JP2017079333A - 多層デバイスの製造方法および多層デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は多層デバイスの製造の改善された方法を提供する。
【解決手段】重なり合って配設された誘電体層（３）とそれらの間に配設された第１および第２の導電層（８４，８５）を備えた本体（８１）が準備される。第１の導電層（８４）は、本体（８１）の第１の側面（８）上に配設された１つの第１の補助電極（６）と接続され、第２の導電層（８５）は、第１の側面（８）の反対側にある第２の側面（９）上に配設された１つの第２の補助電極（７）と接続されている。本体（８１）は、少なくとも一部が媒体に投入され、本体（８１）の第３の外側面（１２）およびその反対側にある第４の外側面（１３）の少なくとも１つにおいて第１の導電層（８４）および第２の導電層（８５）の少なくとも１つから材料除去を行うために、第１の補助電極（６）と第２の補助電極（７）との間に電圧が印加される。
【選択図】図８

Description

本発明は、多層デバイスの製造方法および多層デバイスに関する。本発明による多層デ
バイスは、たとえば自動車における燃料噴射バルブの駆動に用いられる圧電アクチュエー
タとして形成され得る。この多層デバイスは、バリスタ，コンデンサ，NTCサーミスタ（H
eisleiter）またはＰＴＣサーミスタ（Kaltleiter）として形成され得る。

特許文献１，２，３には、多層デバイスにおける絶縁ゾーン（Isolationszonen）の形
成のための電気化学的エッチング方法が記載されている。

独国特許公開公報第１０２００６００１６５６Ａ１号明細書 独国特許第４４１０５０４Ｂ４号明細書 独国特許公開公報第１０２００７００４８１３Ａ１号明細書

本発明の課題は、多層デバイスの製造のための改善された方法、および改善された特性
を有する多層デバイスを提供することである。

本発明は多層デバイスの製造方法を提供し、この方法では、重なり合って配設された誘
電体層（複数）とそれらの間に配設された第１および第２の導電層を備えた本体（Korper
）が準備される。好ましくはこの本体は、複数の第１の導電層および複数の第２の導電層
を備える。しかしながらただ１つの第１の導電層だけが存在していてもよい。
さらに、ただ１つの第２の導電層だけが存在していてもよい。以下ではこれらの第１およ
び第２の導電層は複数で用いられるが、しかしながら、ここではまた、ただ１つの第１の
導電層あるいはただ１つの第２の導電層が存在している実施形態も含まれている。

本発明による方法によって、好ましくは圧電デバイスが製造され、とりわけ本発明によ
る多層デバイスは、圧電アクチュエータとして形成されていてよい。 上記の誘電体層（
複数）は、たとえばセラミック層（複数）であり、特に圧電セラミック層（複数）である
。

１つの実施形態においては、この多層デバイスにおけるこれらの第１および第２の導電
層は電極として用いられる。特にこれらの電極は、電極層として形成されていてよい。

好ましくは、このデバイスの稼働中には、これらの電極の間に電圧が印加される。この
場合、ここに記載する方法を用いてたとえば絶縁ゾーン（複数）が生成される。たとえば
これらの絶縁ゾーンは、上記の第１および第２の導電層を、上記の本体の外面から交互に
絶縁するために用いられる。このようにして、上記の第１の導電層（複数）が、上記の積
層体の外側面上に配設されている１つの外部接続部によって一緒に電気的に接続されるこ
とができ、これに対し上記の第２の導電層（複数）がこの外部接続部から絶縁されている
。同様に、上記の第２の導電層が、上記の積層体のもう１つの側面上に配設されているも
う１つの外部接続部によって一緒に電気的に接続されることができ、これに対し上記の第
１の導電層がこの外部接続部から絶縁されている。代替としてあるいは追加として、ここ
に記載する方法によって破断予定領域（Sollbruchbereiche）が形成されてよい。たとえ
ばこの破断予定領域は、同時に絶縁ゾーンとしても機能することができる。

破断予定領域は、好ましくは上記のデバイスにおける脆弱部であり、狙いを定めて亀裂
を生成し、誘導するのに用いられる。このようにして上記のデバイスにおいて、亀裂が野
放しに延伸することを防ぐことができ、短絡の虞を低減することができる。このデバイス
において隣接する電極層が交互に１つの側面まで達しており、また反対側にある側面から
は離間している場合、この亀裂の虞は、特に大きくなる。これによってこのデバイスにお
いて不活性な領域が生じ、機械的応力が発生する可能性がある。

もう１つの実施形態においては、上記の多層デバイスにおける第１および第２の導電層
（複数）の少なくとも１つは、電極層としての機能を全く有していない。

好ましくは上記の多層デバイスの第１の導電層（複数）は、電極層としての機能を全く
有していない。好ましくはこの場合、本方法によって、破断予定部が形成される。特にこ
の多層デバイスにおいて電極層としての機能を全く有していない導電層の位置で、破断予
定部が形成されてよい。１つの実施形態においては、この導電層は、本方法が行われる間
に完全に除去される。

上記の第１および第２の導電層は、積層方向で交互に配設されていてよい。しかしなが
ら、２つの続いた第１の導電層の間に複数の第２の導電層が配設されていてもよい。

好ましくはこれらの第１の導電層は、１つの第１の補助電極と接続されており、またこ
れらの第２の導電層は、１つの第２の補助電極と接続されている。

これらの補助電極は、たとえば上記の本体の反対側にある２つの側面上に配設されてい
る。これらの補助電極は好ましくは、単に一時的に存在しており、特に最終的な多層デバ
イスにおいてはもはや存在していない。
１つの方法ステップにおいては、少なくとも上記の本体の一部が媒体、特に液体に投入さ
れる。好ましくはこの液体は電解質である。この媒体は、エッチング剤であってよい。た
とえば上記の第１の補助電極は、上記の本体の１つの第１の側面に配設され、上記の第２
の補助電極は、１つの第２の側面に配設されており、上記の本体の少なくとも１つの第３
の側面が上記の媒体に投入される。

好ましくは、上記の第１および第２の補助電極の間には電圧が印加される。このように
して上記の少なくとも第１および第２の導電層からの材料除去が行われる。たとえばこの
材料除去は、電気的に制御されて行われ、詳細には電気化学的エッチング処理によって行
われる。好ましくはこの際上記の本体において陥凹部（複数）が形成され、特に上記の第
１の導電層の位置に陥凹部が形成されてよい。電圧を印加することによって、たとえばこ
れらの第１および第２の導電層間の物質移動を制御することができる。この際たとえば材
料が、詳細にはたとえば金属のような導電性材料が、１つの第１の導電層から溶出し、１
つの第２の導電層に堆積され得る。この層は、たとえば数μｍの厚さであってよく、また
銅を含んでよい。

１つの実施形態においては、上記の導電層の少なくとも１つ、具体的には１つの第１の
導電層は、電気的に制御されてエッチングされる。もう１つの実施形態においては上記の
導電層の１つ、具体的には１つの第１の導電層からの材料は、電気分解によって溶出され
る。

好ましくは少なくとも上記の導電層の１つ、具体的には１つの第２の導電層上に、材料
が電気的に制御されて堆積される。好ましくは１つの層部（Beschichtung）が生成される
。

たとえば材料堆積は、電気分解処理によって行われる。たとえば１つの第１の導電層か
ら溶出された材料は、上記の第２の導電層に向かって移動し、そこで堆積する。この導電
層の層部は、この層の電気的接続の改善をもたらす。特に上記の導電層上に堆積された材
料は、たとえばエッチング処理における望ましくない材料除去を補償することができる。

１つの実施形態においては、追加的に１つの第３の補助電極が上記の媒体に投入されて
よい。この第３の補助電極は、好ましくは上記のデバイスと接続されておらず、むしろこ
のデバイスから分離されて配設されている。この第３の補助電極によって、上記の材料除
去および／または材料の堆積を特に制御して行うことが可能となる。

この第３の補助電極は、上記の第１および第２の補助電極と同じ電位に設定されてよい
。この場合この第３の補助電極は、好ましくは上記の第２の補助電極と同じ電位に設定さ
れる。代替として、この第３の補助電極は、上記の第１および第２の補助電極の電位と異
なる電位に設定されてよい。この際好ましくはこの第３の補助電極は、上記の第１の補助
電極の電位と第２の補助電極の電位との間の電位に設定される。とりわけ好ましくは、上
記の第１の補助電極は正の電位に設定され、上記の第２の補助電極は負の電位に設定され
、上記の第３の補助電極は、この第２の補助電極よりも負の電位に設定される。

１つの好ましい実施形態においては、上記の本体は、上記の媒体に投入する前に焼結さ
れる。

このようにして上記の材料除去によって設けられた陥凹部（複数）は、この後の焼結処
理で変更されず、特に誘電体材料で充填される。このようにしてこれらの陥凹部は破断予
定領域としての機能をとりわけ良好に満たすことができる。さらに、焼結された本体にお
いては、この陥凹部の幾何形状を良好に規定することができる。たとえば非常に細い陥凹
部を形成することができ、したがって細い絶縁ゾーンおよび破断予定領域を形成すること
ができる。このようにして本発明による多層デバイスの、出力が生成される活性領域は、
この絶縁ゾーンおよび破断予定領域によってごく僅かにのみ減少される。

好ましくは、上記の材料除去の処理の少なくとも１つのステップにおいて、上記の第１
の補助電極には正の電位が印加され、これに対し上記の第２の補助電極には負の電位が印
加される。

負および正の電位を印加することで、上記の材料除去および材料の堆積を特に制御して
行うことが可能となる。とりわけ１つの第２の導電層からの材料の除去は、負の電位を印
加することによって抑制することができる。これは、もし媒体として、電圧を印加するこ
となしにこれらの導電層をエッチングできるような強いエッチング剤が用いられる場合、
とりわけ有利となる。上記の補助電極を介して負の電位が設定された導電層に、これによ
りたとえば金属層を堆積することができる。これは特定の延長接続部を用いるアイデア（
Weiterkontaktierungskonzepte）のためには有利となり得る。

上記の媒体、とりわけエッチング剤は、１つの実施形態においては、上記の誘電体層、
とりわけセラミック層がほんの僅かに侵食されるかまたは全く侵食されないように選択さ
れる。たとえばこの媒体は、塩化鉄（ＩＩＩ），過硫酸ナトリウム，または塩化銅（Ｃｕ
Ｃｌ2）を含んでいる。

もう１つの実施形態においては、上記の第１および第２の導電層（複数）の少なくとも
１つは、銅を含みまたは銅からなっている。好ましくは少なくとも上記の第１の導電層は
、銅を含む。とりわけ好ましくは、上記の第１および第２の導電層は銅を含む。好ましく
はすべての導電層は、同じ材料組成からなっている。

この導電層に銅を用いることは、材料除去を特にエッチング処理において容易にする。
たとえば銅は、いろいろな種類の、反応性が穏やかな化学物質を用いてエッチングするこ
とができる。銀または銀パラジウムからなる導電層では、より反応性のあるエッチング剤
が必要であり、これは特に上記の誘電体層をも侵食し得る。

このエッチング処理によって、好ましくは少なくとも部分的に銅が上記の導電層から取
り除かれる。上記で記載したエッチング剤は、とりわけ銅のエッチングに適している。

１つの実施形態においては、上記の本体は上記の媒体中に部分的にのみ投入される。た
とえば、上記の本体は、１つの側面でこの媒体中に投入される。

これによりこの側面に狙いを定めて材料除去を行うことが可能となり、これに対し、も
う１つの側面、とりわけ反対側にある側面は、このステップでは材料除去は全く行われな
い。

１つの実施形態においては、上記の本体は上記の媒体中に完全に投入される。この場合
、すべての領域における材料除去を、１つのステップで行うことができる。

１つの実施形態においては、多段階の材料除去処理、とりわけ多段階のエッチング処理
が行われる。

この際上記の本体は、１つの第１の段階で１つの第１の部分のみ、たとえば１つの側面
で上記の媒体に投入されてよい。１つの第２の段階において、この本体は好ましくはその
他の部分、たとえば反対側にある側面で、この媒体に投入される。これにより材料除去、
とりわけエッチングを、上記本体の事前に規定された部分に狙いを定めて行うことが可能
となる。好ましくは、上記の補助電極の極性は、これらの段階の間で交換される。

たとえば上記の第１の段階においては、上記の第１の補助電極に正の電位が印加され、
上記の第２の補助電極に負の電位が印加される。上記の第２の段階においては、上記の第
１の補助電極に負の電位が印加され、上記の第２の補助電極に正の電位が印加される。こ
れにより、上記の第１の段階において、たとえば狙いを定めて上記の第１の導電層から材
料を除去し、上記の第２の段階において、狙いを定めて上記の第２の導電層から材料を除
去することが可能となる。

１つの実施形態においては、１つの一段階の材料除去処理、とりわけ１つの一段階のエ
ッチング処理が行われる。

１つの一段階の処理においては、１つの段階だけで材料が除去される。とりわけ上記の
補助電極（複数）の極性の交換は行われない。好ましくは上記の本体は、上記の媒体中に
一回のみ投入される。

この一段階の材料除去処理は、上記の第１の導電層が、上記の多層デバイスにおける電
極の機能をまったく担わない場合に特に適している。この場合上記の一段階の処理におい
て、好ましくは破断予定領域が、上記の第１の導電層の位置に形成される。たとえばこの
第１の導電層は、この材料除去処理において完全に取り除かれる。

１つの実施形態においては、上記の本体は、上記の第２の補助電極と接続されている第
３の導電層(複数）を備える。ただ１つの第３の導電層が存在していてもよい。この第３
の導電層は、上記の第２の導電層と異なる幾何形状を備える。たとえば１つの第２の導電
層は、１つの誘電体層の一部のみを覆っており、これに対しこの誘電体層の他の部分は覆
われていない。同様に１つの第３の導電層は、１つの誘電体層の一部分のみを覆っており
、ここでこの覆われていない部分は、上記の第２の導電層とは違う場所に配設されている
。

１つの実施形態においては、上記の多層デバイスにおけるこれらの第２および第３の導
電層は電極として用いられる。

この際既に上記の材料除去の前に、上記の第２および第３の導電層を上記の本体の外面
から交互に絶縁する絶縁ゾーンが存在していてよい。好ましくは、この場合は、上記の材
料除去の間に、のちに電極となる部分に対する絶縁ゾーンがまったく形成されず、むしろ
破断予定領域のみが形成される。上記の第１の導電層は、たとえば後の破断予定領域の形
成のためにのみ用いられる。

たとえば上記の第１の導電層は、上記の本体の側面に隣接している領域にのみ配設され
ている。こうして、特に上記の１つの第１の導電層が取り付けられている１つの誘電体層
では、中央領域が上記の第１の導電層が無い領域となっている。

このようにして、上記の設けられる陥凹部（複数）の幾何形状を、とりわけ良好に制御
することができる。これらの陥凹部は、こうして同様に上記の側面の近傍にのみ延在し、
中央領域には延伸していない。

本発明による方法の１つの実施形態においては、もう１つのステップにおいて、上記の
補助電極が取り除かれる。この際たとえば、補助電極が配設されている上記の本体の端部
は、この本体から分離される。

本発明による方法の１つの実施形態においては、もう１つのステップにおいて、上記の
本体が、多層デバイス（複数）のための複数の基体（Grundkorper)に分割される。代替と
して、上記の本体から１つの多層デバイスのための唯１個の基体が形成されてよい。

本発明による方法の１つの実施形態においては、もう１つのステップにおいて、上記の
多層デバイスの接続のために少なくとも１つの外部接続部が１つの側面に取り付けられる
。この外部接続部は、好ましくは上記の材料除去の後に取り付けられる。この外部接続部
は、複数の基体に分割する前に上記の本体に取り付けられてよく、または個々の基体とし
てからこれらに取り付けられてよい。

好ましくは第１および第２の外部接続部が取り付けられる。この第１の外部接続部は、
たとえば上記の第１の導電層（複数）と電気的に接続され、この第２の外部接続部は上記
の第２の導電層（複数）と電気的に接続される。代替として、この第１の外部接続部は、
上記の第３の導電層（複数）と接続されてよく、この第２の外部接続部は、上記の第２の
導電層と接続されてよい。

さらに本発明は多層デバイスを提供し、この多層デバイスは、重なり合って配設された
誘電体層とこれらの間に配設された電極層とを有する１つの基体を備える。この基体は、
少なくとも１つの、電気化学的に制御された材料除去によって形成された１つの陥凹部を
備える。好ましくはこの陥凹部は、エッチングされたものである。好ましくはこの基体は
、複数の陥凹部を備え、とりわけ積層方向に沿って異なる位置に配設された複数の陥凹部
を備える。これらの陥凹部は、好ましくは破断予定領域として用いられる。

上記の多層デバイスは、ここに記載した方法によって製造することができ、この方法に
関連して記載されたすべての機能的および構造的特徴を備えることができる。

好ましくは上記の陥凹部は、上記の積層方向に垂直な平面に配設されており、導電材料
を有していない。好ましくはこの陥凹部は、電極層が全く配設されていない１つの平面に
配設されている。とりわけ好ましくは、電極層が延在していない平面（複数）は、破断予
定領域を全く備えていない。この場合には、電極層（複数）の平面に亀裂が延伸すること
を防ぐことができる。これによってこのデバイスの信頼性が高められる。

以下では、実施形態例の概略的かつ寸法の正確でない図を用いて、上記に説明したもの
を詳細に説明する。

多層デバイスを製造するための、１つの本体の概略斜視図である。 図１に示す本体の製造のための１つのブロック状の本体での１つの第１の導電層を備えた１つの誘電体層の上面図である。 図１に示す本体の製造のための１つのブロック状の本体での１つの第２の導電層を備えた１つの誘電体層の上面図である。 １つの多層デバイスの製造方法のフローの概略図である。 図１に示す本体の材料除去前の断面図である。 図１に示す本体の材料除去後の断面図である。 図１に示す１つの本体から製造された、陥凹部（複数）を備えた多層デバイスの基体の切片像を示す図である。 多層デバイスを製造するためのもう１つの実施形態による本体の概略斜視図である。 図８に示す本体の製造のための１つのブロック状の本体での１つの第１の導電層を備えた１つの誘電体層の上面図である。 図８に示す本体の製造のための１つのブロック状の本体での１つの第２の導電層を備えた１つの誘電体層の上面図である。 図８に示す本体の製造のための１つのブロック状の本体での１つの第３の導電層を備えたさらなる１つの誘電体層の上面図である。 図８に示す本体の材料除去前の断面図である。 図８に示す本体の材料除去後の断面図である。

概ね以下に説明する図では、異なる実施形態でも機能的もしくは構造的に対応する部分
には、同じ参照番号が付与されている。

図１は、多層デバイスを製造するための、１つの本体１の概略斜視図である。

この本体１は、棒（Riegel）状に形成されており、図示された分割線（複数）２に沿っ
て、多層デバイス（複数）のための複数の基体１５に分離することができる。たとえば、
これらの多層デバイスは、圧電アクチュエータとして形成されている。

この本体１、および後にこれから形成される基体１５は、積層方向Ｓに沿って重なり合
って配設された誘電体層３を備える。これらの誘電体層３の間には、第１および第２の導
電層４，５が配設されている。これらの誘電体層３は、たとえばセラミック材料を含む。
好ましくはこれらの誘電体層３は、圧電層として形成されており、とりわけこれらの層は
、圧電材料であってよい。

図示されている本体１は、好ましくは焼結された本体であり、特にこの本体１は、既に
ここで記載する材料除去の前に焼結される。とりわけ好ましくは、この本体１は、モノリ
シックな焼結体となるよう、上記の導電層４，５は、上記の誘電体層３と一緒に焼結され
ている。１つの代替の実施形態例においては、この図示されている本体１は、上記の材料
除去の前はグリーン状態（Grunzustand）であり、上記の材料除去の後で漸く焼結される
。以下ではこの材料除去が、電気的に制御されたエッチング処理によって行われる。他の
処理、たとえば電気分解処理も関係する。

第１の導電層（複数）４は、第２の導電層（複数）５と交互に、積層方向Ｓに沿って配
設されている。これらの第１の導電層４は、第１の側面８まで達しており、これに対し第
２の導電層５は、この側面８から離間している。これらの第２の導電層５は、第２の側面
９に達しており、これに対し第１の導電層４は、この側面９から離間している。

これらの導電層４，５は、好ましくは金属を含んでいる。とりわけ好ましくは、これら
の導電層は、銅を含み、または銅から成っている。さらなる実施形態においては、これら
の導電層４，５は、たとえば銀または銀−パラジウムを含んでよい。

上記の材料除去、とりわけエッチングを行うために、本体１の互いに反対側にある２つ
の側面８，９上に、２つの補助電極６，７が配設されている。この第１の補助電極６は、
上記の第１の導電層４と電気的に接続されており、また上記の第２の補助電極７は、上記
の第２の導電層５と電気的に接続されている。これらの補助電極６，７は、単に上記の材
料除去のために用いられ、最終的な多層デバイスにおいてはもはや存在していない。

上記の実施形態例においては、これらの第１および第２の導電層４，５は、最終的な多
層デバイスにおいて電極（複数）として用いられ、この多層デバイスの稼働中には電圧が
印加される。これらの電極層の電気的接続のために、後の１つの方法ステップにおいて、
１つの第２の外部接続部１０が、１つの第３の側面１２上に配設され、また１つの第２の
外部接続部１１が、第４の側面１３上に配設される。これらの外部接続部１０，１１は、
エッチング処理の前には存在しておらず、ここでは単に示唆してあるだけである。

図１に示す本体１においては、第１および第２の導電層４，５は、第３および第４の側
面１２，１３まで達している。以下に記載するエッチングステップにおいては、絶縁ゾー
ンが形成され、上記の第１の導電層４が上記の第２の外部接続部１１から絶縁され、上記
の第２の導電層５が上記の第１の外部接続部１０から絶縁される。これらの絶縁ゾーンは
、たとえば幅０．１ｍｍである。このためこれらの第１の導電層４および第２の導電層５
は、部分的にバックエッチングされ、これらの第１の導電層４は上記の第４の側面１３か
ら離間され、またこれらの第２の導電層５は、上記の第３の側面１２が離間されている。

さらにこのエッチング処理において生成する陥凹部によって、破断予定領域が形成され
、これらの陥凹部で上記の基体における亀裂が狙いを定めて生成され誘導される。これに
よって、亀裂がこの基体において野放しに形成され、電極層を横切ることによって短絡を
もたらすことを防ぐことができる。

以下に上記の本体１の製造方法を記載する。

誘電体層（複数）３および導電層（複数）４，５が積層方向Ｓに沿って重ねあわされて
積層された１つのブロックが形成される。このブロックは、本体１よりも大きな高さＨを
備える。上記の積層方向Ｓに対して平行に、かつ伸長方向Ｈに対して垂直な方向に延伸す
るこのブロックの切断面に沿っての分割によって、複数の本体１が製造される。

図２，３は、グリーン状態における、導電層４，５が印刷された誘電体層３の上面図を
示す。これらの層は１つのブロックを形成するために交互に重なり合って積層される。導
電層４，５が印刷された誘電体層（複数）３の間には、印刷されていない誘電体層が配設
されていてもよい。

図２においては、１つの誘電体層３が示されており、この誘電体層上には１つの導電層
４が取り付けられている。この第１の導電層４は、上記の第２の側面９から離間しており
、残りの３つの側面８，１２，１３まで達している。

図３はもう１つの誘電体層３の上面図を示し、この誘電体層上には第２の導電層５が取
り付けられている。この第２の導電層５は、上記の第１の側面８から離間しており、残り
の３つの側面９，１２，１３まで達している。こうして一時的な絶縁ゾーン１６，１７が
形成され、これらは上記の第１の導電層４を上記の第２の補助電極７から絶縁し、また上
記の第２の導電層５を上記の第１の補助電極６から絶縁するために用いられる。

これらの誘電体層３が１つのブロックに配設された後に、このブロックはプレスされ、
図示された分割線（Trennlinien）１４に沿って、図１に示す棒形状の本体１に分割され
る。

この後上記の棒形状の本体１は、好ましくは脱炭素処理されて焼結され、適宜研磨され
る。続いて上記の第１および第２の側面８，９上に、補助電極６，７が取り付けられ、こ
れらの補助電極は上記の電気的導電層４，５と接続する。たとえばこれらの補助電極６，
７は、外部メタライジング部として形成される。このためメタライジングペーストが塗布
されてよく、このメタライジングペーストから上記の補助電極６，７が形成される。

図４は、１つの多層デバイスの１つの製造方法のフローの概略の形態を示す。この方法
は、以下では図１に示す本体１に関して記載されるが、たとえば図８に示されている本体
８１のように、他の構成の本体に対しても適している。

ステップＡにおいて、上記の重なり合って配設された誘電体層３およびこれらの間に配
設された第１および第２の導電層４，５を備えた本体１が準備される。これらの第１の導
電層４は、上記の第１の補助電極６と接続されており、またこれらの第２の導電層５は、
上記の第２の補助電極７と接続されている。この本体１は、好ましくはこの方法ステップ
では既に焼結されている。たとえばこれらの補助電極６，７は、金属ペーストとして取り
付けられており、上記の誘電体層３および導電層４，５と一緒に焼結されている。
これに続く１つのステップＢにおいては、少なくとも上記の本体１の一部が媒体、具体的
にはエッチング剤に投入される。このエッチング剤は、たとえば過硫酸ナトリウムを含ん
でいる。たとえば１５０ｇの過硫酸ナトリウム（Ｎａ2Ｓ2Ｏ8）が１リットルの水に溶解
されてよい。これによって、１つの正の電位にある、銅を含む１つの第１の導電層を電気
的に制御されてエッチングし、１つの負の電位にある、銅を含む１つの第２の導電層を電
解層堆積（galvanisch beschichten）することができる。

この際、銅は上記の第１の導電層から溶出され、この導電層の場所に陥凹部が貫入され
る。同時にこの銅は上記の第２の導電層に堆積し、これによって１つの層部となる。この
第２の導電層上の銅の層は、数μｍの厚さであってよい。

たとえばこのエッチングステップは、１Ｖ〜３Ｖの電圧で行われる。エッチングされて
はならない導電層に負の電位を印加することによってこの層から銅が取り去られることを
防ぐことができる。

図１に示す本体１では、二段階のエッチング処理が行われる。この際１つの第１のエッ
チング段階において、１つの側面が上記のエッチング剤に投入される。たとえばまず上記
の第４の側面１３がこのエッチング剤に投入され、上記の補助電極６，７の間に電圧が印
加される。この第１の補助電極６には、１つの正電位が印加され、この第２の補助電極７
には、１つの負電位が印加される。

上記の第１のエッチング段階においては、正電位が印加されている上記の第１の導電層
４がバックエッチングされる。負電位が接続されている上記の第２の導電層５は、この第
１の段階ではエッチングされない。このようにして、上記の第１の導電層４を上記の第４
の側面１３から絶縁する、上記の本体１における第１の絶縁ゾーンが取り付けられる。

第２のエッチング段階においては、反対側にある第３の側面１２が上記のエッチング剤
に投入され、上記の補助電極６，７の極性が交換される。これにより上記の第２の導電層
５がバックエッチングされて絶縁ゾーンが形成される。

１つの代替の方法においては、上記のエッチングは１つの一段階の処理によって行われ
る。たとえばここで１つの本体は、全体が浸漬され、印加される電圧は交換されない。こ
の一段階の方法は、図８に示す本体８１を用いて行われる。

上記のエッチングステップＢの後に、１つのステップＣにおいて、上記の補助の電極が
除去される。この際、上記の補助電極６，７を備えた上記の棒形状の本体１は、たとえば
ソーイングされて（abgesagt）分割される。

１つの方法ステップＤにおいて、上記の棒形状の本体１は、個々の基体１５に分離され
、詳細には裁断（zersagt）される。このステップＤは、上記のステップＣの前あるいは
このステップＣと同時に行われてよい。
続く１つのステップＥにおいて、この個々の基体１５の上記の第３および第４の側面１２
，１３上に上記の外部接続部１０，１１が取り付けられる。たとえばここでメタライジン
グペーストが取り付けられ、これが続いて焼成される。代替としてステップＥは、ステッ
プＤまたはステップＣの前に行われてよい。たとえばこのメタライジングペーストは、上
記の本体１の個々の基体１５への分割の前に、上記の側面１０，１１上に取り付けられて
よい。たとえばこのメタライジングは、上記の側面１２，１３上に全面的に取り付けられ
てよい。

図５は、図１に示す本体１のエッチングステップＢを行う前の断面を示す。この断面は
図１に示す裁断線（Schnittlinien）２またはこれに平行に沿ったものである。ここで上
記の第１および第２の導電層４，５は、それぞれ２つの側面１２，１３に達している。

図６は、エッチングステップＢを行った後の本体１の断面を示す。上記の第１の導電層
４は、上記の第４の側面１３上でバックエッチングされ、上記の第２の導電層５は、上記
の第３の側面１２上でバックエッチングされている。このようにしてここで上記の本体１
に陥凹部（複数）２０が形成され、これらの陥凹部は、上記の第１および第２の導電層４
，５を、反対側にある側面１２，１３から交互に絶縁している。
これらの陥凹部２０は、こうして第１および第２の絶縁ゾーン１８，１９を形成する。さ
らにこれらの陥凹部２０は、上記の本体１における脆弱部として機能し、これは制御され
た亀裂生成および亀裂誘導に用いられる。

図７は、１つの基体１５を備えた、上記の方法で製造された多層デバイス２１の切片像
を示す。上記の第１の導電層（複数）４が、上記の第３の側面１２まで達し、そこで上記
の第１の外部接続部１０によって一緒に電気的に接続されている。上記の第２の導電層（
複数）５は、上記の第３の側面１２からバックエッチングされ、第２の絶縁ゾーン１９に
よって、上記の第１の外部接続部１０から電気的に絶縁されている。これらの第１の導電
層４によって上記の多層デバイスの第１の電極２３が形成され、これらの第２の導電層５
によって第２の電極２４が形成される。この場合、破断予定領域（複数）として機能する
陥凹部２０は、電極層２３，２４を有する１つの平面に延伸している。

１つの代替の実施形態においては、上記の本体は、電極層２３，２４の平面に延伸しな
い陥凹部を備えてよい。このような本体は、図７に示す本体と類似しているが、追加とし
て、電極層２３，２４が延在する平面（複数）の間に、陥凹部２０が形成され、かつ電極
層２３，２４が全く形成されていない平面を備えている。

図８は、多層デバイスを製造するためのもう１つの実施形態による本体８１の概略斜視
図を示す。

この本体８１は、図１に示す本体１に類似して構築されているが、導電層８４，８５，
８６の配置と構成で異なっている。この第１の導電層（複数）８４は、破断予定領域（複
数）の生成に用いられるが、最終的な多層デバイスにおける電極層として用いられない。
好ましくはこれらの第１の導電層８４は、上記のエッチングステップにおいて完全に取り
除かれ、この多層デバイスはこの第１の導電層８４の代わりに陥凹部を備えるようになる
。さらにこの本体８１は、第２のおよび第３の導電層８５，８６を備え、これらは最終的
な多層デバイスの電極層として用いられる。

上記の第１の導電層８４は、上記の第１の補助電極６と電気的に接続している。上記の
第２および第３の導電層（複数）８５，８６は、反対側にある上記の第２の補助電極７と
接続している。

上記の第２の導電層（複数）８５は、上記の第３の側面１２から離間しており、上記の
第４の側面１３まで達している。上記の第３の導電層（複数）８６は、上記の第４の側面
１３から離間しており、上記の第３の側面１２まで達している。こうして既に上記のエッ
チングステップの前に、絶縁ゾーン（複数）が設けられ、これらは最終的な電極層を上記
の外部接続部１０，１１から交互に絶縁することを可能としている。

上記の第１の導電層（複数）８４は、上記の第３および第４の側面１２，１３の近傍に
のみ配設されており、上記の本体８１の１つの中央領域までは延伸していない。１つの中
央領域は、上記の本体８１の高さＨの半分の位置にある領域を含んでいる。このようにし
て上記の第１の導電層８４は、上記の側面１２，１３に沿った帯状の層として形成されて
いる。

図９，１０，および１１には、図２および３と同様に、誘電体グリーン層３、すなわち
グリーンシート（Grunfolien）の上面図が示されている。これらのグリーンシート上には
、第１，第２，および第３の導電層８４，８５，８６が取り付けられている。これらのグ
リーンシートは、１つのブロックに積層され、最終的にこのブロックは、裁断線１４に沿
って、図８に示す棒形状の本体８１に分割される。好ましくは、その上に第２および第３
の導電層８５，８６が取り付けられているグリーンシートは、交互に重ね合わされて積層
される。これらの間には規則的な間隔、たとえば１０枚のグリーンシート毎に、第１の導
電層８４を有するグリーンシートが配設される。

図９は、１つの誘電体層３を示しており、この誘電体層上には１つの第１の導電層８４
が取り付けられている。この第１の導電層８４は、後に上記の第３および第４の側面１２
，１３に接する領域（複数）のみに配設されている。この誘電体層３の中央領域２２は、
この第１の導電層８４が無い領域となっている。このようにこの第１の導電層８４は、２
つの帯状の部分層を備える。さらに、上記の第２の補助電極７から絶縁するための、１つ
の第１の一時的絶縁ゾーン１６が設けられる。

図１０には、１つの第２の導電層８５が示されている。この第２の導電層８５は、１つ
の第２の一時的絶縁ゾーン１７によって、上記の第１の側面８から離間しており、こうし
て上記の第１の補助電極６からの絶縁が達成される。さらに１つの第２の絶縁ゾーン１８
が設けられており、この第２の絶縁ゾーンは、後の外部接続部の１つからの絶縁のために
用いられる。

図１１には、１つの第３の導電層８６が示されている。上記の第２の導電層８５の場合
と同様な部位に、１つの第２の一時的絶縁ゾーン１７がもうけられており、この第２の一
時的絶縁ゾーンによって上記の第３の導電層８６が上記の第１の補助電極から絶縁される
。さらに、上記の電極層２４を上記の多層デバイスにおける外部接続部の１つから絶縁す
るために、１つの第２の絶縁ゾーン１９が設けられている。

図９，１０，１１に示す上記の誘電体層３は、重なり合って積層され、ここで第１の導
電層８４が取り付けられている上記の誘電体層３は、好ましくはこの積層体においては、
第２および第３の導電層８５，８６を有する誘電体層３よりも少ない数だけ存在している
。

このブロックは、図２および３に対して上記で説明したように、さらに処理されて、図
８に示す棒形状の本体８１が形成される。

続いてこの本体８１は、図４で説明したと同様にさらに処理される。上記の第１の導電
層（複数）８４は、上記の第１の補助電極６と接続される。上記の第２および第３の導電
層（複数）８５，８６は、上記の第２の補助電極７と接続される。

上記のエッチングステップＢは、１つの一段階の方法によって行われる。このため上記
の本体８１は、上記のエッチング剤に完全に投入される。上記の第１の補助電極６には、
１つの正電位が印加され、上記の第２の補助電極７には、１つの負電位が印加される。１
つの負電位を印加することによって、上記の第２および第３の導電層８５，８６のエッチ
ング、具体的には純粋な化学的エッチングが補償され、あるいは阻害される。とりわけこ
の負電位の印加は、これらの第２および第３の導電層８５，８６上に材料の堆積をもたら
す。この堆積速度を良好に制御できるようにするため、このエッチング剤に１つの別の第
３の補助電極が投入されてよい。

こうして上記の第１の導電層８４の部位に陥凹部が設けられ、この際この１つのエッチ
ングステップにおいて両側面１２，１３で陥凹部がエッチングされる。この第１の導電層
８４は、このエッチング処理において完全に取り除かれてよい。

図１２には、上記のエッチングステップＢの前の、図８に示す本体８１の、分割線２に
沿った、すなわちこれに平行した断面図が示されている。上記の第１の導電層８４は、上
記の第３および第４の側面１２，１３の領域に存在しており、これに対して中央の領域２
５にはこれらの導電層が無い領域となっている。上記の第２の導電層８５は、上記の第４
の側面１３まで達しており、第２の絶縁ゾーン１９によって、上記の第３の側面１２から
離間している。上記の第３の導電層８６は、上記の第３の側面１２まで達しており、第１
の絶縁ゾーン１８によって、上記の第３の側面１３から離間している。

図１３には、上記のエッチング処理後の本体８１が示されている。上記の第２および第
３の導電層（複数）８５，８６は、変化されていない。上記の第１の導電層（複数）８４
は、上記のエッチング処理において完全に取り除かれ、これらの部位に陥凹部（複数）２
０が形成されている。

図８に示す本体８１から、上記の記載した方法で多層デバイス（複数）が製造され、こ
れらでは破断予定領域（複数）が平面（複数）に配設されており、これらの破断予定領域
においては電極層がまったく延在していない。これに加えて、上記の導電層（複数）８５
，８６を取り付ける際に既に上記の誘電体層（複数）３上に、上記の絶縁ゾーン（複数）
１８，１９が形成されている。
ここでこれらの絶縁ゾーン１８，１９は、破断予定領域としての機能を全く有していない
。

１ ： 本体
２ ： 棒状体の分割のための分割線
３ ： 誘電体層
４ ： 第１の導電層
５ ： 第２の導電層
６ ： 第１の補助電極
７ ： 第２の補助電極
８ ： 第１の側面
９ ： 第２の側面
１０ ： 第１の外部接続部
１１ ： 第２の外部接続部
１２ ： 第３の側面
１３ ： 第４の側面
１４ ： ブロックの分割のための分割線
１５ ： 最終的な基体
１６ ： 第１の一時的絶縁ゾーン
１７ ： 第２の一時的絶縁ゾーン
１８ ： 第１の絶縁ゾーン
１９ ： 第２の絶縁ゾーン
２０ ： 陥凹部
２１ ： 多層デバイス
２２ ： 中央領域
２３ ： 第１の電極
２４ ： 第２の電極
８１ ： 本体
８４ ： 第１の導電層
８５ ： 第２の導電層
８６ ： 第３の導電層
Ｈ ： 基体の高さ
Ｓ ： 積層方向

Claims (18)

1. 多層デバイスの製造方法であって、
   Ａ）重なり合って配設された誘電体層（３）およびこれらの間に配設された第１および第２の導電層（８４，８５）を備える１つの本体（８１）であって、前記第１の導電層（８４）が、前記本体（８１）の第１の側面（８）上に配設された１つの第１の補助電極（６）と接続され、前記第２の導電層（８５）が、前記第１の側面（８）の反対側にある第２の側面（９）上に配設された１つの第２の補助電極（７）と接続されている前記１つの本体（８１）を準備するステップと、
   Ｂ）前記本体（８１）の少なくとも一部を媒体に投入し、前記本体（８１）の第３の外側面（１２）および前記第３の外側面（１２）の反対側にある第４の外側面（１３）の少なくとも１つにおいて、前記第１の導電層（８４）および前記第２の導電層（８５）の少なくとも１つから材料除去を行うために、前記第１の補助電極（６）と前記第２の補助電極（７）との間に電圧の印加を行うステップと、を備え、
   前記材料除去の処理は一段階であることを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記電圧の印加を用いて、前記第１の導電層（８４）と前記第２の導電層（８５）との間の物質移動が制御されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２のいずれかに記載の方法において、
   前記電圧の印加を用いて、前記第１の導電層（８４）および前記第２の導電層（８５）の少なくとも１つを、電気的に制御された態様でエッチングし、または電気的に制御された態様で被覆することを特徴とする方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法において、
   前記ステップＢ）において、１つの第３の補助電極が前記媒体に投入されることを特徴とする方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法において、
   前記本体（８１）は、前記媒体への投入の前に焼結されることを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法において、
   少なくとも前記第１の導電層（８４）は、銅を含むことを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法において、
   前記媒体は、塩化鉄（ＩＩＩ），過硫酸ナトリウム，または塩化銅を含むことを特徴とする方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法において、
   前記材料除去の処理の段階において、前記第１の補助電極（６）に正電位が印加され、前記第２の補助電極（７）に負電位が印加される、ことを特徴とする方法。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法において、
   前記本体（８１）は、第３の導電層（８６）を備え、当該第３の導電層（８６）は、前記第２の補助電極（７）と接続されており、前記第３の導電層（８６）は、前記第２の導電層（８５）とは異なる幾何形状を備えることを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    前記第２の導電層（８５）および前記第３の導電層（８６）は、前記多層デバイスにおいて電極として用いられることを特徴とする方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法において、
    前記第１の導電層（８４）は、前記多層デバイスにおいて電極としての機能を全く有しないことを特徴とする方法。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法において、
    前記第１の導電層（８４）は、エッチング処理において完全に取り除かれることを特徴とする方法。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法において、
    Ｃ）前記補助電極（６，７）を取り除くステップ、をさらに備えることを特徴とする方法。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法において、
    Ｄ）多層デバイス用に前記本体（８１）を複数の基体（１５）に分割するステップ、をさらに備えることを特徴とする方法。
15. 多層デバイスの製造方法であって、
    Ａ）重なり合って配設された誘電体層（３）およびこれらの間に配設された第１および第２の導電層（８４，８５）を備える１つの本体（８１）であって、前記第１の導電層（８４）が、前記本体（８１）の第１の側面（８）上に配設された１つの第１の補助電極（６）と接続され、前記第２の導電層（８５）が、前記第１の側面（８）の反対側にある第２の側面（９）上に配設された１つの第２の補助電極（７）と接続されている前記１つの本体（８１）を準備するステップと、
    Ｂ）前記本体（８１）の少なくとも一部を媒体に投入し、前記本体（８１）の第３の外側面（１２）および前記第３の外側面（１２）の反対側にある第４の外側面（１３）の少なくとも１つにおいて、前記第１の導電層（８４）および前記第２の導電層（８５）の少なくとも１つから材料除去を行うために、前記第１の補助電極（６）と前記第２の補助電極（７）との間に電圧の印加を行うステップと、を備え、
    前記第１の導電層（８４）は、エッチング処理において完全に取り除かれることを特徴とする方法。
16. 請求項１５に記載の方法において、
    前記材料除去の処理の少なくとも１つの段階において、前記第１の補助電極（６）に正電位が印加され、前記第２の補助電極（７）に負電位が印加される、ことを特徴とする方法。
17. 請求項１５または１６のいずれかに記載の方法において、
    前記本体（８１）は、第３の導電層（８６）を備え、
    前記第２の導電層（８５）および前記第３の導電層（８６）は、前記多層デバイスにおいて電極として用いられることを特徴とする方法。
18. 請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の方法において、
    前記第１の導電層（８４）は、前記多層デバイスにおいて電極としての機能を全く有しないことを特徴とする方法。