在半導體制造、精密光學、高端科研等領域，納米級精密驅動是突破技術瓶頸的核心關鍵。芯明天高性能低壓壓電陶瓷片/疊堆堆棧，以低電壓驅動、大行程輸出、高可靠性、全場景適配的核心優(yōu)勢，為各類精密驅動場景提供優(yōu)質解決方案。

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PZT5A材料制成。單片的標準厚度為2mm，有方形或環(huán)形結構。在電壓驅動下，單片即可產生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。

工藝結構

該低壓壓電陶瓷片的內部結構如下圖所示，它的內部是陶瓷層與電極層交叉疊堆而成，左右兩側為正負電極面，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行精密疊堆，并焊接公共電極。通過這種結構，總位移是每片位移的累加，標準產品中疊堆后位移可達128.7μm，可定制更高規(guī)格。

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

我們的技術優(yōu)勢在于靈活的定制化能力，堆棧式壓電陶瓷的核心優(yōu)勢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，在移動端與導電材料接觸時，它可有效隔絕兩端短路風險。

定制選項：

同側電極：便于在狹小空間內布線。

中心開孔：支持光學透光或機械固定。

高平面度：可定制5μm平面度。

二、高頻工作注意事項

產品可適配高頻往復驅動、高速動態(tài)調節(jié)等應用場景，針對高頻使用中的風險，需要注意以下四個關鍵點，以確保器件的長期可靠運行：

1.高頻工作會導致陶瓷自身發(fā)熱。當溫度超過150℃時，電極可能會發(fā)生脫落。

2.高加速度運行會對引線產生機械力。推薦使用導電膠等合適的電連接方式，以緩沖應力。

3.高頻使用會對壓電陶瓷堆棧產生拉力，需對壓電陶瓷堆棧增加預緊力。預載力取決于應用，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。標準引線可承受電流最高1.4A。

三、工作溫度環(huán)境

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

高溫風險：當環(huán)境溫度超過150℃時，雖然陶瓷本身耐溫極高，但電極存在脫落風險，需特別注意散熱。

低溫特性：在接近絕對零度的極低溫（4K）環(huán)境下，壓電陶瓷的性能會下降，約為室溫性能的10%。若需在低溫下進行動態(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、高頻功率與電流計算

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

正弦驅動平均電流：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=峰峰值驅動電壓，f=工作頻率。

五、產品技術參數(shù)范圍

方形壓電陶瓷片技術參數(shù)

芯明天方形壓電陶瓷片

方形壓電陶瓷堆棧技術參數(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動壓電陶瓷片/疊堆堆棧，它是單通道開環(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，結構緊湊，易于集成。

芯明天E53.C1K-H壓電控制器

2.E01.C1是一款機箱式單通道壓電陶瓷控制器，它能夠為壓電陶瓷提供高穩(wěn)定性、高分辨率的電壓，并具有較高的頻率響應特性、極低的靜態(tài)紋波電流。輸出電壓范圍-20V~120V，帶寬10kHz，可手動調節(jié)、模擬輸入、自發(fā)波形控制，配備計算機串口/USB接口，液晶鍵盤顯示，操作便捷。

芯明天E01.C1是一款機箱式單通道壓電陶瓷控制器

審核編輯 黃宇