在增材制造过程中，将喷墨打印和激光处理技术相结合可以经济高效地打印和制造微型压电MEMS扬声器。

根据Maims Consulting，弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT），亚琛工业大学电气工程材料研究所（IWE2）和弗劳恩霍夫硅技术研究所（ISIT）的科学家的报告，确认可以通过增材制造工艺，结合喷墨打印和激光加工技术，以经济高效的方式来印刷和制造压电MEMS扬声器。

作为由德国联邦教育和研究部（BMBF）资助的最近完成的联合项目的一部分-“高效压电MEMS驱动器制造（GENERATOR）”，他们成功地制造了演示部件。

通过喷墨印刷将技术结构和几何形状印刷在晶圆上，然后利用激光结晶实现功能化，然后将MEMS扬声器组件分离并集成到电子系统中。

压电MEMS是真正的全方位技术。

超薄压电层可以实现微型执行器或传感器的全部功能。

施加电场时，它可能变形，或者将机械运动转换成电压。

因此，它们可以作为泵，阀或扬声器中的传感器或致动器应用于通信或医疗等广泛领域，并实现小型化。

这种压电薄膜层通常由锆钛酸铅（PZT）制成，PZT是目前最强大的压电陶瓷材料之一。

优选使用厚度为几微米的压电层，该压电层可以通过蚀刻或直接印刷而非常精确地构造。

激光辅助印刷取代了传统的高真空涂层。

当前，通常使用传统的真空和掩模制造方法来制造压电MEMS，但是这些方法非常耗时且昂贵，特别是对于小批量制造。

作为“发电机”的一部分，该项目由弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT），亚琛工业大学电气工程材料研究所（IWE2）和弗劳恩霍夫硅技术研究所（ISIT）开发了一种将数字喷墨打印和激光相结合的替代解决方案结晶技术：首先在8英寸的硅晶片上印刷PZT特殊墨水，然后使用激光辐射在700°C以上的局部温度下结晶。

在此过程中，可通过控制温度波动（±5°C）来确保质量。

该研究小组制造的低成本六角形微型压电MEMS扬声器证明，喷墨印刷和激光结晶技术的使用可以在几秒钟内有效地生产压电MEMS致动器。

多层材料堆叠的趋势是使用多层20〜30nm PZT。

薄层构成了压电致动器，总厚度为2至3 µm。

FraunhoferILT科学家SamuelFink解释说：“最初我们只应用了一层，现在我们可以逐层构建多层材料堆栈”。

例如，功能陶瓷和电极的多层可以彼此堆叠，以形成总共30层的微型压电MEMS扬声器。

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通过这种设计，据说它可以提供比传统执行器更好的性能和更高的再现质量。

科学家使用导电陶瓷镧镍氧化物（LNO）作为电极材料，而不是铂，铂通常非常昂贵。

PZT层和电极层像两个非常薄的梳子一样嵌入并结合在一起。

快速的激光加工极大地减少了每层的处理时间，从几分钟减少到几秒钟。

通过消除贵金属成分，可以显着提高这种纯陶瓷多材料叠层的耐用性，同时降低材料成本。

向该多层材料叠层施加AC电压将导致PZT层在不到一秒的时间内变形，从而激发整个叠层振动。

由于整个系统只有几微米厚，因此质量非常小，它可以传输声音信号，尤其是高频声音。

FraunhoferILT薄膜加工研究小组负责人Christian Vedder博士说：“这种制造方法的优势在于数控喷墨印刷和激光工艺，可以在不增加成本的情况下立即对制造层进行设计更改。

口罩或设备。

因此，它也可以用于小批量生产。

中小企业的机会。

传统制造系统