WO2013124267A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrischen kontaktierung eines vielschichtbauelements und vielschichtbauelement mit einer elektrischen kontaktierung - Google Patents

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insulating material
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Franz Rinner
Martin Galler
Johann Ramler
Reinhard Gabl
Sebastian Brunner
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Definitions

  • the device is a piezoelectric actuator, which is used to actuate an injection valve in a
  • Motor vehicle can be used.
  • Piezoaktor having a photostructurable
  • Insulating material is structured by means of a laser. It is a problem to be solved, an improved method for producing an electrical contact of a
  • a method for producing an electrical contacting of a multilayer component comprises in a step A) the provision of a main body of the multilayer component with internal electrode layers. Further, in a step B), an insulating material, an electrically conductive material and a photosensitive material are provided. In a step C), preferably, the insulating material and the electrically conductive material are provided on an outside of the Structured body arranged for alternately contacting the internal electrode layers, wherein the structured arrangement is produced by the photosensitive material.
  • the main body can be a stack of dielectric
  • dielectric have layers.
  • dielectric have layers.
  • dielectric have layers.
  • dielectric have layers.
  • the stacking direction preferably corresponds to the longitudinal direction of the main body.
  • dielectric layers and internal electrode layers are alternately stacked.
  • the dielectric layers may comprise a piezoelectric material, for example a ceramic material.
  • a piezoelectric material for example a ceramic material.
  • For the production of the main body green sheets can be used, on which for the formation of internal electrode layers, for example, a metal paste is applied.
  • the metal paste may contain copper. For example, they become internal
  • the metal paste may contain silver-palladium, from which internal electrode layers containing silver-palladium as a main component may be formed.
  • the films are preferably stacked, pressed and sintered together to form a monolithic sintered body.
  • the basic body of the component is preferably formed by a monolithic sintered body, for example by a sintered body produced as described above.
  • the multilayer component is designed as a piezoelectric component, for example as a piezoelectric actuator. In a piezoelectric actuator, when a voltage is applied to the internal electrode layers, piezoelectric layers are arranged between the internal electrode layers, so that a stroke of the piezoactuator is generated.
  • the multilayer component can also be used as another
  • Component be formed, for example as
  • piezoelectric layer is preferably a piezoelectric layer
  • Designated portion of the stack which has a piezoelectric material and is bounded in the stacking direction of two adjacent internal electrode layers.
  • Piezoelectric layer may consist of one or more
  • piezoelectric layers are formed along the
  • Stacking direction are arranged one above the other.
  • a piezoelectric layer may also have only a single piezoelectric layer.
  • the multilayer component is preferably a fully active multilayer component.
  • a fully active multilayer component In a fully active
  • Multilayer component extend the internal
  • the multilayer component is in particular free of inactive zones between adjacent electrode layers.
  • An inactive zone refers to a region between two adjacent electrode layers of different polarity, in which the electrode layers do not overlap.
  • internal electrode layers at least two outer electrodes are preferably provided.
  • two outer electrodes are arranged on opposite outer sides of the base body.
  • the stand Preferably, the stand
  • External electrodes with the insulating material and the electrically conductive material in mechanical contact are electrically alternating with one of the external electrodes in the stacking direction
  • This alternating electrical contact is preferably by the structured arrangement of
  • the insulating material and the electrically conductive material are preferably applied directly on the outside of the base body.
  • the insulating material and the electrically conductive material are in direct mechanical contact with the internal electrode layers.
  • the insulating material and the electrically conductive material are strip-shaped over the internal electrode layers
  • Insulating or covered by electrically conductive material In a preferred embodiment, the insulating material in the form of insulation webs on the internal
  • the isolation webs are perpendicular to the stacking direction.
  • the width of at least one insulating web in the stacking direction is greater than a distance between two adjacent internal electrode layers.
  • a plurality of isolation webs are arranged on an outer side in each case.
  • the electrically conductive material is in the form of
  • contact webs and isolation webs alternate in the stacking direction.
  • the insulating material preferably has an electrical
  • the insulating material can be any suitable material.
  • the insulating material can be any suitable material.
  • the insulating material can be any suitable material.
  • the insulating material can be any suitable material.
  • the insulating material can be any suitable material.
  • the insulating material is applied as a layer.
  • the electrically conductive material can be applied by sputtering, for example.
  • the electrically conductive material may be applied as a metal paste, which is subsequently baked.
  • the electrically conductive material may be a conductive adhesive
  • the electrically conductive material can be any electrically conductive material.
  • the electrically conductive material is applied as a layer.
  • the photosensitive material on an outside of the
  • the photosensitive material Plotted main body of the multilayer component and structured.
  • the photosensitive material Preferably, the photosensitive organic compound
  • the photosensitive material is applied as a layer.
  • the photosensitive material is preferably applied and patterned on two opposite outer sides of the main body.
  • the photosensitive material is preferably applied and patterned on two opposite outer sides of the main body.
  • photosensitive material is structured so that after the
  • the Body is free of photosensitive material.
  • the photosensitive material is preferably patterned by lithography. In particular, that can
  • Laser lithography is structurable.
  • Photosensitive material by photolithography is based on the principle that one
  • a local change of the chemical properties of the photosensitive material can take place. For example, a
  • Photosensitive material cured by exposure become.
  • the uncured areas can then be removed.
  • Areas are removed by a solvent which dissolves only the exposed, but not the unexposed areas of the photosensitive material.
  • the solvent may dissolve the unexposed areas, but not the exposed areas.
  • the photosensitive material comprises a photoresist.
  • this is different
  • Photosensitive material from the insulating material in particular by its chemical composition.
  • the photosensitive material can be used as a mask for the
  • Electrode layer is a layer formed by the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations: a) of the following abbreviations:
  • Photosensitive material the insulating material or the electrically conductive material targeted to specified
  • Bodies e.g. Over every other internal electrode layer.
  • the base body of the multilayer component is measured prior to patterning the photosensitive material to achieve accurate positioning of the insulating material and the electrically conductive material.
  • the main body by means of optical
  • the patterning of the photosensitive material can be adapted to different stack heights and different thicknesses of the dielectric layers.
  • Insulating or covered with electrically conductive material Insulating or covered with electrically conductive material.
  • the structuring of the photosensitive material can be effected by means of an exposure mask.
  • the exposure mask is preferably designed such that, in the case of exposure, regions of the photosensitive material that lie on an outer side of the base body over every second internal electrode layer are exposed. The areas above the other internal electrode layers are not exposed.
  • the exposure mask can be selected according to the result of the previous measurement of the basic body.
  • the exposure mask can be adjusted individually to the stack height of the base body and to the position of the internal
  • Adapted to electrode layers For example, for a suitable exposure mask from a set of
  • Exposure masks are selected. The selection is made, for example, according to a so-called class division.
  • the image scale of the imaged exposure mask can be adapted to the stack height via a so-called projection exposure.
  • the distance between the main body and the exposure mask so be set to give the correct magnification.
  • During the manufacturing process of the body may, for. B.
  • the insulating material is preferably structured so that the width of an insulating web in the stacking direction is greater than a distance between two adjacent internal
  • Electrode layers Preferably, the width of the first electrode electrode.
  • Insulation ridge at least as large as the distance between two adjacent internal electrode layers plus the thickness of an internal electrode layer. The distance between two
  • the insulating web is greater by a width x than the distance between two adjacent internal electrode layers
  • Electrode layers The width x is also referred to as overlap.
  • the overlap of the insulating web is selected such that a reliable insulation of the
  • At least every second internal electrode layer on an outer side of the at least one of these is preferably thereby also on an inexact positioning of the insulating web on the outside
  • the width x is smaller than the distance between two internal electrode layers.
  • the structure of the exposure mask does not exactly match the arrangement of the internal electrode layers due to different distances between the internal electrode layers, it may be due to the
  • Width of the isolation bridges occur that on the same outside two or more adjacent internal
  • Electrode layers are covered with insulating material.
  • Multilayer device occur so that one or more electrodes are not contacted. Such badly contacted components can be detected by an electrical measurement
  • Component be sorted out prior to delivery and commissioning, so that a failure of the device is avoided during operation.
  • the width of the insulating web is in
  • Stacking direction at least the width of the contact web in the stacking direction multiplied by the factor 1.1.
  • the width of the insulating web is in Stacking direction the width of the contact bridge in the stacking direction multiplied by a factor of 2.0.
  • the width of the insulating web in the stacking direction is the width of the contact web in the stacking direction multiplied by a factor of 1, 3 to 1, 5.
  • Structuring by means of a self-optimizing method reduces the risk of incorrect contacting.
  • the desired areas may be one of
  • structuring material to be exposed by targeted shutdown can be done with a laser, for example. This is called laser lithography.
  • an insulating web is applied with an overlap in the laser lithography process.
  • the application of the photosensitive material takes place in one embodiment prior to the application of the insulating material and the electrically conductive material.
  • the photosensitive material is preferably applied
  • the photosensitive material is applied to at least one outer side of the body.
  • the photosensitive material is applied to two opposite outer sides of the base body.
  • the photosensitive material in one embodiment, may be applied directly to the surface of the body so as to be in direct mechanical contact with the dielectric layers and the internal electrode layers. Subsequently, the photosensitive material is patterned as previously described.
  • every second internal electrode layer is covered on an outer side of the photosensitive material body.
  • the remaining electrode layers are preferably free of photosensitive material.
  • insulating material is applied, for example.
  • the insulating material is applied to the exposed internal electrode layers.
  • the insulating material may be applied so that both the exposed internal electrode layers and the photosensitive material are covered with insulating material.
  • the internal electrode layers are preferably alternately covered with photosensitive material and insulating material.
  • Process step may be the photosensitive material
  • the internal electrode layers are at least partially exposed.
  • the photosensitive material can be removed in a so-called lift-off process.
  • the photosensitive material is structured such that it has a has negative edge. On the negative edge of the
  • Photosensitive material is not applied insulating material.
  • This negative flank can serve as a contact surface for the removal of the photosensitive material in a later process step.
  • a solvent can attack this negative flank in a later process step, whereby the photosensitive material can be removed. It can be on the
  • the insulating material may be removed to such an extent that at least the photosensitive material is no longer removed from
  • Insulating material is covered. The removal of the
  • Insulating material can be done for example by sandblasting, grinding or milling. Then that can
  • Photosensitive material can be removed by a solvent.
  • the photosensitive material is now
  • Electrode layer on an outer side of the body with
  • every second internal electrode layer on an outside of the main body is completely covered with insulating material.
  • the other electrode layers are at least partially free of insulating material.
  • Process step is preferably the electrically conductive Material applied to the exposed internal electrode layers.
  • the electrically conductive material is preferably applied flat on the outside of the base body, on which the insulating material is arranged in a structured manner. This makes every other internal electrode layer on one
  • Electrode layers on the outside of the body are covered with insulating material.
  • the electrically conductive material can by means of a
  • the electrically conductive material is preferably applied before the application of the insulating material.
  • the photosensitive material is first applied to an outside of the base body and
  • Process step may be the photosensitive material
  • the removal of the photosensitive material may take place as previously described. For example, this is structured on the
  • Electrode layer on an outer side of the body covered with electrically conductive material is on the outside of the other electrode layers.
  • the other electrode layers are on the outside of the
  • Main body free of electrically conductive material.
  • Process step preferably insulating material is applied to the exposed internal electrode layers.
  • the insulating material is preferably applied so that the electrically conductive material is not covered with insulating material.
  • the insulating material has a low adhesion to the electrically conductive material.
  • the insulating material may be formed so that it adheres to the surface of the body, but not on the electrically conductive material.
  • a part of the insulating material can be removed, so that the electrically conductive material is not covered with insulating material.
  • the insulating material can be removed by sandblasting, grinding or milling.
  • At least one of the insulating material and the electrically conductive material is applied, and then the photosensitive material is applied.
  • insulating material is first applied to the outside of the main body.
  • the photosensitive material may be applied to the insulating material.
  • the photosensitive material is structured.
  • the photosensitive material is patterned by photolithography. The photosensitive material is preferably so
  • Photosensitive material is located. That under the
  • the insulating material remains initially unchanged.
  • the at least one material of the insulating material and the electrically conductive material is structured.
  • the photosensitive material serves as a mask in patterning.
  • a layer underlying the photosensitive material is preferably patterned so that every other internal electrode layer is exposed and every other second internal electrode layer is covered.
  • a layer of insulating material underlying the photosensitive material is patterned.
  • the layer is patterned so that every other second internal electrode layer is covered with insulating material.
  • the material applied first may be patterned by, for example, an etching process. In this case, only the portion of the underlying layer under the photosensitive material is removed, which is not photosensitive
  • the photosensitive material may in particular act as an etch stop.
  • the layer underlying the photosensitive material may be patterned by a solvent. Subsequently, the photoresist can be removed, for example by a solvent.
  • Photosensitive material applied material by means of three different solvents.
  • the various solvents can selectively etch different materials.
  • electrically conductive material can be applied to the outside of the main body surface.
  • the electrically conductive material is preferably applied to the outside of the base body, on which the insulating material is applied in a structured manner.
  • the electrically conductive material preferably covers the exposed internal electrode layers and the insulating material.
  • every second internal electrode layer is now covered directly with electrically conductive material.
  • the remaining electrode layers are covered directly with insulating material.
  • the Photosensitive material is preferably as above
  • Electrode layer is covered with electrically conductive material.
  • the electrically conductive material may be patterned in an etching process.
  • the structured photosensitive material can act as an etch stop. Subsequently, the photosensitive material is removed. Subsequently, insulating material can be applied to the exposed internal electrode layers.
  • the photosensitive material is first applied during the manufacturing process and completely removed in the course of the process.
  • the photosensitive material may be removed with, for example, a solvent.
  • a solvent for example, a solvent.
  • Photosensitive material can be removed by means of milling, sandblasting or grinding.
  • the photosensitive material serves merely as a mask for the structured arrangement of the insulating material and of the electrically conductive material.
  • External electrode are attached to the body.
  • two outer electrodes are attached.
  • the two outer electrodes are preferably mounted on two opposite outer sides of the base body, on the Outer sides on which the insulating material and the electrically conductive material are arranged structured.
  • an outer electrode is flat on one
  • the internal electrode layers can be contacted electrically.
  • the internal electrode layers can be contacted electrically.
  • a multilayer component which has a main body with internal electrode layers and an electrically conductive material and a
  • electrically conductive material are for alternate
  • electrically conductive material is by means of
  • the multilayer component is produced according to the previously described method.
  • a multilayer component which has a main body with internal electrode layers as well as an insulating material and an electrically conductive
  • the multilayer component is produced by a method as previously described.
  • the multilayer device may also be made by an alternative method. For example, that can
  • Insulating material may be formed as a photosensitive material.
  • Insulating material may be formed as a photosensitive material.
  • Photosensitive material after photostructuring on the outside of the body and serves to insulate the internal electrode layers.
  • the insulating material and the electrically conductive material for alternately contacting the internal electrode layers on an outer side of the
  • Basic body arranged in a structured manner.
  • the insulating material is preferably produced by means of photostructuring.
  • the insulating material forms insulating webs via internal
  • Electrode layers wherein a width of an insulating land in the stacking direction is greater than a distance of two
  • the electrically conductive material forms contact webs over the internal electrode layers.
  • contact webs and isolation webs alternate in the stacking direction.
  • Electrode layers is provided.
  • the method corresponds to the previously described method.
  • an alternative method can also be used.
  • the insulating material and the electrically conductive material by means of a
  • Screen printing process can be applied.
  • a non-self-applying method is used.
  • the base body is measured to determine the position of the internal electrode layers.
  • Insulation of the internal electrode layers applied wherein an insulating web each have a width in Stacking direction which is greater than a distance between two adjacent internal electrode layers.
  • Isolation lands with a width greater than the distance between two adjacent internal electrode layers may cause a short circuit or electrical breakdown of adjacent
  • Electrode layers are prevented during operation of the device.
  • Figure 1 is a perspective view of a
  • FIGS. 2A to 2F show steps in the production of the
  • FIG. 6 shows a multilayer component with non-contacted components
  • FIG. 1 shows a perspective view of a
  • Multi-layer component 1 in the form of a piezoelectric actuator.
  • the multilayer component 1 has a base body 11 of piezoelectric layers 9 arranged one above the other and internal electrode layers 5a, 5b lying therebetween.
  • the main body 11 is formed as a monolithic sintered body.
  • the piezoelectric layers 9 and the internal electrode layers 5a, 5b are along one
  • Stacking direction 12 which corresponds to the longitudinal direction of the base body 11, arranged one above the other.
  • first internal electrode layers 5a and second internal electrode layers 5b are arranged alternately one above the other between the piezoelectric layers 9.
  • the multilayer component 1 expands in the stacking direction 12.
  • the piezoelectric layers 9 contain a ceramic material, for example lead zirconate titanate (PZT) or a lead-free ceramic.
  • PZT lead zirconate titanate
  • the ceramic material can also be used as a lead-free ceramic.
  • the internal electrode layers 5a, 5b contain, for example, silver-palladium or copper.
  • green sheets containing a ceramic powder for example, green sheets containing a ceramic powder, a
  • Electrode layers 5a, 5b applied an electrode paste by screen printing.
  • the green sheets are stacked and pressed together along the stacking direction 12.
  • a piezoelectric layer 9 denotes a
  • a piezoelectric layer 9 may include multiple layers.
  • a piezoelectric layer is made of a
  • the multilayer component 1 is designed as a fully active piezoelectric actuator.
  • the internal electrode layers 5a, 5b extend at all points to the outer sides 10a, 10b, 10c, 10d of the main body.
  • the internal electrode layers 5a, 5b cover the entire cross-sectional area of the main body, i. the
  • Piezoelectric layers 9 are completely covered by the internal electrode layers 5a, 5b.
  • Base 11 an insulating material 3 and an electrically conductive material 6 arranged in a structured manner.
  • Insulating material 3 and the electrically conductive material 6 are arranged so that the internal electrode layers 5a, 5b on an outer side 10a, 10b alternating with
  • Insulating material 3 and 6 are covered with electrically conductive material.
  • the insulating material 3 and the electrically conductive material 6 are arranged, for example, in strip form on the internal electrode layers 5a, 5b.
  • the insulating material 3 forms insulation webs 15 and the electrically conductive material 6 contact webs 16 on the internal electrode layers 5a, 5b.
  • the insulating material 3 and the electrically conductive material 6 For example, approximately the entire outer sides 10a, 10b are covered by the insulating material 3 and the electrically conductive material 6. Alternatively, only a portion of the outer sides 10a, 10b is covered by the insulating material 3 and the electrically conductive material 6.
  • the structured arrangement of the insulating material 3 and the electrically conductive material 6 is generated by means of a photosensitive material 2. This will be the
  • photosensitive material 2 structured and serves For example, as a mask for applying the insulating material 3 and the electrically conductive material 6. In the course of the manufacturing process, the photosensitive material 2 is completely removed from the multilayer component 1.
  • the piezoelectric multilayer component 1 also has a first outer electrode 8a and a second outer electrode 8b, which on the outside of the main body 11 of the
  • Multilayer component 1 are arranged.
  • the outer electrodes 8a, 8b are on opposite outer sides 10a, 10b of the
  • the piezoelectric multilayer component 1 is arranged.
  • the outer electrodes 8a, 8b extend in strip form along the stacking direction 12.
  • the outer electrodes 8a, 8b contain, for example, silver-palladium or copper and can be used as
  • Sheet metal are applied to the body 11 and soldered.
  • each first internal electrode layer 5a is electrically contacted via an external electrode 8a on a first outside 10a.
  • the second internal electrode layers 5b are electrically insulated from this outer electrode 8a.
  • the second internal electrode layers 5b are contacted by the outer electrode 8b.
  • Figures 2A to 2F show a schematic diagram for
  • Insulating material 3 and electrically conductive material 6 an outer side 10a of the multilayer component 1 is produced by a photosensitive material 2.
  • FIGS. 2A to 2F each show, in a side view, a detail of a piezoelectric component in an intermediate state during the production of the multilayer component 1 shown in FIG.
  • photosensitive material 2 is also formed on a second outer side 10b
  • the photosensitive material 2 is for
  • Example a photoresist This photoresist is applied to the two outer sides 10a, 10b provided for the outer electrodes 8.
  • the base body 11 is measured to the exact size of the
  • Electrodes 5a, 5b To determine electrode layers 5a, 5b. This measurement is carried out for example by an optical measuring method. With an individually adapted to the body 11
  • Exposure mask 4 the photosensitive material 2 by an exposure 7 is structured. This is done according to the principle of optical lithography. For example, the photosensitive material 2 dissolves at the exposed locations. Alternatively, the photosensitive material 2 cures at the exposed areas, while the unexposed photosensitive material 2 can be easily removed.
  • the selection of the exposure mask 4 can be made, for example, from a set of exposure masks.
  • the Exposure 7 via a so-called projection exposure done in which the magnification of the imaged
  • Exposure mask 4 is adjusted by the imaging optics according to the geometry of the body 11.
  • individual regions of the photosensitive material 2 can be exposed in a targeted manner.
  • the areas to be exposed can be targeted. This can be done with a laser, for example. This is called laser lithography.
  • the laser lithography process is usually a maskless exposure process.
  • Exposure 7 results in the patterned arrangement of photosensitive material 2 shown in Fig. 2B.
  • Photosensitive material 2 is patterned so that each first internal electrode layer 5a is covered on an outside 10a with photosensitive material 2, and every other internal electrode layer 5b is exposed from
  • photosensitive material is 2. On the outside 10b, similarly, the other internal electrode layers 5a, 5b are covered with photosensitive material
  • insulating material 3 is applied to the exposed second internal electrode layers 5b, as shown in FIG. 2C.
  • the insulating material 3 may be, for example, glass, ceramic powder or organic insulating material
  • the insulating material 3 can be applied for example by means of printing, spraying, sputtering or vapor deposition.
  • Photosensitive material 2 are different
  • the first internal electrode layers 5a which are provided for contacting by an outer electrode 8, freed from the photosensitive material 2. It may be before removing the photosensitive
  • Material 2 requires an additional process step, which ensures that the photosensitive material 2 is not covered with insulating material 3, as shown in Figure 2D.
  • Such excess insulating material 3 can be removed by, for example, peeling, polishing, sandblasting, grinding or milling.
  • the photosensitive material 2 via the provided for contacting by an outer electrode 8 first
  • Electrode layers 5a for example, in a
  • the photosensitive material 2 is developed so that a negative edge is formed, whereby a shading effect for the applied insulating material 3 is formed.
  • the negative edge remains free of insulating material 3. At this flank can then attack a solvent, whereby the photosensitive
  • Electrode layer 5b covered with insulating material 3. The remaining internal electrode layers 5a are exposed.
  • each exposed first internal electrode layer 5a is covered with electrically conductive material 6, the second internal electrode layers 5b are covered by the Insulating material 3 covered.
  • the electrically conductive material 6 may be, for example, a metal paste or a conductive adhesive.
  • Conductive material 6 is preferably baked or cured. Subsequently, a first outer electrode 8a is attached to the first outer side 10a. The first
  • Outer electrode 8a is connected to each first internal electrode layer 5a via the electrically conductive material 6 on the first outside 10a and isolated from the other internal electrode layers 5b.
  • the second outer electrode 8b is connected to each second internal electrode layer 5b and insulated from the first internal electrode layers 5a.
  • Figures 3A to 3E show a schematic diagram of an alternative manufacturing method for producing the piezoelectric multilayer component 1 shown in Figure 1 by means of photosensitive material 2.
  • first insulating material 3 is applied.
  • the insulating material 3 is formed for example as a glass coating.
  • photosensitive material 2 is applied to the insulating material 3.
  • Exposure mask 4 the photosensitive material 2 by an exposure 7 according to the principle of optical
  • Lithograph structured For example, they dissolve
  • exposed areas of the photosensitive material 2 may be removed with a solvent A which dissolves, for example, the exposed but not the unexposed areas of the photosensitive material 2.
  • the photosensitive material 2 is patterned on the first outer side 10a as shown in Fig. 3B so that a strip of photosensitive material 2 is provided over every other internal electrode layer 5b while there is no photosensitive material over the first internal electrode layers 5a.
  • Insulating material 3 remains unchanged until then.
  • the insulating material 3 is also removed in a subsequent step on the exposed portions of the photosensitive material 2. This will
  • each first internal electrode layer 5a is exposed, and every other internal electrode layer 5b is covered with insulating material 3 and photosensitive material 2.
  • the second internal electrode layers 5b are exposed on a second outside 10b.
  • the removal of the insulating material 3 takes place, for example, via an etching medium, which etches the insulating material 3 but not the photosensitive material 2.
  • the photosensitive material 2 serves as a mask for the targeted
  • Insulating material 3 containing a mixture of glass powder and binder which can be solved for example by a solvent B.
  • the solvent B may, for example Be water.
  • the photosensitive material 2 can be used in
  • Solvent B can not be dissolved.
  • the photosensitive material 2 is completely removed.
  • the photosensitive material 2 may be removed mechanically by means of sandblasting, grinding or milling.
  • the photosensitive material 2 may be replaced by, for example, a
  • Solvent C are removed.
  • the solvent C may dissolve the unexposed areas of the photosensitive material 2 but not the insulating material 3.
  • the described solvents A, B and C are preferably different solvents which are the different ones
  • one of the solvents A, B or C is water.
  • Electrode layers 5a are exposed.
  • electrically conductive material 6 for example a metal paste, is applied to the first outer side 10 a of the main body 11.
  • electrically conductive material 6 for example a metal paste
  • each first internal electrode layer 5a is covered with electrically conductive material 6.
  • the second internal electrode layers 5 b are covered by insulating material 3.
  • the electrically conductive material 6 is
  • the second internal electrode layers 5b are covered with electrically conductive material 6, while the first internal Electrode layers 5a are covered with insulating material 3 (not shown).
  • FIGS. 4A to 4F show a schematic diagram for a further manufacturing method for producing the piezoelectric multilayer component 1 shown in FIG. 1 by means of photosensitive material 2. This production method is similar to the production method according to FIGS. 4A to 4F
  • FIGS. 2A to 2F with the difference that the electrically conductive material 6 is applied before the insulating material 3.
  • electrically conductive material 6 is applied to the exposed first internal electrode layers 5a
  • the electrically conductive material 6 is
  • a metallization paste which is applied to the selectively provided with photosensitive material 2 first outside 10a.
  • the first outer surface 10a selectively provided with photosensitive material 2 may be electroconductive by, for example, printing, spraying, sputtering or chemical vapor deposition Material 6, for example, with a metallic material to be coated.
  • the remaining photosensitive material 2 is removed, for example, in a lift-off process.
  • the adhering to the photosensitive material 2 electrically conductive material 6 is thereby
  • Photosensitive material 2 is not covered with electrically conductive material 6, as shown in Figure 4D. Such excess electrically conductive material 6 can
  • the excess electrically conductive material can be removed by lapping.
  • Electrode layer 5a covered with electrically conductive material 6, while the second internal electrode layers 5b are exposed.
  • the insulating material 3 has, for example, a different adhesion to metal and ceramic. As a result, the insulating material 3 selectively adheres to each second internal electrode layer 5b not covered with electrically conductive material 6.
  • the electrically conductive material 6 is not of
  • Insulating material covered (not shown).
  • the outer electrodes are soldered.
  • FIGS. 5A to 5C shows a side view of a detail of a piezoelectric component, with a different positioning of a respective one
  • Isolation ridge 15 is shown on an internal electrode layer 5a.
  • Such different positioning can occur, in particular, if different distances 13 of the internal electrode layers 5a, 5b result due to tolerances in the production process, and the structure of the exposure mask 4 does not exactly match the arrangement of the internal electrode layers 5a, 5b.
  • FIG. 5A shows an ideal case in which an insulating web 15 is arranged centrally above each second internal electrode layer 5b on an outer side 10a, so that every second internal electrode layer 5b is insulated.
  • the width 17 of the insulating web 15 is greater than the distance 13 between two adjacent internal electrode layers.
  • the width 17 is larger by a factor of 1.3 to 1.5 than the width of the contact bridge 16.
  • Each first internal Electrode layer 5a on the outside 10a can be electrically contacted.
  • FIG. 5B shows a limiting case in which the insulating web 15 is no longer arranged centrally above a second electrode layer 5b, but a contacting of the first internal electrode layers 5a on an outer side 10a is just achieved.
  • the insulating land 15 is disposed above a second internal electrode layer 5b so as not to cover the adjacent first internal electrode layer 5a. Thus, a contacting of the first internal electrode layer 5a is possible.
  • the insulating web 15 is wider by the width x than the distance 13 between two adjacent internal electrode layers 5a, 5b.
  • Electrode layers 5a, 5b and d K are the width of the contact land 16 in the stacking direction.
  • the width x is
  • the width x is, for example, up to 1/3 times the distance 13 between two adjacent internal ones
  • the width x is for example 3/23 to 1/5 times the distance 13 of two adjacent internal electrode layers 5a, 5b,
  • the asymmetrical arrangement of the insulating web 15 over the second internal electrode layer 5b can by
  • FIG. 5C shows a case in which a contacting of the first internal electrode layers 5a on an outer side 10a is no longer possible.
  • the insulating web 15 is arranged on the outer side 10a such that two adjacent internal electrode layers 5a, 5b are covered with insulating material 3 by the insulating web 15.
  • Such faulty contacting can limit the functionality of a multilayer component.
  • Such faulty components can be easily determined with a measurement and are sorted out as rejects.
  • Figure 6 shows a multilayer component 1 with not
  • Electrode layers 5a, 5b are covered on an outer side 10a, 10b a plurality of adjacent internal electrode layers 5a, 5b with insulating material.
  • internal electrode layers 5a, 5b on both outer sides 10a, 10b of insulating material 3 are covered. This results in non-contacted areas 14.
  • contacted areas 14 is faulty and can be identified by a measurement and sorted out. Thus, a Failure during operation can be prevented

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung eines Vielschichtbauelements angegeben, wobei ein Grundkörpers (11) mit internen Elektrodenschichten (5a, 5b), sowie ein Isoliermaterial (3), ein elektrisch leitfähiges Material (6) und ein photoempfindliches Materials bereitgestellt werden. Das Isoliermaterial (3) und das elektrisch leitfähige Material (6) werden auf einer Außenseite (10a, 10b) des Vielschichtbauelements (1) zur abwechselnden Kontaktierung der internen Elektrodenschichten (5a, 5b) strukturiert angeordnet. Die strukturierte Anordnung wird durch das photoempfindliche Material (2) hergestellt. Des Weiteren wird ein Vielschichtbauelement mit einer derartigen Kontaktierung angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung eines Vielschichtbauelements und Vielschichtbauelement mit einer elektrischen Kontaktierung
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung eines Vielschichtbauelements, sowie ein
Vielschichtbauelement mit einer elektrischen Kontaktierung angegeben. Beispielsweise ist das Bauelement ein Piezoaktor, der zum Betätigen eines Einspritzventils in einem
Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann.
Aus der Druckschrift DE 10 2007 058 873 AI geht ein
Piezoaktor aufweisend ein photostrukturierbares
Isoliermaterial hervor. Aus der Druckschrift DE 10 2006 003 070 B3 geht ein Piezoaktor hervor, bei dem ein
Isoliermaterial mittels eines Lasers strukturiert wird. Es ist eine zu lösende Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung eines
Vielschichtbauelements und ein Vielschichtbauelement mit einer verbesserten elektrischen Kontaktierung anzugeben. Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung eines Vielschichtbauelements angegeben. Das Verfahren umfasst in einem Schritt A) die Bereitstellung eines Grundkörpers des Vielschichtbauelements mit internen Elektrodenschichten. Des Weiteren werden in einem Schritt B) ein Isoliermaterial, ein elektrisch leitfähiges Material und ein photoempfindliches Material bereitgestellt. In einem Schritt C) werden vorzugsweise das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige Material auf einer Außenseite des Grundkörpers zur abwechselnden Kontaktierung der internen Elektrodenschichten strukturiert angeordnet, wobei die strukturierte Anordnung durch das photoempfindliche Material hergestellt wird.
Der Grundkörper kann einen Stapel aus dielektrischen
Schichten aufweisen. Beispielsweise sind dielektrische
Schichten und interne Elektrodenschichten entlang einer
Stapelrichtung gestapelt. Die Stapelrichtung entspricht vorzugsweise der Längsrichtung des Grundkörpers. Vorzugsweise sind dielektrische Schichten und interne Elektrodenschichten alternierend übereinander gestapelt.
Die dielektrischen Schichten können ein piezoelektrisches Material, zum Beispiel ein keramisches Material, aufweisen. Zur Herstellung des Grundkörpers können Grünfolien verwendet werden, auf die zur Bildung von internen Elektrodenschichten beispielsweise eine Metallpaste aufgebracht wird.
Beispielsweise wird die Metallpaste in einem
Siebdruckverfahren aufgebracht. Die Metallpaste kann Kupfer enthalten. Beispielsweise werden daraus interne
Elektrodenschichten gebildet, die Kupfer als Hauptbestandteil enthalten. Alternativ kann die Metallpaste Silber-Palladium enthalten, wobei daraus interne Elektrodenschichten gebildet werden können, die Silber-Palladium als Hauptbestandteil enthalten. Nach dem Aufbringen der Metallpaste werden die Folien vorzugsweise gestapelt, verpresst und gemeinsam gesintert, sodass ein monolithischer Sinterkörper entsteht. Vorzugsweise wird der Grundkörper des Bauelements durch einen monolithischen Sinterkörper gebildet, beispielsweise durch einen wie oben beschrieben hergestellten Sinterkörper. Beispielsweise ist das Vielschichtbauelement als piezoelektrisches Bauelement, zum Beispiel als Piezoaktor, ausgebildet. Bei einem Piezoaktor dehnen sich beim Anlegen einer Spannung an die internen Elektrodenschichten zwischen den internen Elektrodenschichten angeordnete piezoelektrische Schichten aus, sodass ein Hub des Piezoaktors erzeugt wird. Das Vielschichtbauelement kann auch als ein anderes
Bauelement ausgebildet sein, beispielsweise als
Vielschichtkondensator .
Als „piezoelektrische Schicht" wird vorzugsweise ein
Abschnitt des Stapels bezeichnet, der ein piezoelektrisches Material aufweist und in Stapelrichtung von zwei benachbarten internen Elektrodenschichten begrenzt wird. Eine
piezoelektrische Schicht kann aus einer oder mehreren
piezoelektrischen Lagen gebildet sein, die entlang der
Stapelrichtung übereinander angeordnet sind. Beispielsweise kann eine piezoelektrische Lage aus einer Grünfolie
hergestellt sein. Eine piezoelektrische Schicht kann auch nur eine einzige piezoelektrische Lage aufweisen.
Das Vielschichtbauelement ist vorzugsweise ein vollaktives Vielschichtbauelement. Bei einem vollaktiven
Vielschichtbauelement erstrecken sich die internen
Elektrodenschichten über den gesamten Querschnitt des
Grundkörpers. Die dielektrischen Schichten sind somit
vollständig von den internen Elektrodenschichten bedeckt. Das Vielschichtbauelement ist insbesondere frei von inaktiven Zonen zwischen benachbarten Elektrodenschichten. Als inaktive Zone bezeichnet man einen Bereich zwischen zwei benachbarten Elektrodenschichten unterschiedlicher Polarität, in dem sich die Elektrodenschichten nicht überlappen. Zum Anlegen einer Spannung zwischen in Stapelrichtung benachbarten internen Elektrodenschichten sind vorzugsweise wenigstens zwei Außenelektroden vorgesehen. Beispielsweise sind zwei Außenelektroden auf gegenüberliegenden Außenseiten des Grundkörpers angeordnet. Vorzugsweise stehen die
Außenelektroden mit dem Isoliermaterial und dem elektrisch leitfähigen Material in mechanischem Kontakt. Vorzugsweise sind die internen Elektrodenschichten in Stapelrichtung abwechselnd mit einer der Außenelektroden elektrisch
verbunden und von der anderen Außenelektrode elektrisch isoliert. Diese abwechselnde elektrische Kontaktierung wird vorzugsweise durch die strukturierte Anordnung von
Isoliermaterial und elektrisch leitfähigem Material erzielt. Das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige Material sind vorzugsweise direkt auf der Außenseite des Grundkörpers aufgebracht. Vorzugsweise sind das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige Material in direktem mechanischem Kontakt mit den internen Elektrodenschichten. Vorzugsweise sind das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige
Material in Stapelrichtung abwechselnd über den internen Elektrodenschichten angeordnet. Beispielsweise sind das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige Material streifenförmig über den internen Elektrodenschichten
angeordnet. Dadurch wird beispielsweise eine interne
Elektrodenschicht auf einer Außenseite des Grundkörpers vollständig von Isoliermaterial oder von elektrisch
leitfähigem Material bedeckt. Alternativ wird nur ein
Teilbereich der internen Elektrodenschichten von
Isoliermaterial oder von elektrisch leitfähigem Material bedeckt . In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Isoliermaterial in Form von Isolationsstegen auf die internen
Elektrodenschichten aufgetragen. Vorzugsweise verlaufen die Isolationsstege senkrecht zur Stapelrichtung. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Breite wenigstens eines Isolationsstegs in Stapelrichtung größer als ein Abstand zweier benachbarter interner Elektrodenschichten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf einer Außenseite jeweils eine Vielzahl von Isolationsstegen angeordnet. Vorzugsweise wird das elektrisch leitfähige Material in Form von
Kontaktstegen auf die internen Elektrodenschichten
aufgetragen. Vorzugsweise wechseln sich Kontaktstege und Isolationsstege in Stapelrichtung ab. In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf einer Außenseite jeweils eine
Vielzahl von Kontaktstegen angeordnet.
Das Isoliermaterial weist vorzugsweise ein elektrisch
isolierendes Material auf. Das Isoliermaterial kann
beispielsweise Glas, Keramikpulver oder einen organischen Isolierlack enthalten. Das Isoliermaterial kann
beispielsweise mittels Laminierens, Bedruckens oder Sprühens aufgetragen werden. Vorzugsweise wird das Isoliermaterial als Schicht aufgetragen. Das elektrisch leitfähige Material kann beispielsweise mittels Sputterns aufgebracht werden. Alternativ kann das elektrisch leitfähige Material als Metallpaste aufgebracht werden, welche anschließend eingebrannt wird. Alternativ kann das elektrisch leitfähige Material einen Leitkleber
aufweisen. Das elektrisch leitfähige Material kann
beispielsweise ein metallhaltiges oder ein metallisches
Material sein. Vorzugsweise wird das elektrisch leitfähige Material als Schicht aufgetragen. Vorzugsweise wird in einem Verfahrensschritt das photoempfindliche Material auf einer Außenseite des
Grundkörpers des Vielschichtbauelements aufgetragen und strukturiert. Vorzugsweise wird das photoempfindliche
Material zur Herstellung der strukturierten Anordnung von Isoliermaterial und elektrisch leitfähigem Material auf mindestens einer Außenseite des Grundkörpers aufgetragen und strukturiert .
Vorzugsweise wird das photoempfindliche Material als Schicht aufgetragen. Das photoempfindliche Material wird bevorzugt auf zwei gegenüberliegenden Außenseiten des Grundkörpers aufgetragen und strukturiert. Vorzugsweise wird das
photoempfindliche Material so strukturiert, dass nach der
Strukturierung zumindest ein Teilbereich über jeder zweiten internen Elektrodenschicht auf der Außenseite des
Grundkörpers frei von photoempfindlichem Material ist. Das photoempfindliche Material wird vorzugsweise mittels Lithografie strukturiert. Insbesondere kann das
photoempfindliche Material als ein zu strukturierendes
Material verstanden werden, dass durch Photo- bzw.
Laserlithografie strukturierbar ist.
Beispielsweise erfolgt eine Strukturierung des
photoempfindlichen Materials mittels Photolithografie. Die Photolithografie beruht auf dem Prinzip, dass ein
photoempfindliches Material durch Photobelichtung
strukturiert wird. Durch die Photobelichtung kann eine lokale Änderung der chemischen Eigenschaften des photoempfindlichen Materials stattfinden. Beispielsweise kann ein
photoempfindliches Material durch Belichtung ausgehärtet werden. Die nicht ausgehärteten Bereiche können anschließend entfernt werden. Beispielsweise können die belichteten
Bereiche durch ein Lösungsmittel entfernt werden, welches nur die belichteten, nicht jedoch die unbelichteten Bereiche des photoempfindlichen Materials auflöst. Alternativ kann das Lösungsmittel die unbelichteten Bereiche auflösen, nicht jedoch die belichteten Bereiche.
Beispielsweise umfasst das photoempfindliche Material einen Fotolack. Vorzugsweise unterscheidet sich das
photoempfindliche Material vom Isoliermaterial, insbesondere durch seine chemische Zusammensetzung.
Das photoempfindliche Material kann als Maske für die
strukturierte Anordnung des Isoliermaterials und des
elektrisch leitfähigen Materials dienen. Beispielsweise wird durch das photoempfindliche Material das Isoliermaterial oder das elektrisch leitfähige Material gezielt nur an
vorgegebenen Stellen auf der Außenseite des Grundkörpers aufgetragen, z. B. über jeder zweiten internen
Elektrodenschicht. Alternativ wird durch das
photoempfindliche Material das Isoliermaterial oder das elektrisch leitfähige Material gezielt an vorgegebenen
Stellen, z. B. über jeder zweiten internen Elektrodenschicht, abgetragen .
Vorzugsweise wird der Grundkörper des Vielschichtbauelements vor der Strukturierung des photoempfindlichen Materials vermessen, um eine genaue Positionierung des Isoliermaterials und des elektrisch leitfähigen Materials zu erzielen.
Beispielsweise wird der Grundkörper mittels optischer
Inspektion vermessen. Durch diese Vermessung ist es beispielsweise möglich, die Lage der internen Elektrodenschichten innerhalb des Stapels zu ermitteln. Beispielsweise kann die Strukturierung des photoempfindlichen Materials auf unterschiedliche Stapelhöhen und unterschiedliche Dicken der dielektrischen Schichten angepasst werden. Somit kann die strukturierte Anordnung von Isoliermaterial und elektrisch leitfähigem Material
individuell an den Grundkörper angepasst werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass jede interne Elektrodenschicht auf einer Außenseite des Grundkörpers ausreichend mit
Isoliermaterial oder mit elektrisch leitfähigem Material bedeckt wird.
Die Strukturierung des photoempfindlichen Materials kann mittels einer Belichtungsmaske erfolgen. Die Belichtungsmaske ist vorzugsweise so ausgebildet, dass bei einer Belichtung Bereiche des photoempfindlichen Materials, die über jeder zweiten internen Elektrodenschicht auf einer Außenseite des Grundkörpers liegen, belichtet werden. Die Bereiche über den anderen internen Elektrodenschichten werden nicht belichtet.
Die Belichtungsmaske kann entsprechend dem Ergebnis der vorhergegangenen Vermessung des Grundkörpers ausgewählt werden. Dabei kann die Belichtungsmaske individuell auf die Stapelhöhe des Grundkörpers und auf die Lage der internen
Elektrodenschichten angepasst sein. Beispielsweise kann dafür eine passende Belichtungsmaske aus einem Set von
Belichtungsmasken ausgewählt werden. Die Auswahl erfolgt beispielsweise nach einer sogenannten Klasseneinteilung.
Alternativ kann über eine sogenannte Projektionsbelichtung der Abbildungsmaßstab der abgebildeten Belichtungsmaske auf die Stapelhöhe angepasst werden. Dabei kann der Abstand zwischen dem Grundkörper und der Belichtungsmaske so eingestellt werden, dass sich der richtige Abbildungsmaßstab ergibt .
Beim Herstellungsprozess des Grundkörpers kann es, z. B.
aufgrund von Produktionstoleranzen, dazu kommen, dass die Abstände zwischen den internen Elektrodenschichten
unterschiedlich sind. Solche unterschiedlichen Abstände können beispielsweise durch Pressverzug oder
unterschiedlichen Sinterschwund während der Herstellung des Grundkörpers verursacht werden. In diesem Fall ist es
möglich, dass die Struktur der Belichtungsmaske nicht genau mit der Anordnung der internen Elektrodenschichten
übereinstimmt. Dadurch besteht die Gefahr, dass die internen Elektrodenschichten auf einer Außenseite des Grundkörpers nicht alternierend mit Isoliermaterial und mit elektrisch leitfähigem Material bedeckt werden, sondern dass
beispielsweise zwei benachbarte interne Elektrodenschichten auf einer Außenseite des Grundkörpers von elektrisch
leitfähigem Material bedeckt sind. Dadurch besteht die Gefahr von Kurzschlüssen.
Um die Gefahr von Kurzschlüssen im Betrieb zu vermeiden, wird das Isoliermaterial vorzugsweise so strukturiert, dass die Breite eines Isolationsstegs in Stapelrichtung größer ist als ein Abstand zwischen zwei benachbarten internen
Elektrodenschichten. Vorzugsweise ist die Breite des
Isolationsstegs mindestens so groß wie der Abstand zweier benachbarter interner Elektrodenschichten zuzüglich der Dicke einer internen Elektrodenschicht. Der Abstand zweier
benachbarter interner Elektrodenschichten wird dabei jeweils von der Mitte der Elektrodenschichten aus gemessen. Vorzugsweise ist der Isolationssteg um eine Breite x größer als der Abstand zweier benachbarter interner
Elektrodenschichten. Die Breite x wird auch als Überlapp bezeichnet. Vorzugsweise ist der Überlapp des Isolationsstegs derart gewählt, dass eine zuverlässige Isolierung der
internen Elektrodenschichten gewährleistet ist. Vorzugsweise wird dadurch auch bei einer ungenauen Positionierung des Isolationsstegs auf der Außenseite mindestens jede zweite interne Elektrodenschicht auf einer Außenseite des
Grundkörpers mit Isoliermaterial bedeckt. Vorzugsweise ist die Breite x kleiner als der Abstand zwischen zwei internen Elektrodenschichten .
Im dem Fall, dass aufgrund von unterschiedlichen Abständen zwischen den internen Elektrodenschichten die Struktur der Belichtungsmaske nicht genau mit der Anordnung der internen Elektrodenschichten übereinstimmt, kann es aufgrund der
Breite der Isolationsstege vorkommen, dass auf derselben Außenseite zwei oder mehrere benachbarte interne
Elektrodenschichten mit Isoliermaterial bedeckt werden.
Dadurch kann eine Fehlkontaktierung des
Vielschichtbauelements auftreten, so dass eine oder mehrere Elektroden nicht kontaktiert werden. Solche fehlkontaktierten Bauelemente können durch eine elektrische Messung
identifiziert und aussortiert werden. Somit kann das
Bauelement schon vor der Auslieferung und Inbetriebnahme aussortiert werden, so dass ein Ausfall des Bauelements während des Betriebs vermieden wird. Beispielsweise beträgt die Breite des Isolationsstegs in
Stapelrichtung wenigstens die Breite des Kontaktstegs in Stapelrichtung multipliziert mit dem Faktor 1,1.
Beispielsweise beträgt die Breite des Isolationsstegs in Stapelrichtung die Breite des Kontaktstegs in Stapelrichtung multipliziert mit dem Faktor 2,0. Vorzugsweise beträgt die Breite des Isolationsstegs in Stapelrichtung die Breite des Kontaktstegs in Stapelrichtung multipliziert mit einem Faktor 1 , 3 bis 1 , 5.
Die Gefahr einer Fehlkontaktierung tritt vor allem bei einer Strukturierung mittels Maskentechnik auf. Bei einer
Strukturierung mittels eines selbstj ustierenden Verfahrens ist die Gefahr einer Fehlkontaktierung reduziert.
Alternativ können die gewünschten Bereiche eines zu
strukturierenden Materials durch gezieltes Abfahren belichtet werden. Dies kann zum Beispiel mit einem Laser erfolgen. Man spricht dabei von Laserlithografie. Vorzugsweise wird auch beim Laserlithografieverfahren ein Isolationssteg mit einem Überlapp aufgetragen.
Das Auftragen des photoempfindlichen Materials erfolgt in einer Ausführungsform vor dem Auftragen des Isoliermaterials und des elektrisch leitfähigen Materials.
Das photoempfindliche Material wird vorzugsweise auf
mindestens einer Außenseite des Grundkörpers aufgetragen. Vorzugsweise wird das photoempfindliche Material auf zwei gegenüberliegenden Außenseiten des Grundkörpers aufgetragen. Das photoempfindliche Material kann in einer Ausführungsform direkt auf die Oberfläche des Grundkörpers aufgetragen werden, so dass es in direktem mechanischem Kontakt mit den dielektrischen Schichten und den internen Elektrodenschichten steht . Anschließend wird das photoempfindliche Material wie vorher beschrieben strukturiert.
Nach der Strukturierung des photoempfindlichen Materials ist vorzugsweise jede zweite interne Elektrodenschicht auf einer Außenseite des Grundkörpers mit photoempfindlichem Material bedeckt. Die übrigen Elektrodenschichten sind vorzugsweise frei von photoempfindlichem Material. Nach der Strukturierung des photoempfindlichen Materials wird beispielsweise Isoliermaterial aufgetragen.
Vorzugsweise wird das Isoliermaterial auf die freiliegenden internen Elektrodenschichten aufgetragen. Das Isoliermaterial kann so aufgetragen werden, dass sowohl die freiliegenden internen Elektrodenschichten, als auch das photoempfindliche Material mit Isoliermaterial bedeckt sind. Nach dem Auftragen des Isoliermaterials sind die internen Elektrodenschichten vorzugsweise abwechselnd mit photoempfindlichem Material und mit Isoliermaterial bedeckt.
In einem weiteren, insbesondere nachfolgenden
Verfahrensschritt kann das photoempfindliche Material
entfernt werden. Dadurch werden vorzugsweise freiliegende interne Elektrodenschichten gebildet.
Beispielsweise liegen die internen Elektrodenschichten zumindest teilweise frei. Beispielsweise kann das photoempfindliche Material in einem so genannten Lift-Off-Verfahren entfernt werden. Für die Anwendung des Lift-Off-Verfahrens wird beispielsweise das photoempfindliche Material so strukturiert, dass es eine negative Flanke aufweist. Auf die negative Flanke des
photoempfindlichen Materials wird kein Isoliermaterial aufgetragen. Diese negative Flanke kann in einem späteren Verfahrensschritt als Angriffsfläche für die Entfernung des photoempfindlichen Materials dienen. Zum Beispiel kann an dieser negativen Flanke in einem späteren Verfahrensschritt ein Lösungsmittel angreifen, wodurch das photoempfindliche Material entfernt werden kann. Dabei kann an dem
photoempfindlichen Material haftendes Isoliermaterial
zusammen mit dem photoempfindlichen Material entfernt werden.
Alternativ kann vor der Entfernung des photoempfindlichen Materials das Isoliermaterial soweit abgetragen werden, dass zumindest das photoempfindliche Material nicht mehr von
Isoliermaterial bedeckt ist. Das Abtragen des
Isoliermaterials kann beispielsweise durch Sandstrahlen, Schleifen oder Fräsen erfolgen. Anschließend kann das
photoempfindliche Material durch ein Lösungsmittel entfernt werden .
Vorzugsweise ist das photoempfindliche Material nun
vollständig von dem Grundkörper des Vielschichtbauelements entfernt. Vorzugsweise ist nach der Entfernung des
photoempfindlichen Materials jede zweite interne
Elektrodenschicht auf einer Außenseite des Grundkörpers mit
Isoliermaterial bedeckt. Vorzugsweise ist jede zweite interne Elektrodenschicht auf einer Außenseite des Grundkörpers vollständig mit Isoliermaterial bedeckt. Vorzugsweise sind die anderen Elektrodenschichten zumindest teilweise frei von Isoliermaterial.
In einem weiteren, insbesondere nachfolgenden
Verfahrensschritt wird vorzugsweise das elektrisch leitfähige Material auf die freiliegenden internen Elektrodenschichten aufgetragen .
Dazu wird das elektrisch leitfähige Material vorzugsweise flächig auf die Außenseite des Grundkörpers aufgetragen, auf der das Isoliermaterial strukturiert angeordnet ist. Dadurch wird jede zweite interne Elektrodenschicht auf einer
Außenseite des Grundkörpers mit elektrisch leitfähigem
Material kontaktiert, während die übrigen internen
Elektrodenschichten auf der Außenseite des Grundkörpers mit Isoliermaterial bedeckt sind.
Das elektrisch leitfähige Material kann mittels eines
vorhergehend beschriebenen Verfahrens aufgetragen werden.
In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird das elektrisch leitfähige Material vorzugsweise vor dem Auftragen des Isoliermaterials aufgetragen. Beispielsweise wird zuerst das photoempfindliche Material auf eine Außenseite des Grundkörpers aufgetragen und
strukturiert. Nachfolgend wird elektrisch leitfähiges
Material auf das strukturierte photoempfindliche Material aufgetragen .
In einem weiteren, vorzugsweise nachfolgenden
Verfahrensschritt kann das photoempfindliche Material
entfernt werden. Dadurch werden vorzugsweise freiliegende interne Elektrodenschichten gebildet.
Die Entfernung des photoempfindlichen Materials kann wie vorher beschrieben stattfinden. Beispielsweise wird das an dem strukturierten
photoempfindlichen Material anhaftende elektrisch leitfähige Material zusammen mit dem photoempfindlichen Material
entfernt. Dadurch ist vorzugsweise jede zweite interne
Elektrodenschicht auf einer Außenseite des Grundkörpers mit elektrisch leitfähigem Material bedeckt. Vorzugsweise sind die anderen Elektrodenschichten auf der Außenseite des
Grundkörpers frei von elektrisch leitfähigem Material. In einem weiteren, insbesondere nachfolgenden
Verfahrensschritt wird vorzugsweise Isoliermaterial auf die freiliegenden internen Elektrodenschichten aufgetragen.
Das Isoliermaterial wird vorzugsweise so aufgetragen, dass das elektrisch leitfähige Material nicht mit Isoliermaterial bedeckt ist. Beispielsweise weist das Isoliermaterial eine geringe Haftfähigkeit auf dem elektrisch leitfähigen Material auf. Beispielsweise kann das Isoliermaterial so ausgebildet sein, dass es auf der Oberfläche des Grundkörpers, nicht jedoch auf dem elektrisch leitfähigen Material haftet.
Alternativ kann in einem zusätzlichen Verfahrensschritt ein Teil des Isoliermaterials abgetragen werden, so dass das elektrisch leitfähige Material nicht mit Isoliermaterial bedeckt ist. Beispielsweise kann das Isoliermaterial durch Sandstrahlen, Schleifen oder Fräsen abgetragen werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird wenigstens ein Material aus dem Isoliermaterial und dem elektrisch leitfähigen Material aufgetragen und danach das photoempfindliche Material aufgetragen.
Beispielsweise wird auf die Außenseite des Grundkörpers zunächst Isoliermaterial aufgetragen. Beispielsweise wird das Isoliermaterial als Schicht aufgetragen. Anschließend kann das photoempfindliche Material auf das Isoliermaterial aufgetragen werden. In einem weiteren, insbesondere nachfolgenden Schritt wird das photoempfindliche Material strukturiert. Beispielsweise wird das photoempfindliche Material mittels Photolithografie strukturiert . Das photoempfindliche Material wird vorzugsweise so
strukturiert, dass sich auf der Außenseite des Grundkörpers oberhalb jeder zweiten internen Elektrodenschicht
photoempfindliches Material befindet. Das unter dem
photoempfindlichen Material aufgebrachte Material,
beispielsweise das Isoliermaterial, bleibt dabei zunächst unverändert .
In einem weiteren, vorzugsweise nachfolgenden Schritt wird das wenigstens eine Material aus dem Isoliermaterial und dem elektrisch leitfähigen Material strukturiert. Vorzugsweise dient das photoempfindliche Material bei der Strukturierung als Maske.
Insbesondere wird eine unter dem photoempfindlichen Material liegende Schicht vorzugsweise so strukturiert, dass jede zweite interne Elektrodenschicht freiliegt und jede andere zweite interne Elektrodenschicht bedeckt ist. Beispielsweise wird eine unter dem photoempfindlichen Material liegende Schicht aus Isoliermaterial strukturiert. Beispielsweise wird die Schicht so strukturiert, dass jede andere zweite interne Elektrodenschicht mit Isoliermaterial bedeckt ist. Das zuerst aufgetragene Material kann beispielsweise durch ein Ätzverfahren strukturiert werden. Dabei wird nur der Bereich der unter dem photoempfindlichen Material liegenden Schicht entfernt, welcher nicht mit photoempfindlichem
Material bedeckt ist. Das photoempfindliche Material kann insbesondere als Ätzstopp fungieren. Alternativ kann die unter dem photoempfindlichen Material liegende Schicht durch ein Lösungsmittel strukturiert werden. Anschließend kann der Photolack beispielsweise durch ein Lösungsmittel entfernt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Strukturierung des photoempfindlichen Materials und des unter dem
photoempfindlichen Material aufgebrachten Materials mittels drei verschiedener Lösungsmittel erfolgen. Die verschiedenen Lösungsmittel können verschiedene Materialien selektiv ätzen.
Anschließend kann auf die Außenseite des Grundkörpers zum Beispiel elektrisch leitfähiges Material flächig aufgetragen werden. Das elektrisch leitfähige Material wird vorzugsweise auf die Außenseite des Grundkörpers aufgetragen, auf der das Isoliermaterial strukturiert aufgetragen ist. Das elektrisch leitfähige Material bedeckt vorzugsweise die freiliegenden internen Elektrodenschichten und das Isoliermaterial.
Vorzugsweise ist nun jede zweite interne Elektrodenschicht direkt mit elektrisch leitfähigem Material bedeckt. Die übrigen Elektrodenschichten sind direkt mit Isoliermaterial bedeckt.
Alternativ kann unter dem photoempfindlichen Material
elektrisch leitfähiges Material aufgetragen sein. Das photoempfindliche Material wird vorzugsweise wie oben
beschrieben strukturiert.
Anschließend wird das elektrisch leitfähige Material
vorzugsweise so strukturiert, dass jede zweite interne
Elektrodenschicht mit elektrisch leitfähigem Material bedeckt ist. Zum Beispiel kann das elektrisch leitfähige Material in einem Ätzverfahren strukturiert werden. Das strukturierte photoempfindliche Material kann dabei als Ätzstopp fungieren. Nachfolgend wird das photoempfindliche Material entfernt. Anschließend kann Isoliermaterial auf die freiliegenden internen Elektrodenschichten aufgetragen werden.
Vorzugsweise wird das photoempfindliche Material während des Herstellverfahrens zunächst aufgetragen und im Laufe des Verfahrens vollständig entfernt.
Das photoempfindliche Material kann zum Beispiel mit einem Lösungsmittel entfernt werden. Alternativ kann das
photoempfindliche Material mittels Fräsen, Sandstrahlen oder Schleifen entfernt werden.
Vorzugsweise dient das photoempfindliche Material während dem Herstellverfahren lediglich als Maske zur strukturierten Anordnung des Isoliermaterials und des elektrisch leitfähigen Materials .
Nach der strukturierten Anordnung von elektrisch leitfähigem Material und Isoliermaterial kann mindestens eine
Außenelektrode an den Grundkörper angebracht werden.
Bevorzugt werden zwei Außenelektroden angebracht. Die zwei Außenelektroden werden bevorzugt auf zwei gegenüberliegenden Außenseiten des Grundkörpers angebracht, und zwar auf den Außenseiten, auf denen das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige Material strukturiert angeordnet sind.
Beispielsweise ist eine Außenelektrode flächig auf eine
Außenseite des Grundkörpers aufgebracht. Über die
Außenelektroden können die internen Elektrodenschichten elektrisch kontaktiert werden. Vorzugsweise sind die
Außenelektroden über das elektrisch leitfähige Material abwechselnd mit den internen Elektrodenschichten in Kontakt.
Des Weiteren wird ein Vielschichtbauelement angegeben, welches einen Grundkörper mit internen Elektrodenschichten sowie ein elektrisch leitfähiges Material und ein
Isoliermaterial aufweist. Das Isoliermaterial und das
elektrisch leitfähige Material sind zur abwechselnden
Kontaktierung der internen Elektrodenschichten auf einer Außenseite des Grundkörpers strukturiert angeordnet. Die strukturierte Anordnung des Isoliermaterials und des
elektrisch leitfähigen Materials wird mittels
photoempfindlichen Materials hergestellt. Vorzugsweise wird das Vielschichtbauelement gemäß dem vorher beschriebenen Verfahren hergestellt.
Des Weiteren wird ein Vielschichtbauelement angegeben, welches einen Grundkörper mit internen Elektrodenschichten sowie ein Isoliermaterial und ein elektrisch leitfähiges
Material aufweist. Vorzugsweise ist das Vielschichtbauelement durch ein wie vorher beschriebenes Verfahren hergestellt. Das Vielschichtbauelement kann jedoch auch durch ein alternatives Verfahren hergestellt sein. Beispielsweise kann das
Isoliermaterial als photoempfindliches Material ausgebildet sein. Somit verbleibt beispielsweise ein Teil des
photoempfindlichen Materials nach der Photostrukturierung auf der Außenseite des Grundkörpers und dient zur Isolierung der internen Elektrodenschichten.
Vorzugsweise sind das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige Material zur abwechselnden Kontaktierung der internen Elektrodenschichten auf einer Außenseite des
Grundkörpers strukturiert angeordnet. Die strukturierte
Anordnung des Isoliermaterials wird vorzugsweise mittels Photostrukturierung hergestellt. Vorzugsweise bildet das Isoliermaterial Isolationsstege über internen
Elektrodenschichten, wobei eine Breite eines Isolationsstegs in Stapelrichtung größer ist als ein Abstand zweier
benachbarter interner Elektrodenschichten. Beispielsweise bildet das elektrisch leitfähige Material Kontaktstege über den internen Elektrodenschichten. Vorzugsweise wechseln sich Kontaktstege und Isolationsstege in Stapelrichtung ab.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung eines Vielschichtbauelements angegeben, wobei ein Grundkörper mit internen
Elektrodenschichten bereitgestellt wird. Beispielsweise entspricht das Verfahren dem vorher beschriebenen Verfahren. Es kann jedoch auch ein alternatives Verfahren angewendet werden. Beispielsweise können das Isoliermaterial und das elektrisch leitfähige Material mittels eines
Siebdruckverfahrens aufgetragen werden. Vorzugsweise wird ein nicht-selbstj ustierendes Verfahren angewendet.
Vorzugsweise wird der Grundkörpers zur Ermittlung der Lage der internen Elektrodenschichten vermessen. Vorzugsweise werden anschließend Isolationsstege zur alternierenden
Isolierung der internen Elektrodenschichten aufgetragen, wobei ein Isolationssteg jeweils eine Breite in Stapelrichtung aufweist, welche größer ist als ein Abstand zweier benachbarter interner Elektrodenschichten.
Eine derartige Breite ist besonders vorteilhaft, wenn die Isolationsstege mittels eines nicht-selbstj ustierenden
Verfahrens auf der Außenseite positioniert werden, da es bei derartigen Verfahren dazu kommen kann, dass die
Isolationsstege infolge ungleichmäßigen Abstands der internen Elektrodenschichten ungenau auf den Innenelektroden
positioniert sind. Durch die Ausgestaltung der
Isolationsstege mit einer Breite größer als der Abstand zweier benachbarter interner Elektrodenschichten kann ein Kurzschluss oder elektrischer Durchbruch benachbarter
Elektrodenschichten im Betrieb des Bauelements verhindert werden.
Im Folgenden werden das Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtbauelements sowie das Vielschichtbauelement anhand von schematischen und nicht maßstabsgetreuen Figuren
erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines
piezoelektrischen Vielschichtbauelements,
Figuren 2A bis 2F Schritte bei der Herstellung des
piezoelektrischen Vielschichtbauelements gemäß Figur 1,
Figuren 3A bis 3E Schritte eines alternativen
Herstellungsverfahrens zur Herstellung des piezoelektrischen Vielschichtbauelements gemäß Figur 1,
Figuren 4A bis 4F Schritte eines weiteren
Herstellungsverfahrens zur Herstellung des piezoelektrischen Vielschichtbauelements gemäß Figur 1,
Figuren 5A bis 5C verschiedene mögliche Positionierungen
eines Isolationsstegs bei der Strukturierung des
Isoliermaterials ,
Figur 6 ein Vielschichtbauelement mit nicht kontaktierten
Bereichen in einer Seitenansicht.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines
Vielschichtbauelements 1 in Form eines Piezoaktors.
Das Vielschichtbauelement 1 weist einen Grundkörper 11 aus übereinander angeordneten piezoelektrischen Schichten 9 und dazwischen liegenden internen Elektrodenschichten 5a, 5b auf. Der Grundkörper 11 ist als monolithischer Sinterkörper ausgebildet. Die piezoelektrischen Schichten 9 und die internen Elektrodenschichten 5a, 5b sind entlang einer
Stapelrichtung 12, die der Längsrichtung des Grundkörpers 11 entspricht, übereinander angeordnet. Dabei sind erste interne Elektrodenschichten 5a und zweite interne Elektrodenschichten 5b zwischen den piezoelektrischen Schichten 9 abwechselnd übereinander angeordnet. Beim Anlegen einer Spannung dehnt sich das Vielschichtbauelement 1 in Stapelrichtung 12 aus.
Die piezoelektrischen Schichten 9 enthalten ein keramisches Material, beispielsweise Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) oder eine bleifreie Keramik. Das Keramikmaterial kann auch
Dotierstoffe enthalten. Die internen Elektrodenschichten 5a, 5b enthalten beispielsweise Silber-Palladium oder Kupfer. Zur Herstellung des Vielschichtbauelements 1 werden
beispielsweise Grünfolien, die ein Keramikpulver, ein
organisches Bindemittel und ein Lösungsmittel enthalten, durch Folienziehen oder Foliengießen hergestellt. Auf einige der Grünfolien wird zur Bildung der internen
Elektrodenschichten 5a, 5b eine Elektrodenpaste mittels Siebdruck aufgebracht. Die Grünfolien werden entlang der Stapelrichtung 12 übereinander gestapelt und verpresst.
Schließlich wird der Stapel aus piezoelektrischen Grünfolien und internen Elektrodenschichten 5a, 5b gesintert.
Eine piezoelektrische Schicht 9 bezeichnet dabei einen
Bereich des Grundkörpers 11, der ein piezoelektrisches
Material enthält und in Längsrichtung von zwei benachbarten internen Elektrodenschichten 5a, 5b begrenzt wird. Eine piezoelektrische Schicht 9 kann mehrere Lagen enthalten.
Beispielsweise ist eine piezoelektrische Lage aus einer
Grünfolie hergestellt.
Das Vielschichtbauelement 1 ist als vollaktiver Piezoaktor ausgebildet. Bei einem vollaktiven Piezoaktor erstrecken sich die internen Elektrodenschichten 5a, 5b an allen Stellen bis zu den Außenseiten 10a, 10b, 10c, lOd des Grundkörpers. Dabei bedecken die internen Elektrodenschichten 5a, 5b die gesamte Querschnittsfläche des Grundkörpers, d.h. die
piezoelektrischen Schichten 9 sind vollständig von den internen Elektrodenschichten 5a, 5b bedeckt. Auf einer ersten Außenseite 10a des Grundkörpers 11 werden die ersten internen Elektrodenschichten 5a, und auf einer gegenüberliegenden zweiten Außenseite 10b die zweiten
internen Elektrodenschichten 5b kontaktiert. Durch diese abwechselnde Kontaktierung der internen Elektrodenschichten 5a, 5b wird eine Spannung zwischen zwei benachbarten internen Elektrodenschichten 5a, 5b erzeugt.
Zur abwechselnden Kontaktierung der internen Elektroden- schichten 5a, 5b sind in dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel auf den Außenseiten 10a, 10b des
Grundkörpers 11 ein Isoliermaterial 3 und ein elektrisch leitfähiges Material 6 strukturiert angeordnet. Das
Isoliermaterial 3 und das elektrisch leitfähige Material 6 sind so angeordnet, dass die internen Elektrodenschichten 5a, 5b auf einer Außenseite 10a, 10b alternierend mit
Isoliermaterial 3 und mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckt sind. Das Isoliermaterial 3 und das elektrisch leitfähige Material 6 sind dabei zum Beispiel streifenförmig auf den internen Elektrodenschichten 5a, 5b angeordnet.
Insbesondere bildet das Isoliermaterial 3 Isolationsstege 15 und das elektrisch leitfähige Material 6 Kontaktstege 16 auf den internen Elektrodenschichten 5a, 5b. Beispielsweise sind durch das Isoliermaterial 3 und das elektrisch leitfähige Material 6 annähernd die gesamten Außenseiten 10a, 10b bedeckt. Alternativ ist durch das Isoliermaterial 3 und das elektrisch leitfähige Material 6 jeweils nur ein Teilbereich der Außenseiten 10a, 10b bedeckt. Die strukturierte Anordnung des Isoliermaterials 3 und des elektrisch leitfähigen Materials 6 wird mit Hilfe eines photoempfindlichen Materials 2 erzeugt. Dazu wird das
photoempfindliche Material 2 strukturiert und dient beispielsweise als Maske zur Auftragung des Isoliermaterials 3 bzw. des elektrisch leitfähigen Materials 6. Im Laufe des Herstellverfahrens wird das photoempfindliche Material 2 vollständig vom Vielschichtbauelement 1 entfernt.
Das piezoelektrische Vielschichtbauelement 1 weist zudem eine erste Außenelektrode 8a und eine zweite Außenelektrode 8b auf, welche außen an dem Grundkörper 11 des
Vielschichtbauelements 1 angeordnet sind. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Außenelektroden 8a, 8b auf gegenüberliegenden Außenseiten 10a, 10b des
piezoelektrischen Vielschichtbauelements 1 angeordnet. Die Außenelektroden 8a, 8b verlaufen streifenförmig entlang der Stapelrichtung 12. Die Außenelektroden 8a, 8b enthalten beispielsweise Silber-Palladium oder Kupfer und können als
Metallblech auf den Grundkörper 11 aufgebracht und angelötet werden .
Aufgrund der strukturierten Anordnung von Isoliermaterial 3 und elektrisch leitfähigem Material 6, wird auf einer ersten Außenseite 10a jeweils jede erste interne Elektrodenschicht 5a über eine Außenelektrode 8a elektrisch kontaktiert. Die zweiten internen Elektrodenschichten 5b sind von dieser Außenelektrode 8a elektrisch isoliert. Auf der
gegenüberliegenden zweiten Außenseite 10b werden die zweiten internen Elektrodenschichten 5b von der Außenelektrode 8b kontaktiert .
Die Figuren 2A bis 2F zeigen ein Prinzipschema zur
Herstellung eines piezoelektrischen Vielschichtbauelements gemäß Figur 1. Die strukturierte Anordnung von
Isoliermaterial 3 und elektrisch leitfähigem Material 6 auf einer Außenseite 10a des Vielschichtbauelements 1 wird dabei durch ein photoempfindliches Material 2 hergestellt.
Die Figuren 2A bis 2F zeigen jeweils in einer Seitenansicht einen Ausschnitt eines piezoelektrischen Bauelements in einem Zwischenzustand während der Herstellung des in Figur 1 gezeigten Vielschichtbauelements 1.
Auf einer ersten Außenseite 10a des Vielschichtbauelements 1 wird, wie in Figur 2A gezeigt, ein photoempfindliches
Material 2 aufgetragen. Vorzugsweise wird auch auf einer zweiten Außenseite 10b photoempfindliches Material 2
aufgetragen. Das photoempfindliche Material 2 ist zum
Beispiel ein Fotolack. Dieser Fotolack wird an den zwei für die Außenelektroden 8 vorgesehenen Außenseiten 10a, 10b aufgebracht .
Vor der Auftragung des photoempfindlichen Materials 2 wird der Grundkörper 11 vermessen, um die genaue Größe des
Grundkörpers 11 und die genauen Positionen der internen
Elektrodenschichten 5a, 5b zu bestimmen. Diese Vermessung erfolgt beispielsweise durch ein optisches Messverfahren. Mit einer individuell auf den Grundkörper 11 angepassten
Belichtungsmaske 4 wird das photoempfindliche Material 2 durch eine Belichtung 7 strukturiert. Dies erfolgt gemäß dem Prinzip der optischen Lithografie. Beispielsweise löst sich das photoempfindliche Material 2 an den belichteten Stellen auf. Alternativ härtet das photoempfindliche Material 2 an den belichteten Stellen aus, während das nicht belichtete photoempfindliche Material 2 leicht entfernt werden kann.
Die Auswahl der Belichtungsmaske 4 kann zum Beispiel aus einem Set von Belichtungsmasken erfolgen. Alternativ kann die Belichtung 7 über eine sogenannte Projektionsbelichtung erfolgen, in der der Abbildungsmaßstab der abgebildeten
Belichtungsmaske 4 durch die Abbildungsoptik entsprechend an die Geometrie des Grundkörpers 11 angepasst wird.
Alternativ können einzelne Bereiche des photoempfindlichen Materials 2 gezielt belichtet werden. Beispielsweise können die zu belichtenden Bereiche gezielt abgefahren werden. Dies kann zum Beispiel mit einem Laser erfolgen. Man spricht dabei von Laserlithografie. Beim Laserlithografieverfahren handelt es sich in der Regel um ein maskenloses Belichtungsverfahren.
Durch die Belichtung 7 ergibt sich die in Figur 2B gezeigte strukturierte Anordnung des photoempfindlichen Materials 2. Das photoempfindliche Material 2 ist so strukturiert, dass jede erste interne Elektrodenschicht 5a auf einer Außenseite 10a mit photoempfindlichem Material 2 bedeckt ist, und jede zweite interne Elektrodenschicht 5b frei von
photoempfindlichem Material 2 ist. Auf der Außenseite 10b sind analog die anderen internen Elektrodenschichten 5a, 5b mit photoempfindlichem Material bedeckt bzw. frei von
photoempfindlichem Material (nicht dargestellt) .
Anschließend wird auf die freiliegenden zweiten internen Elektrodenschichten 5b Isoliermaterial 3 aufgetragen, wie in Figur 2C gezeigt. Das Isoliermaterial 3 kann beispielsweise Glas, Keramikpulver oder organisches Isoliermaterial
enthalten. Das Isoliermaterial 3 kann beispielsweise mittels Bedruckens, Sprühens, Sputterns oder Gasphasenabscheidung aufgebracht werden. Das Isoliermaterial 3 und das
photoempfindliche Material 2 sind unterschiedliche
Materialien . Daraufhin werden die ersten internen Elektrodenschichten 5a, die zur Kontaktierung durch eine Außenelektrode 8 vorgesehen sind, von dem photoempfindlichen Material 2 befreit. Unter Umständen ist vor dem Entfernen des photoempfindlichen
Materials 2 ein zusätzlicher Prozessschritt notwendig, der sicherstellt, dass das photoempfindliche Material 2 nicht mit Isoliermaterial 3 bedeckt ist, wie in Figur 2D gezeigt. Solch überschüssiges Isoliermaterial 3 kann beispielsweise durch Abziehen, Polieren, Sandstrahlen, Schleifen oder Fräsen entfernt werden.
Das photoempfindliche Material 2 über den zur Kontaktierung durch eine Außenelektrode 8 vorgesehenen ersten
Elektrodenschichten 5a kann beispielsweise in einem
sogenannten Lift-Off-Verfahren entfernt werden. Dabei wird das photoempfindliche Material 2 so entwickelt, dass eine negative Flanke entsteht, wodurch ein Abschattungseffekt für das aufgebrachte Isoliermaterial 3 entsteht. Beim Aufbringen des Isoliermaterials 3 bleibt die negative Flanke frei von Isoliermaterial 3. An dieser Flanke kann anschließend ein Lösungsmittel angreifen, wodurch das photoempfindliche
Material 2 mit dem darauf haftenden Isoliermaterial 3 gemeinsam entfernt werden kann. Wie in Figur 2E gezeigt, ist nun jede zweite interne
Elektrodenschicht 5b mit Isoliermaterial 3 bedeckt. Die übrigen internen Elektrodenschichten 5a liegen frei.
Nun wird, wie in Figur 2F gezeigt, elektrisch leitfähiges Material 6 auf der ersten Außenseite 10a aufgetragen. Dabei wird jede freiliegende erste interne Elektrodenschicht 5a mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckt, die zweiten internen Elektrodenschichten 5b sind durch das Isoliermaterial 3 abgedeckt. Auf der gegenüberliegenden
Außenseite 10b werden gleichermaßen die zweiten internen Elektrodenschichten 5b mit elektrisch leitfähigem Material und die ersten internen Elektrodenschichten 5a mit
Isoliermaterial bedeckt.
Das elektrisch leitfähige Material 6 kann zum Beispiel eine Metallpaste oder ein Leitkleber sein. Das elektrisch
leitfähige Material 6 wird vorzugsweise eingebrannt oder ausgehärtet. Anschließend wird eine erste Außenelektrode 8a an der ersten Außenseite 10a angebracht. Die erste
Außenelektrode 8a ist über das elektrisch leitfähige Material 6 auf der ersten Außenseite 10a mit jeder ersten internen Elektrodenschicht 5a verbunden und von den anderen internen Elektrodenschichten 5b isoliert. Auf der gegenüberliegenden zweiten Außenseite 10b ist die zweite Außenelektrode 8b mit jeder zweiten internen Elektrodenschicht 5b verbunden und von den ersten internen Elektrodenschichten 5a isoliert. Die Figuren 3A bis 3E zeigen ein Prinzipschema für ein alternatives Herstellungsverfahren zur Herstellung des in Figur 1 gezeigten piezoelektrischen Vielschichtbauelements 1 mittels photoempfindlichen Materials 2. Auf einer ersten Außenseite 10a des Grundkörpers 11 wird zunächst Isoliermaterial 3 aufgetragen. Das Isoliermaterial 3 ist beispielsweise als Glas-Coating ausgebildet. Anschließend wird photoempfindliches Material 2 auf das Isoliermaterial 3 aufgetragen. Mit einer individuell angepassten
Belichtungsmaske 4 wird das photoempfindliche Material 2 durch eine Belichtung 7 gemäß dem Prinzip der optischen
Lithografie strukturiert. Beispielsweise lösen sich
belichtete Bereiche des photoempfindlichen Materials 2 auf. Alternativ können belichtete Bereiche des photoempfindlichen Materials 2 mit einem Lösungsmittel A entfernt werden, welches zum Beispiel die belichteten, nicht jedoch die unbelichteten Bereiche des photoempfindlichen Materials 2 auflöst.
Das photoempfindliche Material 2 wird, wie in Figur 3B gezeigt, auf der ersten Außenseite 10a so strukturiert, dass ein Streifen aus photoempfindlichem Material 2 über jeder zweiten internen Elektrodenschicht 5b vorhanden ist während sich über den ersten internen Elektrodenschichten 5a kein photoempfindliches Material befindet. Die unter dem
photoempfindlichen Material 2 aufgebrachte Schicht aus
Isoliermaterial 3 bleibt bis dahin unverändert.
Das Isoliermaterial 3 wird, wie in Figur 3C gezeigt, in einem nachfolgenden Schritt an den von photoempfindlichem Material 2 befreiten Stellen ebenfalls entfernt. Dadurch wird
erreicht, dass jede erste interne Elektrodenschicht 5a freiliegt, und jede zweite interne Elektrodenschicht 5b mit Isoliermaterial 3 und photoempfindlichem Material 2 bedeckt ist. Auf einer zweiten Außenseite 10b werden gleichermaßen die zweiten internen Elektrodenschichten 5b freigelegt. Die Entfernung des Isoliermaterials 3 erfolgt zum Beispiel über ein Ätzmedium, welches zwar das Isoliermaterial 3, nicht aber das photoempfindliche Material 2 ätzt. Somit dient das photoempfindliche Material 2 als Maske für die gezielte
Entfernung des Isoliermaterials 3. Alternativ kann das
Isoliermaterial 3 eine Mischung aus Glaspulver und Binder enthalten, welche zum Beispiel durch ein Lösungsmittel B angelöst werden kann. Das Lösungsmittel B kann beispielsweise Wasser sein. Das photoempfindliche Material 2 kann in
Lösungsmittel B nicht angelöst werden.
Im nächsten Verfahrensschritt wird das photoempfindliche Material 2 vollständig entfernt. Zum Beispiel kann das photoempfindliche Material 2 mechanisch mittels Sandstrahlen, Schleifen oder Fräsen entfernt werden. Alternativ kann das photoempfindliche Material 2 zum Beispiel durch ein
Lösungsmittel C entfernt werden. Das Lösungsmittel C kann zum Beispiel die unbelichteten Bereiche des photoempfindlichen Materials 2, nicht jedoch das Isoliermaterial 3 auflösen. Die beschriebenen Lösungsmittel A, B und C sind vorzugsweise unterschiedliche Lösungsmittel, die die verschiedenen
Materialien selektiv entfernen. Beispielsweise ist eines der Lösungsmittel A, B oder C Wasser.
Dadurch erhält man die in Figur 3D gezeigte Zwischenstufe, bei dem alternierend jede zweite interne Elektrodenschicht 5b mit Isoliermaterial 3 bedeckt ist. Die ersten internen
Elektrodenschichten 5a liegen frei.
In einem darauffolgenden Verfahrensschritt wird elektrisch leitfähiges Material 6, zum Beispiel eine Metallpaste, auf die erste Außenseite 10a des Grundkörpers 11 aufgebracht. Dadurch wird jede erste interne Elektrodenschicht 5a mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckt. Die zweiten internen Elektrodenschichten 5b sind von Isoliermaterial 3 bedeckt. Das elektrisch leitfähige Material 6 wird
anschließend entbindert und eingebrannt. Auf der
gegenüberliegenden zweiten Außenseite 10b werden die zweiten internen Elektrodenschichten 5b mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckt, während die ersten internen Elektrodenschichten 5a mit Isoliermaterial 3 bedeckt sind (nicht dargestellt) .
Die Figuren 4A bis 4F zeigen ein Prinzipschema für ein weiteres Herstellungsverfahren zur Herstellung des in Figur 1 gezeigten piezoelektrischen Vielschichtbauelements 1 mittels photoempfindlichen Materials 2. Dieses Herstellungsverfahren verläuft ähnlich zu dem Herstellungsverfahren gemäß der
Figuren 2A bis 2F, mit dem Unterschied, dass das elektrisch leitfähige Material 6 vor dem Isoliermaterial 3 aufgetragen wird .
Zunächst wird, wie in Figur 4A gezeigt, ein
photoempfindliches Material 2 auf eine erste Außenseite 10a des Grundkörpers 11 eines Vielschichtbauelements 1
aufgetragen. Anschließend wird durch eine Belichtung 7 über eine Belichtungsmaske 4 gemäß dem Prinzip der optischen
Lithografie das photoempfindliche Material 2 strukturiert. Wie in Figur 4B gezeigt, wird das photoempfindliche Material 2 so strukturiert, dass jede zweite interne Elektrodenschicht 5b mit photoempfindlichem Material 2 bedeckt ist.
Anschließend wird elektrisch leitfähiges Material 6 auf die freiliegenden ersten internen Elektrodenschichten 5a
aufgetragen. Das elektrisch leitfähige Material 6 ist
beispielsweise eine Metallisierungspaste, welche auf die selektiv mit photoempfindlichem Material 2 versehene erste Außenseite 10a aufgetragen wird. Alternativ kann die selektiv mit photoempfindlichem Material 2 versehene erste Außenseite 10a zum Beispiel mittels Bedruckens, Sprühens, Sputterns oder chemischer Gasphasenabscheidung mit elektrisch leitfähigem Material 6, beispielsweise mit einem metallischen Material, beschichtet werden.
In einem darauffolgenden Verfahrensschritt wird das übrige photoempfindliche Material 2 beispielsweise in einem Lift-Off Verfahren entfernt. Das an dem photoempfindlichen Material 2 haftende elektrisch leitfähige Material 6 wird dabei
ebenfalls entfernt. Unter Umständen ist vor dem Entfernen des photoempfindlichen Materials 2 ein zusätzlicher
Prozessschritt notwendig, der sicherstellt, dass das
photoempfindliche Material 2 nicht mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckt ist, wie in Figur 4D gezeigt. Solch überschüssiges elektrisch leitfähiges Material 6 kann
beispielsweise durch Sandstrahlen, Schleifen oder Fräsen entfernt werden. Alternativ kann das überschüssige elektrisch leitfähige Material durch Läppen entfernt werden.
Wie in Figur 4E gezeigt, ist nun jede erste interne
Elektrodenschicht 5a mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckt, während die zweiten internen Elektrodenschichten 5b freiliegen .
Anschließend wird, wie in Figur 4F gezeigt, Isoliermaterial 3 in die Gräben über den freiliegenden zweiten internen
Elektrodenschichten 5b gefüllt. Das Isoliermaterial 3 weist dabei beispielsweise ein unterschiedliches Haftverhalten an Metall und an Keramik auf. Dadurch haftet das Isoliermaterial 3 selektiv an jeder zweiten, nicht mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckten internen Elektrodenschicht 5b. Das elektrisch leitfähige Material 6 ist nicht von
Isoliermaterial 3 bedeckt. Nach demselben Vorgehen werden auf der gegenüberliegenden zweiten Außenseite 10b die zweiten internen
Elektrodenschichten 5b mit elektrisch leitfähigem Material und die ersten internen Elektrodenschichten 5a mit
Isoliermaterial bedeckt (nicht dargestellt) .
Anschließend werden zwei Außenelektroden zur elektrischen Kontaktierung der mit elektrisch leitfähigem Material 6 bedeckten internen Elektrodenschichten 5a, 5b angebracht. Die Außenelektroden werden an den gegenüberliegenden Außenseiten 10a, 10b des Vielschichtbauelements 1 angebracht.
Beispielsweise werden die Außenelektroden angelötet.
Die Figuren 5A bis 5C zeigen jeweils in einer Seitenansicht einen Ausschnitt eines piezoelektrischen Bauelements, wobei jeweils eine unterschiedliche Positionierung eines
Isolationsstegs 15 auf einer internen Elektrodenschicht 5a gezeigt ist. Solche unterschiedlichen Positionierungen können insbesondere dann zustande kommen, wenn sich aufgrund von Toleranzen beim Herstellungsprozess unterschiedliche Abstände 13 der internen Elektrodenschichten 5a, 5b ergeben, und die Struktur der Belichtungsmaske 4 nicht genau mit der Anordnung der internen Elektrodenschichten 5a, 5b übereinstimmt. Figur 5A zeigt einen Idealfall, wobei ein Isolationssteg 15 mittig über jeder zweiten internen Elektrodenschicht 5b auf einer Außenseite 10a angeordnet ist, so dass jede zweite interne Elektrodenschicht 5b isoliert ist. Die Breite 17 des Isolationssteges 15 ist größer als der Abstand 13 zwischen zwei benachbarten internen Elektrodenschichten.
Beispielsweise ist die Breite 17 um den Faktor 1,3 bis 1,5 größer als die Breite des Kontaktstegs 16. Jede erste interne Elektrodenschicht 5a auf der Außenseite 10a kann elektrisch kontaktiert werden.
Figur 5B zeigt einen Grenzfall, wobei der Isolationssteg 15 nicht mehr mittig über einer zweiten Elektrodenschicht 5b angeordnet ist, aber eine Kontaktierung der ersten internen Elektrodenschichten 5a auf einer Außenseite 10a gerade noch erreicht wird. Der Isolationssteg 15 ist über einer zweiten internen Elektrodenschicht 5b so angeordnet, dass er die benachbarte erste interne Elektrodenschicht 5a gerade nicht bedeckt. Somit ist eine Kontaktierung der ersten internen Elektrodenschicht 5a möglich. Der Isolationssteg 15 ist dabei um die Breite x breiter als der Abstand 13 zwischen zwei benachbarten internen Elektrodenschichten 5a, 5b.
Die Breite x berechnet sich vorzugsweise nach der Formel x = (dE - dK) , wobei dE der Abstand 13 zweier interner
Elektrodenschichten 5a, 5b und dK die Breite des Kontaktstegs 16 in Stapelrichtung sind. Die Breite x beträgt
beispielsweise wenigstens 1/21-mal den Abstand 13 zweier benachbarter interner Elektrodenschichten 5a, 5b,
entsprechend einem Isolationssteg der 1,1-mal so breit ist wie ein Kontaktsteg. Die Breite x beträgt beispielsweise bis zu 1/3-mal den Abstand 13 zweier benachbarter interner
Elektrodenschichten 5a, 5b, entsprechend einem Isolationssteg der 2-mal so breit ist wie ein Kontaktsteg. Die Breite x beträgt beispielsweise 3/23 bis 1/5-mal den Abstand 13 zweier benachbarter interner Elektrodenschichten 5a, 5b,
entsprechend einem Isolationssteg der 1,3 bis 1,5-mal so breit ist wie ein Kontaktsteg. Durch diesen Überlapp kann trotz der außermittigen Positionierung des Isolationsstegs 15 noch eine Isolierung der internen Elektrodenschicht 5b erreicht werden, so dass das Bauelement noch zuverlässig funktionieren kann.
Die unsymmetrische Anordnung des Isolationsstegs 15 über der zweiten internen Elektrodenschicht 5b kann durch
ungleichmäßige Abstände 13 der internen Elektrodenschichten 5a, 5b hervorgerufen sein. Diese ungleichmäßigen Abstände können beispielsweise durch Pressverzug oder
unterschiedlichen Sinterschwund während dem
Herstellungsprozess zustande kommen.
Figur 5C zeigt einen Fall, wobei eine Kontaktierung der ersten internen Elektrodenschichten 5a auf einer Außenseite 10a nicht mehr möglich ist. Der Isolationssteg 15 ist so auf der Außenseite 10a angeordnet, dass durch den Isolationssteg 15 zwei benachbarte interne Elektrodenschichten 5a, 5b mit Isoliermaterial 3 bedeckt sind. Bei Auftreten einer
derartigen Fehlkontaktierung kann die Funktionsfähigkeit eines Vielschichtbauelements eingeschränkt sein. Solche fehlerhaften Bauelemente können mit einer Messung leicht ermittelt werden und werden als Ausschuss aussortiert.
Figur 6 zeigt ein Vielschichtbauelement 1 mit nicht
kontaktierten Bereichen 14 in einer Seitenansicht. Aufgrund von unterschiedlichen Abständen zwischen den internen
Elektrodenschichten 5a, 5b werden auf einer Außenseite 10a, 10b mehrere benachbarte interne Elektrodenschichten 5a, 5b mit Isoliermaterial bedeckt. Beispielsweise werden interne Elektrodenschichten 5a, 5b auf beiden Außenseiten 10a, 10b von Isoliermaterial 3 bedeckt. Dadurch entstehen nicht kontaktierte Bereiche 14. Ein Bauelement mit nicht
kontaktierten Bereichen 14 ist fehlerhaft und kann durch eine Messung identifiziert und aussortiert werden. Somit kann ein Ausfall während des Betriebes verhindert werden
Bezugs zeichen
1 Vielschichtbauelement
2 photoempfindliches Material
3 Isoliermaterial
4 Belichtungsmaske
5a erste interne Elektrodenschicht
5b zweite interne Elektrodenschicht
6 elektrisch leitfähiges Material 7 Belichtung
8a erste Außenelektrode
8b zweite Außenelektrode
9 piezoelektrische Schicht
10a erste Außenseite
10b zweite Außenseite
10c dritte Außenseite
lOd vierte Außenseite
11 Grundkörper
12 Stapelrichtung
13 Abstand zweier benachbarter interner
Elektrodenschichten
14 Nicht kontaktierter Bereich
15 Isolationssteg
16 Kontaktsteg
17 Breite des Isolationsstegs
x Überlapp

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen
Kontaktierung eines Vielschichtbauelements umfassend die Schritte:
A) Bereitstellen eines Grundkörpers (11) des
Vielschichtbauelements (1) mit internen
Elektrodenschichten (5a, 5b) ,
B) Bereitstellen eines Isoliermaterials (3) , eines
elektrisch leitfähigen Materials (6) und eines photoempfindlichen Materials (2),
C) Strukturierte Anordnung von Isoliermaterial (3) und elektrisch leitfähigem Material (6) auf einer Außenseite (10a, 10b) des Grundkörpers (11) zur abwechselnden Kontaktierung der internen
Elektrodenschichten (5a, 5b) , wobei die strukturierte Anordnung durch das photoempfindliche Material (2) hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend den Schritt:
Auftragung und Strukturierung des photoempfindlichen Materials (2) auf der Außenseite (10a, 10b) des
Grundkörpers (11) des Vielschichtbauelements (1).
3. Verfahren nach Anspruch 2,
wobei das photoempfindliche Material (2) mittels
Lithografie strukturiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend den Schritt:
Auftragen des photoempfindlichen Materials (2) vor dem Auftragen des Isoliermaterials (3) und des elektrisch leitfähigen Materials (6).
5. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend den Schritt:
Strukturierung des photoempfindlichen Materials (2) und danach Auftragen des Isoliermaterials (3) .
6. Verfahren nach Anspruch 5, umfassend den Schritt:
Entfernung des strukturierten photoempfindlichen
Materials (2) und Bildung von freiliegenden internen Elektrodenschichten (5a, 5b) .
7. Verfahren nach Anspruch 6, umfassend den Schritt:
Auftragen von elektrisch leitfähigem Material (6) auf die freiliegenden internen Elektrodenschichten (5a, 5b) .
8. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend den Schritt:
Strukturierung des photoempfindlichen Materials (2) und danach Auftragen des elektrisch leitfähigen Materials (6) .
9. Verfahren nach Anspruch 8, umfassend den Schritt:
Entfernung des strukturierten photoempfindlichen
Materials (2) und Bildung von freiliegenden internen Elektrodenschichten (5a, 5b) .
10. Verfahren nach Anspruch 9, umfassend den Schritt:
Auftragen von Isoliermaterial (3) auf die freiliegenden internen Elektrodenschichten (5a, 5b) .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend den Schritt :
Auftragen von wenigstens einem Material aus dem
Isoliermaterial (3) und dem elektrisch leitfähigen Material (6) und danach Auftragen des photoempfindlichen Materials (2) .
12. Verfahren nach Anspruch 11, umfassend den Schritt:
Strukturierung des photoempfindlichen Materials (2).
13. Verfahren nach Anspruch 12, umfassend den Schritt:
Strukturierung des wenigstens einen Materials aus dem Isoliermaterial (3) und dem elektrisch leitfähigen
Material (6) .
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend die Schritte:
Auftragen des photoempfindlichen Materials (2);
Vollständige Entfernung des photoempfindlichen Materials
(2) während des Verfahrens.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Isoliermaterial (3) in Form von Isolationsstegen (15) auf die internen Elektrodenschichten (5a, 5b) aufgetragen wird, wobei die jeweilige Breite (17) der Isolationsstege in Stapelrichtung größer ist als ein Abstand (13) zweier benachbarter interner Elektrodenschichten (5a, 5b) .
16. Vielschichtbauelement ,
aufweisend einen Grundkörper (11) mit internen
Elektrodenschichten (5a, 5b) , und
aufweisend ein Isoliermaterial (3) und ein elektrisch leitfähiges Material (6),
wobei das Isoliermaterial (3) und das elektrisch
leitfähige Material (6) zur abwechselnden Kontaktierung der internen Elektrodenschichten (5a, 5b) auf einer
Außenseite (10a, 10b) des Grundkörpers (11) strukturiert angeordnet sind, und wobei die strukturierte Anordnung des Isoliermaterials (3) und des elektrisch leitfähigen Materials (6) mittels photoempfindlichen Materials (2) hergestellt wird.
VielSchichtbauelement,
aufweisend einen Grundkörper (11) mit internen
Elektrodenschichten (5a, 5b) , und
aufweisend ein Isoliermaterial (3) und ein elektrisch leitfähiges Material (6),
wobei das Isoliermaterial (3) und das elektrisch
leitfähige Material (6) zur abwechselnden Kontaktierung der internen Elektrodenschichten (5a, 5b) auf einer Außenseite (10a, 10b) des Grundkörpers (11) strukturiert angeordnet sind, wobei die strukturierte Anordnung mittels Photostrukturierung hergestellt wird, und wobei das strukturiert angeordnete Isoliermaterial (3)
Isolationsstege (15) über internen Elektrodenschichten (5a, 5b) bildet, wobei eine jeweilige Breite (17) eines Isolationsstegs (15) in Stapelrichtung größer ist als ein Abstand (13) zweier benachbarter interner
Elektrodenschichten (5a, 5b) .
Vielschichtbauelement nach Anspruch 17,
wonach auf einer Außenseite (10a, 10b) jeweils eine Vielzahl von Isolationsstegen (15) angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtbauelements, umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Grundkörpers (11) des
Vielschichtbauelements (1) mit internen
Elektrodenschichten (5a, 5b) ; Vermessen des Grundkörpers (11) zur Ermittlung der Lage der internen Elektrodenschichten (5a, 5b) ;
Auftragung von Isolationsstegen (15) zur alternierenden Isolierung der internen Elektrodenschichten (5a, 5b) , wobei die Isolationsstege (15) jeweils eine Breite (17) in Stapelrichtung aufweisen, wobei die Breite (17) größer ist als ein Abstand (13) zweier benachbarter interner Elektrodenschichten (5a, 5b) .
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