DE102015219427A1

DE102015219427A1 - Piezo element and ultrasonic transducer with a piezoelectric element

Info

Publication number: DE102015219427A1
Application number: DE102015219427.2A
Authority: DE
Inventors: Ahmed Kariouh
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2017-04-13
Anticipated expiration: 2035-10-08
Also published as: DE102015219427B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Piezoelement (10), mit einer Piezokeramik (12) und zwei auf der Piezokeramik (12) aufgebrachten Elektrodenschichten (13, 14), wobei die Elektrodenschichten (13, 14) jeweils einen Verbindungsbereich aufweisen, der mit einem Leitungselement (15, 16) stoffschlüssig verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass wenigstens eine Elektrodenschicht (13, 14) wenigstens zwei Teilbereiche (17, 18) aufweist, einen ersten Teilbereich (17) zur Ausbildung des Verbindungsbereichs und einen zweiten Teilbereich (18), dass die beiden Teilbereiche (17, 18) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind, und dass der erste Teilbereich (17) eine bessere Schweißbarkeit oder Lötbarkeit mit dem Leitungselement (15, 16) aufweist als der zweite Teilbereich (18).The invention relates to a piezoelectric element (10) with a piezoceramic (12) and two electrode layers (13, 14) applied to the piezoceramic (12), the electrode layers (13, 14) each having a connection region which is connected to a line element (15 , 16) is materially connectable. According to the invention, it is provided that at least one electrode layer (13, 14) has at least two partial regions (17, 18), a first partial region (17) for forming the connecting region and a second partial region (18) such that the two partial regions (17, 18 ) are formed of different materials, and that the first portion (17) has a better weldability or solderability with the conduit member (15, 16) than the second portion (18).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Piezoelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Ultraschallwandler unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Piezoelements.The invention relates to a piezoelectric element according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an ultrasonic transducer using a piezoelectric element according to the invention.

Ein Piezoelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 198 16 456 C1 bekannt. Ein derartiges Piezoelement dient als Bestandteil in Ultraschallwandlern bei Kraftfahrzeugen zur Abstandsmessung. Das Piezoelement ist insbesondere mit einer Membran des Ultraschallwandlers verbunden, derart, dass bei einer elektrischen Ansteuerung des Piezoelements eine Volumenänderung des Piezoelements stattfindet, die zu einer Schwingungsanregung des Membranelements führt. Hierzu weist das bekannte Piezoelement eine Piezokeramik in Form einer dünnen Scheibe auf, die an ihren beiden Stirnflächen jeweils eine mit unterschiedlichen Polen einer Spannungsquelle elektrisch verbindbare Elektrodenschichten hat. Die Elektrodenschichten sind durch eine Metallisierung bzw. Beschichtung an der Piezokeramik ausgebildet. Die Verbindung zwischen der Spannungsquelle und den beiden Elektrodenschichten erfolgt üblicherweise mittels (dünnen) Drähten, die mit der jeweiligen Elektrodenschicht stoffschlüssig verbunden sind, insbesondere durch eine Löt- bzw. Schweißverbindung. Aus Gründen der Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen den Elektrodenschichten und den Drähten ist es dabei wesentlich, dass die Elektrodenschichten eine gute Schweißbarkeit bzw. Lötbarkeit mit dem Material der Drähte aufweisen. In der Praxis finden daher üblicherweise Elektrodenschichten Verwendung, die beispielsweise durch eine Beschichtung der Piezokeramik mit einer Silberlotpaste ausgebildet sind, welche durch einen anschließenden Trocknungs- bzw. Sinterungsprozess aushärtet. Aus Gründen der angesprochenen guten Schweißbarkeit bzw. Lötbarkeit ist es dabei erforderlich, einen relativ hohen Silberanteil bei der Silberpaste vorzusehen, beispielsweise in Höhe von 80% der Masse der Silberpaste. Dies hat den Nachteil, dass die Elektrodenschichten aufgrund des relativ hohen Preises von Silber bzw. anderer, ggf. alternativ verwendeter, eine gute Schweißbarkeit bzw. Lötbarkeit aufweisender Materialien relativ teuer in der Herstellung sind. A piezoelectric element according to the preamble of claim 1 is known from DE 198 16 456 C1 known. Such a piezoelectric element serves as a component in ultrasonic transducers in motor vehicles for distance measurement. The piezoelectric element is in particular connected to a diaphragm of the ultrasonic transducer, such that when the piezoelectric element is driven electrically, a change in volume of the piezoelectric element takes place, which leads to a vibration excitation of the membrane element. For this purpose, the known piezoelectric element has a piezoceramic in the form of a thin disk, which has at its two end faces in each case one with different poles of a voltage source electrically connectable electrode layers. The electrode layers are formed by a metallization or coating on the piezoceramic. The connection between the voltage source and the two electrode layers is usually carried out by means of (thin) wires, which are materially connected to the respective electrode layer, in particular by a soldering or welding connection. For reasons of reliability of the connection between the electrode layers and the wires, it is essential that the electrode layers have a good weldability or solderability with the material of the wires. In practice, electrode layers are therefore usually used, which are formed, for example, by a coating of the piezoceramic with a silver solder paste, which cures by means of a subsequent drying or sintering process. For reasons of the mentioned good weldability or solderability, it is necessary to provide a relatively high silver content in the silver paste, for example in the amount of 80% of the mass of the silver paste. This has the disadvantage that the electrode layers are relatively expensive to produce due to the relatively high price of silver or other materials, if used as an alternative, having good weldability or solderability.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Piezoelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass dessen Herstellkosten verringert werden können.Starting from the illustrated prior art, the invention has the object, a piezoelectric element according to the preamble of claim 1 such that its manufacturing costs can be reduced.

Diese Aufgabe wird bei einem Piezoelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem eine Elektrodenschicht über deren gesamte Fläche aus dem gleichen Material bzw. der gleichen Stoffzusammensetzung besteht, lediglich einen (ersten) Teilbereich der Elektrodenschicht, der einen Verbindungsbereich mit einem Leitungselement bzw. Draht ausbildet, aus einem Material auszubilden, das eine gute Schweißbarkeit bzw. Lötbarkeit aufweist. Weiterhin weist die Elektrodenschicht einen (zweiten) Teilbereich auf, in dem die Elektrodenschicht nicht mit dem Leitungselement bzw. Draht verbunden ist. Dieser zweite Teilbereich, der beispielsweise durch eine Überlappung oder durch eine sonstige Maßnahme elektrisch leitend mit dem ersten Teilbereich verbunden ist, besteht aus einem elektrisch leitfähigen Material, das in der Herstellung preiswerter sein kann als das Material, das den ersten Teilbereich ausbildet. This object is achieved in a piezoelectric element with the features of claim 1. The invention is based on the idea, in contrast to the prior art, in which an electrode layer over its entire surface of the same material or the same composition of matter, only a (first) portion of the electrode layer having a connection region with a line element or Wire trains to form from a material that has good weldability or solderability. Furthermore, the electrode layer has a (second) partial region in which the electrode layer is not connected to the line element or wire. This second subarea, which is electrically conductively connected to the first subarea, for example by an overlap or by some other measure, consists of an electrically conductive material, which can be cheaper to manufacture than the material that forms the first subarea.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Piezoelements sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the piezoelectric element according to the invention are listed in the subclaims.

In einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung, die insbesondere eine besonders einfache bzw. gute Verbindung der beiden Teilbereiche der Elektrodenschicht ermöglicht, ist es vorgesehen, dass die beiden Teilbereiche aus demselben Grundmaterial bestehen und unterschiedlich große Anteile eines die Schweißbarkeit bzw. die Lötbarkeit bestimmenden Stoffes oder einer Stoffverbindung aufweisen. Durch die Verwendung derartiger, artgleicher Grundmaterialen für die beiden Teilbereiche der Elektrodenschicht wird darüber hinaus die Korrosionsanfälligkeit einer derartigen Elektrodenschicht minimiert. In a first embodiment of the invention, which in particular allows a particularly simple or good connection of the two subregions of the electrode layer, it is provided that the two subregions consist of the same base material and different sized fractions of a weldability or solderability determining substance or a Have substance compound. Moreover, the use of such material of the same material for the two subareas of the electrode layer minimizes the susceptibility to corrosion of such an electrode layer.

In konkreter Weiterbildung des zuletzt genannten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die beiden Teilbereiche durch Aufbringen einer elektrisch leitenden Silberpaste mit unterschiedlich hohem Silbergehalt auf die Piezokeramik ausgebildet sind. Insbesondere ist es dabei vorgesehen, dass der Silberanteil an der Masse der Silberpaste im ersten Teilbereich etwa 80%, und der Silberanteil im zweiten Teilbereich weniger als 60% beträgt. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Silberanteil in dem ersten Teilbereich zur Erzielung einer besonders guten Löt- bzw. Schweißbarkeit über das ansonsten übliche Maß hinausgehend erhöht wird, um die Verbindung besonders stabil bzw. zuverlässig auszubilden. In a concrete development of the last-mentioned proposal, it is provided that the two subareas are formed by applying an electrically conductive silver paste with different high silver content to the piezoceramic. In particular, it is provided that the silver content of the mass of the silver paste in the first subregion is about 80%, and the silver content in the second subregion is less than 60%. It can also be provided that the silver content in the first subregion is increased beyond the otherwise usual level in order to achieve a particularly good solderability or weldability in order to form the compound in a particularly stable or reliable manner.

Um die beiden Teilbereiche elektrisch miteinander zu verbinden, ist es vorgesehen, dass die beiden Teilbereiche in zumindest teilweiser Überdeckung angeordnet sind. Eine derartige Ausbildung umfasst auch eine Ausführung der Überdeckung, bei der der erste Teilbereich vollständig auf dem zweiten Teilbereich aufgebracht ist. Eine derartige Ausbildung ermöglicht insbesondere einen herstellungstechnisch besonders einfachen Beschichtungsprozeß zum Ausbilden der beiden Teilbereiche, bei der in einem ersten Prozessschritt der zweite Teilbereich auf die Piezokeramik mittels üblicher Techniken vollflächig aufgebracht wird und anschließend der erste Teilbereich auf den zweiten Teilbereich. Unter üblichen Techniken werden im Rahmen der Erfindung beispielsweise Siebdruckverfahren, Sputterverfahren oder ähnliche Verfahren verstanden. In order to electrically connect the two subareas to one another, it is provided that the two subregions are arranged in at least partial coverage. Such a design also includes an embodiment of the overlap, wherein the first portion completely on the second portion is applied. Such a design makes it possible, in particular, to produce a particularly simple coating process for forming the two partial regions, in which, in a first process step, the second partial region is applied over the whole area to the piezoceramic by means of conventional techniques, and then the first partial region is applied to the second partial region. Conventional techniques are understood in the context of the invention, for example, screen printing, sputtering or similar methods.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Teilbereich nicht durch eine Metall enthaltende Paste, sondern durch ein steifes bzw. halbsteifes Metallplättchen ausgebildet ist, das mit dem zweiten Teilbereich durch übliche Verbindungstechniken, beispielsweise Schweißen, verbunden ist. Hierbei besteht das Metallplättchen vorzugsweise aus einem Material, das in Verbindung mit dem Leitungselement eine besonders gute Lötbarkeit bzw. Schweißbarkeit aufweist. Weiterhin wird das Material des Metallplättchens bzw. des zweiten Teilbereichs der Elektrodenschicht derart ausgewählt, dass eine möglichst geringe Korrosionsanfälligkeit im Verbindungsbereich zwischen den beiden Elementen besteht.It can also be provided that the first portion is not formed by a metal-containing paste, but by a rigid or semi-rigid metal plate, which is connected to the second portion by conventional bonding techniques, such as welding. In this case, the metal plate preferably consists of a material which, in conjunction with the line element, has a particularly good solderability or weldability. Furthermore, the material of the metal plate or of the second subregion of the electrode layer is selected in such a way that there is the lowest possible susceptibility to corrosion in the connection region between the two elements.

Einen weiteren Aspekt der Erfindung betrifft die mögliche Anordnung der ersten Teilbereiche der Elektrodenschichten an der Piezokeramik. Insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei der die Piezokeramik mit einer Seite vollflächig an einem weiteren Element, insbesondere einem Wandlergehäuse, anliegt, ist es bekannt, die dort befindliche Elektrodenschicht zur Kontaktierung über eine Seitenfläche der Piezokeramik auf die andere Seite der Piezokeramik herumzuführen, in deren Bereich auch die andere Elektrodenschicht angeordnet ist. Um einen Kurzschluss zwischen den beiden, auf der gleichen Seite der Piezokeramik angeordneten Elektrodenschichten zu vermeiden, sind diese durch einen elektrisch nichtleitenden Bereich voneinander getrennt. Um bei einer derartigen Ausführungsform eines Piezoelements eine einfache Umsetzung der erfinderischen Idee zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass eine Elektrodenschicht auf unterschiedlichen Seiten der Piezokeramik ausgebildet ist, und dass auf der einen Seite der Piezokeramik die Elektrodenschicht ausschließlich den zweiten Teilbereich und der auf der anderen Seite der Piezokeramik zumindest den ersten Teilbereich aufweist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass auf der Seite der Piezokeramik, auf der keine elektrische Kontaktierung der Elektrodenschicht erfolgt, die Elektrodenschicht vollständig von dem Material des zweiten Teilbereichs gebildet wird.A further aspect of the invention relates to the possible arrangement of the first portions of the electrode layers on the piezoceramic. In particular, in one embodiment, in which the piezoceramic abuts the entire surface of another element, in particular a converter housing, it is known to guide the electrode layer located there for contacting via a side surface of the piezoceramic on the other side of the piezoceramic, in the region the other electrode layer is arranged. To avoid a short circuit between the two, arranged on the same side of the piezoceramic electrode layers, these are separated by an electrically non-conductive region. In order to enable a simple implementation of the inventive idea in such an embodiment of a piezoelectric element, it is provided that an electrode layer is formed on different sides of the piezoceramic, and that on one side of the piezoceramic, the electrode layer exclusively the second portion and on the other Side of the piezoceramic has at least the first portion. In other words, this means that on the side of the piezoceramic on which no electrical contacting of the electrode layer takes place, the electrode layer is completely formed by the material of the second partial region.

In Weiterbildung des zuletzt genannten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die beiden ersten Teilbereiche der beiden Elektrodenschichten auf der gleichen Seite der Piezokeramik angeordnet sind. Dadurch wird eine besonders einfache Kontaktierung der beiden Elektrodenschichten von derselben Seite der Piezokeramik her ermöglicht.In a further development of the last-mentioned proposal, it is provided that the two first partial regions of the two electrode layers are arranged on the same side of the piezoceramic. As a result, a particularly simple contacting of the two electrode layers from the same side of the piezoceramic is made possible.

Zuletzt kann es in einer weiteren Ausgestaltung des zuletzt genannten Vorschlags vorgesehen sein, dass die Elektrodenschichten auf der Seite der Piezokeramik, die die beiden ersten Teilbereiche trägt, vollständig aus dem Material der ersten Teilbereiche ausgebildet sind. Eine derartige Ausbildung des Piezoelements ermöglicht es, in voneinander getrennten Herstellungsschritten mit jeweils nur einem einzigen Material die gegenüberliegenden Seiten des Piezoelements bzw. die dort angeordneten Elektrodenschichten auszubilden. Finally, it can be provided in a further embodiment of the last-mentioned proposal that the electrode layers on the side of the piezoceramic, which carries the two first partial regions, are completely formed from the material of the first partial regions. Such a design of the piezoelectric element makes it possible to form the opposite sides of the piezoelectric element or the electrode layers arranged there in separate manufacturing steps, each with only a single material.

Die Erfindung umfasst auch einen Ultraschallwandler mit einem soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Piezoelement. Ein derartiger Ultraschallwandler weist dieselben Vorteile auf wie das Piezoelement, d.h. dass er insbesondere gegenüber dem Stand der Technik geringere Herstellkosten aufweist. The invention also includes an ultrasonic transducer with a piezoelectric element according to the invention described so far. Such an ultrasonic transducer has the same advantages as the piezo element, i. in particular that it has lower production costs compared with the prior art.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.

Diese zeigt in:This shows in:

1 ein erfindungsgemäßes Piezoelement an einer perspektivischen Ansicht und 1 a piezoelectric element according to the invention in a perspective view and

2 eine Draufsicht auf das Piezoelement gemäß 1. 2 a plan view of the piezoelectric element according to 1 ,

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

Das in der 1 dargestellte Piezoelement 10 ist insbesondere Bestandteil eines nicht dargestellten Ultraschallwandlers, wie er zur Abstandsmessung in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Das Piezoelement 10, das im dargestellten Ausführungsbeispiel scheibenförmig ausgebildet ist und beispielsweise einen Durchmesser von etwa 7mm Durchmesser und eine Dicke von etwa 200µm aufweist, besteht aus einer (mittig angeordneten) Piezokeramik 12 und auf gegenüberliegenden Seiten der Piezokeramik 12 angeordneten Elektrodenschichten 13, 14. Die beiden Elektrodenschichten 13, 14 sind jeweils mit einem Leitungselement 15, 16, insbesondere in Form eines (dünnen) Drahts, elektrisch verbunden. Die Verbindung zwischen dem Leitungselement 15, 16 und der jeweiligen Elektrodenschicht 13, 14 erfolgt durch eine stoffschlüssige Verbindung, die, je nach Wahl des Elektrodenmaterials bzw. des Leitungselements 15, 16, als Lötverbindung oder aber als Schweißverbindung ausgebildet ist.That in the 1 shown piezoelectric element 10 is in particular part of an ultrasonic transducer, not shown, as it is used for distance measurement in a motor vehicle. The piezo element 10 , which is disc-shaped in the illustrated embodiment and, for example, has a diameter of about 7mm diameter and a thickness of about 200μm, consists of a (centrally arranged) piezoceramic 12 and on opposite sides of the piezoceramic 12 arranged electrode layers 13 . 14 , The two electrode layers 13 . 14 are each with a conduit element 15 . 16 , in particular in the form of a (thin) wire, electrically connected. The connection between the pipe element 15 . 16 and the respective electrode layer 13 . 14 takes place by a cohesive connection, which, depending on the choice of the electrode material or the line element 15 . 16 , is designed as a solder joint or as a welded joint.

Die beiden, jeweils mit einem unterschiedlichen Pol einer nicht dargestellten Spannungsquelle verbundenen Elektrodenschichten 13, 14 weisen jeweils einen ersten Teilbereich 17 und einen zweiten Teilbereich 18 auf. Der erste Teilbereich 17 der Elektrodenschicht 13, 14 dient der Verbindung mit dem Leitungselement 15, 16. Er ist in dem Ausführungsbeispiel rechteckförmig ausgebildet, kann jedoch auch eine andere Form aufweisen. Weiterhin sind die beiden Teilbereiche 17, 18 elektrisch leitend miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Anordnung in teilweiser Überdeckung. Dabei ist es unwesentlich, ob im Überdeckungsbereich der erste Teilbereich 17 oberhalb des zweiten 18 Teilbereichs angeordnet ist oder umgekehrt.The two, each connected to a different pole of a voltage source, not shown, electrode layers 13 . 14 each have a first subarea 17 and a second subarea 18 on. The first section 17 the electrode layer 13 . 14 serves the connection with the line element 15 . 16 , It is rectangular in the embodiment, but may also have a different shape. Furthermore, the two subareas 17 . 18 electrically connected to each other, for example, by an arrangement in partial coverage. It is immaterial whether in the coverage area of the first subarea 17 above the second 18 Subarea is arranged or vice versa.

Erfindungswesentlich ist, dass die beiden Teilbereiche 17, 18 derart ausgebildet sind, dass das Material, das für die Ausbildung des ersten Teilbereichs 17 verwendet wird, eine bessere Schweißbarkeit bzw. Lötbarkeit mit dem Leitungselement 15, 16 aufweist als das Material des zweiten Teilbereichs 18.Essential to the invention is that the two sub-areas 17 . 18 are formed such that the material used for the formation of the first portion 17 is used, a better weldability or solderability with the conduit element 15 . 16 has as the material of the second portion 18 ,

Bei dem in den Figuren dargestellten Piezoelement 10 ist die eine Stirnfläche 19 der Piezokeramik 12 vollständig von dem Material der einen Elektrodenschicht 14 überdeckt. Insbesondere ist die Stirnfläche 19 durch ein Material der Elektrodenschicht 14 ausgebildet, die den zweiten Teilbereich 18 bildet. Das Material der Elektrodenschicht 14 ist über einen Teilbereich einer umfangsseitig verlaufenden Seitenfläche 23, insbesondere in Form einer Beschichtung, bis auf die andere Stirnfläche 20 der Piezokeramik 12 ausgebildet und dort in Art eines Kreissegments 21 ausgebildet. Innerhalb der Fläche des Kreissegments 21 ist der erste Teilbereich 17 der Elektrodenschicht 14 dadurch ausgebildet, dass das Material des ersten Teilbereichs 17 der Elektrodenschicht 14 auf das Material des zweiten Teilbereichs 18 der Elektrodenschicht 14 aufgebracht ist. In the case of the piezoelectric element shown in the figures 10 is the one end face 19 the piezoceramic 12 completely of the material of the one electrode layer 14 covered. In particular, the end face 19 by a material of the electrode layer 14 formed the second subarea 18 forms. The material of the electrode layer 14 is over a portion of a circumferentially extending side surface 23 , in particular in the form of a coating, except for the other end face 20 the piezoceramic 12 trained and there in the manner of a circle segment 21 educated. Within the area of the circle segment 21 is the first section 17 the electrode layer 14 formed by the material of the first portion 17 the electrode layer 14 on the material of the second section 18 the electrode layer 14 is applied.

Weiterhin erkennt man anhand der Figuren, dass die zweite Elektrodenschicht 13 lediglich über einen Teil der Stirnfläche 20 der Piezokeramik 12 ausgebildet ist, wobei die beiden Elektrodenschichten 13, 14 auf der Stirnfläche 20 durch einen schlitzförmig ausgebildeten Isolationsbereich 22 voneinander getrennt sind. Auch erkennt man, dass die Elektrodenschicht 13 zwei erste Teilbereiche 17 aufweist, wobei der eine erste Teilbereich 17 nahe des Isolationsbereichs 22 angeordnet ist und der andere erste Teilbereich 17 der Elektrodenschicht 13 auf der dem ersten Teilbereich 17 der Elektrodenschicht 14 abgewandten Seite der Elektrodenschicht 13. Furthermore, it can be seen from the figures that the second electrode layer 13 only over part of the face 20 the piezoceramic 12 is formed, wherein the two electrode layers 13 . 14 on the face 20 through a slit-shaped isolation area 22 are separated from each other. Also you can see that the electrode layer 13 two first sections 17 having, a first portion 17 near the isolation area 22 is arranged and the other first subarea 17 the electrode layer 13 on the first section 17 the electrode layer 14 opposite side of the electrode layer 13 ,

Eine derartige Ausbildung mit zwei ersten Teilbereichen 17 an der Elektrodenschicht 13 ermöglicht es, je nach Kontaktierungsart den einen oder den anderen ersten Teilbereich 17 der Elektrodenschicht 13 zur elektrischen Kontaktierung für das Leitungselement 16 zu verwenden. Such a training with two first sections 17 at the electrode layer 13 makes it possible, depending on Kontaktierungsart one or the other first section 17 the electrode layer 13 for electrical contacting for the conduit element 16 to use.

Das soweit beschriebene Piezoelement 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere soll der Einsatz eines derartigen Piezoelements 10 auch nicht auf den Einsatz in Ultraschallwandlern beschränkt sein, die der Abstandsmessung in Kraftfahrzeugen dienen. The piezoelectric element described so far 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. In particular, the use of such a piezoelectric element 10 also not be limited to the use in ultrasonic transducers, which serve the distance measurement in motor vehicles.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19816456 C1 [0002]

Claims

Piezo element ( 10 ), with a piezoceramic ( 12 ) and two on the piezoceramic ( 12 ) applied electrode layers ( 13 . 14 ), wherein the electrode layers ( 13 . 14 ) each have a connection region which is connected to a line element ( 15 . 16 ) is materially connectable, characterized in that at least one electrode layer ( 13 . 14 ) at least two subregions ( 17 . 18 ), a first subregion ( 17 ) for forming the connection region and a second subregion ( 18 ) that the two subareas ( 17 . 18 ) are formed of different materials, and that the first subregion ( 17 ) a better weldability or solderability with the conduit element ( 15 . 16 ) than the second subregion ( 18 ).

Piezoelectric element according to claim 1, characterized in that the two subregions ( 17 . 18 ) consist of the same base material and have different sized proportions of a weldability or solderability determining substance or a substance compound.

Piezoelectric element according to claim 2, characterized in that the two subregions ( 17 . 18 ) by applying electrically conductive silver pastes with different high silver content to the piezoceramic ( 12 ) are formed.

Piezoelectric element according to Claim 3, characterized in that the proportion of silver in the mass of the silver paste in the first subregion ( 17 ) about 80% and the silver content in the second subarea ( 18 ) is less than 60%.

Piezoelectric element according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the first subregion ( 17 ) in at least partial overlap with the second subregion ( 18 ) is arranged.

Piezoelectric element according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the first subregion ( 17 ) by a with the second portion ( 18 ) is formed cohesively connectable metal plate.

Piezoelectric element according to one of Claims 1 to 6, characterized in that an electrode layer ( 14 ) on different pages ( 19 . 20 ) of the piezoceramic ( 12 ) and that on the one hand ( 19 ) of the piezoceramic ( 12 ) the electrode layer ( 14 ) exclusively the second subarea ( 18 ) and on the other side ( 20 ) of the piezoceramic ( 12 ) at least the first subregion ( 17 ) having.

Piezoelectric element according to Claim 7, characterized in that the two first subregions ( 17 ) of the two electrode layers ( 13 . 14 ) on the same page ( 20 ) of the piezoceramic ( 12 ) are arranged.

Piezoelectric element according to claim 8, characterized in that the electrode layers ( 13 . 14 ) on the website ( 20 ) of the piezoceramic ( 12 ), which covers the first two subareas ( 17 ), completely made of the material of the first subregions ( 17 ) are formed.

Ultrasonic transducer, comprising a piezoelectric element ( 10 ) formed according to any one of claims 1 to 9.