DE102005002925A1 - Piezoelectric transducer manufacture involves applying film section on surface area of base body, handling film section such that it adheres on surface of body, and passivating surface by insulating layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines piezokeramischen Bauelements. Die Erfindung betrifft ferner einen piezoelektrischen Transformator.The The invention relates to a method for producing a piezoceramic Component. The invention further relates to a piezoelectric transformer.
Ein
als Vielschichtvaristor ausgebildetes keramisches Bauelement mit
einer passivierten Oberfläche
ist aus der Druckschrift
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines durchschlagsfesten piezokeramischen Bauelements anzugeben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen durchschlagsfesten piezoelektrischen Transformator anzugeben.task The present invention is a process for the preparation specify a puncture resistant piezoceramic device. A Another object of the present invention is to provide a puncture resistant specify piezoelectric transformer.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen, vorzugsweise piezokeramischen Bauelements mit einer vollflächig an seinem Grundkörper anhaftenden, vorzugsweise durchschlagsfesten Isolierschicht angegeben.It is a method for producing a piezoelectric, preferably piezoceramic component with a full surface adhering to its body, preferably indicated by impact-resistant insulating layer.
Der Grundkörper weist in einer Ausführungsform einen Vielschichtaufbau mit mindestens zwei voneinander getrennten piezoelektrischen Schichten oder Bereichen auf.Of the body in one embodiment a multilayer structure with at least two separate ones piezoelectric layers or areas.
Der Grundkörper wird vorzugsweise aus einer Piezokeramik durch Sintern von keramikhaltigen Schichten gebildet. Die keramikhaltigen Schichten werden gemeinsam mit dazwischen angeordneten, vorzugsweise strukturierten Metallschichten gesintert.Of the body is preferably made of a piezoceramic by sintering ceramic-containing layers educated. The ceramic-containing layers are shared with them arranged, preferably structured metal layers sintered.
Das Bauelement kann mit galvanisch voneinander getrennten Teilen bereitgestellt werden, die an außen liegende, an einer Grundkörperoberfläche angeordnete Kontakte des Bauelements angeschlossen sind. Es besteht die Gefahr eines elektrischen Durchschlags zwischen offen liegenden, mit verschiedenen elektrischen Potentialen verbundenen Elektroden unterschiedlicher Bauelementteile. Um die Durchschlagsspannung zu erhöhen, kann insbesondere der zwischen den offen liegenden Elektroden angeordnete Bereich der Grundkörperoberfläche mittels einer durchschlagsfesten Isolierschicht passiviert werden.The Component can be provided with galvanically separated parts be on the outside lying, arranged on a body surface Contacts of the device are connected. There is a danger of an electrical breakdown between exposed, with different electrical potentials connected electrodes different Component parts. To increase the breakdown voltage, can in particular, arranged between the exposed electrodes Area of the body surface by means of be passivated an impact-resistant insulating layer.
Die im Verfahren zu erzeugende Isolierschicht kann also insbesondere zur Erhöhung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit des Bauelements dienen. In diesem Fall weist die Isolierschicht eine deutlich höhere Durchschlagsfestigkeit als der Grundkörper auf. Die Durchschlagsfestigkeit der Keramik liegt üblicherweise bei ca. 2 bis 4 kV/mm. Die Isolierschicht weist vorzugsweise eine Durchschlagsfestigkeit von mehr als 5 oder 10 kV/mm auf. Die Durchschlagsfestigkeit der Isolierschicht übersteigt die Durchschlagsfestigkeit des Grundkörpers vorzugsweise um mindestens Faktor 2.The In the process to be produced insulating layer can therefore in particular to increase serve the electrical breakdown strength of the device. In this case, the insulating layer has a significantly higher dielectric strength as the main body on. The dielectric strength of the ceramic is usually at about 2 to 4 kV / mm. The insulating layer preferably has a Dielectric strength of more than 5 or 10 kV / mm. The dielectric strength the insulating layer exceeds the Dielectric strength of the body preferably at least Factor 2.
Es wird eine Folie bereitgestellt, die mindestens eine Komponente aufweist, welche z. B. nach einer bestimmten Behandlung in der Lage ist, die Grundkörperoberfläche zu benetzen. In einer Variante kann eine selbsttragende Folie verwendet werden. Es werden Folienabschnitte gemäß einer für die herzustellende Isolierschicht vorgegebenen Form gefertigt.It a film is provided which has at least one component, which z. B. after a certain treatment is able to wet the body surface. In one variant, a self-supporting film can be used. It be foil sections according to a for the produced insulating layer predetermined shape.
Ein anderer Vorteil vom Bedecken der Oberfläche mit einer Isolierschicht liegt darin, dass damit Oberflächenströme auf der Oberfläche reduziert werden können, die ansonsten zu einer Oberflächenentladung zwischen den an den Grundkörper anzuschließenden elektrischen Polen führen würden. Die Oberflächenentladung kann die Durchschlagsfestigkeit des Bauelements stark reduzieren.One Another advantage of covering the surface with an insulating layer lies in the fact that surface currents on the surface can be reduced the otherwise to a surface discharge between the to the main body to be connected lead electrical poles would. The surface discharge can greatly reduce the dielectric strength of the device.
Der jeweilige Folienabschnitt wird auf den Grundkörper aufgetragen und positioniert. Der ausgerichtete Folienabschnitt wird behandelt, wobei bevorzugt zwischen dem Folienabschnitt und der Grundkörperoberfläche eine starke Adhäsionsbindung entsteht. Dabei ist es möglich, dass der aufgebrachte Folienabschnitt schon vor der Behandlung am Grundkörper haftet, wobei die Adhäsionskraft zwischen dem Grundkörper und dem Folienabschnitt im Laufe der Behandlung verstärkt wird.Of the respective film section is applied to the body and positioned. The oriented film section is treated, with preference between the film portion and the body surface a strong adhesion bond arises. It is possible that the applied film section even before treatment on body adheres, with the adhesion between the main body and the film section is reinforced in the course of the treatment.
Möglich ist aber auch, dass der Folienabschnitt die Oberfläche des Grundkörpers vor der Behandlung nicht benetzt, wobei eine Adhäsionskraft zwischen der Folie und dem Grundkörper erst während der Behandlung entsteht. In diesem Fall wird der Folienabschnitt bei der Behandlung am Grundkörper mittels Haltevorrichtungen fest gehalten.Is possible but also that the film section the surface of the body before the treatment is not wetted, with an adhesive force between the film and the body only during the treatment arises. In this case, the film section becomes in the treatment on the body by means of Holding fixtures firmly.
Der Folienabschnitt ist vor der Behandlung und insbesondere beim Auftragen auf den Grundkörper vorzugsweise deformierbar. In einer Variante ist der unbehandelte Folienabschnitt flexibel oder zumindest teilweise plastisch. Der unbehandelte Folienabschnitt weist vorzugsweise ein Material auf, das sich in einem B-Zustand befindet. Ein Material im B-Zustand ist teilweise vernetzt, aber zu einer weiteren Vernetzung fähig. Der B-Zustand (auf Englisch B-stage) stellt in einer Variante eine Vorstufe zum Duroplast dar. Das Folienmaterial wird in diesem Fall zu einem Duroplast nach einer thermischen Behandlung.Of the Film section is before treatment and especially during application on the main body preferably deformable. In one variant, the untreated Film section flexible or at least partially plastic. Of the untreated film section preferably comprises a material which is in a B state. A material in B-state is partially networked, but capable of further networking. Of the B-state (in English B-stage) represents a preliminary stage in one variant to the thermoset. The film material is in this case to a Duroplast after a thermal treatment.
Das Folienmaterial umfasst vorzugsweise mehrere Komponenten, z. B. ein vorzugsweise polymerisationsfähiges Grundmaterial und ein Lösungsmittel. Unter einem Lösungsmittel werden organische Lö sungsmittel sowie anorganische Flüssigkeiten einschließlich Wasser verstanden.The sheet material preferably comprises several components, e.g. As a preferably polymerizable base material and a solvent. A solvent is understood as meaning organic solvents and also inorganic liquids including water.
Das Grundmaterial der Folie ist grundsätzlich – ggf. erst nach einer geeigneten Behandlung – zur Benetzung der Grundkörperoberfläche fähig. Die Folie kann insbesondere einen Plastifikator bzw. ein Bindemittel enthalten, der bzw. das das Benetzen der Grundkörperoberfläche durch das Grundmaterial der Folie verhindert. Nach dem Verflüchtigen des Bindemittels kann die Grundkörperoberfläche mit dem Grundmaterial benetzt werden.The Basic material of the film is basically - if necessary after a suitable Treatment - to Wetting the body surface capable. The foil may in particular contain a plasticizer or a binder, the wetting of the body surface by the base material prevents the film. After the volatilization of the binder can the body surface with wetted the base material.
Die Behandlung der Folie umfasst eine gezielte physikalische Einwirkung auf die Folie, vorzugsweise eine Bestrahlung oder eine thermische Behandlung, insbesondere Erhitzen. Die gezielte physikalische Einwirkung umfasst in einer bevorzugten Variante einen Verfahrensschritt, der mit einem Stromverbrauch verbunden ist. Das Aushärten einer lösungsmittelhaltigen Folie durch Verflüchtigen des Lösungsmittels ohne Stromverbrauch ist im Prinzip auch möglich. Das Verflüchtigen des Lösungsmittels wird allerdings vorzugsweise durch Erhitzen beschleunigt.The Treatment of the film includes a targeted physical action on the film, preferably an irradiation or a thermal treatment, in particular heating. The targeted physical action includes in a preferred variant, a process step that comes with a power consumption connected is. The curing a solvent-containing Foil by volatilization of the solvent without power consumption is possible in principle. The volatilization of the solvent however, preferably accelerated by heating.
Eine Bestrahlungsbehandlung z. B. durch eine Bestrahlung mit Infrarotstrahlen, sichtbaren Strahlen, Ultraviolettstrahlen, Röntgenstrahlen oder einem Elektronenstrahl ist möglich. Diese Bestrahlung kann mit Ultraschallmethoden kombiniert werden, wobei durch das Einstrahlen der Ultraschallsignale z. B. die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion wie Polymerisation im Folienmaterial gesteuert werden kann.A Irradiation treatment z. B. by irradiation with infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays or an electron beam is possible. This irradiation can be combined with ultrasound methods, wherein by the irradiation of the ultrasonic signals z. For example, the speed controlled by a chemical reaction such as polymerization in the film material can be.
Das Erhitzen des Folienabschnitts erfolgt zumindest bis zu einer kritischen Temperatur, bei der sich die Folieneigenschaften derart verändern, dass zwischen dem Folienmaterial und der Oberfläche des Grundkörpers starke Adhäsionskräfte auftreten. Dies kann beispielsweise beim Schmelzen des Folienmaterials, beim Ver flüchtigen von die Adhäsion verhindernden Komponenten. des Folienmaterials oder beim Vernetzen des Folienmaterials der Fall sein.The Heating the film section is at least up to a critical Temperature at which the film properties change such that between the film material and the surface of the body strong Adhesion forces occur. This can, for example, during melting of the film material, the Volatile from the adhesion preventing components. of the film material or during crosslinking the film material to be the case.
In einer Variante wird ein Folienabschnitt verwendet, dessen Schmelzpunkt oberhalb der Raumtemperatur liegt. Das Folienmaterial kann nach dem Auftragen des Folienabschnitts auf den Grundkörper durch Erhitzen zum Schmelzen gebracht werden. Das geschmolzene Material der Folie benetzt die darunter liegende Grundkörperoberfläche. Nach dem Abkühlen bildet sich eine harte Isolierschicht, die monolithisch mit dem Grundkörper verbunden ist. Dabei ist es möglich, dass die Materialstruktur vorher und nachher gleich ist, was für eine Isolierschicht aus einem Thermoplast zutrifft. Möglich ist es auch, dass sich die Struktur und damit auch physikalische Eigenschaften des Folienmaterials nach dem Erhitzen bleibend verändern, was für eine Isolierschicht aus einem Duroplast zutrifft.In In one variant, a film section is used whose melting point above the room temperature. The foil material can after the application of the film section on the body through Heating to melt. The molten material the film wets the underlying body surface. After cooling forms itself a hard insulating layer, which monolithically connected to the main body is. It is possible that the material structure before and after is the same, what an insulating layer made of a thermoplastic. It is also possible that the structure and thus physical properties of the film material change permanently after heating, what kind of an insulating layer of a thermoset applies.
Die Behandlung des Folienabschnitts führt vor allem dazu, dass zwischen dem Folienmaterial und der darunter liegenden Oberfläche des Grundkörpers besonders starke Adhäsionskräfte auftreten, wobei der Folienabschnitt vollflächig an der Oberfläche des Grundkörpers anhaftet und vorzugsweise monolithisch mit dem Grundkörper verbunden wird.The Treatment of the film section mainly causes that between the film material and the underlying surface of the the body particularly strong adhesion forces occur, wherein the film section over the entire surface on the surface of the basic body adheres and preferably monolithically connected to the body becomes.
Die Behandlung des Folienabschnitts kann außerdem eine Veränderung des physikalischen Zustands des Folienmaterials – insbesondere Aushärten, Erstarren bzw. Verglasen, Polymerisieren bzw. Vernetzen – bewirken. Bei einer thermischen Behandlung ist die Behandlungstemperatur von den Eigenschaften des zu behandelnden Folienmaterials sowie von der zu erzielenden Wirkung abhängig. Das Polymerisieren eines organische Komponenten enthaltenden Folienmaterials kann z. B. bei einer Temperatur zwischen 100°C und 300°C bewerkstelligt werden. Bei anorganische Komponenten auf weisenden Folien, insbesondere glashaltigen Folien kann eine höhere Behandlungstemperatur z. B. zwischen 400°C und 1000°C erforderlich sein.The Handling the film section can also be a change the physical state of the film material - in particular curing, solidification or vitrification, polymerization or crosslinking - cause. In a thermal Treatment is the treatment temperature of the properties of the to be treated foil material as well as the effect to be achieved dependent. Polymerizing an organic component-containing film material can z. B. be accomplished at a temperature between 100 ° C and 300 ° C. at inorganic components on facing films, in particular glass-containing Slides can be a higher Treatment temperature z. B. between 400 ° C and 1000 ° C may be required.
Der Vorteil einer monolithisch mit dem Grundkörper verbundenen Isolierschicht besteht darin, dass die an der Grundkörperoberfläche unmittelbar haftet und dass es daher keiner weiteren Haftvermittlungsschicht zur Haftvermittlung zwischen dem Grundkörper und der Isolierschicht bedarf.Of the Advantage of a monolithically connected to the body insulating layer is that immediately adheres to the body surface and that it therefore no further adhesion layer for the adhesion mediation between the main body and the insulating layer is required.
Der Folienabschnitt bildet nach der Behandlung vorzugsweise eine harte, in einer Variante eine starre bzw. eine verglaste Isolierschicht. Eine durch die Behandlung eines Folienabschnitts erzeugte Isolierschicht kann sich durch eine über ihrer gesamten Fläche gleichmäßige (konstante) Schichtdicke und insbesondere durch ein scharfes, im Querschnitt quer zur Schichtebene in Wesentlichen rechteckiges Profil bzw. unverrundete Kanten auszeichnen. Die Schichtdicke der Isolierschicht kann in einer Variante zwischen 0,1 und 1 mm, z. B. 0,4 mm betragen. Die Schichtdicke ist jedoch auf den hier angegebenen Bereich nicht begrenzt.Of the Film section preferably forms a hard, after treatment in a variant, a rigid or a glazed insulating layer. An insulating layer produced by the treatment of a film section can be through an over their entire surface uniform (constant) Layer thickness and in particular by a sharp, transverse in cross-section to the layer plane substantially rectangular profile or unrounded Outline edges. The layer thickness of the insulating layer can in a variant between 0.1 and 1 mm, z. B. 0.4 mm. The layer thickness however, is not limited to the range specified here.
Die isolierende Abdeckung kann z. B. ein vernetztes organisches oder anorganisches Polymer umfassen. Ein anorganisches Polymer kann z. B. ein Silikon-Kautschuk sein. Ein anorganisches Polymer kann organische Reste aufweisen. Zur Bildung einer SiO2-Schicht als Isolierschicht ist ein Si-basiertes Polymer, z. B. Silan oder Siloxan geeignet.The insulating cover can, for. For example, a crosslinked organic or inorganic polymer. An inorganic polymer may, for. B. be a silicone rubber. An inorganic polymer may have organic radicals. For forming an SiO 2 layer as an insulating layer, an Si-based polymer, e.g. As silane or siloxane suitable.
Die Folie kann Glas, Plexiglas und/oder weitere anorganische oder organische Substanzen, u. a. Hydrate enthalten. Ein Hydrat kann während der Behandlung Wasser abgeben und so seine Struktur verändern.The film can glass, plexiglass and / or white inorganic or organic substances, including hydrates. A hydrate can release water during the treatment and thus change its structure.
Die Folie kann als Grundmaterial ein Gemisch aus Keramik und einem glasartigen Material enthalten. Das Grundmaterial kann auch ein Gemisch von einem glasartigen Material und organischen Komponenten, z. B. organischen Polymeren enthalten.The Foil may be a mixture of ceramic and a glassy base material Material included. The base material can also be a mixture of a glassy material and organic components, e.g. B. organic Contain polymers.
Die Folie kann in einer Variante ausschließlich organische Komponenten, z. B. ein Epoxidharz enthalten.The In one variant, foil can only contain organic components, z. B. contain an epoxy resin.
Die Folie kann ein Material im B-Zustand umfassen. Das Material im B-Zustand kann insbesondere folgende Monomere oder Dimere enthalten: Monoepoxid, Dimethakrylat, Phenylglycidylether (PGE) oder methacrylated digicydyl ether of bisphenol A (bis GMA).The Foil may comprise a B-stage material. The material in B-state may in particular contain the following monomers or dimers: monoepoxide, Dimethacrylate, phenylglycidyl ether (PGE) or methacrylated digicydyl ether of bisphenol A (up to GMA).
Die Isolierschicht kann eine Schicht aus Polyurethan, Polyprolylene oder Polyester sein. Eine Isolierschicht mit thermoplastischen Eigenschaften kann z. B. Polystyrol oder Polymethylmethakrylat enthalten.The Insulating layer can be a layer of polyurethane, Polyprolylene or polyester. An insulating layer with thermoplastic properties can z. As polystyrene or polymethyl methacrylate contain.
In einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird ein Piezotransformator mit einem vorzugsweise keramischen Grundkörper hergestellt. Zunächst wird der Grundkörper mit einem Eingangsteil und einem durch eine Trennschicht von diesem galvanisch getrennten Ausgangsteil bereitgestellt.In A preferred variant of the method is a piezotransformer produced with a preferably ceramic body. First, will the main body with an input part and a through a separating layer of this provided galvanically isolated output part.
Der Folienabschnitt wird zumindest auf einen zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil angeordneten Oberflächenbereich des Grundkörpers aufgetragen. Der Folienabschnitt kann sich darüber hinaus auch auf Bereiche von Außenkontakten des Transformators – Eingangselektroden und Ausgangselektroden – erstrecken. Der Folienabschnitt wird vorzugsweise so aufgetragen, dass er im Querschnitt den Grundkörper allseitig umgibt.Of the Film section is at least one between the input part and the output part arranged surface region of the base body applied. The foil section can also be used in areas from external contacts of the transformer - input electrodes and output electrodes. The film section is preferably applied so that it in Cross section of the main body surrounds all sides.
Der Folienabschnitt kann daher in einer Variante als ein Rohrstück bereitgestellt werden, dessen Innenumfang dem Außenumfang des Grundkörpers im Wesentlichen gleich ist. Der Folienabschnitt kann alternativ als Streifen vorliegen, der um den Grundkörper gewickelt wird. Möglich ist es auch, auf den abzudeckenden Bereich des Grundkörpers zwei miteinander abschließende, streifenförmige Folienabschnitte derart aufzutragen, dass sie zusammen den Grundkörper im Querschnitt allseitig umschließen.Of the Film section can therefore be provided as a piece of pipe in a variant be whose inner circumference the outer circumference of the body in Is essentially the same. The film section can alternatively as Strip present, which is wound around the body. Is possible it too, on the area of the main body to be covered two concluding with each other, strip Apply film sections in such a way that they together the main body in Enclose cross section on all sides.
Der Folienabschnitt kann mit einer elastischen Trägerfolie verbunden sein, die nach dem Auftragen des Folienabschnitts auf den Grundkörper abgezogen wird.Of the Film section may be connected to an elastic carrier film, the removed after applying the film section on the body becomes.
Es ist z. B. möglich, ein Vorläufer-Bauelement mit mehreren mit ihren Stirnflächen zueinander gewandt angeordneten, zu vereinzelnden Bauelementen herzustellen. Das Vorläufer-Bauelement weist also in der Längsrichtung aufeinander folgende Bauelementbereiche auf. Auf der Trägerfolie können mehrere Folienabschnitte erzeugt werden, deren Mittenabstand mit der Bauelementlänge gleich ist. Der eben beschriebene Folienverbund kann auf das Vorläufer-Bauelement mit den Folienabschnitten zu den einzelnen Bauelementbereichen hin aufgebracht werden. Dies geschieht vorteilhafterweise in einem einzigen Verfahrensschritt. Die Trägerfolie kann später abgezogen und das Vorläufer-Bauelement vereinzelt werden.It is z. Possible, a precursor device with several with their faces arranged facing each other to produce to be separated components. The precursor device has ie in the longitudinal direction successive component areas. On the carrier foil can several Film sections are generated, the center distance equal to the component length is. The film composite just described may be based on the precursor component with the foil sections to the individual component areas be applied. This is advantageously done in a single Process step. The carrier foil can later subtracted and the precursor device to be isolated.
Es wird ein piezoelektrischer Transformator angegeben, der eine aus einem Folienabschnitt erzeugte Isolierschicht aufweist. Die Isolierschicht verkapselt den Oberflächebereich zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil des Transformators.It a piezoelectric transformer is provided, the one out Having an insulating layer produced a film section. The insulating layer encapsulates the surface area between the input part and the output part of the transformer.
In einer bevorzugten Variante wird ein piezokeramischer Transformator angegeben, der in zwei vorzugsweise mechanisch aneinander gekoppelte und galvanisch voneinander getrennte Teile – Eingangsteil und Ausgangsteil – unterteilt ist. Die galvanische Trennung der beiden Teile ist durch eine dazwischen angeordnete isolierende Trennschicht, vorzugsweise eine im Grundkörper dafür vorgesehene piezoelektrische Schicht erreichbar.In A preferred variant is a piezoceramic transformer specified in two preferably mechanically coupled to each other and galvanically separated parts - input part and output part - divided is. The galvanic separation of the two parts is through an intermediate arranged insulating separating layer, preferably a provided in the base body piezoelectric Layer attainable.
Der Eingangsteil und der Ausgangsteil sind entlang einer Längsachse des Transformators nebeneinander angeordnet und z. B. durch eine der im Grundkörper vorgesehenen piezoelektrischen Schichten mechanisch fest miteinander verbunden. Ein elektrisches Eingangssignal wird im Eingangsteil des piezoelektrischen Transformators in mechanische Schwingungen des Grundkörpers des Transformators umgewandelt. Aufgrund der mechanischen Kopplung des Eingangsteils und des Ausgangsteils sind beide Teile von der mechanischen Schwingung betroffen. Die Umwandlung der elektrischen Energie in die mechanische Energie erfolgt aufgrund des inversen piezoelektrischen Effekts. Im Ausgangsteil werden die mechanischen Schwingungen aufgrund des direkten piezoelektrischen Effekts zurück in ein elektrisches Signal verwandelt.Of the Entrance part and the output part are along a longitudinal axis of the transformer arranged side by side and z. B. by a in the main body provided piezoelectric layers mechanically fixed together connected. An electrical input signal is in the input part of the piezoelectric transformer into mechanical vibrations of the the body Transformed the transformer. Due to the mechanical coupling the input part and the output part are both parts of the affected by mechanical vibration. The transformation of the electrical Energy in the mechanical energy is due to the inverse piezoelectric effect. In the output part, the mechanical Vibrations due to the direct piezoelectric effect back into an electrical Signal transformed.
Unter dem direkten piezoelektrischen Effekt wird verstanden, dass in dem Grundkörper bei Auftreten von Verformungen eine Spannung abfällt. Unter dem inversen piezoelektrischen Effekt wird verstanden, dass die piezoelektrische Keramik, die gegebenenfalls zum Einsatz des Bauelementes noch polarisiert werden muss, bei Anlegen eines elektrischen Feldes parallel oder antiparallel oder auch in einem Winkel zur Polarisierungsrichtung eine Verformung erfährt.The direct piezoelectric effect is understood to mean that a voltage drops in the body when deformations occur. Under the inverse piezoelectric effect is understood that the piezoelectric ceramic, which may need to be polarized for use of the device even when applying an electric field parallel or anti-parallel or in an angle to the polarization direction undergoes deformation.
Die Durchschlagsfestigkeit des Transformators wird vor allem durch die Eigenschaften der Trennschicht bestimmt. Der elektrische Durchschlag zwischen offen liegenden Metallstrukturen entlang der Grundkörperoberfläche soll durch die Isolierschicht verhindert werden.The Dielectric strength of the transformer is mainly due to the Properties of the release layer determined. The electrical breakdown between exposed metal structures along the body surface should be prevented by the insulating layer.
Ein Keramikkörper ist in der Regel porös, wobei seine Poren aus dem Außenraum die Feuchte anziehen, was zur Verringerung der Durchschlagsspannung des Piezotransformators führt. Die homogene, vorzugsweise eine glatte Oberfläche aufweisende Isolierschicht versiegelt die ansonsten raue Oberfläche des Grundkörpers und verhindert das Ansammeln der Feuchte insbesondere in dem bezüglich einer elektrischen Entladung kritischen Trennbereich des Transformators.One ceramic body is usually porous, taking his pores from the outside space Moisture, resulting in reduction of breakdown voltage of the piezotransformer leads. The homogeneous, preferably a smooth surface having insulating layer seals the otherwise rough surface of the body and prevents the accumulation of moisture, especially in terms of a electrical discharge critical isolation area of the transformer.
Ein zur Passivierung der Oberfläche verwendeter, ursprünglich halbfester Folienabschnitt hat gegenüber einem im flüssigen Zustand befindlichen aufzutragenden Isoliermaterial, z. B. einer Lösung, in die das Bauelement eingetaucht wird, den Vorteil, dass dabei die Form der Isolierschicht – d. h. ihre Fläche sowie ihre Schichtdicke – durch vorbestimmte Abmessungen des Folienabschnitts besser kontrollierbar ist. Auch beim Aufsprühen einer flüssigen Lackschicht durch eine Schablone ist es schwierig, über dem gesamten Umlauf des Grundkörpers eine Isolierschicht mit einer gleichmäßigen Dicke zu erzielen, da eine Flüssigkeit nach unten fließt und Auflaufstellen bildet. Dagegen ist die Dicke einer aus einem Folienabschnitt erzeugten Isolierschicht durch die Dicke des Folienabschnitts vorbestimmt und bleibt daher auch nach der Behandlung des Folienabschnitts im Wesentlichen gleichmäßig.One for passivation of the surface used, originally semi-solid film section has one in the liquid state located to be applied insulating material, eg. B. a solution in the the component is immersed, the advantage that while the shape the insulating layer - d. H. their area as well as their layer thickness - by predetermined dimensions of the film section better controllable is. Also when spraying a liquid paint layer through a stencil it is difficult to over the entire circulation of the the body to achieve an insulating layer with a uniform thickness, since a liquid flows down and soups. In contrast, the thickness of one of a film section produced insulating layer predetermined by the thickness of the film portion and therefore remains even after the treatment of the film section in Essentially evenly.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen anhand schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen schematischin the The following is the invention with reference to embodiments and the associated figures explained in more detail. The Figures show diagrammatic and not true to scale representations different embodiments the invention. The same or equal parts are denoted by the same reference numerals designated. It show schematically
Der
Eingangsteil
Die
Oberfläche
der Trennschicht
In
Der
Folienabschnitt
In
In
In
einer Variante kann zuerst die Behandlung des Folienabschnitts
Der
piezoelektrische Transformator nach dem Abziehen der Trägerfolie
Der Folienabschnitt kann in einer Variante derart strukturiert werden, dass eine resultierende Isolierschicht die gesamte Seitenfläche des Bauelements samt der Außenelektroden – mit Ausnahme von freizuhaltenden Kontaktbereichen – bedeckt.Of the Film section can be structured in a variant such a resulting insulating layer covers the entire side surface of the Component including the outer electrodes - with the exception of to be kept free of contact areas - covered.
- 11
- Grundkörperbody
- 1111
- Eingangsteilintroductory
- 1212
- Ausgangsteiloutput portion
- 1313
- TrennschichtInterface
- 22
- Folienabschnittfilm section
- 2121
- erster Folienabschnittfirst film section
- 2222
- zweiter Folienabschnittsecond film section
- 31,31
-
32 Eingangselektroden32 input electrodes - 41,41
-
42 Ausgangselektroden42 output electrodes - 2020
- Folienverbundfilm composite
- 201,201
-
202 Trägerfolien202 carrier films
Claims (30)
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|---|---|---|---|
| DE102005002925A DE102005002925A1 (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Piezoelectric transducer manufacture involves applying film section on surface area of base body, handling film section such that it adheres on surface of body, and passivating surface by insulating layer |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005002925A DE102005002925A1 (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Piezoelectric transducer manufacture involves applying film section on surface area of base body, handling film section such that it adheres on surface of body, and passivating surface by insulating layer |
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|---|---|
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ID=36709391
Family Applications (1)
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2830274A (en) * | 1954-01-04 | 1958-04-08 | Gen Electric | Electromechanical transducer |
| US4392074A (en) * | 1980-09-19 | 1983-07-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Trigger device and piezo-ignition coupler with galvanic decoupling |
| US5847490A (en) * | 1996-06-21 | 1998-12-08 | Tokin Corporation | Piezoelectric transformer wrapped by wrapping member of soft insulating sheet material |
| JP2000091660A (en) * | 1998-09-17 | 2000-03-31 | Sony Corp | Piezoelectric transformer and method of manufacturing the same |
-
2005
- 2005-01-21 DE DE102005002925A patent/DE102005002925A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2830274A (en) * | 1954-01-04 | 1958-04-08 | Gen Electric | Electromechanical transducer |
| US4392074A (en) * | 1980-09-19 | 1983-07-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Trigger device and piezo-ignition coupler with galvanic decoupling |
| US5847490A (en) * | 1996-06-21 | 1998-12-08 | Tokin Corporation | Piezoelectric transformer wrapped by wrapping member of soft insulating sheet material |
| JP2000091660A (en) * | 1998-09-17 | 2000-03-31 | Sony Corp | Piezoelectric transformer and method of manufacturing the same |
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