Ceirmeacht piezoelectric a chur i bhfeidhm sa Teicneolaíocht Taispeána(二)

Modh gearrtha meicniúil beacht:

Is modh coitianta é gearradh meicniúil beachtais chun micreafheistí piezoelectric a mhonarú. Úsáideann sé gearrthóir diamanta chun bloc d'ábhar piezoelectric nó scannán tiubh a ghearradh ina mhicripiléar agus iad a shocrú in eagar le haghaidh tuilleadh cóimeála isteach i bhfeiste. Mar sin féin, tá teorainneacha tríthoiseach i bpróiseáil micrea-fheistí piezoelectric trí ghearradh meicniúil, agus tá sé deacair eagair micrea-cholún de roinnt deich micriméadair nó níos lú a phróiseáil. Ag an am céanna, go ginearálta tá neart íseal agus toughness bocht ag criadóireacht piezoelectric. Tugann siad seo go léir deacracht níos mó do ghearradh meicniúil.

An próiseas foirmithe múnla de dioscaí piezoelectric Is modh coitianta é criadóireacht piezoelectric chun eagair micrea-cholún ceirmeacha piezoelectric agus feistí micrileictreonacha tríthoiseach a ullmhú, ar féidir leo teorainneacha tríthoiseach an mheaisínithe a bhriseadh. Cuimsíonn an modh céimeanna pláta Si, polaiméir nó scannán Al 2 O 3 mar theimpléad, agus na teicnící a bhaineann le múnlú insteallta, taisceadh leictriceimiceach, sil-leagan ceimiceach gaile, srl a chomhcheangal. Is teicneolaíocht micrea-mheaisínithe é an teicneolaíocht próiseála a d'fhorbair an tIonad Taighde Fuinnimh sa Ghearmáin le foinse X-gha radaíochta synchrotron. Comhcheanglaíonn sé eitse radaíochta, leictreaformáil agus micrea-mhúnlú chun micrea-chomhpháirteanna amhail plaistigh, miotail agus criadóireacht a tháirgeadh. Is féidir an cóimheas doimhneacht-go-leithead próiseála a bheith suas le 200 uair, rud atá ina bhealach iontach chun actuators ceirmeacha piezoelectric a ullmhú. Tá colúin PZT le trastomhas 25 mm agus airde 250 mm ullmhaithe, ach tá fadhbanna cosúil le titim agus neamh-dhlúthú an cholúin PZT le linn an phróisis shintéirithe. Ina theannta sin, tá an trealamh atá ag teastáil le haghaidh teicneolaíochta costasach agus nach bhfuil a chabhródh le cur chun cinn ar scála mór.

Comhcheanglaíonn an próiseas múnla sileacain an teicneolaíocht micrea-mheaisínithe agus teicneolaíocht foirmithe ábhar sliseog sileacain. Is féidir an wafer sileacain micrea-mheaisínithe a úsáid mar mhúnla chun briseadh tríd an teorainn micrea-mheaisínithe den mhodh gearrtha lann diamanta, agus is féidir an colún PZT a dhéanamh trí bhrú isostatach te in-mhúnla. Tá an shintéiriú dlúth agus coinníonn sé socrú néata. Is éard atá i bpróiseas an phróisis mhúnla sileacain ná sraith de gliú photosensitive atá brataithe ar dhromchla an wafer sileacain ag meaisín homogenizing, agus ansin a chur faoin masc le haghaidh nochtadh, agus tar éis a fhorbairt, cruthaítear réamhdhearadh ar an gciseal photosensitive. Patrún maith. Tá an sliseog sileacain fhótaisintigh faoi réir eitseáil ian imoibríoch, agus eitseáltar an chuid nach bhfuil cosanta ag an bhfótaresist isteach i micriphóir. Tar éis an múnla a ullmhú, déantar sciodar an phúdair PZT (ina bhfuil an ceanglóra) a dhoirteadh air, a thriomú, a dhíreasú, a shéaladh i bhfolús isteach sa chlúdach gloine, agus é a chur faoi bhrú isostatach te. Ar deireadh, eitseáiltear an modh sileacain go roghnach ag baint úsáide as gás speisialta (XeF2) chun eagar microcolumn PZT a fháil. Tar éis an t-eagar microcolumn PZT a fháil, caitear polaiméir oiriúnach air agus baintear na boilgeoga trí fholúsú. Tar éis curing, an dá thaobh den PZT ingearach déantar trasduchtóirí feadán sorcóra piezo a mheilt go dtí go nochtar na piléir PZT atá curtha sa pholaiméir ar an dá aghaidh deiridh. Ansin, déantar an scannán miotail gal a thaisceadh ar an dá thaobh den chomhchodach de réir an phhatrún deartha, agus ansin déantar an PZT a pholarú chun sraith tiománaí ceirmeach piezoelectric dlúth agus ordaithe a fháil. Tríd an modh seo fuarthas raon dlúth de cheirmeach piezo. Ba iad na micreacolúin airde 90 m, fad taobh 7 m, agus suas le 12 i gcóimheas gné. Níor aimsigh níos mó ná 20,000 microcolumn PZT a fuarthas sa turgnamh dífhoirmiúchán, damáiste nó titim micreacholún PZT amháin. Cé gur féidir leis an bpróiseas múnla sileacain an t-eagar micropillar idéalach a fháil, tá an próiseas casta agus tá tomhaltas fuinnimh an phróisis ullmhúcháin mór. I gcomparáid leis seo, tá na buntáistí a bhaineann le simplíocht, áisiúlacht, costas íseal agus athchúrsáil amhábhar ag taisceadh electrophoretic. 

Ullmhaítear an t-eagar micropillar agus scannán tiubh PZT trí phróiseas sil-leagan leictreafóiréis. Bunaithe ar thaighde an dá, a thugann achoimre ar shreabhadh próisis an taiscthe electrophoretic chun eagar microcolumn PZT a ullmhú. Gcéad dul síos, tiúchan áirithe de feadán sorcóra pzt piezoceramic , agus cuirtear HCl tiubhaithe leis mar oibreán scaipthe chun H+ a ionsú ar dhromchla na gcáithníní, rud a chuireann na cáithníní ar fionraí. Ullmhaítear Baineadh úsáid as graifít mar na leictreoidí dearfacha agus diúltacha, agus baineadh úsáid as Pt plátáilte Pt mar an tsubstráit, a ullmhaíodh trí eitseáil ian imoibríoch. Tá an wafer sileacain Pt-plátáilte ceangailte leis an leictreoid dhiúltach trí ghreamaitheach seoltaí chun acmhainneacht an tsubstráit agus an leictreoid a chinntiú, agus ar an gcaoi sin sil-leagan leictreafóiréis a bhaint amach, agus déantar an púdar PZT le H + a thaisceadh isteach sna micreapóirí ar an sliseog sileacain. Tar éis shintéiriú gníomhachtúcháin teocht íseal, is féidir sraith dlúth de mhicreacolúin a fháil. Ansin, ag baint úsáide as an leictreoid plating céanna, polarú agus iar-phróiseáil eile mar phróiseas múnla sileacain, faightear sraith tiománaí ceirmeach piezoelectric le feidhmíocht den scoth agus ailíniú dlúth. Tá sé deacair an próiseas múnlaithe gan mhúnla, an modh gearrtha meicniúil beachtas agus an teicneolaíocht próiseála LIGA na ceanglais phróiseas a chomhlíonadh chun an t-eagar microcolumn actuator ceirmeach piezoelectric a ullmhú. Léiríonn an próiseas múnla sileacain agus an próiseas taiscí electrophoretic buntáistí móra, ní hamháin go bhfuil sé briseadh tríd an teorannú méide, ach freisin feidhmíocht den scoth a fháil agus eagair micrea-cholún eagraithe go néata, atá an-oiriúnach le haghaidh eagair tiománaithe ceirmeacha piezoelectric a ullmhú le haghaidh taispeántais.