[發明專利]壓電的多層器件和用于制造壓電的多層器件的方法

在審

• 申請號: 201980066794.2
• 申請日: 2019-10-01
• 公開（公告）號: CN114127969A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 丹尼斯·奧羅塞爾;王永力
• 申請（專利權）人: TDK電子股份有限公司
• 主分類號: H01L41/187
• 分類號: H01L41/187;H01L41/37;H01L41/43
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;支娜

提出一種壓電的多層構件，其包括陶瓷基體(1)，所述陶瓷基體包含陶瓷材料，其中?陶瓷材料的主要組分具有一般通式(K_xNa_1?x)NbO₃并且適用：0≤x≤1，?并且陶瓷材料包含至少兩種添加物，所述添加物選自分別包含至少一種金屬的化合物的集合，所述至少一種金屬選自至少包含K、Nb、Cu、Mn、Ta的金屬的集合。

技術領域

本發明涉及一種壓電的多層器件，其包括陶瓷基體，所述陶瓷基體包含陶瓷材料作為主要組成部分。本發明還涉及一種用于制造壓電的多層器件的方法。

背景技術

壓電的多層器件是用于多種技術應用的廣泛傳播的構件。因此，壓電的多層構件例如用作為執行器、共振器、傳感器和變壓器。尤其，壓電的變壓器可以在大氣壓等離子體發生器中。

傳統上，壓電的多層構件包括陶瓷基體，所述陶瓷基體含有含鉛的、壓電的陶瓷材料。因此，從DE 10 2006 057 691A1中已知壓電的多層器件，其包括陶瓷基體，所述陶瓷基體包含基于鋯鈦酸鉛的陶瓷材料。由于含鉛的壓電的陶瓷材料的鉛含量得出對環境和人類健康的不利影響。

發明內容

因此，本發明的目的是，提供一種壓電的多層器件，其包括陶瓷基體，其中在陶瓷基體中包含的陶瓷材料對環境和人類健康具有較少的不利影響。此外，本發明的目的是提出一種用于制造壓電的多層器件的方法。

所述目的通過根據權利要求1的壓電的多層器件和根據權利要求5和10的用于制造壓電的多層器件的方法來實現。壓電的多層器件的和用于制造壓電的多層器件的方法的其他實施方式從其他權利要求中得出。

提供一種壓電的多層器件，其包括陶瓷基體。陶瓷基體包含陶瓷材料，其中

-陶瓷材料的主要組分具有一般通式(K_xNa_1-x)NbO₃，并且適用0≤x≤1，

-并且陶瓷材料包含至少兩種添加物，所述添加物選自分別包含至少一種金屬的化合物的集合，所述至少一種金屬選自至少包含K、Nb、Cu、Mn、Ta的金屬的集合。

換言之，陶瓷材料作為主要組分包含(K_xNa_1-x)NbO₃，其中適用0≤x≤1。對于主要組分附加地，陶瓷材料包含至少兩種其他化合物作為添加物。作為添加物添加給主要組分的各種化合物在此分別包含一種或多種金屬，所述金屬選自至少包含K、Nb、Cu、Mn、Ta的金屬的集合。添加給主要組分的添加物的量對于相應的添加物以主要組分的100摩爾％計。

此外，提出一種用于制造壓電的多層器件的方法，所述多層器件包括陶瓷基體，所述陶瓷基體包含陶瓷材料，其中所述方法包括第一煅燒步驟和第二煅燒步驟。

此外，提出另一種用于制造壓電的多層器件的方法，所述多層器件包括陶瓷基體，所述陶瓷基體包含陶瓷材料，其中用于制造陶瓷材料的初始材料在水中進行工藝處理。

術語初始材料包括制造陶瓷材料所必需的原材料和添加物。原材料是制造陶瓷材料的主要組分所必需的物質。通過使用水作為溶劑和分散劑代替有機溶劑，如乙醇，能環保地且節約成本地實現陶瓷材料的制造。

上述方法能結合在用于制造壓電的多層器件的常規方法中。這種方法可以包括如下步驟：

-提供用于制造陶瓷材料的主要組分的原材料；

-提供添加物；

-將原材料混合、研磨和煅燒，以便獲得陶瓷材料的主要組分；

-將添加物添加至主要組分，以便獲得陶瓷材料；

-將陶瓷材料加工成陶瓷生坯層(Grünfolien)；

-用內電極印刷陶瓷生坯層；