Neues Co-Casting-Verfahren zur Herstellung Piezoelektrischer Mehrlagen-Bauteile mit Silber-Innenelektroden

Abstract:
Der vorgestellte Prozess bietet im Vergleich zur konventionellen Multilayer Ceramics Technology (MCT) eine vereinfachte Methode zur Herstellung keramischer Mehrlagen-Bauteile. Er verbindet den Foliengießprozess einzelner keramischer Grünfolien mit dem Siebdrucken der Elektrodenschichten. Dieses sogenannte Co-Casting umgeht sowohl den Stapelungsals auch den Laminierungsschritt einzelner Grünfolien und ermöglicht die Realisierung von Schichtdicken mit 20 mm im fertigen Bauteil. Weiterhin lässt sich mit diesem Herstellungsverfahren eine interdigitale Elektrodenstruktur herstellen, die zur seitlichen Kontaktierung der Innenelektroden benötigt wird. Dies wurde durch eine magnetisch fixierbare Schattenmaske mit definierten Elektrodenflächen erreicht. Hierdurch wurden dreilagige Biegewandler aus Hart-PZT-Pulver mit reinen Silberelektroden hergestellt, die als Vibration Energy Harvester eingesetzt werden sollen. Die Materialkompatibilität von PZT und Silber für den abschließenden Sinterschritt (Co-Firing), wurde entsprechend der Flüssigphasentechnologie durch den Zusatz der Sinteradditivmischung Li2CO3 · Bi2O3 · CuO (LBCu) erzielt. ·