DE102013111121B4 - Verfahren zur Herstellung von keramischen Vielschichtbauelementen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von keramischen Vielschichtbauelementen (100) umfassend die folgenden Schritte:- Bereitstellen von mit Innenelektroden aus Kupfer versehenen Grünschichten (5) für die keramischen Vielschichtbauelemente (100),- Stapeln der Grünschichten (5) zu einem Stapel und anschließendes Pressen des Stapels zu einem Block (1),- Vereinzeln des Blocks (1) in Teilblöcke (3) mit jeweils einer Längsrichtung (X),- thermisches Behandeln der Teilblöcke (3), umfassend Entkohlen der Grünschichten unter gegenüber der Normal-Atmosphäre reduziertem Sauerstoffpartialdruck, und anschließendes mechanisches Bearbeiten von Oberflächen (6, 7, 8, 9) der Teilblöcke (3), wobei das mechanische Bearbeiten eine Abtragung von Material von den Oberflächen der Teilblöcke durch Schleifen umfasst, wobei gegenüberliegenden Seitenflächen, eine Oberseite und eine Unterseite eines jeden Teilblocks (3) mechanisch bearbeitet werden,- Versehen der Teilblöcke (3) mit Außenelektroden,- Vereinzeln der Teilblöcke (3) jeweils quer zu der Längsrichtung (X) in einzelne keramische Vielschichtbauelemente (100).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Vielschichtbauelementen und ein keramisches Vielschichtbauelement.
  • US 2003 / 0 070 271 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von piezoelektrischen Vielschichtresonatoren.
  • DE 10 2007 004 813 A1 betrifft einen piezokeramischen Vielschichtaktor und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • JP S61- 208 880 A zeigt die Herstellung eines elektrostriktiven Bauteils umfassend ein Schichtmaterial, welches entlang Schnittlinien in Schichtblöcke vereinzelt wird und anschließend gebacken oder thermisch behandelt wird.
  • DE 10 2009 028 259 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von piezoelektrischen Werkstücken umfassend das Laminieren eines Blocks aus einer Vielzahl von piezoelektrischen Schichten, das Trennen des Blocks in Teilblöcke und das anschließende Entbindern und Sintern der Teilblöcke.
  • DE 60 2004 004 841 T2 betrifft eine laminierte Struktur sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • DE 10 2007 040 249 A1 betrifft ein Piezoaktormodul und einen Piezoaktor mit elektrisch isolierender Schutzschicht sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • Eine zu lösende Aufgabe ist es, ein verbessertes keramisches Vielschichtbauelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Es wird ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Vielschichtbauelementen angegeben. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen von Grünschichten für die keramischen Vielschichtbauelemente. Bei den Grünschichten handelt es sich vorzugsweise um Schichten aus einem Rohmaterial, welches beispielsweise nicht gesintert ist, für die keramischen Vielschichtbauelemente.
  • Die Grünschichten sind weiterhin mit Innenelektroden aus Kupfer versehen. Die Grünschichten werden vorzugsweise jeweils mit mindestens einer Innenelektrode oder Innenelektrodenschicht beschichtet.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin das Stapeln der mit den Innenelektroden versehenen Grünschichten zu einem Stapel. Das Stapeln erfolgt vorzugsweise derart, dass die Innenelektroden jeweils zwischen zwei benachbarten Grünschichten angeordnet werden.
  • Weiterhin umfasst das Verfahren nach dem Stapeln der Grünschichten das Pressen des Stapels zu einem Block.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin das Vereinzeln des Blocks in Teilblöcke, wobei jeder Teilblock eine Längsrichtung aufweist. Ein Teilblock des Blocks kann ein Riegel sein.
  • Die Längsrichtung des Blocks kann sich in der vorliegenden Anmeldung auf eine Haupterstreckungsrichtung des Blocks beziehen. Stirnseiten des Blocks können insbesondere parallel zu der Längsrichtung verlaufen. Die Längsrichtung verläuft vorzugsweise weiterhin senkrecht zu einer Tiefe oder Breite des Blocks. Die genannten Stirnseiten bezeichnen vorzugsweise Seitenflächen des Blocks, an welchen die Innenelektroden mit Außenelektroden oder einer Außenkontaktierung kontaktiert werden können.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Block zum Vereinzeln des Blocks geschnitten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Block, insbesondere für das Vereinzeln, quer zur Längsrichtung und/oder entlang der Längsrichtung des Blocks nur einmal geschnitten, vorzugsweise zur Bildung zweier oder mehrerer gleichlanger Teilblöcke. Die Anzahl der Teilblöcke kann zwischen 2 und 10 liegen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Block beziehungsweise die bereits geschnittenen Teile des Blocks entlang einer Tiefe parallel zur Längsrichtung mehrfach oder vielfach geschnitten.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Block für das Vereinzeln quer zu der Längsrichtung mehrfach geschnitten. Die Anzahl der Teilblöcke kann dabei zwischen 2 und 10 liegen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Block für das Vereinzeln parallel zur Längsrichtung öfter geschnitten als quer zu der Längsrichtung des Blocks. Durch diese Ausgestaltung kann mit Vorteil der Herstellungs- oder Prozessaufwand, insbesondere die thermische Behandlung und das mechanische Bearbeiten, reduziert werden, weil eine geringere Anzahl von Teilen oder Teilblöcken, insbesondere an Oberflächen, an denen die Teilblöcke mit Außenelektroden versehen werden (siehe unten), behandelt oder bearbeitet werden muss. Mit anderen Worten können Seitenflächen, welche parallel zu der Längsrichtung des Blocks verlaufen, in anschließenden Verfahrensschritten mit Vorteil parallel prozessiert oder bearbeitet werden.
  • Eine Oberflächennormale dieser Seitenflächen kann dabei senkrecht zu der Längsrichtung orientiert sein.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin, vorzugsweise nach dem Vereinzeln des Blocks in die Teilblöcke, das thermische Behandeln der Teilblöcke.
  • Das thermische Behandeln umfasst ein Entkohlen der Teilblöcke. Das Entkohlen dient zum Austreiben von Kohlenstoff aus den Teilblöcken und findet in einer speziellen Atmosphäre statt, die einen gegenüber der Normal-Atmosphäre reduzierten Sauerstoffpartialdruck aufweist. So wird eine Oxidation der Innenelektroden aus Cu vermieden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Teilblöcke während des thermischen Behandelns gesintert. Die Sinterung erfolgt zweckmäßigerweise nach dem Entkohlen.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin nach dem thermischen Behandeln das mechanische Bearbeiten von Oberflächen der Teilblöcke, wobei gegenüberliegende Seitenflächen, eine Oberseite und eine Unterseite eines jeden Teilblocks mechanisch bearbeitet werden. Das mechanische Bearbeiten umfasst eine Abtragung von Material von den Oberflächen der Teilblöcke durch Schleifen.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin, vorzugsweise nach dem mechanischen Bearbeiten, das Versehen der Teilblöcke mit Außenelektroden. Die Teilblöcke werden vorzugsweise an Seitenflächen, welche parallel zu der Längsrichtung sind, mit den Außenelektroden versehen. Insbesondere werden bei dem Versehen der Teilblöcke mit den Außenelektroden zweckmäßigerweise die Innenelektroden kontaktiert, das heißt elektrisch leitfähig mit den Außenelektroden verbunden.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin das Vereinzeln der Teilblöcke jeweils quer zu der Längsrichtung in einzelne keramische Vielschichtbauelemente. Bei dem Vereinzeln der Teilblöcke quer zu der Längsrichtung wird jeweils ein Teilblock vorzugsweise quer zu der Längsrichtung vielfach geschnitten, um einzelne keramische Vielschichtbauelemente zu bilden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Teilblöcke nach dem mechanischen Bearbeiten jeweils quer zu der Längsrichtung vereinzelt. Dadurch kann bei der Herstellung der keramischen Vielschichtbauelemente mit Vorteil auf eine aufwändige und serielle Prozessierung von bereits fertig vereinzelten Bauteilen oder Grundkörpern für die Bauteile verzichtet werden. Üblicherweise werden vielschichtige keramische, beispielsweise piezoelektrische, Vielschichtbauelemente, beispielsweise Aktuatoren, bereits vereinzelt über viele Prozessschritten prozessiert. Schichtstapel, beispielsweise bestehend aus Keramikfolien und Innenelektroden werden dabei nach dem Pressen in Aktuatoren durch Trennverfahren vereinzelt. Diese werden danach als einzelne Bauteile entkohlt, gesintert, geschliffen und metallisiert oder kontaktiert.
  • Eine solche Prozessierung benötigt einerseits viel Aufwand, weil jeder Aktuator einzeln bearbeitet wird, und anderseits ist dies mit technischen Problemen verbunden. Zu diesen gehören ein möglicher Verzug, beispielsweise eine Verkrümmung, der Aktuatoren beim Sintern, welcher bei Aktuatoren mit kleinem Querschnitt besonders stark ausfallen kann. Die Folge kann sein, dass die keramischen Vielschichtbauelemente oder Aktuatoren unbrauchbar sind oder ein erhöhter Schleifaufwand mit entsprechendem Materialverlust notwendig ist. Ein weiteres Problem kann ein Schleifaufmaß, eine Schleiftoleranz oder einen Versatz von isolierenden Bereichen des jeweiligen Aktuators während des Schleifens der Seitenflächen betreffen.
  • Insbesondere kann für eine ordnungsgemäße Kontaktierung der Innenelektroden ein großes Schleifaufmaß von Nachteil sein, da durch das Schleifen die Breiten der genannten isolierenden Bereiche verringert werden und ab einem gewissen Schleifaufmaß somit Kurzschlüsse zwischen den Innenelektroden auftreten könnten, insbesondere im Betrieb der keramischen Vielschichtbauelemente.
    Die Bearbeitung von Teilblöcken oder Riegeln anstatt von einzelnen Aktuatoren bringt die folgenden Vorteile:
    • - Der Herstellungs- oder Prozessaufwand, insbesondere von der thermischen Behandlung bis zum mechanischen Bearbeiten, wird reduziert, weil die Anzahl von Teilen bei jedem Prozessschritt geringer ist;
    • - Materialverlust, z.B. durch Schleifaufmaß wird reduziert;
    • - Verzug von Bauteilen mit kleinem Querschnitt (z.B. 3 x 3 mm) wird reduziert
    • - Die Schnittfläche erfüllt Anforderungen an die Oberflächenqualität, und so wird keine weitere Bearbeitung (z.B. Schleifen) von, beispielsweise 2 Seiten jedes Aktuators benötigt;
    • - Die Symmetrie von Isolierbereichen kann durch die Einstellung von Schnittposition im fertig prozessierten Riegel erhöht werden;
    • - Das Risiko von mechanischen Beschädigungen (z.B. von Kantenausbrüchen) von einzelnen Aktuatoren wird erheblich reduziert, weil die Riegel erst bei einem spät angelegten Prozessschritt in Aktuatoren vereinzelt werden; dies kann mit Vorteil zu einer Erhöhung der Ausbeute der Aktuatoren führen;
    • - Zusätzlich besteht die Möglichkeit, neue Prozesse wie Ätzen von Innenelektroden in oder an isolierenden Bereichen der keramischen Schichten oder Grünschichten für die Herstellung von Aktuatoren mit verbesserten elektrischen Eigenschaften und/oder erhöhter Lebensdauer bei einem verhältnismäßig geringen Herstellungsaufwand einzuführen.
  • Die Oberflächen der Teilblöcke werden an gegenüberliegenden Außen- oder Seitenflächen mechanisch bearbeitet, an welchen die Teilblöcke, vorzugsweise in einem späteren Verfahrensschritt, mit Außenelektroden versehen werden. Bei den Außen- oder Seitenflächen handelt es sich vorzugsweise um umfängliche Flächen des Blocks oder Teilblocks und nicht um die Flächen der Ober- und Unterseite. Die Flächen der Ober- und Unterseite werden ebenfalls mechanisch behandelt, beispielsweise in einem geringeren Ausmaß als die genannten umfänglichen Flächen des Blocks.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das mechanische Bearbeiten von den Oberflächen der Teilblöcke vier Außenflächen jeweils eines Teilblocks.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Verfahren nach dem Versehen der Teilblöcke mit Außenelektroden das Versehen der Teilblöcke mit einer Außenkontaktierung, beispielsweise durch ein Lot oder durch einen Lötprozess. Beispielsweise kann die Außenkontaktierung ein elektrischer Leiter sein oder einen solchen aufweisen, welcher über das Lot elektrisch leitfähig mit der Außenelektrode verbunden werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Teilblöcke nach dem Versehen der Teilblöcke mit den Außenelektroden und nach dem Versehen der Teilblöcke mit der Außenkontaktierung jeweils quer zu der Längsrichtung in einzelne keramische Vielschichtbauelemente vereinzelt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das keramische Vielschichtbauelement ein piezoelektrisches Vielschichtbauelement beziehungsweise ein piezoelektrischer Aktuator.
  • In einer Ausgestaltung ist das keramische Vielschichtbauelement ein Vielschichtkondensator.
  • Es wird weiterhin ein keramisches, beispielsweise piezoelektrisches Vielschichtbauelement angegeben, welches mittels des hier beschriebenen Verfahrens herstellbar oder hergestellt ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das vorgestellte Verfahren das Bereitstellen von Grünschichten für die keramischen Vielschichtbauelemente, das Versehen der Grünschichten mit Innenelektroden aus Kupfer, das Stapeln der mit den Innenelektroden versehenen Grünschichten zu einem Stapel und anschließendes Pressen des Stapels zu einem Block, das Vereinzeln des Blocks in Teilblöcke mit jeweils einer Längsrichtung, das thermisches Behandeln der Teilblöcke, umfassend das Entkohlen der Grünschichten unter reduziertem Sauerstoffpartialdruck, und anschließendes mechanisches Bearbeiten von Oberflächen der Teilblöcke, wobei das mechanische Bearbeiten eine Abtragung von Material von den Oberflächen der Teilblöcke durch Schleifen umfasst, wobei gegenüberliegenden Seitenflächen, eine Oberseite und eine Unterseite eines jeden Teilblocks (3) mechanisch bearbeitet werden, das Versehen der Teilblöcke mit Außenelektroden und das Vereinzeln der Teilblöcke jeweils quer zu der Längsrichtung in einzelne keramische Vielschichtbauelemente.
  • Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
    • 1 zeigt schematisch einen Block von mit Innenelektroden versehenen Grünschichten.
    • 2 zeigt schematisch einen Teilblock, welcher aus dem Block vereinzelt wurde.
    • 3 deutet das Vereinzeln eines Teilblocks an.
    • 4 deutet ein Herstellungsverfahren für ein keramisches Vielschichtbauelement an, anhand dessen die Vorteile des Verfahrens gemäß den 1 bis 3 erläutert werden.
  • Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Die Figuren deuten ein Herstellungsverfahren für keramische Vielschichtbauelemente an.
  • 1 zeigt einen Block 1. Der Block 1 ist vorzugsweise durch Pressen eines Stapels aus aufeinander geschichteten und mit Innenelektroden (nicht explizit dargestellt) versehenen Grünschichten 5 gebildet oder hergestellt worden. Die Stapelrichtung entspricht der Richtung Z in 1. Dazu sind die Grünschichten 5 vorzugsweise vorher bereitgestellt und vorzugsweise jeweils mit mindestens einer der Innenelektroden versehen worden. Die Grünschichten 5 können Folien für eine herzustellende Keramik oder Keramikschicht sein. Die Innenelektroden können, beispielsweise durch Siebdruck, auf die Keramikfolien gedruckt werden.
  • Der Block 1 weist eine Längsrichtung X auf. Nach dem Stapeln der mit Innenelektroden versehenen Grünschichten 5 befindet sich vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Grünschichten 5 mindestens eine Innenelektrodenschicht.
    Die Innenelektroden oder Innenelektrodenschichten können weiterhin in Stapelrichtung alternierend lateral versetzt angeordnet werden, so dass beispielsweise nur jede zweite Innenelektrodenschicht auf einer Seite des Stapels zugänglich ist und kontaktiert werden kann.
  • Der Block 1 wird nach dem Pressen in Teilblöcke 3 vereinzelt. Ein solcher Teilblock 3 ist in 2 dargestellt. Die Konturen der Teilblöcke 3 sind in 1 durch Schnitte oder Schnittrichtungen 2 angedeutet. Bei dem Vereinzeln handelt es sich vorzugsweise um Schneiden des Blocks 1 in Teilblöcke 3. Die Schnitte erfolgen während des Vereinzelns vorzugsweise parallel und senkrecht zur Längsrichtung X. Insbesondere bedeutet „senkrecht zur Längsrichtung X“ vorzugsweise quer zur Längsrichtung. Senkrecht oder quer zur Längsrichtung X wird der Block 1 vorzugsweise nur einmal geschnitten. Alternativ kann der Block 1 quer zur Längsrichtung X mehrfach geschnitten werden. Die Anzahl der Teilblöcke 3, welche quer zur Längsrichtung X geschnitten wurden, kann zwischen 2 und 10 liegen. Parallel zur Längsrichtung X wird der Block 1 vorzugsweise vielfach (in der 1 beispielsweise viermal) geschnitten. Die Anzahl der Teilblöcke, welche parallel zur Längsrichtung X geschnitten wurden, kann beispielsweise zwischen 2 und 50 liegen (vgl. Y-Richtung in 1). Der Block wird für das Vereinzeln parallel zur Längsrichtung X vorzugsweise öfter geschnitten als quer zu der Längsrichtung X des Blocks 1, da hierdurch der Herstellungsaufwand reduziert werden kann (siehe oben). Die Schnittflächen der Teilblöcke erfüllen dabei bevorzugt bereits die Anforderungen an die gewünschte Oberflächenqualität, beispielsweise in Bezug auf die Rauigkeit.
  • 2 zeigt einen Teilblock 3 oder Riegel beispielhaft für eine Vielzahl der aus dem Block 1 vereinzelten Teilblöcke 3.
  • Das vorgestellte Verfahren umfasst weiterhin nach dem Vereinzeln des Blocks 1 in die Teilblöcke 3 das thermische Behandeln der Teilblöcke 3. Das thermische Behandeln umfasst ein Entkohlen der Teilblöcke 3 zum Austreiben von Kohlenstoff aus den Teilblöcken 3, in einer sauerstoffarmen Atmosphäre. Die sauerstoffarme Atmosphäre ist eine Atmosphäre mit reduziertem Sauerstoffpartialdruck. Durch einen reduzierten Sauerstoffpartialdruck kann insbesondere eine Oxidation der Innenelektroden, welche aus Kupfer (Cu) sind, verhindert oder eingeschränkt werden. Vorzugsweise nach dem Entkohlen umfasst das thermische Behandeln eine Sinterung der Grünschichten zu keramischen Schichten.
  • Das Verfahren umfasst weiterhin, vorzugsweise nach dem thermischen Behandeln, das mechanische Bearbeiten von Ober- oder Seitenflächen der Teilblöcke 3. Die mechanische Bearbeitung erfolgt vorzugsweise an den Seitenflächen 6, 7, 8 und 9 des oder der Teilblöcke 3.
  • Anschließend wird jeder einzelne Teilblock 3 vorzugsweise mit Außenelektroden (nicht explizit dargestellt) versehen. Die Außenelektroden werden vorzugsweise an Hauptseitenflächen der Teilblöcke 3 angebracht oder abgeschieden. Diese Hauptseitenflächen sind in 2 mit den Bezugszeichen 6 und 7 bezeichnet.
  • In Bezug auf die mechanische Bearbeitung der Seitenflächen 6 und 7 werden, wegen der oben erwähnten Problematik des Schleifaufmaßes wegen möglicher isolierender Bereiche an den Seitenflächen 6 und 7, besonders hohe Anforderungen gestellt. Die isolierenden Bereiche können durch den lateralen Versatz von in Stapelrichtung benachbarten Innenelektroden gebildet sein, so dass beispielsweise bei dem Versehen der Teilblöcke mit Außenelektroden jeweils auf den Seitenflächen 6 und 7 nur jede zweite Innenelektrode mit der jeweiligen Außenelektrode kontaktiert und/oder elektrisch leitfähig verbunden wird.
  • 3 veranschaulicht das Vereinzeln der Teilblöcke quer zu der Längsrichtung X in einzelne keramische Vielschichtbauelemente 100. Dabei wird jeder Teilblock 3 nach dem Versehen mit den Außenelektroden quer zu der Längsrichtung X vereinzelt oder geschnitten. Eine nachträgliche (nach dem Vereinzeln) thermische und/oder mechanische Behandlung zumindest der Seitenflächen 6 und 7 des keramischen Vielschichtbauelements 100 (rechts in 3) ist durch das vorgestellte Verfahren mit Vorteil nicht mehr erforderlich.
  • Nach dem Vereinzeln der Teilblöcke in die keramischen Vielschichtbauelemente 100 kann das Verfahren weitere Prozessschritte zur endgültigen Fertigstellung der einzelnen keramischen Vielschichtbauelemente 100 umfassen.
  • Das vorgestellte Verfahren wird bei der Herstellung von vielschichtigen piezoelektrischen Aktuatoren mit Cu-Innenelektroden angewandt. Weiterhin könnten auch Bauelemente oder Aktuatoren mit anderen Elektrodentypen z.B. aus Ag oder AgPd auf die gleiche Weise prozessiert oder hergestellt werden.
  • Auch kann diese Technologie bei anderen Produkten angewandt werden, z.B. bei vielschichtigen Keramikkondensatoren, wobei die vielschichtigen Bauteile oder Vielschichtbauelemente über viele Prozessschritte als ein Teil des Blocks oder als ein ganzer Block und nicht vereinzelt bearbeitet werden.
  • Es wurden mehrere Bauformen von Vielschichtbauelementen oder Teilblöcken hergestellt oder produziert, beispielsweise mit den Abmessungen 3,4 × 3,4 × 27 mm3 bis 5,2 × 5,2 × 60 mm3.
  • In 4 ist ein Herstellungsverfahren eines keramischen Vielschichtbauelements angedeutet, anhand dessen die Vorteile des Verfahrens gemäß den 1 bis 3 erläutert sind. Speziell ist ein Block 1 gemäß der 1 gezeigt. Die Konturen der Teilblöcke 3, in die der Block 1 vereinzelt wird (siehe rechts in 4) sind, wie oben beschrieben, durch Schnitte oder Schnittrichtungen 2 angedeutet. Das rechte Bild zeigt einen Teilblock 3 oder Riegel beispielhaft für eine Vielzahl von aus dem Block 1 vereinzelten Teilblöcken 3. Die Schnitte 2 erfolgen oder verlaufen hier für das Vereinzeln parallel und quer zur Längsrichtung X. Quer zur Längsrichtung X kann der Block 1 in diesem Verfahren - im Gegensatz zum oben beschriebenen Verfahren - genauso oder annähernd so oft geschnitten werden, wie parallel zur Längsrichtung X. Das in den 1 bis 3 beschriebene Verfahren bietet gegenüber dem Verfahren aus 4 die Vorteile einer deutlich vereinfachten Herstellung des keramischen Vielschichtbauelements (wie oben beschrieben).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Block
    2
    Schnittrichtung
    3
    Teilblock
    5
    Grünschicht
    6, 7, 8, 9
    Seitenfläche
    100
    Keramisches Vielschichtbauelement
    X
    Längsrichtung
    Y, Z
    Richtungen

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung von keramischen Vielschichtbauelementen (100) umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen von mit Innenelektroden aus Kupfer versehenen Grünschichten (5) für die keramischen Vielschichtbauelemente (100), - Stapeln der Grünschichten (5) zu einem Stapel und anschließendes Pressen des Stapels zu einem Block (1), - Vereinzeln des Blocks (1) in Teilblöcke (3) mit jeweils einer Längsrichtung (X),- thermisches Behandeln der Teilblöcke (3), umfassend Entkohlen der Grünschichten unter gegenüber der Normal-Atmosphäre reduziertem Sauerstoffpartialdruck, und anschließendes mechanisches Bearbeiten von Oberflächen (6, 7, 8, 9) der Teilblöcke (3), wobei das mechanische Bearbeiten eine Abtragung von Material von den Oberflächen der Teilblöcke durch Schleifen umfasst, wobei gegenüberliegenden Seitenflächen, eine Oberseite und eine Unterseite eines jeden Teilblocks (3) mechanisch bearbeitet werden, - Versehen der Teilblöcke (3) mit Außenelektroden, - Vereinzeln der Teilblöcke (3) jeweils quer zu der Längsrichtung (X) in einzelne keramische Vielschichtbauelemente (100).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Block (1) für das Vereinzeln quer zu einer Längsrichtung (X) des Blocks (1) nur einmal geschnitten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Block (1) für das Vereinzeln quer zu einer Längsrichtung (X) des Blocks (1) mehrfach geschnitten wird.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Block (1) für das Vereinzeln parallel zu einer Längsrichtung (X) des Blocks (1) öfter geschnitten wird als quer zu der Längsrichtung (X) des Blocks (1).
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächen (6, 7, 8, 9) der Teilblöcke (3) an gegenüberliegenden Seitenflächen (6,7) mechanisch bearbeitet werden, an welchen die Teilblöcke (3) mit Außenelektroden versehen werden.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren nach dem Versehen der Teilblöcke (3) mit Außenelektroden, das Versehen der Teilblöcke (3) mit einer Außenkontaktierung, beispielsweise durch ein Lot oder durch einen Lötprozess, umfasst.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das keramische Vielschichtbauelement (100) ein piezoelektrisches Vielschichtbauelement, beziehungsweise ein piezoelektrischer Aktuator, ist.
  8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das keramische Vielschichtbauelement (100) ein Vielschichtkondensator ist.
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