DE69629283T2 - Ferroelektrischer dünnlagiger monomorpher verbundsensor und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Ferroelektrischer dünnlagiger monomorpher verbundsensor und verfahren zu seiner herstellung Download PDFInfo
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Description
- ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
- 1. Erfindungsgebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ferroelektrische Bauelemente und insbesondere ferroelektrische Bauelemente, die große mechanische Lastverschiebungen bereitstellen.
- 2. Beschreibung des Stands der Technik
- Zu Verfahren nach dem Stand der Technik zählen piezoelektrische „Rainbow"-Aktoren und -Sensoren, herkömmlichere piezoelektrische Aktoren und Sensoren und elektromagnetische Aktoren.
- Herkömmliche piezoelektrische Aktoren zeigen begrenzte mechanische Verschiebungen. Die Leistung herkömmlicher piezoelektrischer Bauelemente wird durch die im Grunde niedrige Konstante der piezoelektrischen Verschiebung des Materials beschränkt. Herkömmliche Bauelemente mit vernünftiger Dicke (d. h. in der Größenordnung einiger weniger Millimeter) liefern deshalb nur eine mechanische Lastbewegung im Mikrometerbereich. „Rainbow"-Aktoren, „Moonies", monomorphe und bimorphe piezoelektrische Aktoren weisen eine größere mechanische Lastbewegung auf. Jedoch liefern sogar die dünnsten keramischen Wafer, die die größte beobachtete Lastbewegung aufweisen, eine Verschiebung, die für ein 3–4 cm langes Bauelement in der z-Richtung auf eine Bewegung von etwa 1 mm begrenzt ist. Außerdem sind ¼ mm dicke keramische Bauelemente extrem spröde und brüchig, so daß sie leicht brechen und spezielle Handhabung erfordern. Zu bisherigen Verfahren zum Ausbilden von „Rainbow"-Aktoren zählt ein zusätzlicher chemischer Reduktionsprozeß, der Bleidämpfe aus dem Wafer in die Atmosphäre freisetzt.
- Aus WO 94/19834 sind ein konkav geformtes, intern asymmetrisch vorbelastetes keramisches Element und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Das keramische Element weist auf der ersten Oberfläche eine elektrisch leitende, chemisch reduzierte Schicht auf, die als eine der Elektroden des Bauelements dient. Eine zweite Elektrode kann auf der zweiten Oberfläche abgeschieden sein. Bei dem Verfahren zum Herstellen des keramischen Elements wird das Element zuerst hergestellt, und danach wird nur eine seiner Oberflächen durch Wärmebehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre chemisch reduziert.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dementsprechend in der Bereitstellung eines ferroelektrischen Aktors mit verbesserter mechanischer Verschiebung.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines ferroelektrischen Aktors mit verbesserter Haltbarkeit.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines ferroelektrischen Aktors mit verbesserter Bearbeitbarkeit.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines ferroelektrischen Aktors, das unter Umweltgesichtspunkten sicherer ist als bisherige Verfahren.
- Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die obigen Aufgaben auf einfache Weise zu bewerkstelligen.
- Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus den Zeichnungen und der Spezifikation hervor, die folgen.
- KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
- Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die obigen und weitere Aufgaben erreicht, indem ein Verfahren zum Herstellen ferroelektrischer Bauelemente bereitgestellt wird. Zunächst wird eine Form für das Bauelement ausgewählt. Eine Vorbelastungsschicht wird auf der Form plaziert, und eine ferroelektrische Schicht wird auf der Vorbelastungsschicht plaziert. Diese Schichten werden durch Erwärmen und nachfolgendes Kühlen des zusammengefügten Bauelements miteinander verklebt. Die Vorbelastungsschicht kann ein Kleber sein und Verstärkungsmaterial enthalten. Die Verstärkungsschicht kann ein piezoelektrisches Material, ein piezostriktives Material oder ein Verbundmaterial sein. Die ferroelektrische Schicht enthält Oberflächenelektroden, die aufgetragen werden können, indem auf beiden Seiten der ferroelektrischen Schicht vor dem Erwärmen der Baugruppe eine Elektrodenschicht aufgenommen wird.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUGNEN
-
1 ist eine Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform vor dem Kleben der Schichten; -
2 ist eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform nach dem Kühlen der Schichten; -
3 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
4 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Herstellungsprozeß der vorliegenden Erfindung zeigt; -
6 ist eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
7 ist eine Draufsicht, die mehrere vorbelastete Wafer zeigt, die zur Ausbildung eines größeren Wafers verbunden sind; und -
8 ist eine Seitenansicht, die drei der vorbelasteten Wafer in einer gestapelten Konfiguration zeigt. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 zeigt ein piezoelektrisches Bauelement10 gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Verarbeitung. Das Bauelement enthält vier Schichten, eine piezoelektrische Schicht12 , eine Vorbelastungsschicht14 und zwei Elektrodenschichten18a und18b . Die piezoelektrische Schicht12 kann aus einer Scheibe aus piezoelektrischem Material bestehen, das von Aura Ceramics (Material C3900) oder Morgan Matrox im Handel erhältlich ist. Diese Schicht kann aber auch aus einem piezoelektrischen Material bestehen, das zuerst zu einem feinen Pulver gemahlen und dann zu einer Schicht konsolidiert wurde, indem das Pulver unter Druck mit einem Kleber wie etwa einem Polyimid verklebt wurde, wie in „Tough, Soluble, Aromatic, Thermoplastic Copolyimides", US-A-5,741,883, eingereicht am 16. Dezember 1994, gezeigt wird. Man beachte, daß das Klebebindemittel bei letzterem Ansatz einen sehr kleinen Anteil von in der Regel 5 Gew.-% der fertiggestellten piezoelektrischen Schicht12 ausmacht. Dieser letztere Ansatz ist deshalb attraktiv, da der erforderliche Klebevorgang einfach gleichzeitig mit anderen erforderlichen, im letzten Absatz erörterten Klebevorgängen durchgeführt werden kann. Zur Ausbildung dieser Schicht können zusätzlich zu piezoelektrischen Materialien andere ferroelektrische Materialien einschließlich piezostriktive Materialien verwendet werden. - Die Vorbelastungsschicht
14 kann aus einem mechanisch starken Kleber wie etwa Polyimid hergestellt werden. Für diese Schicht14 können auch Thermoplaste, Duroplaste und Hartlotlegierungen verwendet werden. Außerdem können mehrere Vorbelastungsschichten14 verwendet werden, damit man eine größere Vorbelastung erhält. Der Kleber wird entweder naß aufgetragen oder ist ein Dünnfilm, der auf eine Oberfläche der piezoelektrischen Schicht12 aufgeschmolzen und dann bei einer erhöhten Temperatur mit ihr verklebt wird, die von dem verwendeten Kleber abhängig ist und gestattet, daß das Material einer Härtung, einer Trocknung und/oder einem Schmelzfließen unterzogen wird. Die so ausgebildete Schicht aus Kleber ist in der Regel zwölf Mikrometer dick, doch kann die Dicke im Bereich zwischen einigen Mikrometern und mehreren Millimetern liegen. Das Verkleben der Schichten erfolgt bei einer hohen Temperatur, die von dem Kleber abhängt, aber in der Regel 200–350°C beträgt, so daß die differentiellen thermischen Kompressionsraten der Schichten den Schichten automatisch die gewünschte mechanische Vorbelastung verleihen, wie in2 gezeigt, wenn die zweischichtige Verbundmatrix auf Raumtemperatur abkühlt. Falls gewünscht kann die Vorbelastungsschicht14 aus Kleber verstärkt werden, und zwar in erster Linie damit die Höhe der Vorbelastung vergrößert werden kann, aber auch im Hinblick auf mechanische Zähigkeit und verringerte Hysterese. Dazu wird eine dünne Schicht aus verstärkendem Material16 auf (3 ) oder in (4 ) die Vorbelastungsschicht14 geschmolzen oder geklebt. Zu Beispielen für verstärkende Materialien zählen u. a. Kunststoffe, Keramiken, Metalle und Kombinationen aus diesen Materialien wie etwa Aluminiumblech und Kohlenstoffasern. Das Kleben des verstärkenden Materials16 kann gleichzeitig mit dem Kleben der piezoelektrischen Schicht auf die Vorbelastungsschicht erfolgen. - Durch die Klebeschicht kann der dünne keramische Wafer unter Verwendung herkömmlicher Schneidwerkzeuge wie etwa Scheren und Musterschneidemaschinen ohne Absplittern oder Brechen zurechtgeschnitten werden, was zurechtgeschnittene Gestalten anstatt geformte Gestalten gestattet. Dieses Verfahren ermöglicht die Verwendung von Techniken, die den Musteraufbau von dreidimensionalen Objekten aus der Konsolidierung der zweidimensionalen flachen keramischen Gestalten gestatten. Mit diesen Schichten kann man auch einen zusätzlichen Umgebungsschutz erhalten, wodurch diese Bauelemente unter rauhen Bedingungen verwendet werden können. Falls die verwendete Kleberschicht ein gutes Dielektrikum darstellt, ist die Wahrscheinlichkeit für eine interne und externe Lichtbogenbildung aufgrund der angelegten Spannung reduziert.
- Bei einer Ausführungsform enthält das piezoelektrische Bauelement
10 gemäß der vorliegenden Erfindung zwei Elektroden18a und18b . Die Elektroden18a und18b können von dem herkömmlicheren, durch Vakuum abgeschiedenen Metalltyp sein und vor dem Auftragen der Vorbelastungsschicht14 auf die piezoelektrische Schicht12 aufgebracht werden. Die Elektroden können aber auch eine Graphit- oder Metall-plus-Kleber-Mischung wie etwa Silberepoxidharz sein, das ein ausgezeichneter Leiter ist. Diese alternative Technik weist den Vorteil auf, daß die leitende Klebermischung auf die piezoelektrische Schicht12 aufgetragen und danach auf die piezoelektrische Schicht12 geklebt werden kann, und zwar gleichzeitig mit dem Kleben der Vorbelastungsschicht14 und der piezoelektrischen Schicht12 . Für die gewünschte Anwendung können gegebenenfalls auch mehrere oder strukturierte Elektroden verwendet werden. - Die obigen Lehren können kombiniert werden, um die Herstellung piezoelektrischer Bauelemente zu vereinfachen. Vollständige Bauelemente können hergestellt werden, indem getrennte Schichten aus verschiedenen Materialien zusammengetragen werden, wie etwa die entsprechenden Mischungen aus klebend aufgetragenem pulverförmigem piezoelektrischem Material plus Kleber für die piezoelektrische Schicht, leitendem Kleber für die Elektroden und der Kleber für sich selbst oder als Verstärkung für die Vorbelastungsschicht, gefolgt von einem einzigen Hochtemperaturklebevorgang, wie in „Tough, Soluble, Aromatic, Thermoplastic Copolyimides", US-A-5,741,883, eingereicht am 16. Dezember 1994, beschrieben.
- Während des Herstellungsprozesses sollten Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, daß die Vorbelastungsschicht des fertiggestellten piezoelektrischen Bauelements unter Zugspannung steht, wodurch das piezoelektrische Material die gewünschte Kompression erhält. Das Ausmaß der Vorbelastung in dem piezoelektrischen Material kann während der Herstellung zugeschnitten werden, um die Lastbewegung und Effizienz des fertiggestellten Bauelements zu maximieren. Die Materialschichten können auf einer gekrümmten Form ausgebildet werden.
- Eine Beschreibung, die typisch ist für die Herstellung eines vorbelasteten Bauelements
10 von Hand, wird hier geliefert und ist in5 gezeigt. Es wird eine Formoberfläche20 für den Krümmungsgrad ausgewählt, der benötigt wird, damit man die gewünschte Vorbelastung erhält. Die verstärkende Vorbelastungsschicht16 aus Aluminiumfolie wird dann auf der Formoberfläche20 plaziert. Als nächstes wird auf der verstärkenden Schicht16 die klebende Vorbelastungsschicht14 plaziert, die aus einem Polyimid besteht, wie in „Tough, Soluble, Aromatic, Thermoplastic Copolyimides", US-A-5,741,883, eingereicht am 16. Dezember 1994, beschrieben. Die Elektrodenschicht18b aus Silber wird im Vakuum auf der unteren Oberfläche des piezoelektrischen Wafers12 abgeschieden (dieser Schritt ist unnötig, falls im voraus mit Elektroden versehene piezoelektrische Wafer verwendet werden). Der piezoelektrische Wafer12 wird auf der klebenden Vorbelastungsschicht14 plaziert. Schließlich wird eine Elektrodenschicht18a aus Silber gegebenenfalls im Vakuum auf der oberen Oberfläche des piezoelektrischen Wafers12 abgeschieden. Eine Folie aus einem Hochtemperaturmaterial22 , wie etwa Kapton® (DuPont) wird über dem Stapel plaziert und mit einem Hochtemperatur-Packband24 versiegelt, damit man einem Vakuumbeutel erhält. Die Anordnung wird in einen Ofen plaziert, und die Luft in dem Kapton®-Beutel22 wird durch einen Vakuumanschluß26 evakuiert. Der Ofen wird auf 300°C erhitzt, damit der Kleber schmilzt und die Anordnung verklebt. Beim Abkühlen wird die Anordnung einer weiteren Vorbelastung unterzogen, und das sich ergebende piezoelektrische Element wird aus dem Vakuumbeutel und der Form entfernt. - Obwohl die ferroelektrischen Wafer in der Regel so gepolt sind, wie sie vom Verkäufer empfangen werden, müssen sie nach einer Wärmebehandlung in dem Vorbelastungsprozeß umgepolt werden. Diese Polung erfolgt bei einer erhöhten Temperatur mit einer Gleichspannung, die ausreicht, eine Dipolorientierung zu induzieren. Nach dem Polen wird der Wafer in Gegenwart des elektrischen Felds auf Raumtemperatur abgekühlt, um die induzierte Orientierung beizubehalten. Die bei der Polarisierung verwendete Stärke des Gleichfelds wird so ausgewählt, daß man eine optimale Polarisation erhält, ohne daß über das Feld hinausgegangen wird, bei dem der Spannungsdurchschlag bei einer gegebenen Polungstemperatur in dem Material auftritt.
- Das Ausmaß und die Art der Eingangsspannung pro Einheit der Auslenkung, der Bewegung, der Kraft und der Ausgangsspannung, des Ausgangsstroms oder der Leistungsumwandlung kann justiert werden, indem die Dicke und/oder Anzahl der Schichten der piezoelektrischen Schicht, die Anzahl der Schichten und/oder die Dicke der Vorbelastungsschicht, das Vorbelastungsmaterial, die piezoelektrische Zusammensetzung und die Krümmung und Gestalt der Formoberfläche variiert werden. Indem die Krümmung der Form variiert wird, wird die Vorbelastung variiert, die das fertig gestellte piezoelektrische Bauelement erhält. Indem die Dicke oder die Anzahl der Vorbelastungsmaterialschichten oder das verwendete Material variiert werden, können auch die Lastbewegung und mechanische Kraft variiert werden. Während der Verarbeitung bewegen sich die piezoelektrische und die Vorbelastungsschicht relativ zueinander und verkleben beim Abkühlen unter zusätzlicher Vorbelastung. Dieses Verfahren zur Herstellung von Bauelementen hat zu einer erheblichen Erhöhung der Lastbewegung von ansonsten identischen piezoelektrischen Bauelementen geführt.
- Ein zylindrischer Biegermodus kann betont werden, indem in nur einer Richtung vorbelastet wird, was dadurch geschehen kann, daß die Schichten während des Erwärmungszyklus über eine zylindrische Formoberfläche gebogen werden. Die Vorbelastungsschicht
14 , die sich unter der piezoelektrischen Schicht12 befindet, weist beim Abkühlen einen engeren Krümmungsradius auf und belastet in einer Richtung mehr, wodurch der Bieger ausgebildet wird: Diese Zylindermodus-Bieger weisen in der Regel andere Gestalten als kreisförmig auf, wie in6 gezeigt. - Eine Reihe einzelner polygonförmiger piezoelektrischer Bauelemente
28 können zu einem großflächigen Mosaik gruppiert werden, indem ihre entsprechenden Kanten wie in7 gezeigt verbunden werden. Ein nützliches Verfahren zur Kantenbefestigung ist die Verwendung einer einzigen verstärkenden Schicht, die das ganze Mosaik bedeckt. - Bestimmte Anwendungen erfordern möglicherweise eine größere mechanische Lastkraft als die, die von einem einzigen Bauelement
10 bereitgestellt werden kann. Zwei oder mehr Bauelemente10 können dann in einer effizienten Tandemanordnung verwendet werden, indem ihre kuppelartigen Gestalten in einer Konfiguration wie „gestapelte Löffel" vereinigt werden.8 zeigt drei Bauelemente in dieser gestapelten Konfiguration. Um das unbehinderte Biegen der einzelnen Bauelemente während des Betriebs zu ermöglichen, können die Bauelemente aneinander geklebt werden, wobei eine nachgiebige Schicht30 verwendet wird, wie etwa ein Elastomer, d. h. ein Silikonkautschuk, durch den sich eine Schicht relativ zu der anderen bewegen kann. Bei einem derartigen Aktorstapel bleiben die einzelnen Bauelemente10 elektrisch voneinander isoliert: Eines oder mehrere der Bauelemente10 können als ein Bewegungsrückkopplungssensor wirken. - Wenn ein Matrixverbundherstellungsverfahren verwendet wird, das gezeigt wird in „Tough, Soluble, Aromatic, Thermoplastic Copolyimides", laufende Nr. 08/359,752, eingereicht am 16. Dezember 1994, können große flexible Folien zum Einsatz in Niederfrequenzaktoranwendungen (d. h. rauschunterdrückenden Bauelementen oder Lautsprechern) hergestellt werden. Erreicht werden kann dies durch die Verwendung großer flacher Formen für die Konsolidierung oder durch einen kontinuierlichen Walzprozeß. Formteile können aneinander geklebt werden, indem sie erwärmt werden, um den Bindemittelkleber zu erweichen und/oder zu härten, während sie zusammengepreßt werden.
- Durch das vorliegende Verfahren hergestellte ferroelektrische Bauelemente können in Pumpen, Ventilen, Bremsen, Motoren, Sensoren, Aktoren, Optiken, Schallwandlern und aktiven Strukturen verwendet werden.
- Für den Fachmann ergeben sich viele Verbesserungen, Modifikationen und Additionen, ohne daß er vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abweicht, wie er hier beschrieben und in den nachfolgenden Ansprüchen definiert wird.
Claims (12)
- Verfahren zum Herstellen ferroelektrischer Bauelemente (
10 ), umfassend: Auswählen einer Form für das Bauelement (10 ); Plazieren einer Vorbelastungsschicht (14 ) auf der Form; Plazieren einer ferroelektrischen Schicht (12 ) auf der Vorbelastungsschicht (14 ), um eine Schichtstruktur herzustellen; Erwärmen der Vorbelastungsschicht und der ferroelektrischen Schicht (14 ,12 ); und Kühlen der Vorbelastungsschicht und der ferroelektrischen Schicht (14 ,12 ), wobei die Schritte des Erwärmens und Kühlens in der Schichtstruktur eine Vorbelastung induzieren. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbelastungsschicht (
14 ) Verstärkungsmaterial enthält. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Schicht (
12 ) Oberflächenelektroden (18 ) enthält. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgendes umfaßt: Plazieren einer ersten Elektrodenschicht (
18b ) zwischen der Vorbelastungsschicht (14 ) und der ferroelektrischen Schicht (12 ); und Plazieren einer zweiten Elektrodenschicht (18a ) auf der ferroelektrischen Schicht (12 ). - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbelastungsschicht (
14 ) ein Kleber ist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Schicht (
12 ) ein piezoelektrisches Material, ein piezostriktives Material oder ein Verbundmaterial ist. - Ferroelektrisches Bauelement (
10 ), das durch den Prozeß nach Anspruch 1 erhalten werden kann, mit einer vorbelasteten Schichtstruktur, die aus einer Vorbelastungsschicht (14 ) und einer auf der Vorbelastungsschicht (14 ) plazierten ferroelektrischen Schicht (12 ) besteht. - Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbelastungsschicht (
14 ) Verstärkungsmaterial enthält. - Bauelement nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Schicht (
12 ) Oberflächenelektroden (18 ) enthält. - Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgendes umfaßt: eine zwischen der Vorbelastungsschicht (
14 ) und der ferroelektrischen Schicht (12 ) plazierte Elektrodenschicht (18b ); und eine auf der ferroelektrischen Schicht (12 ) plazierte Elektrodenschicht (18a ). - Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbelastungsschicht (
14 ) ein Kleber ist. - Bauelement nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ferroelektrische Schicht (
12 ) ein piezoelektrisches Material, ein piezostriktives Material oder ein Verbundmaterial ist.
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---|---|
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Families Citing this family (162)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6791098B2 (en) | 1994-01-27 | 2004-09-14 | Cymer, Inc. | Multi-input, multi-output motion control for lithography system |
US6959484B1 (en) * | 1994-01-27 | 2005-11-01 | Cymer, Inc. | System for vibration control |
US6404107B1 (en) | 1994-01-27 | 2002-06-11 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
US6420819B1 (en) * | 1994-01-27 | 2002-07-16 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
US6781285B1 (en) | 1994-01-27 | 2004-08-24 | Cymer, Inc. | Packaged strain actuator |
US5802195A (en) * | 1994-10-11 | 1998-09-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | High displacement solid state ferroelectric loudspeaker |
US5713150A (en) | 1995-12-13 | 1998-02-03 | Defense Technologies, Llc | Combined mechanical and Electro-mechanical firing mechanism for a firearm |
US6071087A (en) * | 1996-04-03 | 2000-06-06 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Ferroelectric pump |
US5961096A (en) | 1996-04-03 | 1999-10-05 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Ferroelectric fluid flow control valve |
US5881158A (en) * | 1996-05-24 | 1999-03-09 | United States Surgical Corporation | Microphones for an implantable hearing aid |
WO1998003134A1 (en) * | 1996-07-19 | 1998-01-29 | Neukermans Armand P | Biocompatible, implantable hearing aid microactuator |
US5849125A (en) * | 1997-02-07 | 1998-12-15 | Clark; Stephen E. | Method of manufacturing flextensional transducer using pre-curved piezoelectric ceramic layer |
US6781284B1 (en) | 1997-02-07 | 2004-08-24 | Sri International | Electroactive polymer transducers and actuators |
US6213564B1 (en) * | 1997-04-15 | 2001-04-10 | Face International Corp | Anti-lock brake system with piezoelectric brake actuator |
US6060811A (en) * | 1997-07-25 | 2000-05-09 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | Advanced layered composite polylaminate electroactive actuator and sensor |
US6030480A (en) * | 1997-07-25 | 2000-02-29 | Face International Corp. | Method for manufacturing multi-layered high-deformation piezoelectric actuators and sensors |
DE19732513C2 (de) * | 1997-07-29 | 2002-04-11 | Eurocopter Deutschland | Verfahren zur Herstellung einer Verbundstruktur |
US6179943B1 (en) * | 1997-07-30 | 2001-01-30 | The Boeing Company | Method for forming a composite acoustic panel |
US5918502A (en) * | 1997-09-03 | 1999-07-06 | Face International Corporation | Footwear incorporating piezoelectric spring system |
US6209994B1 (en) | 1997-09-17 | 2001-04-03 | Seiko Epson Corporation | Micro device, ink-jet printing head, method of manufacturing them and ink-jet recording device |
JPH11304825A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-11-05 | Seiko Instruments Inc | 半導体歪センサおよびその製造方法ならびに走査型プローブ顕微鏡 |
JP3700910B2 (ja) * | 1997-10-16 | 2005-09-28 | セイコーインスツル株式会社 | 半導体歪センサ及びその製造方法ならびに走査プローブ顕微鏡 |
US6291930B1 (en) | 1998-08-13 | 2001-09-18 | Oceaneering International, Inc. | Low voltage piezoelectric bender elements and unit cells |
US6114494A (en) * | 1998-12-03 | 2000-09-05 | Ranbar Electrical Materials, Inc. | Polyimide material and method of manufacture |
CA2354076A1 (en) | 1998-12-11 | 2000-06-22 | The Government Of The United States Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration (Nasa) | Ferroelectric pump |
US6571639B1 (en) * | 1999-03-01 | 2003-06-03 | Luna Innovations, Inc. | Fiber optic system |
US6151277A (en) * | 1999-04-16 | 2000-11-21 | Syntron, Inc. | Hydrophone with ferroelectric sensor |
US6128251A (en) * | 1999-04-16 | 2000-10-03 | Syntron, Inc. | Solid marine seismic cable |
US6293632B1 (en) | 1999-06-11 | 2001-09-25 | John F. Grote | Vehicular brake-by-wire system |
US6425553B1 (en) | 1999-08-20 | 2002-07-30 | West Virginia University | Piezoelectric actuators for circulation controlled rotorcraft |
US6245172B1 (en) * | 1999-08-26 | 2001-06-12 | Face International Corp. | Method and apparatus for manufacturing multi-layered high deformation piezoelectric actuators and sensors |
TW511391B (en) | 2000-01-24 | 2002-11-21 | New Transducers Ltd | Transducer |
US6965678B2 (en) * | 2000-01-27 | 2005-11-15 | New Transducers Limited | Electronic article comprising loudspeaker and touch pad |
US6865277B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-03-08 | New Transducers Limited | Passenger vehicle |
US6885753B2 (en) * | 2000-01-27 | 2005-04-26 | New Transducers Limited | Communication device using bone conduction |
US7151837B2 (en) * | 2000-01-27 | 2006-12-19 | New Transducers Limited | Loudspeaker |
GB0117665D0 (en) * | 2001-07-20 | 2001-09-12 | New Transducers Ltd | Passenger vehicle |
US6400062B1 (en) | 2000-03-21 | 2002-06-04 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for temperature compensating a piezoelectric device |
US6512323B2 (en) | 2000-03-22 | 2003-01-28 | Caterpillar Inc. | Piezoelectric actuator device |
US6376966B1 (en) | 2000-05-22 | 2002-04-23 | Caterpillar, Inc. | Method and apparatus for controlling a piezoelectric device |
DE10025561A1 (de) * | 2000-05-24 | 2001-12-06 | Siemens Ag | Energieautarker Hochfrequenzsender |
US6356007B1 (en) | 2000-05-30 | 2002-03-12 | Young & Franklin, Inc. | Bi-stable snap over actuator |
US6739729B1 (en) | 2000-06-27 | 2004-05-25 | The Boeing Company | Composite backed prestressed mirror for solar facet |
EP1312099B1 (de) * | 2000-07-13 | 2009-07-08 | Clark Davis Boyd | Selbstspeisendes schaltbauelement |
AU2001283449A1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-03-04 | The Government of the United States as represented by the Administrator of the National Aeronautics and Space Administration(NASA) | Piezoelectric composite device and method for making same |
DE50113227D1 (de) * | 2000-09-18 | 2007-12-20 | Caterpillar Inc | Verfahren zur Herstellung einer ferroelektrischen Vorrichtung |
GB2387965B (en) * | 2000-09-18 | 2005-05-18 | Par Technologies Llc | Piezoelectric actuator and pump using same |
US7198250B2 (en) * | 2000-09-18 | 2007-04-03 | Par Technologies, Llc | Piezoelectric actuator and pump using same |
CA2467666C (en) * | 2000-11-21 | 2013-06-11 | Bradbury R. Face | Self-powered trainable switching network |
US6376969B1 (en) | 2001-02-05 | 2002-04-23 | Caterpillar Inc. | Apparatus and method for providing temperature compensation of a piezoelectric device |
US6771005B2 (en) * | 2001-02-14 | 2004-08-03 | Caterpillar Inc | Apparatus and method for adjusting the pre-load of a spring |
DE10206977B4 (de) * | 2001-02-24 | 2009-04-02 | Caterpillar Inc., Peoria | Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Bauelements sowie danach hergestelltes Bauelement |
US6847155B2 (en) * | 2001-04-24 | 2005-01-25 | Clemson University | Electroactive apparatus and methods |
DE50212202D1 (de) * | 2001-05-11 | 2008-06-19 | Caterpillar Inc | Verfahren zur Herstellung eines flachen mehrschichtigen Biegewandlers sowie entsprechender Biegewandler |
US7233097B2 (en) * | 2001-05-22 | 2007-06-19 | Sri International | Rolled electroactive polymers |
US6717337B2 (en) | 2001-05-23 | 2004-04-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Piezoelectric acoustic actuator |
GB0115858D0 (en) * | 2001-06-28 | 2001-08-22 | Pbt Ip Ltd | Piezo-electric device and method of construction thereof |
MXPA04000103A (es) * | 2001-07-03 | 2005-01-07 | Davis Boyd Clark | Sistema de iniciacion con conmutacion auto-impulsado. |
DE20202297U1 (de) * | 2001-09-07 | 2002-08-29 | Drei-S-Werk Präzisionswerkzeuge GmbH & Co Fertigungs-KG, 91126 Schwabach | Flacher Aktor oder Sensor mit interner Vorspannung |
DE10150128C2 (de) * | 2001-10-11 | 2003-10-02 | Enocean Gmbh | Drahtloses Sensorsystem |
WO2003037212A2 (en) | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Lesinski George S | Implantation method for a hearing aid microactuator implanted into the cochlea |
KR100401808B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2003-10-17 | 학교법인 건국대학교 | 전기작동 재료층과 섬유복합 재료층으로 구성된 곡면형 작동기 |
US6715466B2 (en) | 2001-12-17 | 2004-04-06 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for operating an internal combustion engine exhaust valve for braking |
US6794795B2 (en) * | 2001-12-19 | 2004-09-21 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for exciting a piezoelectric material |
US6771007B2 (en) * | 2002-04-17 | 2004-08-03 | The Boeing Company | Vibration induced perpetual energy resource |
US7152299B2 (en) * | 2002-05-02 | 2006-12-26 | Harman International Industries, Incorporated | Method of assembling a loudspeaker |
US6807853B2 (en) * | 2002-05-10 | 2004-10-26 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | System and method for generating electric power from a rotating tire's mechanical energy using piezoelectric fiber composites |
US7429801B2 (en) * | 2002-05-10 | 2008-09-30 | Michelin Richerche Et Technique S.A. | System and method for generating electric power from a rotating tire's mechanical energy |
US7096727B2 (en) * | 2002-05-10 | 2006-08-29 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | System and method for generating electric power from a rotating tire's mechanical energy |
US20030226987A1 (en) | 2002-06-06 | 2003-12-11 | Gallmeyer Christopher F. | Method and apparatus for seat detection and soft seating in a piezoelectric device actuated valve system |
US6803700B2 (en) * | 2002-06-06 | 2004-10-12 | Caterpillar Inc. | Piezoelectric device |
US20040003786A1 (en) * | 2002-06-18 | 2004-01-08 | Gatecliff George W. | Piezoelectric valve actuation |
US6965189B2 (en) * | 2002-09-20 | 2005-11-15 | Monodrive Inc. | Bending actuators and sensors constructed from shaped active materials and methods for making the same |
US20040075367A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-04-22 | Rado Gordon E. | Piezoelectric power generating device for a single cylinder engine |
US6811093B2 (en) * | 2002-10-17 | 2004-11-02 | Tecumseh Products Company | Piezoelectric actuated fuel injectors |
US7215250B2 (en) * | 2002-11-22 | 2007-05-08 | Sensormatic Electronics Corporation | Proximity detaching for electronic article surveillance tags |
FR2848337B1 (fr) * | 2002-12-09 | 2005-09-09 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une structure complexe par assemblage de structures contraintes |
US20040125472A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-07-01 | R. Todd Belt | Actuated deformable membrane mirror |
US6987348B2 (en) * | 2002-12-13 | 2006-01-17 | Palo Alto Research Center Inc. | Piezoelectric transducers |
US6967431B2 (en) * | 2002-12-13 | 2005-11-22 | Palo Alto Research Center Inc. | Piezoelectric transducers and methods of manufacture |
US20040120836A1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-06-24 | Xunhu Dai | Passive membrane microvalves |
US7070674B2 (en) * | 2002-12-20 | 2006-07-04 | Caterpillar | Method of manufacturing a multi-layered piezoelectric actuator |
US20040125509A1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-01 | Kr Precision Public Company Limited | Method for fabricating multilayered thin film PZT structures for small form factors |
US6994762B2 (en) * | 2003-02-10 | 2006-02-07 | The Boeing Company | Single crystal piezo (SCP) apparatus and method of forming same |
JP4003686B2 (ja) * | 2003-04-10 | 2007-11-07 | 株式会社村田製作所 | 圧電型電気音響変換器 |
EP1751843B1 (de) * | 2003-08-29 | 2012-09-19 | SRI International | Vorspannung elektroaktiver polymere |
US20050087019A1 (en) * | 2003-10-24 | 2005-04-28 | Face Bradbury R. | Self-powered vibration monitoring system |
US7118652B2 (en) * | 2003-12-04 | 2006-10-10 | General Motors Corporation | Airflow control devices based on active materials |
US7059664B2 (en) | 2003-12-04 | 2006-06-13 | General Motors Corporation | Airflow control devices based on active materials |
US6979050B2 (en) * | 2003-12-04 | 2005-12-27 | General Motors Corporation | Airflow control devices based on active materials |
WO2005067074A1 (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Jari Juuti | Electroactive component |
JP2007516688A (ja) * | 2004-03-02 | 2007-06-21 | ピエゾエレクトリック・テクノロジー・カンパニー・リミテッド | 小型圧電/電歪超音波リニアモータ |
US7312554B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-12-25 | Adaptivenergy, Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
US7287965B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-10-30 | Adaptiv Energy Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
US20050225201A1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-10-13 | Par Technologies, Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
US7290993B2 (en) * | 2004-04-02 | 2007-11-06 | Adaptivenergy Llc | Piezoelectric devices and methods and circuits for driving same |
US20050258715A1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-11-24 | Schlabach Roderic A | Piezoelectric actuator having minimal displacement drift with temperature and high durability |
US7692559B2 (en) * | 2004-06-19 | 2010-04-06 | Face International Corp | Self-powered switch initiation system |
WO2006009540A1 (en) * | 2004-06-19 | 2006-01-26 | Face Bradbury R | Self-powered switch initiation system |
US20050285728A1 (en) * | 2004-06-29 | 2005-12-29 | Tyndall Patrick A | Power conversion from piezoelectric source |
US7483545B2 (en) * | 2004-07-07 | 2009-01-27 | Tadashi Nagaoka | Acoustic diaphragm |
US7138911B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-11-21 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Power conversion from piezoelectric source with multi-stage storage |
JP4756309B2 (ja) * | 2004-08-20 | 2011-08-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 高感度圧電素子 |
US7854467B2 (en) * | 2004-11-05 | 2010-12-21 | General Motors Corporation | Airflow control devices based on active materials |
US20060147329A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | Tanner Edward T | Active valve and active valving for pump |
US7258533B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-08-21 | Adaptivenergy, Llc | Method and apparatus for scavenging energy during pump operation |
US20060180953A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-17 | The Regents Of The University Of California | System and method for constructing and operating a high performance piezoelectric actuator |
US7368860B2 (en) * | 2005-02-11 | 2008-05-06 | The Regents Of The University Od California | High performance piezoelectric actuator |
US7302744B1 (en) | 2005-02-18 | 2007-12-04 | The United States Of America Represented By The Secretary Of The Navy | Method of fabricating an acoustic transducer array |
US7321185B2 (en) * | 2005-03-04 | 2008-01-22 | United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Active multistable twisting device |
WO2006097522A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Bae Systems Plc | An actuator |
US20060232166A1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-19 | Par Technologies Llc | Stacked piezoelectric diaphragm members |
EP1875525A2 (de) * | 2005-04-13 | 2008-01-09 | Par Technologies, LLC. | Piezoelektrische membranbaugruppe mit leitern auf flexiblem film |
US7822215B2 (en) * | 2005-07-07 | 2010-10-26 | Face International Corp | Bone-conduction hearing-aid transducer having improved frequency response |
US20070075286A1 (en) * | 2005-10-04 | 2007-04-05 | Par Technologies, Llc | Piezoelectric valves drive |
US7278679B2 (en) * | 2005-10-26 | 2007-10-09 | Ford Global Technologies, Llc | Automotive vehicle with structural panel having selectively deployable shape memory alloy elements |
US20070129681A1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-06-07 | Par Technologies, Llc | Piezoelectric actuation of piston within dispensing chamber |
US7345407B2 (en) * | 2005-11-18 | 2008-03-18 | Adaptivenergy, Llc. | Human powered piezoelectric power generating device |
DE102005061752A1 (de) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Eads Deutschland Gmbh | Dreidimensionales Stapelpiezoelement und piezoelektrischer Aktuator mit einem solchen Stapelpiezoelement |
CN100502075C (zh) * | 2006-02-14 | 2009-06-17 | 先进自动器材有限公司 | 具有放大装置的压电设备 |
JP2009529119A (ja) * | 2006-03-07 | 2009-08-13 | インフルーエント コーポレイション | 流体エネルギー伝達装置 |
US20080062013A1 (en) * | 2006-03-10 | 2008-03-13 | Face Bradbury R | Wall switch for wired and self-powered wireless controllers with recessed and flush mounting |
US20080084138A1 (en) * | 2006-10-10 | 2008-04-10 | Micallef Joseph A | Apparatus For Piezoelectric Generation of Power To Propel An Automobile and Method of Making |
WO2008082653A2 (en) * | 2006-12-29 | 2008-07-10 | Adaptivenergy, Llc. | Piezoelectric actuators and methods of fabricating same |
US20080246367A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-10-09 | Adaptivenergy, Llc | Tuned laminated piezoelectric elements and methods of tuning same |
US20090069830A1 (en) * | 2007-06-07 | 2009-03-12 | Piezo Resonance Innovations, Inc. | Eye surgical tool |
WO2009006318A1 (en) | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Artificial Muscle, Inc. | Electroactive polymer transducers for sensory feedback applications |
US8282153B2 (en) * | 2007-08-31 | 2012-10-09 | GM Global Technology Operations LLC | Active material based seam concealment device |
DE102007061920A1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Paritec Gmbh | Kammer, Pumpe mit Kammer und Verfahren zur Herstellung von Kammern |
US20090174289A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Adaptivenergy Llc | Magnetic impulse energy harvesting device and method |
KR100984333B1 (ko) * | 2008-07-18 | 2010-09-30 | 국방과학연구소 | 전기 기계 변환기 및 그 제작방법 |
US8680749B2 (en) * | 2008-09-03 | 2014-03-25 | National Institute Of Aerospace Associates | Piezoelectric multilayer-stacked hybrid actuation/transduction system |
EP2326386B1 (de) * | 2008-09-26 | 2015-11-18 | Pixium Vision SA | Elektrodenreihe und herstellungsverfahren dafür |
EP2239793A1 (de) | 2009-04-11 | 2010-10-13 | Bayer MaterialScience AG | Elektrisch schaltbarer Polymerfilmaufbau und dessen Verwendung |
US8189301B2 (en) * | 2009-04-24 | 2012-05-29 | Magnecomp Corporation | Wireless microactuator motor assembly for use in a hard disk drive suspension, and mechanical and electrical connections thereto |
CA2813000C (en) | 2010-09-27 | 2018-09-04 | Techtonic Pty Ltd | Undulatory structures |
US9553254B2 (en) | 2011-03-01 | 2017-01-24 | Parker-Hannifin Corporation | Automated manufacturing processes for producing deformable polymer devices and films |
TW201250288A (en) | 2011-03-22 | 2012-12-16 | Bayer Materialscience Ag | Electroactive polymer actuator lenticular system |
DE102011078706B4 (de) * | 2011-07-05 | 2017-10-19 | Airbus Defence and Space GmbH | Verfahren und herstellungsvorrichtung zur herstellung eines mehrschichtigen aktuators |
US8659211B1 (en) * | 2011-09-26 | 2014-02-25 | Image Acoustics, Inc. | Quad and dual cantilever transduction apparatus |
JP5505559B2 (ja) * | 2011-10-11 | 2014-05-28 | 株式会社村田製作所 | 流体制御装置、流体制御装置の調整方法 |
US9876160B2 (en) | 2012-03-21 | 2018-01-23 | Parker-Hannifin Corporation | Roll-to-roll manufacturing processes for producing self-healing electroactive polymer devices |
US9761790B2 (en) | 2012-06-18 | 2017-09-12 | Parker-Hannifin Corporation | Stretch frame for stretching process |
US9590193B2 (en) | 2012-10-24 | 2017-03-07 | Parker-Hannifin Corporation | Polymer diode |
US10607642B2 (en) | 2013-03-18 | 2020-03-31 | Magnecomp Corporation | Multi-layer PZT microactuator with active PZT constraining layers for a DSA suspension |
US9330698B1 (en) | 2013-03-18 | 2016-05-03 | Magnecomp Corporation | DSA suspension having multi-layer PZT microactuator with active PZT constraining layers |
US9330694B1 (en) | 2013-03-18 | 2016-05-03 | Magnecomp Corporation | HDD microactuator having reverse poling and active restraining layer |
US9070394B1 (en) | 2013-03-18 | 2015-06-30 | Magnecomp Corporation | Suspension microactuator with wrap-around electrode on inactive constraining layer |
US9117468B1 (en) | 2013-03-18 | 2015-08-25 | Magnecomp Corporation | Hard drive suspension microactuator with restraining layer for control of bending |
US9741376B1 (en) | 2013-03-18 | 2017-08-22 | Magnecomp Corporation | Multi-layer PZT microactuator having a poled but inactive PZT constraining layer |
US11205449B2 (en) | 2013-03-18 | 2021-12-21 | Magnecomp Corporation | Multi-layer PZT microacuator with active PZT constraining layers for a DSA suspension |
KR101496814B1 (ko) | 2013-07-29 | 2015-02-27 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터, 그 제조방법 및 적층 세라믹 커패시터의 실장 기판 |
US9457887B2 (en) * | 2014-03-05 | 2016-10-04 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Smart material trailing edge variable chord morphing wing |
US20170238651A1 (en) * | 2014-12-25 | 2017-08-24 | Chih-Hua Hsieh | Insole with heat generating system |
US20160183629A1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-06-30 | Chih-Hua Hsieh | Insole with heat generated by pressing system |
KR101793225B1 (ko) * | 2015-06-10 | 2017-11-03 | 한국과학기술연구원 | 곡면형 압전장치 |
US10128431B1 (en) | 2015-06-20 | 2018-11-13 | Magnecomp Corporation | Method of manufacturing a multi-layer PZT microactuator using wafer-level processing |
DE102015216846A1 (de) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung und Verfahren zur Beeinflussung und/oder Detektion einer dynamischen oder statischen Eigenschaft einer Tragstruktur |
US10681471B2 (en) | 2017-12-22 | 2020-06-09 | Google Llc | Two-dimensional distributed mode actuator |
US12048247B1 (en) | 2020-01-09 | 2024-07-23 | Qortek, Inc. | Extreme environment capable multilaminar transductive biomorph device |
US20220276483A1 (en) * | 2021-02-28 | 2022-09-01 | Facebook Technologies, Llc | Deformable lens with an extended range of stability |
CN113601538B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-09-13 | 之江实验室 | 一种基于微纳光纤的光波导型软体光驱动器 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3271622A (en) * | 1963-07-05 | 1966-09-06 | Little Inc A | Piezoelectric ballast apparatus |
US3317762A (en) * | 1964-05-22 | 1967-05-02 | Rudolph E Corwin | Pre-stressed spherical electro-acoustic transducer |
US3631383A (en) * | 1969-07-25 | 1971-12-28 | Bendix Corp | Piezoelectric transducer configuration |
US3588552A (en) * | 1969-09-23 | 1971-06-28 | Motorola Inc | Prestressed piezoelectric audio transducer |
US3676722A (en) * | 1969-10-06 | 1972-07-11 | Motorola Inc | Structure for bimorph or monomorph benders |
US3622815A (en) * | 1970-03-25 | 1971-11-23 | Motorola Inc | High reliability ceramic bender |
US3666979A (en) * | 1970-06-17 | 1972-05-30 | Automation Ind Inc | Focused piezoelectric transducer and method of making |
JPS5410214B2 (de) * | 1973-10-15 | 1979-05-02 | ||
US3976898A (en) * | 1975-03-20 | 1976-08-24 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Prestressed glass, aezoelectric electrical power source |
US4435667A (en) * | 1982-04-28 | 1984-03-06 | Peizo Electric Products, Inc. | Spiral piezoelectric rotary actuator |
DE3320441A1 (de) * | 1983-06-06 | 1984-12-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mit fluessigkeitstroepfchen arbeitendes schreibgeraet mit an beiden enden starr mit einer duesenplatte verbundenen stabfoermigen piezoelektrischen wandlern |
US4675960A (en) * | 1985-12-30 | 1987-06-30 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing an electrically variable piezoelectric hybrid capacitor |
JPH0618714B1 (de) * | 1988-03-18 | 1994-03-16 | Takai Intaanashonaru Yotsuto Dezain Kk | |
JP2502685B2 (ja) * | 1988-06-15 | 1996-05-29 | 松下電器産業株式会社 | 超音波探触子の製造方法 |
US5404067A (en) * | 1990-08-10 | 1995-04-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Bonded piezoelectric bending transducer and process for producing the same |
US5231326A (en) * | 1992-01-30 | 1993-07-27 | Essex Electronics, Inc. | Piezoelectric electronic switch |
US5471721A (en) * | 1993-02-23 | 1995-12-05 | Research Corporation Technologies, Inc. | Method for making monolithic prestressed ceramic devices |
US6420819B1 (en) * | 1994-01-27 | 2002-07-16 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
JP3501860B2 (ja) * | 1994-12-21 | 2004-03-02 | 日本碍子株式会社 | 圧電/電歪膜型素子及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-04 US US08/416,598 patent/US5632841A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-04-04 DE DE69629283T patent/DE69629283T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-04-04 EP EP96910760A patent/EP0819048B1/de not_active Expired - Lifetime
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1997
- 1997-01-24 US US08/797,553 patent/US6734603B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1324402A3 (de) | 2005-11-09 |
EP1324402B1 (de) | 2007-05-30 |
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JPH11503272A (ja) | 1999-03-23 |
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US6734603B2 (en) | 2004-05-11 |
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US20010043027A1 (en) | 2001-11-22 |
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WO1996031333A1 (en) | 1996-10-10 |
EP1324402A2 (de) | 2003-07-02 |
CA2217472A1 (en) | 1996-10-10 |
CA2217472C (en) | 2006-01-10 |
DE69637114T2 (de) | 2008-01-24 |
JP4109717B2 (ja) | 2008-07-02 |
DE69629283D1 (de) | 2003-09-04 |
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