Verfahren zum Herstellen eines Piezoaktors und Piezoaktor Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Piezoaktors sowie einen Piezoaktor.

Ein Bauelement aus übereinander gestapelten Piezoelementen wird als ( Piezo- ) Stapel bezeichnet. Die Funktion eines Pie- zoelements beruht auf der Deformation eines piezokeramischen Materials, wie z.B. Blei-Zirkonat-Titanat , und der Einwirkung eines elektrischen Feldes. Wird an ein Piezoelement eine elektrische Spannung angelegt, so dehnt sich dieses in senk ^¬ rechter Richtung zum von der elektrischen Spannung erzeugten elektrischen Feld aus. Ein einzelnes Piezoelement weist einen relativ kleinen Stellweg auf, weswegen für einen größeren Stellweg ein Piezostapel aus mehreren abwechselnd aufeinander folgenden piezoelektrischen Schichten und sog. Innenelektro- denschichten verwendet wird.

Die Innenelektrodenschichten sind üblicherweise abwechselnd mit an gegenüberliegenden Außenflächen des Piezostapels angeordneten Außenelektroden elektrisch verbunden. Die Innenelektrodenschichten, die mit einer der beiden Außenelektroden elektrisch verbunden sind, sind daher bis zu der Außenseite, an der diese Außenelektrode angeordnet ist, für die elektri ^¬ sche Verbindung mit der Außenelektrode herangeführt. Damit die Innenelektrodenschichten von der anderen Außenelektrode elektrisch isoliert sind, reichen die Innenelektrodenschich- ten nicht bis zu der Außenseite des Piezostapels heran, an der die weitere Außenelektrode angeordnet ist. In diesen Be ^¬ reichen sind die Innenelektrodenschichten von der Außenseite zurückgesetzt. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der Piezostapel in diesen Bereichen mit Silikonharz, Kunststoff oder Lacken gefüllten Schlitzen versehen ist.

Durch die zurückgesetzten Innenelektrodenschichten ergeben sich in den diesen Bereichen zugeordneten piezoelektrischen Schichten sog. inaktive Zonen, die bei einer an den Außenelektroden- bzw. Innenelektrodenschichten angelegten elektrischen Spannung von einer reduzierten elektrischen Feldstärke durchsetzt werden und sich daher bei angelegter elektrischer Spannung weniger stark dehnen als die übrigen sog. aktiven

Zonen der piezoelektrischen Schichten. Dies führt zu mechanischen Spannungen, insbesondere in den inaktiven Zonen und den Randbereichen zu den inaktiven Zonen und kann zu sog. Polungsrissen in den inaktiven und aktiven Zonen der piezoe- lektrischen Schichten sowie in den Außenelektroden führen.

Die Gefahr von Polungsrissen ist dabei umso größer, je größer die inaktiven Zonen sind.

Um einen Piezoaktor mit einem Piezostapel bereitstellen zu können, bei dem möglichst kleine inaktive Zonen ausgebildet sind, schlägt die DE 10 2006 011 293 AI ein Verfahren vor, das darauf basiert, einen vollaktiven Grünstapel weiter zu verarbeiten . Als vollaktiver Grünstapel (bzw. vollaktiver Piezostapel) wird ein aus mehreren Grünfolien (piezoelektrischen Schichten) und dazwischen angeordneten elektrisch leitenden Schichten gebildeter Grünstapel (Piezostapel) bezeichnet, bei dem die elektrisch leitenden Schichten die Innenelektrodenschich- ten des Stapels bilden und bis zu den Außenseiten des Stapels durchgehend ausgebildet sind. Ein solcher vollaktiver Grün ^¬ stapel (Piezostapel) hat demnach keine inaktiven, sondern ausschließlich aktive Zonen, d.h. eine zwischen zwei Innenelektrodenschichten angeordnete Grünfolie (piezoelektrische Schicht) des vollaktiven Grünstapels ( Piezostapels ) wird auf ihrer einen Seite von der einen Innenelektrodenschicht und auf ihrer anderen Seite von der anderen Innenelektrodenschicht komplett abgedeckt. Ein Vorteil eines solchen vollak ^¬ tiven Piezostapels ist dessen relativ einfache Herstellung mittels bekannter Prozessschritte.

Die Innenelektrodenschichten sind dafür vorgesehen, abwechselnd mit an der Außenseite eines aus dem Grünstapel erzeug- ten Piezostapels anzuordnenden Außenelektroden elektrisch verbunden zu werden. Damit die Innenelektrodenschichten jedoch nur mit der für sie vorgesehenen Außenelektrode elekt ^¬ risch verbunden werden und von der anderen Außenelektrode elektrisch isoliert bleiben, werden die Bereiche der Außenseite, an der die weitere Außenelektrode später angeordnet wird, mit Gräben versehen. Durch die Gräben werden die Innenelektrodenschichten in diesen Bereichen von der jeweiligen Außenseite des vollaktiven Grünstapels zurückversetzt, wo- durch in diesen Bereichen kleinste inaktive Zonen entstehen. Damit beim späteren Anbringen der Außenelektroden die Innenelektrodenschichten auch nur mit der vorgesehenen Außenelektrode elektrisch verbunden werden, werden die Gräben vor dem Anbringen der Außenelektroden mit dem elektrisch isolierenden Schlicker, einem flüssigen Gemisch aus Keramikpulver und Bindern, gefüllt.

Mit dem in der DE 10 2006 011 293 AI vorgeschlagenen Verfahren können die Gräben und somit die inaktiven Zonen des mit den Gräben versehenen Piezostapels derart dimensioniert wer ^¬ den, dass sie nicht größer sind, als es unbedingt für eine gute elektrische Isolierung der Innenelektrodenschichten zur entsprechenden Außenelektrode notwendig ist. Dadurch können die inaktiven Zonen dieses Piezostapels kleinst ausgeführt werden, wodurch die Gefahr der Entstehung von Polungsrissen vermindert wird.

Zur Herstellung der Gräben schlägt die DE 10 2006 011 293 AI vor, einen Laser zu verwenden. Ein Nachteil dieses Vorgehens besteht darin, dass durch Lasern der Gräben in diesen Bereichen die Organik im Grünstack verbrennt. Dabei kann die Kera ^¬ mik teilweise zersetzt werden unter Bildung von refraktären Primäroxiden wie ZrÜ ₂ und Ti0 ₂ - Das abgebrannte Material muss anschließend vollständig aus den Gräben entfernt werden, um ein poren- und rissfreies Verfüllen der Gräben zu gewährleis ^¬ ten. Dies ist mit lediglich hohem Aufwand möglich, wobei gleichzeitig die Gefahr der Schädigung des Piezostapels hoch ist . Um den Schlicker in die Gräben einzubringen schlägt die DE 10 2006 011 293 AI vor, ebenfalls auf das zum Erstellen der Grä ^¬ ben verwendete Laserverfahren zurückzugreifen. Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass das Verfahren rela ^¬ tiv zeitaufwändig und kostenintensiv ist, da die Herstellung der Gräben durch den Laser sequentiell zu erfolgen hat.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren an- zugeben, mit dem ein Piezoaktor mit einem Piezostapel mit möglichst kleinen inaktiven Zonen auf einfachere Weise her ^¬ gestellt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung be ^¬ steht darin, einen Piezoaktor anzugeben. Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren gemäß den

Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einen Piezoaktor gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Piezoak- tors mit einem Piezostapel und zwei an der Außenseite des

Piezostapels angeordneten Außenelektroden basiert auf dem in der DE 10 2006 011 293 AI beschriebenen Verfahren. Es umfasst die Schritte: Bereitstellen eines vollaktiven Grünstapels aus mehreren abwechselnd aufeinander folgenden Grünfolien und durchgehenden Innenelektrodenschichten, die dazu vorgesehen sind, abwechselnd mit zwei an der Außenseite des aus dem Grünstapel herzustellenden Piezostapels anzuordnenden Außenelektroden elektrisch verbunden und von der jeweiligen anderen Außenelektrode elektrisch isoliert zu sein. Versehen der Außenseite des vollaktiven Grünstapels mit Gräben in Berei ^¬ chen, in denen die Innenelektrodenschichten von den entsprechenden Außenelektroden elektrisch isoliert sein sollen, so dass die Gräben die Innenelektrodenschichten in diesen Bereichen von der Außenseite des Grünstapels nach Innen verkürzen. Füllen der Gräben mit einem elektrisch isolierenden Schlicker. Weiterverarbeiten des Grünstapels, dessen Gräben mit dem Schlicker gefüllt sind, so dass aus den Grünfolien pie ^¬ zoelektrische Schichten werden und aus dem Grünstapel der _n

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Piezostapel wird. Aufbringen der beiden Außenelektroden auf die Außenseite des Piezostapels , so dass die beiden Außen ^¬ elektroden abwechselnd mit den Innenelektrodenschichten elektrisch verbunden sind. Erfindungsgemäß werden die Gräben mit dem Schlicker durch eines der folgenden Verfahren gefüllt: Siebdrucken, Tauchen, Sprühen oder Vakuuminfiltrieren.

Die erfindungsgemäßen Verfahren zum Füllen der Gräben mit Schlicker weisen den Vorteil auf, dass der Schlicker auf ein- fache und gleichmäßige Weise auf den mit den Gräben versehe ^¬ nen Grünstapel auf einfache Weise aufgebracht werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine hohe Homogeni ^¬ tät beim Auffüllen der Gräben mit dem elektrisch isolierenden Schlicker erzielt werden kann. Dies trifft insbesondere bei der Nutzung eines Siebdruckverfahrens zu, bei dem die Menge des Schlickers, welcher in die Gräben eingebracht werden soll, definiert festgelegt werden kann.

Durch die Verfüllung der Gräben mit keramischem Schlicker in einem vollaktiven piezoelektrischen Bauelement entstehen sehr kleine inaktive Bereiche. Diese können derart dimensioniert werden, dass sie nicht größer sind, als es unbedingt für eine gute elektrische Isolierung der Innenelektrodenschichten zur entsprechenden Außenelektroden notwendig ist. Die Gefahr der Entstehung von Polungsrissen kann hierdurch vermindert werden .

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird zusätzlich zum Füllen der Gräben mit Schlicker die Oberfläche des Piezostapels mit dem Schlicker zur Ausbildung einer Passivierungsschicht mit dem Schlicker belegt. Hierdurch kann der ansonsten zusätzlich erforderliche Schritt des Aufbringens einer Passi ^¬ vierungsschicht entfallen. Mit den erfindungsgemäß verwende ^¬ ten Verfahren zum Aufbringen des Schlickers ist dabei sicher- gestellt, dass die Schichtdicke der Passivierungsschicht gleichmäßig aufgebracht werden kann. Wird der Schlicker durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht, so wird der Grünstapel z.B. in einer Werkzeugmaschine gedreht, bis sämtliche zu be- arbeitenden Oberflächenseiten mit dem Schlicker belegt und passiviert sind.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Füllen der Gräben und das Aufbringen der Passivierungsschicht auf die Oberfläche des Piezostapels mit dem Schlicker in einem gemeinsamen Verarbeitungsschritt erfolgt.

Nach dem Füllen der Gräben, und optional dem Aufbringen des Schlickers auf die Oberfläche des Piezostapels, wird der

Grünstapel in bekannter Weise den Prozessschritten des Ent- binderns und Sinterns unterzogen, so dass aus den Grünfolien piezoelektrische Schichten entstehen. Durch das Entbindern und Sintern entsteht aus dem quasi-vollaktiven Grünstapel dann ein quasi-vollaktiver Piezostapel, welcher im Weiteren nach der mechanischen Bearbeitung (z.B. mittels Schleifen) der Seiten mit den Gräben mit den Außenelektroden versehen werden kann. Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt das Versehen der Außenseite des vollaktiven Grünstapels mit Grä ^¬ ben durch Heißprägen. Während durch das Lasern der Gräben an diesen Stellen die Organik im Grünstapel aufgrund zu hoher Temperaturen verbrennt, wodurch teilweise die Keramik zer- setzt werden kann unter Bildung von refraktären Primäroxiden, können die Gräben unter Verwendung des Heißprägeverfahrens im Vergleich dazu mit wesentlich geringeren Temperaturen erzeugt werden. Die Gräben können dabei ohne Bildung von Abbrandmate- rial in den Grünstapel eingebracht werden. Da das Einbringen der Gräben in den Grünstapel erfolgt, ist gegenüber dem Einbringen in einen bereits gesinterten Piezostapel eine bessere optische Erkennung der Elektroden gegeben. Bei einem Grünstapel sind die Abmessungen vor dem Prozessschritt des Sinterns ca. 20% größer als nach diesem thermischen Bearbeitungs- schritt.

Für das Heißprägeverfahren kann ein Stempel mit einer der Anzahl und Anordnung der zur erzeugenden Gräben entsprechenden Anzahl und Anordnung an Vorsprüngen verwendet werden. Der Abstand der Vorsprünge entspricht dabei dem Abstand zwischen jeder zweiten Innenelektrode des Stapels. Insbesondere ist es mit einem solchen Stempel möglich, in einem einzigen Verfah- rensschritt sämtliche Gräben einer Außenseite des Piezosta- pels zu erzeugen.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung wird das Verdichtungsverhalten der keramischen Partikel im Schlicker an das Verdichtungsverhalten des Piezostapels angepasst. Diesem Vorgehen liegt die Überlegung zu Grunde, dass die Keramik des Grünstapels bei geringeren Temperaturen verdichtet als der keramische Schlicker in den Gräben während des Prozess ^¬ schritts des Sinterns. Der Grund hierfür ist einerseits, dass der Grünstapel durch eine Lamination der übereinander angeordneten Grünfolien bereits vorverdichtet wurde und damit eine höhere Gründichte aufweist. Zum anderen begünstigt die Diffusion von Silber in den aus AgPd bestehenden Elektroden die Verdichtung bei niedrigeren Temperaturen. Das unter- schiedliche Verdichtungsverhalten während des Sinterns kann zu Rissbildungen im Bereich der Gräben führen. Im schlechtesten Fall können hierdurch Kurzschlüsse im kontaktierten Pie- zostapel verursacht werden. Zur Vermeidung dieser Rissbildung ist vorgesehen, das Schwindverhalten der keramischen Partikel im Schlicker an das Schwindverhalten des Piezostapels anzupassen, welches sich aus der jeweiligen Verdichtung der keramischen Anteile ergibt.

In einer ersten Variante wird hierzu dem Schlicker bei einer thermischen Behandlung (Sintern) ein sein Schwindverhalten beeinflussendes Mittel beigemischt. Als das Schwindverhalten des Schlickers beeinflussendes Mittel kann Ag, AgO oder PbO verwendet werden. Das das Schwindverhalten des Schlickers be ^¬ einflussende Mittel nimmt insbesondere 0,05 bis 1,00 Ge- wichtsprozent des Schlickers ein, so dass von einer „Dotie ^¬ rung" des keramischen Pulvers gesprochen werden kann. In einer zweiten Variante wird die Sinteraktivität der kera ^¬ mischen Partikel in dem Schlicker durch eine Reduktion der Korn- oder Primärpartikelgrößen angehoben. In einer dritten Variante wird der Grünstapel, dessen Gräben mit dem Schlicker (ohne ein das Schwindverhalten beeinflussendes Mittel) gefüllt sind, in einem Flüssigkeitsbad unter Druck gesetzt, um den in den Gräben angeordneten Schlicker zu verpressen. Die Prozessführung erfolgt dabei vorzugsweise de- rart, dass ein isostatisches Verpressen des keramischen

Schlickers erfolgt und eine annähernd identische Gründichte zu den übereinander angeordneten Grünfolien (d.h. dem Grünstapel) erzielt ist. Durch dieses Vorgehen erfolgt somit eine nachträgliche Verdichtung des in den Gräben befindlichen Schlickers.

Diese oben aufgeführten Alternativen können auch (beliebig) miteinander kombiniert werden, um das Schwindverhalten des Schlickers in den Gräben an das Schwindverhalten des Grünsta- pels anzupassen.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung erfolgt das Füllen der Gräben mit dem Schlicker in mehreren Schritten, wodurch eine ebene Oberfläche des Grünstapels im Bereich der aufzubringenden Außenelektroden erzielt wird.

Die Erfindung schafft weiterhin einen Piezoaktor mit einem Piezostapel und zwei an der Außenseite des Piezostapels an ^¬ geordneten Außenelektroden, der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausfüh ^¬ rungsbeispiels erläutert. Es zeigen: Fig. la) und lb) einen erfindungsgemäßen Piezoaktor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, jeweils in einer geschnittenen Seitenansicht, Fig. lc) den erfindungsgemäßen Piezoaktor gemäß

Fig. la) und lb) in einer geschnittenen Draufsicht,

Fig. 2a) und 2b) einen erfindungsgemäßen Piezoaktor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, je ^¬ weils in einer geschnittenen Seitenansicht, und

Fig. 2c) den erfindungsgemäßen Piezoaktor gemäß

Fig. 2a) und 2b) in einer geschnittenen

Draufsicht .

Ausgangspunkt für die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Piezoaktoren 100 ist im Falle der vorliegenden Ausführungsbeispiele ein in der Draufsicht jeweils quaderförmig ausge ^¬ führter vollaktiver Grünstapel 1', der mehrere Grünfolien 4', 5' und dazwischen angeordnete Innenelektrodenschichten 6, 7 aufweist (vgl. Fig. lc) und 2c)). Der Grünstapel 1' ist in allgemein bekannter Weise durch das abwechselnde Stapeln einer Innenelektrodenschicht und einer Grünfolie erzeugt. Die Grünfolien 4', 5' umfassen ein piezokeramisches Material, beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanat . Bei den Innenelektro ^¬ denschichten 6, 7 handelt es sich beispielsweise um elekt- risch leitfähige Metallschichten, die den Grünstapel 1' durchgehend durchsetzen, also bis an die Außenseiten des Grünstapels 1' durchgehend ausgebildet sind, so dass der Grünstapel 1' zunächst keine inaktiven, sondern lediglich aktive Zonen hat. Die Innenelektrodenschichten 6, 7 sind dazu vorgesehen, abwechselnd mit zwei an der Außenseite eines aus dem Grünstapel 1' herzustellenden Piezostapels 1 anzuordnenden Außenelektroden 2, 3 elektrisch verbunden und von der jeweiligen anderen Außenelektrode 3, 2 elektrisch isoliert zu sein .

Zur Herstellung des Piezoaktors 100 werden auf wenigstens ei ^¬ ner Außenseite des Grünstapels 1' Gräben 8, 9 vorgesehen, so dass aus dem vollaktiven Grünstapel 1' ein inaktive Zonen aufweisender Stapel entsteht. In den beiden, in den Figuren 1 und 2 dargestellten, Ausführungsbeispielen sind die Gräben 8, 9 auf gegenüberliegenden Außenseiten des Grünstapels 1' vorgesehen. Während in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die jeweiligen Gräben bezüglich ihrer Außenseite zentral angeordnet sind (vgl. insbesondere die Schnittdarstellung der Fig. lc) ) , sind die Gräben 8, 9 in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich von schräg gegenüberliegenden Seitenkanten der gegenüberliegenden Außenflächen angeordnet (vgl . Fig. 2c) ) .

Eine jeweilige Außenseite des Grünstapels 1' wird derart mit den Gräben 8 bzw. 9 versehen, dass jede Innenelektrode 6 durch die Gräben 8 in das Innere des Grünstapels 1' zurück- versetzt ist und die übrigen Innenelektroden 7 vollständig an die betreffende Außenseite herangeführt bleiben. In entspre ^¬ chender Weise sind die Gräben 9 auf der anderen Außenseite derart ausgeführt, dass jeweils die Innenelektroden 7 in das Innere des Grünstapels 1' zurückversetzt sind, während die Innenelektroden 6 an diese Außenseite herangeführt sind. Im

Falle der gezeigten Ausführungsbeispiele in den Figuren 1 und 2 sind somit die Gräben 8 den Innenelektroden 6 und die Gräben 9 den Innenelektroden 7 zugeordnet. Im Falle der vorliegenden Ausführungsbeispiele werden die Gräben 8, 9 vorzugsweise durch Heißprägen erzeugt. Hierzu wird der Grünstapel 1' auf der betreffenden Außenseite mit einem Stempel bei erhöhter Temperatur mit Druck beaufschlagt (T > T _g Glasübergangstemperatur des Polymerbinders im Grün- Stapel, typischweise 20-200°C) . Der Stempel weist eine der

Anzahl und Anordnung der zu erzeugenden Gräben 8, 9 entsprechenden Anzahl und Anordnung an Vorsprüngen auf, wodurch im Bereich der Vorsprünge der Grünstapel 1' zur Ausbildung der Gräben verformt wird. Der Abstand der Vorsprünge entspricht dabei dem der Abstände der Innenelektrodenschichten 6 bzw. 7.

Mit Hilfe des Heißprägeverfahrens können die Gräben unter (im Vergleich zum Lasern nur leicht erhöhter) Temperatur und Druck in den Grünstapel 1' eingebracht werden. Dabei werden die Gräben ohne Bildung von Abbrandmaterial eingebracht. Die Anwendung des Heißprägeverfahrens bei vorliegendem Grünstapel 1' ermöglicht aufgrund der größeren Abmessungen des Grünsta- pels 1' gegenüber dem bereits gesinterten Piezostapel 1 eine bessere optische Erkennung der Elektroden, so dass das Verfahren auf einfache und zuverlässige Weise durchgeführt wer ^¬ den kann. Alternativ könnte das Einbringen der Gräben auch durch Laser- ablation, Sägen mit (Vielfach- ) Kreissägeblättern, Mikrofrä- sen, Räumen, Ultraschall-Erodieren sowie Wasser-, Sand- oder C02~Strahlen erfolgen. Anschließend werden die Gräben 8, 9 mit elektrisch isolierenden, keramischem Schlicker 10 bzw. 11 befüllt. Das Füllen der Gräben 8, 9 mit dem Schlicker 10, 11 erfolgt vorzugsweise durch Siebdrucken, Tauchen, Sprühen oder Vakuuminfiltrieren. Dabei wird vorzugsweise gleichzeitig die Oberfläche des Grün- Stapels 1' zur Ausbildung einer Passivierungsschicht mit dem Schlicker belegt. Die Verwendung eines keramischen Schlickers als Füllmaterial für die Gräben ermöglicht die Herstellung eines Piezoaktors 100 mit einem homogenen Piezostapel 1, bei dem zwischen den Schlicker-gefüllten Gräben und Grünfolien 4', 5' nach dem Sintern keine Trennlinien entstehen. Hierdurch können Polungsrisse vermieden werden.

Als besonders bevorzugt hat sich das Aufbringen des Schli ^¬ ckers durch ein Siebdruckverfahren herausgestellt, da sich hierdurch homogene Schichtdicken sowohl bezüglich der mit

Schlicker gefüllten Gräben 8, 9 als auch der Passivierungsschichten 12, 13 erzielen lassen. Hierzu wird der zu verarbeitende Grünstapel 1' in einer Werkzeugmaschine entsprechend gedreht, so dass der Siebdruck auf allen Außenseiten des Sta- pels realisiert werden kann.

Nach dem Einbringen des Schlickers 10, 11 in die Gräben 8, 9, sowie der optionalen Erzeugung der Passivierungsschichten 12, 13, werden die Prozessschritte Entbindern, Sintern und mecha ^¬ nische Bearbeitung (z.B. Schleifen) durchgeführt, wodurch der Piezostapel 1 entsteht. Anschließend werden die beiden Außen ^¬ elektroden 2, 3 auf die jeweiligen Außenseiten des Piezosta- pels 1 aufgebracht, so dass die beiden Außenelektroden 2 bzw. 3 mit den Innenelektrodenschichten 6 bzw. 7 elektrisch verbunden sind.

Die Außenelektroden 2, 3 werden als Außenmetallisierung längs der betreffenden Außenseiten des Piezostapels 1 aufgetragen. Dabei wird die Außenelektrode 2 mit den Innenelektroden ^¬ schichten 7 verbunden. Die Außenelektrode 3 wird mit den Innenelektrodenschichten 6 elektrisch verbunden. Die Außenelektroden 2, 3 sind jeweils schmaler als die Gräben 8, 9 breit sind und verlaufen über die mit dem Schlicker 10, 11 gefüllten Gräben 8, 9, so dass die Außenelektroden 2, 3 von den Innenelektrodenschichten 6, 7 elektrisch isoliert sind. Die Tiefe, Breite und Höhe der Gräben 8, 9 ist derart ge ^¬ wählt, dass sie in Verbindung mit dem elektrisch isolierenden Schlicker 10, 11 eine zuverlässige elektrische Isolierung der Innenelektroden 6 bzw. 7 von den Außenelektroden 3 bzw. 2 gewährleisten .

Sofern auf die Außenflächen, auf denen die Gräben erzeugt wurden, mit der Passivierungsschicht versehen sind, werden diese einer vorherigen mechanischen Bearbeitung (z.B. Schleifen) unterzogen, um die an die betreffende Außenseite gren ^¬ zenden Innenelektrodenschichten 6, 7 freizulegen. Erst anschließend erfolgt die Erzeugung der Außenelektroden 2, 3.

Die Keramik des Grünstapels 1', d.h. der Grünfolien 4' und 5' verdichtet beim Sintern bei niedrigeren Temperaturen als die keramischen Partikel in dem Schlicker in den Gräben 8, 9. Das liegt zum einen daran, dass der Grünstapel 1' durch die Lami- nation der übereinander geschichteten Grünfolien 4', 5' bereits vorgedichtet wurde und damit eine höhere Gründichte aufweist. Zum anderen begünstigt die Silberdiffusion aus den aus AgPd bestehenden Elektroden die Verdichtung des Grünsta- pels 1' bei niedrigeren Temperaturen. Das unterschiedliche Verdichtungsverhalten kann zu Rissbildungen des Schlickers in den Gräben führen und somit Kurzschlüsse im fertig gestellten Piezostapel verursachen.

Verdichten die keramischen Anteile im Grünstapel 1' und im Schlicker hingegen bei annähernd gleichen Temperaturen, so kann die Rissbildung der Keramik in den Gräben vermieden werden. Zur Vermeidung der Rissbildung wird daher das Verdich- tungsverhalten der keramischen Partikel im Schlicker an das

Verdichtungsverhalten der Keramik im Grünstapel 1' angepasst. Dies kann durch die Zugabe von Silber, Silberoxid oder Blei ^¬ oxid zum Schlicker erfolgen. Es ist dabei ausreichend, wenn die das Schwindverhalten beeinflussenden Mittel in einem Um- fang von 0,05 bis 1,00 Gewichts-% zugegeben sind. Alternativ kann die Sinteraktivität der keramischen Partikel angehoben werden, indem auf feinere Primärpartikel- oder Korngrößen zu ^¬ rückgegriffen wird. Weiter alternativ kann eine nachträgliche Verdichtung des in den Gräben befindlichen Schlickers nach dessen Trocknung erfolgen. Hierzu kann beispielsweise ein isostatischer Pressvorgang in einem Flüssigkeitsbad durchgeführt werden. Im Er ^¬ gebnis führen die beschriebenen Varianten zu einer dem Grün- Stapel 1' besser angepassten Gründichte des Schlickers in den Gräben, wodurch das Schwindverhalten aneinander angepasst und die Sinteraktivität erhöht ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Einbringen des Schlickers in die Gräben 8, 9 in mehreren Teilschritten erfolgt, um eine ebene Ober- fläche der Außenseiten des Stapels zu erhalten.

Alternativ kann auch eine Kombination vorher genannter Verfahren zum Einsatz gebracht werden, um das Schwindverhalten des Schlickers in den Gräben an das Schwindverhalten des Grünstapels anzupassen.