WO2014086611A1 - Verfahren zur herstellung eines elektronischen bauteils - Google Patents

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WO2014086611A1
WO2014086611A1 PCT/EP2013/074599 EP2013074599W WO2014086611A1 WO 2014086611 A1 WO2014086611 A1 WO 2014086611A1 EP 2013074599 W EP2013074599 W EP 2013074599W WO 2014086611 A1 WO2014086611 A1 WO 2014086611A1
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electric
electronic component
polarization
electrodes
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PCT/EP2013/074599
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Alexander Glazunov
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Epcos Ag
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Publication date
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
    • H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
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    • H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
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    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/43—Electric condenser making

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an electronic component
  • An object to be solved is to provide an improved method for producing an electronic component.
  • a proposed method comprises providing a piezoelectric body provided with electrodes and applying a first electrical
  • the method comprises completing the
  • the piezoelectric body is preferably electrically conductively connected to the electrodes.
  • piezoelectric body in each case one electrode.
  • the electrodes are external electrodes.
  • an electrical operating field can be applied to the piezoelectric main body via the electrodes.
  • the electrical operating field is that electric field meant, which is when creating an electrical
  • the electrical operating field can likewise be present between inner electrode layers of the electronic component, which are each connected to one of the outer electrodes.
  • piezoelectric body in the operation of the electronic component is substantially determined by a contribution of the piezoelectric effect, i. the deformation of the
  • the piezoelectric body can be a piezoelectric
  • Each individual grain of the piezoelectric ceramic may have one or more
  • Domain flip around "not 180 °" means a change in the polarization direction of the respective ferroelectric domain by an angle other than 180 ° when the electric field is applied.
  • the domain flip around "not 180 °" contributes at least in piezoelectric ceramics based on lead zirconate titanate (PZT) at room temperature over 80% to the total deflection.
  • PZT lead zirconate titanate
  • the deflection of a piezoelectric ceramic can be improved by preferentially promoting the domain flip around "not 180 °."
  • the domain flip around "not 180 °" is influenced, for example, by the
  • an electronic component can be promoted. Consequently, an electronic component can be manufactured that has a greater deflection in operation compared to a component of the prior art or easier with comparable deflection
  • the piezoelectric body can be further polarized with advantage in such a way that the application of a mechanical force during polarization, can be dispensed with, without that in
  • piezoelectric body requires only an electrical voltage generator.
  • the first and the second electric polarization field are selected such that the achievable deflection of the electronic component in operation compared with an electronic
  • Polarization method of the prior art and / or without Applying a mechanical force has been polarized by up to 75%.
  • the piezoelectric body is preferably
  • the piezoelectric body in this case may be in a state immediately after sintering.
  • the piezoelectric body can insofar no or approximately no spontaneous
  • the piezoelectric ceramic is polarized, i. there is a spontaneous one
  • the first electric polarization field can be aligned parallel to the electrical operating field.
  • the second electric polarizing field may be anti-parallel to
  • the amount of the first electric polarizing field is less than 4 kV / mm. In a preferred embodiment of the method, the amount of the first electric polarizing field is greater than 1 kV / mm.
  • the amount of the first electric polarizing field is between 1 and 4 kV / mm.
  • Deflection of the electronic component can be achieved.
  • the amount of the first electric polarizing field is greater than the amount of the second electric polarizing field.
  • Main body in response to the applied electric field of a hysteresis curve, which is an electrical
  • Coercive field strength determined wherein the amount of the second electric polarization field is chosen smaller than the amount of the electric KoerzitivfeidGood.
  • the electric coercive field strength here preferably relates to that electric field strength in which a deflection of the first electric polarization field but not yet with the second electric polarization field
  • Deflection can be achieved in the positive direction of the electronic component, when the electric field during operation or the electrical operating voltage is applied in the positive direction. This is based on the hysteresis curve (so-called.
  • the first and / or the second electric polarization field has a temporal field profile with one or more
  • polarization effect can improve by up to 20% over static or unpulsed polarization.
  • the amount of an electric polarization field may be the magnitude of the maximum of a field pulse.
  • the piezoelectric body has a plurality of
  • piezoelectric layers and is provided with a plurality of internal electrode layers, wherein the electrodes form external electrodes, which are arranged outside the piezoelectric main body, and wherein each
  • the piezoelectric body has a ceramic, for example, containing lead zirconate titanate.
  • the present application further comprises a
  • the method of operation includes applying a mechanical force to the electronic component.
  • This device may, for example, a valve, in particular a
  • an electrical operating field is applied between the electrodes to the electronic component, wherein the electrical operating voltage is polarized according to the first polarity direction.
  • an electronic component is further specified after the above
  • the number of ferroelectric domains whose direction of polarization changes by an angle different from 180 ° when an electric field is applied compared with an electronic component of the prior art, which usually polarizes and / or without applying a mechanical force has been raised.
  • all features disclosed for the method are also disclosed for the electronic component and / or the operating method and vice versa.
  • FIG. 1 shows a first side view on the basis of a schematic side view
  • FIG. 2 shows a simplified temporal field profile
  • FIG. 3 shows a schematic view of ferroelectric
  • FIG. 4 shows a hysteresis curve (butterfly curve) of a polarized piezoelectric ceramic.
  • FIG. 5 shows simplified alternative embodiments of FIG
  • time field courses of electric polarization fields each comprising a first and a second electric polarization field.
  • FIG. 1 shows the provision of a piezoelectric
  • the piezoelectric basic body 1 is provided with two outer electrodes 2 and inner electrode layers 3.
  • the two outer electrodes 2 are preferably mechanically connected to the piezoelectric main body 1 on opposite sides of the piezoelectric main body 1
  • piezoelectric body preferably comprises a piezoelectric ceramic, for example of lead zirconate titanate (PZT) or barium titanate.
  • PZT lead zirconate titanate
  • barium titanate barium titanate
  • Inner electrode layers 3 may, for example, the
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the time sequence of electrical polarization fields.
  • a first electric polarization field E1 and then a second electric polarization field E2 between the electrodes 2 are first of all timed to the piezoelectric one
  • the first and the second electric polarization field El and E2 are, as long as they each lie between the electrodes 2, respectively constant or represented as a rectangular pulse.
  • the first and the second electric polarization field El and E2 are, as long as they each lie between the electrodes 2, respectively constant or represented as a rectangular pulse.
  • the amount of the first electric polarizing field El is preferably between 1 and 4 kV / mm. With even greater electric field strengths, there is a risk of an electrical flashover, in particular in the production of electronic components having a multiplicity of piezoelectric layers. For smaller electric Feilvesn the piezoelectric body 1, however, would be insufficiently polarized. Conveniently, a corresponding electronic component is also operated with an electrical operating field which is smaller than the first electric polarizing field, that is, for example, less than 4 kV / mm. Ferroelectric domains are formed in a piezoelectric ceramic, for example, upon cooling from the sintering temperature to below the Curie temperature. After cooling, the ferroelectric domains in the piezoelectric ceramic are randomly oriented so that the total polarization is low or zero.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of
  • a polarization state of the piezoelectric main body 1 can preferably be achieved, in which the domain flip can be promoted by "not 180 °" to operate in the electronic
  • Component 100 to achieve the highest possible deflection.
  • FIG. 3 shows the rectangles ferroelectric domains 4 whose polarization direction P is indicated on the left with the arrow respectively drawn in the ferroelectric domains 4 is.
  • the direction of an applied electric field E is shown by the arrows shown on the right outside the ferroelectric domains 4.
  • the arrows shown between each of the upper and lower ferroelectric domains 4 indicate an electric field E caused
  • FIG. 3b shows a domain flip around "not 180 °", wherein the
  • Polarization directions of the lower ferroelectric domains differ by an angle other than 180 °.
  • FIG. 4 a shows a hysteresis curve of a piezoelectric ceramic or of the piezoelectric basic body 1.
  • the curve K originating in the origin of coordinates indicates a curve K
  • FIG. 4b shows a hysteresis curve, whose origin 0 for better clarity in the origin of
  • piezoelectric body 1 in response to an applied external electric field (in kV / mm) after completion of the polarization process with the first
  • Deflection of the piezoelectric body 1 in this case has an electric Koerzitivfeid Center Ek.
  • Polarization state for example, the one
  • the electrical coercive field intensity corresponds approximately to 1.2 to 1.3 kV / mm, that is approximately approximately the electric field strength at the point B.
  • a domain flip-over by 180 ° takes place between points B and C, for example.
  • the deflection between the points 0 and B or C and D includes contributions from the actual, so not by Domainumklappung
  • the initial state of the polarization from the point 0 to the point N are laid. The closer the
  • Ceramic recipe is achievable. Other possibilities include the promotion of grain growth in the piezoelectric
  • first electric polarization field is negative and the second electric polarization field is positive.
  • This embodiment is particularly useful in the case of a negative electrical operating field.
  • the described embodiments apply analogously if a symmetrical butterfly curve is present.
  • FIG. 5 shows in simplified form alternative embodiments of time sequences of the first and second electric polarization fields E1 and E2.
  • FIG. 5a shows a
  • FIG. 5b shows a first and a second electrical
  • Polarization field El and E2 each formed by a single triangular pulse 6.
  • the second electric polarization field E2 was applied after the first electric polarization field E1 and, furthermore, the magnitude of the first electric polarization field E1 is greater than the magnitude of the second electrical field
  • Polarization field El is also positive and the second polarization electric field E2 is negative.
  • the ratio of the duration in which the first electric polarization field El is applied to the duration in which the second electric polarizing field E2 is applied may be between 10: 1 and 1:10. Preferably, said ratio is between 2: 1 and 1: 2.
  • FIG. 5c shows in each case a chronological sequence of the first electric polarization field E1 and of the second one
  • both electric polarization fields El and E2 are respectively pulsed, so that the piezoelectric base body 1 upon application of the first and second electrical
  • Polarization field El and E2 is polarized time-varying in each case.
  • Polarization field El and E2 are preferably greater than a millisecond, for example 10 milliseconds or greater. Furthermore, the pulse durations of the first and second electric polarization fields are El and E2
  • the electric polarization fields and the field pulses of the first and second electric polarization fields may have one or more of the pulse shapes of a rectangular, triangular, trapezoidal and sinusoidal shape.
  • a device for applying the mechanical force to the piezoelectric main body and to the electronic component can be provided.
  • the invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the includes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils (100). Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines piezoelektrischen Grundkörpers(1), der mit Elektroden (2) versehen ist, das Anlegen eines ersten elektrischen Polarisierungsfeldes (E1) mit einer ersten Polungsrichtung an dem piezoelektrischen Grundkörper (1) zwischen den beiden Elektroden(2), das Anlegen eines zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes (E2) nach dem Anlegen des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes (E1), in einer zweiten Polungsrichtung, entgegengesetzt zu der ersten Polungsrichtung, an dem piezoelektrischen Grundkörper (1) zwischen den Elektroden (2). Der Betrag des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes (E2) unterscheidet sich von demjenigen des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes (E1).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines elektronischen Bauteils.
Eine zu lösende Aufgabe ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Ein vorgeschlagenes Verfahren umfasst das Bereitstellen eines piezoelektrischen Grundkörpers, der mit Elektroden versehen ist und das Anlegen eines ersten elektrischen
Polarisierungsfeldes mit einer ersten Polungsrichtung an den piezoelektrischen Grundkörper zwischen den Elektroden.
Weiterhin umfasst das vorgeschlagene Verfahren nach dem
Anlegen des ersten Polarisierungsfeldes das Anlegen eines zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes in einer zweiten Polungsrichtung an den piezoelektrischen Grundkörper zwischen den Elektroden. Die erste Polungsrichtung ist entgegengesetzt zu der zweiten Polungsrichtung gepolt, wobei sich der Betrag des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes von demjenigen des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes unterscheidet. Weiterhin umfasst das Verfahren das Fertigstellen des
elektronischen Bauteils.
Der piezoelektrische Grundkörper ist vorzugsweise elektrisch leitfähig mit den Elektroden verbunden. Vorzugsweise umfasst der piezoelektrischen Grundkörper zwei Elektroden, beispielsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten des
piezoelektrischen Grundkörpers jeweils eine Elektrode.
Vorzugsweise sind die Elektroden Außenelektroden. Mit Vorteil kann über die Elektroden ein elektrisches Betriebsfeld an den piezoelektrischen Grundkörper angelegt werden. Mit dem elektrischen Betriebsfeld ist dasjenige elektrische Feld gemeint, welches sich beim Anlegen einer elektrischen
Betriebsspannung im Betrieb zwischen den Elektroden
ausbildet. Das elektrische Betriebsfeld kann im Betrieb ebenfalls zwischen Innenelektrodenschichten des elektonischen Bauteils anliegen, die jeweils mit einer der Außenelektroden verbunden sind. Mit dem beschriebenen Verfahren kann ein, vorzugsweise piezoelektrisches, elektronisches Bauelement hergestellt werden, welches mit Vorteil im Betrieb eine sehr große
Auslenkung aufweist. Die Auslenkung eines solchen
piezoelektrischen Grundkörpers im Betrieb des elektronischen Bauelements wird im Wesentlichen bestimmt durch einen Beitrag des piezoelektrischen Effektes, d.h. der Verformung des
Kristallgitters bei Anlegen eines elektrischen Feldes
einerseits und andererseits durch einen Beitrag der
Umklappung von ferroelektrischen Domänen im piezoelektrischen Grundkörper bei Anlegen des elektrischen Betriebsfeldes. Der piezoelektrische Grundkörper kann eine piezoelektrische
Keramik sein oder eine solche enthalten. Jedes einzelne Korn der piezoelektrischen Keramik kann eine oder mehrere
ferroelektrische Domänen mit jeweils einer einheitlichen dielektrischen Polarisation aufweisen.
Unter Umklappung einer ferroelektrischen Domäne wird die Änderung der Polarisationsrichtung der ferroelektrischen Domäne beim Anlegen eines elektrischen Betriebsfeldes verstanden. Man unterscheidet weiterhin zwei Typen von
Domänenumklappung, nämlich eine Domänenumklappung um 180° und eine Domänenumklappung um "nicht 180°". Eine
Domänenumklappung um 180° bedeutet eine Änderung der
Polarisationsrichtung der jeweiligen ferroelektrischen Domäne um 180° beim Anlegen eines elektrischen Feldes. Eine
Domänenumklappung um "nicht 180°" bedeutet eine Änderung der Polarisationsrichtung der jeweiligen ferroelektrischen Domäne um einen von 180° verschiedenen Winkel beim Anlegen des elektrischen Betriebsfeldes.
Die Domänenumklappung um „nicht 180°" trägt zumindest in piezoelektrischen Keramiken auf Basis von Blei-Zirkonat- Titanat (PZT) bei Raumtemperatur über 80% zu der gesamten Auslenkung bei.
Demgemäß kann die Auslenkung einer piezoelektrischen Keramik verbessert werden, indem vorzugsweise die Domänenumklappung um „nicht 180°" gefördert wird. Die Domänenumklappung um „nicht 180°" wird beispielsweise beeinflusst durch die
Materialzusammensetzung der piezoelektrischen Keramik, die Curie-Temperatur der piezoelektrischen Keramik, den
Polungszustand oder die Korngröße der piezoelektrischen
Keramik. Weiterhin kann eine Domänenumklappung um „nicht 180°" durch das Anlegen einer mechanischen Kraft oder
Gegenkraft, insbesondere während der Polarisierung, an den piezoelektrischen Grundkörper gefördert werden.
Durch das vorliegende Herstellungsverfahren kann mit Vorteil ein Polarisationszustand des piezoelektrischen Grundkörpers erzielt werden, bei dem der Beitrag der Domänenumklappung von ferroelektrischen Domänen um „nicht 180°" beim Anlegen eines elektrischen Betriebsfeldes im Betrieb zwischen den
Elektroden signifikant erhöht ist, da durch das Anlegen des ersten und des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes, die vorzugsweise antiparallel ausgerichtet sind und verschiedene Beiträge haben, die Domänenumklappung um „nicht 180°"
gefördert werden kann. Demzufolge kann ein elektronisches Bauteil hergestellt werden, das im Vergleich zu einem Bauteil des Standes der Technik im Betrieb eine größere Auslenkung aufweist bzw. bei vergleichbarer Auslenkung einfacher
hergestellt werden kann.
Durch das vorgeschlagene Anlegen des ersten und zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes kann der piezoelektrische Grundkörper weiterhin mit Vorteil derart polarisiert werden, dass auf das Anlegen einer mechanischen Kraft während der Polarisierung, verzichtet werden kann, ohne dass die im
Betrieb erreichbare Auslenkung verringert wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da eine mechanische Einrichtung zum Anlegen der beschriebenen mechanischen Kraft hohe
Anforderungen an die Präzision der beteiligten mechanischen Komponenten stellt und daher sehr kostenintensiv ist.
Mit Vorteil wird demnach für das beschriebene
Herstellungsverfahren bzw. die Polarisierung des
piezoelektrischen Grundkörpers lediglich ein elektrischer Spannungsgenerator benötigt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens sind das erste und das zweite elektrische Polarisierungsfeld derart gewählt, dass die erreichbare Auslenkung des elektronischen Bauteils im Betrieb verglichen mit einem elektronischen
Bauteil, welches entsprechend einem Herstellungs- oder
Polarisierungsverfahren des Standes der Technik und/oder ohne Anlegen einer mechanischen Kraft polarisiert wurde, um bis zu 75% erhöht ist.
Vor dem Anlegen des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes ist der piezoelektrische Grundkörper vorzugsweise
unpolarisiert . Beispielsweise kann sich der piezoelektrische Grundkörper in diesem Fall in einem Zustand direkt nach der Sinterung befinden. Der piezoelektrische Grundkörper kann insofern keine oder näherungsweise keine spontane
dielektrische Polarisation aufweisen.
Das Anlegen eines elektrischen Feldes, z.B. eines
elektrischen Polarisierungsfeldes kann die Domänenstruktur der ferroelektrischen Domänen verändern. Die Polarisation einer ferroelektrischen Domäne richtet sich dann entlang des angelegten elektrischen Feldes aus, wobei die überwiegende Domänenumklappung um „nicht 180°" stattfindet. Nach dem
Ausschalten des elektrischen Feldes ist die piezoelektrische Keramik polarisiert, d.h. es existiert eine spontane
dielektrische Polarisation. Nicht alle ferroelektrischen
Domänen können nach dem Ausschalten des elektrischen Feldes zurück in ihre Ursprungsposition umklappen, weil sich die Verteilung von elektrischen Ladungen und elastischen
Spannungen durch die Polarisierung geändert hat.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist relativ zu einem vorgegebenen elektrischen Betriebsfeld des
elektronischen Bauteils, die für den Betrieb zwischen den Elektroden angelegt wird, die erste Polungsrichtung positiv und die zweite Polungsrichtung negativ. Die Auslenkung eines piezoelektrischen Bauteils ist üblicherweise proportional zur an dem Bauteil angelegten elektrischen Feldstärke. Durch diese Ausgestaltung wird mit Vorteil die elektrische Feldrichtung bzw. eine Polung des elektrischen Betriebsfeldes des elektronischen Bauteils, bei welchem dieses betrieben werden soll und bei welchem das elektronische Bauteil eine erhöhte Auslenkung aufweisen soll, hinsichtlich des
Anschlusses bzw. der Belegung der Elektroden vorgegeben. Das erste elektrische Polarisierungsfeld kann parallel zum elektrischen Betriebsfeld ausgerichtet sein. Das zweite elektrische Polarisierungsfeld kann antiparallel zum
elektrischen Btriebsfeld ausgerichtet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes kleiner als 4 kV/mm. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes größer als 1 kV/mm.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens liegt der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes zwischen 1 und 4 kV/mm.
Mit Vorteil kann durch diese Ausgestaltungen im Betrieb des elektronischen Bauteils ein elektrischer Überschlag
verhindert werden und trotzdem eine möglichst große
Auslenkung des elektronischen Bauteils erzielt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes größer als der Betrag des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens folgt am Ende des Polarisierungsvorgangs mit dem ersten elektrischen Polarisierungsfeld die Auslenkung des piezoelektrischen
Grundkörpers in Abhängigkeit von dem angelegten elektrischen Feld einer Hysteresekurve, die eine elektrische
Koerzitivfeidstärke bestimmt, wobei der Betrag des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes kleiner gewählt ist als der Betrag der elektrischen Koerzitivfeidstärke . Die elektrische Koerzitivfeidstärke bezieht sich hier vorzugsweise auf diejenige elektrische Feldstärke, bei der eine Auslenkung des mit dem ersten elektrischen Polarisierungsfeld aber noch nicht mit dem zweiten elektrischen Polarisierungsfeld
polarisierten piezoelektrischen Grundkörpers gleich Null ist. Durch diese Ausgestaltung kann mit Vorteil eine große
Auslenkung in positiver Richtung des elektronischen Bauteils erzielt werden, wenn das elektrische Feld im Betrieb bzw. die elektrische Betriebsspannung in positiver Richtung angelegt wird. Dies wird anhand der Hysteresekurve (sog.
„Schmetterlingskurve") in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert . In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist das erste und/oder das zweite elektrische Polarisierungsfeld einen zeitlichen Feldverlauf mit einem oder mehreren
elektrischen Feldpulsen auf. Durch diese Pulsung der
elektrischen Polarisierungsfelder während der Polarisierung entsteht Joulsche Wärme durch die Ladungsbewegung, die den
Effekt der Polarisierung mit Vorteil um bis zu 20% gegenüber einer statischen oder ungepulsten Polarisierung verbessern kann. Der Betrag eines elektrischen Polarisierungsfeldes kann der Betrag des Maximums eines Feldpulses sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weisen die Feldpulse des ersten und/oder des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes jeweils zumindest eine der Pulsformen Rechteck-, Dreieck-, Trapez- und Sinusform auf.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist der piezoelektrische Grundkörper eine Vielzahl von
piezoelektrischen Schichten auf und ist mit einer Vielzahl von Innenelektrodenschichten versehen, wobei die Elektroden Außenelektroden bilden, die außerhalb des piezoelektrischen Grundkörpers angeordnet sind, und wobei jede
Innenelektrodenschicht mit einer der Außenelektroden
elektrisch leitfähig verbunden ist. Durch die Vielzahl von piezoelektrischen Schichten sowie Innenelektrodenschichten kann mit Vorteil unter anderem eine erhöhte Auslenkung des elektronischen Bauteils erzielt werden, da die an einer einzelnen piezoelektrischen Schicht anliegende elektrische Feldstärke, welche in der Regel proportional zu der
Auslenkung einer piezoelektrischen Schicht ist, auf diese Weise wesentlich erhöht werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist der piezoelektrische Grundkörper eine Keramik, beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanat enthaltend auf.
Die vorliegende Anmeldung umfasst weiterhin ein
Betriebsverfahren für ein elektronisches Bauteil, das nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Das Betriebsverfahren umfasst das Anlegen einer mechanische Kraft an das elektronische Bauteil. Durch diese Ausgestaltung kann der Vorteil einer erhöhten Auslenkung des elektronischen Bauteils im Betrieb ausgenutzt bzw. die Auslenkung mit
Vorteil weiter erhöht werden. Der Grund ist, dass durch das Anlegen der mechanischen Kraft mit Vorteil der durch das Herstellungsverfahren angestrebte Polarisationszustand für den Betrieb des elektronischen Bauteils zumindest teilweise erhalten bleiben kann, da eine mechanische Kraft auf den piezoelektrischen Grundkörper einer Entpolarisierung des piezoelektrischen Grundkörpers entgegenwirken kann. Hierzu kann das elektronische Bauteil vor dem Anlegen der
mechanischen Kraft in eine Einrichtung für die Anwendung des elektronische Bauteils eingebaut werden. Diese Einrichtung kann beispielsweise ein Ventil, insbesondere ein
Einspritzventil eines Kfz-Motors, sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Betriebsverfahren wird nach dem Anlegen der mechanischen Kraft an das elektronische Bauteil ein elektrisches Betriebsfeld zwischen den Elektroden an das elektronische Bauteil angelegt, wobei die elektrische Betriebsspannung gemäß der ersten Polungsrichtung gepolt ist. Durch diese Ausgestaltung kann mit Vorteil eine große
Auslenkung im Betrieb des elektronischen Bauteils ausgenutzt werden . Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein elektronisches Bauteil angegeben, das nach dem oben
beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
Bei dem elektronischen Bauteil ist mit Vorteil die Anzahl ferroelektrischer Domänen, deren Polarisationsrichtung sich beim Anlegen eines elektrischen Betriebsfeldes um einen von 180° verschiedenen Winkel ändert, verglichen mit einem elektronischen Bauteil des Standes der Technik, welches gewöhnlich und/oder ohne Anlegen einer mechanischen Kraft polarisiert wurde, erhöht. Insbesondere sind sämtliche für das Verfahren offenbarte Merkmale auch für das elektronische Bauteil und/oder das Betriebsverfahren offenbart und umgekehrt. Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausgestaltungen und
Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren . Figur 1 deutet anhand einer schematischen Seitenansicht erste
Verfahrensschritte des beschriebenen Verfahrens an bzw. zeigt ein mit dem beschriebenen Verfahren hergestelltes elektronisches Bauteil. Figur 2 zeigt einen vereinfachten zeitlichen Feldverlauf
umfassend ein erstes und ein zweites elektrisches Polarisierungsfeld .
Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht von ferroelektrischen
Domänen. In Figur 3a wird eine Domänenumklappung um
180° und in Figur 3b eine Domänenumklappung um „nicht 180°" angedeutet.
Figur 4 zeigt eine Hysteresekurve (Schmetterlingskurve) einer polarisierten piezoelektrischen Keramik.
Figur 5 zeigt vereinfacht alternative Ausgestaltungen von
zeitlichen Feldverläufen von elektrischen Polarisierungsfeldern, jeweils umfassend ein erstes und ein zweites elektrisches Polarisierungsfeld.
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.
Figur 1 zeigt das Bereitstellen eines piezoelektrischen
Grundkörpers 1. Der piezoelektrische Grundkörper 1 ist mit zwei Außenelektroden 2 und Innenelektrodenschichten 3 versehen. Die beiden Außenlektroden 2 werden vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten des piezoelektrischen Grundkörpers 1 mechanisch an den piezoelektrischen Grundkörper 1
angebunden bzw. mechanisch mit diesem verbunden. Der
piezoelektrische Grundkörper umfasst vorzugsweise eine piezoelektrische Keramik, beispielsweise aus Blei-Zirkonat- Titanat (PZT) oder Bariumtitanat . Die
Innenelektrodenschichten 3 können beispielsweise die
Materialien Silber, Palladium, Kupfer, Platin und/oder
Legierungen oder Kombinationen dieser Materialien umfassen.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der zeitlichen Abfolge von elektrischen Polarisierungsfeldern. Im Rahmen eines Herstellungs- oder Polarisierungsverfahrens wird zeitlich zuerst ein erstes elektrischen Polarisierungsfeldes El und dann ein zweites elektrisches Polarisierungsfeld E2 zwischen den Elektroden 2 an den piezoelektrischen
Grundkörper 1 (vgl. Figur 1) angelegt. Das erste und das zweite elektrische Polarisierungsfeld El und E2 sind, solange diese jeweils zwischen den Elektroden 2 anliegen, jeweils konstant bzw. als Rechteckpuls dargestellt. Das erste
elektrische Polarisierungsfeld El ist positiv und das zweite elektrischen Polarisierungsfeld E2 ist negativ. Weiterhin ist der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes El größer als der Betrag des zweiten elektrischen
Polarisierungsfeldes E2. Der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes El liegt vorzugsweise zwischen 1 und 4 kV/mm. Bei noch größeren elektrischen Feldstärken besteht insbesondere bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen mit einer Vielzahl von piezoelektrischen Schichten die Gefahr eines elektrischen Überschlags. Bei kleineren elektrischen Feistärken würde der piezoelektrische Grundkörper 1 hingegen nur unzureichend polarisiert. Zweckmäßigerweise wird ein entsprechendes elektronisches Bauteil ebenfalls mit einem elektrischen Betriebsfeld, das kleiner ist als das erste elektrische Polarisierungsfeld, also beispielsweise kleiner als 4 kV/mm, betrieben. Ferroelektrische Domänen entstehen in einer piezoelektrischen Keramik beispielsweise beim Abkühlen von der Sintertemperatur bis unter die Curie-Temperatur. Nach dem Abkühlen sind die ferroelektrischen Domänen in der piezoelektrischen Keramik willkürlich orientiert, so dass die Gesamtpolarisation niedrig oder gleich Null ist.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der
Domänenumklappung von ferroelektrischen Domänen um 180° (Figur 3a) und um „nicht 180°" (Figur 3b) . In der gemäß des Herstellungsverfahrens durchführbaren Polarisierung durch das erste und das zweite Polarisierungsfeld kann vorzugsweise ein Polarisationszustand des piezoelektrischen Grundkörpers 1 erzielt werden, bei dem die Domänenumklappung um „nicht 180°" gefördert werden kann, um im Betrieb des elektronischen
Bauteils 100 eine möglichst hohe Auslenkung zu erzielen. In
Figur 3 stellen die Rechtecke ferroelektrische Domänen 4 dar, deren Polarisationsrichtung P links mit dem jeweils in den ferroelektrische Domänen 4 eingezeichneten Pfeil angedeutet ist. Die Richtung eines angelegten elektrischen Feldes E ist durch die rechts außerhalb der ferroelektrischen Domänen 4 gezeigten Pfeile dargestellt. Die jeweils zwischen den oberen und unteren ferroelektrischen Domänen 4 gezeigten Pfeile deuten eine durch das elektrische Feld E hervorgerufene
Änderung der Polarisation P an. In Figur 3a ist eine
Domänenumklappung um 180° dargestellt, wobei die
Polarisationsrichtungen der oberen ferroelektrischen Domänen einander genau entgegengerichtet sind. In Figur 3b ist eine Domänenumklappung um „nicht 180°" dargestellt, wobei die
Polarisationsrichtungen der unteren ferroelektrischen Domänen sich um einen von 180° verschiedenen Winkel unterscheidet.
Figur 4a zeigt eine Hysteresekurve einer piezoelektrischen Keramik bzw. des piezoelektrischen Grundkörpers 1. Die im Koordinatenursprung entspringende Kurve K deutet eine
Neukurve des piezoelektrischen Grundkörpers 1 an, aus welcher sich nach der Polarisierung mit dem ersten elektrischen
Polarisierungsfeld El die dargestellte Hysteresekurve ergibt. Die Figur 4b zeigt eine Hysteresekurve, deren Ursprung 0 zur besseren Übersichtlichkeit in den Ursprung des
Koordinatensystems verlegt wurde. Die Hysteresekurve
beschreibt die Hysterese der Auslenkung (in μτ ) des
piezoelektrischen Grundkörpers 1 in Abhängigkeit eines angelegten äußeren elektrischen Feldes (in kV/mm) nach dem Abschluss des Polarisierungsvorgangs mit dem ersten
elektrischen Polarisierungsfeld El. Die Hysterese der
Auslenkung des piezoelektrischen Grundkörpers 1 weist dabei eine elektrische Koerzitivfeidstärke Ek auf.
Ein gewöhnlicher Ausgangszustand der Polarisierung oder
Polarisierungszustand, beispielsweise der eines
elektronischen Bauteils des Standes der Technik, welches gewöhnlich und ohne Anlegen einer mechanischen Gegenkraft polarisiert wurde, entspricht dem Punkt 0 (Ursprung) in Figur 4b. Dementsprechend beträgt die maximal, unter einem
positiven elektrischen Betriebsfeld erreichbare Auslenkung XI. Die elektrische Koerzitivfeidstärke Ek entspricht
derjenigen elektrischen Feldstärke, bei der außerhalb des Ursprungs die Auslenkung gleich Null ist. Die elektrische Koerzitivfeidstärke entspricht in etwa 1,2 bis 1,3 kV/mm, also etwa annähernd der elektrischen Feldstärke im Punkt B. Eine Domänenumklappung um 180° findet hier beispielsweise zwischen den Punkten B und C statt. Die Auslenkung zwischen den Punkten 0 und B bzw. C und D umfasst hingegen Beiträge vom eigentlichen, also nicht durch Domänenumklappung
verursachten piezoelektrischen Effekt und von einer
Domänenumklappung um „nicht 180°".
Durch das Herstellungsverfahren, insbesondere durch das zweite, entgegen dem ersten Polarisierungsfeld El
ausgerichtete zweite Polarisierungsfeld E2 kann nun
vorzugsweise der Ausgangszustand der Polarisierung von dem Punkt 0 in den Punkt N verlegt werden. Je näher der
Ausgangszustand am Punkt B liegt, desto größer wird die erreichbare Auslenkung des elektronischen Bauteils 100, wenn im Betrieb ein positives elektrisches Betriebsfeld angelegt wird. Dementsprechend beträgt die maximal, erreichbare
Auslenkung für ein elektronische Bauteil gemäß dieser
Erfindung X2 oder näherungsweise X2. So kann die erreichbare Auslenkung des elektronischen Bauteils 100 im Betrieb
verglichen mit einem elektronischen Bauteil, welches
entsprechend einem Herstellungs- oder Polarisierungsverfahren des Standes der Technik und/oder ohne Anlegen einer
mechanischen Kraft polarisiert wurde, um bis zu 75% erhöht sein . Eine Erhöhung der Auslenkung piezoelektrischer Keramiken kann auch durch eine Veränderung der Keramikrezeptur durch
gezielte Zugabe von Dotierstoffen oder eine Reduktion der Curie-Temperatur der piezoelektrischen Keramik erreicht werden, was ebenfalls durch eine Veränderung der
Keramikrezeptur erreichbar ist. Weitere Möglichkeiten sind die Förderung von Kornwachstum in der piezoelektrischen
Keramik, ebenfalls durch eine Beeinflussung der
Keramikrezeptur bzw. Keramikzusammensetzung oder des
entsprechenden Sintervorgangs. Ebenfalls ist eine Erhöhung der Auslenkung piezoelektrischer Keramiken möglich durch eine Polarisierung der piezoelektrischen Keramik unter einer starken mechanischen Kraft oder Gegenkraft, insbesondere bei erhöhten Temperaturen. Das vorgeschlagene Verfahren kann die maximale Auslenkung, die mit den genannten Maßnahmen möglich ist, noch steigern.
Es ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ebenfalls vorgesehen, dass das erste elektrische Polarisierungsfeld negativ und das zweite elektrische Polarisierungsfeld positiv ist. Diese Ausgestaltung ist insbesondere im Falle eines negativen elektrischen Betriebssfeldes zweckmäßig. Die beschriebenen Ausführungen gelten dann analog, sofern eine symmetrische Schmetterlingskurve vorliegt.
Figur 5 zeigt vereinfacht alternative Ausgestaltungen von zeitlichen Abfolgen des ersten und des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes El und E2. Figur 5a zeigt einen
Feldverlauf des ersten und des zweiten elektrischen
Polarisierungsfeldes El und E2 gemäß der Figur 2. Das erste und das zweite elektrische Polarisierungsfeldes El und E2 sind jeweils durch einen einzelnen Rechteckpuls 5 gebildet. Figur 5b zeigt ein erstes und ein zweites elektrische
Polarisierungsfeld El und E2 jeweils durch einen einzelnen Dreieckpuls 6 gebildet. Dabei wurde wie in Figur 2 bzw. 5a das zweite elektrische Polarisierungsfeld E2 nach dem ersten elektrischen Polarisierungsfeld El angelegt und weiterhin ist der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes El größer als der Betrag des zweiten elektrischen
Polarisierungsfeldes E2. Das erste elektrischen
Polarisierungsfeld El ist außerdem positiv und das zweite elektrischen Polarisierungsfeld E2 ist negativ.
Das Verhältnis der Dauer, in welcher das erste elektrische Polarisierungsfeld El angelegt wird zu der Dauer, in der das zweite elektrische Polarisierungsfeld E2 angelegt wird, kann zwischen 10 : 1 und 1 : 10 liegen. Vorzugsweise liegt das genannte Verhältnis zwischen 2 : 1 und 1 : 2.
Figur 5c zeigt jeweils eine zeitliche Abfolge des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes El und des zweiten
elektrischen Polarisierungsfeldes E2, bei der im Gegensatz zur Darstellung aus Figur 5b beide elektrischen
Polarisierungsfelder El und E2 bzw. deren Verläufe eine
Vielzahl von Dreieckspulsen umfassen. Mit anderen Worten sind beide elektrischen Polarisierungsfelder El und E2 jeweils gepulst, so dass der piezoelektrische Grundkörper 1 beim Anlegen des ersten und zweiten elektrischen
Polarisierungsfeldes El und E2 jeweils zeitlich veränderlich polarisiert wird.
In Figur 5d ist im Gegensatz zu Figur 5c, wo ebenfalls das zweite elektrische Polarisierungsfeld E2 mit Dreieckspulsen gepulst ist, das zweite elektrische Polarisierungsfeld E2 aus einem konstanten elektrische Polarisierungsfeld E2 gebildet.
Die Pulsdauern des ersten und des zweiten elektrischen
Polarisierungsfeldes El und E2 sind vorzugsweise größer als eine Millisekunde, beispielsweise 10 Millisekunden oder größer. Weiterhin sind die Pulsdauern des ersten und des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes El und E2
vorzugsweise kleiner als 10 Minuten, beispielsweise kleiner oder gleich eine Minute.
Obwohl dies teilweise nicht explizit dargestellt ist können die elektrischen Polarisierungsfelder und die Feldpulse des ersten und des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes eine oder mehrere der Pulsformen Rechteck-, Dreieck-, Trapez- und Sinusform aufweisen.
Durch die Pulsung der elektrischen Polarisierungsfelder El und E2 während der Polarisierung entsteht Verlustwärme, die den Effekt der Polarisation mit Vorteil um bis zu 20 % gegenüber einer statischen oder umgepulsten Polarisierung verbessern kann, d.h. die Ausrichtung der Polarisation einer jeden ferroelektrischen Domäne 4 entlang des jeweils
angelegten elektrischen Polarisierungsfeldes wird mit Vorteil gefördert.
Obwohl dies in den Figuren nicht explizit dargestellt ist, kann im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine Einrichtung zum Anlegen der mechanischen Kraft an den piezoelektrischen Grundkörper und an das elektronische Bauteil vorgesehen sein. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
1 Piezoelektrischer Grundkörper
2 Elektrode
3 Innenelektrode
4 Ferroelektrische Domäne
5 Rechteckpuls
6 Dreieckpuls
100 Elektronisches Bauelement
XI, X2 Auslenkungen
E Elektrisches Feld
El Erstes elektrisches Polarisierungsfeld
E2 Zweites elektrisches Polarisierungsfeld

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils (100) umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines piezoelektrischen Grundkörpers (1), der mit Elektroden (2) versehen ist;
- Anlegen eines ersten elektrischen Polarisierungsfeldes (El) mit einer ersten Polungsrichtung an den piezoelektrischen Grundkörper (1) zwischen den Elektroden (2);
- Anlegen eines zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes (E2) nach dem Anlegen des ersten elektrischen
Polarisierungsfeldes (El) in einer zweiten Polungsrichtung entgegengesetzt zu der ersten Polungsrichtung an den
piezoelektrischen Grundkörper (1) zwischen den Elektroden (2), wobei sich der Betrag des zweiten elektrischen
Polarisierungsfeldes (E2) von demjenigen des ersten
elektrischen Polarisierungsfeldes (El) unterscheidet;
- Fertigstellen des elektronischen Bauteils (100).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei relativ zu einem vorgegebenen elektrischen Betriebsfeld des elektronischen Bauteils (100), das für den Betrieb zwischen den Elektroden (2) angelegt wird, die erste Polungsrichtung positiv und die zweite Polungsrichtung negativ ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Betrag des ersten elektrischen Polarisierungsfeldes (El) zwischen 1 und 4 kV/mm liegt.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen
Ansprüche, wobei der Betrag des ersten elektrischen
Polarisierungsfeldes (El) größer ist als der Betrag des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes (E2).
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei am Ende des Polarisierungsvorgangs mit dem ersten elektrischen Polarisierungsfeld die Auslenkung des piezoelektrischen Grundkörpers in Abhängigkeit von dem angelegten elektrischen Feld einer Hysteresekurve folgt, die eine elektrische Koerzitivfeidstärke (Ek) bestimmt, und wobei der Betrag des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes (E2) kleiner ist als der Betrag der elektrischen
Koerzitivfeidstärke (Ek) .
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das erste und/oder das zweite elektrische Polarisierungsfeld (El, E2) einen zeitlichen Feldverlauf mit einem oder mehreren elektrischen Feldpulsen aufweisen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Feldpulse des ersten und/oder des zweiten elektrischen Polarisierungsfeldes (El, E2) jeweils zumindest eine der Pulsformen Rechteck-, Dreieck-, Trapez- und Sinusform aufweisen.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der piezoelektrische Grundkörper (1) eine Vielzahl von piezoelektrischen Schichten aufweist und mit einer Vielzahl von Innenelektrodenschichten (3) versehen ist, wobei die Elektroden (2) Außenelektroden bilden, die
außerhalb des piezoelektrischen Grundkörpers (1) angeordnet sind, und wobei jede Innenelektrodenschicht (3) mit einer der Außenelektroden elektrisch leitfähig verbunden ist.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das erste und das zweite elektrische
Polarisierungsfeld (El, E2) derart gewählt sind, dass die erreichbare Auslenkung des elektronischen Bauteils im Betrieb verglichen mit einem elektronischen Bauteil, welches
entsprechend einem Herstellungs- oder Polarisierungsverfahren des Standes der Technik und ohne Anlegen einer mechanischen Kraft polarisiert wurde, um bis zu 60 % erhöht ist.
10. Betriebsverfahren für ein elektronisches Bauteil (100) das nach dem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wurde, wobei das Betriebsverfahren das Anlegen einer mechanische Kraft an das elektronische Bauteil (100) umfasst.
11. Betriebsverfahren nach Anspruch 10, wobei nach dem
Anlegen der mechanischen Kraft an das elektronische Bauteil (100) ein elektrisches Betriebsfeld zwischen den Elektroden (2) an das elektronische Bauteil (100) angelegt wird, wobei das elektrische Betriebsfeld gemäß der ersten Polungsrichtung gepolt ist.
12. Elektronisches Bauteil (100), das nach dem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wurde .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11527699B2 (en) * 2020-06-30 2022-12-13 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, liquid discharge head, and printer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009028348A1 (ja) * 2007-08-27 2009-03-05 Ngk Insulators, Ltd. 積層型圧電／電歪素子の分極処理方法
WO2009047048A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-16 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum polarisieren eines piezoelektrischen elements

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE802438A (fr) 1972-07-17 1973-11-16 Siemens Ag Procede pour la polarisation permanente d'un materiau piezoelectrique
JPH0548173A (ja) 1991-08-09 1993-02-26 Toyota Motor Corp 圧電体磁器の製造方法
JPH06224486A (ja) 1993-01-26 1994-08-12 Toyota Motor Corp 圧電セラミックスの分極方法
US5766340A (en) * 1997-03-28 1998-06-16 Litton Systems, Inc. Method for post-poling mobile ion redistribution in lithium niobate
JP3478227B2 (ja) * 1999-08-03 2003-12-15 株式会社村田製作所 圧電体の分極方法
JP3733861B2 (ja) * 2001-02-01 2006-01-11 株式会社村田製作所 積層圧電体の分極方法
DE10225704A1 (de) 2001-06-11 2003-01-23 Denso Corp Piezoelektrischer Aktuator und Verfahren zu dessen Antrieb
GB2390479A (en) * 2002-06-06 2004-01-07 Delphi Tech Inc Poling method
DE102004009140B4 (de) * 2004-02-25 2006-10-05 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Polarisierung eines piezoelektrischen Aktors
DE102004024122A1 (de) * 2004-05-14 2005-12-08 Siemens Ag Verfahren zur Stabilisierung insbesondere der Ruhelänge eines piezoelektrischen Stapelaktors sowie Stapelaktor
JP4845879B2 (ja) * 2005-03-18 2011-12-28 日本碍子株式会社 圧電素子の検査方法、検査装置及び分極処理方法
JP2007059525A (ja) 2005-08-23 2007-03-08 Fujifilm Corp 積層型圧電素子及びそれを用いる装置、並びに、積層型圧電素子の製造方法
JP5011887B2 (ja) 2006-08-22 2012-08-29 Ｔｄｋ株式会社 積層型圧電素子の分極方法
US20080239016A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
JP5500308B2 (ja) * 2011-03-01 2014-05-21 株式会社村田製作所 圧電素子およびこれを用いた圧電装置
US20130222453A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Xerox Corporation Drop generator and poling waveform applied thereto
JP5756786B2 (ja) * 2012-09-19 2015-07-29 富士フイルム株式会社 圧電デバイス及びその使用方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009028348A1 (ja) * 2007-08-27 2009-03-05 Ngk Insulators, Ltd. 積層型圧電／電歪素子の分極処理方法
WO2009047048A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-16 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum polarisieren eines piezoelektrischen elements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2929575A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11527699B2 (en) * 2020-06-30 2022-12-13 Seiko Epson Corporation Piezoelectric element, liquid discharge head, and printer

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US9755138B2 (en) 2017-09-05
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