DE10121271A1 - Grünkörper, piezoelektrisches Bauteil sowie Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Bauteils - Google Patents

Abstract

Es wird beschrieben ein Grünkörper, ein piezoelektrisches Bauteil (10) sowie ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils (10) in Vielschichtbauweise, welches wenigstens eine piezoelektrische Keramikschicht (11) und wenigstens eine mit der piezoelektrischen Keramikschicht (11) verbundene Elektrodenschicht (12) aufweist. Zunächst wird ein Grünkörper hergestellt, wobei wenigstens eine Elektrodenschicht (12) auf wenigstens eine piezoelektrische Grün-Keramikschicht aufgebracht wird. Anschließens wird der auf diese Weise entstehende Stapel (16) zur Herstellung des piezoelektrischen Bauteils (10) wenigstens einem weiteren Fertigungsschritt, beispielsweise einem Sinterschritt, unterzogen. Um piezoelektrische Bauteile (10) mit hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit herstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die wenigstens eine piezoelektrische Keramikschicht (11) nicht als Einzelschicht, sondern in Form einer ersten Keramikschicht (13) und wenigstens einer zweiten Keramikteilschicht (14, 15) ausgebildet ist. Die Keramikteilschichten (13, 14, 15) haben vorteilhaft eine Dicke, die geringer als die Dicke der piezoelektrischen Keramikschicht (11) nach Durchführung des Fertigungsschritts. Eine erste Grün-Keramikteilschicht, die die Elektrodenschicht (12) tragen kann, wird bei der Herstellung des Grünkörpers vorteilhaft auf wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht, die keine Elektrodenschicht trägt, aufgebracht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst einen Grünkörper gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, ein piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise gemäß Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils in Vielschichtbauweise gemäß Patentanspruch 19.

Piezoelektrische Bauteile können beispielsweise als piezoelektrische Aktoren, Wandler oder dergleichen eingesetzt werden. Dabei können die piezoelektrischen Bauteile eine Anzahl von jeweils alternierend angeordneten piezoelektrischen Keramikschichten und Elektrodenschichten aufweisen. Solche piezoelektrischen Bauteile gewinnen in der modernen Elektrotechnik immer mehr an Bedeutung und werden beispielsweise in Form von Piezoaktoren als Stellantriebe, in Verbindung mit Ventilen und dergleichen eingesetzt.

Ein bekannter Piezoaktor ist beispielsweise in der DE 196 46 676 C1 beschrieben. Dieser Piezoaktor weist eine Anzahl von Piezokeramikschichten auf. Bei derartigen Piezokeramiken wird der Effekt ausgenutzt, daß diese sich unter einem mechanischen Druck, beziehungsweise Zug, aufladen und andererseits bei Anlegen einer elektrischen Spannung entlang der Hauptachse der Keramikschicht ausdehnen. Zur Vervielfachung der nutzbaren Längenausdehnung werden monolithische Vielschichtaktoren verwendet, die aus einem gesinterten Stapel dünner Folien aus Piezokeramik (beispielsweise Bleizirkonattitanat) mit eingelagerten metallischen Elektrodenschichten bestehen. Die Elektrodenschichten sind wechselseitig aus dem Stapel herausgeführt und über eine Außenmetallisierung elektrisch parallel geschaltet. Auf den beiden Kontaktseiten des Stapels ist hierzu jeweils eine streifen- oder bandförmige, durchgehende Außenmetallisierung aufgebracht, die mit allen Elektrodenschichten gleicher Polarität verbunden ist. Zwischen der Außenmetallisierung und den elektrischen Anschlüssen wird häufig noch eine in vielen Formen ausführbare Weiterkontaktierung, beispielsweise ein Cu­ kaschierter Kaptonfolienstreifen oder dergleichen, aufgebracht. Legt man eine elektrische Spannung an die Außenkontaktierung, so dehnen sich die Piezofolien in Feldrichtung aus. Durch die mechanische Serienschaltung der einzelnen Piezofolien wird die Nenndehnung des gesamten Stapels schon bei relativ niedrigen elektrischen Spannungen erreicht.

Piezoelektrische Bauteile der genannten Art werden beispielsweise hergestellt, indem zunächst ein Grünkörper hergestellt wird. Dazu können die piezoelektrischen Keramikschichten beispielsweise zunächst in Form von Keramikgrünfolien erzeugt werden. Diese Keramikgrünfolien werden anschließend jeweils mit einer Elektrodenschicht versehen, beispielsweise mit einer Elektrodenpaste bedruckt. Die so entstehenden Keramikgrünfolien werden anschließend beispielsweise gestapelt und laminiert. Der auf diese Weise entstehende Grünkörper wird schließlich wenigstens einem weiteren Fertigungsschritt unterzogen, bei dem es sich unter anderem beispielsweise um einen Sinterschritt handeln kann. Nach dem wenigstens einen weiteren Fertigungsschritt ist aus dem Grünkörper das eigentliche piezoelektrische Bauteil entstanden. Vorzugsweise werden die Keramikgrünfolien in solch einer Weise hergestellt, daß deren Dicke nach dem Bedrucken, Laminieren und Sintern möglichst genau die gewünschte Einzelschichtdicke der fertigen piezoelektrischen Keramikschichten ergibt.

Die Herstellung der Keramikgrünfolien erfolgt beispielsweise derart, daß zunächst ein Schlicker hergestellt wird, bei dem es sich im allgemeinen um eine Suspension aus keramischem Pulver und Organik in Lösungsmittel handelt. Aus diesem Schlicker kann anschließend die Keramikgrünfolie erzeugt werden, beispielsweise indem diese gezogen oder gegossen wird. Insbesondere zur Herstellung dickerer Folien (beispielsweise 120 µm Gründicke für 80 µm Enddicke) ist es erforderlich, daß die Schlickerviskosität erhöht wird. Dabei muß sorgfältig auf die Vermeidung von Lufteinschlüssen bei der Schlickerherstellung (Entgasen) und beim Folienherstellen geachtet werden, da Poren in der Folie zu Kurzschlüssen durch Eindringen von Elektrodenpaste beim Bedrucken führen können. Leitfähige Zonen durch lokale Sinterreaktionen mit Verunreinigungen werden ebenso wie eventuelle Kurzschlüsse durch eine Prüfung des Isolationswiderstands erst am fertigen Bauteil festgestellt. Das Vorhandensein leitfähiger Zonen beziehungsweise eventueller Kurzschlüsse führt damit zu einem Ausfall des gesamten piezoelektrischen Bauteils.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Grünkörper, ein piezoelektrisches Bauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils der bekannten Art derart weiterzubilden, daß die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere sollen piezoelektrische Bauteile mit hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Grünkörper gemäß Patentanspruch 1, das piezoelektrische Bauteil in Vielschichtbauweise gemäß Patentanspruch 10, das Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils in Vielschichtbauweise gemäß Patentanspruch 19 sowie deren vorteilhafte Verwendung gemäß Patentanspruch 33. Weitere Vorteile, Merkmale, Details, Aspekte und Effekte der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den beiliegenden Zeichnungen.

Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Grünkörper beschrieben sind, gelten selbstverständlich ebenso für das piezoelektrische Bauteil sowie das Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils. Ebenso gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem piezoelektrischen Bauteil beschrieben sind, ebenfalls für den Grünkörper sowie das Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils. Schließlich gelten solche Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils beschrieben sind, ebenfalls für den Grünkörper sowie das piezoelektrische Bauteil.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Grünkörper für ein piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise bereitgestellt, der wenigstens eine piezoelektrische Grün- Keramikschicht aufweist. Der Grünkörper ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Grün- Keramikschicht aus einer ersten Grün-Keramikteilschicht und wenigstens einer zweiten Grün-Keramikteilschicht gebildet ist.

Auf der Basis des erfindungsgemäßen Grünkörpers lassen sich piezoelektrische Bauteile mit hoher Lebensdauer und hoher Zuverlässigkeit herstellen. Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die bisher vorliegende, einteilige piezoelektrische Grün-Keramikschicht nunmehr in eine Anzahl von Grün-Keramikteilschichten unterteilt wird. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Grün- Keramikschicht in wenigstens zwei Grün-Keramikteilschichten unterteilt wird. Beide Grün-Keramikteilschichten können somit dünner als die gesamte piezoelektrische Keramikschicht ausgebildet werden, was zu einer Reihe von Vorteilen führt, wie im weiteren Verlauf der Beschreibung noch näher erläutert wird. Die einzelnen Grün-Keramikteilschichten werden vor der endgültigen Fertigstellung des piezoelektrischen Bauteils, beispielsweise mittels eines Laminationsschritts, zur piezoelektrischen Grün-Keramikschicht zusammengesetzt.

Durch die Tatsache, daß die Grün-Keramikschicht nunmehr in eine Anzahl von im Vergleich zur Grün-Keramikschicht dünneren Grün-Keramikteilschichten unterteilt ist, können zur Herstellung dieser Grün-Keramikteilschichten sehr feine Ausgangspulver verwendet werden, was zu einer Erniedrigung der erforderlichen Sintertemperatur führt. Dies hat unter anderem im Hinblick auf die Verwendung bestimmter Materialien für die Elektrodenschicht erhebliche Vorteile, wie weiter unten noch in größerem Detail erläutert wird.

Die Grün-Keramikteilschichten können beispielsweise zunächst in Form einer Keramikgrünfolie hergestellt werden. Vor der Fertigstellung des piezoelektrischen Bauteils werden die einzelnen Grün-Keramikteilschichten zur piezoelektrischen Grün-Keramikschicht zusammengesetzt. Dazu können die einzelnen Grün-Keramikteilschichten beispielsweise übereinander gestapelt werden und anschließend miteinander verbunden werden, was beispielsweise mittels Laminierung oder dergleichen geschehen kann.

Die Aufteilung der bisher als eine Schicht vorliegenden piezoelektrischen Grün-Keramikschicht in eine Anzahl von Grün-Keramikteilschichten führt zu einer Reihe von Vorteilen. So wird beispielsweise der negative Einfluß von Defekten in den Grün-Keramikteilschichten reduziert. Selbst wenn in einzelnen Grün-Keramikteilschichten noch Restdefekte vorhanden sein sollten, garantiert die Zusammensetzung der späteren piezoelektrischen Keramikschicht aus mindestens zwei Keramikteilschichten ein bezüglich innerer Kurzschlüsse und Leitfähigkeiten defektärmeres Bauteil mit diesbezüglich höherer Lebensdauer und Zuverlässigkeit.

Durch die gezielte Zusammenstellung von Grün- Keramikteilschichten mit definierter Dickenvariation lassen sich weiterhin in einfacher Weise piezoelektrische Bauteile mit extrem geringer, beispielsweise direkt gesinterter, Gesamtdickentoleranz herstellen.

Wenn als Keramikmaterial beispielsweise ein Material auf der Basis von modifiziertem Bleizirkonattitanat verwendet wird, führt dies zu einer besonders guten Verbindung der wenigstens zwei Keramikteilschichten, wenn diese im Fertigungsschritt beispielsweise gesintert werden. Die erste Grün- Keramikteilschicht sowie die wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht auf der Basis von modifiziertem Bleizirkonattitanat lassen sich extrem gut zusammensintern, so daß zum Beispiel Trennbereiche zwischen zwei zusammengefügten, beispielsweise zusammenlaminierten, Keramikteilschichten nach dem Sintern nur noch für ein geübtes Auge und nach sehr guter Schliffpräparation an linienförmig angeordneten Feinstporen erkennbar sind, die aber für die Funktion der piezoelektrischen Bauteile nicht von Bedeutung sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Grünkörpers können die Ausbeute, Lebensdauer und Zuverlässigkeit der aus dem Grünkörper entstehenden piezoelektrischen Bauteile erheblich erhöht werden. Dadurch können nicht nur Kosten kompensiert werden. Vielmehr lassen sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung verschiedene zuverlässigkeitssensible Anwendungen, beispielsweise im Automobilsektor, im medizinischen Bereich oder dergleichen, erst ermöglichen.

Vorteilhaft kann auf der wenigstens einen piezoelektrischen Grün-Keramikschicht wenigstens eine Elektrodenschicht vorgesehen sein. Je nach Ausgestaltung der Elektrodenschicht, beziehungsweise des Elektrodenschichtmaterials, kann die Anordnung der Elektrodenschicht auf der piezoelektrischen Grün-Keramikschicht auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es beispielsweise denkbar, daß die Elektrodenschicht zunächst als eigenständige Schicht hergestellt und anschließend auf der piezoelektrischen Grün-Keramikschicht angeordnet und fixiert wird. Dies kann beispielsweise mittels Laminierung oder dergleichen erfolgen. Ebenso ist es denkbar, daß die Elektrode in Form einer Elektrodenpaste vorliegt, die auf der piezoelektrischen Grün-Keramikschicht aufgebracht wird, indem die Grün-Keramikschicht beispielsweise mit der Elektrodenschicht bedruckt wird. Selbstverständlich sind auch andere Möglichkeiten denkbar, wie die Elektrodenschicht auf der piezoelektrischen Grün-Keramikschicht angeordnet werden kann.

Vorteilhaft kann die Elektrodenschicht aus AgPd, Ni, Al, Cu, Au, Au/Pd, Pd, Pt und dergleichen hergestellt sein. Im Falle der Verwendung von AgPd [beispielsweise 30Ag 70Pd] (oder Cu) muß die Sintertemperatur um ca. 200 K (300 K bei Cu) gegenüber der reinen Piezokeramik reduziert werden. Dies kann durch Verwendung möglichst feiner Piezokeramik-Ausgangspulver erreicht werden. Die Verwendung derart feiner Ausgangspulver ist erfindungsgemäß nunmehr möglich, da die piezoelektrische Keramikschicht in mehrere, dünnere Keramikteilschichten aufgeteilt ist.

Vorteilhaft kann zur Bildung eines Stapels alternierend immer eine piezoelektrische Grün-Keramikschicht und eine Elektrodenschicht übereinander angeordnet sein. Aus einer Folge von piezoelektrischen Grün-Keramikschichten und Elektrodenschichten entsteht somit ein Grünstapel, aus dem sich nach Fertigstellung, beispielsweise nach einem Sintervorgang, ein piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise ergibt. Ein solcher Stapel kann beispielsweise einige hundert piezoelektrische Grün- Keramikschichten und Elektrodenschichten aufweisen. Beispielsweise können derart große Grünkörper hergestellt werden, aus denen bis zu hunderte piezoelektrische Bauteile hergestellt werden können. Der Grünkörper wird dann in die einzelnen piezoelektrischen Bauteile vereinzelt, beispielsweise mittels Schneiden, Stanzen, Sägen oder dergleichen. Diese vereinzelten piezoelektrischen Bauteile, auch Stacks genannt, werden anschließend einem weiteren Fertigungsschritt, beispielsweise einer Sinterung, zugeführt.

Vorzugsweise kann die Elektrodenschicht auf der ersten Grün- Keramikteilschicht angeordnet sein. In diesem Fall kann die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht beispielsweise ohne Elektrodenschicht vorgesehen sein, so daß bei Verbindung der beiden Grün-Keramikteilschichten, beispielsweise beim Stapeln vor dem Laminieren, nach einer mit einer Elektrodenschicht versehenen Grün-Keramikteilschicht mindestens eine ohne Elektrodenschicht versehene Grün- Keramikteilschicht gestapelt wird.

Vorzugsweise kann die erste Grün-Keramikteilschicht und die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht jeweils eine Dicke aufweisen, die geringer ist als die Dicke der piezoelektrischen Keramikschicht nach der Fertigstellung des piezoelektrischen Bauteils. Durch die Tatsache, daß wesentlich dünnere Grün-Keramikteilschichten hergestellt werden, als einer Schichtdicke der piezoelektrischen Keramikschicht nach Fertigstellung des piezoelektrischen Bauteils entspricht, können beispielsweise extrem feine Ausgangspulver zur Herstellung der Grün-Keramikteilschichten verwendet werden, wodurch das Potential zur Erniedrigung der Sintertemperatur voll ausgeschöpft werden kann.

In weiterer Ausgestaltung kann die piezoelektrische Grün- Keramikschicht mehr als eine zweite Grün-Keramikteilschicht aufweisen. Die einzelnen Grün-Keramikteilschichten können vor der Fertigstellung des piezoelektrischen Bauteils wiederum in geeigneter Weise miteinander verbunden beziehungsweise aneinander fixiert werden, was beispielsweise mittels Laminierung oder dergleichen erfolgen kann.

Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Grün- Keramikteilschichten beschränkt. Im einfachsten Fall ist die piezoelektrische Grün-Keramikschicht aus zwei Grün- Keramikteilschichten gebildet, wobei eine der Grün- Keramikteilschichten als erste Grün-Keramikteilschicht und eine der Grün-Keramikteilschichten als zweite Grün- Keramikteilschicht ausgebildet ist. Über die Anzahl der jeweiligen Grün-Keramikteilschichten sowie deren Dicke kann die Gesamtdicke des Grünkörpers und damit letztendlich auch des piezoelektrischen Bauteils nach dessen Fertigstellung genau eingestellt werden.

Vorteilhaft kann die erste Grün-Keramikteilschicht eine zur wenigstens einen zweiten Grün-Keramikteilschicht unterschiedliche Dicke aufweisen. In weiterer Ausgestaltung ist es ebenfalls denkbar, daß wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht im Vergleich zu wenigstens einer anderen zweiten Grün-Keramikteilschicht eine unterschiedliche Dicke aufweist. Falls ein herzustellendes piezoelektrisches Bauteil eine enge Dickentoleranz nach der Fertigstellung, beispielsweise nach der Sinterung, aufweisen muß, kann dieser Dickentoleranz durch Einsatz von Grün-Keramikteilschichten mit variabler Dicke, beispielsweise mit variabler abgestufter Dicke, Rechnung getragen werden.

Vorzugsweise kann die erste Grün-Keramikteilschicht und/oder die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht auf der Basis eines niederviskosen Schlickers hergestellt sein. Niederviskos bedeutet, daß der Schlicker eine geringe Viskosität aufweist. Die Verwendung eines niederviskosen Schlickers als Ausgangsmaterial für die Grün- Keramikteilschichten wird nunmehr möglich, da die Grün- Keramikteilschichten mit einer Dicke hergestellt werden, die wesentlich geringer ist als die Dicke der daraus entstehenden piezoelektrischen Gesamt-Keramikschicht.

Dabei kann in vorteilhafter Weise von der Tatsache Gebrauch gemacht werden, daß die optimale Viskosität von Keramikschlickern zur Herstellung der Grün- Keramikteilschichten mit abnehmender Zieldicke abnimmt. Damit ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. So lassen sich Feinstpulver aus Precursor-Mischungen, Feinstmahlung oder chemischer Fällung zur Erniedrigung der Sintertemperatur in niederviskosen Schlickern sehr leicht dispergieren. Dadurch kann das Potential zur Erniedrigung der Sintertemperatur durch Nutzung extrem feiner Ausgangspulver voll ausgeschöpft werden.

Niederviskose Schlicker enthalten weiterhin kaum zu späteren Sinterporen führende Luft- oder Gaseinschlüsse. Sollten derartige Einschlüsse dennoch vorhanden sein, lassen sich niederviskose Schlicker sehr einfach entgasen. Niederviskose Schlicker mit gut dispergierten Sub-µm-Pulvern lassen sich darüber hinaus sehr leicht bis in den µm-Bereich filtern, so daß aus früheren Prozeßschritten stammende Verunreinigungen, wie beispielsweise Staub, anorganische Partikel, Agglomerate, Mahlkugelabrieb oder dergleichen, die bei der Sinterung zu Poren, Einschlüssen oder leitfähigen Zonen führen können, vor der abschließenden Formgebung vollständig entfernt werden können.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise bereitgestellt, mit wenigstens einer piezoelektrischen Keramikschicht und mit wenigstens einer mit der piezoelektrischen Keramikschicht verbundenen Elektrodenschicht. Das piezoelektrische Bauteil ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Keramikschicht aus einer ersten Keramikteilschicht und wenigstens einer zweiten Keramikteilschicht gebildet ist.

Das erfindungsgemäße piezoelektrische Bauteil weist neben einer hohen Lebensdauer auch eine hohe Zuverlässigkeit auf. Zur Herstellung eines solchen piezoelektrischen Bauteils wird zunächst ein Grünkörper hergestellt, bei dem es sich beispielsweise um einen wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Grünkörper handeln kann. Dieser Grünkörper wird in wenigstens einem anschließenden Fertigungsschritt fertiggestellt, wobei es sich bei dem wenigstens einen Fertigungsschritt beispielsweise um einen Sintervorgang oder dergleichen handeln kann. Das piezoelektrische Bauteil weist erfindungsgemäß eine piezoelektrische Keramikschicht auf, die aus wenigstens zwei Keramikteilschichten gebildet ist. Die sich daraus ergebenden Effekte, Wirkungen und Vorteile sind im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Grünkörper bereits ausführlich dargelegt worden, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen wird.

Vorteilhaft kann zur Bildung eines Stapels alternierend immer eine piezoelektrische Keramikschicht und eine Elektrodenschicht übereinander angeordnet sein. Dabei können piezoelektrische Bauteile Stapel bis zu einigen hundert Einzelschichten aufweisen.

Vorteilhaft kann die Elektrodenschicht auf der ersten Keramikteilschicht angeordnet sein. Dabei kann die wenigstens eine zweite Keramikteilschicht vorteilhafterweise ohne Elektrodenschicht vorgesehen sein, so daß im Gegensatz zu herkömmlichen, bekannten piezoelektrischen Bauteilen im Stapel nach einer mit einer Elektrodenschicht versehenen Keramikteilschicht mindestens eine ohne Elektrodenschicht versehene Keramikteilschicht gestapelt ist.

In weiterer Ausgestaltung kann die erste Keramikteilschicht und die wenigstens eine zweite Keramikteilschicht jeweils eine Dicke aufweisen, die geringer ist als die Dicke der piezoelektrischen Keramikschicht. Dadurch ergeben sich die weiter oben beschriebenen Vorteile.

Vorteilhaft kann die piezoelektrische Keramikschicht mehr als eine zweite Keramikteilschicht aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung kann die erste Keramikteilschicht eine zur wenigstens einen zweiten Keramikteilschicht unterschiedliche Dicke aufweisen. Ebenso ist es denkbar, daß auch die wenigstens eine zweite Keramikteilschicht im Vergleich zu wenigstens einer anderen, zweiten Keramikteilschicht eine unterschiedliche Dicke aufweist. Durch die Verwendung von Keramikteilschichten mit unterschiedlicher Dicke können auf besonders einfache Weise leistungsstarke und zuverlässige piezoelektrische Bauteile auch mit engen Dickentoleranzen hergestellt werden.

Vorteilhaft kann die piezoelektrische Keramikschicht eine Dicke von 20 µm bis 400 µm aufweisen. Damit kann bei einer konstanten elektrischen Feldstärke von typischerweise 2 kV/mm² und damit konstanter relativer Piezodehnung die Ansteuerspannung auf 800 V bis 40 V erniedrigt werden. Wenn die piezoelektrische Gesamt-Keramikschicht eine wie vorstehend beschriebene vorteilhafte Dicke aufweist, weisen die einzelnen Keramikteilschichten vorteilhaft eine wesentlich geringere Dicke auf.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils in Vielschichtbauweise bereitgestellt, wobei das piezoelektrische Bauteil wenigstens eine piezoelektrische Keramikschicht und wenigstens eine mit der piezoelektrischen Keramikschicht verbundene Elektrodenschicht aufweisen soll. Bei dem Verfahren wird zunächst ein Grünkörper hergestellt, wobei wenigstens eine Elektrodenschicht auf wenigstens einer piezoelektrischen Grün-Keramikschicht aufgebracht wird. Der auf diese Weise entstehende Stapel wird zur Herstellung des piezoelektrischen Bauteils anschließend wenigstens einem weiteren Fertigungsschritt, insbesondere auch einem Sinterschritt, unterzogen. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine piezoelektrische Grün-Keramikschicht zunächst in Form einer ersten Grün-Keramikteilschicht und wenigstens einer zweiten Grün-Keramikteilschicht hergestellt wird und daß die erste Grün-Keramikteilschicht bei der Herstellung des Grünkörpers auf die wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht aufgebracht wird.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es auf einfache Weise möglich, ein piezoelektrisches Bauteil mit hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit herzustellen. Zu den Vorteilen, Wirkungen, Effekten sowie der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Grünkörper sowie zum erfindungsgemäßen piezoelektrischen Bauteil vollinhaltlich Bezug genommen und hiermit verwiesen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere besonders geeignet für die Verwendung feinster Ausgangspulver bei der Herstellung der Keramikteilschichten zur Erniedrigung der Sintertemperatur.

Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen piezoelektrischen Bauteils verwendet werden. Dazu kann zunächst ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Grünkörper hergestellt werden, der anschließend wenigstens einem weiteren Fertigungsschritt, beispielsweise unter anderem einem Sinterschritt oder dergleichen, unterzogen wird.

Vorteilhaft kann bei der Herstellung des Grünkörpers zur Bildung eines Stapels alternierend immer eine piezoelektrische Grün-Keramikschicht und eine Elektrodenschicht übereinander angeordnet werden.

Vorteilhafterweise kann die Elektrodenschicht auf der ersten Grün-Keramikteilschicht angeordnet werden.

Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Elektrodenschicht in Form einer Elektrodenpaste auf die piezoelektrische Grün-Keramikschicht, vorzugsweise auf die erste Grün-Keramikteilschicht, aufgebracht wird. Beispielsweise kann die piezoelektrische Grün-Keramikschicht mit der Elektrodenpaste bedruckt werden.

In weiterer Ausgestaltung kann bei der Herstellung des Grünkörpers die erste Grün-Keramikteilschicht auf die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht aufgestapelt und anschließend fixiert werden. Die Erfindung ist dabei nicht auf bestimmte Möglichkeiten zur Fixierung der Grün- Keramikteilschichten beschränkt. Beispielsweise können die Grün-Keramikteilschichten mittels Laminierung fixiert werden.

In weiterer Ausgestaltung kann die erste Grün- Keramikteilschicht und die wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht mit einer Dicke hergestellt werden, die geringer ist als die Dicke der piezoelektrischen Keramikschicht nach Durchführung des wenigstens einen Fertigungsschritts. Durch die Verwendung derart dünner Grün- Keramikteilschichten können, wie weiter oben bereits ausführlich beschrieben, zur Erniedrigung der Sintertemperatur sehr feine Ausgangspulver bei der Herstellung der Grün-Keramikteilschichten verwendet werden.

Vorteilhaft kann die wenigstens eine piezoelektrische Grün- Keramikschicht zunächst in Form einer ersten Grün- Keramikschicht und mehr als einer zweiten Grün- Keramikteilschicht hergestellt werden. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von zweiten Grün- Keramikteilschichten pro piezoelektrischer Gesamt-Grün- Keramikschicht beschränkt. Vielmehr ergibt sich die Anzahl der verwendeten Grün-Keramikteilschichten je nach dem gewünschten Design des herzustellenden piezoelektrischen Bauteils.

Vorteilhaft kann die erste Grün-Keramikteilschicht mit einer zur wenigstens einer zweiten Grün-Keramikteilschicht unterschiedlichen Dicke hergestellt werden. Ebenso ist es auch denkbar, daß wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht mit einer im Vergleich zu wenigstens einer anderen zweiten Grün-Keramikteilschicht unterschiedlichen Dicke hergestellt wird.

Vorteilhaft können die einzelnen Grün-Keramikteilschichten bei der Herstellung des Grünkörpers derart angeordnet, beziehungsweise gestapelt, werden, daß nach einer ersten Grün-Keramikteilschicht, an der eine Elektrodenschicht angeordnet ist oder wird, wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht ohne Elektrodenschicht gestapelt wird. Natürlich ist es auch denkbar, daß sich an die erste Grün- Keramikteilschicht mit Elektrodenschicht mehr als eine zweite Grün-Keramikteilschicht ohne Elektrodenschicht anschließt. Die Anzahl der jeweiligen Grün-Keramikteilschichten sowie deren Art der Anordnung ergeben sich je nach Bedarf und Anwendungsfall für das herzustellende piezoelektrische Bauteil.

Vorteilhaft kann die erste Grün-Keramikteilschicht und/oder die zweite Grün-Keramikteilschicht als Keramikfolie hergestellt werden. Diese Keramikfolien können beispielsweise gezogen oder gegossen werden. Falls ein piezoelektrisches Bauteil eine enge Dickentoleranz nach der Fertigstellung, beispielsweise nach der Sinterung, aufweisen muß, können in einer einzigen Folienziehung Teilstücke mit variabler abgestufter Dicke (beispielsweise -3%, -6%, +3%, +6%) hergestellt und je nach Bedarf mit einer Elektrodenschicht versehen oder ohne Elektrodenschicht gestapelt werden.

Vorzugsweise kann die erste Grün-Keramikteilschicht und/oder die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht zunächst aus einem niederviskosen Schlicker hergestellt werden. Aus diesem Schlicker kann beispielsweise anschließend eine wie vorstehend beschriebene Keramikfolie gegossen oder gezogen werden.

Vorteilhaft kann ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Grünkörper und/oder ein wie vorstehend beschriebenes piezoelektrisches Bauteil und/oder ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines piezoelektrischen Bauteils als/für einen piezoelektrischen Aktor oder Wandler verwendet werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind beispielsweise Stapelaktoren, Transversalaktoren, Biegeaktoren, Wandler für medizinische Anwendungen, wie beispielsweise Wandler für medizinischen Ultraschall und dergleichen.

Vorteilhaft kann ein erfindungsgemäßes piezoelektrisches Bauteil als Piezostack für Dieseleinspritzventile im Automobilbereich verwendet werden. Ein solcher Aktor kann beispielsweise eine Gesamthöhe von 30 mm aufweisen. Wenn er als piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise ausgebildet ist, kann dieses Vielschichtbauteil beispielsweise aus 375 Einzelschichten, das heißt piezoelektrischen Keramikschichten, bestehen, wobei jede einzelne piezoelektrische Keramikschicht vorteilhaft aus einer mit einer Elektrodenschicht versehenen ersten Keramikteilschicht und zwei ohne Elektrodenschicht versehenen zweite Keramikteilschichten gebildet ist. Die einzelnen Keramikteilschichten weisen vorteilhaft eine Gründicke von 37 µm auf.

In anderer Ausgestaltung kann das piezoelektrische Bauteil beispielsweise als Biegeaktor vorgesehen sein. Ein solcher Biegeaktor wird beispielsweise für pneumatische Ventile, Textilmaschinen, Braille-Schrift (Blindenschrift) und dergleichen eingesetzt. In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann ein solcher Biegeaktor beispielsweise eine Gesamtdicke von 260 µm aufweisen. Dabei ist der Biegeaktor vorteilhaft als Vielschichtbauteil mit fünf Einzelschichten, das heißt piezoelektrischen Keramikschichten, ausgebildet, wobei jede einzelne piezoelektrische Keramikschicht aus einer mit einer Elektrodenschicht versehenen ersten Keramikteilschicht (Gründicke 37 µm) und einer ohne Elektrodenschicht versehenen zweiten Keramikteilschicht (Gründicke 35 µm) gebildet ist.

Bei derartigen Biegeaktoren muß die Gesamtdicke der piezoelektrischen Vielschichtbauteile nach dem schwindungsbehafteten Sintern in engen Grenzen gehalten werden, was an dem direkten Einfluß auf Kraft, Steifigkeit und Auslenkung liegt.

In weiterer Ausgestaltung kann das piezoelektrische Bauteil beispielsweise als Wandler für medizinischen Ultraschall, beispielsweise als Wandler für eine medizinische 5 MHz Ultraschallantenne eingesetzt werden. Ein solcher Wandler kann beispielsweise eine Gesamtdicke von 254 µm aufweisen. Er ist vorteilhaft als Vielschichtbauteil mit 3 Einzelschichten ausgebildet, wobei jede Einzelschicht vorzugsweise aus einer mit einer Elektrodenschicht versehenen ersten Keramikteilschicht (40 µm Gründicke) sowie zwei ohne Elektrodenschicht versehenen zweiten Keramikteilschichten (mit 38 beziehungsweise 35 µm Gründicke) gebildet ist. Bei medizinischen Ultraschallwandlern bestimmt die Gesamtdicke direkt die Resonanzfrequenz und ist daher auf ±5% eng toleriert.

In allen Fällen, in denen die Gesamtdicke des piezoelektrischen Bauteils eng toleriert ist, scheidet ein Schleifen nach dem Sintern als Lösung zur Einstellung der erforderlichen Gesamtdicke aus, weil sonst die äußeren beschliffenen Schichten gegenüber den restlichen inneren Schichten der Vielschichtkeramik mit konstanter Dicke eine veränderte Dicke und damit veränderte piezoelektrische Eigenschaften besitzen würden. Durch die vorliegende Erfindung wird es nunmehr möglich, die Gesamtdicke des piezoelektrischen Bauteils genau einzustellen.

Bei piezoelektrischen Vielschichtbauteilen sind in der Regel alle Schichten (von mindestens zwei bis zu einigen hundert Schichten) elektrisch parallel geschaltet. Ein einziger Defekt in einer der Schichten, der zu erhöhter Leitfähigkeit oder zum Kurzschluß führen kann, hat dann den Ausfall des gesamten Bauteils zur Folge. Durch die vorliegende Erfindung können solche Defekte ausgeschlossen werden. Gleichzeitig wird die Zuverlässigkeit und Lebensdauer solcher piezoelektrischer Bauteile auf die in technischen Anwendungen geforderten Werte erhöht.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Ansicht ein aus dem Stand der Technik bekanntes piezoelektrisches Bauteil;

Fig. 2 in schematischer Ansicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Bauteils; und

Fig. 3 in schematischer Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen piezoelektrischen Bauteils.

In Fig. 1 ist zunächst ein aus dem Stand der Technik bekanntes piezoelektrisches Bauteil 10 in Form eines Aktors dargestellt. Bei dem piezoelektrischen Aktor 10 handelt es sich um ein Vielschichtbauteil, das aus einer Folge von piezoelektrischen Keramikschichten 11 und Elektrodenschichten 12 hergestellt ist. Die Keramikschichten 11 bestehen aus einem Material auf der Basis von modifiziertem Bleizirkonattitanat. Die Elektrodenschichten 12 bestehen vorzugsweise aus AgPd oder Cu, möglicherweise aber auch aus Au, Au/Pd, Ni, Al, Pd oder Pt. Zur Herstellung eines solchen piezoelektrischen Bauteils 10 werden beispielsweise zunächst Keramik-Grünfolien bezogen, mit einer Elektrodenpaste bedruckt, so daß sich die Elektrodenschichten 12 ausbilden, zu einem Stapel 16 gestapelt, laminiert und anschließend gemeinsam gesintert.

Wie aus Fig. 1 weiterhin ersichtlich ist, besteht jede der Keramikschichten 11 aus einer einzigen piezoelektrischen Keramikschicht mit jeweils identischer Dicke. Durch diese Ausgestaltung der piezoelektrischen Keramikschichten 11 treten die im Zusammenhang mit der allgemeinen Beschreibung ausführlich erläuterten Nachteile auf.

Um diese Nachteile zu umgehen, werden die piezoelektrischen Bauteile 10 nunmehr in erfindungsgemäßer Weise modifiziert, wie sich aus den Fig. 2 und 3 ergibt. Wiederum bestehen die piezoelektrischen Bauteile 10 in Vielschichtbauweise aus einem Stapel 16, der wiederum aus einer Anzahl alternierend angeordneter piezoelektrischer Keramikschichten 11 sowie Elektrodenschichten 12 gebildet ist, wobei die piezoelektrischen Keramikschichten 11 und die Elektrodenschichten 12 in alternierender Weise übereinander gestapelt sind.

Im Vergleich zu dem in Fig. 1 dargestellten piezoelektrischen Bauteil 10 weist das erfindungsgemäße piezoelektrische Bauteil 10 gemäß Fig. 2 jedoch piezoelektrische Keramikschichten 11 auf, die nicht aus einer einzigen Schicht bestehen. Vielmehr ist jede piezoelektrische Keramikschicht 11 aus einer ersten Keramikteilschicht 13 und wenigstens einer zweiten Keramikteilschicht 14, 15 gebildet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind pro piezoelektrischer Keramikschicht 11 jeweils eine erste Keramikteilschicht 13 sowie zwei zweite Keramikteilschichten 14, 15 vorgesehen.

Die erste Keramikteilschicht 13 ist dabei mit einer Elektrodenschicht 12 versehen, beispielsweise indem diese mit einer Elektrodenpaste bedruckt ist. Im Gegensatz zu der herkömmlichen Lösung gemäß Fig. 1 wird beim Stapeln des Grünkörpers für das piezoelektrische Bauteil 10 gemäß Fig. 2 vor dem Laminieren nach einer mit einer Elektrodenschicht versehenen ersten Grün-Keramikteilschicht mindestens eine, im vorliegenden Fall zwei, ohne Elektrodenschicht versehene, das heißt unbedruckte, zweite Grün-Keramikteilschichten gestapelt.

Wie aus Fig. 2 weiterhin ersichtlich ist, weisen sowohl die ersten Keramikteilschichten 13, als auch die zweiten Keramikteilschichten 14, 15 jeweils eine Dicke auf, die gerinager ist als die Dicke der piezoelektrischen Gesamt- Keramikschicht 11 nach der Fertigstellung des piezoelektrischen Bauteils 10. Auf diese Weise können zur Herstellung der einzelnen Keramikteilschichten 13, 14, 15, die vorteilhaft auf der Basis eines niederviskosen Keramikschlickers hergestellt werden, sehr feine Ausgangspulver eingesetzt werden, wodurch das Potential zur Erniedrigung der Sintertemperatur voll ausgeschöpft werden kann. Eine Reduzierung der Sintertemperatur ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn als Elektrodenmaterial AgPd (oder Cu), Ni, Al, Au oder dergleichen verwendet wird, da in diesem Fall die Sintertemperatur um etwa 200 K (300 K bei Cu) gegenüber der reinen Piezokeramik reduziert werden muß.

Während in Fig. 2 eine Ausführungsform für ein piezoelektrisches Bauteil 10 dargestellt ist, bei dem die einzelnen Keramikteilschichten 13, 14, 15 jeweils die gleiche Dicke aufweisen, ist in Fig. 3 eine modifizierte Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten piezoelektrischen Bauteils 10 dargestellt. Das piezoelektrische Bauteil 10 gemäß Fig. 3 weist einen im Vergleich zu Fig. 2 identischen Grundaufbau auf, so daß gleiche Bauelemente mit identischen Bezugsziffern versehen sind.

Im Unterschied zu Fig. 2 weist die piezoelektrische Keramikschicht 11 jedoch zwei zweite Keramikteilschichten 14, 15 mit jeweils unterschiedlicher Dicke auf, wobei die zweite Keramikteilschicht 15 dicker als die zweite Keramikteilschicht 14 und auch dicker als die erste Keramikteilschicht 13 ausgebildet ist. Durch den Einsatz unterschiedlich dicker Keramikteilschichten, das heißt die gezielte Zusammenstellung von Keramikteilschichten 13, 14, 15 mit definierter Dickenvariation, lassen sich in einfacher Weise piezoelektrische Bauteile 10 mit extrem geringer, direkt gesinterter Gesamtdickentoleranz bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit herstellen.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten piezoelektrischen Bauteile 10 können beispielsweise als Aktoren, etwa als Stapelaktoren, Transversalaktoren, Biegeaktoren oder dergleichen, oder als Wandler, beispielsweise als Wandler für medizinischen Ultraschall oder dergleichen, eingesetzt werden.

Claims (33)

1. Grünkörper für ein piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise, mit wenigstens einer piezoelektrischen Grün-Keramikschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Grün- Keramikschicht aus einer ersten Grün-Keramikteilschicht und wenigstens einer zweiten Grün-Keramikteilschicht gebildet ist.

2. Grünkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der wenigstens einen piezoelektrischen Grün-Keramikschicht wenigstens eine Elektrodenschicht vorgesehen ist.

3. Grünkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Stapels alternierend immer eine piezoelektrische Grün- Keramikschicht und eine Elektrodenschicht übereinander angeordnet ist.

4. Grünkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht auf der ersten Grün-Keramikteilschicht angeordnet ist.

5. Grünkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Grün- Keramikteilschicht und die wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht jeweils eine Dicke aufweist, die geringer ist als die Dicke der piezoelektrischen Keramikschicht (11) nach der Fertigstellung des piezoelektrischen Bauteils (10).

6. Grünkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Grün- Keramikschicht mehr als eine zweite Grün- Keramikteilschicht aufweist.

7. Grünkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Grün- Keramikteilschicht eine zur wenigstens einen zweiten Grün-Keramikteilschicht unterschiedliche Dicke aufweist.

8. Grünkörper nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht im Vergleich zu wenigstens einer anderen zweiten Grün-Keramikteilschicht eine unterschiedliche Dicke aufweist.

9. Grünkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Grün- Keramikteilschicht und/oder die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht auf der Basis eines niederviskosen Schlickers hergestellt ist.

10. Piezoelektrisches Bauteil in Vielschichtbauweise, mit wenigstens einer piezoelektrischen Keramikschicht (11) und mit wenigstens einer mit der piezoelektrischen Keramikschicht (11) verbundenen Elektrodenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Keramikschicht (11) aus einer ersten Keramikteilschicht (13) und wenigstens einer zweiten Keramikteilschicht (14, 15) gebildet ist.

11. Piezoelektrisches Bauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Stapels (16) alternierend immer eine piezoelektrische Keramikschicht (11) und eine Elektrodenschicht (12) übereinander angeordnet ist.

12. Piezoelektrisches Bauteil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht (12) auf der ersten Keramikteilschicht (13) angeordnet ist.

13. Piezoelektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Keramikteilschicht (13) und die wenigstens eine zweite Keramikteilschicht (14, 15) jeweils eine Dicke aufweist, die geringer ist als die Dicke der piezoelektrischen Keramikschicht (11).

14. Piezoelektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Keramikschicht (11) mehr als eine zweite Keramikteilschicht (14, 15) aufweist.

15. Piezoelektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Keramikteilschicht (13) eine zur wenigstens einen zweiten Keramikteilschicht (14, 15) unterschiedliche Dicke aufweist.

16. Piezoelektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zweite Keramikteilschicht (14) im Vergleich zu wenigstens einer anderen zweiten Keramikteilschicht (15) eine unterschiedliche Dicke aufweist.

17. Piezoelektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus einem Grünkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet ist.

18. Piezoelektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Keramikschicht (11) eine Dicke von 20 µm bis 400 µm aufweist.

19. Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils in Vielschichtbauweise, das wenigstens eine piezoelektrische Keramikschicht und wenigstens eine mit der piezoelektrischen Keramikschicht verbundene Elektrodenschicht aufweist, bei dem zunächst ein Grünkörper hergestellt wird, wobei wenigstens eine Elektrodenschicht auf wenigstens einer piezoelektrischen Grün-Keramikschicht aufgebracht wird und bei dem der auf diese Weise entstehende Stapel zur Herstellung des piezoelektrischen Bauteils anschießend wenigstens einem Fertigungsschritt, insbesondere einem Sinterschritt, unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine piezoelektrische Grün-Keramikschicht zunächst in Form einer ersten Grün-Keramikteilschicht und wenigstens einer zweiten Grün-Keramikteilschicht hergestellt wird und daß die erste Grün- Keramikteilschicht bei der Herstellung des Grünkörpers auf die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht aufgebracht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Grünkörpers zur Bildung eines Stapels alternierend immer eine piezoelektrische Grün-Keramikschicht und eine Elektrodenschicht übereinander angeordnet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht auf der ersten Grün-Keramikteilschicht angeordnet wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschicht in Form einer Elektrodenpaste auf die piezoelektrische Grün- Keramikschicht, vorzugsweise auf die erste Grün- Keramikteilschicht, aufgebracht wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Grünkörpers die erste Grün-Keramikteilschicht auf die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht aufgestapelt und anschließend fixiert wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Grün- Keramikteilschicht und die wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht mit einer Dicke hergestellt wird, die geringer ist als die Dicke der piezoelektrischen Keramikschicht nach Durchführung des wenigstens einen Fertigungsschritts.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine piezoelektrische Grün-Keramikschicht zunächst in Form einer ersten Grün-Keramikteilschicht und mehr als einer zweiten Grün-Keramikteilschicht hergestellt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Grün- Keramikteilschicht mit einer zur wenigstens einen zweiten Grün-Keramikteilschicht unterschiedlichen Dicke hergestellt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zweite Grün- Keramikteilschicht mit einer im Vergleich zu wenigstens einer anderen zweiten Grün-Keramikteilschicht unterschiedlichen Dicke hergestellt wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Grünkörpers nach einer ersten Grün-Keramikteilschicht, an der eine Elektrodenschicht angeordnet ist oder wird, wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht ohne Elektrodenschicht gestapelt wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Grün- Keramikteilschicht und/oder die zweite Grün- Keramikteilschicht als Keramikfolie hergestellt wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Grün- Keramikteilschicht und/oder die wenigstens eine zweite Grün-Keramikteilschicht aus einem niederviskosen Schlicker hergestellt wird/werden.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Grünkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31 zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauteils nach einem der Ansprüche 10 bis 18.

33. Verwendung eines Grünkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eines piezoelektrischen Bauteils nach einem der Ansprüche 10 bis 18 und/oder eines Verfahrens zum Herstellen eines piezoelektrischen Bauteils nach einem der Ansprüche 19 bis 32 als/für einen piezoelektrischen Aktor oder Wandler.