DE10041338A1

DE10041338A1 - Manufacture of large-volume ceramic multilayer component by forming holes in green body, removing and sintering

Info

Publication number: DE10041338A1
Application number: DE10041338A
Authority: DE
Inventors: Dieter Cramer; Karl Lubitz; Carsten Schuh
Original assignee: Siemens AG; Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG; Siemens AG
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-03-14

Abstract

The method involves forming a green body (10), (or green sheet) from several individual layers (11), and forming a number of holes (30,31) in the green body. The green body is then removed and sintered. An Independent claim is included for a green body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Herstellen eines großvolumigen keramischen Vielschichtbauelements sowie ein Verfahren zum Herstellen von keramischen Vielschichtbauelementen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entbindern eines Grünkörpers für ein oder mehrere keramische(s) Vielschichtbauelement(e). Schließlich betrifft die Erfindung noch einen Grünkörper für ein keramisches Vielschichtbauelement.The present invention initially relates to a method for Manufacture of a large volume ceramic Multilayer component and a method for producing ceramic multilayer components. Furthermore, the Invention a method for debinding a green body for one or more ceramic multilayer component (s). Finally, the invention relates to a green body for a ceramic multilayer component.

Monolithische keramische Vielschichtbauelemente gewinnen in der modernen Elektrotechnik immer mehr an Bedeutung. Eine Methode zur Herstellung solcher Bauelemente ist die Laminierung von mit Metallpasten bedruckten keramischen Grünfolien zu größeren Laminatblöcken und anschließendem Zusammenfügen von Elektroden und Keramikschichten zu monolithischen Körpern (Co-Firing). Das "Co-Firing" umfaßt beispielsweise einen Sinterschritt. Vor dem Sintern wird ein Stapel aus Keramikgrünfolien und dazwischen angeordneten Elektrodenschichten hergestellt. Eine Herstellung dieses Stapels findet vorteilhaft im Nutzen (Multi up) statt. Dabei werden größere Keramikgrünfolien und Elektrodenschichten übereinander zu einem Nutzenstapel angeordnet. Aus diesem Nutzenstapel werden die einzelnen zu sinternden keramischen Vielschichtbauelemente abgetrennt. Dies erfolgt beispielsweise durch Schneiden, Stanzen, Sägen oder dergleichen. Anschließend werden die so vereinzelten Vielschichtbauelemente dem Sinterungsschritt zugeführt. Monolithic ceramic multilayer components win in of modern electrical engineering is becoming increasingly important. A The method for producing such components is Lamination of ceramic printed with metal pastes Green foils to larger laminate blocks and then Joining electrodes and ceramic layers together monolithic bodies (co-firing). The "co-firing" includes for example a sintering step. Before sintering is a Stack of ceramic green foils and arranged in between Electrode layers produced. Making this Stacks are beneficial in use (multi up). there become larger ceramic green foils and electrode layers arranged one above the other to form a stack of benefits. For this The individual ceramic to be sintered are stacked Multi-layer components separated. this happens for example by cutting, punching, sawing or like. Then they are isolated Multilayer components are fed to the sintering step.

Häufig werden derart hergestellte keramische Vielschichtbauelemente als monolithische piezokeramische Vielschichtaktoren eingesetzt. Derartige piezokeramische Vielschichtaktoren werden beispielsweise wie vorstehend beschrieben hergestellt. Ein auf diese Weise hergestellter Grünkörper liefert beispielsweise etwa 100 Aktoren. Der Grünkörper wird dann in die einzelnen Vielschichtbauelemente (auch Stacks genannt) vereinzelt, beispielsweise mittels Sägen. Die Stacks werden nun einzeln der Entbinderung und der nachfolgenden Sinterung zugeführt.Ceramic produced in this way is often used Multi-layer components as monolithic piezoceramic Multi-layer actuators used. Such piezoceramic Multi-layer actuators are, for example, as above described. One made in this way Grünkörper supplies around 100 actuators, for example. The Green body is then in the individual multilayer components (also called stacks) isolated, for example by means of Saws. The stacks are now separate from the debinding and the subsequent sintering.

Einen verfahrenstechnisch schwierigen Schritt in dieser Prozeßkette stellt dabei das Entbindern dar. Hierbei handelt es sich um einen Prozeßschritt, bei dem das temporär für die Formgebung benötigte Bindermaterial dem Bauteil vor dem Sintern wieder entzogen wird. Je nach Bindertyp kann das Entbindern durch thermischen Abbau, Lösungsmittel oder chemischen Abbau beziehungsweise daraus kombinierte Verfahren erfolgen. Weit verbreitet ist jedoch der thermische Abbau.A procedurally difficult step in this The process chain represents debinding it is a process step in which the temporary for the Shaping required binder material the component before Sintering is withdrawn again. Depending on the type of binder, this can Debinding by thermal degradation, solvents or chemical degradation or processes combined therefrom respectively. However, thermal degradation is widespread.

Nachteilig bei den bisher bekannten Herstellungsverfahren ist, daß die Grünkörper vor dem Entbindern zunächst in einzelne Vielschichtbauelemente vereinzelt werden müssen, was den dabei notwendigen Handling- und Prozeßaufwand stark erhöht. So besitzen die einzelnen Vielschichtbauelemente nach der Entbinderung eine sehr geringe Bruchfestigkeit. Gleichzeitig müssen für den Entbinderungs- und den sich anschließenden Sinterschritt jeweils unterschiedliche Horden- und Ofensysteme verwendet werden.A disadvantage of the previously known manufacturing processes is that the green body first in the individual multilayer components have to be separated what the necessary handling and process effort strong elevated. So have the individual multilayer components the debinding has a very low breaking strength. At the same time, for the childbirth and the subsequent sintering step different trays and oven systems can be used.

Wenn durch die bekannten Verfahren großvolumige keramische Vielschichtbauelemente hergestellt werden sollen, ist eine Verarbeitung der Grünkörper im Nutzen nicht mehr möglich, da der zur Entfernung der in den Grünfolien enthaltenen organischen Stoffe notwendige Entbinderungsschritt nicht mehr in wirtschaftlich vertretbaren Zeiträumen ausgeführt werden kann. Weiterhin kann das Bauelement durch die während der Entbinderung auftretenden Gasdrücke und Kapillarkräfte zerstört werden.If by the known methods large-volume ceramic Multi-layer components are to be manufactured is one Processing of the green bodies in the panel is no longer possible because to remove those contained in the green sheets organic substances no longer need the debinding step be carried out in economically reasonable periods can. Furthermore, the component can by the during Debinding gas pressures and capillary forces be destroyed.

Aus der DE 196 15 694 C1 geht die Herstellung einer Keramik in Form eines Piezoaktors mit einem monolithischen Vielschichtaufbau hervor. Der Piezoaktor, der in einem Diesel-Einspritz-System eingesetzt werden kann, weist als keramisches Material ein Bleizirkonattitanat (PZT) auf. Im Verlauf des Verfahrens zur Herstellung des Piezoaktors werden keramische Grünfolien, die mit einem Elektrodenmaterial, beispielsweise einer Palladium-Silber-Legierung, bedruckt sind, übereinander zu einem Stapel angeordnet und zu einem monolithischen Verbund gesintert. Das Ergebnis ist eine Keramik, die aus übereinander angeordneten Keramikschichten besteht, wobei eine Keramikschicht beidseitig mit jeweils einer Elektrodenschicht in einem direkten, festen Kontakt steht.DE 196 15 694 C1 produces a ceramic in the form of a piezo actuator with a monolithic Multilayer structure. The piezo actuator, which in one Diesel injection system can be used as points ceramic material a lead zirconate titanate (PZT). in the Course of the method for manufacturing the piezo actuator ceramic green foils with an electrode material, for example, a palladium-silver alloy, printed are arranged one above the other to form a stack and one sintered monolithic composite. The result is one Ceramics made up of layers of ceramic exists, with a ceramic layer on both sides with each an electrode layer in direct, firm contact stands.

Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von keramischen Vielschichtbauelementen, ein Verfahren zum Entbindern eines Grünkörpers für ein keramisches Vielschichtbauelement sowie einen Grünkörper für ein keramisches Vielschichtbauelement bereitzustellen, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll erreicht werden, daß auf einfache und dennoch zuverlässige Weise eine Entbinderung, auch bei großvolumigen Grünkörpern, möglich ist.Based on the state of the art, the present invention the task of a method for the production of ceramic multilayer components Process for debinding a green body for a ceramic multilayer component and a green body for to provide a ceramic multilayer component, at which the disadvantages mentioned above can be avoided. In particular, it should be achieved that simple and yet reliable way of giving birth, even at large-volume green bodies, is possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zum Herstellen eines großvolumigen keramischen Vielschichtbauelements gemäß Patentanspruch 1, das Verfahren zum Herstellen von keramischen Vielschichtbauelementen gemäß Patentanspruch 2, das Verfahren zum Entbindern eines Grünkörpers für ein oder mehrere keramische(s) Vielschichtbauelement(e) gemäß Patentanspruch 3, eine vorteilhafte Verwendung der Verfahren gemäß Patentanspruch 14 sowie den Grünkörper für ein keramisches Vielschichtbauelement gemäß Patentanspruch 15. This task is solved by the manufacturing method of a large-volume ceramic multilayer component Claim 1, the method for producing ceramic multilayer components according to claim 2, the method for debinding a green body for one or several ceramic (s) multilayer component (s) according to Claim 3, an advantageous use of the method according to claim 14 and the green body for a Ceramic multilayer component according to claim 15.

Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Vorteile und Merkmale, die im Zusammenhang mit den Verfahren beschrieben werden, gelten ebenso für den Grünkörper, und umgekehrt.Other advantageous features, aspects and details of Invention result from the dependent claims, the Description and the drawings. Advantages and features that described in connection with the procedures apply likewise for the green body, and vice versa.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines großvolumigen keramischen Vielschichtbauelements bereitgestellt, bei dem ein aus mehreren Einzelschichten bestehender Grünkörper hergestellt wird, eine Anzahl von Löchern in den Grünkörper eingebracht wird, der Grünkörper anschließend entbindert wird und der Grünkörper nach dem Entbindern gesintert wird.According to the first aspect of the invention, a method for Manufacture of a large volume ceramic Multilayer component provided, in which one of several individual layers of existing green bodies a number of holes are made in the green body the green body is then debindered and the Green body is sintered after debinding.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von keramischen Vielschichtbauelementen bereitgestellt, bei dem ein aus mehreren Einzelschichten bestehender Grünkörper hergestellt wird, eine Anzahl von Löchern in den Grünkörper eingebracht wird, der Grünkörper anschließend entbindert wird, der Grünkörper nach dem Entbindern gesintert wird und der so hergestellte Keramikkörper anschließend in eine Anzahl von einzelnen Vielschichtbauelementen vereinzelt wird.According to a second aspect of the invention there is a method for the production of ceramic multilayer components provided, in which one of several individual layers existing green body is produced, a number of Holes are made in the green body, the green body then the green body after the Debinding is sintered and the so produced Ceramic body then into a number of individual Multilayer components is isolated.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Entbindern eines Grünkörpers für ein oder mehrere keramische(s) Vielschichtbauelement(e) bereitgestellt, bei dem zunächst der aus mehreren Einzelschichten bestehende Grünkörper hergestellt wird und dieser anschließend einem Entbinderungsschritt unterzogen wird. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Entbindern eine Anzahl von Löchern in den Grünkörper eingebracht wird.According to a third aspect of the invention there is a method for debinding a green body for one or more ceramic (s) multilayer component (s) provided, at the one consisting of several individual layers Green body is produced and this one Debinding step is subjected. This procedure is characterized in that before Debind a number of holes in the green body is introduced.

Durch die erfindungsgemäßen Verfahren wird es auf einfache und dennoch zuverlässige Weise möglich, Grünkörper für keramische Vielschichtbauelemente zu entbindern, ohne daß die zum Stand der Technik beschriebenen Nachteile auftreten. The method according to the invention makes it simple and yet reliable way possible for green bodies Debinding ceramic multilayer components without the disadvantages described in the prior art occur.

Ein Grundgedanke der erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß in den Grünkörper vor dem Entbinderungsschritt eine Anzahl von Löchern eingebracht wird. Die Anzahl und Größe der Löcher kann dabei je nach Bedarf und Anwendungsfall variieren, so daß die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anzahl von Löchern beziehungsweise auf ein bestimmtes Anordnungsmuster der Löcher beschränkt ist.There is a basic idea of the method according to the invention in that in the green body before the debinding step a number of holes are made. The number and The size of the holes can vary depending on the need and application vary so that the invention is not specific Number of holes or on a specific one Arrangement pattern of the holes is limited.

Vorteilhaft weisen die Löcher einen geringen Durchmesser auf, beispielsweise einen Durchmesser von etwa 1,2 mm. Je nach Anwendungsfall kann der Durchmesser und/oder der Querschnitt der Löcher variieren.The holes advantageously have a small diameter, for example a diameter of about 1.2 mm. Depending on The diameter and / or the cross section can be used the holes vary.

Als Loch wird im Lichte der vorliegenden Erfindung jede im Verhältnis zu ihrer Umgebung vorliegende kleinere oder größere Vertiefung verstanden. Die Tiefe der Löcher kann je nach Bedarf variiert werden. Einige nicht ausschließliche Beispiele für das Einbringen von Löchern in den Grünkörper werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher beschrieben.As a hole, each in the light of the present invention Relative to their surroundings smaller or smaller understood greater depth. The depth of the holes can vary can be varied as required. Some non-exclusive Examples of making holes in the green body will become closer as the description proceeds described.

Nachdem die Löcher in den Grünkörper eingebracht wurden, kann der gesamte Grünkörper nunmehr dem Entbinderungsschritt zugeführt werden. Die während der Entbinderung entstehenden flüssigen und gasförmigen Produkte, beispielsweise Crack- Produkte, müssen nur den Weg bis zu den nächstgelegenen Löchern zurücklegen, was die zur vollständigen Austreibung der organischen Bestandteile notwendige Zeitdauer drastisch verkürzt.After the holes have been made in the green body, the entire green body is now the debinding step be fed. The arising during the delivery liquid and gaseous products, such as cracked Products just need to get to the nearest one Holes cover what the complete expulsion of the organic constituents necessary time drastically shortened.

Weiterhin wird das Handling eines gesamten Grünkörpers bis zur Sinterung im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen wesentlich vereinfacht. Wird beispielsweise ein keramisches Vielschichtbauelement hergestellt, bei dem das keramische Material ein Bleizirkonattitanat ist, kommt es im Verlauf der Sinterung durch die stark reduzierte Oberfläche des kompakten Grünkörpers zu einem deutlich geringeren PbO-Verlust, was die Prozeßführung stark vereinfacht.Furthermore, the handling of an entire green body up to for sintering compared to the previously known solutions much simplified. For example, a ceramic Multi-layer component manufactured in which the ceramic Material is a lead zirconate titanate, it occurs in the course of Sintering due to the greatly reduced surface of the compact Green body to a significantly lower PbO loss, which the Process management greatly simplified.

Wenn die Prozeßführung zur Entbinderung und Sinterung ganzer Blöcke einmal optimiert wurde, so kann bei gleichbleibender Grundgeometrie des Grünblocks das Design der einzelnen Vielschichtbauelemente in weiten Grenzen variiert werden, ohne daß eine erneute Anpassung der Prozeßparameter nötig wird.When the process of debinding and sintering whole Blocks has been optimized once, so can remain the same Basic geometry of the green block the design of each Multilayer components can be varied within wide limits, without having to readjust the process parameters becomes.

Die erfindungsgemäßen Verfahren weisen jedoch noch eine Reihe weiterer Vorteile auf. Durch die im Stand der Technik bekannten Lösungen war es bisher nur möglich, relativ kleine keramische Vielschichtbauelemente herzustellen. Der Grund hierfür lag in der hohen Bruchempfindlichkeit der entbinderten einzelnen Vielschichtbauelemente. Durch die erfindungsgemäßen Verfahren können nunmehr auch großvolumige keramische Vielschichtbauelemente wirtschaftlich hergestellt werden. So ist es beispielsweise möglich, auch solche Bauelemente zu fertigen, die gegenüber den heutigen Bauformen, beispielsweise mit Abmessungen von 6.8 . 6.8 . 30 mm³, ein größeres Aspektverhältnis zwischen Höhe und Querschnitt aufweisen.However, the methods according to the invention have a number of further advantages. The solutions known in the prior art have so far only made it possible to produce relatively small ceramic multilayer components. The reason for this was the high breaking sensitivity of the debindered individual multilayer components. The method according to the invention can now also be used to produce large-volume ceramic multilayer components economically. It is thus possible, for example, to also manufacture components which, compared to today's designs, for example with dimensions of 6.8. 6.8. 30 mm ³ , have a larger aspect ratio between height and cross section.

Weiterhin wird durch die erfindungsgemäßen Verfahren verhindert, daß es bei der Sinterung zu Verlusten kommt. Im Vergleich zu den bisher bekannten Lösungen ist es mittels der erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr möglich, den kompletten Grünkörper zu sintern, ohne daß dieser zuvor in einzelne Vielschichtbauelemente vereinzelt werden muß. Wenn in bekannter Weise beispielsweise ein keramisches Vielschichtbauelement auf Bleizirkonattitanat-Basis hergestellt werden sollte, kam es bei der Sinterung durch die hohe Oberfläche der Einzelbauelemente zu einem erheblich Pb- Verlust der PZT-Keramik durch abdampfendes PbO, dem durch entsprechende Materialanpassung und Prozeßführung entgegengewirkt werden mußte. Diese Notwendigkeit kann durch die erfindungsgemäßen Verfahren nunmehr entfallen. Furthermore, the method according to the invention prevents losses during sintering. in the It is compared to the previously known solutions by means of The method according to the invention is now possible to complete To sinter green bodies without first dividing them Multi-layer components must be isolated. If in known manner, for example a ceramic Multi-layer component based on lead zirconate titanate should be produced, it came through the sintering high surface area of the individual components Loss of the PZT ceramic due to the evaporation of PbO appropriate material adjustment and process control had to be counteracted. This need can be solved by the methods according to the invention are now eliminated.

Bei den erfindungsgemäß hergestellten Grünkörpern kann es sich beispielsweise um einen Stapel aus übereinander angeordneten keramischen Grünfolien handeln, wobei jeweils zwischen zwei Grünfolien eine Elektrodenschicht angeordnet ist. Eine Grünfolie kann ein beliebiges bleihaltiges keramisches Material aufweisen. Eine Grünfolie weist beispielsweise ein Bleizirkonattitanat auf. Das Bleizirkonattitanat kann einen Dotierstoff wie Nickel oder Niob enthalten. Vor dem Sintern wird der Grünkörper entbindert, wobei die Entbinderung und das Sintern beispielsweise in einem Sinterbehälter erfolgen kann.In the green bodies produced according to the invention, it can for example, a stack of one on top of the other arranged ceramic green foils act, each an electrode layer is arranged between two green foils is. A green sheet can be any leaded have ceramic material. A green sheet points for example, a lead zirconate titanate. The Lead zirconate titanate can be a dopant such as nickel or Contain niobium. Before sintering, the green body debonded, debinding and sintering for example, can be done in a sintered container.

Vorzugsweise können die Löcher in wenigstens eine der Seitenwände des Grünkörpers eingebracht werden. Dabei können die Löcher je nach Ausgestaltungsform des keramischen Vielschichtbauelements sowohl in Längsrichtung, als auch in Querrichtung, eingebracht werden. Die Längsrichtung des Vielschichtbauelements entspricht dabei der Höhe des Bauelements, die sich durch das übereinander Anordnen der einzelnen Schichten zum Gesamt-Grünkörper ergibt. Bei der Querrichtung handelt es sich um die senkrecht zur Längsrichtung verlaufende Richtung.Preferably, the holes in at least one of the Side walls of the green body are introduced. You can the holes depending on the design of the ceramic Multi-layer component both in the longitudinal direction and in Transverse direction. The longitudinal direction of the The multilayer component corresponds to the height of the Component, which is characterized by the stacking of the individual layers to the total green body. In the Transverse direction is the perpendicular to Longitudinal direction.

Je nach Ausführungsform können die Löcher in eine oder mehrere Seitenwände des Grünkörpers eingebracht werden.Depending on the embodiment, the holes in one or several side walls of the green body are introduced.

Wie weiter oben bereits erwähnt wurde, können durch die erfindungsgemäßen Verfahren sowohl großvolumige Vielschichtbauelemente, als auch volumenmäßig kleinere Vielschichtbauelemente hergestellt werden. Im letztgenannten Fall bilden die einzelnen Vielschichtbauelemente, die erfindungsgemäß erst nach dem Sintervorgang aus dem entstehenden Keramikkörper vereinzelt werden, in ihrer Gesamtheit zunächst den Grünkörper. Vorteilhaft können die Löcher deshalb derart in den Grünkörper eingebracht werden, daß sie zumindest an einzelnen gemeinsamen Eckpunkten der einzelnen Vielschichtbauelemente ausgebildet werden. Dadurch befinden sich die Löcher nach dem Vereinzeln auf den jeweiligen Oberflächen der entstehenden einzelnen Vielschichtbauelemente, wo sie durch geeignete Bearbeitungsverfahren bearbeitet und gegebenenfalls entfernt werden können. Beispiele hierfür werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert. Die Löcher können an den gemeinsamen Eckpunkten, beispielsweise in Längsrichtung des Grünkörpers in diesen eingebracht werden. Optional sind bei größeren Querschnitten der schließlich entstehenden einzelnen Vielschichtbauelemente zusätzlich auch Löcher in den jeweiligen Seitenmitten denkbar.As already mentioned above, the inventive method both large-volume Multi-layer components, as well as smaller in volume Multi-layer components are manufactured. In the latter Case form the individual multilayer components that according to the invention only after the sintering process from the emerging ceramic body are isolated in their First of all, the green body. They can be advantageous Holes are therefore made in the green body in such a way that at least at some common cornerstones of the individual multilayer components are formed. Thereby are the holes after separating on the respective surfaces of the emerging individual Multi-layer components, where they can be used Machining process edited and removed if necessary can be. Examples of this will be given later the description explained in more detail. The holes can be on the common corner points, for example in the longitudinal direction of the Green body can be introduced into this. Optional are at larger cross-sections of the eventually emerging individual Multilayer components also holes in the respective side centers conceivable.

Vorteilhaft können die Löcher derart in den Grünkörper eingebracht werden, daß sie sich durch diesen hindurch erstrecken. Das Einbringen derart durchgängiger Löcher von einer Seite des Grünkörpers aus ist bei einer Prozeßführung problemlos möglich. Werden die Löcher beispielsweise mittels eines wie weiter unten näher beschriebenen Bohrverfahrens in den Grünkörper eingebracht, kann das Einbringen einer durchgängigen Bohrung durch eine entsprechende Prozeßführung, beispielsweise ein mehrmaliges Herausheben des Bohrers zur Spanentfernung, bis zu einer Höhe von über 50 mm problemlos ermöglicht werden. Die Bohrlöcher weisen unter Verwendung von Bohrunterlagen keine Ausbrüche auf.The holes can advantageously be in the green body in this way be introduced so that they go through this extend. The introduction of such through holes from one side of the green body is in process control possible without any problems. For example, if the holes are of a drilling method as described in more detail below in introduced the green body, the introduction of a continuous drilling through appropriate process control, for example, lifting the drill several times Chip removal, up to a height of over 50 mm without any problems be made possible. The drill holes face using Drill pads no breakouts.

In weiterer Ausgestaltung können die Löcher in Form axialer Mittellöcher in die einzelnen, den Grünkörper bildenden, Vielschichtbauelemente eingebracht werden. Ein axiales Mittelloch erstreckt sich dabei vorteilhaft in Längsrichtung des Vielschichtbauelements. Auf diese Weise können die erfindungsgemäßen Verfahren besonders effektiv bei der Herstellung von keramischen Vielschichtbauelementen, beispielsweise von Piezoaktoren mit axialem Mittelloch eingesetzt werden, die unter anderem in Benzin- Einspritzsystemen eingesetzt werden. Bei derartigen Piezoaktoren mit axialem Mittelloch werden die benötigten Löcher, die beispielsweise einen Durchmesser von 3,5 mm aufweisen können, in der vorstehend beschriebenen Weise in den Grünkörper eingebracht. Auf das zusätzliche Einbringen von Löchern an gemeinsamen Eckpunkten der zu vereinzelnden einzelnen Vielschichtbauelemente kann in einem solchen Fall verzichtet werden, da durch den großen Durchmesser der axialen Mittellöcher eine sehr schnelle und vollständige Entbinderung ermöglicht wird.In a further embodiment, the holes can be axial Center holes in the individual, forming the green body, Multi-layer components are introduced. An axial The center hole advantageously extends in the longitudinal direction of the multilayer component. That way they can inventive method particularly effective in Manufacture of ceramic multilayer components, for example of piezo actuators with an axial center hole are used, among others, in petrol Injection systems are used. With such Piezo actuators with an axial center hole are required Holes, for example, a diameter of 3.5 mm can have, in the manner described above in introduced the green body. On the additional contribution of holes at common corner points of the individual individual multilayer components can be used in such a case to be dispensed with because of the large diameter of the axial center holes a very quick and complete Childbirth is enabled.

Vorzugsweise können die Löcher mittels Bohrung in den Grünkörper eingebracht werden.The holes can preferably be drilled into the holes Green bodies are introduced.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden in den Grünkörper an gemeinsamen Eckpunkten der später zu vereinzelnden einzelnen Vielschichtbauelemente Durchgangsbohrungen in Längsrichtung des Grünkörpers eingebracht. Diese Bohrungen haben beispielsweise einen geringen Durchmesser von etwa 1,2 mm. Als Bohrer können normale Spiralbohrer verwendet werden, eine Kühlung und Schmierung des Bohrers kann entfallen. Der erforderliche Druck auf den Bohrer zur Erzielung einer ausreichenden Vorschubgeschwindigkeit ist gering, so daß keine Beschädigungen, beispielsweise Delaminationsrisse oder dergleichen, auftreten. Das Bohren der Löcher kann beispielsweise per Hand erfolgen, wobei das Bohren eines Loches in einem solchen Fall etwa eine Minute betragen kann. Es ist jedoch auch möglich, das Einbringen der Löcher mittels eines x-y-z-Bohrtisches vollständig zu automatisieren.In an advantageous embodiment, the Green bodies at common corners of the later too individual individual multilayer components Through holes in the longitudinal direction of the green body brought in. These holes have one, for example small diameter of about 1.2 mm. As a drill can normal twist drills are used, cooling and Lubrication of the drill can be omitted. The required Pressure on the drill to achieve sufficient Feed speed is slow, so none Damage, for example delamination cracks or the like, occur. Drilling the holes can for example done by hand, the drilling of a Hole in such a case can be about a minute. However, it is also possible to use the holes to fully automate an x-y-z drilling table.

Um das Austreiben der organischen Bestandteile während des Entbinderungsschrittes zu beschleunigen, kann der Grünkörper beim Entbindern auf eine materialdurchlässige Unterlage aufgelegt werden. Über eine solche Unterlage, die beispielsweise wabenförmig, mit Löchern versehen, porös oder dergleichen ausgebildet sein kann, wird ein Kamineffekt erzeugt, der zu den vorgenannten Resultaten führt.In order to expel the organic components during the The green body can accelerate the debinding step when debinding on a material-permeable surface be put on. About such a document that for example honeycomb-shaped, with holes, porous or the like can be formed, a chimney effect generated, which leads to the above results.

Vorzugsweise kann der aus dem Grünkörper hergestellte Keramikkörper mittels eines Trennverfahrens in die einzelnen Vielschichtbauelemente vereinzelt werden. Hierbei kann auf ausgereifte Trennverfahren, wie beispielsweise Innenlochsägen, Trennschleifen oder dergleichen, zurückgegriffen werden.Preferably, the one made from the green body Ceramic body into the individual using a separation process Multi-layer components are isolated. This can be done on sophisticated separation processes, such as Internal hole saws, cut-offs or the like, be resorted to.

Vorzugsweise kann/können die Oberfläche(n) des/der keramischen Vielschichtbauelements/Vielschichtbauelemente nach dem Sintern einem Bearbeitungsprozeß unterzogen werden. Durch einen derartigen Bearbeitungsprozeß können die vor dem Entbinderungsschritt in den Grünkörper eingebrachten Löcher eliminiert werden. Insbesondere dann, wenn der nach dem Sintern entstandene Keramikkörper in einzelne Vielschichtbauelemente vereinzelt wird, können durch entsprechende Bearbeitungsprozesse der Oberflächen die Löcher, die an gemeinsamen Eckpunkten zwischen einzelnen Vielschichtbauelementen eingebracht wurden, eliminiert werden.Preferably, the surface (s) of the ceramic multilayer component / multilayer components be subjected to a machining process after sintering. Through such a machining process, the before Debinding step in the holes made in the green body be eliminated. Especially if the after Sintered ceramic bodies into individual ones Multilayer components can be separated by corresponding processing processes of the surfaces Holes at common corners between individual Multi-layer components were introduced eliminated become.

Hilfreich bei der Eliminierung der Löcher ist auch die Sinterschwindung des keramischen Vielschichtbauelements, die den nach der Sinterung erhaltenen Lochdurchmesser um etwa 20 Prozent gegenüber dem Grünzustand reduziert.This is also helpful in eliminating the holes Sintering shrinkage of the ceramic multilayer component, the the hole diameter obtained after sintering by about 20 Percent reduced compared to the green state.

Mit einem geeigneten Trennverfahren, beispielsweise dem Innenlochsäge- oder Trennschleifverfahren, können direkt bereits Oberflächen mit ausreichend hohem Isolationswiderstand erzielt werden. Ein Verschmieren von metallischem Innenelektrodenmaterial findet nicht statt. Weiterhin weisen die Lochinnenseiten nach der Sinterung kurzschlußfeste "As-Fired-Oberflächen" auf, was bedeutet, daß diese Oberflächen in einem Zustand verbleiben können, wie er nach dem Sintern vorliegt.With a suitable separation process, for example the Internal hole sawing or cut-off processes, can directly already surfaces with a sufficiently high Insulation resistance can be achieved. A smudge of metallic inner electrode material does not take place. Furthermore, the inside of the holes face after sintering short-circuit proof "as-fired surfaces" on, which means that these surfaces can remain in a state such as it is present after sintering.

Je nach Bedarf können bei entsprechendem Design der keramischen Vielschichtbauelemente die Lochradien an den Oberflächen, beziehungsweise Kanten, der fertiggestellten Vielschichtbauelemente verbleiben. Eine solche Ausführungsform eines bevorzugten keramischen Vielschichtbauelements in Form eines piezoelektrischen Bauelements ist in der von der Anmelderin ebenfalls eingereichten DE 198 60 001.1 beschrieben, deren Offenbahrungsgehalt insoweit in die Beschreibung der vorliegenden Erfindung miteinbezogen wird. Die grundlegende Idee des in dieser Druckschrift beschriebenen piezoelektrischen Bauelements besteht darin, dieses mit einer möglichst großen piezoelektrisch aktiven Querschnittsfläche auszubilden. Über diese Querschnittsfläche findet eine Gitterverzerrung der Piezokeramik statt. Gleichzeitig soll aber ein elektrisches Überschlagen zwischen Elektrodenschichten unterschiedlicher Polarität vermieden werden. Dies gelingt gemäß der genannten Druckschrift mit Hilfe eines angegebenen Zwischenraums. Dieser Zwischenraum ist bevorzugt in einem piezoelektrisch aktiven Bereich des keramischen Vielschichtbauelements angeordnet. Der Zwischenraum vergrößert eine effektive Wegstrecke von Elektrodenschicht zu Elektrodenschicht unterschiedlicher Polarität. Dadurch verringert sich beispielsweise die Wahrscheinlichkeit dafür, daß durch eine Verschmutzung ein elektrischer Kurzschluß zwischen den Elektroden auftritt. Ein wie in der genannten Druckschrift bevorzugter Zwischenraum kann beispielsweise durch die auf den Oberflächen, beziehungsweise Kanten, der vereinzelten, fertiggestellten keramischen Vielschichtbauelemente realisiert werden.Depending on your needs, the design of the ceramic multilayer components the hole radii at the Surfaces, or edges, of the finished Multi-layer components remain. Such Embodiment of a preferred ceramic Multi-layer component in the form of a piezoelectric Component is also in that of the applicant DE 198 60 001.1, whose Insofar as disclosed in the description of the present invention is incorporated. The basic one Idea of what is described in this document piezoelectric component consists of this with a largest possible piezoelectrically active cross-sectional area train. One finds across this cross-sectional area Lattice distortion of the piezoceramic instead. At the same time but an electrical flashover between Electrode layers of different polarities avoided become. This is achieved in accordance with the publication mentioned Using a specified space. This space is preferably in a piezoelectrically active region of the ceramic multilayer component arranged. The Gap increases an effective distance of Electrode layer different from electrode layer Polarity. This reduces, for example Probability of a pollution electrical short circuit between the electrodes occurs. On preferred space as in the cited publication can, for example, by the on the surfaces, or edges of the isolated, completed ceramic multilayer components can be realized.

Vorteilhaft kann der Grünkörper als Laminat aus einzelnen Einzelschichten gebildet werden.The green body can advantageously be composed of individual laminates Individual layers are formed.

Vorteilhaft kann der Grünkörper aus mindestens zwei Keramikschichten und mindestens einer zwischen zwei Keramikschichten angeordneten Elektrodenschicht gebildet werden.The green body can advantageously consist of at least two Ceramic layers and at least one between two Ceramic layers arranged electrode layer formed become.

Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Einzelschichten beziehungsweise Keramikschichten und Elektrodenschichten beschränkt, da sich die Anzahl der jeweils erforderlichen Schichten je nach Ausführungsform des keramischen Vielschichtbauelements ergibt. The invention is not limited to any number of Individual layers or ceramic layers and Electrode layers limited because the number of each required layers depending on the embodiment of the ceramic multilayer component results.

Besonders vorteilhaft können die wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen piezokeramischer Vielschichtaktoren verwendet werden. Ein solches Bauelement besteht beispielsweise aus einer Piezokeramikschicht, die beidseitig mit einer metallischen Elektrodenschicht versehen ist. Wird an diesen Elektrodenschichten eine unterschiedliche elektrische Spannung angelegt, so reagiert die Piezokeramikschicht mit einer Gitterverzerrung. Als Folge davon expandiert und kontrahiert das Bauelement in einer Richtung, die durch die Anordnung der Piezokeramikschicht und der Elektrodenschichten bestimmt ist. Die Keramikschicht besteht beispielsweise aus Bleizirkonattitanat. Eine Elektrodenschicht weist beispielsweise eine Palladium-Silber- Legierung auf. Vor dem Sintern werden Grünfolien und die Elektrodenschichten zu einem keramischen Grünkörper in Form eines Stapels angeordnet. Dazu kann eine Grünfolie vor dem Stapeln mit der Legierung bedruckt werden. Eine Stirnfläche des Stapels besteht aus einer keramischen Grünfolie.Those as described above can be particularly advantageous Method according to the invention for producing piezoceramic Multi-layer actuators can be used. Such a component consists for example of a piezoceramic layer that provided on both sides with a metallic electrode layer is. Is there a different on these electrode layers applied voltage, so the reacts Piezoceramic layer with a lattice distortion. As a result of which the component expands and contracts in one Direction by the arrangement of the piezoceramic layer and of the electrode layers is determined. The ceramic layer consists for example of lead zirconate titanate. A Electrode layer has, for example, a palladium-silver Alloy on. Before sintering, green foils and the Electrode layers to form a ceramic green body arranged in a stack. To do this, a green sheet in front of the Stacks are printed with the alloy. An end face of the stack consists of a ceramic green sheet.

Ein derartiges piezoelektrisches Bauelement wird vorteilhaft zum Ansteuern eines Einspritzventils, insbesondere eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine, verwendet.Such a piezoelectric component is advantageous for driving an injection valve, in particular one Injection valve of an internal combustion engine used.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Grünkörper für ein keramisches Vielschichtbauelement bereitgestellt, wobei das Vielschichtbauelement eine Anzahl von übereinander gestapelten Einzelschichten aufweist. Erfindungsgemäß ist der Grünkörper dadurch gekennzeichnet, daß er eine Anzahl von Löchern aufweist. Auf diese Weise lassen sich die im Hinblick auf die erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile, Wirkungen und Effekte erzielen, so daß diesbezüglich auf die im Hinblick auf die erfindungsgemäßen Verfahren gemachten Ausführungen vollinhaltlich Bezug genommen wird.According to a further aspect of the invention, a green body provided for a ceramic multilayer component, the multilayer component being a number of one above the other has stacked individual layers. According to the invention Green body characterized in that it has a number of Has holes. In this way, the in terms advantages described in the method according to the invention, Achieve effects and effects, so that in this regard made with regard to the inventive method Full reference is made to explanations.

Vorteilhaft können die Löcher in wenigstens einer Seitenwand des Grünkörpers eingebracht sein. The holes in at least one side wall can be advantageous of the green body.

Vorzugsweise kann der Grünkörper durch eine Anzahl von zu vereinzelnden Vielschichtbauelementen gebildet sein, wobei die Löcher zumindest an einzelnen gemeinsamen Eckpunkten der einzelnen Vielschichtbauelemente in den Grünkörper eingebracht sind.The green body can preferably be divided by a number of singular multilayer components are formed, wherein the holes at least at individual common corner points of the individual multilayer components in the green body are introduced.

In weiterer Ausgestaltung können sich die Löcher durch den Grünkörper hindurch erstrecken.In a further embodiment, the holes can pass through the Extend the green body.

Vorteilhaft können die Löcher in Form axialer Mittellöcher in die einzelnen, den Grünkörper bildenden Vielschichtbauelemente eingebracht sein.The holes can advantageously be in the form of axial center holes in the individual who form the green body Multi-layer components can be introduced.

Der Grünkörper kann vorzugsweise aus einem Stapel von mindestens zwei Keramikschichten und mindestens einer zwischen zwei Keramikschichten angeordneten Elektrodenschicht ausgebildet sein.The green body can preferably consist of a stack of at least two ceramic layers and at least one electrode layer arranged between two ceramic layers be trained.

Dabei kann die zumindest eine Keramikschicht vorteilhaft ein Bleizirkonattitanat, ein PMN-PT-Materiel, ein PZN-PT- Material, ein antiferroelektrisches Material oder dergleichen aufweisen. Die zumindest eine Elektrodenschicht kann vorzugsweise einen Stoff aufweisen, der aus der Gruppe Kupfer, Nickel, Palladium und/oder Silber, Platin, einem keramischen Elektrodenmaterial oder dergleichen ausgewählt ist.The at least one ceramic layer can advantageously be a Lead zirconate titanate, a PMN-PT material, a PZN-PT Material, an antiferroelectric material, or the like exhibit. The at least one electrode layer can preferably have a substance from the group Copper, nickel, palladium and / or silver, platinum, one ceramic electrode material or the like is selected is.

In einer besonderen Ausgestaltung verfügt der Stapel über eine Keramikschicht, die ein Bleizirkonattitanat (PZT, PbZr_XTi_1-XO₃) aufweist. Eine Elektrodenschicht weist dabei insbesondere einen Stoff auf, der aus der Gruppe Palladium und/oder Silber ausgewählt ist. Von besonderem Vorteil ist eine Legierung aus den genannten Stoffen mit einem Verhältnis von Palladium zu Silber von 30 : 70.In a special embodiment, the stack has a ceramic layer which has a lead zirconate titanate (PZT, PbZr _X Ti _1-X O ₃ ). An electrode layer in particular has a substance that is selected from the group consisting of palladium and / or silver. An alloy of the substances mentioned with a ratio of palladium to silver of 30:70 is particularly advantageous.

Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, den bei der Fertigung von monolithischen keramischen Vielschichtbauelementen anfallenden Handlingaufwand deutlich zu reduzieren und die Prozeßsicherheit gleichzeitig wesentlich zu steigern.The present invention makes it possible for the Manufacture of monolithic ceramic Multilayer components incurred handling effort significantly to reduce and process reliability at the same time to increase significantly.

Die Erfindung wird nun an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing explained. Show it:

Fig. 1a und 1b einen erfindungsgemäßen Grünkörper mit an gemeinsamen Eckpunkten einzelner Vielschichtbauelemente eingebrachten Löchern; und Figs. 1a and 1b a green body according to the invention incorporated with a single joint at vertices multilayer components holes; and

Fig. 2a und 2b einen erfindungsgemäßen Grünkörper zur Herstellung von keramischen Vielschichtbauelementen mit axialem Mittelloch. FIGS. 2a and 2b a green body according to the invention for the manufacture of multilayer ceramic components with an axial center hole.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grünkörper 10 für ein keramisches Vielschichtbauelement bestehen aus einer Anzahl von Einzelschichten 11, die mittels eines Laminierverfahrens zunächst zu dem Grünkörper 10 hergestellt wurden. Die Einzelschichten 11 bestehen aus einer Anzahl von Keramikschichten 12 sowie jeweils dazwischen liegenden Elektrodenschichten 13. Eine Piezokeramikschicht 12 besteht aus einem Bleizirkonattitanat. Das Material einer Elektrodenschicht 13 umfaßt eine Palladium-Silber-Legierung mit einem Verhältnis von Palladium zu Silber von 30 : 70.The green bodies 10 shown in FIGS . 1 and 2 for a ceramic multilayer component consist of a number of individual layers 11 , which were first produced to the green body 10 by means of a lamination process. The individual layers 11 consist of a number of ceramic layers 12 and electrode layers 13 lying between them. A piezoceramic layer 12 consists of a lead zirconate titanate. The material of an electrode layer 13 comprises a palladium-silver alloy with a ratio of palladium to silver of 30:70.

Die in den Zeichnungen dargestellten Grünkörper 10 werden aus einer Anzahl von einzelnen Vielschichtbauelementen 20 gebildet, die nach der Fertigstellung des keramischen Körpers zu diesen jeweiligen einzelnen Vielschichtbauelementen vereinzelt werden.The green bodies 10 shown in the drawings are formed from a number of individual multilayer components 20 , which are separated into these individual multilayer components after the ceramic body has been produced.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist eine Anzahl von Löchern 30 vorgesehen, die an gemeinsamen Eckpunkten 21 zwischen benachbarten Vielschichtbauelementen 20 in den Grünkörper 10 eingebracht sind.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a number of holes 30 are provided, which are made in the green body 10 at common corner points 21 between adjacent multilayer components 20 .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind in den Grünkörper 10 ebenfalls eine Anzahl von Löchern 30 eingebracht, die nach der Vereinzelung der einzelnen Vielschichtbauelemente jeweils axiale Mittellöcher 31 bilden. Ein axiales Mittelloch streckt sich dabei jeweils in Längsrichtung der keramischen Vielschichtbauelemente 20.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, a number of holes 30 are likewise made in the green body 10 , which each form axial central holes 31 after the individual multilayer components have been separated. An axial center hole extends in the longitudinal direction of the ceramic multilayer components 20 .

Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen liegen die einzelnen Löcher 30, 31 jeweils in Form durchgängiger Bohrungen vor. Diese Bohrungen werden von einer Seitenwand 14 des Grünkörpers 10 in diesen eingebracht.In the present exemplary embodiments, the individual holes 30 , 31 are each in the form of continuous bores. These bores are introduced into the green body 10 from a side wall 14 thereof.

Nachfolgend wird nun die Herstellung derartiger Grünkörper 10 sowie einzelner keramischer Vielschichtbauelemente 20 beschrieben.The production of such green bodies 10 and individual ceramic multilayer components 20 will now be described below.

In einem ersten Verfahrensschritt wird zunächst der keramische Grünkörper 10 hergestellt, indem mittels eines Laminierverfahrens ein Stapel aus übereinander angeordneten keramischen Grünfolien 12 und Elektrodenschichten 13 erzeugt wird. In diesen Grünkörper 12 wird anschließend eine Anzahl von Löchern 30, 31 eingebracht. Die erforderliche Anzahl der Löcher sowie deren Anordnungsmuster ergibt sich je nach Anwendungsfall. In den Fig. 1 und 2 sind jeweils zwei exemplarische Beispiele dargestellt.In a first process step, the ceramic green body 10 is first produced by using a lamination process to produce a stack of ceramic green films 12 and electrode layers 13 arranged one above the other. A number of holes 30 , 31 are then made in this green body 12 . The required number of holes and their arrangement pattern depends on the application. In Figs. 1 and 2, two exemplary embodiments are shown, respectively.

Nach dem Einbringen der Löcher 30, 31 wird der Grünkörper 10 einem Entbinderungsprozeß unterzogen, bei dem dem Grünkörper 10 organisches Bindermaterial entzogen wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der gesamte Grünkörper 10 der Entbinderung zugeführt werden kann. Die während der Entbinderung entstehenden flüssigen und gasförmigen Produkte müssen nur den Weg bis zu den nächstgelegenen Löchern 30, 31 zurücklegen, was die zur vollständigen Austreibung der organischen Bestandteile notwendige Zeitdauer drastisch verkürzt. Dadurch, daß der gesamte Grünkörper 10 entbindert wird, und nicht wie bisher die zuvor vereinzelten Vielschichtbauelemente 20, wird die Bruchgefahr ebenfalls erheblich reduziert. After the holes 30 , 31 have been made , the green body 10 is subjected to a debinding process in which organic binder material is extracted from the green body 10 . It is particularly advantageous that the entire green body 10 can be fed to debinding. The liquid and gaseous products formed during the debinding only have to travel to the nearest holes 30 , 31 , which drastically shortens the time required to completely expel the organic components. The fact that the entire green body 10 is debindered, and not, as previously, the previously isolated multilayer components 20 , also considerably reduces the risk of breakage.

Nach Beendigung des Entbinderungsschrittes wird der gesamte Grünkörper 10 einem nachfolgenden Sinterschritt zugeführt, wobei sich das Handling des gesamten Grünkörpers 10 bis zur Sinterung als wesentlich einfacher gestaltet, als dies bei den bisher bekannten Lösungen der Fall war. Da weiterhin der Grünkörper 10 in seiner Gesamtheit gesintert wird, kommt es im Verlauf der Sinterung durch die stark reduzierte Oberfläche (im Vergleich zur Oberfläche einer entsprechenden Anzahl einzelner Vielschichtbauelemente 20) des kompakten Grünkörpers 10 zu einem deutlich geringeren PbO-Verlust, was die Prozeßführung stark vereinfacht.After the debinding step has been completed, the entire green body 10 is fed to a subsequent sintering step, the handling of the entire green body 10 up to sintering being made considerably easier than was the case with the previously known solutions. Furthermore, since the green body 10 is sintered in its entirety, a significantly lower PbO loss occurs in the course of the sintering due to the greatly reduced surface (compared to the surface of a corresponding number of individual multilayer components 20 ) of the compact green body 10 , which greatly increases the process control simplified.

Nachdem auf diese Weise ein in Größe und Form dem Grünkörper 10 im wesentlichen entsprechender Keramikkörper geschaffen wurde, wird dieser in einem abschließenden Prozeßschritt in eine Anzahl von einzelnen Vielschichtbauelementen 20 vereinzelt. Die einzelnen Vielschichtbauelemente 20 können als Piezoaktoren eingesetzt werden, insbesondere zur Ansteuerung eines Einspritzventils, wie etwa eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine.After a ceramic body essentially corresponding in size and shape to the green body 10 has been created in this way, it is separated into a number of individual multilayer components 20 in a final process step. The individual multilayer components 20 can be used as piezo actuators, in particular for controlling an injection valve, such as an injection valve of an internal combustion engine.

Falls dies gewünscht ist, können die Oberflächen der einzelnen Vielschichtbauelemente 20 nach der Vereinzelung mittels eines geeigneten Trennverfahrens noch einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden.If this is desired, the surfaces of the individual multilayer components 20 can be subjected to a surface treatment after the separation by means of a suitable separation process.

Claims

1. A method for producing a large-volume ceramic multilayer component, in which

a) a green body ( 10 ) consisting of several individual layers ( 11 ) is produced;
b) a number of holes ( 30 ; 31 ) are made in the green body ( 10 );
c) the green body ( 10 ) is then debindered; and
d) the green body ( 10 ) is sintered after debinding.

2. Method for producing ceramic multilayer components, in which

a) a green body ( 10 ) consisting of several individual layers ( 11 ) is produced;
b) a number of holes ( 30 ; 31 ) are made in the green body ( 10 );
c) the green body ( 10 ) is then debindered;
d) the green body ( 10 ) is sintered after debinding; and
e) the ceramic body produced in this way is then separated into a number of individual multilayer components ( 20 ).

3. A method for debinding a green body ( 10 ) for one or more ceramic (s) multilayer component (s), in which the green body ( 10 ) consisting of several individual layers ( 11 ) is first produced, and this is then subjected to a debinding step, thereby characterized in that a number of holes ( 30 ; 31 ) are made in the green body ( 10 ) prior to debinding.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the holes ( 30 ; 31 ) in at least one of the side walls ( 14 ) of the green body ( 10 ) are introduced.

5. The method according to claim 2 or 4, characterized in that the individual multilayer components ( 20 ) form the green body ( 10 ) before singling and that the holes ( 30 ; 31 ) at least at individual common corner points ( 21 ) of the individual multilayer components ( 20 ) are introduced into the green body ( 10 ).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the holes ( 30 ; 31 ) are introduced into the green body ( 10 ) such that they extend through it.

7. The method according to any one of claims 2 or 4 to 6, insofar as these are related to claim 2, characterized in that the holes ( 31 ) in the form of axial center holes in the individual, the green body ( 10 ) forming multilayer components ( 20 ) become.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the holes ( 30 ; 31 ) are made by means of a hole in the green body ( 10 ).

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the green body ( 10 ) is placed on a material-permeable base during debinding.

10. The method according to any one of claims 2 or 4 to 9, insofar as these are related to claim 2, characterized in that the ceramic body produced from the green body ( 10 ) is separated into the individual multilayer components ( 20 ) by means of a separation process.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the surface (s) of the ceramic multilayer component / multilayer components ( 20 ) is subjected to a processing process after sintering.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the green body ( 10 ) is formed as a laminate of individual layers ( 11 ).

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the green body ( 10 ) from at least two ceramic layers ( 12 ) and at least one between two ceramic layers ( 12 ) arranged electrode layer ( 13 ) is formed.

14. Use of a method according to one of claims 1 to 13 for the manufacture of piezoceramic multilayer actuators.

15. Green body for a ceramic multilayer component, with a number of individual layers stacked one above the other ( 11 ), characterized in that the green body ( 10 ) has a number of holes ( 30 ; 31 ).

16. Green body according to claim 15, characterized in that the holes ( 30 ; 31 ) in at least one side wall ( 14 ) of the green body ( 10 ) are introduced.

17. Green body according to claim 15 or 16, characterized in that it is formed by a number of multilayer components to be separated ( 20 ) and that the holes ( 30 ; 31 ) at least at individual common corner points ( 21 ) of the individual multilayer components ( 20 ) in the green body ( 10 ) are introduced.

18. Green body according to one of claims 15 to 17, characterized in that the holes ( 30 ; 31 ) extend through it.

19. Green body according to one of claims 15 to 18, characterized in that the holes ( 31 ) in the form of axial center holes in the individual, the green body ( 10 ) forming, multilayer components ( 20 ) are introduced.

20. Green body according to one of claims 15 to 19, characterized in that it is formed from a stack of at least two ceramic layers ( 12 ) and at least one electrode layer ( 13 ) arranged between two ceramic layers ( 12 ).

21. Green body according to claim 20, characterized in that at least one ceramic layer ( 12 ) has a lead zirconate titanate, a PMN-PT material, a PZN-PT material or an antiferroelectric material.

22. Green body according to claim 20 or 21, characterized in that at least one electrode layer ( 13 ) comprises a material which is selected from the group consisting of copper, nickel, palladium and / or silver, platinum, a ceramic electrode material.