切割，切割至導(dǎo)電膠橫向切斷；
[0010](4)切割后形成的基元和插針一一對(duì)應(yīng)且基元的電極和插針導(dǎo)通。
[0011]進(jìn)一步地，步驟(1)中表面粗化可采用噴砂或打毛方式。
[0012]進(jìn)一步地，步驟(2)中背襯上的插針均勻分布成二維結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步地，步驟(2)中帶有插針的背襯采用灌注方式一次成型。
[0014]進(jìn)一步地，步驟(3)中切割的深度大于壓電陶瓷的厚度。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
[0016]1、表面粗化處理使膠合牢固，不至于被切割時(shí)產(chǎn)生的撕扯力破壞。
[0017]2、表面粗化處理使膠合均勻，壓電陶瓷的正極面上每個(gè)局部不會(huì)存在氣泡，保證了基元間電容量、導(dǎo)納等參數(shù)的一致性。
[0018]3、導(dǎo)電膠和插針解決了每個(gè)基元電極引出的問題，提高了大面積多基元壓電陶瓷二維陣的成品率和制作效率。
[0019]4、膠合后再切割使每個(gè)基元的位置準(zhǔn)確、尺寸一致，從而保證了基元之間的一致性和指向性，從而提高二維陣的性能。
【附圖說明】
[0020]圖1為壓電陶瓷一維陣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為未膠合的壓電陶瓷和背襯；
[0022]圖3為已膠合的壓電陶瓷和背襯；
[0023]圖4為已切割的壓電陶瓷和背襯；
[0024]圖5為壓電陶瓷二維陣的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為背襯的正視圖；
[0026]圖7為背襯的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明所列舉的實(shí)施例，只是用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明思想的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0028]一種壓電陶瓷二維陣的成陣方法，包括以下步驟:
[0029](1)如圖2所示，壓電陶瓷10(面積和背襯6相同)的正極面11(膠合面)經(jīng)過表面粗化(表面粗化可用噴砂或打毛等常規(guī)工藝方式實(shí)現(xiàn))處理；
[0030](2)如圖3所示，將壓電陶瓷10的正極面11通過導(dǎo)電膠8膠合到帶有插針7的背襯6上；
[0031](3)如圖4所示，按照二維陣基元的間距要求將壓電陶瓷10通過高精度劃片機(jī)進(jìn)行切割，切割至導(dǎo)電膠8橫向切斷；
[0032](4)如圖5所示，切割后形成的基元5和插針7 —一對(duì)應(yīng)且基元5的電極和插針7導(dǎo)通。
[0033]如圖5所示，為采用上述方法制成的壓電陶瓷二維陣的結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)基元5的尺寸完全相同，均為aXaXh，其中aX a面為輻射面和膠合面，h為厚度或高度，相鄰兩個(gè)基元5的中心距為b，其中b略大于a，相鄰兩個(gè)基元5存在寬度為b-a的縫隙，即為高精度劃片機(jī)進(jìn)行切割所形成的刀縫9寬度。
[0034]如圖6-7所示，為帶有固定插針7的背襯6，適用于27X 18基元的二維陣，相鄰基元5中心距為a，以陶瓷為基底，起背襯作用，插針7用來引出電極，且插針7在背襯6上按照二維陣基元5的間距已經(jīng)布成二維結(jié)構(gòu)并可用灌注的方式一次成型，有利于產(chǎn)品的生產(chǎn)與推廣。該背襯6可直接和面積相同的壓電陶瓷10膠合，按照二維陣的要求將壓電陶瓷10分割成多個(gè)基元5，每個(gè)基元5和插針7對(duì)應(yīng)且自然導(dǎo)通，背襯6反面即為每個(gè)基元5的電極。使用這種背襯方便了電極的引出，增加了基元5的可靠性和一致性。
[0035]本發(fā)明中壓電陶瓷10的正極面11經(jīng)過表面粗化處理，增大壓電陶瓷10的正極面11的膠合面積，從而增加了膠合強(qiáng)度，不至于被切割時(shí)產(chǎn)生的撕扯力破壞；表面粗化處理廣泛用于金屬面處理，屬常規(guī)成熟工藝，但用于壓電陶瓷電極面屬首次；表面粗化處理使膠合均勻，獲得一定的清潔度，壓電陶瓷10正極面11的每個(gè)局部不會(huì)存在氣泡，保證了基元間電容量、導(dǎo)納等參數(shù)的一致性；通過高精度劃片機(jī)切割的深度大于壓電陶瓷10的厚度h，以保證能夠?qū)弘娞沾?0切穿至導(dǎo)電膠8上并將導(dǎo)電膠8橫向切斷，切割后形成的基元5和插針7—一對(duì)應(yīng)，由于導(dǎo)電膠8的導(dǎo)電性，二維陣的每個(gè)基元5的電極自然和插針7導(dǎo)通，從而完成了二維陣電極的引出；壓電陶瓷10和背襯6膠合后再切割成二維陣，壓電陶瓷10的位置不變，壓電陶瓷10的正反極兩個(gè)面也固定不變，所以每個(gè)基元5的極性可以保證一致，基元5的幾何位置也可以保持一致，從而保證了基元5的一致性和陣的指向性的要求，提高了大面積多基元(2000個(gè)以上)壓電陶瓷二維陣的成品率和制作效率，從而提高二維陣的性能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電陶瓷二維陣的成陣方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)壓電陶瓷(10)的正極面(11)經(jīng)過表面粗化處理； (2)將壓電陶瓷(10)的正極面(11)通過導(dǎo)電膠(8)膠合到帶有插針(7)的背襯(6)上; (3)按照二維陣基元的間距要求將壓電陶瓷(10)通過高精度劃片機(jī)進(jìn)行切割，切割至導(dǎo)電膠⑶橫向切斷；(4)切割后形成的基元(5)和插針(7)—一對(duì)應(yīng)且基元(5)的電極和插針(7)導(dǎo)通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷二維陣的成陣方法，其特征在于，所述步驟(1)中表面粗化可采用噴砂或打毛方式。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷二維陣的成陣方法，其特征在于，所述步驟(2)中背襯(6)上的插針(7)均勻分布成二維結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的壓電陶瓷二維陣的成陣方法，其特征在于，所述步驟(2)中帶有插針(7)的背襯(6)采用灌注方式一次成型。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷二維陣的成陣方法，其特征在于，所述步驟(3)中切割的深度大于壓電陶瓷(10)的厚度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓電陶瓷二維陣的成陣方法，包括以下步驟：(1)壓電陶瓷的正極面經(jīng)過表面粗化處理；(2)將壓電陶瓷的正極面通過導(dǎo)電膠膠合到帶有插針的背襯上；(3)按照二維陣基元的間距要求將壓電陶瓷通過高精度劃片機(jī)進(jìn)行切割，切割至導(dǎo)電膠橫向切斷；(4)切割后形成的基元和插針一一對(duì)應(yīng)且基元的電極和插針導(dǎo)通。本發(fā)明保證了基元的一致性和指向性的要求，電極引出工藝提高了壓電陶瓷二維陣的成品率和制作效率。
【IPC分類】H01L41/22, H01L41/187, H01L41/253, H01L41/08
【公開號(hào)】CN105390606
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510982086
【發(fā)明人】李勤博, 申扣喜, 丁錦鳴, 王洪亮
【申請(qǐng)人】海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日