DD287357B5 - Method for producing a stack of piezoceramic discs - Google Patents
Method for producing a stack of piezoceramic discs Download PDFInfo
- Publication number
- DD287357B5 DD287357B5 DD33213289A DD33213289A DD287357B5 DD 287357 B5 DD287357 B5 DD 287357B5 DD 33213289 A DD33213289 A DD 33213289A DD 33213289 A DD33213289 A DD 33213289A DD 287357 B5 DD287357 B5 DD 287357B5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- stack
- adhesive
- disks
- piezoceramic
- producing
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 229910003336 CuNi Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229920001651 Cyanoacrylate Polymers 0.000 description 1
- MWCLLHOVUTZFKS-UHFFFAOYSA-N Methyl cyanoacrylate Chemical compound COC(=O)C(=C)C#N MWCLLHOVUTZFKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- 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
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/057—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by stacking bulk piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
-
- 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
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/06—Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/067—Forming single-layered electrodes of multilayered piezoelectric or electrostrictive parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
Es ist bekannt, piezokeramische Scheiben zu einem Stapel zu vereinigen. Dabei werden die einzelnen Scheiben beidseitig flächenhaft durch ein Dickschicht- oder Dünnschichtverfahren mit Kontaktierungsschichten (Elektroden) versehen. Benachbarte Scheiben werden mit einem Kleber verbunden, der entweder selbst elektrisch leitfähig ist (DE 2900609) oder in einen nicht leitfähigen Kleber werden profilierte Metallzwischenlagen, wie Metallnetze (DE 3223801) oderweltbiechartige Metallelektroden (US 4.530.138) eingebettet, welche die Kontaktierungsschichten berühren. Das Zusammenfügen (',er Scheiben geschieht unter Druckeinwirkung, die oftmals beim Betrieb des Bauelementes durch geeignete Anordnungen beibehalten wird. Die bekannten Verfahren zum Stapeln piezokeramischer Scheiben und deren Verbindung durch Kleber haben folgende Nachteile:It is known to combine piezoceramic discs into a stack. In this case, the individual panes are provided on both sides in a planar manner by a thick-film or thin-film process with contacting layers (electrodes). Adjacent disks are bonded to an adhesive which is either itself electrically conductive (DE 2900609) or embedded in a non-conductive adhesive are profiled metal interlayers such as metal nets (DE 3223801) or world bending metal electrodes (US 4,530,138) which contact the contacting layers. The assembly (s) is effected under pressure which is often maintained during operation of the component by suitable arrangements The known methods for stacking piezoceramic wafers and their bonding by adhesive have the following disadvantages:
1. Durch die Verwendung von Metallzwischenlagen:1. By using metal liners:
- Die große nichtaktive Masse der Zwischenlagen führt zur Verschlechterung (Verringerung) der Steifigkeit und der Resonanzfrequenz (Stellgeschwindigkeit in axialer Richtung des Stapels).- The large non-active mass of the intermediate layers leads to deterioration (reduction) of the rigidity and the resonance frequency (positioning speed in the axial direction of the stack).
- Mehraufwand bei der Stapelmontage;- overhead in stacking;
- Behinderung der Querkontraktion der Scheiben.- obstruction of the transverse contraction of the discs.
2. Durch die Verwendung von Kleberschichten:2. By using adhesive layers:
- Der hohe Temperaturkoeffizient beeinträchtigt längenmeßtechnische Anwendungen.- The high temperature coefficient affects length measurement applications.
- Es ist ebenfalls eine Verringerung der Steifigkeit zu verzeichnen.- There is also a reduction in stiffness.
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Stapels von piezokeramischen Scheiben zu schaffen, das weniger aufwendig bei der Montage des Stapels ist.The aim of the invention is to provide a method for producing a stack of piezoceramic discs, which is less expensive in the assembly of the stack.
Die Aufgabe der Erfindung bestehe darin, ein Vorfahren gemäß Titel der Erfindung zu schaffen, das es gestattet, das elastische Verhalten des Stapels (Steifigkeit, Ε-Modul) dem Idealzustand des massiven Keramikmaterials möglichst nahe anzugleichen, wobei das Ziel der Erfindung zu beachten ist. Zur Herstellung des Stapels werden die einzelnen Scheiben über ihre flächenhaften Dünnschichtkontakte und über zusätzliche Verbindungsmittel, Insbesondere Klebemittel, unter Druckeinwirkung miteinander verbunden.The object of the invention is to provide an ancestor according to the title of the invention, which makes it possible to match the elastic behavior of the stack (stiffness, Ε-module) as close as possible to the ideal state of the solid ceramic material, wherein the aim of the invention is observed. To produce the stack, the individual disks are connected to one another via their laminar thin-film contacts and via additional connecting means, in particular adhesives, under pressure.
Erfindungsgemäß werden piezokeramische Scheiben mit einer Oberflächenrauhigkeit Rn, < 5μηι (Maximaldifferenz) und R, = 0,15 bis 0,5Mm (Mittelwert) verwendet. Durch ein an sich b^icanntos Sputterverfahren werden auf die Scheiben beidseitig bis auf den Rand reichende Elektrodenschichten aus relativ hartem Material, insbesondere aus CuNi abgeschieden. Anschließend wird jeweils auf eine Scheibe in einem Punktraster Kleber mit einer Viskosität im Bereich von 100 bis 50OmPa s aufgetragen und sofort danach die nächste Scheibe mit einem Druck im Bereich von 0,5 bis 1 MPa deckungsgleich aufgelegt, wobei der Druck bis zum Aushärten des Klebers beibehalten wird. Abschließend nach dem Aufkleben der letzten Scheibe des Stapels werden die Randkontaktflächen ebenfalls durch ein Sputterverfahren nochmals mit Elektrodenmaterial überschichtet.Piezoceramic discs having a surface roughness R n , <5 μm (maximum difference) and R, = 0.15 to 0.5 μm (mean value) are used according to the invention. By means of a sputtering method known per se, electrode layers made of relatively hard material, in particular of CuNi, are deposited on the disks on both sides up to the edge. Adhesive with a viscosity in the range of 100 to 50OmPa s is then applied in each case to a disk in a dot matrix, and immediately thereafter the next disk with a pressure in the range of 0.5 to 1 MPa congruent laid, the pressure until the curing of the adhesive is maintained. Finally, after the last pane of the stack has been glued on, the edge contact surfaces are likewise covered again with electrode material by a sputtering process.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.The invention will be described below with reference to an embodiment.
Zur Herstellung eines Mikrotranslators werden zunächst piezokeramische Scheiben einer PZT-Keramik bereitgestellt, pie Scheiben weisen dabei folgende Rauhigkeitswerte auf:To produce a microtranslator, first piezoceramic disks of a PZT ceramic are provided; pie disks have the following roughness values:
maximale Differenz Rm = 3,7pmmaximum difference R m = 3.7pm
Mittelwort R1 = 0,41 pm.Middle word R 1 = 0.41 pm.
Die Scheiben haben einen Durchmesser von 10 mm und eine Dicke von 0,5 mm.The discs have a diameter of 10 mm and a thickness of 0.5 mm.
Danach wird auf jede Seite einer Scheibe eine entsprechend gestaltete im wesentlichen aus CuNi bestehende Elektrode mit einer Schichtdicke von 0,8 μιη aufgesputtert. Die Elektrode wird dabei teilweise bis auf den Rand gezogen, um später die Kontaktierung des Stapels zu ermöglichen. Zur Herstellung des Stapels wird nun auf eine erste Scheibe punktförmig ein geeigneter Kleber, z. B.Thereafter, a correspondingly shaped substantially consisting of CuNi electrode with a layer thickness of 0.8 μιη is sputtered onto each side of a disc. The electrode is partially pulled up to the edge to allow later contacting the stack. For the production of the stack is now punctiform a suitable adhesive, for. B.
Epoxidharz der Cyanacrylat, aufgebracht. Der Kleber besitzt eine Viskosität von 400 mPa · s. Sofort danach wird die nächste Scheibe deckungsgleich aufgelegt, wobei ein Druck von 0,5MPa auf die gesamte Fläche ausgeübt wird. Dieser Druck wird so lange beibehalten, bis der Kleber ausgehärtet ist.Epoxy resin of cyanoacrylate, applied. The adhesive has a viscosity of 400 mPa · s. Immediately thereafter, the next disc is placed congruent, with a pressure of 0.5 MPa is applied to the entire surface. This pressure is maintained until the adhesive has cured.
Nachdem gemäß dieser genannten Verfahrensschritte ein Stapel von piezokeramischen Scheiben errichtet wurde, werden die Randkontaktflächen ebenfalls durch Sputtern auf eine Dicke von etwa 1,8 pm verstärkt.After a stack of piezoceramic disks has been erected according to said process steps, the edge contact surfaces are also reinforced by sputtering to a thickness of about 1.8 pm.
Die Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten Translators (mit Armatur) sollen zum Abschluß mit einem vergleichbaren, den Stand der Technik darstellenden Translator gegenübergestellt werden:The properties of the translator (with armature) produced according to the invention are to be compared with a comparable, prior art translator:
Auch der Wert für die Steifigkeit des erfindungsgemäßen Stapels (ohne Armatur) zeigt, daß dem angestrebten Wert für das massive Keramikmaterial nahegekommen wird. Sie betragen:Also, the stiffness rating of the inventive stack (without armature) indicates that the desired value for the bulk ceramic material is approaching. They amount to:
massives Material 290Η/μιηmassive material 290Η / μιη
erfindungsgemäßer Stapel 200-290 Ν/μπΊinventive stack 200-290 Ν / μπΊ
(Stapel mit Dickschichtelektroden(Stack with thick film electrodes
und Metallzwischenlagen 100 Ν/μιη).and metal liners 100 Ν / μιη).
Claims (1)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33213289A DD287357B5 (en) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | Method for producing a stack of piezoceramic discs |
| DE4014526A DE4014526A1 (en) | 1989-08-28 | 1990-05-07 | METHOD FOR PRODUCING A STACK OF PIEZOCERAMIC DISKS |
| GB9012454A GB2235577B (en) | 1989-08-28 | 1990-06-05 | A process for producing an assembly of laminar piezoceramic elements and an assembly produced thereby |
| NL9001736A NL9001736A (en) | 1989-08-28 | 1990-08-01 | METHOD FOR MANUFACTURING A PILE OF PIEZO CERAMIC DISCS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33213289A DD287357B5 (en) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | Method for producing a stack of piezoceramic discs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD287357B5 true DD287357B5 (en) | 1994-09-15 |
Family
ID=5611904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD33213289A DD287357B5 (en) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | Method for producing a stack of piezoceramic discs |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD287357B5 (en) |
| DE (1) | DE4014526A1 (en) |
| GB (1) | GB2235577B (en) |
| NL (1) | NL9001736A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4029972A1 (en) * | 1990-09-21 | 1992-03-26 | Siemens Ag | PIEZOCERAMIC ULTRASONIC TRANSDUCERS |
| GB2367532B (en) * | 2000-07-27 | 2004-03-10 | Kyocera Corp | Layered unit provided with piezoelectric ceramics,method of producing the same and ink jet printing head employing the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3218576C2 (en) * | 1982-05-17 | 1984-11-08 | Honeywell Gmbh, 6050 Offenbach | Piezoelectric actuator |
-
1989
- 1989-08-28 DD DD33213289A patent/DD287357B5/en not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-05-07 DE DE4014526A patent/DE4014526A1/en not_active Withdrawn
- 1990-06-05 GB GB9012454A patent/GB2235577B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-01 NL NL9001736A patent/NL9001736A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4014526A1 (en) | 1991-03-07 |
| GB9012454D0 (en) | 1990-07-25 |
| GB2235577A (en) | 1991-03-06 |
| NL9001736A (en) | 1991-03-18 |
| GB2235577B (en) | 1993-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69637114T2 (en) | Method of making drivers and sensors composed of monomorphic ferroelectric thin films | |
| EP1560010B1 (en) | Load cell with strain gauge with adhesive layer of inorganic-organic hybrid-polymer (ORMOCER) | |
| DE202007018898U1 (en) | Piezoceramic surface actuator | |
| EP1661190B1 (en) | Piezoactuator | |
| DE102007037502A1 (en) | Reduced temperature component and method of manufacture | |
| DE3016748A1 (en) | ELECTROMECHANICAL CONVERTER | |
| DE102013104542B4 (en) | Coupling element, ultrasonic transducer and ultrasonic flowmeter | |
| DE102008041061B4 (en) | Piezoelectric layer element | |
| WO2003023873A2 (en) | Flat actuator or sensor having an internal pretensioning | |
| DE4014526A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A STACK OF PIEZOCERAMIC DISKS | |
| EP2642544B1 (en) | Assembly comprising a piezo actuator and a flexible circuit board | |
| DE60201280T2 (en) | Connected article and method for its production | |
| EP1263060B1 (en) | Manufacturing method for a flat multilayer bending transducer and corresponding bending transducer | |
| DD287357A5 (en) | Method for producing a stack of piezoceramic discs | |
| DE102008012281B4 (en) | Method for producing a piezoelectric actuator with piezo elements arranged on a carrier | |
| DE19704389C2 (en) | Single element actuator | |
| DE4325167C1 (en) | Process for the preparation of PZT layers | |
| EP2644740A2 (en) | Method for producing a thin coating on a substrate | |
| DE19716588A1 (en) | Force sensor for determination of force applied to test-piece | |
| EP0975940B1 (en) | Linear force transducer with two films and two punches | |
| DE102012103430B4 (en) | Method of tying chips onto a substrate | |
| EP3097593B1 (en) | Actuator device | |
| DE102004047696B4 (en) | Piezoelectric bending transducer | |
| DE4031702A1 (en) | STACKING ARRANGEMENT | |
| WO2023016807A1 (en) | Connection of a sensor chip to a measuring object |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EP | Request for examination under paragraph 12(1) filed | ||
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
| B5 | Patent specification, 2nd publ. accord. to extension act | ||
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |