Piezokeramische Bauelemente

Piezoelemente und -komponenten in verschiedenen Formen

Piezoelektrische Bauelemente wie Platten, Scheiben oder Ringe wandeln mechanische Signale wie Kraft, Druck, Dehnung oder Beschleunigung in eine elektrische Spannung um, oder umgekehrt eine elektrische Spannung in mechanische Bewegung oder Schwingungen. Die typischen Resonanzfrequenzen liegen dabei zwischen 200 kHz und 10 MHz. Die Piezoelemente werden häufig zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen zum Beispiel in Sensoren oder in Leistungsschallanwendungen eingesetzt.

Formen und Abmessungen der Piezokomponenten sind innerhalb der durch die Werkzeuge bestimmten Grenzen wählbar, die Dimensionen bedingen sich aber gegenseitig. Die minimalen Abmessungen werden durch physikalische und technologische Grenzen bestimmt. Beispielsweise wird die Dicke bzw. Wandstärke durch die Bruchfestigkeit der Keramik bei mechanischer Bearbeitung begrenzt. In Richtung der Polarisierung beträgt die Abmessung maximal 30 mm.  

PI Ceramic sorgt für die Integration von Piezokeramiken in das Kundenprodukt. Dazu gehören sowohl die elektrische Kontaktierung der Elemente nach Kundenvorgaben als auch die Montage in beigestellte Bauelemente, das Verkleben oder der Verguss. Piezoelemente und -komponenten können sehr kurzfristig auch in großen Stückzahlen geliefert werden.

Modifikationen

Piezokomponenten werden in unterschiedlichsten Formen hergestellt. Je nach Anwendungsfall können sie zusätzlich mit elektrischen Anschlüssen, Positionssensoren, mit variablen Konturen usw. konfektioniert werden. Auf Wunsch modifizieren wir gerne. Sprechen Sie uns an!

Kennzeichnung der Polarität

Die während der Polarisation an positivem Potential liegende Elektrode ist durch einen Punkt oder ein Kreuz auf der Elektrodenfläche gekennzeichnet. 

Alternativ wird insbesondere bei Dünnschichtelektroden die Richtung der Polarisation durch die Färbung der Elektrodenmaterialien markiert: Eine rötliche Farbe zeigt die Elektrode an, die bei der Polarisation an positivem Potential lag.

Länge L, Breite W

Abmessungen [mm]Toleranz [mm]          
<15±0.15
<20±0.2
<40±0.25
<80±0.3

 

 

 

 

Durchmesser OD, ID

Abmessungen [mm]Toleranz [mm]          
<15±0.15
<20±0.2
<40±0.25
<80±0.3

 

 

 

Dicke TH

Abmessungen  [mm]Toleranz [mm]           
<10±0.05
<20±0.1
<40±0.15
<80±0.2

 

 

 

DimensionToleranz

Abweichung von der Ebenheit (kleine
Durchbiegung dünner Scheiben oder Platten
bleibt unberücksichtigt)

<0.02 mm
Abweichung von der Parallelität<0.02 mm
Abweichung von der Konzentrizität<0.4 mm
Frequenztoleranz±5 % (<2MHz) /
±10 % (≥2MHz)
Toleranz der elektrischen Kapazität ±20 %

Löthinweise für Anwender

Alle unsere Metallisierungen sind >> RoHS konform lötbar. Wir empfehlen die Verwendung eines Lotes in der Zusammensetzung Sn 95,5, Ag 3,8, Cu 0,7. Die durchgehende Erwärmung der Piezokeramik über die Curie-Temperatur hinaus führt zur Depolarisation, und damit zum Verlust oder zur Herabsetzung der piezoelektrischen Kennwerte.

Um dies zu verhindern, müssen beim Löten folgende Bedingungen unbedingt eingehalten werden: 

  • Alle Lötkontakte müssen punktförmig ausgeführt werden.
  • Die Lötzeit muss möglichst kurz sein (≤3 sec).
  • Die spezifische Löttemperatur darf nicht überschritten werden.

Downloads

pdf
pdf

Katalog: Piezokeramische Materialien und Bauelemente

Grundlagen, Eigenschaften und Anwendungen
CAT125
pdf - 793 KB
pdf - 3 MB
pdf
pdf

Technical Note A000T0047

Handhabung und elektrische Kontaktierung von Piezokomponenten
pdf - 179 KB
pdf - 182 KB