[发明专利]一种四自由度压电微夹钳的制作工艺

摘要

本发明公开了一种四自由度压电微夹钳的制作工艺，优点是通过该方法制作得到的四自由度压电微夹钳其压电晶片及其表面电极具有较高的形状与尺寸精度，且上下晶片及其电极之间具有较高的相对位置精度，使得四自由度压电微夹钳具有良好的输出特性，如输出位移和输出力重复性好、响应速度快、固有频率高，而且由于制作得到的四自由度压电微夹钳可使每个钳指都可实现夹持方向和垂直于夹持方向的动作，即每个钳指具有两个方向的自由度，整个压电微夹钳具有四个自由度，从而可省掉微装配与微操作系统的部分前端执行机构，降低了系统的设计难度与复杂度，减小了系统的质量和体积，也降低了系统的成本。

主权项

一种四自由度压电微夹钳的制作工艺，其特征在于包括以下具体步骤：（1）、取两块压电陶瓷单晶片，其中一块作为上晶片，另一块作为下晶片，并在上晶片的一端通过紫外线激光切割加工出一个方形的缺口；（2）、将上晶片和下晶片电极化，并将电极化后的上晶片的粘结面上的电极通过光刻法全部去除；（3）、在电极化后的下晶片的非粘结面上光刻出相互独立且并排设置的第一左下电极、第二左下电极、第三左下电极、第一右下电极、第二右下电极、第三右下电极以及分别与其一一对应一体连接的第一左下电极引出脚、第二左下电极引出脚、第三左下电极引出脚、第一右下电极引出脚、第二右下电极引出脚、第三右下电极引出脚，并在下晶片的非粘结面上做出两个十字定位基准点，然后以下晶片非粘结面上的两个十字定位基准点作为定位基准，在下晶片的粘结面上光刻出相互独立的第四左下电极、第四右下电极以及分别与其一一对应一体连接的第四左下电极引出脚、第四右下电极引出脚，第四左下电极与第二左下电极上下对齐，第四右下电极与第二右下电极上下对齐；（4）、将上晶片的粘结面与下晶片的粘结面用绝缘胶进行粘结固定得到压电陶瓷双晶片，且上晶片上的缺口与下晶片上的第四左下电极引出脚的端部、第四右下电极引出脚的端部相对齐；（5）、以下晶片非粘结面上的两个十字定位基准点作为定位基准，在上晶片的非粘结面上光刻出相互独立且并排设置的第一左上电极、第二左上电极、第三左上电极、第一右上电极、第二右上电极、第三右上电极以及分别与其一一对应一体连接的第一左上电极引出脚、第二左上电极引出脚、第三左上电极引出脚、第一右上电极引出脚、第二右上电极引出脚、第三右上电极引出脚，且第一左上电极与第一左下电极、第二左上电极与第二左下电极、第三左上电极与第三左下电极、第一右上电极与第一右下电极、第二右上电极与第二右下电极、第三右上电极与第三右下电极分别上下对齐；（6）、对压电陶瓷双晶片进行紫外线激光切割，加工出一体连接的支撑部、左钳指部、右钳指部以及一体连接在左钳指部自由端和右钳指部自由端的扩展部，得到具有四自由度的压电微夹钳；其中：支撑部由上下对齐的上支撑部与下支撑部组成，左钳指部由上下对齐的左上钳指部与左下钳指部组成，右钳指部由上下对齐的右上钳指部和右下钳指部组成，扩展部由上下对齐的上扩展部与下扩展部组成，上支撑部、左上钳指部、右上钳指部和上扩展部一体连接，左上钳指部和右上钳指部沿上支撑部的中心线对称，第一左上电极、第二左上电极和第三左上电极位于左上钳指部的非粘结面上，第一右上电极、第二右上电极和第三右上电极位于右上钳指部的非粘结面上，第一左上电极引出脚、第二左上电极引出脚、第三左上电极引出脚、第一右上电极引出脚、第二右上电极引出脚和第三右上电极引出脚位于上支撑部的非粘结面上，下支撑部、左下钳指部、右下钳指部和下扩展部一体连接，左下钳指部和右下钳指部沿下支撑部的中心线对称，第一左下电极、第二左下电极和第三左下电极位于左下钳指部的非粘结面上，第一右下电极、第二右下电极和第三右下电极位于右下钳指部的非粘结面上，第一左下电极引出脚、第二左下电极引出脚、第三左下电极引出脚、第一右下电极引出脚、第二右下电极引出脚和第三右下电极引出脚位于下支撑部的非粘结面上，第四左下电极位于左下钳指部的粘结面上，第四右下电极位于右下钳指部的粘结面上，第四左下电极引出脚和第四右下电极引出脚位于下支撑部的粘结面上。