Penggunaan Seramik Piezoelektrik dalam Teknologi Paparan(二)

Kaedah pemotongan mekanikal yang tepat:

Pemotongan mekanikal ketepatan adalah kaedah biasa pembuatan peranti mikro piezoelektrik. Ia menggunakan pemotong berlian untuk memotong blok bahan piezoelektrik atau filem tebal ke dalam tiang mikro dan menyusunnya menjadi susunan untuk pemasangan selanjutnya ke dalam peranti. Walau bagaimanapun, terdapat batasan dimensi dalam pemprosesan peranti mikro piezoelektrik dengan pemotongan mekanikal, dan sukar untuk memproses tatasusunan lajur mikro beberapa puluh mikrometer atau kurang. Pada masa yang sama, seramik piezoelektrik umumnya mempunyai kekuatan yang rendah dan keliatan yang lemah. Ini semua membawa lebih banyak kesukaran kepada pemotongan mekanikal.

Proses membentuk acuan cakera piezoelektrik seramik pietzoelektrik ialah kaedah biasa untuk menyediakan tatasusunan tiang mikro seramik piezoelektrik dan peranti mikroelektronik tiga dimensi, yang boleh menembusi had dimensi pemesinan. Kaedah ini merangkumi langkah-langkah plat Si, polimer atau filem Al 2 O 3 sebagai templat, dan menggabungkan teknik pengacuan suntikan, pemendapan elektrokimia, pemendapan wap kimia, dll. Ia adalah untuk menyediakan bahan struktur kolumnar yang mempunyai diameter liang yang sama dan orientasi seragam. Teknologi pemprosesan ialah teknologi pemesinan mikro yang dibangunkan oleh Pusat Penyelidikan Tenaga di Jerman dengan sumber sinar-X sinaran synchrotron. Ia menggabungkan goresan sinaran, pembentukan elektro dan pengacuan mikro untuk menghasilkan komponen mikro seperti plastik, logam dan seramik. Nisbah kedalaman-ke-lebar pemprosesan boleh sehingga 200 kali ganda, yang merupakan cara yang ideal untuk menyediakan penggerak seramik piezoelektrik. Tiang PZT dengan diameter 25 mm dan ketinggian 250 mm telah disediakan, tetapi terdapat masalah seperti keruntuhan dan ketidakpadatan tiang PZT semasa proses pensinteran. Selain itu, peralatan yang diperlukan untuk teknologi adalah mahal dan tidak sesuai untuk promosi berskala besar.

Proses acuan silikon menggabungkan teknologi pemesinan mikro dan teknologi pembentukan bahan wafer silikon. Wafer silikon mikro-mesin boleh digunakan sebagai acuan untuk menembusi had pemesinan mikro kaedah pemotongan bilah berlian, dan lajur PZT boleh dibuat dengan menekan isostatik panas dalam acuan. Pensinteran adalah padat dan mengekalkan susunan yang kemas. Proses proses acuan silikon ialah lapisan gam fotosensitif yang disalut pada permukaan wafer silikon oleh mesin penghomogenan, dan kemudian diletakkan di bawah topeng untuk pendedahan, dan selepas pembangunan, pra-reka bentuk terbentuk pada lapisan fotosensitif. Corak yang bagus. Wafer silikon fotosensitif tertakluk kepada goresan ion reaktif, dan bahagian yang tidak dilindungi oleh photoresist terukir ke dalam liang mikro. Selepas acuan disediakan, buburan serbuk PZT (mengandungi pengikat) dituangkan ke atasnya, dikeringkan, dinyah nyahgris, dimeterai vakum ke dalam sampul kaca, dan tertakluk kepada tekanan isostatik panas. Akhir sekali, mod silikon secara selektif terukir menggunakan gas khas (XeF2) untuk mendapatkan tatasusunan microcolumn PZT. Selepas tatasusunan microcolumn PZT diperoleh, polimer yang sesuai dilemparkan ke atasnya dan buih-buih dikeluarkan dengan mengosongkan. Selepas pengawetan, kedua-dua belah PZT menegak transduser tiub silinder piezo dikisar sehingga tiang PZT yang tertanam dalam polimer mendedahkan kedua-dua muka hujung. Seterusnya, filem logam didepositkan wap pada kedua-dua belah komposit mengikut corak yang direka, dan kemudian PZT dipolarisasi untuk mendapatkan susunan pemacu seramik piezoelektrik yang padat dan teratur. Susunan seramik piezo yang padat diperoleh dengan kaedah ini. Lajur mikro ialah ketinggian 90 m, panjang sisi 7 m, dan nisbah aspek sehingga 12. Lebih daripada 20,000 lajur mikro PZT yang diperoleh dalam eksperimen tidak menemui ubah bentuk, kerosakan atau keruntuhan satu lajur mikro PZT. Walaupun susunan micropillar yang ideal boleh diperolehi melalui proses acuan silikon, prosesnya adalah rumit dan penggunaan tenaga proses penyediaan adalah besar. Berbanding dengan ini, pemendapan elektroforetik mempunyai kelebihan kesederhanaan, kemudahan, kos rendah, dan kitar semula bahan mentah. 

Tatasusunan tiang mikro dan filem tebal PZT disediakan melalui proses pemendapan elektroforesis . Berdasarkan penyelidikan kedua-duanya, yang meringkaskan aliran proses pemendapan elektroforesis untuk menyediakan tatasusunan mikrokolum PZT. Pertama, kepekatan tertentu Tiub silinder piezoceramic Pzt disediakan, dan HCl pekat ditambah sebagai agen penyebaran untuk menyerap H+ pada permukaan zarah, dengan itu menggantung zarah. Grafit digunakan sebagai elektrod positif dan negatif, dan Pt bersalut Pt digunakan sebagai substrat, yang disediakan oleh etsa ion reaktif. Wafer silikon bersalut Pt disambungkan kepada elektrod negatif dengan pelekat konduktif untuk memastikan potensi substrat dan elektrod, dengan itu merealisasikan pemendapan elektroforesis, dan serbuk PZT dengan H+ didepositkan ke dalam mikropori pada wafer silikon. Selepas pensinteran pengaktifan suhu rendah, pelbagai lajur mikro yang padat boleh diperolehi. Kemudian, menggunakan elektrod penyaduran, polarisasi dan pemprosesan pasca lain yang sama seperti proses acuan silikon, susunan pemacu seramik piezoelektrik dengan prestasi cemerlang dan penjajaran padat diperoleh. Proses pengacuan tanpa acuan, kaedah pemotongan mekanikal ketepatan dan teknologi pemprosesan LIGA sukar untuk memenuhi keperluan proses untuk menyediakan tatasusunan mikrokolum penggerak seramik piezoelektrik. Proses acuan silikon dan proses pemendapan elektroforesis menunjukkan kelebihan yang besar, ia bukan sahaja menembusi had saiz, tetapi juga memperoleh prestasi cemerlang dan tatasusunan lajur mikro yang tersusun rapi, yang sangat sesuai untuk menyediakan tatasusunan pemacu seramik piezoelektrik untuk paparan.