具有外接觸部的多層部件和用于制造具有外接觸部的多層部件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]說明一種具有外接觸部的多層部件。例如多層部件是壓電致動器，其在機動車中可用于操縱噴嘴。備選地多層部件可以是例如多層電容器或多層可變電阻。
【背景技術(shù)】
[0002]為了接觸多層部件例如將連接元件與基體焊接，粘合或熔焊。但是在這種固定的情況下接觸可以承擔(dān)對致動器的運動的影響。此外接觸可以由于致動器的經(jīng)常偏移而損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的任務(wù)為，提出改善的多層部件。尤其是要解決的任務(wù)為，提出特別可靠多層部件。
[0004]提出該多層部件，其包括基體和外接觸部。外接觸部具有連接元件和接觸層。接觸層將基體電導(dǎo)通地與連接元件連接。在基體和連接元件之間的連接通過熔結(jié)接觸層建立。
[0005]溫度在熔結(jié)的情況下優(yōu)選小于400° Co例如接觸層在250° C的情況下熔結(jié)。
[0006]熔結(jié)的接觸層具有多晶體結(jié)構(gòu)。尤其是在熔結(jié)的接觸層中構(gòu)造晶粒和晶界。優(yōu)選在熔結(jié)的接觸層中構(gòu)造細(xì)孔和/或熔結(jié)頸。細(xì)孔和/或熔結(jié)頸構(gòu)造在例如金屬顆粒之間，或者在晶粒之間。
[0007]熔結(jié)的接觸層具有該優(yōu)點，g卩，其具有高導(dǎo)電性。此外熔結(jié)的接觸層具有高導(dǎo)熱性。尤其是熔結(jié)的接觸層具有比例如焊接(尤其是軟焊)更高導(dǎo)電性和更高導(dǎo)熱性。此外熔結(jié)的接觸層在高溫度的情況下表示出小的材料疲勞。尤其是僅發(fā)生接觸層的較小立體變形和接觸層中的較小裂縫變大。這通過相比于焊接的接觸層的高熔點來解釋。還在機械或熱機械交變負(fù)荷的情況下僅出現(xiàn)接觸層的較小材料疲勞。
[0008]由于接觸層的相對高熔點具有這種接觸層的多層部件在回流過程中可以焊接到電路板。
[0009]接觸層的熔結(jié)可以在不使用熔料的情況下發(fā)生。因此例如在焊接的情況下由于分離熔料殘余的清洗過程也是不必要的。
[0010]處理溫度在熔結(jié)接觸層的情況下明顯比在硬焊接的情況下或在煅燒金屬膏的情況下更小。因此在處理中溫差電壓相對低并且處理較簡單并且成本較低。
[0011]根據(jù)一實施方式接觸層是多孔的。優(yōu)選接觸層具有在I體積百分比和50體積百分比之間的多孔性。
[0012]用于接觸層的多孔性接觸層的彈性模數(shù)比在厚金屬層更小。由此可以降低在陶瓷體中的夾住效應(yīng)和機械應(yīng)力。
[0013]接觸層具有金屬。接觸層由優(yōu)選銀或銅組成。尤其是接觸層至少95重量百分比，優(yōu)選99重量百分比，由純銀或銅組成。尤其是接觸層至少99重量百分比可以由純銀或銅組成。
[0014]接觸層的金屬的熔化溫度位于接觸層的熔結(jié)溫度之上。根據(jù)一實施方式接觸層的熔化溫度位于400° C之上。尤其是接觸層在運行溫度的情況下具有超過200° C高溫度穩(wěn)定性。
[0015]根據(jù)一實施方式接觸層具有在2μπι和200 μπι之間的厚度。優(yōu)選接觸層具有在1ym和100 μ m之間的厚度。
[0016]多層部件的基體可以具有由介電層和內(nèi)部電極層組成的堆疊。外接觸部可以用于電接觸內(nèi)部電極層?；w構(gòu)造成例如方形的。
[0017]優(yōu)選介電層和內(nèi)部電極層沿著堆疊方向堆疊。堆疊方向?qū)?yīng)于優(yōu)選基體的長度方向。優(yōu)選介電層和內(nèi)部電極層交替地彼此堆疊。
[0018]優(yōu)選內(nèi)部電極層包含銅或由銅組成。備選地內(nèi)部電極層包含銀-鈀或由銀-鈀組成。
[0019]介電層可以包括壓電材料。例如介電層可以包含陶瓷材料，尤其是壓電陶瓷材料。為了制造基體可以使用綠薄膜(GrUnfolien)，在綠薄膜上施加例如金屬膏用于形成內(nèi)部電極層。例如金屬膏在絲網(wǎng)印刷方法中施加。金屬膏可以包含銅。備選地金屬膏可以包含銀或銀-鈀。在施加金屬膏之后優(yōu)選堆疊，注入并且共同燒結(jié)薄膜，使得產(chǎn)生一體的燒結(jié)體。優(yōu)選部件的基體通過一體的燒結(jié)體(例如通過如上述制造的燒結(jié)體)形成。
[0020]例如多層部件構(gòu)造為壓電部件，例如構(gòu)造為壓電致動器。在壓電致動器的情況下在對內(nèi)部電極層供應(yīng)電壓的情況下在內(nèi)部電極層之間布置的壓電層延展，使得產(chǎn)生壓電致動器的提升。多層部件還可以構(gòu)造成其他部件，例如為多層電容器。多層電容器優(yōu)選適合用于具有大于250伏特的DC-電壓和超過120° C的使用溫度的功率電子應(yīng)用。
[0021]外接觸部優(yōu)選用于在堆疊方向上相鄰的內(nèi)部電極層之間施加電壓。尤其是外接觸部用于到內(nèi)部電極層的電流的饋送。例如兩個外電極布置在基體的位置相對的外側(cè)上。外電極分別具有接觸層和連接元件。
[0022]優(yōu)選內(nèi)部電極層在堆疊方向上交替地與外電極之一電連接并且與其他外電極之一電絕緣。在此外接觸部可以鋪設(shè)到基體上的負(fù)載上。
[0023]例如如此施加電極膏，使得電極層在堆疊方向上看來交替地抵達直至堆疊的外側(cè)并且與堆疊的位置相對的外側(cè)隔開。以這種方式電極層可以交替地與外接觸部之一電連接。根據(jù)一實施方式在內(nèi)部電極層的末端和基體的外側(cè)之間可存在氣隙。例如交替地每兩個內(nèi)部電極層可借助于蝕刻后移，使得在蝕刻的內(nèi)部電極層和基體的外側(cè)之間布置溝。為了改善擊穿電壓氣隙，或者溝可以用絕緣材料填充。絕緣材料可以是例如彈性原料。
[0024]在具有通過熔結(jié)固定的接觸層的多層部件的情況下溝可以接近完全地用絕緣材料填充。由此得出，可以放棄使用熔劑。因此在溝中可不留下熔劑殘留，該熔劑殘留妨礙或阻礙溝的填充。這樣多層部件的擊穿電壓相對于具有焊接的外接觸部的多層部件可以提高大約10%。
[0025]備選地多層部件可以是全主動(vollaktives)的多層部件。在全主動的多層部件的情況下內(nèi)部電極層在基體的總截面上延展。為了交替地連接具有外接觸部的內(nèi)部電極層在外側(cè)上內(nèi)部電極層交替地用電絕緣的材料覆蓋。
[0026]優(yōu)選內(nèi)部電極層在堆疊方向上輪流與外電極之一電連接并且與其他外電極電絕緣。
[0027]外接觸部構(gòu)造成例如帶狀。優(yōu)選外接觸部沿著基體的堆疊方向延伸。例如外接觸部僅部分覆蓋基體的外側(cè)。備選地外接觸部可以完全覆蓋基體的外側(cè)。
[0028]連接元件可以具有平面的身體的形狀或三維結(jié)構(gòu)化的身體的形狀。平面的身體可以具有例如薄片，曲折，梳或梯的形狀。三維結(jié)構(gòu)化的身體可以具有例如金屬絲網(wǎng)，金屬絲編織或波紋板的形狀。
[0029]連接元件優(yōu)選在多層部件的總長度上延展。由此可靠接觸還可以在運行期間擊穿接觸層的情況下總是保證部件的總體連接。
[0030]根據(jù)一實施方式在基體和接觸層之間附加地施加基金屬部?；饘俨靠梢酝ㄟ^煅燒金