Anwendung der piezoelektrischen Keramik in der Display -Technologie (二)

Präzise mechanische Schneidmethode:

Präzisionsmechanisches Schneiden ist eine gemeinsame Methode zur Herstellung von piezoelektrischen Mikrogeräten. Es verwendet einen Diamantschneider, um einen Block piezoelektrischem Material oder einen dicken Film in Mikropillare zu schneiden und sie in ein Array für die weitere Montage in ein Gerät zu ordnen. Es gibt jedoch dimensionale Einschränkungen bei der Verarbeitung von piezoelektrischen Mikrokarten durch mechanisches Schneiden, und es ist schwierig, Mikrosäulen-Arrays von mehreren Zehnmikrometern oder weniger zu verarbeiten. Gleichzeitig haben piezoelektrische Keramik im Allgemeinen eine geringe Stärke und eine schlechte Zähigkeit. Diese alle bringen mehr Schwierigkeiten zum mechanischen Schneiden.

Der Formbildungsprozess vonpiezoelektrische Scheiben Pietzoelektrische Keramikist eine gemeinsame Methode zur Herstellung von piezoelektrischen Keramik-Mikropillaren-Arrays und dreidimensionalen mikroelektronischen Geräten, die die dimensionalen Bearbeitungsgrenzen durchbrechen können. Das Verfahren umfasst die Schritte einer Si -Platte, eines Polymers oder eines Al 2 O 3 -Films als Vorlage, und kombiniert die Techniken des Injektionsformens, der elektrochemischen Ablagerung, der chemischen Dampfabscheidung usw. Es wird ein säuleniges Strukturmaterial vorbereitet, das ist den gleichen Porendurchmesser und eine gleichmäßige Orientierung haben. Die Verarbeitungstechnologie ist eine Mikromaschine-Technologie, die vom Energy Research Center in Deutschland mit der Röntgenquelle der Synchrotronstrahlung entwickelt wurde. Es kombiniert Strahlungsätzungen, Elektroformierung und Mikrokraut zur Herstellung von Mikrokomponenten wie Kunststoffen, Metallen und Keramik. Das Verarbeitungsverhältnis der Tiefe zu Breite kann bis zu 200 Mal betragen, was eine ideale Möglichkeit ist, piezoelektrische Keramikanträge vorzubereiten. PZT-Säulen mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Höhe von 250 mm wurden vorbereitet, es gibt jedoch Probleme wie Kollaps und Nichtkompaktheit der PZT-Säule während des Sinterprozesses. Darüber hinaus ist die Ausrüstung für die Technologie teuer und förderlich für die groß angelegte Werbung nicht förderlich.

Der Siliziumformprozess kombiniert die Mikromaschine-Technologie und die Materialform-Technologie von Siliziumwafern. Der mikro-machinierte Siliziumwafer kann als Form verwendet werden, um die Mikromaschingrenze der Diamantblattschneidemethode durchzubrechen, und die PZT-Säule kann durch In-Form-Heiß-isostatische Pressen hergestellt werden. Das Sintern ist dicht und behält eine ordentliche Anordnung bei. Der Prozess des Siliziumformprozesses ist eine schichtempfindliche Klebstoff, die durch eine homogenisierende Maschine auf der Oberfläche des Siliziumgewassers beschichtet und dann zur Exposition unter die Maske gelegt wird, und nach der Entwicklung wird ein Vordesign auf der photosensitiven Bildung gebildet Schicht. Gutes Muster. Der photosensitive Siliziumwafer ist reaktivem Ionenätzung ausgesetzt, und der vom Photoresist nicht geschützte Teil wird in Mikroporen geätzt. Nach der Herstellung der Form wird die Aufschlämmung des PZT-Pulvers (enthält der Bindemittel) darauf gegossen, getrocknet, entfettet, vakuumversiegelt in den Glasumschlag und einem heißen isostatischen Pressen ausgesetzt. Schließlich wird der Siliziummodus selektiv mit einem speziellen Gas (XEF2) weggeätzt, um ein PZT -Mikrokolumn -Array zu erhalten. Nachdem das PZT -Mikrokolumn -Array erhalten wurde, wird darauf ein geeignetes Polymer gegossen und die Blasen durch Staubsaugen entfernt. Nach der Heilung die beiden Seiten des vertikalen PZTPiezo -Zylinderröhrlersind gemahlen, bis die im Polymer begrabenen PZT -Säulen beide Endgesichter freisetzen. Als nächstes ist der Metallfilm auf beiden Seiten des Verbundwerkstoffs gemäß dem entworfenen Muster dampfversetzt, und dann wird die PZT polarisiert, um ein dichtes und geordnetes piezoelektrisches Keramik-Treiber-Array zu erhalten. Eine dichte Anordnung von Piezokeramik wurde nach dieser Methode erhalten. Die Mikrokolumns waren 90 m Höhe, 7 m in Seitenlänge und bis zu 12 in Seitenverhältnis. Mehr als 20.000 PZT -Mikrokolumns, die im Experiment erhalten wurden, fanden keine Verformung, Beschädigung oder Kollaps eines PZT -Mikrokolumns. Obwohl das ideale mikropillare Array durch den Siliziumformprozess erhalten werden kann, ist der Prozess kompliziert und der Energieverbrauch des Vorbereitungsprozesses groß. Im Vergleich dazu hat die elektrophoretische Ablagerung die Vorteile von Einfachheit, Bequemlichkeit, niedrigen Kosten und Recycling von Rohstoffen.

Der mikropillare Array und der PZT -dicke Film werden durch einen elektrophoretischen Abscheidungsprozess hergestellt. Basierend auf der Untersuchung der beiden, die den Prozessfluss der elektrophoretischen Ablagerung zusammenfassen, um das PZT -Mikrokolumn -Array herzustellen. Erstens eine bestimmte Konzentration vonPZT Piezoceramic Zylinderrohrwird hergestellt und konzentriert HCl wird als Dispersionsmittel zugegeben, um H+ auf der Oberfläche der Partikel zu adsorbieren, wodurch die Partikel aufgehängt werden. Graphit wurde als positive und negative Elektroden verwendet, und ein PT-plattierter plattierter PT wurde als Substrat verwendet, das durch reaktives Ionenkanting hergestellt wurde. Der Pt-gepatrierte Siliziumwafer ist durch einen leitenden Klebstoff mit der negativen Elektrode verbunden, um das Potential des Substrats und der Elektrode zu gewährleisten, wodurch die elektrophoretische Ablagerung realisiert wird, und das PZT-Pulver mit H+ wird in die Mikroporen am Siliziumwafer abgelagert. Nach dem Sintern mit niedriger Temperaturaktivierung kann eine dichte Anordnung von Mikrokolumnern erhalten werden. Anschließend wird eine piezoelektrische Keramik-Treiber-Array mit hervorragender Leistung und einer dichten Ausrichtung erhalten. Der Formprozess ohne Form, das Präzisionsmechanikschneidemethode und die Liga -Verarbeitungstechnologie sind schwierig, die Prozessanforderungen für die Vorbereitung des mikrokolumenten Arrays des piezoelektrischen Keramikantriebs zu erfüllen. Der Siliziumformprozess und der elektrophoretische Ablagerungsprozess zeigen große Vorteile. Es wird nicht nur die Größenbeschränkung durchbrochen, sondern auch eine hervorragende Leistung und ordentlich angeordnete Mikrosalumn-Arrays erhalten, was sehr geeignet ist, piezoelektrische Keramik-Treiber-Arrays für Displays vorzubereiten.