Titel

Piezoelektrische

Die Erfindung betrifft eine piezoelektrische Wandlervorrichtung. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind piezoelektrische Wandlermechanismen, wie beispielsweise der in der DE 10 2004 030 308 Al beschriebene Biegebalkensensor zur Durchfluss- und Massenflussmessung, bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft eine piezoelektrische Wandlervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11.

Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft piezoelektrische Wandlervorrichtungen, welche vorteilhaft wahlweise als Aktorvorrichtungen zum Verstellen mindestens einer Komponente oder als Sensorvorrichtungen zum Detektieren einer auf ihr Trägerelement wirkenden externen Kraft, bzw. einer der externen Kraft entsprechenden physikalischen Größe, eingesetzt werden können. Wie anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, können die erfindungsgemäßen piezoelektrischen Wandlervorrichtungen trotz ihrer vorteilhaften Verwendbarkeit vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden.

Aufgrund der Ausstattung einer erfindungsgemäß piezoelektrischem Wandlervorrichtung mit der mindestens einen Piezowandlereinrichtung entfallen auch die Nachteile einer herkömmlichen Verwendung von elektrostatischen Antrieben, wie beispielsweise ihr nichtlineares Verhalten (d.h. eine bewirkte anziehende Kraft nimmt mit abnehmendem Elektrodenabstand zu), die Begrenzung einer maximal bewirkten Auslenkung durch eine sogenannte Kollapsspannung und die Gefahr einer unerwünschten Kontaktierung von zwei Strukturen unterschiedlicher Potentiale, was einen unerwünschten Punktschweißvorgang und damit eine Beschädigung/einen Ausfall des elektrostatischen Antriebs auslösen kann. Die mittels der vorliegenden Erfindung realisierten Aktorvorrichtungen und Sensorvorrichtungen sind deshalb verglichen mit dem Stand der Technik vorteilhafter verwendbar.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen piezoelektrischen Wandlervorrichtungen ist bei deren Verwendung als Aktorvorrichtungen, dass selbst bei einer geringen Leistungsaufnahme der jeweiligen piezoelektrischen Wandlervorrichtung hohe Auslenkungen beim Verstellen der mindestens einen Komponente bewirkt werden können. Entsprechend kann auch bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen piezoelektrischen Wandlervorrichtungen als Sensorvorrichtungen selbst bei einer geringen Leistungsaufnahme der jeweiligen piezoelektrischen Wandlervorrichtung mindestens ein vergleichsweise hohes/deutliches Sensorsignal von der zu bestimmenden externen Kraft oder physikalischen Größe ausgelöst werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung ist für jede der Kavitäten in der ersten Brückenstruktur je eine die Kavität mittig schneidende und senkrecht zu der ersten Oberfläche des Trägerelements ausgerichtete erste Symmetrieebene derart definierbar, dass die jeweilige Kavität bezüglich der sie mittig schneidenden ersten Symmetrieebene spiegelsymmetrisch ist, wobei jede der ersten Symmetrieebenen je eine erste Piezowandlereinrichtung so mittig schneidet, dass die jeweilige erste Piezowandlereinrichtung bezüglich der sie mittig schneidenden ersten Symmetrieebene spiegelsymmetrisch ist. Eine derartige Anordnung von ersten Piezowandlereinrichtungen bezüglich der Kavitäten in der ersten Brückenstruktur ermöglicht eine vorteilhafte symmetrische Einleitung/Einkopplung von mittels der ersten Piezowandlereinrichtungen erzeugten mechanischen Kräften über die erste Brückenstruktur in die Stützstruktur zur vorteilhaften Verformung des Trägerelements.

Alternativ oder ergänzend kann auch für jeweils zwei benachbarte Kavitäten in der ersten Brückenstruktur je eine dazwischen liegende und senkrecht zu der ersten Oberfläche des Trägerelements ausgerichtete zweite Symmetrieebene derart definierbar sein, dass die zwei Kavitäten bezüglich der dazwischen liegenden zweiten Symmetrieebene spiegelsymmetrisch sind, wobei jede der zweiten Symmetrieebenen je eine erste Piezowandlereinrichtung so mittig schneidet, dass die jeweilige erste Piezowandlereinrichtung bezüglich der sie mittig schneidenden zweiten Symmetrieebene spiegelsymmetrisch ist. Auch die in diesem Absatz erläuterte Anordnung von ersten Piezowandlereinrichtungen zu den Kavitäten der ersten Brückenstruktur ermöglicht eine vorteilhafte symmetrische Einkopplung von mittels der ersten Piezowandlereinrichtungen erzeugten mechanischen Kräften in die Stützstruktur zur elastischen Verformung des Trägerelements.

Vorzugsweise ist die mindestens eine erste Piezowandlereinrichtung ausgebildet mit je einer ersten Elektrode und jeweils mindestens einem piezoelektrischen oder piezoresistiven Material, mit welchem ein Zwischenvolumen zumindest teilweise gefüllt ist, welches auf seiner ersten Seite von der ersten Elektrode der jeweiligen ersten Piezowandlereinrichtung und auf seiner zweiten Seite von einer zweiten Elektrode der gleichen ersten Piezowandlereinrichtung oder dem mindestens einen benachbarten Brückenelement begrenzt ist. Die hier beschriebene Ausbildung der ersten Piezowandlereinrichtungen ist leicht realisierbar, leicht verschaltbar und ermöglicht ein verlässliches Ansteuern und/oder Auslesen der ersten Piezowandlereinrichtungen mittels einer vergleichsweise einfach und relativ kostengünstig ausgebildeten Elektronik. Wahlweise können die Brückenelemente außerdem als „die mindestens eine zweite Elektrode“ für die mindestens eine erste Piezowandlereinrichtung genutzt werden. Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit einer Ausbildung der mindestens einen zweiten Elektrode zusätzlich zu den Brückenelementen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung ist die mindestens eine erste Elektrode der mindestens einen von ihrer ersten Symmetrieebene mittig geschnittenen ersten Piezowandlereinrichtung an einer ersten Leiterbahn angebunden und die mindestens eine erste Elektrode der mindestens einen von ihrer zweiten Symmetrieebene mittig geschnittenen ersten Piezowandlereinrichtung ist an einer zweiten Leiterbahn angebunden. Die hier beschriebene piezoelektrische Wandlervorrichtung kann gleichzeitig als Aktor- und als Sensorvorrichtung eingesetzt werden, indem die an einer der Leiterbahnen angebundenen ersten Piezowandlereinrichtungen als Aktor und die an der anderen der Leiterbahnen angebundenen ersten Piezowandlereinrichtungen als Sensorik genutzt werden. Als vorteilhafte Weiterbildung kann das Trägerelement zwischen seiner Stützstruktur und einer von seiner ersten Oberfläche weg gerichteten zweiten Oberfläche eine zweite Brückenstruktur mit mehreren in der zweiten Brückenstruktur ausgebildeten Kavitäten, welche auf ihrer zu der zweiten Oberfläche ausgerichteten Seite von je einem Brückenelement überspannt sind, aufweisen, wobei die Brückenelemente der zweiten Brückenstruktur an der Stützstruktur verankert sind, und wobei mindestens eine zweite Piezowandlereinrichtung auf der zweiten Oberfläche des Trägerelements angeordnet und/oder ausgebildet sind. Die mindestens eine zweite Piezowandlereinrichtung kann in diesem Fall die Aktor- oder Sensorfunktion der mindestens einen ersten Piezowandlereinrichtung unterstützen und/oder bei einer aktormäßigen Nutzung der mindestens einen ersten Piezowandlereinrichtung als Sensorik für die Auslenkungsmessung oder bei einer sensormäßigen Nutzung der mindestens einen ersten Piezowandlereinrichtung als Aktorik eingesetzt werden. Mit anderen Worten kann auf diese Weise eine Abweichung von einer gewünschten Soll-Auslenkung ermittelt und durch gezielte Nachregelung korrigiert werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung weist die Stützstruktur eine erste Biegesteifigkeit auf, welche größer als eine zweite Biegesteifigkeit der ersten Brückenstruktur und/oder größer als eine dritte Biegesteifigkeit der zweiten Brückenstruktur ist. Insbesondere mittels der Ausbildung der Kavitäten in der ersten Brückenstruktur und/oder in der zweiten Brückenstruktur ist eine Reduzierung der zweiten Biegesteifigkeit und/oder der dritten Biegesteifigkeit unter die erste Biegesteifigkeit leicht realisierbar.

Beispielsweise können die Kavitäten in der ersten Brückenstruktur durch lokales Entfernen von Material zumindest der ersten Brückenstruktur und/oder die Kavitäten in der zweiten Brückenstruktur durch lokales Entfernen von Material zumindest der zweiten Brückenstruktur ausgebildet sein. Die hier beschriebene Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung ist vergleichsweise einfach und relativ kostengünstig herstellbar.

Insbesondere können die Brückenelemente der ersten Brückenstruktur und/oder die Brückenelemente der zweiten Brückenstruktur vollständig aus dem gleichen Material wie die Stützstruktur gebildet sein. Durch die Ausbildung der Kavitäten in der ersten Brückenstruktur und/oder der Kavitäten in der zweiten Brückenstruktur ist trotzdem eine biegbarere Ausbildung der ersten Brückenstruktur und/oder der zweiten Brückenstruktur gewährleistet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung ist mittels einer von dem mindestens einen Spannungs- oder Stromstärkesignal oder der externen Kraft bewirkten Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs der Stützstruktur in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich der Stützstruktur das Trägerelement aus einer ersten Form des Trägerelements in eine zweite Form des Trägerelements überführbar, wobei ein durch die Halterung verlaufender Fluid-Kanal an der Position des Trägerelements bei einem Vorliegen des Trägerelements in seiner ersten Form einen ersten Öffnungsquerschnitt und bei einem Vorliegen des Trägerelements in seiner zweiten Form einen von dem ersten Öffnungsquerschnitt abweichenden zweiten Öffnungsquerschnitt aufweist. Die hier beschriebene Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung kann deshalb vorteilhaft als Ventil, Pumpe, Lautsprecher, Mikrofon oder als Fluidstrom-Messvorrichtung verwendet werden.

Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch gewährleistet bei einem Ausführen eines korrespondierenden Herstellungsverfahrens für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Herstellungsverfahren gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen von piezoelektrischen Wandlervorrichtungen weitergebildet werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 9 schematische Darstellungen von verschiedenen

Ausführungsformen der piezoelektrischen Wandlervorrichtung; und Fig. 10 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. la und lb zeigen schematische Darstellungen einer ersten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung.

Die mittels der Fig. la und lb schematisch wiedergegebene piezoelektrische Wandlervorrichtung hat eine Halterung 10, welche lediglich beispielhaft ein Substrat, wie speziell ein Siliziumsubstrat, ist/umfasst. Eine Ausbildbarkeit der Halterung 10 ist weder auf ein bestimmtes Substratmaterial noch auf die Verwendung eines Substrats beschränkt.

Die piezoelektrische Wandlervorrichtung weist auch ein elastisch verformbares Trägerelement 12 auf, wobei mindestens eine Piezowandlereinrichtung 14 auf einer ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 angeordnet sind. Unter der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 ist vorzugsweise eine Außenoberfläche des Trägerelements 12 zu verstehen, welche ausschließlich auf einer Seite des Trägerelements 12 liegt. Das Trägerelement 12 ist mit einer Stützstruktur 16 ausgebildet, wobei zumindest ein Teilbereich 16a der Stützstruktur 16 an der Halterung 10 verankert ist, während mindestens ein anderer Teilbereich 16b der Stützstruktur 16 freitragend ausgebildet ist. Man kann dies auch so umschreiben, dass die Stützstruktur 16 zumindest den einen an der Halterung 10 verankerten Teilbereich 16a und zumindest den einen freitragenden Teilbereich 16b umfasst.

Die mindestens eine Piezowandlereinrichtung 14 ist derart auf der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 angeordnet und/oder ausgebildet, dass mittels mindestens eines an die mindestens eine Piezowandlereinrichtung 14 angelegten Spannungs- oder Stromstärkesignals (ungleich null) eine Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs 16b der Stützstruktur 16 in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich 16b der Stützstruktur 16 bewirkbar ist/bewirkt wird und/oder mittels einer von einer externen Kraft (ungleich null) auf das Trägerelement 12 ausgelösten Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs 16b der Stützstruktur 16 in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich 16a der Stützstruktur 16 eine Spannungs- oder Widerstandsänderung in der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 14 bewirkbar ist/bewirkt wird. Das Trägerelement 12 mit der mindestens einen auf seiner ersten Oberfläche 12a angeordneten Piezowandlereinrichtung 14 kann deshalb als ein Kraftwandler bezeichnet werden, mittels welchem entweder das mindestens eine an die mindestens eine Piezowandlereinrichtung 14 angelegte Spannungs- oder Stromstärkesignal in eine die Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs 16b in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich 16a auslösende Verstellkraft oder die auf das Trägerelement 12 einwirkende externe Kraft in die an der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 14 auftretende Spannungs- oder Widerstandsänderung umwandelbar ist/umgewandelt wird. Die piezoelektrische Wandlervorrichtung kann deshalb wahlweise als Aktorvorrichtung zum Verstellen mindestens einer an dem zumindest einen freitragenden Teilbereich 16b der Stützstruktur 16 ggf. befestigten (nicht skizzierten) Komponente durch Umwandlung des mindestens einen Spannungs- oder Stromstärkesignals in die Verstellkraft oder als Sensorvorrichtung zum Messen der externen Kraft, bzw. einer der externen Kraft entsprechenden physikalischen Größe, durch Umwandlung der externen Kraft in die Spannungs- oder Widerstandsänderung eingesetzt werden.

Wie in Fig. la erkennbar ist, weist das Trägerelement 12 zwischen seiner ersten Oberfläche 12a und der Stützstruktur 16 eine erste Brückenstruktur 18 auf. Die erste Oberfläche 12a des Trägerelements 12 kann insbesondere eine Außenoberfläche der ersten Brückenstruktur 18 auf ihrer von der Stützstruktur 16 weg gerichteten Seite sein. In der ersten Brückenstruktur 18 sind eine Mehrzahl an Kavitäten 20 ausgebildet, wobei jede der Kavitäten 20 auf ihrer zu der ersten Oberfläche 12a ausgerichteten Seite von je einem Brückenelement 22 überspannt ist. Die Brückenelemente 22 der ersten Brückenstruktur 18 sind an sogenannten Pfeilerbereichen 24 an der Stützstruktur 16 verankert. Die Pfeilerbereiche 24 ermöglichen damit eine „lokal gebündelte“ Krafteinkopplung/Stresseinkopplung sowohl von der ersten Brückenstruktur 18 in die Stützstruktur 16 (speziell bei einer Nutzung der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Aktorvorrichtung) als auch von der Stützstruktur 16 in die erste Brückenstruktur 18 (insbesondere bei einer Nutzung der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Sensorvorrichtung).

Durch die mittels der Ausbildung der Kavitäten 20 und der Brückenelemente 22 bewirkte laterale Strukturierung der ersten Brückenstruktur 18 ist die Kraftdichte der Krafteinkopplung/Stresseinkopplung unabhängig von der Nutzung der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Aktorvorrichtung oder als Sensorvorrichtung lokal derart optimiert, dass ein Betrieb der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Aktorvorrichtung oder als Sensorvorrichtung verbessert ist. Zusätzlich fungieren die Brückenelemente 22 als Hebel/Minihebel und können die Wirkung des Trägerelements 12 verstärken. Damit ist selbst bei einem leistungsarmen Betrieb der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Aktorvorrichtung die ggf. mindestens eine an dem freitragenden Teilbereich 16b des Trägerelements 16 befestigte Komponente mit einer vergleichsweise großen Auslenkung verstellbar. Ebenso ist bei einem leistungsarmen Betrieb der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Sensorvorrichtung mindestens ein verglichen mit der auf das Trägerelement 16 einwirkenden externen Kraft relativ hohes/deutliches Sensorsignal als Spannungs- oder Widerstandsänderung in der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 14 bewirkbar.

Wie in Fig. la erkennbar ist, ist bei der hier beschriebenen Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung für jede der Kavitäten 20 in der ersten Brückenstruktur 18 je eine die Kavität 20 mittig schneidende und senkrecht zu der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 ausgerichtete erste Symmetrieebene 26 derart definierbar, dass die jeweilige Kavität 20 bezüglich der sie mittig schneidenden ersten Symmetrieebene 26 spiegelsymmetrisch ist. Vorteilhafterweise schneidet außerdem jede der ersten Symmetrieebenen 26 je eine Piezowandlereinrichtung 14 mittig, wobei die jeweilige Piezowandlereinrichtung 14 bezüglich der sie mittig schneidenden ersten Symmetrieebene 26 spiegelsymmetrisch ist. Die in Fig. la wiedergegebene Anordnung von Piezowandlereinrichtungen 14 in Bezug zu den Kavitäten 20 und den Brückenelementen 22 der ersten Brückenstruktur 18 kann auch als eine mittige Anordnung jeder Piezowandlereinrichtung 14 auf dem ihr zugeordneten Brückenelement 22 bezeichnet werden. Die mittige Anordnung jeder Piezowandlereinrichtung 14 auf dem ihr zugeordneten Brückenelement 22 gewährleistet eine vorteilhaft spiegelsymmetrische Krafteinkopplung/Stresseinkopplung durch die Pfeilerbereiche 24, was zur zusätzlichen Optimierung der Aktorfunktion oder der Sensorfunktion der piezoelektrischen Wandlervorrichtung beiträgt.

Vorzugsweise weist die die mindestens eine erste Piezowandlereinrichtung 14 je eine erste Elektrode 14a und jeweils mindestens ein piezoelektrisches oder piezoresistives Material 14c, mit welchem ein Zwischenvolumen der jeweiligen ersten Piezowandlereinrichtung 14 zumindest teilweise gefüllt ist, auf. Unter dem Zwischenvolumen der jeweiligen ersten Piezowandlereinrichtung 14 ist ein Volumen zu verstehen, welches auf seiner ersten Seite von der ersten Elektrode 14a der jeweiligen ersten Piezowandlereinrichtung 14 und auf seiner von der ersten Seite weg gerichteten zweiten Seite entweder von einer zweiten Elektrode 14b der gleichen ersten Piezowandlereinrichtung 14 oder von dem mindestens einen benachbarten Brückenelement 22 begrenzt ist. Lediglich beispielhaft umfasst die mindestens eine Piezowandlereinrichtung 14 der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. la und lb je ihre erste Elektrode 14a und je ihre zweite Elektrode 14b, welche zwischen der ersten Elektrode 14a der gleichen Piezowandlereinrichtung 14 und der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 liegt. Unter dem mindestens einen an die mindestens eine Piezowandlereinrichtung 14 angelegten Spannungs- oder Stromstärkesignal ist ein elektrisches Signal zu verstehen, welches jeweils zwischen der ersten Elektrode 14a und der zweiten Elektrode 14b der gleichen Piezowandlereinrichtung 14 oder zwischen der ersten Elektrode 14a und dem mindestens einen benachbarten Brückenelement 22 angelegt ist, wodurch eine Verformung des mindestens einen piezoelektrischen oder piezoresistiven Materials 14c auftritt, welche zu einer Krafteinkopplung/Stresseinkopplung über die erste Oberfläche 12a des Trägerelements 12 und die erste Brückenstruktur 18 in die Stützstruktur 16 führt. Entsprechend wird durch die von der externen Kraft auf das Trägerelement 12 ausgelösten Verstellbewegung (zumindest des freitragenden Teilbereichs 16b in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich 16a) und die resultierende Krafteinkopplung/Stresseinkopplung (über die erste Brückenstruktur 18 und die erste Oberfläche 12a des Trägerelements 12) in die mindestens eine Piezowandlereinrichtung 14 die Spannungs- oder Widerstandsänderung in dem mindestens einen piezoelektrischen oder piezoresistiven Material 14c ausgelöst. Die in dem mindestens einen piezoelektrischen oder piezoresistiven Material 14c ausgelöste Spannungs- oder Widerstandsänderung ist dann anhand mindestens eines zwischen der ersten Elektrode 14a und der zweiten Elektrode 14b der gleichen Piezowandlereinrichtung 14 oder zwischen der ersten Elektrode 14a und dem mindestens einen benachbarten Brückenelement 22 anliegenden Sensorsignals erkennbar und auswertbar ist. Die externe Kraft oder die der externen Kraft entsprechende physikalische Größe kann deshalb mittels einer Auswertung des mindestens einen Sensorsignals der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 14 verlässlich gemessen oder bestimmt werden.

Fig. lb zeigt eine Draufsicht auf die erste Oberfläche 12a des Trägerelements 12. Vorzugsweise sind die ersten Elektroden 14a mehrerer Piezowandlereinrichtungen 14 an einer ersten Leiterbahn 28 angebunden, während die zweiten Elektroden 14b der Piezowandlereinrichtungen 14 an einer zweiten Leiterbahn 30 angebunden sind. Bei einer Nutzung der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Aktorvorrichtung kann in diesem Fall das Ansteuern von mehreren Piezowandlereinrichtungen 14 mittels eines einzigen Spannungs- oder Stromstärkesignals erfolgen. Entsprechend kann bei einer Nutzung der piezoelektrischen Wandlervorrichtung als Sensorvorrichtung das Detektieren/Auslesen der Spannungs- oder Widerstandsänderung in den Piezowandlereinrichtungen 14 mittels eines einzigen an den zwei Leiterbahnen 28 und 30 ermittelten Sensorsignals geschehen. Eine zum Ansteuern mehrerer Piezowandlereinrichtungen 14 oder zum Detektieren/Auslesen der Spannungsoder Widerstandsänderung in mehreren Piezowandlereinrichtungen 14 geeignete Elektronik kann deshalb relativ kostengünstig und mit einem vergleichsweise geringen Bauraumbedarf ausgebildet sein. Anstelle der in Fig. lb wiedergegebenen Ansteuerung oder Auslesung aller Piezowandlereinrichtungen 14 als eine gemeinsame Gruppe können die Piezowandlereinrichtungen 14 jedoch alternativ derart verschaltet sein, dass ihre Ansteuerung oder Auslesung in mehreren Gruppen oder einzeln möglich ist.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform weist das Trägerelement 12 entlang einer Raumrichtung x seine maximale Ausdehnung auf, während die erste Oberfläche 12a des Trägerelements 12 bei einem Spannungs- oder Stromstärkesignal und einer externen Kraft gleich null in einer von der Raumrichtung x und einer senkrecht dazu ausgerichteten Raumrichtung y aufgespannten Ebene liegt. Lediglich ein Ende 32 des Trägerelements 12 ist an der Halterung 10 verankert. Die in Fig. lb dargestellte Ausbildung des Trägerelements 12 als Balken oder Cantilever ist jedoch nur beispielhaft zu interpretieren. Alternativ kann das Trägerelement 12 beispielsweise auch als eine Membran ausgebildet sein. Mehrere Piezowandlereinrichtungen 14 sind entlang der Raumrichtung x hintereinander auf der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements angeordnet, während auch die Brückenelemente 22 streifenförmig entlang der Raumrichtung x entsprechend hintereinander angeordnet sind. Alternativ können die Piezowandlereinrichtungen 14 auch rasterartig, d.h. als ein 2-dimensionales Feld, auf der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements angeordnet sein, wobei bevorzugter Weise in diesem Fall auch die Brückenelemente 22 als ein 2-dimensionales Feld ausgebildet sind. In beiden Fällen kann die Anordnung von mehreren Piezowandlereinrichtungen 14 und der Brückenelemente 22 eine periodische Anordnung, insbesondere mit dem gleichen Abstand zwischen zwei benachbarten Piezowandlereinrichtungen 14 und/oder mit dem gleichen Abstand zwischen zwei benachbarten Brückenelementen 22, sein.

Vorzugsweise weist die Stützstruktur 16 eine erste Biegesteifigkeit auf, welche größer als eine zweite Biegesteifigkeit der ersten Brückenstruktur 18 ist. Dies ist auf einfache Weise selbst bei einer Ausbildung der Brückenelemente 22 der ersten Brückenstruktur 18 (vollständig) aus dem gleichen Material wie dem der Stützstruktur 16 realisierbar, indem die Kavitäten 20 in der ersten Brückenstruktur 18 durch lokales Entfernen des gleichen Materials wie das der Stützstruktur 16 in den Bereichen der späteren Kavitäten 20 ausgebildet sind/werden. Die Stützstruktur 16 und die erste Brückenstruktur 18 können deshalb aus einer einzigen Halbleiterschicht 34 durch lokales Entfernen des Materials der Halbleiterschicht 34 in den Bereichen der späteren Kavitäten 20 herausstrukturiert sein/werden. Bei einer Ausbildung der Stützstruktur 16 und der ersten Brückenstruktur 18 aus der Halbleiterschicht 34 liegen vorteilhaft auch keine heterogenen Grenzflächen zwischen den Brückenelementen 22 und der Stützstruktur 16 vor, die die Robustheit der Struktur verringern könnten.

Fig. 2a und 2b zeigen schematische Darstellungen einer zweiten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung. Die in Fig. 2a und 2b dargestellte piezoelektrische Wandlervorrichtung unterscheidet sich von der zuvor erläuterten Ausführungsform der Fig. la und lb lediglich in der Anordnung ihrer Piezowandlereinrichtungen 14 in Bezug zu den in der ersten Brückenstruktur 18 ausgebildeten Kavitäten 20. Bei der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 2a und 2b ist für jeweils zwei benachbarte Kavitäten 20 in der ersten Brückenstruktur 18 je eine dazwischenliegende und senkrecht zu der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 ausgerichtete zweite Symmetrieebene 36 derart definierbar, dass die zwei Kavitäten 20 bezüglich der dazwischenliegenden zweiten Symmetrieebene 36 spiegelsymmetrisch sind. Zusätzlich schneidet jede der zweiten Symmetrieebenen 36 je eine Piezowandlereinrichtung 14 derart mittig, dass die jeweilige Piezowandlereinrichtung 14 bezüglich der sie mittig schneidenden zweiten Symmetrieebene 36 spiegelsymmetrisch ist. Die in Fig. 2a und 2b wiedergegebene Anordnung der Piezowandlereinrichtungen 14 in Bezug zu den Brückenelementen 22 der ersten Brückenstruktur 18 kann auch als eine mittige Anordnung jeder Piezowandlereinrichtung 14 auf zwei benachbarten Brückenelementen 22 bezeichnet werden. Auch eine derartige Anordnung der Piezowandlereinrichtungen 14 in Bezug zu den Kavitäten 20/Brückenelementen 22 der ersten Brückenstruktur 18 gewährleistet eine vorteilhaft symmetrische Krafteinkopplung/Stresseinkopplung über die Pfeilerbereiche 24 der Brückenelemente 22.

Fig. 2b zeigt die piezoelektrische Wandlervorrichtung während eines Anliegens eines Spannungs- oder Stromstärkesignals ungleich null an ihren Piezowandlereinrichtungen 14, wodurch das Trägerelement 12 mittels der durch die Piezowandlereinrichtungen 14 ausgelösten lateralen Zugkräfte zumindest teilweise aus der von den Raumrichtungen x und y aufgespannten Ebene in eine senkrecht dazu ausgerichtete Raumrichtung z heraus gekrümmt wird. Lediglich das an der Halterung 10 verankerte Ende 32 des Trägerelements 12 verbleibt in seiner Ausgangsposition. Durch eine periodische Anordnung der Piezowandlereinrichtungen 14 und der Brückenelemente 22 kann eine konstante Krümmung des Trägerelements 12 aus der von den Raumrichtungen x und y aufgespannten Ebene heraus erreicht werden. Eine maximale Auslenkung des freitragenden Teilbereichs 16b der Stützstruktur 16 in Bezug zu dem verankerten Teilbereich 16a der Stützstruktur 16 kann durch das Design der Brückenhöhe und der Brückendicke der Brückenelemente 22 zusätzlich verstärkt werden. Wie in Fig. 2b außerdem erkennbar ist, wird eine maximale Auslenkung des in die Raumrichtung z heraus gekrümmten Trägerelements 12 nicht durch eine Höhe der Kavernen 20 der ersten Brückenstruktur 18 in der Raumrichtung z begrenzt.

Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 2a und 2b wird auf die zuvor erläuterte Ausführungsform der Fig. la und lb verwiesen.

Fig. 3a bis 3c zeigen schematische Darstellungen einer dritten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung.

Die in den Fig. 3a bis 3c schematisch dargestellte piezoelektrische Wandlervorrichtung ist eine Kombination der Ausführungsformen der Fig. 1 und 2. Dazu weist die piezoelektrische Wandlervorrichtung der Fig. 3a bis 3c sowohl die mindestens eine von ihrer ersten Symmetrieebene 26 mittig geschnittene Piezowandlereinrichtung 14-1 als auch zusätzlich noch die mindestens eine von ihrer zweiten Symmetrieebene 36 mittig geschnittene weitere Piezowandlereinrichtung 14-2 auf. Während die mindestens eine erste Elektrode 14a der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 14-1 an einer ersten Leiterbahn 28a angebunden ist, liegt eine elektrische Anbindung der mindestens einen ersten Elektrode 14a der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 14-2 an einer zweiten Leiterbahn 28b vor. Vorzugsweise sind mehrere von ihrer ersten Symmetrieebene 26 mittig geschnittene Piezowandlereinrichtungen 14-1 über ihre erste Elektrode 14a an der ersten Leiterbahn 28a und mehrere von ihrer zweiten Symmetrieebene 36 mittig geschnittene weitere Piezowandlereinrichtungen 14-2 über ihre erste Elektrode 14a an der zweiten Leiterbahn 28b elektrisch angebunden.

Die zweiten Elektroden 14b aller Piezowandlereinrichtungen 14-1 und 14-2 oder die zu den Piezowandlereinrichtungen 14-1 und 14-2 benachbarten Brückenelement 22 können an einer dritten Leiterbahn 30 elektrisch angebunden sein. Vorzugsweise liegt dann die dritte Leiterbahn 30 auf Massepotential.

Fig. 3a zeigt die piezoelektrische Wandlervorrichtung der Fig. 3a bis 3c in einem Zustand, in welchem weder ein Spannungs- oder Stromstärkesignal an den Leiterbahnen 28a, 28b und 30 anliegt noch eine externe Kraft auf das Trägerelement 12 wirkt.

Wie anhand der Fig. 3b und 3c deutlich wird, kann die piezoelektrische Wandlervorrichtung der Fig. 3a bis 3c gleichzeitig als Aktor- und als Sensorvorrichtung eingesetzt werden, indem ihre ersten Piezowandlereinrichtungen 14-1 und 14-2 teilweise als Aktorik und teilweise als Sensorik genutzt werden. In dem mittels der Fig. 3b schematisch wiedergegebenen Betriebszustand der piezoelektrischen Wandlervorrichtung wird über die zweite Leiterbahn 28b an die mindestens eine von ihrer zweiten Symmetrieebene 36 mittig geschnittene Piezowandlereinrichtung 14-2 ein Spannungs- oder Stromstärkesignal Vdnve (ungleich null) angelegt, wodurch eine Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs 16b der Stützstruktur 16 in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich 16a der Stützstruktur 16 ausgelöst wird. Eine maximale Auslenkung des freitragenden Teilbereichs 16b der Stützstruktur 16 während seiner Verstellbewegung wird durch das Design der Brückenhöhe und der Brückendicke der Brückenelemente 22 begrenzt, weshalb auch vergleichsweise große Auslenkungen erreicht werden können. Gleichzeitig kann die mindestens eine von ihrer ersten Symmetrieebene 26 mittig geschnittene Piezowandlereinrichtung 14-1 zum Ermitteln der Auslenkung/Deformation des Trägerelements 12 genutzt werden, indem an der ersten Leiterbahn 28a ein Sensorsignal V _se nse abgegriffen wird.

Wie anhand des Betriebszustands der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 3c erkennbar ist, kann auch die mindestens eine von ihrer ersten Symmetrieebene 26 mittig geschnittene Piezowandlereinrichtung 14-1 als Aktor zum Bewirken einer Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs 16b der Stützstruktur 16 in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich 16a eingesetzt werden, indem das Spannungs- oder Stromstärkesignal Vdrive (ungleich null) an die erste Leiterbahn 28a angelegt wird. Gleichzeitig kann unter Verwendung der mindestens einen von ihrer zweiten Symmetrieebene 36 mittig geschnittenen Piezowandlereinrichtung 14-2 die Auslenkung/Deformation des Trägerelements 12 anhand des an der zweiten Leiterbahn 28b abgegriffenen Sensorsignals V _se nse detektiert/ermittelt werden. Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 3a bis 3c wird auf die zuvor erläuterten Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 verwiesen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung.

Die piezoelektrische Wandlervorrichtung der Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 1 durch die Ausbildung der Kavitäten 20 in der ersten Brückenstruktur 18 als Vertiefungen in einer ersten Halbleiterschicht 38 mit einer ersten Materialzusammensetzung, welche von einer zweiten Halbleiterschicht 40 überspannt werden. Insbesondere kann die zweite Halbleiterschicht 40 eine von der ersten Materialzusammensetzung abweichende zweite Materialzusammensetzung aufweisen. Ein von den Vertiefungen weg gerichteter Bereich der ersten Halbleiterschicht 38 dient als Stützstruktur 16. Die Pfeilerbereiche 24 der Brückenelemente 22 sind somit aus dem Material der ersten Halbleiterschicht 38 gebildet, während der Rest der Brückenelemente 22 aus dem Material der zweiten Halbleiterschicht 40 besteht. Die zweite Biegesteifigkeit der ersten Brückenstruktur 18 kann mittels der zweiten Materialzusammensetzung und der Dicke der zweiten Halbleiterschicht 40 relativ frei gewählt werden.

Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 4 wird auf die zuvor erläuterte Ausführungsform der Fig. 1 verwiesen.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung.

Bei der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 5 besteht die Stützstruktur 16 aus der ersten Halbleiterschicht 38 mit einer ersten Materialzusammensetzung, während die Brückenelemente 22 der ersten Brückenstruktur 18 vollständig aus der zweiten Halbleiterschicht 40 gebildet sind. Die zweite Halbleiterschicht 40 ist dazu derart abgeschieden, dass die zwischen erster Halbleiterschicht 38 und zweiter Halbleiterschicht 40 ausgebildeten Kavitäten 20 der ersten Brückenstruktur 18 lediglich an ihrer von der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 weg gerichteten Seite an die erste Halbleiterschicht 38 der Stützstruktur 16 angrenzen. Auch in diesem Fall kann die zweite Materialzusammensetzung und/oder Dicke der zweiten Halbleiterschicht 40 derart abweichend von der ersten Materialzusammensetzung und/oder Dicke gewählt sein, dass die zweite Biegesteifigkeit der ersten Brückenstruktur 18 auf einen bevorzugten Wert festgelegt ist.

Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 5 wird auf die zuvor erläuterte Ausführungsform der Fig. 1 verwiesen.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung.

Bei der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 6 sind ihre Piezowandlereinrichtungen 14 ringförmig ausgebildet und entlang der Raumrichtung x hintereinander angeordnet. Wie in Fig. 6 schematisch wiedergegeben ist, kann das Trägerelement 12 bei dieser Ausführungsform auch um eine in der Raumrichtung x verlaufende Achse 42 mittels der Piezowandlereinrichtungen 14 gekrümmt werden.

Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 6 wird auf die zuvor erläuterte Ausführungsform der Fig. 1 verwiesen.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer siebten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung.

Bei der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 7 weist das Trägerelement 12 als Weiterbildung verglichen mit der Ausführungsform der Fig. 1 zwischen seiner Stützstruktur 16 und einer von seiner ersten Oberfläche 12a weg gerichteten zweiten Oberfläche 12b eine zweite Brückenstruktur 44 auf. Auch in der zweiten Brückenstruktur 44 sind mehrere Kavitäten 46 ausgebildet. Die Kavitäten 46 in der zweiten Brückenstruktur 44 sind auf ihrer zu der zweiten Oberfläche 12b des Trägerelements 12 ausgerichteten Seite jeweils von je einem Brückenelement 48 überspannt. Außerdem sind die Brückenelemente 48 der zweiten Brückenstruktur 44 mittels Pfeilerbereiche 50 der Brückenelemente 48 an der Stützstruktur 16 verankert.

Zusätzlich ist mindestens eine weitere Piezowandlereinrichtung 52 auf der zweiten Oberfläche 12b des Trägerelements 12 angeordnet und/oder ausgebildet. Die mindestens eine weitere Piezowandlereinrichtung 52 kann die Aktor- oder Sensorfunktion der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 14 auf der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 unterstützen und/oder bei einer aktormäßigen Nutzung der mindestens einen ersten

Piezowandlereinrichtung 14 auf der ersten Oberfläche 12a als Sensorik, bzw. bei einer sensormäßigen Nutzung der mindestens einen ersten Piezowandlereinrichtung 14 auf der ersten Oberfläche 12a als Aktorik eingesetzt werden. Auch eine Druck-Zug-Aktuation der piezoelektrischen Wandlervorrichtung lässt sich durch beidseitige Anordnung der Piezowandlereinrichtungen 14 und 52 an dem Trägerelement 12 verbessern. Die Ausbildung und Funktion der mindestens einen weiteren

Piezowandlereinrichtung 52 kann der Ausbildung und Funktion der mindestens einen (zuvor erläuterten) Piezowandlereinrichtung 14 auf der ersten Oberfläche 12a des Trägerelements 12 entsprechen.

Auch eine dritte Biegesteifigkeit der zweiten Brückenstruktur 44 kann kleiner als die erste Biegesteifigkeit der Stützstruktur 16 sein. Bezüglich der Möglichkeiten zum Anordnen der mindestens einen Piezowandlereinrichtung 52 auf der zweiten Oberfläche 12b des Trägerelements 12 und zum Ausbilden der zweiten Brückenstruktur 44 wird auf die verschiedenen Ausführungsformen der ersten Brückenstruktur 18 der Fig. 1 bis 5 verwiesen.

Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 7 wird auf die zuvor erläuterte Ausführungsform der Fig. 1 verwiesen.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung. Die in Fig. 8 schematisch wiedergegebene piezoelektrische Wandlervorrichtung weist als Weiterbildung zu der Ausführungsform der Fig. 2 ein Segment 54 auf, welches an dem freitragenden Bereich 16b der Stützstruktur 16 angebunden ist. Erkennbar ist, dass das Segment 54 eine maximale Ausdehnung in der Raumrichtung z aufweist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass eine Form des Segments 54 nahezu beliebig gewählt werden kann.

Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 8 wird auf die Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 verwiesen.

Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer neunten Ausführungsform der piezoelektrischen Wandlervorrichtung.

Auch das in Fig. 9 schematisch dargestellte Trägerelement 12 ist mittels einer von dem mindestens einen Spannungs- oder Stromstärkesignal oder der externen Kraft bewirkten Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs 16b seiner Stützstruktur 16 in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich 16a der Stützstruktur 16 aus einer ersten Form des Trägerelements 12 in eine zweite Form des Trägerelements 12 überführbar. Das Trägerelement 12 kann deshalb innerhalb einer in der Halterung 10/dem Substrat ausgebildeten Ausnehmung 56 derart angeordnet sein, dass das Trägerelement 12 in seiner ersten Form oder in seiner zweiten Form die Ausnehmung zumindest teilweise überdeckt/abdichtet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 9 ist die Ausnehmung 56 ein durch die Halterung 10 verlaufender Fluid- Kanal 56. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausbildung von zwei Zugangsöffnungen 56a an dem Fluid-Kanal 56 und des in Fig. 9 ebenfalls dargestellten Deckels 58 lediglich optional ist. Der Fluid- Kanal 56 weist an der Position des Trägerelements 12 bei einem Vorliegen des Trägerelements 12 in seiner ersten Form einen ersten Öffn ungsqu erseh nitt auf, welcher von einem zweiten Öffnungsquerschnitt des Fluid- Kanals 56 an der Position des Trägerelements 12 bei einem Vorliegen des Trägerelements 12 in seiner zweiten Form abweicht. In dem Fluid- Kanal 56 kann das Trägerelement 12 darum durch seinen Fluid-Widerstand mit einem Fluid-Strom 60 interagieren. Das Trägerelement 12 kann entweder selbst diesen Fluid-Strom 60 mittels eines mindestens einmaligen Übergangs zwischen seiner ersten Form und seiner zweiten Form erzeugen oder den extern ausgelösten Fluid-Strom 60 unter einem mindestens einmaligen Übergang zwischen seiner ersten Form und seiner zweiten Form vermessen. Das Trägerelement 12 kann deshalb dazu genutzt werden, den Fluid-Strom 60 durch den Fluid-Kanal 56 zu steuern, zu pumpen oder zu messen. Die piezoelektrische Wandlervorrichtung der Fig. 9 kann deshalb als Mikroventil, Mikropumpe, Lautsprecher, Mikrofon oder als Fluid- Stromsensor eingesetzt werden.

Bezüglich weiterer Eigenschaften und Merkmale der piezoelektrischen Wandlervorrichtung der Fig. 9 wird auf die Ausführungsform der Fig. 1 verwiesen.

Obwohl die piezoelektrische Wandlervorrichtung der Fig. 9 als Mikroventil, Mikropumpe, Lautsprecher, Mikrofon oder Fluid-Stromsensor bildlich wiedergegeben ist, ist die Ausbildbarkeit der oben erläuterten piezoelektrischen Wandlervorrichtungen nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann jede der piezoelektrischen Wandlervorrichtungen der Fig. 1 bis 8 auch als AFM-Spitze, Energiegenerator, Kraftsensor oder als Resonator ausgebildet sein. Bei allen diesen Ausführungsformen stellt das verformbare Trägerelement 12 das Rückgrat der piezoelektrischen Wandlervorrichtung dar, während das zumindest eine Brückenelement 18 und 44 der jeweiligen piezoelektrischen Wandlervorrichtung mechanische Spannungen zwischen Piezowandlereinrichtungen 14 und 52 und der Stützstruktur 16 überträgt.

Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass durch das Fehlen von elektrostatischen Aktoren an den oben erläuterten piezoelektrischen Wandlervorrichtungen der Fig. 1 bis 9 keine Kollapsgefahr und keine Gefahr eines durch Kurzschluss ausgelösten lokalen Verschweißens vorliegt. Außerdem zeichnen sich die piezoelektrischen Wandlervorrichtungen der Fig. 1 bis 9 durch eine erhöhte mechanische Robustheit aus.

Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung.

In einem Verfahrensschritt S1 des Herstellungsverfahrens wird ein elastisch verformbares Trägerelement mit zumindest einer Stützstruktur so an einer Halterung der späteren piezoelektrischen Wandlervorrichtung angeordnet, dass zumindest ein Teilbereich der Stützstruktur an der Halterung verankert wird. Zusätzlich wird in einem Verfahrensschritt S2 mindestens eine Piezowandlereinrichtung derart auf einer ersten Oberfläche des Trägerelements angeordnet und/oder ausgebildet, dass mittels mindestens eines an die mindestens eine Piezowandlereinrichtung angelegten Spannungs- oder Stromstärkesignals eine Verstellbewegung zumindest eines freitragenden Teilbereichs der Stützstruktur in Bezug zu zumindest dem an der Halterung verankerten Teilbereich der Stützstruktur bewirkt wird und/oder mittels einer von einer externen Kraft auf das Trägerelement ausgelösten Verstellbewegung zumindest des freitragenden Teilbereichs der Stützstruktur in Bezug zu zumindest dem verankerten Teilbereich der Stützstruktur eine Spannungs- oder Widerstandsänderung in der mindestens einen Piezowandlereinrichtung bewirkt wird. Des Weiteren wird als Verfahrensschritt S3 eine Brückenstruktur des Trägerelements zwischen seiner ersten Oberfläche und der Stützstruktur ausgebildet, wobei mehrere Kavitäten, welche auf ihrer zu der ersten Oberfläche ausgerichteten Seite von je einem Brückenelement überspannt sind, in der Brückenstruktur ausgebildet werden, und wobei die Brückenelemente an der Stützstruktur verankert werden. Die Verfahrensschritte S1 bis S3 können in beliebiger Reihenfolge, gleichzeitig oder zeitlich überschneidend ausgeführt werden.

Alle oben erläuterten piezoelektrischen Wandlervorrichtungen können mittels des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens produziert werden. Jedoch ist eine Ausführbarkeit des Herstellungsverfahrens nicht auf das Produzieren einer derartigen piezoelektrischen Wandlervorrichtung beschränkt. Auch eine von den oben erläuterten Ausführungsformen abweichende, jedoch mittels des Herstellungsverfahrens produzierte piezoelektrische Wandlervorrichtung weist die oben aufgezählten Vorteile auf.