專利名稱:積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種封裝模塊,尤指一種積層壓電致動(dòng)器封裝模塊。
背景技術(shù):
壓電致動(dòng)器(piezoelectric actuator)為一種可將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的 組件,其具有反應(yīng)速度快、可精密控制、低發(fā)熱及能量轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)。壓電致動(dòng)器具有 幾種不同的型態(tài),例如單層致動(dòng)器(unimorph actuator)、雙層致動(dòng)器(bimorph actuator) 及積層致動(dòng)器(stack actuator),而以下以積層致動(dòng)器為主要探討對(duì)象。 積層壓電致動(dòng)器基本上可視為多個(gè)單層致動(dòng)器堆棧在一起,其能提供較大的 輸出位移量。請(qǐng)參閱美國(guó)專利號(hào)US4,885,498所提出的『stacked typ印iezoelectric actuator』,即為一種常見的積層壓電致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)。 然而,此種積層壓電致動(dòng)器具有一個(gè)缺失,它無(wú)法承受較大的橫向力,也就是無(wú)法
承受與極化方向垂直的力量。如果積層壓電致動(dòng)器被施以一個(gè)橫向力時(shí),例如受到較大的 震動(dòng),每一個(gè)單層致動(dòng)器之間的連接界面容易因?yàn)榧魬?yīng)力而被破壞。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其能承受較大的橫向力 而不被破壞。 為達(dá)上述目的,本實(shí)用新型提出一種積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,包括一積層壓電
致動(dòng)器,其具有一頂面、一底面及一外環(huán)面,該外環(huán)面位于該頂面及該底面之間;以及一絕
緣網(wǎng),其包覆及接觸該積層壓電致動(dòng)器的外環(huán)面,該絕緣網(wǎng)具有多個(gè)網(wǎng)格。
藉此,本實(shí)用新型的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊具有以下有益效果 當(dāng)一力量橫向地作用于積層壓電致動(dòng)器封裝模塊時(shí),部分的力量會(huì)被絕緣網(wǎng)的網(wǎng)
格分散至垂直方向(極化方向),所以橫向方向的分力會(huì)大幅地減少。積層壓電致動(dòng)器承受
的剪應(yīng)力也會(huì)隨之減少,使得積層壓電致動(dòng)器不被破壞。
圖1為本實(shí)用新型的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的較佳實(shí)施例的立體組合圖。 圖2為本實(shí)用新型的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的較佳實(shí)施例的立體分解圖。 圖3為本實(shí)用新型的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的較佳實(shí)施例的平面剖視圖。 圖4為本實(shí)用新型的絕緣網(wǎng)包覆積層壓電致動(dòng)器的動(dòng)作示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明
10積層壓電致動(dòng)器 101頂面 102底面 103外環(huán)面[0018] ll壓電陶瓷片 12內(nèi)電極片 13外電極片 20導(dǎo)電組件 30絕緣網(wǎng) 31網(wǎng)格
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型為一種積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其能承受較大的橫向力而不被破
壞,使得積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的使用壽命增加,能應(yīng)用于更嚴(yán)苛的環(huán)境。 請(qǐng)參閱圖1及圖2所示,為本實(shí)用新型的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的一較佳實(shí)施
例。該積層壓電致動(dòng)器封裝模塊包括組件如下一積層壓電致動(dòng)器10、二導(dǎo)電組件20及一
絕緣網(wǎng)30。每一個(gè)組件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)介紹如下,而文中所講述到的各方向(上下前后左右),
只是用來(lái)表示組件的結(jié)構(gòu)特征的相對(duì)方向,并不是局限實(shí)際的使用方向。 積層壓電致動(dòng)器10可為一般的積層壓電致動(dòng)器10,也就是施以一電能后,極化方
向的尺寸會(huì)改變。整體來(lái)看,積層壓電致動(dòng)器10為一柱狀結(jié)構(gòu),具有一頂面101、一底面102
及一外環(huán)面103,外環(huán)面103位于頂面101及底面102之間。而積層壓電致動(dòng)器10細(xì)部來(lái)看,
具有多個(gè)壓電陶瓷片(piezoelectricceramic) 11、多個(gè)內(nèi)電極片(internal electrode) 12
及二個(gè)夕卜電極片(outerelectrode) 13。 壓電陶瓷片11及內(nèi)電極片12為矩型狀。壓電陶瓷片ll本身有一個(gè)極化方向,施 加電能后,壓電陶瓷片ll極化方向的尺寸會(huì)改變。而內(nèi)電極片12由導(dǎo)電材料所制成。請(qǐng) 參閱圖3所示,這些壓電陶瓷片11與這些內(nèi)電極片12沿著壓電陶瓷片11的極化方向交錯(cuò) 地堆棧,兩者(壓電陶瓷片11與內(nèi)電極片12)堆棧后,位于最上方及最小方的都為壓電陶 瓷片11。 兩個(gè)外電極片13也為矩行狀,并且也是由導(dǎo)電材料所制成。兩個(gè)外電極片13與 壓電陶瓷片11的極化方向呈平行地排列,并且設(shè)置于這些壓電陶瓷片11及這些內(nèi)電極片 12的相對(duì)兩側(cè)面上。更詳細(xì)地說(shuō),其中一個(gè)外電極片13設(shè)置于堆棧后的壓電陶瓷片11及 內(nèi)電極片12的左側(cè)面,另一個(gè)外電極片13設(shè)置于堆棧后的壓電陶瓷片ll及內(nèi)電極片12 的右側(cè)面。 兩個(gè)外電極片13分別與不同的內(nèi)電極片12連接,也就是兩個(gè)外電極片13不會(huì)連 接至同一個(gè)內(nèi)電極片12,或是兩個(gè)上下相鄰的內(nèi)電極片12不會(huì)連接至同一個(gè)外電極片13。 電能可在外電極片13與內(nèi)電極片12之間傳遞,當(dāng)電能施加于二外電極片13時(shí),壓電陶瓷 片11的尺寸會(huì)變化。 兩個(gè)導(dǎo)電組件20分別為一條可傳輸電能的電線。整體來(lái)看,兩個(gè)導(dǎo)電組件20的 一末端是連接至積層壓電致動(dòng)器10的外環(huán)面103上。而細(xì)部地來(lái)看,兩個(gè)導(dǎo)電組件20的 一末端分別地連接于積層壓電致動(dòng)器10的兩個(gè)外電極片13上,也就是一個(gè)導(dǎo)電組件20連 接一個(gè)外電極片13。電能可透過(guò)導(dǎo)電組件20施加于外電極片13上。 絕緣網(wǎng)30為絕緣材料所制成,例如高分子材料,絕緣網(wǎng)30本身具有多個(gè)菱形狀的 網(wǎng)格31 。請(qǐng)參閱圖4所示,整體來(lái)看,絕緣網(wǎng)30是包覆及接觸積層壓電致動(dòng)器10的外環(huán)
4面103,然后兩個(gè)導(dǎo)電組件20的另一末端穿過(guò)絕緣網(wǎng)30而位于絕緣網(wǎng)30外。而細(xì)部地來(lái) 看,絕緣網(wǎng)30包覆及接觸兩個(gè)外電極片13的外側(cè)面、每一個(gè)壓電陶瓷片11的前側(cè)面及后 側(cè)面,以及每一個(gè)內(nèi)電極片12的前側(cè)面及后側(cè)面。 由于絕緣網(wǎng)30不會(huì)導(dǎo)電,所以兩個(gè)外電極片13(或是兩個(gè)導(dǎo)電組件20)不會(huì)因?yàn)?被絕緣網(wǎng)30接觸而短路、導(dǎo)通。 上述為積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的各組件的結(jié)構(gòu)特征及相互組裝關(guān)系,積層壓電 致動(dòng)器封裝模塊更可另外再設(shè)置封裝膠體(圖未示)于絕緣網(wǎng)30夕卜,提供額外的保護(hù)。以 下說(shuō)明積層壓電致動(dòng)器封裝模塊的功能。 當(dāng)一力量橫向地作用于積層壓電致動(dòng)器封裝模塊時(shí),部分的力量會(huì)被絕緣網(wǎng)30 的網(wǎng)格31分散至垂直方向(極化方向),所以該力量的橫向方向的分力會(huì)大幅地減少。因 此積層壓電致動(dòng)器10承受的剪應(yīng)力也會(huì)隨之減少,使得積層壓電致動(dòng)器10不會(huì)易因?yàn)闄M 向力而被破壞。 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下,還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和 潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,包括一積層壓電致動(dòng)器,其具有一頂面、一底面及一外環(huán)面,該外環(huán)面位于該頂面及該底面之間;以及一絕緣網(wǎng),其包覆及接觸該積層壓電致動(dòng)器的外環(huán)面,該絕緣網(wǎng)具有多個(gè)網(wǎng)格。
2. 如權(quán)利要求1所述的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,該絕緣網(wǎng)為一高分子 絕緣網(wǎng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,該絕緣網(wǎng)的網(wǎng)格為 菱形狀。
4. 如權(quán)利要求3所述的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,更包括二導(dǎo)電組件,該 二導(dǎo)電組件的一末端連接于該積層壓電致動(dòng)器的外環(huán)面上,該二導(dǎo)電組件的另一末端位于 該絕緣網(wǎng)外。
5. 如權(quán)利要求3所述的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,該積層壓電致動(dòng)器具 有多個(gè)壓電陶瓷片、多個(gè)內(nèi)電極片及二外電極片;這些壓電陶瓷片與這些內(nèi)電極片沿著這 些壓電陶瓷片的一極化方向交錯(cuò)地堆棧該二外電極片與該極化方向平行地排列,并且分 別地設(shè)置于這些壓電陶瓷片及這些內(nèi)電極片的兩側(cè)面上。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,更包括二導(dǎo)電組 件,該二導(dǎo)電組件的一末端連接于該積層壓電致動(dòng)器的外環(huán)面上,該二導(dǎo)電組件的另一末 端位于該絕緣網(wǎng)外。
7. 如權(quán)利要求6所述的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,該積層壓電致動(dòng)器具 有多個(gè)壓電陶瓷片、多個(gè)內(nèi)電極片及二外電極片;這些壓電陶瓷片與這些內(nèi)電極片沿著這 些壓電陶瓷片的一極化方向交錯(cuò)地堆棧該二外電極片與該極化方向平行地排列,并且分 別地設(shè)置于這些壓電陶瓷片及這些內(nèi)電極片的兩側(cè)面上。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,其特征在于,該積層壓電致動(dòng)器 具有多個(gè)壓電陶瓷片、多個(gè)內(nèi)電極片及二外電極片;這些壓電陶瓷片與這些內(nèi)電極片沿著 這些壓電陶瓷片的一極化方向交錯(cuò)地堆棧該二外電極片與該極化方向平行地排列,并且 分別地設(shè)置于這些壓電陶瓷片及這些內(nèi)電極片的兩側(cè)面上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種積層壓電致動(dòng)器封裝模塊,包括一積層壓電致動(dòng)器,其具有一頂面、一底面及一外環(huán)面,外環(huán)面位于頂面及底面之間;以及一絕緣網(wǎng),其包覆及接觸積層壓電致動(dòng)器的外環(huán)面,絕緣網(wǎng)具有多個(gè)網(wǎng)格。藉此,當(dāng)一力量橫向地作用于積層壓電致動(dòng)器封裝模塊時(shí),部分的力量會(huì)被絕緣網(wǎng)的網(wǎng)格分散至垂直方向,所以最后橫向方向的分力會(huì)大幅地減少。積層壓電致動(dòng)器承受的剪應(yīng)力也會(huì)隨之減少,使得積層壓電致動(dòng)器不易被破壞。
文檔編號(hào)H02N2/00GK201479038SQ20092016162
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者李照佑, 簡(jiǎn)嘉男 申請(qǐng)人:慶良電子股份有限公司