CN114122251A - 压电陶瓷片的烧结装置及烧结方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种压电陶瓷片的烧结装置及烧结方法。该压电陶瓷片的烧结装置，包括层叠结构；所述层叠结构，包括：m个压电陶瓷片坯膜，m≥1；以及，n个隔板，所述隔板沿竖直方向与所述压电陶瓷片坯膜交替地层叠，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2且n>m。本申请实施例用以解决现有技术存在烧结出来的压电陶瓷片易粘接而不易取下的技术问题，能够有效减小压电陶瓷膜片在烧结过程中发生变形及撕裂的可能性。

Description

压电陶瓷片的烧结装置及烧结方法

技术领域

本申请涉及压电陶瓷技术领域，具体而言，本申请涉及一种压电陶瓷片的烧结装置及烧结方法。

背景技术

压电陶瓷片是应用广泛的电子元件，目前压电陶瓷片的烧结方式通常是将若干压电陶瓷片生坯叠摞在一起进行烧结，为避免压电陶瓷片生坯粘连，一般在相邻的压电陶瓷片生坯涂刷锆粉。

随着科技的进步，电子元器件越来越向微型化发展，针对超薄压电陶瓷片(15-20um)，采用上述烧结方法烧结出来的压电陶瓷片易粘接而不易取下。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种压电陶瓷片的烧结装置及烧结方法，用以解决现有技术存在烧结出来的压电陶瓷片易粘接而不易取下的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种压电陶瓷片的烧结装置，包括层叠结构；

所述层叠结构，包括：

m个压电陶瓷片坯膜，m≥1；以及，

n个隔板，所述隔板沿竖直方向与所述压电陶瓷片坯膜交替地层叠，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2且n>m。

在一些实施例中，还包括：

加压结构，所述加压结构位于所述层叠结构的顶层之上。

在一些实施例中，所述隔板为烧结好的压电陶瓷片。

在一些实施例中，所述隔板的厚度为100-200um。

在一些实施例中，所述加压结构为烧结好的陶瓷片。

在一些实施例中，所述隔板的横截面积大于或等于所述压电陶瓷片坯膜的横截面积，以使所述压电陶瓷片坯膜被相邻的所述隔板完全覆盖。

在一些实施例中，所述加压结构的重量大于所述隔板的重量。

在一些实施例中，所述加压结构的横截面积大于或等于所述隔板的横截面积。

第二个方面，本申请实施例提供了一种压电陶瓷片的烧结方法，适用于如上实施例所述的压电陶瓷片的烧结装置，所述方法包括：

将待烧结的m个压电陶瓷片坯膜与n个隔板在竖直方向上交替地堆叠，以形成层叠结构，其中，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2，m≥1，且n>m；

对所形成的层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片。

在一些实施例中，所述对所形成的层叠结构进行烧结，包括：

在所述层叠结构的顶层上方放置加压结构；

对所述加压结构和所述层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片。

相比于现有技术，本申请实施例提供的压电陶瓷片的烧结装置，通过所述压电陶瓷片的烧结装置包括层叠结构；所述层叠结构，包括：m个压电陶瓷片坯膜，m≥1；以及，n个隔板，所述隔板沿竖直方向与所述压电陶瓷片坯膜交替地层叠，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2且n>m，这样采用上述烧结装置，能够防止烧结得到的压电陶瓷片叠摞时发生粘连，用以解决现有技术存在烧结出来的压电陶瓷片易粘接而不易取下的技术问题。以及，防止烧结变形，并能够减小发生超薄压电陶瓷膜片在烧结过程中各向收缩率略有差异而导致压电陶瓷片撕裂的可能性，进而利于完整地取下烧结得到的压电陶瓷片，大大降低了产品的破损率，这样烧结得到的压电陶瓷片具有良好的压电性能，外观良好，便于操作。同时适用于制备超薄压电陶瓷片，可用于制作大功率的MEMS器件。

上述实施例通过将加压结构设置在层叠结构的顶层之上，使得加压结构的重量能够均匀分布到每层压电陶瓷片坯膜，从而能够有效防止隔板在烧结过程中发生变形，而导致压电陶瓷片随之发生变形的情况，以及能够有效减小发生压电陶瓷片坯膜在烧结过程中发生撕裂的可能性。

本申请实施例提供的压电陶瓷片的烧结方法，通过将待烧结的m个压电陶瓷片坯膜与n个隔板在竖直方向上交替地堆叠，以形成层叠结构，其中，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2，m≥1，且n>m；对所形成的层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片，这样采用上述方法，能够防止烧结得到的压电陶瓷片叠摞时发生粘连，用以解决现有技术存在烧结出来的压电陶瓷片易粘接而不易取下的技术问题。以及，防止烧结变形，并能够减小发生超薄压电陶瓷膜片在烧结过程中各向收缩率略有差异而导致压电陶瓷片撕裂的可能性，进而利于完整地取下烧结得到的压电陶瓷片，大大降低了产品的破损率，这样烧结得到的压电陶瓷片具有良好的压电性能，外观良好，便于操作。同时本实施例的烧结方法适用于制备超薄压电陶瓷片，可用于制作大功率的MEMS器件，具有适用范围广的特点。

上述实施例通过在层叠结构的顶层上方放置加压结构，对加压结构和层叠结构进行烧结，这样加压结构的重量能够均匀分布到每层压电陶瓷片坯膜，从而能够有效防止隔板在烧结过程中发生变形，而导致压电陶瓷片随之发生变形的情况，以及能够有效减小发生压电陶瓷片坯膜在烧结过程中发生撕裂的可能性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种压电陶瓷片的烧结装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的压电陶瓷片的烧结装置的一种具体结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种压电陶瓷片的烧结方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

参见图1，为本申请实施例提供的一种压电陶瓷片的烧结装置的结构示意图，所述压电陶瓷片的烧结装置，包括层叠结构1；

所述层叠结构1，包括：

m个压电陶瓷片坯膜11，m≥1；以及，

n个隔板12，所述隔板12沿竖直方向与所述压电陶瓷片坯膜11交替地层叠，所述层叠结构1的顶层为n个所述隔板12中自上而下的第一层，所述层叠结构1的底层为n个所述隔板12中自上而下的第n层，n≥2且n>m。

需要说明的是，压电陶瓷片坯膜11经烧结得到压电陶瓷片，如超薄压电陶瓷片坯膜经烧结得到超薄压电陶瓷片。请参见图1，在层叠结构1中，压电陶瓷片坯膜11与隔板12呈竖直层叠的位置关系，且隔板12与压电陶瓷片坯膜11交替地层叠，即多个压电陶瓷片坯膜11间隔设置，压电陶瓷片坯膜11位于相邻的隔板12之间。层叠结构1的顶层(即最上层)为多个隔板12中的最上一层，层叠结构1的底层(即最下层)为多个隔板12中的最下一层，使得每一层压电陶瓷片坯膜11均设置在隔板12之间，能够有效防止现有技术中烧结好的压电陶瓷片叠摞时发生粘连，以及烧结好的压电陶瓷片与隔板发生粘连的情况。

本申请实施例提供的压电陶瓷片的烧结装置，通过所述压电陶瓷片的烧结装置包括层叠结构；所述层叠结构，包括：m个压电陶瓷片坯膜，m≥1；以及，n个隔板，所述隔板沿竖直方向与所述压电陶瓷片坯膜交替地层叠，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2且n>m，这样采用上述烧结装置，能够防止烧结得到的压电陶瓷片叠摞时发生粘连，用以解决现有技术存在烧结出来的压电陶瓷片易粘接而不易取下的技术问题。以及，能够防止烧结变形，并能够减小发生超薄压电陶瓷膜片在烧结过程中各向收缩率略有差异而导致压电陶瓷片撕裂的可能性，进而利于完整地取下烧结得到的压电陶瓷片，大大降低了产品的破损率，这样烧结得到的压电陶瓷片具有良好的压电性能，外观良好，便于操作。同时适用于制备超薄压电陶瓷片，可用于制作大功率的MEMS器件。

在一些实施例中，所述压电陶瓷片的烧结装置还包括：

加压结构2，所述加压结构2位于所述层叠结构1的顶层之上。

在本实施例中，由于本申请中的隔板12本身较薄(即厚度较小)，在烧结过程中可能产生变形，导致压电陶瓷片随之变形。因此，本实施例通过在层叠结构1上方设置加压结构2，使得加压结构2的重量能够均匀分布到每层压电陶瓷片坯膜11，从而能够有效防止隔板12在烧结过程中发生变形，以及能够防止隔板12变形而导致压电陶瓷片随之发生变形的情况，以及能够有效减小发生压电陶瓷片坯膜在烧结过程中发生撕裂的可能性。

示例性的，参见图2，为本申请实施例提供的压电陶瓷片的烧结装置的一种具体结构示意图，压电陶瓷片坯膜11设置为两个，隔板12设置为三个，即m＝2，n＝3。具体的，压电陶瓷片坯膜11包括第一压电陶瓷片坯膜111及第二压电陶瓷片坯膜112，隔板12包括第一隔板121、第二隔板122及第三隔板123，因此层叠结构1由自上而下的第一隔板121、第一压电陶瓷片坯膜111、第二隔板122、第二压电陶瓷片坯膜112及第三隔板123构成，即层叠结构1的顶层为第一隔板121，其底层为第三隔板123，两个压电陶瓷片坯膜11设置在层叠结构1中间。此外，如图2所示，加压结构2设置在层叠结构1的顶层之上，即位于第一隔板121的上方，以防止隔板和压电陶瓷片坯膜在烧结过程中发生变形。

在一些实施例中，所述隔板12为烧结好的压电陶瓷片。优选地，所述隔板12为烧结好的超薄压电陶瓷片，可适用于制备超薄压电陶瓷片。

在一优选实施例中，所述隔板12的厚度为100-200um。其次，示例性的，隔板的尺寸为40mm*40mm，但需根据待烧结的压电陶瓷片的大小选取合适的隔板尺寸，不宜过大，本申请对隔板尺寸不作出限定。

在一些实施例中，请参见图1，所述隔板12的横截面积大于或等于所述压电陶瓷片坯膜的横截面积，以使所述压电陶瓷片坯膜11被相邻的所述隔板12完全覆盖。在本实施例中，所述隔板12的外边大于所述压电陶瓷片坯膜11的外边，这使得每层压电陶瓷片坯膜11被完全置于相邻隔板12之间，每层压电陶瓷片坯膜11的烧结反应更为均匀彻底，能有效减小压电陶瓷片在烧结过程中发生变形与粘连的可能性，保证了产品的质量效果。

在一些实施例中，加压结构2为具有一定重要的压块。优选地，所述加压结构2为烧结好的陶瓷片。

在上述实施例的基础上，在一实施例中，所述加压结构2的重量大于所述隔板12的重量。需要说明的是，由于本申请中隔板本身的重量较小，为解决在烧结过程中容易发生变形的问题，通过在层叠结构1上方加设加压结构2，从而本申请中的加压结构2需要具有一定重量，方能向层叠结构1中的多个隔板12和多个压电陶瓷片坯膜11施加重量，以防止发生变形。

在上述实施例的基础上，在一实施例中，所述加压结构的横截面积大于或等于所述隔板的横截面积，即所述加压结构2的外边大于所述隔板12的外边，使得加压结构2的重量能够均匀分布到层叠结构1中的隔板12和压电陶瓷片坯膜11，进一步防止在烧结过程中隔板和压电陶瓷片坯膜发生变形，能有效减小压电陶瓷片撕裂。

参见图3，为本申请实施例提供的一种压电陶瓷片的烧结方法的流程示意图，所述压电陶瓷片的烧结方法，适用于如上实施例所述的压电陶瓷片的烧结装置，所述方法包括步骤S301至S302。

S301、将待烧结的m个压电陶瓷片坯膜与n个隔板在竖直方向上交替地堆叠，以形成层叠结构，其中，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2，m≥1，且n>m。

S302、对所形成的层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片。

本申请实施例提供的压电陶瓷片的烧结方法，通过将待烧结的m个压电陶瓷片坯膜与n个隔板在竖直方向上交替地堆叠，以形成层叠结构，其中，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2，m≥1，且n>m；对所形成的层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片，这样采用上述方法，能够防止烧结得到的压电陶瓷片叠摞时发生粘连，用以解决现有技术存在烧结出来的压电陶瓷片易粘接而不易取下的技术问题。以及，防止烧结变形，并能够减小发生超薄压电陶瓷膜片在烧结过程中各向收缩率略有差异而导致压电陶瓷片撕裂的可能性，进而利于完整地取下烧结得到的压电陶瓷片，大大降低了产品的破损率，这样烧结得到的压电陶瓷片具有良好的压电性能，外观良好，便于操作。同时本实施例的烧结方法适用于制备超薄压电陶瓷片，可用于制作大功率的MEMS器件，具有适用范围广的特点。

在一些实施例中，所述对所形成的层叠结构进行烧结，包括：

在所述层叠结构的顶层上方放置加压结构；

对所述加压结构和所述层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片。

在本实施例中，通过在层叠结构的顶层上方放置加压结构，对加压结构和层叠结构进行烧结，这样加压结构的重量能够均匀分布到每层压电陶瓷片坯膜，从而能够有效防止隔板在烧结过程中发生变形，而导致压电陶瓷片随之发生变形的情况，以及能够有效减小发生压电陶瓷片坯膜在烧结过程中发生撕裂的可能性。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，包括层叠结构；

所述层叠结构，包括：

m个压电陶瓷片坯膜，m≥1；以及，

n个隔板，所述隔板沿竖直方向与所述压电陶瓷片坯膜交替地层叠，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2且n>m。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，还包括：

加压结构，所述加压结构位于所述层叠结构的顶层之上。

3.根据权利要求1所述的压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，所述隔板为烧结好的压电陶瓷片。

4.根据权利要求1所述的压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，所述隔板的厚度为100-200um。

5.根据权利要求2所述的压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，所述加压结构为烧结好的陶瓷片。

6.根据权利要求1所述的压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，所述隔板的横截面积大于或等于所述压电陶瓷片坯膜的横截面积，以使所述压电陶瓷片坯膜被相邻的所述隔板完全覆盖。

7.根据权利要求2所述的压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，所述加压结构的重量大于所述隔板的重量。

8.根据权利要求5所述的压电陶瓷片的烧结装置，其特征在于，所述加压结构的横截面积大于或等于所述隔板的横截面积。

9.一种压电陶瓷片的烧结方法，其特征在于，适用于如权利要求1至8任一项所述的压电陶瓷片的烧结装置，所述方法包括：

将待烧结的m个压电陶瓷片坯膜与n个隔板在竖直方向上交替地堆叠，以形成层叠结构，其中，所述层叠结构的顶层为n个所述隔板中自上而下的第一层，所述层叠结构的底层为n个所述隔板中自上而下的第n层，n≥2，m≥1，且n>m；

对所形成的层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片。

10.根据权利要求9所述的压电陶瓷片的烧结方法，其特征在于，所述对所形成的层叠结构进行烧结，包括：

在所述层叠结构的顶层上方放置加压结构；

对所述加压结构和所述层叠结构进行烧结，以将所述压电陶瓷片坯膜烧结成压电陶瓷片。

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