DE3543251A1

DE3543251A1 - Piezoelektrisches festkoerperbauelement

Info

Publication number: DE3543251A1
Application number: DE19853543251
Authority: DE
Inventors: Akira Nagaokakyo Kyoto Ando; Toshio Ogawa
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1985-12-06
Publication date: 1986-06-12
Also published as: JPH0535607B2; JPS61139112A; DE3543251C2; US4759107A

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

-4-BESCHREIBUNG

Piezoelektrisches Festkörperbauelement

Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Festkörperbauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem gesinterten Grundkörper, der durch Übereinanderschichten mehrerer unbehandelter Keramikplättchen, die auf ihren Hauptflächen Elektrodenmuster tragen, und durch gemeinsames Brennen der so erhaltenen Anordnung hergestellt wird.

Die Figuren 10 und 11 zeigen eine perspektivische Ansicht und einen Querschnitt durch ein konventionelles plattenartiges piezoelektrisches Element 1, bei dem räumliche bzw. Volumenschwingungen auftreten. Ein polarisiertes
piezoelektrisches Keramikelement 2 besitzt an seiner
oberen und an seiner unteren Fläche jeweils eine
Elektrode 3 und 4, so daß gewünschte räumliche bzw.

Volumenschwingungen, die auch zu Zählzwecken verwendet werden können, beim Anlegen einer Spannung an die
Elektroden 3 und 4 erhalten werden. Bei einem derartigen plattenförmigen piezoelektrischen Element 1 kann die
Resonanzfrequenz im allgemeinen dadurch eingestellt werden, daß die Endflächen des Elementes geläppt werden, also
im vorliegenden Fall die äußeren Randumfangsflächen.

Das in den Figuren 10 und 11 dargestellte piezoelektrische Element 1 eignet sich jedoch nicht zur Verbindung beispielsweise mit einem zweiten Resonator zur Bildung einer Filterkette bzw. eines symmetrischen
Kettenleiters (Abzweigfilter), dessen Impedanz relativ klein sein muß.

Die Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch ein kurzlich entwickeltes piezoelektrisches Festkörperbauelement

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Dieses piezoelektrische Festkörperbauelement 11 besteht aus mehreren keramischen Schichten 11a b!Ls lic, dole üBereinandergeschichtet sind. Zwischen den einzelnen Schichten liegen innere Elektroden 13b und 13c. Elektroden und Schichten sind durch gemeinsames Brennen miteinander verbunden. Auf der oberen und der unteren Fläche der so gebildeten Struktur liegen äußere Elektroden 13a und 13d, die entweder gemeinsam mit den inneren Elektroden 13b und 13c hergestellt worden sind, oder erst nach dem genannten Brennen. Die Elektroden 13a bis 13d sind über äußere Elektroden 15 und 16 jeweils abwechselnd miteinander verbunden. Im vorliegenden Fall sind also die Elektroden 13a und 13c über die äußere Elektrode 15 und die Elektroden 13b und 13d über die äußere Elektrode 16 verbunden. Die ubereinandergeschichteten jeweiligen Keramikschichten 11a bis lic sind in Richtung der jeweils in Figur 12 dargestellten Pfeile polarisiert, und zwar durch eine an die äußeren Elektroden 15 und 16 angelegte Spannung. Durch Anlegen einer Spannung an die äußeren Elektroden 15 und 16 können sich somit die übereinanderliegenden Keramikschichten 11a bis lic im gesamten Schichtbereich ausdehnen oder zusammenziehen.

Beim beschriebenen piezoelektrischen Festkörperbauelement 11 nach Figur 12 läßt sich im Vergleich zum konventionellen plattenförmigen piezoelektrischen Element 1 nach den Figuren 10 und 11 bei Aufrechterhaltung der Größe die Impedanz in sehr starkem Maße vermindern. Allerdings läßt sich durch Läppen der Endflächen des gesinterten Körpers nicht der gewünschte Resonanzfrequenzpegel einstellen. Beim piezoelektrischen Festkörperbauelement 11 nach Figur 12 würden nämlich die äußeren Elektroden 15 und 16 durch den Läppvorgang entfernt werden, da diese auf den Endflächen des gesinterten Körpers liegen. Das piezoelektrische Festkörperbauelement könnte somit nicht mehr als Resonator arbeiten.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein piezoelektrisches Festkörperbauelement der zuletzt genannten Art so weiterzubilden, daß seine Resonanzfrequenz leicht und zuverlässig eingestellt werden kann. 5

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das piezoelektrische Festkörperbauelement nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich aus durch

- einen aus mehreren in einer Stapelrichtung überein-

andergeschichteten und auf ihren Hauptflächen Elektroden tragenden Keramikplatten sowie durch Brennen der so erhaltenen Struktur gebildeten gesinterten Körper,

- zwei wenigstens teilweise innerhalb des gesinterten Körpers liegende Elektrodengruppen, von denen die erste eine Mehrzahl von elektrisch untereinander verbundenen und übereinanderliegenden ersten Elektroden und die zweite eine Mehrzahl von elektrisch untereinander verbundenen und übereinanderliegenden zweiten Elektroden besitzt und die Elektroden beider Elektrodengruppen in Stapelrichtung abwechselnd angeordnet sind, und durch

- erste und zweite Verbindungselemente zur elektrischen Verbindung der jeweils die erste bzw. die zweite Elektrodengruppe bildenden ersten bzw. zweiten Elektroden, wobei die Verbindungselemente erste und zweite elektrisch leitfähige Elemente innerhalb von Durchgangslöchern, die sich im gesinterten Körper befinden, aufweisen, die jeweiligen ersten Elektroden der ersten Elektrodengruppe so ausgebildet sind, daß sie nicht in elektrischem Kontakt mit dem zweiten leitfähigen Element und die jeweiligen zweiten Elektroden der zweiten Elektrodengruppe so ausgebildet sind, daß

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sie nicht in elektrischem Kontakt mit dem ersten leitfähigen Element stehen.

Die genannten Keramikplatten können beispielsweise in noch unbehandeltem bzw. ungesintertem Zustand übereinandergeschichtet werden und tragen als Elektroden dienende Elektrodenmuster, die beispielsweise auf die Keramikplatten aufgedruckt worden sind. Die übereinandergeschichteten Keramikplatten werden gegeneinander gepreßt und gebrannt, so daß ein gesinterter Körper erhalten wird.

Innerhalb des gesinterten Körpers sind zwei Durchgangslöcher vorhanden. Durch jeweils ein Durchgangsloch werden die zu einer Elektrodengruppe gehörenden Elektroden elektrisch untereinander verbunden. Es sind daher keine äußeren Elektroden im Bereich der ümfangsflachen des gesinterten Körpers zur elektrischen Verbindung der innerhalb des gesinterten Körpers vorhandenen Elektroden erforderlich. Die Ümfangsflachen können daher geläppt bzw. poliert werden, so daß eine einfache und sichere Einstellung der Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Festkörperbauelementes möglich ist. Da die Elektroden der ersten und zweiten Elektrodengruppe durch die genannten Durchgangslöcher verbunden werden, können gleichzeiitg mehrere piezoelektrische Festkörperbauelemente hergestellt werden, so daß eine effektive Fertigung bei geringen Herstellungskosten möglich ist.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Durchgangslöcher in schwingungsarmen Bereichen des gesinterten Körpers bzw. der Keramikplatten angeordnet.

Vorzugsweise befinden sich die Durchgangslöcher im Bereich von Schwingungsknotenpunkten des gesinterten Körpers bzw. der Keramikplatten, oder in der Nähe der Schwingungsknotenpunkte. Die Durchgangslöcher können sich aber auch in den Eckbereichen der jeweiligen Keramikplatten befinden.

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Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Elektroden der ersten und zweiten Elektrodengruppe elektrodenfreie Bereiche, in denen die Durchgangs- ■ löcher liegen. Die jeweiligen ersten und zweiten leit- \ fähigen Elemente innerhalb der Durchgangslöcher stehen ι dabei mit den Elektroden über geeignet ausgebildete Vorsprünge in Kontakt, die sich von den Elektroden in einen j elektrodenfreien Bereich bis zu einem Durchgangsloch hinein i erstrecken.

Vorteilhafterweise sind die ersten und zweiten leitfähigen Elemente elektrisch leitfähige Schichten, die an der inneren Umfangsflache der Durchgangslöcher angeordnet sind. Die ersten und zweiten leitfähigen Elemente können aber auch durch elektrisch leitfähiges Material gebildet sein, das in die Durchgangslöcher eingefüllt ist bzw. diese ausfüllt.

Die durch Brennen zu dem gesinterten Körper miteinander verbundenen Keramikplatten bzw. Keramikschichten sind abwechselnd in oder entgegengesetzt zur Stapelrichtung polarisiert.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Frontansicht eines ersten

Ausführungsbeispiels nach der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Herstellung des piezoelektrischen Festkörperbauelementes nach den Figuren 1 und 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf noch unbehandelte bzw. ungesinterte Keramikplättchen für das in

den Figuren 1 und 2 dargestellte piezoelektrische Festkörperbauelement,

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Fig. 5 eine Draufsicht auf die Hauptflächen der

Keramikplättchen, die mit Durchgangslöchern versehen sind und auf ihren Hauptflächen Elektrodenmuster tragen, Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Keramikplättchen im Bereich einer Durchgangsöffnung, Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung zur Erläuterung der Lage der übereinander angeordneten Elektroden des piezoelektrischen Festkörperbauelementes,

Fig. 7A eine Draufsicht auf ein Keramikplättchen mit einem abgewandelten Elektrodenmuster, Fig. 8 den Zusammenhang zwischen Impedanz und Frequenz bei einem konventionellen plattenartigen piezoelektrischen Element,

Fig. 9 den Zusammenhang zwischen Impedanz und Frequenz bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten piezoelektrischen Festkörperbauelement,

Fig. 10 und 11 eine perspektivische und eine Querschnittsansicht des konventionellen plattenartigen piezoelektrischen Elementes, und

Fig. 12 eine Querschnittsansicht durch ein konventionelles piezoelektrisches Fetkörperbauelement.

In der Figur 1 ist eine Frontansicht des piezoelektrischen Festkörperbauelementes nach der vorliegenden Anmeldung schematisch dargestellt. Das monolithische piezoelektrische Element 21 (piezoelektrisches Festkörperbauelement) besitzt plattenförmige Keramikschichten 21a bis 21c, die ubereinandergeschichtet angeordnet sind. Dabei liegen sich die Hauptflächen bzw. großen Schichtoberflächen jeweils gegenüber. Zwischen den Keramikschichten liegen Elektroden 22b und 22c, die ebenfalls als dünne Schichten bzw. Filme ausgebildet sind.

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Auf der äußeren Oberfläche der oberen Keramikschicht 21a und auf der äußeren Oberfläche der unteren Keramikschicht 21c liegt darüber hinaus jeweils eine weitere Elektrode 22a bzw. 22d. Auch diese weiteren Elektroden 22a und 22d sind als dünne Schichten bzw. Filme ausgebildet. Die Elektroden 22a und 22c des piezoelektrischen Festkörperbauelementes 21 sind elektrisch miteinander verbunden, und zwar durch ein Durchgangsloch 25 hindurch, das an seiner inneren Randumfangsflache eine erste leitfähige Schicht trägt, die in Figur 1 nicht eingezeichnet ist. Das Durchgangsloch 25 befindet sich sowohl in der Keramikschicht 21a als auch in der Keramikschicht 21b. Weiterhin sind die Elektroden 22b und 22d elektrisch miteinander verbunden, und zwar durch ein weiteres Durchgangsloch 26, das an seiner inneren Umfangsflache eine zweite leitfähige Schicht trägt. Dieses zweite Durchgangsloch 26 befindet sich sowohl in der Keramikschicht 21b als auch in der Keramikschicht 21c.

Die Elektroden 22a und 22c bilden daher eine erste Elektrodengruppe, während die Elektroden 22b und 22d eine zweite Elektrodengruppe bilden. Die jeweiligen Durchgangslöcher 25 und 26 sind im Bereich von Schwingungsknotenpunkten des piezoelektrischen Festkörperbauelementes 21 oder in deren Nähe angeordnet, wie nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Es sind daher keine äußeren Elektroden an den Endflächen bzw. Randumfangsflachen des piezoelektrischen Festkörperbauelementes 21 erforderlich, um die jeweiligen Elektroden 22a bis 22d in der angegebenen Weise zu verbinden. Die Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Festkörperbauelementes kann daher in einfacher Weise durch Läppen dieser Endflächen bzw. Randumfangsflächen des piezoelektrischen Festkörperbauelementes eingestellt werden. Die Durchgangslöcher 25 und 26 können auch mit leitfähigem Material aufgefüllt werden, um die Elektroden 22a bis 22d, wie beschrieben, miteinander zu verbinden.

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Wie bereits erwähnt, werden die Durchgangslöcher 25 und vorzugsweise im Bereich von Schwingungsknotenpunkten oder in deren Nähe angeordnet, da in diesen Bereichen eine mechanische Unterstützung des piezoelektrischen Festkörperbauelementes erfolgt. Die Durchgangslöcher 25 und können aber auch in geeigneten anderen Bereichen angeordnet sein.

Im Nachfolgenden wird die Herstellung des piezoelektrischen Festkörperbauelementes nach den Figuren 1 und 2 anhand der Figur 3 näher erläutert. Zunächst werden unbehandelte bzw. ungesinterte Keramikplatten 21a bis 21c hergestellt, wie sie in Figur 4 abgebildet sind. Die Figur 4 zeigt dabei jeweils Draufsichten auf die Hauptoberfläche der Keramikplatten. Die jeweiligen Keramikplatten 21a bis 21c bilden schließlich die Keramikschichten 21a bis 21c in Figur 1, und sind deswegen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In die Keramikplatten 21a bis 21c werden Durchgangsöffnungen 25a, 25b, 26b und 26c eingebracht , die alle dieselbe Größe besitzen. Durch die genannten Durchgangsöffnungen 25a, 25b, 26b und 26c werden die bereits erwähnten Durchgangslöcher 25 und 26 erhalten.

Im Anschluß daran werden auf den Hauptflächen der jeweiligen Keramikplatten 21a bis 21c Elektrodenmuster 22a bis 22d aufgedruckt, wie in Figur 5 gezeigt ist. Die Elektrodenmuster können auch durch andere geeignete Verfahren auf den Keramikplatten gebildet werden. Das Elektrodenmuster 22d befindet sich auf der rückseitigen Fläche der Keramikplatte 21c, wie die Figur 1 erkennen läßt. Allerdings verläuft die Blickrichtung auf das Elektrodenmuster 22d in Figur 5 ausgehend vom Elektrodenmuster 22c, das auf der anderen bzw. Oberseite der Keramikplatte 21c liegt, um die Lage der Durchgangsöffnung 26c besser darstellen zu können. Wie der Figur 5 zu entnehmen ist,

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befinden sich im Zentrum der Keramikplatten 21b und 21c bzw. der zugeordneten Elektrodenmuster 22b und 22c elektrodenfreie Bereiche 27 und 28. Das Elektrodenmuster 22b besitzt ferner einen Vorsprung 29b, der sich in Richtung der Durchgangsöffnung 26b in den elektrodenfreien Bereich 27 hineinerstreckt und bis zur Durchgangsöffnung 26b erreicht. Auf diese Weise wird der Rand der Durchgangsöffnung 26b elektrisch mit dem Elektrodenmuster 22b über den Vorsprung 29b verbunden. In ähnlicher Weise besitzt das Elektrodenmuster 22c einen Vorsprung 29c, der sich jedoch nicht bis zu einer Durchgangsöffnung innerhalb der Keramikplatte 21c erstreckt. Der Vorsprung 29c aus leitfähigem Material endet vielmehr an einer Position, an der das Durchgangsloch 25b in der oberen Keramikplatte 21 liegt, wenn alle Keramikplatten 21a bis 21c übereinandergeschichtet sind.

Nach Bildung der jeweiligen Elektrodenmuster 22a bis 22d werden die inneren Randbereiche der Durchgangsöffnungen 25a, 25b, 26b und 26c mit elektrisch leitfähigen Schichten versehen. Dieser Zustand ist in Figur 6 dargestellt, die einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Figur 5 zeigt.

Wie der Figur 6 klar zu entnehmen ist, liegt eine leitfähige Schicht 31 am inneren Randbereich der Durchgangsöffnung 25a innerhalb der Keramikplatte 21a an, die auf ihrer oberen Fläche das Elektrodenmuster 22a trägt. Die leitfähige Schicht 31 kann beispielsweise durch 0 Aufdrucken leitfähigen Materials an beiden Seiten der Durchgangsöffnung 25a bzw. an beiden Oberflächen der Keramikplatte 21a hergestellt werden. In ähnlicher Weise werden leitfähige Schichten in den Durchgangslöchern 25b, 26b und 26c erzeugt.

Die mit den Elektrodenmustern 22a bis 22d versehenen Keramikplatten 21a bis 21c werden dann übereinanderge-

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schichtet, wie in Figur 5 gezeigt ist. Anschließend werden sie dann gegeneinander gedrückt. In diesem Stadium sind die Durchgangsöffnungen 25a und 25b aufeinander ausgerichtet, während gleichzeitig die Durchgangsöffnungen 26b und 26c aufeinander ausgerichtet sind. Das Elektrodenmuster 22a und das Elektrodenmuster 22c sind daher elektrisch miteinander verbunden, und zwar über die leitfähigen Schichten in den inneren Randbereichen der Durchgangsöffnungen 25a und 25b. Das durch die Durchgangsöffnungen 25a und 25b gebildete Durchgangsloch 25 sowie die leitfähige Schicht in seinem inneren Randbereich stellen ein erstes Verbindungselement gemäß der vorliegenden Anmeldung dar. In gleicher Weise stellen das durch die Durchgangsöffnungen 26b und 26c gebildete Durchgangsloch 26 und die zweite leitfähige Schicht an seinem inneren Randbereich ein zweites Verbindungselement gemäß der vorliegenden Anmeldung dar, um die Elektrodenmuster 22b und 22d miteinander zu verbinden.

In der Figur 7 sind in Form einer perspektivischen Explosionsdarstellung die übereinanderliegenden Elektroden 22a bis 22d des piezoelektrischen Festkörperbauelementes 21 nach den Figuren 1 und 2 dargestellt, wobei Frontbereiche der Elektroden 22a bis 22d entfernt sind. Nicht gezeigt sind in Figur 7 die Keramikplatten 21a bis 21c. Wie anhand der Figur 7 zu erkennen ist, ist die Elektrode 22a elektrisch mit dem Vorsprung 29c der Elektrode 22c über das Durchgangsloch 25 verbunden, während der Vorsprung 29b der Elektrode 22b mit der Elektrode 22d über das Durchgangsloch 26 elektrisch verbunden ist.

Wie in Figur 7A zu erkennen ist, können zusätzlich Durchgangslöcher 35 und 36 in der Nähe der Ecken von Keramikplatten 31b vorhanden sein. In diesem Fall ist beispielsweise ein Vorsprung 39b mit einer Elektrode 32b verbunden, wobei andere Elektroden in entsprechender Weise ausgebildet sein können.

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Nach dem Zusammendrücken der genannten Keramikplatten wird die erhaltene Anordnung unter vorbestimmten Sinterbedingungen gebrannt, so daß ein piezoelektrisches Festkörperbauelement erhalten wird, wie es bereits in den Figuren 1 und 2 beschrieben worden ist.

Entsprechend dem Weg (a) in Figur 3 wird der gesinterte Körper polarisiert, indem eine Spannung an die Elektroden 22a und 22d angelegt wird, die auf der oberen und der unteren Fläche des piezoelektrischen Festkörperbauelementes 21 nach den Figuren 1 und 2 liegen. Die Keramikplatten 21a bis 21c werden somit in Richtung der Pfeile in Figur 1 polarisiert.

Danach werden die Endflächen zur Frequenzeinstellung poliert. Die zuvor beschriebenen Schritte können nicht nur zur Herstellung eines einzelnen piezoelektrischen Festkörperbauelementes durchlaufen werden, sondern auch dann, wenn gleichzeitig eine größere Anzahl von piezoelektrischen Festkörperbauelementen hergestellt werden soll. Im zuletzt genannten Fall wird der gesinterte Körper so unterteilt, beispielsweise zersägt, daß einzelne piezoelektrische Festkörperbauelemente erhalten werden.

Es wird dann eine erneute Messung vorgenommen, um eine gewünschte Zentrumsfrequenz einzustellen, während dabei gleichzeitig die Endflächen des vorliegenden piezoelektrischen Festkörperbauelementes poliert werden.

Entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 22a bis 22d elektrisch miteinander über die Durchgangslöcher 25 und 26 verbunden, so daß keine Verbindungselektroden an den Endflächen bzw. Randumfangsflachen vorhanden sein müssen. Diese Endflächen können daher zur Einstellung der Zentrumsfrequenz geläppt bzw. poliert werden.

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In der Figur 9 ist die Impedanz in Abhängigkeit der Frequenz bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Anmeldung aufgetragen. Figur 8 zeigt dagegen das Impedanz-Frequenzverhalten des in Figur 10 dargestellten konventionellen plattenartigen piezoelektrischen Elementes 1. Sowohl das zur Messung verwendete piezoelektrische Festkörperbauelement nach der Figur 1 als auch das plattenförmige piezo~ elektrische Element nach Figur 10 besaßen eine Flächenausdehnung von 7x7 mm und eine Dicke von o,5 mm. Wie ein Vergleich der Figuren 8 und 9 unmittelbar erkennen läßt, besitzt das piezoelektrische Festkörperbauelement nach der Figur 1 eine wesentlich kleinere Impedanz, während bei ihm gleichzeitig unerwünschte Störschwingungen aufgrund von Oberwellenschwingungen erheblich reduziert sind. Im Vergleich zum konventionellen plattenartigen piezoelektrischen Element 1 nach Figur 10 werden darüber hinaus aber auch die Störschwingungen vermindert, die durch Dickenexpansions-Modenschwingungen hervorgerufen werden.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte piezoelektrische Festkörperbauelement besteht lediglich aus drei Keramikschichten bzw. Keramikplatten und vier Elektrodenschichten. Selbstverständlich kann es auch aus mehr als drei Keramikplatten und vier Elektrodenschichten bestehen und entsprechend der beschriebenen Art hergestellt sein. Keramikplatten und Elektroden bzv/. das Element selbst können kreisförmig ausgebildet sein, um die genannten Ausdehnungs- bzw. Volumenschwingungen zu erzeugen. Darüber hinaus kann ein piezoelektrisches Festkörperbauelement der genannten Art auch eine gerade Anzahl von Keramikplatten besitzen, zum Beispiel vier oder sechs Platten.

Im Allgemeinen werden die Elektroden 22a und 22d auf die Keramikplatten 21a und 21c aufgebracht, bevor diese übereinandergeschichtet werden. Die genannten Elektroden 22a und 22d können auf die Keramikplatten 21a und 21c

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aber auch aufgebracht werden, nachdem die aufeinandergeschichteten Keramikplatten 21a bis 21c zur Bildung des gesinterten Körpers gebrannt worden sind. Dieser Weg ist in der Figur 3 mit (b) bezeichnet. In der Praxis hat sich diese Vorgehensweise als vorteilhaft erwiesen.

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl. Ing. H. Steinmeister Dipl. Ing. F. E. Müller A , . . , . _. Mauerkircherstrasse 45 Artur-Ladebeck-Strasse 51 D-8000 MÜNCHEN 80 D-4800 BIELEFELD 1 FP-2958 Mü/Ur/b mRn MURATA MANUFACTURING CO., LTD. 26-10 Tenjin 2-chome, Nagaokakyo-shi, Kyoto-fu, Japan Piezoelektrisches Festkörperbauelement Priorität: 10. Dezember 1984, Japan, Ser.No. 261507/1984 (P) PATENTANSPRÜCHE

1. Piezoelektrisches Festkörperbauelement, ge kennzeichnet durch

- einen aus mehreren in einer Stapelrichtung übereinandergeschichteten und auf ihren Hauptflächen Elektroden tragenden Keramikplatten (21a-21c) sowie durch Brennen der so erhaltenen Struktur gebildeten gesinterten Körper (21),

- zwei wenigstens teilweise innerhalb des gesinterten Körpers (21) liegende Elektrodengruppen, von denen die erste eine Mehrzahl von elektrisch untereinander verbundenen und übereinanderliegenden ersten Elektroden (22a,22c) und die zweite eine Mehrzahl von elektrisch untereinander verbundenen und übereinanderliegenden

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zweiten Elektroden (22b,22d) besitzt und die Elektroden beider Elektrodengruppen in Stapelrichtung abwechselnd angeordnet sind, und durch

- erste und zweite Verbindungselemente zur elektrischen Verbindung der jeweils die erste bzw. zweite Elektrodengruppe bildenden ersten bzw. zweiten Elektroden, wobei die Verbindungselemente erste und zweite elektrisch leitfähige Elemente innerhalb von Durchgangslöchern (25a,25b;26b,26c), die sich im gesinterten Körper (21) befinden, aufweisen, die jeweiligen ersten Elektroden der ersten Elektrodengruppe so ausgebildet sind, daß sie nicht in elektrischem Kontakt mit dem zweiten leitfähigen Element und die jeweiligen zweiten Elektroden der zweiten Elektrodengruppe so ausgebildet sind, daß sie nicht in elektrischem Kontakt mit dem ersten leitfähigen Element stehen.

2. Piezoelektrisches Festkörperbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (25a,25b;26b,26c) in schwingungsarmen Bereichen des gesinterten Körpers (21) bzw. der Keramikplatten (21a-21c) angeordnet sind.

3. Piezoelektrisches Festkörperbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangs löcher (25a,25b;26b,26c) in Schwingungsknotenpunkten des gesinterten Körpers bzw. der Kermaikplatten oder in der Nähe von Schwingungsknotenpunkten angeordnet ist.

4. Piezoelektrisches Festkörperbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der ersten und zweiten Elektrodengruppe eiektrodenfreie Bereiche (27,28) umfassen, in denen die Durchgangslöcher (25a,25b;26b,26c) 1iegen.

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5. Piezoelektrisches Festkörperbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten leitfähigen Elemente elektrisch leitfähige Schichten sind, die an der inneren Umfangsflache der Durchgangslöcher (25a,25b; 26b,26c) angeordnet sind.

6. Piezoelektrisches Festkörperbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten leitfähigen Elemente durch elektrisch leitfähiges Material gebildet sind, das in die Durchgangslöcher (25a,25b;26b,26c) eingefüllt ist bzw. diese ausfüllt.

7. Piezoelektrisches Festkörperbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Brennen zu dem gesinterten Körper (21) miteinander verbundenen Keramikplatten (21a-21c) abwechselnd in oder entgegengesetzt zur Stapelrichtung polarsisiert sind.