DE3309851A1

DE3309851A1 - Wandlerplatte fuer elektroakustische wandler

Info

Publication number: DE3309851A1
Application number: DE19833309851
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl.-Ing. 8000 München Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1983-03-18
Publication date: 1984-09-27

Description

Wandlerplatte für elektroakustische Wandler
Die Erfindung betrifft eine Wandlerplatte für piezoelektrische Wandler, insbesondere Fernhörer in Fernsprechanlagen, die in ihrem Randbereich zwischen Lagerkörpern eingespannt gehalten ist und mit einer beidseitig mit Elektroden versehenen Piezokeramik, die formschlüssig mit der Wandlerplatte verbunden ist, wobei die elektrische Zuführung an die Elektroden über Bändchen oder dgl. herstellbar ist.
Derartige Wandlerplatten sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. In diesem Zusammenhang wird auf die DE-OS 31 07 344, DE-OS 31 07 293, DE-OS 30 07 834, DE-OS 30 05 708, DE-OS 30 07 808 und DE-PS 19 61 217 verwiesen, bei welchen ebenfalls die Wandlerplatte in ihrem Randbereich zwischen Lagerkörpern eingespannt gehalten ist.
Piezoelektrische Wandler gehören zur Gruppe der reversiblen Wandler, d.h. sie können elektrisch angeregt werden und geben dann Schall ab oder umgekehrt. Diese Wandler sind demnach vielseitig einsetzbar. So können sie in Sprechkapseln, Hörkapseln oder als Tonruf bei Fernsprec#hanlagen Verwendung finden. Je nach seiner Anwendung muß der Wandler speziell an die Erfordernisse beispielsweise einer Hörkapsel angepaßt werden, d.h. es ist unter Umständen ein Verstärker vorzusehen oder es müssen die Resonatorräume sowie Schallführungskanäle speziell auf den jeweiligen Einsatz abgestimmt werden.
Bei der Verwendung piezoelektrischer Wandler als Fernhörer ist eine Wandlerkapazität von etwa 200 nF erforderlich, um den erforderlichen Spannungs-iJbertragungsfaktor im Fernsprecher zu erreichen, da damit der Fernhörer an den Fernsprecher angepaßt ist. Zur Realisierung sind zwei Lösungen bekannt geworden. Die eine Lösung besteht in der Verwendung einer sehr dünnen Keramik mit einer mittleren Dielektrizitätskonstanten #s1500, die andere in der Verwendung einer mittleren Keramikdicke (ca. 100 #m) mit einer höheren Dielektrizitätskonstanten ~- 4000. Die zuerst genannte Lösung kann zu Problemen bei der automatischen Verklebung der dünnen Keramik zur Folge haben. Die zweite Lösung erfordert eine hohe Dielektrizitätskonstante, die eine höhere Temperaturabhängigkeit der Keramik zur Folge hat.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Temperaturabhängigkeit der Wandlerplatte vernachlässigbar klein zu halten, ohne daß eine allzu dünne Keramik Verwendung finden müßte.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf beide Seiten der Wandlerplatte jeweils eine beidseitig mit Elektroden versehene Piezoker.amik formschlüssig aufgebracht ist und beide Piezokeramiken elektrisch parallel geschaltet sind.
Es wird demnach eine zusätzliche beidseitig mit Elektroden versehene piezokeramische Schicht auch auf die andere Seite der Wandlerplatte aufgebracht, wobei durch die Parallelschaltung der Keramikscheiben die Temperaturabhängigkeit kompensiert wird. Demnach sind nun auch dickere Piezokeramiken verwendbar, die problemlos mit der Wandlerplatte verklebt werden können.
Ublicherweise werden die elektrischen Anschlüsse zu den Elektroden der Piezokeramik durch elektrisch leitfähige Bändchen oder Drähte hergestellt, die auf die äußere Elektrode angelötet werden. Die Kontaktierung der inneren Elektroden kann durch Einlegen des Bändchens zwischen Elektrode und Klebemittel vorgenommen. Eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung der inneren Elektrode ist durch die DE-OS 28 20 403 bekannt, bei der die Wandlerplatte im Bereich der Elektrode einen Ansatz aufweist, der das Klebemittel durchdringt und an der Elektrode anliegt. Eine derartige Ausführung erfordert jedoch spezielle Wandlerplatten.
Eine äußerst zweckmäßige Kontaktierung ist dadurch erreichbar, daß die Wandlerplatte aus elektrisch leitfähigem Material besteht, die beiden beidseitig mit Elektroden versehenen Piezokeramiken mit der Wandlerplatte durch ein elektrisch leitfähiges Klebemittel verbunden sind.
Damit entfallen aufwendige Wandlerplatten. An die äußeren Elektroden werden wie üblich Bändchen angelötet. Die Kontaktierung mit Bändchen an die inneren Elektroden kann entfallen. Es ist lediglich ein elektrischer Anschluß an die elektrisch leitfähige Wandlerplatte mittels eines Bändchens erforderlich.
Es kann jedoch in anderen Fällen erforderlich sein, anstelle des elektrisch leitfähigen Klebers oder der Verwendung einer elektrisch nichtleitfähigen Wandlerplatte einen elektrisch isolietenden Klebestoff zu verwenden.
Die Wandlerplatte ist demnach dadurch gekennzeichnet, daß beide beidseitig mit Elektroden versehenen Piezokeramiken durch einen elektrisch isolierenden Kunststoff mit der Wandlerplatte verbunden sind.
In diesem Fall kann die Kontaktierung zu den inneren Elektroden durch zwischen Klebeschicht und Elektroden eingelegte Bändchen hergestellt werden.
Aus Symmetriegründen ist es zweckmäßig, wenn die mit Elektroden versehenen piezokeramischen Schichten einander gegenüberliegend auf der Wandlerplatte angeordnet sind.
Diese Ausführung bietet einen weiteren Vorteil, wenn die Wandlerplatte derat ausgebildet ist, daß diese im Bereich der piezokeramischen Schichten mit einem Durchbruch versehen ist, dessen Bereich vor der isolierenden Klebeschicht frei bleibt und mit einem Leitkleber ausgefüllt ist, der die beiden inneren Elektroden der piezokeramischen Schicht miteinander kontaktiert.
Die Kontaktierung der inneren Elektroden kann somit über die Wandlerplatte vorgenommen werden, wenn diese elektrisch leitfähig ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Wandlerplatte im Bereich der piezokeramischen Schichten mit einem Durchbruch versehen ist, dessen Bereich von der isolierenden Klebeschicht frei bleibt und durch welches ein zwischen Klebeschicht und innerer Elektroden angeordnetes Bändchen einer Seite auf die andere Seite zwischen Klebeschicht und innerer Elektrode der anderen Seite nach außen hindurchgeführt ist.
Damit kann ebenfalls ein viertes Bändchen zur Kontaktierung einer inneren Elektrode entfallen.
Im folgenden sei die Erfindung anhand von fünf Figuren näher erläutert.
Es zeigen sowohl Fig. 1 und 2 als auch Fig. 3 und 4 jeweils eine Ausführungsform einer Wandlerplatte.
Fig. 5 zeig eine weitere Variante der Kontaktierung.
In Fig. 1 und 2 ist eine Wandlerplatte dargestellt, dessen Träger 1 aus elektrisch leitfähigem Material besteht Auf diesen Träger sind beidseitig die mit Elektroden 2, 3, 4, 5 versehenen Piezokeramiken 6, 7 mittels eines elektrisch leitfähigen Klebemittels 8, 9 aufgebracht. Die äußeren Elektroden 2, 5 sind an Kupferbändchen 10, 11 mittels Lötung kontaktiert, die inneren Elektroden 3, 4 sind galvanisch über den Leitkleber 8, 9 mit dem Träger 1 verbunden. Dieser Träger ist mit einem weiteren Kupferbändchen 12 kontaktiert.
Eine andere Ausführungsform einer Wandlerplatte ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Es sind wiederum die mit Elektroden 13, 14, 15, 16 versehenen Piezokeramiken 17, 18 zu erkennen, die zu beiden Seiten des Trägers 19 durch einen elektrisch nichtleitfähigen Kleber 20, 21 mit dem Träger verbunden sind. Der Kleber 20 und 21 ist ganzflächig über dem Träger 19 aufgebracht. Die äußeren Elektroden 13, 14 sind durch Lötung mit den Kupferbändchen 22, 23 elektrisch verbunden. Die Kontaktierung der inneren Elektroden geschieht dadurch, daß jeweils zwischen Klebeschicht und innerer Elektrode jeweils ein Kupferbändchen 24, 25 eingelegt wird und dann durch den Preßvorgang mit der jeweiligen Elektrode kontaktiert wird.
Eine weitere Variante ist in Fig. 5 dargestellt. Hier ist der Träger 26 mit einem Durchbruch 27 versehen. Auf beiden Seiten des Trägers ist ganzflächig eine isolierende Klebeschicht 28, 29 vorgesehen. Die beidseitig mit Elektroden 30, 31, 32, 33 versehenen Piezokeramiken 34, 35 sind durch einen Preßvorgang mit der Klebeschicht verbunden. Die Kontaktierung der äußeren Elektroden ist die gleiche wie bei den Ausführungen nach Fig. 1 und 3. Die inneren Elektroden werden derart kontaktiert, daß vor dem Preßvorgang ein Kupferbändchen 36 auf einer Seite zwischen innerer Elektrode und Klebeschicht eingelegt wird, durch den Durchbruch 27 hindurchgeführt wird und auf der an- deren Seite zwischen Klebeschicht 28 und innerer Elektrode 31 nach außen geführt wird.
6 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

Patentansprüche g Wandlerplatte für piezoelektrisfrle Wandler1 insbesondere Fernhörer in Fernsprechanlagen, die in ihrem Randbereich zwischen Lagerkörpern eingespannt gehalten ist **@ mit einer beidseitig mit Elektroden versehenen Piezokeramik, die formschlüssig mit der Wandlerplatte verbunden ist, wobei die elektrische Zuführung an die Elektroden über Bändchen oder dgl. herstellbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf beide Seiten der Wandlerplatte (1, 19, 26) jeweils eine beidseitig mit Elektroden versehene Piezokeramik (6, 7, 17, 18, 34, 35).

formschlüssig aufgebracht ist und beide Piezokeramiken elektrisch parallel geschaltet sind.
2. Wandlerplatte nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Wandlerplatte (1) aus elektrisch leitfähigem Material besteht, die beiden beidseitig mit Elektroden (2, 3, 4, 5) versehenen Piezokeramiken (6, 7) mit der Wandlerplatte (1) durch ein elektrisch leitfähiges Klebemittel (8, 9) verbunden sind (Fig. 1).
3. Wandlerplatte nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß beide beidseitig mit Elektroden versehenen Piezokeramiken (17, 18) durch einen elektrisch isolierenden Kunststoff (20, 21) mit der Wandlerplatte (19) verbunden sind- (Fig. 3).
4. Wandlerplatte nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die mit Elektroden versehenen piezokeramischen Schichten einander gegenüberliegend auf der Wandlerplatte angeordnet sind (Fig. 1, 3, 5).
5. Wandlerplatte nach Anspruch 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wandlerplatte (26) im Bereich der piezokeramischen Schichten mit einem Durchbruch (27) versehen ist, dessen Bereich von der isolierenden Klebeschicht frei bleibt und mit einem Leitkleber ausgefüllt ist, der die beiden -inneren Elektroden der piezokeramischen Schicht miteinander kontaktiert.
6. Wandlerplatte nach Anspruch 3 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wandlerplatte (26) im Bereich der piezokeramischen Schichten mit einem Durchbruch (27) versehen ist, dessen Bereich von der isolierenden Klebeschicht frei bleibt und durch welches ein zwischen Klebeschicht und innerer Elektrode angeordnetes Bändchen (36) einer Seite auf die andere Seite zwischen Klebeschicht und innerer Elektrode der anderen Seite nach außen hindurchgeführt ist.