在半導(dǎo)體制造、精密光學(xué)、高端科研等領(lǐng)域，納米級(jí)精密驅(qū)動(dòng)是突破技術(shù)瓶頸的核心關(guān)鍵。芯明天高性能低壓壓電陶瓷片/疊堆堆棧，以低電壓驅(qū)動(dòng)、大行程輸出、高可靠性、全場(chǎng)景適配的核心優(yōu)勢(shì)，為各類精密驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景提供優(yōu)質(zhì)解決方案。

一、低壓壓電陶瓷片/疊堆堆棧

1.壓電陶瓷片

片狀壓電陶瓷采用優(yōu)質(zhì)PZT5A材料制成。單片的標(biāo)準(zhǔn)厚度為2mm，有方形或環(huán)形結(jié)構(gòu)。在電壓驅(qū)動(dòng)下，單片即可產(chǎn)生3.3μm的位移，這一特性使其成為精密控制系統(tǒng)的理想選擇。

工藝結(jié)構(gòu)

該低壓壓電陶瓷片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，它的內(nèi)部是陶瓷層與電極層交叉疊堆而成，左右兩側(cè)為正負(fù)電極面，上下面為絕緣陶瓷材料。

2.壓電陶瓷疊堆堆棧

為了獲得更大的輸出位移，我們將多片壓電陶瓷片進(jìn)行精密疊堆，并焊接公共電極。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，總位移是每片位移的累加，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品中疊堆后位移可達(dá)128.7μm，可定制更高規(guī)格。

此外，針對(duì)超高真空環(huán)境，我們提供定制UHV版本，其耐壓能力可達(dá)10^-10Torr（1.33×10^-10mbar），此條件可滿足科研與半導(dǎo)體環(huán)境需求。

我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于靈活的定制化能力，堆棧式壓電陶瓷的核心優(yōu)勢(shì)源于單片成熟可控的精密疊堆工藝,并且高度自由選擇。此外，在壓電陶瓷疊堆堆棧的上下面各有一片1mm厚的非極化的陶瓷絕緣片，在移動(dòng)端與導(dǎo)電材料接觸時(shí)，它可有效隔絕兩端短路風(fēng)險(xiǎn)。

定制選項(xiàng)：

同側(cè)電極：便于在狹小空間內(nèi)布線。

中心開(kāi)孔：支持光學(xué)透光或機(jī)械固定。

高平面度：可定制5μm平面度。

二、高頻工作注意事項(xiàng)

產(chǎn)品可適配高頻往復(fù)驅(qū)動(dòng)、高速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)等應(yīng)用場(chǎng)景，針對(duì)高頻使用中的風(fēng)險(xiǎn)，需要注意以下四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，以確保器件的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行：

1.高頻工作會(huì)導(dǎo)致陶瓷自身發(fā)熱。當(dāng)溫度超過(guò)150℃時(shí)，電極可能會(huì)發(fā)生脫落。

2.高加速度運(yùn)行會(huì)對(duì)引線產(chǎn)生機(jī)械力。推薦使用導(dǎo)電膠等合適的電連接方式，以緩沖應(yīng)力。

3.高頻使用會(huì)對(duì)壓電陶瓷堆棧產(chǎn)生拉力，需對(duì)壓電陶瓷堆棧增加預(yù)緊力。預(yù)載力取決于應(yīng)用，但通常為5~10MPa壓力。

4.高頻使用要求大電流。需要確保引線可以工作在所要求的電流范圍。標(biāo)準(zhǔn)引線可承受電流最高1.4A。

三、工作溫度環(huán)境

壓電陶瓷堆棧致動(dòng)器擁有極寬的工作溫度范圍，適用于從深空探測(cè)到高溫工業(yè)的各類場(chǎng)景。正常范圍：4mK至470K（約200℃），需要注意的是：

高溫風(fēng)險(xiǎn)：當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)150℃時(shí)，雖然陶瓷本身耐溫極高，但電極存在脫落風(fēng)險(xiǎn)，需特別注意散熱。

低溫特性：在接近絕對(duì)零度的極低溫（4K）環(huán)境下，壓電陶瓷的性能會(huì)下降，約為室溫性能的10%。若需在低溫下進(jìn)行動(dòng)態(tài)操作，必須更換專用的低溫引線，以保證電氣連接的可靠性。

位移隨溫度變化曲線

四、高頻功率與電流計(jì)算

壓電陶瓷堆棧只有在動(dòng)態(tài)操作時(shí)要求功率/電流。放大器輸出電流和上升時(shí)間決定壓電陶瓷堆棧的工作頻率上限。

正弦驅(qū)動(dòng)平均電流：Iave=f×C×Up-p，正弦操作峰值電流：Imax=π×fmax×C×Up-p，其中：Iave=放大器平均電流，Imax=放大器峰值電流，fmax=最大工作頻率，C=陶瓷的靜電容量，Up-p=峰峰值驅(qū)動(dòng)電壓，f=工作頻率。

五、產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)范圍

方形壓電陶瓷片技術(shù)參數(shù)

芯明天方形壓電陶瓷片

方形壓電陶瓷堆棧技術(shù)參數(shù)

芯明天方形方形壓電陶瓷堆棧

環(huán)形壓電陶瓷片技術(shù)參數(shù)

芯明天環(huán)形壓電陶瓷片

環(huán)形壓電陶瓷堆棧技術(shù)參數(shù)

芯明天環(huán)形壓電陶瓷堆棧

六、推薦控制器

1.E53.C1K-H壓電控制器適用于驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片/疊堆堆棧，它是單通道開(kāi)環(huán)壓電控制器，采用數(shù)字控制，24VDC供電，靜態(tài)功耗小于5W，通信接口為TYPE-C、RS-422、RS-232，操作便捷，尺寸僅148×80×27.5mm^3，外觀體積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，易于集成。

芯明天E53.C1K-H壓電控制器

2.E01.C1是一款機(jī)箱式單通道壓電陶瓷控制器，它能夠?yàn)閴弘娞沾商峁└叻€(wěn)定性、高分辨率的電壓，并具有較高的頻率響應(yīng)特性、極低的靜態(tài)紋波電流。輸出電壓范圍-20V~120V，帶寬10kHz，可手動(dòng)調(diào)節(jié)、模擬輸入、自發(fā)波形控制，配備計(jì)算機(jī)串口/USB接口，液晶鍵盤顯示，操作便捷。

芯明天E01.C1是一款機(jī)箱式單通道壓電陶瓷控制器

審核編輯 黃宇