Zastosowanie ceramiki piezoelektrycznej w technologii wyświetlania (二)

Precyzyjna metoda cięcia mechanicznego:

Precyzyjne cięcie mechaniczne jest powszechną metodą produkcji mikrourządzeń piezoelektrycznych. Wykorzystuje przecinarkę diamentową do cięcia bloku materiału piezoelektrycznego lub grubej folii na mikrofilary i układania ich w szyk w celu dalszego montażu w urządzeniu. Jednakże istnieją ograniczenia wymiarowe w przetwarzaniu mikrourządzeń piezoelektrycznych poprzez cięcie mechaniczne i trudno jest przetwarzać układy mikrokolumn o wielkości kilkudziesięciu mikrometrów lub mniej. Jednocześnie ceramika piezoelektryczna ma na ogół niską wytrzymałość i słabą wytrzymałość. Wszystko to powoduje większe trudności w cięciu mechanicznym.

Proces formowania formy dyski piezoelektryczne Ceramika piezoelektryczna jest powszechną metodą wytwarzania piezoelektrycznych ceramicznych układów mikrofilarowych i trójwymiarowych urządzeń mikroelektronicznych, które mogą przełamać ograniczenia wymiarowe obróbki. Metoda obejmuje etapy użycia płytki Si, polimeru lub folii Al 2 O 3 jako szablonu oraz połączenie technik formowania wtryskowego, osadzania elektrochemicznego, chemicznego osadzania z fazy gazowej itp. Ma ona na celu przygotowanie kolumnowego materiału strukturalnego, który ma tę samą średnicę porów i jednolitą orientację. Technologia przetwarzania to technologia mikroobróbki opracowana przez Centrum Badań nad Energią w Niemczech przy użyciu źródła promieniowania rentgenowskiego synchrotronowego. Łączy w sobie trawienie radiacyjne, elektroformowanie i mikroformowanie w celu wytworzenia mikrokomponentów, takich jak tworzywa sztuczne, metale i ceramika. Stosunek głębokości do szerokości obróbki może wynosić nawet 200 razy, co jest idealnym sposobem na przygotowanie piezoelektrycznych siłowników ceramicznych. Przygotowano kolumny PZT o średnicy 25 mm i wysokości 250 mm, lecz występowały problemy takie jak zapadanie się i brak zwartości kolumny PZT podczas procesu spiekania. Ponadto sprzęt wymagany do technologii jest drogi i nie sprzyja promocji na dużą skalę.

Proces formowania krzemu łączy technologię mikroobróbki i technologię formowania materiału płytek krzemowych. Płytkę krzemową obrobioną mikroobróbką można wykorzystać jako formę do przełamania ograniczeń mikroobróbki w metodzie cięcia tarczą diamentową, a kolumnę PZT można wykonać poprzez prasowanie izostatyczne na gorąco w formie. Spiek jest gęsty i utrzymuje schludny układ. Proces formowania krzemu polega na nałożeniu warstwy światłoczułego kleju na powierzchnię płytki krzemowej za pomocą maszyny homogenizującej, a następnie umieszczeniu pod maską w celu naświetlenia, a po wywołaniu na warstwie światłoczułej tworzony jest wstępny projekt. Dobry wzór. Światłoczuła płytka krzemowa poddawana jest reaktywnemu trawieniu jonowemu, a część niechroniona fotorezystem jest trawiona w mikropory. Po przygotowaniu formy wylewa się na nią zawiesinę proszku PZT (zawierającą spoiwo), suszy, odtłuszcza, zamyka próżniowo w bańce szklanej i poddaje prasowaniu izostatycznemu na gorąco. Na koniec mod krzemu jest selektywnie wytrawiany za pomocą specjalnego gazu (XeF2) w celu uzyskania układu mikrokolumn PZT. Po otrzymaniu układu mikrokolumn PZT odlewa się na niego odpowiedni polimer, a pęcherzyki usuwa się poprzez odkurzanie. Po utwardzeniu obie strony pionowe PZT Przetworniki rurowe z cylindrem piezoelektrycznym są szlifowane do momentu, aż filary PZT zatopione w polimerze odsłonią obie powierzchnie czołowe. Następnie folię metalową naparowuje się po obu stronach kompozytu zgodnie z zaprojektowanym wzorem, a następnie PZT poddaje się polaryzacji w celu uzyskania gęstego i uporządkowanego układu ceramicznych przetworników piezoelektrycznych. Metodą tą otrzymano gęsty układ ceramiki piezoelektrycznej. Mikrokolumny miały wysokość 90 m, długość boku 7 m i współczynnik kształtu do 12. W wyniku eksperymentu uzyskano ponad 20 000 mikrokolumn PZT, które nie wykazały deformacji, uszkodzenia ani zapadnięcia się ani jednej mikrokolumny PZT. Chociaż idealny układ mikrokolumn można uzyskać w procesie formowania krzemowego, proces ten jest skomplikowany, a zużycie energii w procesie przygotowania duże. W porównaniu z tym osadzanie elektroforetyczne ma zalety prostoty, wygody, niskiego kosztu i recyklingu surowców. 

Układ mikrofilarowy i gruba warstwa PZT są przygotowywane w procesie osadzania elektroforetycznego. Na podstawie badań tych dwóch podsumowano przebieg procesu osadzania elektroforetycznego w celu przygotowania układu mikrokolumn PZT. Po pierwsze, pewne stężenie Przygotowuje się piezoceramiczną rurkę cylindryczną Pzt i dodaje się stężony HCl jako środek dyspergujący w celu adsorbowania H+ na powierzchni cząstek, zawieszając w ten sposób cząstki. Grafit zastosowano jako elektrody dodatnie i ujemne, a jako podłoże zastosowano Pt pokryty Pt, który został przygotowany poprzez reaktywne trawienie jonowe. Płytka krzemowa pokryta Pt jest połączona z elektrodą ujemną za pomocą przewodzącego kleju, aby zapewnić potencjał podłoża i elektrody, realizując w ten sposób osadzanie elektroforetyczne, a proszek PZT z H+ osadza się w mikroporach płytki krzemowej. Po spiekaniu aktywacyjnym w niskiej temperaturze można otrzymać gęsty układ mikrokolumn. Następnie, stosując tę ​​samą elektrodę platerującą, polaryzację i inną obróbkę końcową, co w procesie formy krzemowej, uzyskuje się piezoelektryczny ceramiczny układ przetworników o doskonałej wydajności i gęstym wyrównaniu. Proces formowania bez formy, precyzyjna metoda cięcia mechanicznego i technologia przetwarzania LIGA są trudne do spełnienia wymagań procesu przygotowania układu mikrokolumn piezoelektrycznego siłownika ceramicznego. Proces formowania krzemowego i proces osadzania elektroforetycznego wykazują ogromne zalety, nie tylko przełamują ograniczenia wielkości, ale także pozwalają uzyskać doskonałą wydajność i starannie rozmieszczone układy mikrokolumn, co jest bardzo odpowiednie do przygotowania piezoelektrycznych ceramicznych układów sterowników do wyświetlaczy.