Integration von Piezoelektrika in Multilayer-Leiterplatten – eine Machbarkeitsstudie
- Piezomaterialien finden in der Mikrosystemtechnik ein breites Anwendungsspektrum. Die Machbarkeitsstudie untersucht die Möglichkeiten Piezoplatten in den Herstellungsprozess von modernen Leiterplatten-Multilayer zu integrieren. Die glasfaserverstärkte Epoxidstruktur des PCBs wirkt zum einen als Träger für die spröde Piezokeramik. Des Weiteren kann durch die internen Leiterbahnen eine Kontaktierung der Keramik realisiert werden. Im Vorfeld wurden der Lagenaufbau sowie geometrischen Voraussetzungen für eine Verbindung mittels Lotpaste experimentell überprüft. Als Anwendungsbeispiel wird ein Vibrations-Harvesters aufgebaut und getestet. Die maximale Leistung des Harvesters liegt bei 7,86 mW mit einer Eingangsbeschleunigung von 4g. Der positive Funktionstest demonstriert die grundsätzliche Anwendbarkeit des Ansatzes, auch wenn die elektrische Kontaktierung mittels Lotpaste kritisch zu bewerten ist.
- Piezoelectric materials are applied in numerous microsystems. This feasibility study investigates embedding of piezo ceramic plates into PCB multilayers, which act as mechanical substrate. The copper traces of the PCB enable an electric contact to the electrodes of the piezoelectric material. In a first experiment, the layer stack and geometric conditions for contacting the electrodes and copper traces with a low-temperature solder paste have been investigated. In a second step, a vibration-harvester is fabricated and tested. The maximum output power is 7,68mW with an acceleration of 4g. This functional test demonstrates the general feasibility of the PCB embedding concept. However, the application of the low-temperature solder paste remains critical, as excessive flow and bubble formation has been observed.
Author: | Armin Stogel, Thomas ZehORCiDGND, Frank Goldschmidtböing, Peter Woias, Till HuesgenORCiD |
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Identifier: | 978-3-8007-4491-6 OPAC HS OPAC extern |
Parent Title (German): | MikroSystemTechnik Kongress 2017 |
Title Additional (English): | Integration of piezoelectric materials in multilayer printed circuit boards – a feasibility study |
Publisher: | VDE Verlag |
Place of publication: | Frankfurt am Main |
Document Type: | conference proceeding (article) |
Conference: | MikroSystemTechnik Kongress, 23.-25.10.2017, München, Germany |
Language: | German |
Year of first Publication: | 2017 |
Release Date: | 2021/01/19 |
Tag: | Piezoelektrizität |
Number of pages: | 4 Seiten |
First Page: | 344 |
Last Page: | 347 |
Institutes: | Fakultät Elektrotechnik |
Dewey Decimal Classification: | 6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften |
Research focus: | FSP3: Produktion |
Publication Lists: | Huesgen, Till |
Zeh, Thomas | |
Publication reviewed: | begutachtet |