[发明专利]一种压电陶瓷二维阵的成阵方法

说明书

技术领域

本发明涉及压电陶瓷二维阵的技术领域，尤其是一种压电陶瓷二维阵的成阵方法。

背景技术

压电陶瓷一维阵(线阵)成阵工艺已经非常成熟，基本做法如图1是将每一路压电陶瓷基元1在直角坐标系的X轴方向排列，电极面2(银层)垂直于Z轴方向，其中一面银层和背衬3胶合；一维阵的压电陶瓷基元1多数情况下所有负极(和背衬3胶合的一极)连在一起作为共用电极，正极通过导线4单独引出，有些特殊的一维阵要求每路压电陶瓷基元1的正负极单独引出，但都是从直角坐标系的Y方向引出，这种电极引出方式操作方便，不会影响压电陶瓷基元1的边界条件和声场条件。

二维阵(面阵)可认为是一维阵(线阵)在直角坐标系的Y轴方向组成的线阵，常规做法是用基元拼成二维阵，基元之间的一致性，基元之间的几何位置尺寸难以保证，若有一个基元极性相反，则造成二维阵报废；二维阵的每个基元所在的XY面上周围都是和自己相同的基元，电极无法从X轴方向或者Y轴方向引出，电极引出只能从Z轴方向，由于声辐射不能受到影响，所以电极引出只能从背衬方向引出，而辐射面作为共用电极；二维阵电极引出是压电陶瓷二维阵成阵能否成功的关键，但是，目前的背衬多数是针对一维阵设计，由于二维阵的基元数多，电极引出较为复杂，工艺实施难度高、可靠性差，背衬结构也需要特殊设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种压电陶瓷二维阵的成阵方法，保证了基元的一致性和指向性的要求，电极引出工艺提高了压电陶瓷二维阵的成品率和制作效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种压电陶瓷二维阵的成阵方法，包括以下步骤：

(1)压电陶瓷的正极面经过表面粗化处理；

(2)将压电陶瓷的正极面通过导电胶胶合到带有插针的背衬上；

(3)按照二维阵基元的间距要求将压电陶瓷通过高精度划片机进行切割，切割至导电胶横向切断；

(4)切割后形成的基元和插针一一对应且基元的电极和插针导通。

进一步地，步骤(1)中表面粗化可采用喷砂或打毛方式。

进一步地，步骤(2)中背衬上的插针均匀分布成二维结构。

进一步地，步骤(2)中带有插针的背衬采用灌注方式一次成型。

进一步地，步骤(3)中切割的深度大于压电陶瓷的厚度。

本发明的有益效果：

1、表面粗化处理使胶合牢固，不至于被切割时产生的撕扯力破坏。

2、表面粗化处理使胶合均匀，压电陶瓷的正极面上每个局部不会存在气泡，保证了基元间电容量、导纳等参数的一致性。

3、导电胶和插针解决了每个基元电极引出的问题，提高了大面积多基元压电陶瓷二维阵的成品率和制作效率。

4、胶合后再切割使每个基元的位置准确、尺寸一致，从而保证了基元之间的一致性和指向性，从而提高二维阵的性能。

附图说明

图1为压电陶瓷一维阵的结构示意图；

图2为未胶合的压电陶瓷和背衬；

图3为已胶合的压电陶瓷和背衬；

图4为已切割的压电陶瓷和背衬；

图5为压电陶瓷二维阵的结构示意图；

图6为背衬的正视图；

图7为背衬的俯视图。

具体实施方式

本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。

一种压电陶瓷二维阵的成阵方法，包括以下步骤：

(1)如图2所示，压电陶瓷10(面积和背衬6相同)的正极面11(胶合面)经过表面粗化(表面粗化可用喷砂或打毛等常规工艺方式实现)处理；

(2)如图3所示，将压电陶瓷10的正极面11通过导电胶8胶合到带有插针7的背衬6上；

(3)如图4所示，按照二维阵基元的间距要求将压电陶瓷10通过高精度划片机进行切割，切割至导电胶8横向切断；

(4)如图5所示，切割后形成的基元5和插针7一一对应且基元5的电极和插针7导通。

如图5所示，为采用上述方法制成的压电陶瓷二维阵的结构，其中每个基元5的尺寸完全相同，均为a×a×h，其中a×a面为辐射面和胶合面，h为厚度或高度，相邻两个基元5的中心距为b，其中b略大于a，相邻两个基元5存在宽度为b-a的缝隙，即为高精度划片机进行切割所形成的刀缝9宽度。