DE4410504B4 - Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils, umfassend
eine Stufe, bei der Metallfilme durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren auf Keramikgrünplatten ausgebildet werden;
eine Stufe, bei der zumindest die mit den Metallfilmen versehenen Grünplatten zur Herstellung eines Laminats verwendet werden, welches einen Bereich aufweist, in welchem die Keramikgrünplatten und aus den durch das Dünnfilmherstellungsverfahren gebildeten Metallfilmen bestehende Innenelektroden alternierend aufeinandergeschichtet sind derart, dass die Innenelektroden (2 bis 7) einander überlappen und die Innenelektroden (2 bis 7) zumindest auf einem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen freiliegen;
Aufbringen einer ersten gemeinsamen Elektrode (8) auf einer ersten (1a) der beiden Seitenoberflächen (1a, 1b), wonach diejenigen Innenelektroden (2, 4, 6), welche mit der ersten gemeinsamen Elektrode (8) elektrisch verbunden sind auf gegenüberliegenden zweiten Seitenoberflächen (1b) elektrochemisch geätzt werden um freiliegende Bereiche dieser Innenelektroden (2, 4, 6) und daran angrenzende Bereiche aufzulösen/zu entfernen;
wonach die aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektroden (2,4,6) mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt werden;...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils bzw. -bauelements, welches Keramikschichten, die über Innenelektroden aufeinandergeschichtet sind, umfaßt.
  • Es ist bekannt, daß ein mehrschichtiges keramisches Elektronikbauteil, wie etwa ein Mehrschicht-Kondensator oder eine mehrschichtige piezoe lektrische Betätigungseinrichtung, welches eine Vielzahl keramischer Schichten, welche über Innenelektroden aufeinandergeschichtet sind, umfaßt, für verschiedene Anwendungen eingesetzt wird. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils wird nachfolgend unter Bezugnahme auf einen Mehrschicht-Kondensator beschrieben.
  • Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung eines üblichen Mehrschicht-Kondensators wird eine leitfähige Paste auf jeweils eine Hauptoberfläche einer Vielzahl von rechteckigen Keramikgrünplatten gedruckt, um sich von einem ersten Rand zu einem zweiten Rand, welcher jedoch unter Ausbildung eines Lückenbereichs nicht erreicht wird, zu erstrecken. Dann wird die Vielzahl der Keramikgrünplatten mit den darauf aufgedruckten Schichten aus der leitfähigen Paste so aufeinander geschichtet, daß entlang der Dicken alternierend die Lückenbereiche angeordnet sind, um ein Laminat zu erhalten. Danach wird das Laminat entlang seiner Dicke komprimiert und erhitzt, um einen gesinterten Körper zu erhalten, so daß Außenelektroden auf einem Paar jeweils gegenüberliegender Seitenoberflächen des gesinterten Körpers ausgebildet werden. Hierbei wird ein Mehrschicht-Kondensator erhalten, bei dem die Innenelektroden alternierend mit den Außenelektroden, welche auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen vorgesehen sind, entlang der Dicken elektrisch verbunden sind.
  • Bei dem vorgenannten Verfahren ist es jedoch schwierig, die Lückenbereiche zwischen den Innenelektroden und den Außenelektroden, welche nicht mit den Innenelektroden elektrisch verbunden werden müssen, genau zu regulieren, da die Innenelektroden durch Drucken der leitfähigen Paste auf die Keramikgrünplatten ausgebildet werden. Daher ist es unweigerlich notwendig, die Breiten der Lückenbereiche, das heißt die Abstände zwischen den Innenelektroden und denjenigen der auf den gegenüberliegenden Seiten vorgesehenen Außenelektroden zu erhöhen. Daher ist dieses Verfahren mit derartigen Problemen verbunden, daß (1) eine Verformungsspannung in Vorderenden bzw. Stirnseiten der Außenelektroden zur Konzentrierung neigt, und daß (2) es unmöglich ist, den Mehrschicht-Kondensator weiter zu miniaturisieren.
  • Andererseits schlägt die JP-A-2-224 311 (1990) ein Verfahren des elektrochemischen Ätzen eines gesinterten Körpers zur teilweisen Auflösung/Entfernung desselben vor, wodurch Lückenbereiche gebildet werden, so daß die Breiten der Lückenbereiche mit hoher Genauigkeit reguliert werden können. Gemäß diesem Verfahren wird eine leitfähige Paste jeweils auf die gesamte Oberfläche einer Vielzahl von Keramikgrünplatten gedruckt, um eine Innenelektrode zu bilden, und es wird eine Vielzahl von mit den Schichten aus leitfähiger Paste versehenen Keramikgrünplatten aufeinandergeschichtet, um ein Laminat zu erhalten. Dann wird das Laminat gesintert, woraufhin ein Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen des so erhaltenen gesinterten Körpers hinsichtlich den Innenelektroden, welche letztendlich nicht auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen freiliegen müssen, elektrochemisch geätzt werden, so daß Bereiche mit freiliegenden Innenelektroden und daran angrenzende Bereiche aufgelöst/entfernt werden, um Aussparungen bzw. freie Räume zu definieren. Die Aussparungen werden mit einem Isolationsmaterial, wie etwa einem synthetischen Harz, aufgefüllt, und danach werden auf dem Paar jeweils gegenüberligender Seitenoberflächen Außenelektroden ausgebildet
  • Gemäß dem in der JP-A-2-224 311 (1990) beschriebenen Verfahren ist es möglich, die vorgenannten Lückenbereiche enger zu machen, da die In nenelektroden, welche auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen des gesinterten Körpers freiliegen, elektrochemisch geätzt werden, um in der oben beschriebenen Weise Aussparungen zu definieren.
  • Bei diesem Verfahren werden jedoch die Elektroden durch Drucken der leitfähigen Paste und Hitzebehandlung der leitfähigen Paste durch Sintern der Keramikgrünplatten gebildet. Das Elektrodenmaterial ist daher hinsichtlich der Kontinuität in der Weise unzureichend, daß Kanten bzw. Ränder der Vorderenden der Innenelektroden, welche an die Lückenbereiche grenzen, nicht die notwendige Glätte aufweisen. Wenn die Breiten der Lückenbereiche in dem gesinterten Körper enger gemacht werden, findet daher leicht eine Konzentrierung des elektrischen Felds in Teilen des Isolationsmaterials, welches in die Aussparungen eingefüllt ist, statt, wodurch ein Spannungsdurchschlag verursacht wird.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils, welches die Ausbildung enger Lückenbereiche in Vorderenden von Innenelektroden mit hoher Genauigkeit erlaubt und die Glätte bzw. Gleichmäßigkeit von Rändern der Vorderenden der Innenelektroden, welche den Lückenbereichen gegenüberliegen, verbessert.
  • Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht mit einem Verfahren nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils werden zuerst Metallfilme durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren auf den Keramikgrünplatten ausgebildet. Dann werden zumindest die mit den Metallfilmen versehenen Keramikgrünplatten dazu verwendet, ein Laminat herzustellen, welches einen Bereich aufweist, in welchem die Keramikgrünplatten und aus den Metallfilmen bestehende Innenelektroden alternierend aufeinandergeschichtet sind, so daß die Innenelektroden auf mindestens einem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen freiliegen. Hierbei kann als Dünnfilmherstellungsverfahren ein gut bekanntes Dünnfilmherstellungsverfahren angewandt werden, wie etwa Vakuumabscheidung, Sputtern bzw. Zerstäuben, elektrochemisches Beschichten oder eine Kombination hiervon.
  • Dann wird auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen des Laminats hinsichtlich denjenigen Innenelektroden, welche letztendlich nicht auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen freiliegen müssen, ein elektrochemisches Ätzen durchgeführt, um die freiliegenden Bereiche der Innenelektroden und daran angrenzende Bereiche aufzulösen/zu entfernen. Danach werden die aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektroden mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt. Daraufhin werden Außenelektroden auf dem Paar der jeweils gegenüberliegenden Seitenoberflächen des Laminats ausgebildet.
  • Das Laminat kann entweder vor oder nach der obengenannten Ätzung gesintert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Innenelektroden definiert durch die mittels eines Dünnfilmherstellungsverfahrens gebildeten Metallfilme. Somit ist das Elektrodenmaterial dicht und korrekt aufgetragen, verglichen mit einem Fall der Ausbildung der Innenelektroden durch Aufdrucken einer leitfähigen Paste, wodurch das Elektrodenmaterial hinsichtlich der Kontinuität beträchtlich verbessert ist. Wenn daher durch elektrochemisches Ätzen Aussparungen definiert werden, sind Randbereiche der Innenelektroden, welche an die Aussparungen angrenzen, hinsichtlich der Glätte bzw. Gleichmäßigkeit verbessert.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines mehr schichtigen keramischen Elektronikbauteils werden die Innenelektroden durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren gebildet, wodurch die Rändeder Innenelektroden, welche den Lückenbereichen gegenüberliegen, hinsichtlich der Glätte bzw. Gleichmäßigkeit verbessert sind. Wenn die Lückenbereiche enger gemacht werden, um ein kleineres mehrschichtiges keramisches Elektronikbauteil zu erhalten, kommt es daher kaum zu einer Konzentration des elektrischen Felds in Teilen des Isolationsmaterials, welches in die durch Ätzung definierten Aussparungen eingefüllt ist.
  • Weiterhin werden die Innenelektroden durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren gebildet, wodurch es möglich ist, die für die Stufe des Ausbildens der Innenelektroden auf den Keramikgrünplatten und beim Aufeinanderschichten der mit den Innenelektroden versehenen Keramikgrün- platten erforderliche Arbeit zu verringern, verglichen mit einem Verfahren der Musterbildung und des Aufdruckens einer leitfähigen Paste.
  • Weiterhin werden die Größen der Lückenbereiche durch elektrochemisches Ätzen von Teilen der Innenelektroden bestimmt, um Aussparungen zu definieren, wodurch die Breiten der Lückenbereiche in einfacher Weise enger gemacht und mit hoher Genauigkeit reguliert werden können.
  • Daher kommt es gemäß der Erfindung kaum zu einem Spannungsdurchschlag, selbst wenn die Lückenbereiche in der Breite verringert sind, wodurch es möglich ist, ein kleineres mehrschichtiges keramisches Elektronikbauteil mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit vorzusehen.
  • Die vorgenannten sowie weiteren Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen noch deutlicher hervor.
  • In den Zeichnungen sind
  • 1A und 1B Schnittansichten, welche einen im ersten Beispiel der Erfindung hergestellten gesinterten Körper und den mit einer üblichen Elektrode auf einer ersten Seitenoberfläche versehenen gesinterten Körper zeigen;
  • 2 eine schematische vergrößerte Seitenansicht, welche ein Verfahren zum elektrochemischen Ätzen von Rändern von Innenelektroden und daran angrenzenden Bereichen zeigt;
  • 3A und 3B Schnittansichten, welche den durch Ätzen mit Aussparungen versehenen gesinterten Körper und einen mit Isolationsschichten durch ein in die Aussparungen des ersten Beispiels eingeführtes Isolationsmaterial versehenen Körper zeigen;
  • 4 eine Schnittansicht, welche den mit den Isolationsschichten versehenen gesinterten Körper, dessen andere Endoberfläche poliert worden ist, um die Innenelektroden freizulegen, zeigt;
  • 5 eine Schnittansicht, welche den gesinterten Körper zeigt, dessen zweite Seitenoberfläche elektrochemisch geätzt wurde, um Aussparungen zu definieren;
  • 6 eine Schnittansicht, welche den gesinterten Körper zeigt, bei dem die Aussparungen mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt worden sind;
  • 7 eine Schnittansicht, welche ein gemäß dem ersten Beispiel erhaltenes mehrschichtiges piezoelektrisches Betätigungselement zeigt;
  • 8 eine perspektivische Ansicht, welche das im ersten Beispiel erhaltene mehrschichtige piezoelektrische Betätigungselement zeigt;
  • 9A und 9B Teildraufsichten, welche eine nach einem herkömmlichen Verfahren gebildete Innenelektrode und die Innenelektrode, bei der ein Endbereich und ein daran angrenzender Bereich jeweils elektrochemisch aufgelöst/entfernt worden sind, zeigen; und
  • 10A und 10B Teildraufsichten, welche eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildete Innenelektrode und die Innenelektrode bei der ein Endbereich und ein daran angrenzender Bereich elektrochemisch aufgelöst/entfernt worden ist, zeigen.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden nachfolgend nicht beschränkende Beispiele beschrieben, um die Erfindung näher zu erläutern.
  • Beispiel 1
  • Ein hauptsächlich aus Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 zusammengesetztes Pulvermaterial wurde mit einem organischen Bindemittel in einem Lösungsmittel dispergiert, um eine keramische Aufschlämmung zu erhalten. Diese Aufschlämmung wurde zur Herstellung einer Vielzahl von Keramikgrünplatten mit gleichmäßigen Dicken von 10 μm verwendet.
  • Hauptsächlich aus Silberzusammengesetzte Innenelektroden wurden auf einzelnen Hauptoberflächen der vorgenannten Keramikgrünplatten durch Dampfabscheidung ausgebildet, danach wurden die Keramikgrünplatten in einer Größe von 60 mm × 40 mm ausgestanzt.
  • Die Vielzahl der in obiger Weise hergestellten Keramikgrünplatten mit den auf den einzelnen Hauptoberflächen versehenen Innenelektroden wurde mit, anderen Keramikgrünplatten, welche nicht mit Innenelektroden versehen waren, übereinandergeschichtet, entlang ihrer Dicken komprimiert und danach bei einer Temperatur von 900°C gebrannt, um einen gesinterten Körper zu erhalten.
  • Der so erhaltene gesinterte Körper wurde entlang seiner Dicke mittels eines Diamantschneiders geschnitten, um einen gesinterten Körper von 3 mm × 3 mm mit einer rechteckigen ebenen Form zu erhalten.
  • 1A ist eine Schnittansicht, welche den in der vorgenannten Weise erhaltenen gesinterten Körper zeigt. Bei diesem gesinterten Körper 1 war ei ne Vielzahl von Innenelektroden 2 bis 7 angeordnet, um einander entlang deren Dicken über keramische Schichten zu überlappen. Diese Innenelektroden wurden durch Dampfabscheidung, wie vorangehend beschrieben, ausgebildet.
  • Dann wurde eine übliche bzw. gemeinsame Elektrode 8 ausgebildet, um eine Endoberfläche 1a des gesinterten Körpers 1 zu bedecken, wie in 1B gezeigt.
  • Danach wurde der gesinterte Körper 1 in eine wäßrige Silbernitratlösung 9, wie in 2 gezeigt, eingetaucht, und es wurde ein Potentialunterschied von 1,0 V zwischen einer Silberelektrode 10, welche ebenso in die wäßrige Silbernitratlösung 9 eingetaucht war, und der vorgenannten gemeinsamen Elektrode 8 angelegt, um Bereiche der Innenelektroden 2, 4 und 6, welche mit der gemeinsamen Elektrode 8 elektrisch verbunden waren und an einer anderen Seitenoberfläche 1b des gesinterten Körpers 1, wie in 1 gezeigt, freilagen, sowie daran angrenzende Bereiche, unter den Innenelektroden 2 bis 7, welche an der Seitenoberfläche 1b freilagen, aufzulösen/zu entfernen. Die 3A zeigt den gesinterten Körper 1, bei dem die Innenelektroden 2, 4 und 6 teilweise aufgelöst/entfernt waren. Wie in 3A gezeigt, wurden Aussparungen A zwischen den Innenelektroden 2, 4 und 6 und der Seitenoberfläche 1b definiert. Die Breiten der Aussparungen A, das heißt der Abstand zwischen Vorderenden der Innenelektroden 2, 4 und 6 und der Seitenoberfläche 1b, betrug 15 μm.
  • Dann wurden die Aussparungen A mit einem feinen Pulver aus Pb-Si-A1-Glas, welches als Isolationsmaterial dient, durch Elektrophorese aufgefüllt, und es wurde bei einer Temperatur von 850°C eine Wärmebehandlung durchgeführt, um Isolationsschichten 12, 14 und 16 zu bilden, wie in 3B gezeigt.
  • Weiterhin wurde der gesinterte Körper 1 von der Seite, welche mit der gemeinsamen Elektrode 8 versehen war, bis zu einem durch die Zweipunkt-Strich-Linie in 3B gezeigten Bereich poliert, um die Innenelektroden 2 bis 7 auf einer neu gebildeten Seitenoberfläche 1a' freizulegen, wie in 4 gezeigt.
  • Dann wurde eine weitere gemeinsame Elektrode 18 auf der Seitenoberfläche 1b des gesinterten Körpers 1 ausgebildet, wie in 5 gezeigt, und der gesinterte Körper wurde erneut in die wäßrige Silbernitratlösung eingetaucht und in ähnlicher Weise wie oben elektrochemisch geätzt, um Bereiche der Innenelektroden 3, 5 und 7 zu entfernen, welche mit der gemeinsamen Elektrode 18 verbunden waren und auf der Seitenoberfläche 1a' freilagen, sowie daran angrenzende Bereiche zu entfernen, wodurch Aussparungen C definiert wurden.
  • Weiterhin wurden ähnlich den in den Aussparungen A (siehe 6) gebildeten Isolationsschichten 12, 14 und 16 Isolationsschichten 13, 15 und 17 in den Aussparungen C gebildet.
  • Danach wurde noch eine weitere gemeinsame Elektrode 19 auf der Seitenoberfläche 1a' des gesinterten Körpers 1 ausgebildet. um ein mehrschichtiges piezoelektrisches Betätigungselement 21 zu erhalten, wie in 7 und 8 gezeigt. Bei diesem mehrschichtigen piezoelektrischen Betätigungselement 21 bildeten die gemeinsamen Elektroden 18 und 19 Außenelektroden, welche jeweils mit dem Äußeren elektrisch zu verbinden sind.
  • Unter Bezugnahme auf die 9A, 9B, 10A und 10B wird nachfolgend die Glätte bzw. Gleichmäßigkeit eines Randes einer Innenelektrode beim Herstellungsverfahren dieses Beispiels und der Zustand eines Randes einer Innenelektrode, welche durch ein herkömmliches Verfahren des Aufdruckens einer leitfähigen Paste gebildet ist, beschrieben. Gemäß dem herkömmlichen Verfahren ist ein Elektrodenmaterial hinsichtlich der Kontinuität unzureichend, wie in einer teilweisen Draufsicht gemäß 9A gezeigt, selbst wenn eine Innenelektrode 32 vollkommen in einer bestimmten vertikalen Position in einem gesinterten Körper 31 gebildet wird. Wenn der gesinterte Körper 31 geätzt wird, um einen Lückenbereich X zu bilden, wie in 9B gezeigt, weist daher ein Rand 32a der Innenelektrode 32 keine ausreichende Kontinuität auf.
  • Beim Herstellungsverfahren gemäß diesem Beispiel wird andererseits eine Innenelektrode 42 in dichter und korrekter Weise in einer bestimmten vertikalen Position eines gesinterten Körpers 41 durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren ausgebildet, wie in 10A gezeigt. Wenn ein Lückenbereich 43 durch das vorgenannten elektrochemische Ätzen gebildet wird, besitzt daher ein Rand 42a der Innenelektrode 42 eine ausreichende Glätte bzw. Gleichmäßigkeit, wie in 10B gezeigt.
  • Beim Verfahren der Herstellung eines mehrschichtigen piezoelektrischen Betätigungselements 21 gemäß diesem Beispiel, wie vorangehend beschrieben, werden die Aussparungen A und C zur Definition der Lückenbereiche durch elektrochemisches Ätzen gebildet, wodurch es möglich ist, Lückenbereiche mit extrem geringen Breiten von 15 μm mit hoher Genauigkeit zu bilden. Weiterhin werden die Innenelektroden 2 bis 7 durch Dampfabscheidung gebildet, so daß Vorderendbereiche dieser Innenelektroden 2 bis 7, welche an die Aussparungen A und C angrenzen, in gleichmäßigen Zuständen beibehalten werden, wodurch eine Konzentration des elektrischen Felds in den Isolationsschichten 12 bis 17 kaum stattfindet, selbst wenn die Isolationsschichten 12 bis 17 in den Lückenbereichen mit 15 μm Breite gebildet werden.
  • Beispiel 2
  • Ein hauptsächlich aus BaTiO3 bestehendes Keramikpulver wurde mit einem organischen Bindemittel in einem Lösungsmittel dispergiert, um eine Keramikaufschlämmung zu erhalten. Diese Aufschlämmung wurde verwendet, um Keramikgrünplatten mit gleichmäßigen Dicken von 10 μm herzustellen. Durch Dampfabscheidung wurden auf den einzelnen Hauptoberflächen der Keramikgrünplatten Innenelektroden aus Silber gebildet, danach wurden die Keramikgrünplatten in einer Größe von 60 mm × 40 mm ausgestanzt.
  • Die mit den Innenelektroden auf den einzelnen Hauptoberflächen in der vorgenannten Weise versehenen Keramikgrünplatten wurden mit einer Vielzahl von Keramikgrünplatten, welche nicht mit Innenelektroden versehen waren, übereinandergeschichtet und entlang ihrer Dicken kamprimiert, um ein Laminat zu erhalten. Dieses Laminat wurde einer Hitzebehandlung unterzogen, um einen gesinterten Körper zu erhalten.
  • Der so erhaltene gesinterte Körper wurde in eine rechteckige ebene Form von 1,0 mm × 1,5 mm geschnitten.
  • Mit Ausnahme, daß der in der obigen Weise erhaltene keramische Körper verwendet wurde, wurden zum Beispiel 1 absolut identische Stufen durchgeführt, um letztendlich einen Mehrschicht-Kondensator zu erhalten, welcher mit Außenelektroden auf gegenüberliegenden Seitenoberflächen des gesinterten Körpers versehen war.
  • Auch beim Verfahren der Herstellung eines Mehrschicht-Kondensators gemäß diesem Beispiel ist es möglich, extrem enge Lückenbereiche von 15 um Breite mit hoher Genauigkeit zu bilden, da die Lückenbereiche durch elektrochemisches Ätzen gebildet werden. Weiterhin werden die Innenelektroden durch Dampfabscheidung von Silber gebildet, wodurch die Kontinuität des Elektrodenmaterials in den Innenelektroden verbessert ist, und somit die Glätte bzw. Gleichmäßigkeit der Innenelektrodenrandbereiche, welche durch elektrochemisches Ätzen entfernt werden, ebenso verbessert ist. Somit findet eine abnormale Konzentration eines elektrischen Felds in einem Isolationsmaterial, welches in den Aussparungen nach dem Ätzen eingefüllt ist, kaum statt.
  • Während die durch Ätzen definierten Aussparungen mit einem feinen Pulver aus Pb-Si-Al-Glas durch Elektrophorese aufgefüllt und wärmebehandelt worden sind, um Isolationsschichten beim ersten und zweiten Beispiel zu bilden, kann die Stufe des Auffüllens mit dem Isolationsmaterial alternativ mit einem anderen Material und einem anderen Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Isolationsmaterial aus einem anderen Glas oder einem synthetischen Harz oder Isolationskeramiken hergestellt werden. Weiterhin kann die Stufe des Auffüllens mit dem Isolationsmaterial durch ein geeignetes Verfahren in Abhängigkeit des verwendeten Isolationsmaterials durchgeführt werden, etwa durch ein Verfahren des Auffüllens mit synthetischem Harz, welches in einem geschmolzenen Zustand vorlegt, und Härten desselbigen, oder durch ein Verfahren des Auffüllens der Aussparungen mit einer Paste, welche durch Kneten eines Isolations-Keramikpulvers mit einem Bindemittel hergestellt wird, und Durchführen einer Wärmebehandlung.
  • Während das Beispiel 1 und Beispiel 2 zur Herstellung eines mehrschichtigen piezoelektrischen Betätigungselements bzw. eines Mehrschicht-Kondensators angewandt wurden, ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils ebenso in breitem Umfang anwandbar auf die Herstellung anderer mehrschichtiger keramischer Elektronikbauteile, wie etwa eines zusammengesetzten Teils, einschließlich eines Mehrschicht-Kondensators, eines mehrschichtigen piezoelektrischen Resonanzbauteils und dergleichen.
  • Während eine Vielzahl von Innenelektroden letztendlich alternierend auf den gegenüberliegenden Seitenoberflächen des gesinterten Körpers entlang dessen Dicken sowohl beim Beispiel 1 als auch Beispiel 2 freilagen, ist das mehrschichtige keramische Elektronikbauteil, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann, nicht auf eine solche Struktur begrenzt. Die vorliegende Erfindung ist ebenso anwendbar auf ein mehrschichtiges keramisches Elektronikbauteil, welches eine Vielzahl von Innenelektrodengruppen umfaßt, die jeweils durch eine Vielzahl von Innenelektroden gebildet sind, welche alternierend auf einem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen entlang deren Dicken freiliegen, wie etwa ein Mehrschicht-Kondensator, der durch eine Vielzahl von Innenelektrodengruppen gebildet ist, welche jeweils durch zwei Innenelektroden, die voneinander durch eine keramische Schicht getrennt sind, ausgebildet sind.
  • Weiterhin ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch auf ein Laminat anwendbar, welches in ungesintertem Zustand vorliegt.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils, umfassend eine Stufe, bei der Metallfilme durch ein Dünnfilmherstellungsverfahren auf Keramikgrünplatten ausgebildet werden; eine Stufe, bei der zumindest die mit den Metallfilmen versehenen Grünplatten zur Herstellung eines Laminats verwendet werden, welches einen Bereich aufweist, in welchem die Keramikgrünplatten und aus den durch das Dünnfilmherstellungsverfahren gebildeten Metallfilmen bestehende Innenelektroden alternierend aufeinandergeschichtet sind derart, dass die Innenelektroden (2 bis 7) einander überlappen und die Innenelektroden (2 bis 7) zumindest auf einem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen freiliegen; Aufbringen einer ersten gemeinsamen Elektrode (8) auf einer ersten (1a) der beiden Seitenoberflächen (1a, 1b), wonach diejenigen Innenelektroden (2, 4, 6), welche mit der ersten gemeinsamen Elektrode (8) elektrisch verbunden sind auf gegenüberliegenden zweiten Seitenoberflächen (1b) elektrochemisch geätzt werden um freiliegende Bereiche dieser Innenelektroden (2, 4, 6) und daran angrenzende Bereiche aufzulösen/zu entfernen; wonach die aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektroden (2,4,6) mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt werden; Freilegen aller Innenelektroden (2 bis 7) auf der ersten Seitenoberfläche (1a) und Aufbringen einer zweiten gemeinsamen Elektrode (18) als erste Außenelektrode auf der zweiten Seitenoberfläche (1b), um diejenigen Innenelektroden (3, 5, 7), die nicht mit der ersten gemeinsamen Elektrode (8) verbunden waren, zu verbinden, wonach diese Innenelektroden (3, 5, 7) auf der ersten Seitenoberfläche (1a) elektrochemisch geätzt werden, um freiliegende Bereiche dieser Innenelektroden (3, 5, 7) und daran angrenzende Bereiche aufzulösen/zu entfernen, wonach die aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektroden (3, 5, 7) mit einem Isolationsmaterial aufgefüllt werden, Aufbringen einer weiteren gemeinsamen Elektrode (19) auf der ersten Seitenoberfläche (1a) als zweite Außenelektrode.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Dünnfilmherstellungsverfahren durch Dampfabscheidung durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Dünnfilmherstellungsverfahren durch Sputtern durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Dünnfilmherstellungsverfahren durch elektrochemisches Beschichten durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche. wobei die Stufe des elektrochemischen Ätzens der Innenelektroden in einem Zustand des Eintauchens des Laminats in eine saure wäßrige Lösung durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche. wobei die Stufe des Auffüllens der aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektroden mit einem Isolationsmaterial durch Verwendung von Glas als Isolationsmaterial und Auffüllen der aufgelösten/entfernten Bereiche der Innenelektroden mit dem Glas durch Elektrophorese durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mehrschichtige keramische Elektronikbauteil ein Mehrschicht-Kondensator ist.
  8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mehrschichtige keramische Elektronikbauteil ein mehrschichtiges piezoelektrisches Betätigungselement ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1. wobei die Breite des in der Ätzstufe gebildeten Lückenbereichs zwischen der Seitenoberfläche und den Vorderenden der Innenelektroden. welche letztendlich nicht auf dem Paar gegenüberliegender Seitenoberflächen freiliegen 15 μm beträgt.
DE19944410504 1993-03-26 1994-03-25 Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen keramischen Elektronikbauteils Expired - Lifetime DE4410504B4 (de)

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