[实用新型]一种全集成压电驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及压电驱动技术领域，特别涉及一种全集成压电驱动装置。

背景技术

PZT是一种锆钛酸铅压电陶瓷材料，由于其独特的分子结构，相比于其他压电材料，如AlN或ZnO，PZT具有更高的压电系数和能量转换效率。已有的PZT压电驱动装置以密歇根大学的Khalil Najafi课题组的工作为主要代表(Aktakka E E,et al.IEEE,International Conference on MICRO Electro Mechanical Systems.2013:576-579.Aktakka E E,et al.IEEE/ASME Transactions on Mechatronics,2015,20(2):934-943.)，该装置主要由PZT驱动层-SOI支撑层-静电锁定平台三层结构组成。在此装置中，为了实现更大的位移和作用力，保证足够的结构强度，采用PZT材料作为驱动层，其厚度约为20～25μm。在PZT驱动层下面，是用SOI(绝缘体上硅)片加工而成的支撑层，其主要作用是提供PZT驱动层的结构支撑。为了实现装置的静电锁定功能，需要在由PZT驱动层和SOI支撑层装配得到的PZT-SOI复合驱动结构下面设置静电锁定平台，同时需要保证二者之间有20μm左右的间距。

但是，该装置结构复杂，且共包含三层结构之间的装配，如PZT-SOI复合驱动结构与静电锁定平台之间采用环氧胶装配的方式，无法精确控制20μm左右的间距，精度仅为±2μm左右，对准精度差；且环氧胶装配的方式存在可靠性差、可重复性低的问题，影响PZT压电驱动装置的使用效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全集成压电驱动装置，本实用新型提供的全集成压电驱动装置结构简单、可靠性高。

本实用新型提供了一种全集成压电驱动装置，包括PZT驱动层和SOI支撑平台，所述PZT驱动层包括底电极，所述底电极与所述SOI支撑平台连接；所述底电极通过金-铟共晶键合形成。

优选的，所述底电极具有焊盘结构。

优选的，所述SOI支撑平台包括SOI片层、设置在所述SOI片层上的锁定电极和设置在所述锁定电极上的电绝缘层，其中，所述电绝缘层与所述底电极连接。

优选的，所述SOI片层包括衬底硅、设置在所述衬底硅上的埋层二氧化硅和设置在所述埋层二氧化硅上的支撑结构，其中，所述支撑结构与所述锁定电极连接。

优选的，所述电绝缘层具有焊盘结构。

优选的，所述PZT驱动层还包括设置在所述底电极上的PZT层和设置在所述PZT层上的顶电极。

优选的，所述PZT层具有焊盘结构。

优选的，所述PZT驱动层具有微结构，所述微结构包括悬臂梁结构和质量块结构。

本实用新型提供了一种全集成压电驱动装置，包括PZT驱动层和SOI支撑平台，所述PZT驱动层包括底电极，所述底电极与所述SOI支撑平台连接；所述底电极通过金-铟共晶键合形成。本实用新型提供的全集成压电驱动装置结构简单，通过金-铟共晶键合形成PZT驱动层的底电极，并通过所述底电极与SOI支撑平台连接，避免了采用环氧胶装配方式导致的精度差、可重复性低的问题，提升了全集成压电驱动装置的可靠性。

附图说明

图1为全集成压电驱动装置的结构示意图；

图中，1-衬底硅、2-埋层二氧化硅、3-支撑结构、4-锁定电极、5-电绝缘层、6-底电极、7-PZT层、8-顶电极、9-悬臂梁结构、10-质量块结构。

具体实施方式

本实用新型提供了一种全集成压电驱动装置，包括PZT驱动层和SOI支撑平台，所述PZT驱动层包括底电极，所述底电极与所述SOI支撑平台连接；所述底电极通过金-铟共晶键合形成。

本实用新型提供的全集成压电驱动装置包括SOI支撑平台。在本实用新型的实施例中，所述SOI支撑平台包括SOI片层、设置在所述SOI片层上的锁定电极4和设置在所述锁定电极4上的电绝缘层5，其中，所述电绝缘层5与所述底电极6连接；如图1所示。