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將電極施加到壓電陶瓷體的表面上用于制造轉(zhuǎn)換器的制作方法

文檔序號:6886155閱讀:270來源:國知局
專利名稱:將電極施加到壓電陶瓷體的表面上用于制造轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及將電極施加到壓電陶瓷體的表面上用于制造壓電陶瓷 的轉(zhuǎn)換器以及這樣構(gòu)造的轉(zhuǎn)換器,
背景技術(shù)
用上位概念壓電陶瓷轉(zhuǎn)換器來稱呼執(zhí)行器或傳感器這樣的壓電元 件.為了可以滿足其各個功能,該轉(zhuǎn)換器必須設(shè)置與其電極的接頭.
極。在金屬噴涂的位置上焊接導(dǎo)線,通過該導(dǎo)線在賦予壓電特性后在 執(zhí)行器中將電壓導(dǎo)入用于使執(zhí)行器變形,并且在傳感器中將通過變形 產(chǎn)生的電壓作為可評估的信號導(dǎo)出,
在盤狀或板狀的轉(zhuǎn)換器中,即所謂的單層轉(zhuǎn)換器中,電極安置在 對置的側(cè)面上。如果該轉(zhuǎn)換器例如粘在支架上,那么必須使粘貼側(cè)的 電極對于接頭來說是可達(dá)到的。這通常通過以下方式來實現(xiàn),即借助 于轉(zhuǎn)換器外圍面上的傳輸線將電極環(huán)繞導(dǎo)向?qū)χ玫囊粋?cè)上,由此可以 在那里焊接接頭。這就是所謂的包圍接觸。
由現(xiàn)有技術(shù)公開了多種方法,用這些方法可以將壓電陶資體在所 描述的布置方式中設(shè)置電極。例如將壓電陶乾體完全以用于電極的金 屬噴涂骨通過沖入或噴入進行涂層,并且在烘烤后通過例如借助于激 光蝕刻電極層雕出電極的結(jié)構(gòu)。另一種方法在于,將隔離區(qū)域用保護
漆覆蓋。在電鍍涂層后去除該保護漆u也可以在包圍接觸的區(qū)域內(nèi)手
動將金屬噴涂骨涂到壓電陶瓷體的端面上并且在兩側(cè)借助于絲網(wǎng)印刷 施加表面電極。將金屬噴涂膏噴到壓電陶瓷體的外圍上(巻硬幣法
(GeldroHenverfahren))并且隨后借助于絲網(wǎng)印刷施加表面電極是與 之類似的。
域在所有公開的方法中都是薄弱之處。
為了施加電極,最經(jīng)濟并且因此最多使用的是根據(jù)用所謂的"套 印"進行的接觸印刷法的全自動的絲網(wǎng)印刷。套印表示絲網(wǎng)中敞開的 結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)從有待印刷的部分的棱邊中伸出。在接觸印刷法中,印
刷刮刀連同絲網(wǎng)位于該部分上方。只有當(dāng)在外圍處離開該部分時,刮 刀才會略微下沉并且將多余的骨通過絲網(wǎng)向下壓。這只發(fā)生在外圍的 較小的位置上,因為到那時候刮刀和絲網(wǎng)支撐在陶瓷體的表面上。如
果在轉(zhuǎn)換器外圍上的包圍接觸的長度不到外圍的大約20%,那么該包 圍接觸是不可靠的并且會出現(xiàn)脫落。
在圖l和2中示出了具有圓形外圍的轉(zhuǎn)換器1,該轉(zhuǎn)換器根據(jù)傳統(tǒng) 的方法設(shè)置電極。圖1示出了具有電極3的轉(zhuǎn)換器1的上側(cè)面2即焊接 側(cè)的俯視圖。該電極通過不導(dǎo)電的區(qū)域5與外圍4隔開.為了能接觸 在這里不能看到的下側(cè)面上的電極,該電極必須環(huán)繞導(dǎo)向?qū)χ玫囊粋?cè) 即上側(cè)面2上.因此,在上側(cè)面2上設(shè)置另一個金屬噴涂的表面即接 觸位置6,該接觸位置通過隔離區(qū)域7即沒有金屬噴涂的區(qū)域與電極3 分開.金屬噴涂骨在施加接觸位置6后在轉(zhuǎn)換器1的外圍4處流下, 通過該金屬噴涂骨實現(xiàn)與下側(cè)面上的電極9的包圍接觸8,如在圖2中 可以看出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是在盤狀或板狀的轉(zhuǎn)換器上防止脫落地構(gòu)造包閨接
觸'
該任務(wù)借助于根據(jù)第一權(quán)利要求的特征性特征的按本發(fā)明的方法 以及按權(quán)利要求5構(gòu)造的轉(zhuǎn)換器得到解決。
為了按本發(fā)明將電極施加到壓電陶瓷體的表面上,首先在該壓電 陶瓷體的外圍上提供筆直的、垂直于上側(cè)面和下側(cè)面布置的表面并且 由此提供筆直的棱邊。在具有圓形橫截面的壓電陶瓷體中,這可以通 過切掉一個弓形并且形成正切實現(xiàn)。該端面的寬度應(yīng)該至少為壓電陶
瓷體的外圍的20% 根據(jù)接觸印刷法借助于絲網(wǎng)印刷實現(xiàn)印刷。在印 刷過程中,刮刀必須基本上垂直于該端面朝壓電陶瓷體的棱邊運動。 在越過棱邊時,金屬噴涂膏在棱邊的整個長度上通過套印向下壓到端 面上并且在其上往下流到支撐面即壓電陶瓷體的下側(cè)面,并且積聚在 其前面。然后,壓電陶瓷體沿垂直于端面的方向在其底座上移動這樣 一段距離,使得在端面前積聚的金屬噴涂膏盡可能均勻地分布在支撐 面的連接端面的部分上并且形成接觸位置,該接觸位置可靠地與在壓 電陶資體的下側(cè)面上有待涂敷的電極連接。
必須如此實現(xiàn)該移動,從而將壓電陶瓷體推到位于其前面的貪上,
并且使該骨分布在該壓電陶瓷體下面。不允許將該骨推到該壓電陶資 體前面或在端面和支撐面之間的棱邊上拉下。必要時通過在壓電陶乾 體前設(shè)計將壓電陶瓷體推到其上的表面來確保使支撐面用金屬噴涂貪 潤濕,例如通過開槽或網(wǎng)柵,通過開槽或網(wǎng)柵可以容納從陶乾體表面 流下來的金屬噴涂骨。此外,由此可以使得金屬噴涂骨在棱邊前均勻 化變得容易。
實現(xiàn)包圍接觸的另一個標(biāo)準(zhǔn)是金屬噴涂骨的粘度。該金屬噴涂骨 必須是流動的,使得其在端面的整個寬度上流下來并且在該端面的整
個高度上即壓電陶瓷體的厚度上流;f來,并且在端面前積聚成如此的 量,從而在支撐面即壓電陶乾體的下側(cè)面上覆蓋足夠大的面積.既不 允許壓電陶瓷體將金屬噴涂骨推到其前面,也不允許使金屬噴涂骨傾 向于粘結(jié).
該移動過程可以簡單地集成到絲網(wǎng)印刷法的自動流程中。


借助于實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)解釋。其中 圖和2示出了已經(jīng)描述過的現(xiàn)有技術(shù),
圖3是在按本發(fā)明將金屬噴涂膏涂到壓電陶瓷體上用于制造轉(zhuǎn)換 器時印刷裝置的示意性視圖,
圖4是移動后的壓電陶瓷體,以及
圖5是在施加電極后按本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的透視圖。
具體實施例方式
在圖3中示出了按本發(fā)明的用于將電極和接觸位置施加到壓電陶 瓷體的焊接側(cè)上的印刷過程。壓電陶瓷體10以其支撐面11位于這里 沒有詳細(xì)示出的絲網(wǎng)印刷機的印刷盤12上 為了印刷而結(jié)構(gòu)化的絲網(wǎng) 14位于以剖面示出的壓電陶瓷體10的上側(cè)面上方,即壓電陶瓷體10 的焊接側(cè)13上方,該絲網(wǎng)具有封閉的區(qū)域15和用于使金屬噴涂骨17 通過的敞開的區(qū)域16。刮刀18沿方向21、即沿朝向壓電陶瓷體10的 端面19的方向一直運動到壓電陶瓷體的端面19上方以及絲網(wǎng)14的延 伸到壓電陶瓷體的端面19上方的敞開的部分上方,即套印(t)berdruck) 20上方。在這過程中,刮刀18將金屬噴涂膏17穿過絲網(wǎng)14作為電極 涂到焊接側(cè)13上。焊接側(cè)13的電極22與用于支撐面11即下側(cè)面的還 有待施加的電極的接觸位置23通過沒有金屬噴涂骨的隔離區(qū)域24分
開.
在刮刀18超出壓電陶瓷體10的端面19移動出來的過程中,該刮 刀將金屬噴涂骨17壓過套印20,從而該金屬噴涂骨在端面19處流下 來并且在端面19前積聚。
圖4示出了壓電陶乾體10,該壓電陶瓷體在用電極22和接觸位置 23印刷焊接側(cè)13后在印刷盤12上沿方向25以其端面19在前面地進 行移動。在這過程中,將壓電陶瓷體10推到金屬噴涂骨17上,該金 屬噴涂骨已經(jīng)在端面19前積聚了。'在此,該金屬噴涂骨17分布在連 接端面19和支撐面11之間的棱邊26的區(qū)域27中。 一直進行該移動, 直到金屬噴涂骨盡可能均勻地以薄層分布在支撐面上。在干燥后,對 壓電陶瓷體10的支撐面U即下側(cè)面也用電極進行印刷。然后對金屬 噴涂骨進行由現(xiàn)有技術(shù)公開的熱處理并且賦予壓電特性。通過已經(jīng)在 區(qū)域27中存在的金屬噴涂骨實現(xiàn)良好的導(dǎo)電連接,即從該電極經(jīng)由端 面19一直到壓電陶資體IO的焊接側(cè)13上的即上側(cè)面上的接觸位置23 的包圍接觸28,
如果轉(zhuǎn)換器沒有大的橫截面面積并且存在足夠的金屬噴涂骨,那 么可以通過將壓電陶瓷體在金屬噴涂膏上移動就已經(jīng)將整個電極在一 道工序中涂到下側(cè)面上了 。
圖5示出了按本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器100在如前面的附圖中所示將電極 施加到壓電陶資體IO上之后的透視圖。與前面的實施例一致的特征用 相同的附圖標(biāo)記表示。如可從圖中看出,通過從壓電陶瓷體IO上切掉 一個扇形段,在外圍30上形成一個端面19。該大的金屬噴涂的表面以 及下側(cè)面11上的通過移動已經(jīng)金屬噴涂的區(qū)域27形成從接觸位置23 到下側(cè)面11上的電極29的可靠的包圍接觸28。
權(quán)利要求
1. 通過將金屬噴涂膏涂到壓電陶瓷體的上側(cè)面和下側(cè)面上來將電極施加在盤狀或板狀的壓電陶瓷體上以制造壓電陶瓷的轉(zhuǎn)換器的方法,其中所述上側(cè)面是焊接側(cè),將電極以及通過隔離區(qū)域分開的用于下側(cè)面上的電極的接觸位置施加在該上側(cè)面上,并且該接觸位置通過涂在外圍面上的金屬噴涂膏與下側(cè)面上的電極連接,其特征在于,在壓電陶瓷體上在其外圍面上形成筆直的表面作為端面,所述壓電陶瓷體以其焊接側(cè)向上放到底座上,所述金屬噴涂膏沿著朝端面的方向并且超出該端面分布在焊接側(cè)上,從而所述金屬噴涂膏在端面處向下流并且在端面前積聚在底座上,并且之后所述壓電陶瓷體以其端面在前面地進行移動,使得位于端面前的金屬噴涂膏至少分布在下側(cè)面上的部分面上,由此實現(xiàn)包圍接觸,即從涂在壓電陶瓷體的下側(cè)面上的電極到焊接側(cè)上接觸位置的導(dǎo)電的連接。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法,其特征在于,根據(jù)接觸印刷法通過 絲網(wǎng)印刷將金屬噴涂骨涂在壓電陶瓷體上.
3. 按權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,設(shè)置壓電陶瓷體 的外圍的至少20%作為端面的寬度.
4. 按權(quán)利要求1到3中任一項所述的方法,其特征在于,通過將 所述壓電陶瓷體在金屬噴涂骨上移動就已經(jīng)將整個電極涂在壓電陶瓷 體的下側(cè)面上了.
5. 轉(zhuǎn)換器(100),包括壓電陶瓷體(10),所述壓電陶瓷體是 盤狀的或板狀的并且在其上側(cè)面(13)和其下側(cè)面(11)上分別設(shè)有 電極(22)或者說(29),并且其中所述在下側(cè)面(11)上的電極(29) 具有施加在上側(cè)面(13)上的接觸位置(23),所述接觸位置通過隔 離區(qū)域(24)與上側(cè)面(13)上的電極(22)分開并且通過在壓電陶 瓷體的外圍上施加的作為包圍接觸的金屬噴涂骨與下側(cè)面(11)上的 電極(29)連接,其特征在于,所述轉(zhuǎn)換器(100)具有基本上筆直的 端面(19),該端面的寬度為轉(zhuǎn)換器(10)的外圍(30)的至少20%, 該端面完全用作為包圍接觸(28 )的金屬噴涂骨覆蓋,所述下側(cè)面(11 ) 在將金屬噴涂骨(17)涂在上側(cè)面(13)上后在沿朝端面(19)的方 向移動(21)到在端面處流下的金屬噴涂骨(17)上后至少在位于該 端面(19)后面的區(qū)域(27)中被金屬噴涂骨覆蓋,并且將所述下側(cè)面(11)用另一個電極(29)覆蓋,該電極包括通過移動就已經(jīng)用金 屬噴涂骨覆蓋的區(qū)域(27)。
全文摘要
在兩側(cè)設(shè)有電極(22,29)、然而其中與電極的接頭只在一個側(cè)面上即上側(cè)面(13)上存在的盤狀或板狀的壓電陶瓷的轉(zhuǎn)換器中,下側(cè)面(11)上的電極必須繞過轉(zhuǎn)換器的外圍面連接到上側(cè)面上的接觸位置(23)。這通常借助于涂在外圍面上的作為包圍接觸(28)的金屬噴涂膏實現(xiàn)。借助于包圍接觸在外圍面上在上側(cè)面和下側(cè)面之間實現(xiàn)的過渡區(qū)域在所有已知的方法中是薄弱之處。因此,按本發(fā)明建議,為了制造轉(zhuǎn)換器(100),在壓電陶瓷體(10)上在其外圍(30)上形成基本上筆直的端面(19),將金屬噴涂膏涂在上側(cè)面上以形成電極和接觸位置后,所述金屬噴涂膏超出所述端面流下,并且通過沿朝其端面的方向移動壓電陶瓷體將金屬噴涂膏在至少一個部分區(qū)域(27)中涂在下側(cè)面(11)上。
文檔編號H01L41/22GK101379630SQ200780005009
公開日2009年3月4日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日
發(fā)明者H·伯索德, H·塞茨, N·羅思, T·尤爾 申請人:陶瓷技術(shù)股份公司
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