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Übersicht

Aufbau- und Verbindungstechnik

 

Montagetechnologie: Alle Prozessschritte unter einem Dach

Die Prozesse in der Aufbau- und Verbindungstechnik reichen vom Kleben und Fügen der Keramikscheiben über die mechanische Nachbearbeitung wie Läppen und Schleifen für minimale geometrische Toleranzen bis hin zum Löten der Kontakte. Ganz gleich ob einzelne Piezoelemente weiterverarbeitet oder ganze Aktormodule hergestellt werden – PI Ceramic verfügt über das notwendige Know-how, selbst kundenspezifische Anpassungen in kürzester Zeit in höchster Qualität umzusetzen.

Einzelelemente

Einzelne Piezoelemente fügen und kleben

Dosieren
 

Ein einzelnes Piezoelement kann – mit einer Membran oder einer Metallscheibe verklebt – für Sensor- oder Pumpanwendungen eingesetzt werden. Das Verkleben der Piezokomponente ist ein kritischer Prozessschritt, der die Eigenschaften des Endprodukts wie Gesamtresonanzfrequenz und Stabilität entscheidend beeinflusst.

In der Serienproduktion erfolgen die Füge- und Klebeprozesse in automatisierten Vorrichtungen. Für komplexe Sonderfertigungen kommen eigens entwickelte Dosier- und Positioniersysteme zur Anwendung, so dass eine gleichmäßige und hochwertige Klebstoffschicht gewährleistet wird. Die Klebstoffauswahl und die Aushärtebedingungen werden für das jeweilige Produkt und seine Materialeigenschaften optimiert.

Stapelaktoren

Mehrere Piezoelemente zu Stapelaktoren kleben

Durch Aufstapeln und Verkleben mehrerer piezokeramischer Elemente wie Scheiben oder Platten werden Stapelaktoren für eine entsprechend höhere Auslenkung aufgebaut und anschließend mit Kontaktelektroden und einer äußeren Isolierschicht aus Polymermaterial versehen.

PI PICA Stack Compilation 02

Standardkontakte für Piezoaktoren sind 100-mm-Anschlusslitzen oder Lötpunkte. Je nach Piezoelement werden unterschiedliche Litzen nach AWG - Standard verwendet. Für eine parallele Ansteuerung aller Schichten werden außenliegende Lötschienen verwendet.

Optional können die Piezoaktoren mit Sensoren zur Messung der Auslenkung versehen werden. Sie eignen sich dann zur wiederholbaren Positionierung mit Nanometergenauigkeit. Temperatursensoren können vor Überhitzung der Keramik warnen.

Für eine mechanischen Ankopplung der Aktoren können spezifische Endstücke (Kopf- und Fußstücke) montiert werden. Möglich sind flache oder sphärische Endstücke u. a. aus Metall, Keramik, Glas oder Saphir. Applikationsspezifische Endstücke sind auf Anfrage fertigbar.

Stapelaktoren haben sich im Einsatz in der Halbleiterindustrie und Medizintechnik durch ihre hohe Zuverlässigkeit bewährt. PI Ceramic bietet folgende Standardprodukte an:

>> PICA Stack, Power und Thru Stapelaktoren

>> PICA Shear Scheraktoren

>> Biegeelemente können aus Piezoscheiben und -platten innerhalb bestimmter Fertigungsgrenzen aufgebaut werden. Seriell oder parallel gepolt sind sie sowohl eckig als auch rund fertigbar.

Baugruppen

Integrierte Baugruppen – von der Piezokeramik zur Komplettlösung

Die Integration von Piezokeramiken in das Kundenprodukt kann komplex sein. PI Ceramic bietet daher auch Komplettlösungen an, die direkt in die Kundenapplikation integriert werden können. Dazu gehören sowohl die individuelle elektrische Kontaktierung der Elemente als auch die Montage in beigestellte Mechanikteile, das Verkleben oder der Verguss. Für den Kunden beschleunigt das den Herstellungsprozess und verkürzt die Lieferzeiten.

PI Piezokeramik in Arraystruktur
 

Die Endmontage dieser sogenannten Sub-Assemblies erfolgt unter Reinraumbedingungen. Sensorkomponenten, Aktoren und Aktormodule werden bei PI Ceramic auch kundenspezifisch in mittleren und Kleinserien kurzfristig gefertigt.

Moderne Fertigungsverfahren erlauben einen sicheren und kostengünstigen Übergang zu Großserien. Über die Lieferung der Komponente hinaus übernimmt PI Ceramic auf Anfrage Montage- und Beschaffungsprozesse.

Piezokomponenten als Sensoren und Transducer 

PI Ceramic liefert in großen Serien komplettierte Ultraschallwandler mit Frequenzen bis zu einigen Megahertz für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche. Dazu gehören unter anderem OEM-Baugruppen für die Ultraschall-Durchflussmesstechnik, Füllstands-, Kraft- und Beschleunigungsmessung.

Spezielle elektrische Anschlüsse und Lötverfahren

Die Stecker zum Anschluss an den Piezoverstärker werden nach Kundenwunsch vorgefertigt. Eine Konfektionierung der Baugruppen mit Leiterplatten oder Flexboards ist ebenso möglich. Konfektionierte Piezobauelemente mit Anschlussdrähten werden im Handlötverfahren durch speziell geschultes Personal hergestellt. Für Lötungen auf miniaturisierten Komponenten und in Großserien stehen moderne Lötautomaten zur Verfügung.

PI Ceramic Flex-Leiterkarten
 
PI Komplexe Module
 
PI Ceramic Multilayer Produktion Lötautomat
 

Aktormodule für Piezomotoren

Piezokeramiken von PI Ceramic sind die Antriebselemente für Piezomotoren von Physik Instrumente (PI). Die Piezomotoren ermöglichen es, die Eigenschaften der Piezoaktoren auch über längere Verstellwege zu nutzen. Die patentierten >> PiezoWalk® Schreitantriebe mit ihrem komplexen Aufbau aus Longitudinal-, Scher- und Biegeelementen sowie entsprechender Kontaktierung werden komplett bei PI Ceramic gefertigt.

PI NEXLINE und NEXACT Module
 
PI Flexible Fertigung
 

Komponente oder integrierte Baugruppe?

Erfahren Sie mehr über die Integration von Piezoelementen in das Kundenprodukt: PI Ceramic als Ihr zuverlässiger Partner mit technologischem Know-how auf höchstem Niveau:

>> Kundenspezifische OEM-Lösungen

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