[发明专利]用于制造压电激励器部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造压电激励器部件的方法，其中进行激励器部件的脱碳和烧结。

背景技术

在制造压电激励器部件时首先用导电材料对压电层进行涂层、彼此上下堆叠并且接着压制所述压电层。随后由这样产生的材料块分开成激励器部件。接着在脱碳处理期间把在激励器的压电层或者导电层的材料中包含的有机成分，例如陶瓷膜和金属内电极糊中的粘合剂，通过燃烧从激励器本体中去除。之后把首先尚为多孔的激励器本体通过烧结处理转变为紧密的本体。

在脱碳或者去粘合和烧结期间，占主导的周围环境条件——例如温度、在压电层的含铅陶瓷情况下的氧气分压和氧化铅分压(PbO分压)——对于完成的构件的质量起决定性作用。激励器部件的周围环境尤其是确定了在每一单个的构件上的热能的份额和每一个构件所暴露于的氧气分压。

氧气分压的作用尤其是对于多层激励器的质量是关键的。在脱碳的情况下，氧气分压例如确定激励器本体中的有机成分的分解率。在此必须保证，氧气分压被调整为使得一方面把有机成分从激励器本体中除去，但是另一方面氧气不引起激励器的内部电极层的氧化。在脱碳和烧结的情况下，氧气分压对于金属电极层和陶瓷层之间的反应起作用，所述金属电极层和陶瓷层自然是不同的材料类型，尤其是金属或者氧化物材料。此外在烧结的情况下，构件的周围环境、尤其是温度和大气，对来自基于铅-锆石-钛(PZT)的压电陶瓷的氧化铅-废气起作用。

去粘合或者烧结过程期间的不均匀的周围环境导致各个激励器构件的电气或者机械特征参量杂散。例如可能出现各个构件的偏转和绝缘电阻的波动，各个构件的几何结构的偏差，特别是构件的宽度或者弯曲的偏差。此外不均匀的周围环境条件能够导致内电极的连续性的波动，导致在各个构件中形成裂缝并且最终导致在稍后的运行中部件的可靠性的波动。

发明内容

存在对用于制造压电激励器部件的方法的需求，利用该方法能够在很大程度上保证，在制造部件期间、尤其是在脱碳或者烧结期间，均匀的周围环境条件对于各个压电激励器部件占主导。

这样的方法在权利要求中说明。

用于制造压电激励器部件的方法的一种实施方式包括提供压电部件的多个堆叠装置，其中所述堆叠装置分别包括压电层和导电层，并且其中压电层在堆叠装置的纵向上彼此上下堆叠，并且导电层布置在压电层之间。多个堆叠装置这样布置在载体设备上，使得堆叠装置分别以堆叠装置的纵向并排平放地布置在载体设备上。多个堆叠装置被去粘合和/或烧结，其中堆叠装置在去粘合和/或烧结期间在载体设备上并排平放地布置。

堆叠装置以其纵轴平行于载体设备的表面位于载体设备上，所述载体设备例如可以构造为载体板。激励器在载体设备上的平放结构尤其是在如下情况下被优选地使用，即当使用具有大的长度和小的宽度的激励器时，例如具有1到7直至1到10的长宽比的激励器。

堆叠装置可以布置在载体板上的容纳装置中。容纳装置可以在载体设备上并排布置。容纳装置例如可以构造为合拢的网、格子或者穿孔的板材，尤其是由铜构成的板材。在所述网的巢中放入各个激励器的堆叠装置，使得多个堆叠装置在载体设备上并排平放地布置。

堆叠装置可以分别由覆盖装置覆盖，所述覆盖装置同样用一材料构造，该材料形成为网或者格子，或者构造为穿孔的板材，尤其是由铜构成的板材。该结构导致，相同的周围环境条件对布置在容纳装置之一和覆盖装置之一之间的每一个激励器都起作用。因为每一个激励器的所有四个侧面都暴露于相同的周围环境条件，所以氧气分压在脱碳和烧结期间以及氧化铅分压在烧结期间均匀地分布在每一个激励器的全部四个侧面上。

当容纳装置或者覆盖装置由铜实施时，另外在烧结过程期间在每一个激励器的侧面处出现铜和氧化铜的恒定分压。因为每一个激励器部件以其侧面要么与容纳装置的支撑面要么与覆盖装置的支撑面邻接，所以氧气分压中的可能的波动在烧结过程期间得到稳定。当激励器部件具有由铜构成的内电极层时，内电极能够通过由铜构成的容纳装置和/或覆盖装置被保护不被氧化，所述容纳装置和/或覆盖装置例如利用其支撑面中的开口构造为格子状的或者网状的。

通过能够由成形为网状或者格子状的材料构造并且布置在载体设备、例如载体板上的容纳装置，能够避免激励器的堆叠装置和载体设备的材料之间的相互作用。