Aplicarea ceramicii piezoelectrice în tehnologia de afișare (二)

Metoda de tăiere mecanică precisă:

Tăierea mecanică de precizie este o metodă comună de fabricare a microdispozitivelor piezoelectrice. Utilizează un tăietor de diamant pentru a tăia un bloc de material piezoelectric sau o peliculă groasă în micropiloni și a le aranja într-o matrice pentru asamblarea ulterioară într-un dispozitiv. Cu toate acestea, există limitări dimensionale în prelucrarea microdispozitivelor piezoelectrice prin tăiere mecanică și este dificil să se proceseze matrice de micro-coloane de câteva zeci de micrometri sau mai puțin. În același timp, ceramica piezoelectrică are în general rezistență scăzută și duritate slabă. Toate acestea aduc mai multă dificultate la tăierea mecanică.

Procesul de formare a mucegaiului Discuri piezoelectrice Ceramica piezoelectrică este o metodă obișnuită de pregătire a matricelor de micro-pilon ceramice piezoelectrice și a dispozitivelor microelectronice tridimensionale, care pot depăși limitele dimensionale ale prelucrării. Metoda cuprinde etapele unei plăci de Si, un polimer sau un film de Al 2 O 3 ca șablon și combinând tehnicile de turnare prin injecție, depunere electrochimică, depunere chimică de vapori etc. Este de a pregăti un material structural coloan care are același diametru al porilor și orientare uniformă. Tehnologia de procesare este o tehnologie de micro-prelucrare dezvoltată de Centrul de Cercetare Energetică din Germania cu sursa de raze X cu radiație sincrotron. Combină gravarea prin radiație, electroformarea și micro-turnarea pentru a produce micro-componente precum materialele plastice, metalele și ceramica. Raportul adâncime-lățime al procesării poate fi de până la 200 de ori, ceea ce este o modalitate ideală de a pregăti actuatoare ceramice piezoelectrice. S-au pregătit coloane PZT cu un diametru de 25 mm și o înălțime de 250 mm, dar există probleme precum prăbușirea și necompacitatea coloanei PZT în timpul procesului de sinterizare. În plus, echipamentul este necesar pentru tehnologia este costisitoare și nu este propice promovării pe scară largă.

Procesul de matriță cu siliciu combină tehnologia de micro-prelucrare și tehnologia de formare a materialului a plachetelor de siliciu. Placa de siliciu microprelucrată poate fi folosită ca matriță pentru a trece de limita de micro-prelucrare a metodei de tăiere cu lame de diamant, iar coloana PZT poate fi realizată prin presare izostatică la cald în matriță. Sinterizarea este densă și menține o aranjare îngrijită. Procesul procesului de matriță cu siliciu este un strat de adeziv fotosensibil care este acoperit pe suprafața plachetei de siliciu de o mașină de omogenizare și apoi plasat sub mască pentru expunere, iar după dezvoltare, se formează un pre-design pe stratul fotosensibil. Model bun. Placa de siliciu fotosensibilă este supusă gravării cu ioni reactivi, iar porțiunea neprotejată de fotorezist este gravată în micropori. După ce matrița este pregătită, suspensia de pulbere PZT (conținând liantul) este turnată pe aceasta, uscată, degresată, sigilată în vid în plicul de sticlă și supusă presării izostatice la cald. În cele din urmă, modul de siliciu este gravat selectiv folosind un gaz special (XeF2) pentru a obține o matrice de microcoloane PZT. După ce se obține matricea de microcoloane PZT, un polimer adecvat este turnat pe acesta și bulele sunt îndepărtate prin aspirare. După întărire, cele două fețe ale PZT vertical Traductoarele piezo-cilindrice cu tuburi sunt măcinate până când stâlpii PZT îngropați în polimer expun ambele fețe de capăt. Apoi, pelicula metalică este depusă la vapori pe ambele părți ale compozitului conform modelului proiectat, iar apoi PZT este polarizat pentru a obține o matrice de driver ceramică piezoelectrică densă și ordonată. Prin această metodă a fost obținută o gamă densă de piezo-ceramică. Microcoloanele aveau o înălțime de 90 m, o lungime laterală de 7 m și un raport de aspect de până la 12. Peste 20.000 de microcoloane PZT obținute în experiment nu au găsit deformarea, deteriorarea sau prăbușirea unei microcoloane PZT. Deși matricea ideală de micropilari poate fi obținută prin procesul de matriță cu siliciu, procesul este complicat și consumul de energie al procesului de preparare este mare. În comparație cu aceasta, depunerea electroforetică are avantajele simplității, confortului, costurilor reduse și reciclării materiilor prime. 

Matricea de micropilari și filmul gros PZT sunt preparate prin procesul de depunere electroforetică. Pe baza cercetărilor celor doi, care rezumă fluxul procesului de depunere electroforetică pentru a pregăti matricea de microcoloane PZT. În primul rând, o anumită concentrare de Se prepară un tub cilindru piezoceramic Pzt și se adaugă HCI concentrat ca agent de dispersie pentru a adsorbi H+ pe suprafața particulelor, suspendând astfel particulele. Grafitul a fost folosit ca electrozi pozitivi și negativi și a fost folosit un Pt placat cu Pt ca substrat, care a fost preparat prin gravare cu ioni reactivi. Placa de siliciu placată cu Pt este conectată la electrodul negativ printr-un adeziv conductiv pentru a asigura potențialul substratului și al electrodului, realizând astfel depunerea electroforetică, iar pulberea PZT cu H+ este depusă în microporii de pe placa de siliciu. După sinterizarea cu activare la temperatură joasă, poate fi obținută o serie densă de microcoloane. Apoi, folosind același electrod de placare, polarizare și alte post-procesare ca procesul de matriță cu siliciu, se obține o matrice de drivere ceramice piezoelectrice cu performanțe excelente și aliniere densă. Procesul de turnare fără mucegai, metoda de tăiere mecanică de precizie și tehnologia de procesare LIGA sunt dificil de îndeplinit cerințele procesului de pregătire a matricei de microcoloane de acționare ceramică piezoelectrică. Procesul de matriță cu siliciu și procesul de depunere electroforetică prezintă mari avantaje, nu numai că depășește limita de dimensiune, ci și obțin performanțe excelente și matrice de micro-coloane ordonate, care este foarte potrivită pentru pregătirea matricelor de drivere ceramice piezoelectrice pentru afișaje.