CZ152099A3 - Piezoelektrický akční člen s novou úpravou styku a způsob jeho výroby - Google Patents

Piezoelektrický akční člen s novou úpravou styku a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ152099A3
CZ152099A3 CZ991520A CZ152099A CZ152099A3 CZ 152099 A3 CZ152099 A3 CZ 152099A3 CZ 991520 A CZ991520 A CZ 991520A CZ 152099 A CZ152099 A CZ 152099A CZ 152099 A3 CZ152099 A3 CZ 152099A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
contact
layer
metal strips
piecoelectric
electrically conductive
Prior art date
Application number
CZ991520A
Other languages
English (en)
Inventor
Dieter Cramer
Hans Hellebrand
Karl Lubitz
Andreas Wolff
Christoph Hamann
Clemens Scherer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of CZ152099A3 publication Critical patent/CZ152099A3/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/063—Forming interconnections, e.g. connection electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/067—Forming single-layered electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Description

(57) Anotace:
Při provozu piezoelektrických akčních členů ve více vrstvě konstrukcí mohou v důsledku pnutí během polarizace nebo během provozu piezoelektrického akčního členu vzniknout trhlinky v kovových páscích (4, 5/, které Jsou pro vytvoření elektrického styku s elektrodovými vrstvami /3/ umístěny na venkovní straně akčního členu. Podle vynálezu se navrhuje uspořádat elektricky vodivé kontaktní praporky /13/ na kovových páscích tak, že zůstane vyvstávající oblast, takže se vyskytující trhlinky probíhají ve vyvstávající oblasti kontaktního praporku /13/ a trhlinky se elektricky přemostí.
V M //EEP-ýý
Piezoelektrický akční člen s novou úpravou styku a způsob jeho výroby.
Oblast techniky.
Vynález se týká piecoelektrického akčního členu s novou úpravou styku ve více vrstvě konstrukci a způsobu jeho výroby.
Dosavadní stav techniky.
Piezoelektrické akční činy sestávají obvykle z více piecoelektrických prvků uspořádaných v jednom svazku. Každý z těchto prvků sestává opět z piecoelektrické keramické vstvy, která je na obou stranách opfetřena ko vovými elektrodami. Jestliže se na tyto elektrody přivede napětí, pak se tato piezoelektrická vrstva podélně roztáhne podle hlavní osy. Protože toto protažení podél hlavní osy je méně nežli dvě promile tlouštky vrstvy, musí se pro dosažení požadovaného absolutního délkového prodloužení použít aktivní piezoelektrická keramická vrstva o vyšší tlouštce.Se vzrůstající tlouŠtkou piezoelektrické keramické vstvy uvnitř pieco elektrického prvku, stoupá také napětí, které je potřebné pro vyvolání tohoto prodloužení pieůoelektrického prvku. Aby se dosáhlo použitelných rozmezí, vyrábějí se vícevrstvé akční členy, u kterých jsou tlouštky piet^oelektrických prvků obvykle mezi 20 a 200jum. Piezoelektrický akční člen musí pak mít pro požadova2 né délkové prodloužení odpovídající počet jednotlivých prvků resp. vrstev.
Známé piecoelektrické akční členy ve více vrstvě konstrukci sestávají tudíž celkem až z několika set jednotlivých vrstev. Při jejich výrobě jsou v jednom svaku střídavě uspořádány piecoelektrické keramické fólie s materiálem elektrod a v monolitycký svazek o výšce přibližně 5 mm se spojí sintrováním. Větší akční členy s větším protažením se mohou obdržet například slepením více takovýchto svazků. Dostatečně vysokou tuhost, zejména tehdy,jestliže piecoelektrickým akč ním členem se musí přenášet velké síly, mají pieco elektrické akční členy ve zcela monolitycké více vrstvě konstrukci, které mají dostatečně pevné jednotlivé vrstvy ve svazku.
Pro upravení elektrického styku takovýchto piecoelektrických akčních členů ve více vrstvě konstrukci se například uspořádají na venkovní straně piecoelektrického akčního členu kovové pásky, nebo se umíst1d8^??^diieplochy jednotlivých akčních členů. Aby jedna elektrodová vrstva mohla sloužit jako elektroda pro orně sousední piecoelektrické keramické vrstvy jako elektroda, provádí se elektrická úprava styku elektrodových vrstev uvnitř svazku se stři dající se polaritou. Aby se například každá druhá elektnodová vrstva spojija s jedním z kovových pásků,musí být tento pásek izolován vůči mezi tím ležícím elek trodovým vrstvám. To se jednoduchým způsobem podaří tím, že každá druhá elektrodová vrstva má v oblasti kovového pásku,vybrání, ve kterém není vedena až ke kovovému pásku. Ostatní elektrodové vrstvy mají vybrání v oblá3 sti druhého pásku jen tehdy, ehy se umožnila úprava elektrického styku se střídaýóu’ polaritou·
Další možnost střídavé úpravy elektrického styku spočívá v tom, že se každá druhá elektrodová vrstva v oblasti druhých kovových pástků izoluje. To se provádí například skleněnou izolací, která se po zhotovení monolity.ckého piecoelektrického akčního členu nanese například elektrofořežou na okraj elektrodových vrstev. Tento způsob je však nákladný a omezen na piecoelektrické akční členy, jejichž keramické jed notlivé vrstvy mají tlouštku nejméně 100 yírm. V dů sledku nepatrné skleněné izolaci nejsou takovéto akční členy provozně spolehlivé a vhodné pro nechřá něné prostředí.
Piecoelektrické akční členy, jejichž střídavá úprava styků se provádí prostřednictvím vybráních elektro dóvých vrstev, nejsou v oblasti styku piecoelektricky aktivní, nebot se tam v důsledku vadné elektrody ne může vytvořit elektrické pole. To má jak při polari zaci tak také při provozu piecoelektrického prvku za, následek to, že se v piecoelektricky neaktivní oblasti sty-ku vytvářejí mechanická pnutí, které mohou věsti k trhlinkám v kovových páscích rovnoběžně s elektrodovými vrstvami. To může vésti k úplnému rozdělení kovových pásků a má to za následek, při bodovém přívodu napětí z venku na kovové pásky, že část piecoelektrického akčního členu není pod napětím a tím se stává neaktivní. Počet trhlinek závisí od celkové výšky akčního členu a na pevnosti mezní plochy piecoelektrických keramických vrstev, tvořících vnitřní elektrody a může se při trvalém provozu při měnících se podmínkách zátěže dále zvýšit. Velikost trhlinky» která existovala již při polarizaci, může se při při přivedení napětí akčnímu Členu dále zvětšit, při odpojení napětí se ale vrátí opět zpět na původní hod notu. Zjistili se tedy při dynamickém provozu dynamická změna trhlinek, případně dynamická změna otvoru pak to může dále poškodit kovové pásky.
Podstata vynálezu.
Úkolem vynálezu je tudíž, navrhnout . piecoelektrický akční Člen včetně způsobu jeho výroby,který má spolehlivé elektrické styky, které zabraňují ne gativním důsledkům trhlinek, vzniklých pnutím.
Tento úkol se podle vynálezu řeší piecoelektrickým ak Čním Členem ve vícevrstvé konstrukci tím, še pieco elektrické keramické vrstvy a elektrodové vrstvy jsou střídavě navzájem na sobě uspořádány do svazku, elektrodové vrstvy jsou pro vytvoření elektrického styku se střídající se polaritou spojeny s nejméně dvěma po straně svazku umístěnými kovovými pásky, kontaktní praporky, které mají nejméně jednu elektricky vodivou vrstvu, jsou prostřednictvím této vodivé vrstvy spo jeny s kovovými pásky alespoň po celé výšee se styky vytvářejícími elektrodovými vrstvami tak, že postra ne kovových pásků zůstane vyvstávající oblast kon takních praporků·
Výhodná provedení vynálezu, jakož i způsob výroby piecoelektrického akčního členu jsou uvedeny v dal ších nárocích.
Piecoelektrický akční člen podle vynálezu může mít obvyklou konstrukci a výhodně monolityckou konstruk ci. Piecoelektrické keramické vrstvy a elektrodové vrstvy jsSŮ^A^Xajem na osbe uspořádány do svazku a jsou dohromady slinuty JJ sintrovány). Kromě toho jsou na svazku uspořádány nejméně dva kovové pásky pro střídavé vytváření styku mezi elektrodovými vrstva mi. Podle vynálezu jsou kovové pásky spojeny s kon taktními praporky, které mají elektricky vodivou vrstvu. Spojení je elektricky vodivé a provádí se po celé výšce elektrodových vrstev, se kterými se má vytvořit elektrický dotyk, tak, že postraně kovových pásků zůstává vyvstávající oblast kontaktních praporků.
Výhodně je kontaktní praporek vytvořen^tenký, ale odolný proti přetržení a výhodně také pružný.
Vyvstávající kontaktní praporek představuje elek tričky vodivou, s kovovými pásky spojenou zvětse nou plochu, která je tak k disposici, aniž by se'tím musela zvětšovat neaktivní oblast piecoelektrického akčního členu. Vyskytnouli se během polatizace nebo provozu piecoelektrického akčního členu trhlinky v kovových páscích, vzííklé pnutím, pak se tyto trh linky přemostí elektricky vodivou vrstvou ve vyvstávající oblasti kontaktního praporku. Šířka kontaktních praporků a tím i šířka vyvstávající oblasti je dimenzována tak, že trhlinky v kovových páscích s s velkými otvory mohou sice vésti k lokální trhlině v kontaktním praporku, avšak tato trhlina ‘ se již uvnitř kontaktního praporku dále nezvětšuje*
Tímto způsobem se mohou všechny trhlinky, vyskytující se uvnitř kovových pásků, elektricky vodivě přemos tit, takže všechny elektrodové vrstvy, které jsou v$zájemném styku, zůstanou elektricky napojeny, celý ak ční člen tím neutrpí žádné ztráty na svém výkonu.
Vynálezem je také možné zvýšit počet vrstev a tím i výšku svazku piecoelektrického akčního členu, aniž by současně zvětšující se nebezpečí tvoření trhlinek vedlo k přerušení elektrického styku a tím k ovlivnění funkční schopnosti piecoelektrického akčního členu. Je tedy možné, vytvořit monolitycké piecoelektrické akční členy ve více vrstvě konstrukci s velkpu výškou svazku a tím i velkým využitelným roztažením. Zatím co velkého roztažení bylo možno dosud dostat slepením dohromady více menších mo nolityckých akčních Členů, může se nyní také zvýšit roztažení jednotlivých monolytických akčních členů, aniž by se poškodily akční členy. Jen monolitycké akční členy mají vysokou tuhost, kterou lze přenášet vysoké síly v dynamickém provozu.
Ve výhodném vytvoření vynálezu sestává kontaktní pra pórek ze spojeného materiálu, který má kromě eletricky vodivé vrstvy ještě nejméně jednu vrstvu z umělé hmoty. Tato vrstva z umělé hmoty zvýší pevnost kontaktního praporku v přetrhu a slouží ke zvýšení pevnosti kontaktního praporku v provozu piecoelek trického akčního Členu. Kontaktní praporek ze spoje7 ného resp. složeného materiálu, má kromě toho tu přednost, že ve srovnání například s kontaktním prporkem vytvořeným jenž kovového materiálu, je například ko vová fólie lehčí. V dynamickém provozu piecoelektric kého akčního Členu nepředstavuje tedy brakticky žádné přídavné zatížení. Kontaktní praporek je mechanicky pružný a může se tedy přizpůsobit různým konstrukČ ním druhům piecoelektrického ákčního členu a například nůzné vestavné kryty. Ve srovnání s obvyklým vy tvářením, resp. úpravou styků vyžaduje jen nepatrné přídavné náklady na materiál.
V jednom dalším vytvoření vynálezu zahrnuje kontaktní praporek fólii z umělé hmoty, opatřenou kovovou vrstvou. V.ýhodně je kovová, elektricky vodivá vrstva ve vyvstávající oblasti kontaktního praporku přídavně kombinovaná s další vrstvou z umělé hmoty. To má tu přednost, že kontaktní praporek ve vyvstávající oblasti ze všech stran elektricky izolován, takže i při sebe větším ohnutí ve vyvstávající oblasti nemůže na stát zkrat s elektrodovými vrstvami, které jsou volně přístupně na okraji piecoelektrického akčního členu. Vrstva z umělé hmoty, umístěná po obou stranách elektricky vodivé, například kovové vrstvy, pevnost kontaktního praporku přídavně zvýší.
Ve způsobu pro výrobu piecoelektrického akčního Členu podle vynálezu se monolitycký více vrstvový svazek zho tový obvyklým a o sobě známým způsobem. Za tím účelem mohou se zelené fólie, potištěné elektrodovým materiálem, naskládat navzájem na sebe do svazku a volně nebo nebo pod tlakem společně slinovat. Pieco elektrické keramické fólie a případně také hotové piecoelektrické akční členy mohou mít kulatý, obdélníkový nebo libovolně jiný tvar průřezu. Elektrodový materiál se na fólii natiskne tak, že po vytvoření svazku se jen každá druhá elektrodová vrstva v ob lasti vytvoření styku vede až na venkovní hranu piecoelektrické keramické fólie případně pozdějšího svazku. Umístěním vždy jen jednoho kovového pásku na dvě oblasti vytvoření styku se například každá druhá elektrodová vrstva SpOj^ ' ze zbývajících elektrodových vrstev/s druhým kovovým páskem. Kovový pásek obsahuje kov, který je napařen nebo nastříkán nebo nanesen pomocí pasty, obsahující kov a vypálen.
Na kovové pásky se nyní kontaktní praporek umístí tak, že jeho elektricky vodivá vrstva je po celé výšce elektrodových vrstev, vytvářejících dotyk, spojena pevně a elektricky vodivě. Elektricky vodivá spojení mohou se provádět pomocí vodivého lepidla, pájením, nebo současně s vypalováním kovového pásku. Zejména šetrný způsob pájení je pájení laserovým paprskem.
To umožňuje přivedení jen takového množství^RSrftňR takního praporku, která je nutná pro pájení, přičemž piecoelektrický akční člen samotný je jen minimálně vystaven tepelnému zatížení. Nemusí se také předehřívat, takže k žádnému poškození keramiky přehřátím nemůže dojít.
Pájka, potřebná pro pájení je výhodně již nanesena na kontaktní praporek. Za tím účelem se v oblasti, předpokládané pro pájení, vytvoří obvyklým způsobem vrstva napařováním, nastříkáním nebo galvanizací vhod nou cínovou pájkou obvyklého složení.
Pro umístění kontaktního praporku pájením laserovým paprskem, je výhodné tehdy, jestliže kontaktní praporek obsahuje složený materiál z umělé hmoty a elektri cky^^ř^ívy, jehož umělá hmota je průsvitná pro vl novou délku laseru, použitého pro pájení. Tímto způ sobem se může využít téměř celá energie laseru přivedená do elektricky vodivé vrstvy případnědo použité cínové pájky.
Spájení kovových pásků s kontaktním praporkem se provádí průběžně po celé délce kovového pásku, nebo alespoň po celé výšce svazku elektrodových vrstev, u kterých se má upraffit elektrický styk. Za tím účelem se může použít laser s nepřerušovaným papskem, nebo laser s pulzy paprsku. Doba trvání pájení laserem trvá typicky jen málo vteřin a dá se provésti automa tičky.
Přehled obrázků na výkrese.
Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení, znázorněného na výkrese.
Obr. 1 ukazuje schématicky znázorněný í‘průřezjpiecoelektrickým akčním členem s úpravou elektrického styku.
Obr. 2 ukazuje piecoelektrický akční člen se schématicky znázorněným průřezem.
Obr. 3 ukazuje piecoelektrický akční člen podle vynálezu v perspektivním schématickém znázornění.
Obr. 4 až 6 ukazuje možná vytvoření kontaktního praporku ve schématicky znázorněném průřezu.
Příklady provedení vynálezu.
Obr. 1 ukazuje známý piecoelektrický akční člen ve více vrstvě konstrukci. Tento sestává ze svazku piecoe lektrických keramických vrstev 2 a mezi nimi uspořádaných elektrodových vrstev 2.· Jako piecoelektrická keramika může se použít libovolná PZT-keramika (= olovozirkoničitan- titaničitan). Elektrodové vrstvy jsou zhotoveny z vhodného materiálu, například z vypalovací pasty obsahující stříbro. Elektrodové vrstvy mohou přídavně obsahovat oxidové přísady pro lepší přilnutí na piecoelektrické keramické vrstvy 2 a jiné kovy samotné, nebo jako další přísadu, například platinu nebo palladium.
Svazek, který je zde znázorněný se šesti piecoelektrickými keramickými vrstvami 2 se společným slinováním, případně pod zvýšeným tlakem, spojí v jeden pevný ce lek. Na okraji svazku, rovnoběžně s jeho směrem, jsou umístěny kovové pásky £, 5.. Tyto mohou rovněž sestávat z vypálené pasty, obsahující stříbro, mohou ale také být napařeny, nebo nastříkány. Rozhodující není ani druh materiálu, ani způsob vytvoření kovových pásků na svazku piecoelektrického akčního členu.Na každém kovovém pásku 4.» £ jsou upevněny elektrické přípoje 6 a 7, například připájením elektrického vodiče. Spojení se přitom muže provésti na jednom nebo více bodech kovového pásku nebo kontaktního praporku. Po polarizaci ve směru svazku se obdrží funkce schopný piecoelektrický akční člen, který po připojení napětí na přípoje 6 a se roztáhne, t.j. dilatuje ve směru r. Monolitycké akční členy pro přenášení velkých sil mohou dosáhnout výšky svazku 4 až 40 mm, a podle tlouštky piecoelektrických keramických vrstev 2 mohou obsahovat až 1000 těchto vrstev.
Dále z obr. 1 lze seznat, že jednotlivé elektrodové vrstvy jsou paralelně propojeny tak, že každá druhá elektrodová vrstva má stejnou polaritu. Za tím úče lem jsou elektrodové vrstvy—na piecoelektrických keramických vrstvách—umístěny tak, že vybrání 14 v oblasti tvoření elektrického styku, jsou u kovových pásků 4,5, a nejsou zakryty elektrodovým materiá. lem. Tato vybrání slouží pro izolaci elektrodové vrstvy vůči kovovým páskům 4, na které nemají být připojeny.
Obr. 2 ukazuje průřez piecoelektrického akčního členu, vedený rovinou jedné vnitřní elektrody. V obr. 2 je znázorněn akční Člen o čtvercovém průřezu, může ale také mít libovolné jiné tvary. Nejhóřejší elek trodová vrstva 3a má v levém horním rohu vybrání,na kterém je viditelná pod ním ležící piecoelektrická keramická vrstva 2. Tato vybrání nemusí mít tvar čtver ce, jak je znázorněno, nýbrž také obdélníkový, elip sovitý nebo kruhový a nemusí být uspořádána jen na rohu, nýbrž také ve středu strany akčního Členu.
Elektrodová vrstva 3a je elektricky vodivě spojena s kovovým páskem 4., který je zde umístěn na rohu. Na protilehlém rohu umístěný kovový pásek 5, nemá v dů sledku vybrání v elektrodové vrstvě 3a žádný kontakt s touto vrstvou. Je naproti tomu spojen s pod ním ležící (zde neviditelnou) elektrodovou vrstvou 3b.která má na protilehlém rohu akčního členu čárkovaně znázorněné vybrání 8
Podle vynálezu se nyní kovové pásky 4. a spojí s kontaktním praporkem 13. Spojení se provádí po celé výěce svazku 1, nebo alespoň po celé výšce elek trodových vrstev 3., mezi kterými se má vytvořit elektrický dotyk. Kontaktní praporek 13 se umístní pomocí spojovacího prostředku 2., například vodivého lepidla nebo vrstvy pájky. Vůči svazku 1, případně spojení s kovovým páskem 4, má kontaktní prapo rek 13 vyvstávající resp. přesahující oblast, jejíž délka b je dostačující, aby během provozu, nebo polarizace vznikající trhlinky v kovovém pásku pro bíhaly jen uvritř kontaktního praporku 13. Pro na příklad piecoeldktrické akční Členy se základnou 7 x 7 a výšce až 4 mm, je dostačující, jestliže vyvstávající oblast má šířku 5 až 10 mm. Při ne patrných výškách svazku 1_ může se zvolit vyvstávající oblast 2 také menší.
Na konci vyvstávající oblasti b může se pak pro vádět další vytvuření styku libovolným způsobem,například připájením drátu pro vedení k elektrickým přípojům 6_ a 7.·
Stejným způsobem se spojí druhý kovový pásek 2 s kontaktním praporkem 13 stejného druhu. Jako výhodný způsob spojení se použije pájení laserovým paprskem.
Obr. 3 ukazuje v perspektivním schématickém znázornění piecoelektrický akční člen s uspořádaným kontaktním praporkem 13. Znázorněný piezoelektrický akční člen ukazuje sice délkové protažení, toto však není vhodné pro přenos velkých sil. Navíc nejsou zde znázorněny piecoelektricky neaktivní čelní desky,které jsou potřebné na horní a dolní straně piecoelektrického akčního členu, které jsou rovněž monolitycky spojeny se svazkem 1.
Obr. 4 ukazuje schématicky znázorněný průřez nejjednoduššího provedení kontaktního praporku 13, u kterého kontaktní praporek 13 obsahuje jen jednu elektricky vodivou vrstvu, například kovovou fólii 10. Elektricky vodivá vrstva, t.j. kovová fólie 10 může se podél jedné hrany opatřit pájkou 9., nebo jiným,libovolně zvoleným, elektricky vodiýým spojovacím pro středkem, který slouží ke spojení s kovovými pásky 4 a 5.. Délka kontaktního praporku 13 ve svislém směru k rovině řezu odpovídá například výšce svazku 1^ piecoelektrického akčního členu, zatím co Šířka kon taktního praporku 13, případně kovové fólie 10 odpo vídá alespoň šířce b vyvstávající oblasti plus šířka spojení s kovovými pásky £. Pro uvedené pie -
dostačující velikost vyvstávající oblasti 5 až 10 mm.
Obr. 5 ukazuje další provedení kontaktního praporku 13» u kterého i tento spojovací materiál sestává z nosiče 11 a elektricky vodivé vrstvy 10. Jako nosič 11 se například použije fólie z umělé hmoty, na které je vytvořena elektricky dobře vodivá vra tva 10. V jednom provedení vynálezu se jako nosič používá kapton fólie například o tlouštce 25 um, která je opatřena vrstvou—z vhodného kovu, na příklad mědi o tlouštce 25 junu Jako spojovací prostředek se například použije vstva cínu 9. Použití mědi pro elektricky vodivou vrstvu 10 má tu před nost, že je dobře spojitelná pomocí pájení a že má vysokou elektrickou vodivost.
Obr 6 ukazuje další provedení kontaktního praporku 13, který je podobně vytvořen jako v obr. 5, má však kromě pájecího pásku 9 ještě izolační vrstvu 12« kterou je •'překryt resp. potažen téměř celý povrch elektricky vodivé vrstvy 12.Touto izolační vrstvou může být další vrstva umělé hmoty, která hráni cí přímo s pájecím páskem 9, nebo jak je znázorně no, je od něho vzdálena.
Jestliže se použije pro upevnění kontaktního praporku 12 pájení laserovým paprskem, pak je to výhodné tehdy, jestliže kontaktní praporky 13 podle obr. 5 a 6 obsahují pro vlnovou délku použitého laseru prů svitný nosič 11 například kapto folii. Tímto způso bem může se pájení laserovým paprskem provésti s nepatrným vynložením energie, přičemž energie laseru se může téměř úplně spotřebovat pro roztavení pájky 2· Tím se zabrání tepelnému zatížení fólie 11 nebo piecoelektrickému akčnímu členu.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (11)

1. Piezoelektrický akční člen s novou úpravou styku ve vícevrstvé konstrukci, vyznačující se tím, že piezoelektrické keramické vrstvy (2) a elektrodové vrstvy (3) jsou střídavě navzájem na sobě uspořádány do svazku (1), elektrodové vrstvy (3) jsou pro vytvoření elektrického styku se střídající se polaritou spojeny s nejméně dvěma na straně svazku (1) uspořádanými kovovými pásky (4, 5) a kontaktní praporky (13), které mají elektricky vodivou vrstvu (10), jsou prostřednictvím této elektricky vodivé vrstvy (10) spojeny s kovovými pásky (4, 5) alespoň po celé výšce elektrodových vrstev (3), které jsou nav zájem v elektrickém styku tak, že postraně kovových pásků (4, 5) zůstane vyvstávající oblast (b) kontaktních praporků (1.3).
2. Piečoelektrický akční člen podle nároku 1, vyznačující se tím, že akční Člen je vytvořen monolitycky.
3. Piezoelektrický akční člen podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kontaktní praporek (13) obsahuje spojený materiál, sestávající z elektricky vo divé vrstvy a vrstvy (11) z umělé hmoty.
4. Piezoelektrický akční člen podle nároku 3, vyzná16
Sující se tím, že kontaktní praporek (13) je tvořen fólií (11) z umělé hmoty, opatřené kovovou vrstvou.
5· Piecoelektrický akční člen podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vyvstávající oblast (b) kontaktního praporku (13) má šířku nejméně 5 až 10 mm.
6. Piecoelektrický akční člen podle některého z ná roků 1 až 5» vyznačující se tím, že kontaktní praporek obsahuje elektricky vodivou vrstvu (10), potaženou po obou stranách umělou hmotou (11, 12), která v oblasti kovových pásků (4, 5)jejen po jedné straně potažená umělou hmotou (12), nebo je bez této umělé hmoty.
7. Piecoelektrický akční Člen podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že kontaktní praporek (13) obsahuje fólii (11) umělé hmoty, opatřené vrstvou mědi.
8. Piecoelektrický akční člen podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že kovové pásky (4,
5) obsahtRvypalovací metalízu.
9. Způsob pro úpravu styků akčního členu ve vícevrstvé konstrukci, vyznačující se tím, že piecoslektri17 cké keramické ivrstvy (2) a elektrodové vrstvy (3) monolitycký svazek (1), u kterého se nejméně dva kovové pásky (4* 5) umístí po stranách svazku (1) pro vytvoření elektrického styku mezi elektrodovými vrstvam:
gtřídající se polaritou a že kovové pásky (4»
5) se po celé výšce elektrodových vrstech (3), mezi kterými je elektrický styk, se prostřednictvím vodivé vrstvy spojí vždy s jedním kontaktním praporkem (13), majícím elektricky vodivou vrstvou (10) tak, že po straně kovových pásků (4, 5) zůstane vyvstávající oblast (b).
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že elektricky vodivá vrstva (10) má ve spojované ob lasti vrstvu (9) pájjcv a kontaktní praporek (13) se potom pomocí této vrstvy (10) pájky připojí páje ním na kovové pásky (4» 5)·
11. Způsob podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že spojení kovových pásků (4, 5) s kontaktními praporky (13) se provede pomocí pájení laserem.
CZ991520A 1996-11-12 1997-11-06 Piezoelektrický akční člen s novou úpravou styku a způsob jeho výroby CZ152099A3 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19646676A DE19646676C1 (de) 1996-11-12 1996-11-12 Piezoaktor mit neuartiger Kontaktierung und Herstellverfahren
PCT/DE1997/002587 WO1998020721A1 (de) 1996-11-12 1997-11-06 Piezoaktor mit neuartiger kontaktierung und herstellverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ152099A3 true CZ152099A3 (cs) 1999-08-11

Family

ID=7811401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ991520A CZ152099A3 (cs) 1996-11-12 1997-11-06 Piezoelektrický akční člen s novou úpravou styku a způsob jeho výroby

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6236146B1 (cs)
EP (1) EP0958620B1 (cs)
JP (1) JP2001507169A (cs)
KR (1) KR20000052836A (cs)
CN (1) CN1150638C (cs)
AR (1) AR008525A1 (cs)
AT (1) ATE239981T1 (cs)
BR (1) BR9713500A (cs)
CA (1) CA2271281A1 (cs)
CZ (1) CZ152099A3 (cs)
DE (2) DE19646676C1 (cs)
RU (1) RU2178222C2 (cs)
TW (1) TW357464B (cs)
WO (1) WO1998020721A1 (cs)
ZA (1) ZA9710101B (cs)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19930585B4 (de) * 1998-08-06 2017-11-09 Epcos Ag Piezoaktor mit verbesserter elektrischer Kontaktierung und Verwendung eines derartigen Piezoaktors
DE19905340C2 (de) * 1999-02-09 2001-09-13 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur Voreinstellung und dynamischen Nachführung piezoelektrischer Aktoren
DE19928190A1 (de) * 1999-06-19 2001-01-11 Bosch Gmbh Robert Piezoaktor
DE19928189A1 (de) * 1999-06-19 2001-04-19 Bosch Gmbh Robert Piezoaktor
EP1065735B1 (de) * 1999-06-29 2007-03-07 Siemens Aktiengesellschaft Piezoaktor mit einer elektrisch leitenden Mehrschichtfolie
DE19945933C1 (de) * 1999-09-24 2001-05-17 Epcos Ag Piezoaktor mit isolationszonenfreier elektrischer Kontaktierung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19945934C1 (de) * 1999-09-24 2001-03-22 Epcos Ag Verfahren zur Herstellung einer Außenkontaktierung eines elektrokeramischen Bauelementes, insbesondere eines Piezoaktors
DE50015994D1 (en) * 1999-12-16 2010-10-28 Epcos Ag Nt
DE10017334C2 (de) * 2000-04-07 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Piezoelektrische Betätigungseinrichtung
DE10017332C2 (de) * 2000-04-07 2002-04-18 Daimler Chrysler Ag Piezoelektrische Betätigungseinrichtung zur Klappensteuerung am Rotorblatt eines Hubschraubers
DE10017331C1 (de) * 2000-04-07 2001-06-07 Daimler Chrysler Ag Piezoelektrischer Vielschichtaktuator und Verfahren zu seiner Herstellung
JP4158338B2 (ja) * 2000-06-06 2008-10-01 株式会社デンソー インジェクタ用圧電体素子
GB0022612D0 (en) * 2000-09-15 2000-11-01 Univ Warwick Non-destructive testing apparatus
DE10055241A1 (de) 2000-11-08 2002-05-29 Epcos Ag Piezoaktor
DE10113744A1 (de) * 2000-11-27 2002-06-20 Hans Richter Elektrische Anschlußanordnung für einen monolithischen Vielschicht-Piezoaktor
DE10112588C1 (de) * 2001-03-15 2002-05-02 Siemens Ag Piezoaktor sowie Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors
DE50203457D1 (de) 2001-04-30 2005-07-28 Siemens Ag Weiterkontaktierung für ein elektrisches bauteil sowie piezoelektrisches bauteil in vielschichtbauweise
DE10121271A1 (de) * 2001-04-30 2002-11-21 Epcos Ag Grünkörper, piezoelektrisches Bauteil sowie Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Bauteils
DE10121270A1 (de) 2001-04-30 2003-02-06 Epcos Ag Passivierungsmaterial für ein elektrisches Bauteil sowie piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise
DE10126656A1 (de) 2001-06-01 2002-12-05 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Elektromechanischer Wandler mit mindestens einem piezoelektrischen Element
DE10207292B4 (de) * 2002-02-21 2005-08-11 Siemens Ag Piezostack und Verfahren zur Herstellung eines Piezostacks
DE10251230B4 (de) * 2002-11-04 2005-04-21 Epcos Ag Schwingungsfeste elektrochemische Zelle sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE10328373B4 (de) * 2003-06-24 2015-10-08 Continental Automotive Gmbh Piezoelektrisches Bauteil mit Temperiervorrichtung und Verwendung des Bauteils
DE20313727U1 (de) * 2003-09-04 2005-01-13 Thinxxs Gmbh Piezoaktor
CN101694865B (zh) * 2004-03-09 2013-03-20 京瓷株式会社 叠层型压电元件及其制造方法
DE102004031402A1 (de) * 2004-06-29 2006-02-09 Siemens Ag Piezoelektrisches Bauteil mit Sollbruchstelle, Verfahren zum Herstellen des Bauteils und Verwendung des Bauteils
DE102004058715B4 (de) * 2004-12-06 2010-08-12 Continental Automotive Gmbh Kraftstoffinjektor für eine Brennkraftmaschine sowie Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffinjektors
DE202005020553U1 (de) * 2005-02-08 2006-05-04 Pi Ceramic Gmbh Keramische Technologien Und Bauelemente Anordnung zur elektrischen Kontaktierung von piezoelektrischen Vielschicht-Stapelaktoren
DE102005039358B4 (de) * 2005-08-19 2016-12-08 Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg Piezoelektrischer Aktor für einen Ultraschallmotor
DE102006014606B4 (de) * 2006-03-29 2011-04-07 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines gekapselten Hochdruckaktors
JP4154538B2 (ja) * 2006-03-31 2008-09-24 株式会社村田製作所 圧電アクチュエータ
JP2008055456A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 半田付け方法および半田付け用レーザ装置
US7843633B2 (en) * 2007-01-15 2010-11-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Laser processing apparatus
DE102007011652B4 (de) 2007-02-23 2008-12-11 Pi Ceramic Gmbh Keramische Technologien Und Bauelemente Anordnung zur elektrischen Kontaktierung von piezoelektrischen Vielschichtaktoren
DE102007046077A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-02 Epcos Ag Piezoelektrisches Vielschichtbauelement
JP5176853B2 (ja) * 2007-10-09 2013-04-03 住友電気工業株式会社 光学モジュール及びそれを含む光源装置
JP2009195976A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 戻り光測定方法、戻り光測定装置及びレーザ加工方法
US8823244B2 (en) 2008-11-20 2014-09-02 Ceramtec Gmbh Monolithic multi-layered actuator with external electrodes made of a metallic, porous, expandable conductive layer
DE102010051864B4 (de) * 2009-12-22 2020-08-27 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Antrieb und Verfahren zum Betreiben eines Antriebs
DE102012207276B4 (de) 2011-08-01 2018-04-05 Continental Automotive Gmbh Vollaktiver Piezostack mit Passivierung
KR101288257B1 (ko) * 2011-09-30 2013-07-26 삼성전기주식회사 미세토출장치의 구동부 제작방법
DE102011090156A1 (de) 2011-12-30 2013-07-04 Continental Automotive Gmbh Piezostack mit Passivierung und Verfahren zur Passivierung eines Piezostacks
RU2540440C1 (ru) * 2013-08-01 2015-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" Способ изготовления монолитных многослойных пьезокерамических элементов-столбиков
DE102015219427B4 (de) * 2015-10-07 2024-04-11 Robert Bosch Gmbh Piezoelement und Ultraschallwandler mit einem Piezoelement
US10658565B2 (en) * 2016-08-29 2020-05-19 The Boeing Company Actuator assemblies, mechanical assemblies including the actuator assemblies, and methods of fabricating the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4803763A (en) * 1986-08-28 1989-02-14 Nippon Soken, Inc. Method of making a laminated piezoelectric transducer
ATE161362T1 (de) * 1989-04-07 1998-01-15 Mitsui Petrochemical Ind Geschichtete keramikanordnung und verfahren zur deren herstellung
JPH034576A (ja) * 1989-06-01 1991-01-10 Fuji Electric Co Ltd 積層型圧電素子
JPH03154387A (ja) * 1989-11-13 1991-07-02 Fujitsu Ltd 圧電アクチュエータ素子の電極構造
DE4201937C2 (de) * 1991-01-25 1997-05-22 Murata Manufacturing Co Piezoelektrisches laminiertes Stellglied

Also Published As

Publication number Publication date
AR008525A1 (es) 2000-01-19
CN1230291A (zh) 1999-09-29
CN1150638C (zh) 2004-05-19
ZA9710101B (en) 1998-08-03
JP2001507169A (ja) 2001-05-29
RU2178222C2 (ru) 2002-01-10
WO1998020721A1 (de) 1998-05-22
KR20000052836A (ko) 2000-08-25
EP0958620A1 (de) 1999-11-24
DE59710061D1 (de) 2003-06-12
CA2271281A1 (en) 1998-05-22
US6236146B1 (en) 2001-05-22
EP0958620B1 (de) 2003-05-07
DE19646676C1 (de) 1998-04-23
ATE239981T1 (de) 2003-05-15
TW357464B (en) 1999-05-01
BR9713500A (pt) 2000-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ152099A3 (cs) Piezoelektrický akční člen s novou úpravou styku a způsob jeho výroby
US7276841B2 (en) Thick film electrode and multilayer ceramic electronic device
US8638025B2 (en) Piezo actuator with external electrode soldered to outer face
JP5967836B2 (ja) セラミック基板およびその製造方法
US6040755A (en) Chip thermistors and methods of making same
JP4154538B2 (ja) 圧電アクチュエータ
CN104465078A (zh) 电子部件及其制造方法
JP2001085262A (ja) セラミック電子部品
US20060022558A1 (en) External electrode on a piezoceramic multi-layer actuator
JP3780399B2 (ja) セラミック電子部品
JPH08250777A (ja) 連結積層型圧電アクチュエータ素子
US20010026114A1 (en) Multilayer piezoelectric actuator with electrodes reinforced in conductivity
CN109148156A (zh) 电子组件及其制造方法
CA1165470A (en) Method for manufacturing an ultra-sonic transducer arrangement
JPH11162780A (ja) 積層セラミックコンデンサー結合体とその製造方法
US7969066B2 (en) Multilayer peiezoelectric actuator having a stress-absorbing external-electrode member with portions thereof not bonded to a base electrode
JP2001015371A (ja) チップ型セラミック電子部品及びその製造方法
JPH07106653A (ja) 積層圧電素子
US20040051423A1 (en) Piezo-actuator
US20010033125A1 (en) Multilayer piezoelectric actuator device having a conductive member attached to an external electrode thereof
JPH034576A (ja) 積層型圧電素子
JP5023515B2 (ja) 圧電素子の製造方法。
JP2525528B2 (ja) 圧電アクチュエ―タ
JP2000058369A (ja) フィルムコンデンサ
JPS6392068A (ja) グリ−ンシ−ト積層型圧電積層体

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic