JP6486273B2 - 電子デバイスおよび電子デバイスの接続部の生成方法 - Google Patents

Description

本発明は少なくとも１つのメタライジング部を備える電子デバイスに関する。具体的には、このメタライジング部は、この電子デバイスの内部電極の接続のために設けられる。この電子デバイスは、たとえば圧電アクチュエータとして形成されている。さらに本発明は、電子デバイスの接続部の生成方法に関する。

特許文献１には外部接続部を備えた圧電アクチュエータが記載されており、この圧電アクチュエータでは、ワイヤメッシュがベースメタライジングに固定されている。特許文献２には３次元構造の導電性電極を備えたアクチュエータが提示されており、この電極は部分的な接続部を介して１つのベースメタライジング部と接続されている。

国際公開公報第２０１０／０２０６４３Ａ１号パンフレット 欧州特許公報第０８４４６７８Ｂ１号明細書

本発明の課題は、改善された電子デバイスを提供することである。さらに本発明の課題は、電子デバイスの製造方法を提供することである。

本発明は電子デバイスを提示する。たとえばこのデバイスは、圧電アクチュエータとして形成されており、具体的には、自動車の燃料噴射バルブの駆動用の圧電アクチュエータとして形成されている。このデバイスは好ましくは１つの基体を備える。この基体は好ましくは内部電極（複数）を備える。これらの内部電極は、たとえば電極層として形成されている。

このデバイスは、好ましくは多層デバイスとして形成されている。たとえば上記の基体には、機能層と電極層とが交互に重なって積層されている。これらの機能層は、たとえば圧電層（複数）であり、具体的には圧電セラミック層（複数）である。内部電極（複数）は、好ましくは積層方向で交互に、この基体の一方の外側面まで延在すると共に、その反対側の外側面から離間している。この電極層および機能層から成る積層体は、好ましくはモノリシックな焼結体として形成されている。

本発明による電子デバイスは、少なくとも１つのメタライジング部を備えた少なくとも１つの外部接続部を備える。この外部接続部は、好ましくは上記の基体の内部電極（複数）の接続のために形成されている。このメタライジング部は、好ましくはこの基体の１つの外側面に配設されている。このメタライジング部は、好ましくは層状に形成されている。このメタライジング部は、好ましくは全ての１つおきの内部電極と接続している。他の内部電極（複数）の接続のために、もう１つのメタライジング部が設けられていてよく、このメタライジング部は、たとえばこの基体の反対側の外側面上に配設されている。

本発明の第１の態様によれば、本発明による電子デバイスは、１つの第１のメタライジング部および１つの第２のメタライジング部を有する１つの外部接続部を備え、この第２のメタライジング部は第１のメタライジング部上に配設されている。この第１のメタライジング部は、基体の１つの外側面に直に配設されており、好ましくはこの基体の内部電極（複数）と直接電気的に接続されている。これらのメタライジング部（複数）は、好ましくはこれらの内部電極の電気的接続に用いられる。２つのメタライジング部は、焼成されたメタライジング部として形成されている。第１のメタライジング部は、第２のメタライジング部を部分的にのみ覆っている。

焼成されたメタライジング部の生成には、たとえば金属ペーストが基体の１つの外側面上に塗布される。続いてこの金属ペーストは、たとえば５００℃〜９００℃の領域の温度で焼成される。

好ましくは、第１のメタライジング部の生成のために、第１の金属ペーストが基体の１つの外側面上に塗布されて焼成される。続いて第２のメタライジング部の生成のために、上記の第１のメタライジング部上に第２の金属ペーストが塗布されて焼成される。このようなメタライジング部（複数）の２段階の焼成プロセスでは、これらのメタライジング部の材料が混合することをとりわけ良好に防ぐことができる。特にこれらのメタライジング部の一方から他方のメタライジング部への材料成分の拡散を防ぐことができる。

１つの実施形態によれば、第１および第２のメタライジング部は、異なるはんだ材料との濡れ性を有している。たとえばこのはんだ材料は、錫−銀はんだである。

この異なる濡れ性によって、少なくとも１つのメタライジング部に固定される１つの接続部材は、十分な強度でこれら２つのメタライジング部の１つに固定され、他のメタライジング部にはこれより弱く固定されるかあるいは固定されていない。こうしてこの接続部材の固定領域は、高い濡れ性を有するメタライジング部の形状で決定される。

好ましくは第１のメタライジング部は、第２のメタライジング部より小さなはんだ材料との濡れ性を備える。この接続部材の固定のために、たとえば第１のメタライジング部にこの接続部材がはんだ材料を用いて大面積で設けられていてよく、これらのメタライジング部上に敷設されてよい。代替としてこれらのメタライジング部の露出面上に大面積ではんだ材料が取り付けられてよい。続いてはんだ工程が行われる。これらのメタライジング部のはんだ材料との異なる濡れ性のおかげで、この接続部材は第２のメタライジング部に良好に付着し、第１のメタライジング部にはあまり良好に付着しないかあるいは付着しない。

１つの実施形態によれば、第１のメタライジング部はガラス成分を含み、第２のメタライジング部はガラス成分を全く含まないかあるいは第１のメタライジング部より少ないガラス成分を含む。

この第１のメタライジング部のガラス成分のおかげで、第１のメタライジング部の基体とのとりわけ堅固な結合が達成され、具体的にはこの基体のセラミック層との結合が達成される。この第２のメタライジング部にガラス成分が存在しないかあるいはわずかであることによって、好ましくはこの第２のメタライジング部のはんだ材料との濡れ性は、第１のメタライジング部と比較して大きくされる。

好ましくは第２のメタライジング部は、第１のメタライジング部より小さな面積を有する。

この際それぞれのメタライジング部の面が１つの層状のメタライジングの主面となる。この主面は好ましくは、基体の、上記のメタライジング部（複数）が配設されている外側面に対し平行して延在している。

この第１のメタライジング部の大きな面積のおかげで、基体への良好な結合を達成することができる。この第２のメタライジング部の小さな面積のおかげで、接続部材を所望の小さな領域に固定することができ、これによりたとえばこの接続部材の可撓性がこの固定領域によってほんの僅かにのみ影響をうけるようになる。以上により、特に基体における亀裂を、この接続部材によってジャンパーすることができる。

第１のメタライジング部は、たとえば全面的に形成されている。これはこの第１のメタライジング部が連続した面として形成されており、全く欠損部が無いことを意味している。たとえば第２のメタライジング部は、少なくとも１つの欠損部を有する。

１つの実施形態においては、第２のメタライジング部は、枠形状に形成されている。具体的にはこのメタライジング部は、欠損部を包囲する閉じた枠として形成されていてよい。代替としてこの枠形状は、開口部（複数）を備えてよい。たとえば、この枠形状は、１つ以上の開口部を備える。好ましくはこの第２のメタライジング部のどの領域もこの枠形状の内部には存在しない。具体的には第１のメタライジング部は、この枠形状の内部で第２のメタライジング部によって完全には覆われていなくてよい。

１つの実施形態においては第２のメタライジング部は、２つの部分領域を備える。これらの部分領域の間には、好ましくは１つの間隙が形成されている。たとえばこれらの部分領域は、帯状に形成されている。これらの部分領域は、好ましくは積層方向に重なり合って積層された電極層および機能層と平行して延在している。この第２のメタライジング部は、たとえば２つの平行した帯状の部分領域のみを備えてよい。この第２のメタライジング部は、たとえば代替としてＵ形状に形成されていてよい。この場合平行に配設された２つの部分領域は、これらの部分領域の一方の端部で第３の部分領域によって互いに結合されている。このＵ形状もまた枠形状とみなされてよく、ここでは１つの開口部がこの枠形状に形成されている。

１つの実施形態においては、上記のメタライジング部の少なくとも１つに１つの接続部材が固定されている。好ましくはこの接続部材は、第２のメタライジング部に固定されている。

好ましくはこの接続部材は可撓に形成されている。このようにしてこの接続部材は、機械的負荷で割れることなく曲がることができる。とりわけ、この接続部材は、基体に生じる亀裂をジャンパーすることができ、これによりデバイスの信頼性の高い電気的接続を確実にする。好ましくはこの接続部材は少なくとも１つの欠損部を有する。

この接続部材は、メッシュ構造または編込み構造であってよい。この接続部材は、たとえば複数のワイヤを含んでいる。具体的には、この接続部材は、ワイヤメッシュ（Drahtgewebe）あるいはワイヤネット（Drahtnetz）として形成されていてよい。代替として、この接続部材は金属板として形成されていてもよい。この金属板には１つ以上の欠損部が設けられていてよく、たとえば円形状の欠損部が設けられていてよい。

この接続部材は、好ましくは上記のメタライジング部の少なくとも１つにはんだ付けされている。好ましくはこの接続部材は、第２のメタライジング部にはんだ付けされている。この接続部材は、追加として第１のメタライジング部にもはんだ付けされていてよい。この第１のメタライジング部がはんだ材料との小さな濡れ性を備える場合、この接続部材は、たとえばこの第１のメタライジング部との小さな付着力のみではんだ付けされている。

好ましくはこの接続部材の少なくとも１つの横側の縁部領域は、第２のメタライジング部に直に固定されている。特にこの縁部領域のどの部分もこの第２のメタライジング部を越えて突出していない。このようにしてこの縁部領域の固定されていない部分がデバイスの損傷をもたらすことを防ぐことができる。たとえば枠形状の第２のメタライジングでは、上記の接続部材がこの枠に固定されており、横方向にはこの枠を超えて突出していない。詳細には、Ｕ形状の第２のメタライジング部では、この接続部材は、３つの横方向の縁部領域でこの第２のメタライジング部に固定されている。好ましくはこの接続部材は、横方向に第１のメタライジング部を越えて突出していない。

１つの実施形態においては、上記の接続部材に１つの延長接続部が固定されている。この延長接続部は、好ましくはこのデバイスの電圧源への電気的接続に用いられる。たとえばこの延長接続部は、１本のワイヤまたは複数のワイヤを有する。好ましくはこの延長接続部は、接触ピンとして形成されている。

この延長接続部は、好ましくは上記の第２のメタライジング部の上側には配設されていない。ここで「上側」（“oberhalb”）なる用語は、上記の第２のメタライジング部が設けられた基体の外側面の面法線の方向を意味する。詳細にはこの延長接続部は、上記の接続部材の１つの固定領域の上側では上記のメタライジング部（複数）の１つに配設されていない。このようにしてこの延長接続部は、とりわけ良好に接続部材に固定されることができ、デバイスを損傷することがない。

たとえばこの延長接続部は、接続部材に溶接されている。この延長接続部は、固定ステップでこの接続部材に押圧されてよい。この接続部材がこの領域で１つのメタライジング部に直に固定されていない場合、たとえばこの接続部材は曲がることができ、これによってこの接続部材の延長接続部との良好な接続が達成され得る。さらにこの場合この固定ステップ、具体的には溶接工程またははんだ工程で、上記のベースメタライジング部が損傷されない。

この延長接続部は、好ましくは、第１のメタライジング部の上側で少なくとも部分的に配設されていない。たとえば第２のメタライジングのＵ形状の構造でのこの延長接続部は、このＵ形状の領域の開口部を通ってこのＵ形状の領域の内側へ延伸している。

本発明のもう１つの態様によれば、少なくとも１つのメタライジング部を備える少なくとも１つの外部接続部を有する１つの電子デバイスが提供され、ここでこのメタライジング部は枠形状に形成されている。このデバイスは、上記のデバイスの全ての機能的および構造的特性を備えることができる。具体的にはこのデバイスは、上記のように１つの第１のメタライジング部および１つの第２のメタライジング部を備える。この場合、これらのメタライジング部の少なくとも１つは枠形状に形成されている。

代替としてこのデバイスは、唯１つのメタライジング部を備えていてもよい。このメタライジング部は、特に１つの欠損部を有し、この欠損部は枠によって画定される。このメタライジング部の枠形状は、開口部（複数）を備えてよい。この枠形状は、閉じた枠として形成されていてもよい。このメタライジング部は、好ましくは焼成されたメタライジング部として形成されている。

１つの実施形態においては、この枠形状のメタライジング部に上記のような１つの接続部材が固定されている。好ましくはこの接続部材の少なくとも１つの横側の縁部領域は、この枠に直に固定されている。加えて１つの延長接続部が、詳細には１つの接続ピンの形状でこの接続部材に固定されていてよい。

本発明のもう１つの態様によれば、１つの電子デバイスは、１つの第１のメタライジング部および１つの第２のメタライジング部を備える少なくとも１つの外部接続部を提供し、この第２のメタライジング部は第１のメタライジング部上に配設されている。この第１のメタライジング部および第２のメタライジング部は、焼成されている。この第１のメタライジング部および第２のメタライジング部は、はんだ材料との異なる濡れ性を有している。このデバイスは、上記のデバイスの全ての機能的および構造的特性を備えることができる。具体的には、この異なる濡れ性は、異なるガラス成分量によって生成することができる。この第２のメタライジング部は、第１のメタライジング部を部分的にのみ覆っている。代替としてこの第２のメタライジング部は第１のメタライジング部を完全に覆ってもよい。

本発明のもう１つの態様によれば、電子デバイスの電気的接続部の生成方法が提示される。１つの電子デバイスの基体が準備され、この基体の１つの外側面上に第１の金属ペーストが塗布される。続いてこの第１の金属ペーストは、第１のメタライジング部の形成のために焼成される。この後この第１のメタライジング部上に第２の金属ペーストが塗布され、続いてこの第２の金属ペーストが焼成される。この方法により上記で説明したデバイスを生成することができる。とりわけこの方法で用いられている要素は、上記で説明したデバイスの要素の全ての機能的および構造的特性を備えてよい。

上記のメタライジング部の少なくとも１つには、１つの接続部材が固定されてよく、具体的にははんだ付けされてよい。このためこの接続部材は、たとえば大部分がはんだ材料でコーティングされてよい。上記の第１のメタライジング部および第２のメタライジング部は、はんだ材料との異なる濡れ性を有してよい。このようにしてこの接続部材が上記のメタライジング部の１つにのみ固定され、他のメタライジング部には固定されないかあるいは良好には固定されないようにすることができる。さらにこの接続部材には、１つの延長接続部が上記で説明したように固定されてよく、たとえば溶接されてよい。

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。
電子デバイスの上面図である。 図１の電子デバイスの断面図である。 １つの接続部材を備えた電子デバイスの上面図である。 １つの電子デバイスの接続部の生成における方法ステップである。 １つの電子デバイスの接続部の生成における方法ステップである。 １つの電子デバイスの接続部の生成における方法ステップである。 １つの電子デバイスの接続部の生成における方法ステップである。 印加した力への外部接続部の引っ張り脱離の頻度の依存性を示す図である。

特に、以下の図においては、異なる実施形態で同等な機能的ないし構造的部分を、同じ参照符号で示す。

図１は、電子デバイスの上面図を示す。図２は、図１の電子デバイスの断面図を示す。

電子デバイス１は、好ましくは圧電デバイスであり、詳細には圧電アクチュエータである。このデバイス１は、多層デバイスとして形成されている。このデバイス１は、１つの基体２を備え、この基体には第１および第２の内部電極３，４および機能層５が、積層方向Ｓに沿って交互に重なって積層されている。

内部電極３，４は、交互に、この基体２の１つの外側面まで延在し、あるいは反対側にある１つの外側面（不図示）から離間している。たとえばこれらの内部電極３，４は、銅，銀，または銀−パラジウムを含んでいる。

上記の機能層５は、たとえば誘電体層として、具体的には圧電層として形成されている。この機能層５は、セラミック材料から形成されていてよく、具体的には圧電層として形成されていてよい。好ましくは、このデバイス１は、上記の内部電極３，４の間に電圧を印加すると伸長する。この伸長はたとえば積層方向で起こる。

第１の内部電極３の接続のために、基体２の１つの外側面６に１つの外部接続部７が配設されている。この外部接続部７は、１つの第１のメタライジング部８および１つの第２のメタライジング部９を備える。第１のメタライジング部８は、上記の機能層５および上記の第１の第１の内部電極３と直に接続されている。第２のメタライジング部９は、第１のメタライジング部８上に配設されており、この第１のメタライジング部８と直に接続されている。これらのメタライジング部８，９は、層形状に形成されている。第２のメタライジング部９は、第１のメタライジング部８の外面を覆って、第１のメタライジング部８上に配設されており、すなわちこの第１のメタライジング部８の基体２に向いていない外面は部分的にのみ覆われており、この第１のメタライジング部８の外面の部分領域は覆われていない。

これら２つのメタライジング部８，９は、焼成メタライジング部として形成されている。具体的には、これらのメタライジング部８，９は、金属ペーストを塗布して焼成することによって生成されている。好ましくはまず第１のメタライジング部８が、たとえばシルクスクリーン印刷によって塗布されて焼成される。続いて第２のメタライジング部９が、たとえばシルクスクリーン印刷によって塗布されて焼成される。

これら２つのメタライジング部８，９は金属を含んでいる。好ましくはこれらのメタライジング部８，９の少なくとも１つは、銅を含んでいる。代替または追加的にこれらのメタライジング部８，９は、銀または銀−パラジウムを含んでよい。これらのメタライジング部８，９は、異なる金属を含んでよく、たとえばこれらのメタライジング部の１つは銅を含み、もう１つのメタライジング部は銀を含んでよい。

第１のメタライジング部８は、ガラス成分を含んでおり、具体的には粉末ガラス（Glasfritte）を含んでいる。このガラス成分は、好ましくはメタライジング部８の、基体２の外側面６への接着強度を保証し、たとえば基体２のセラミック材料への接着強度を保証する。好ましくは、第１のメタライジング部８のガラス成分は、３〜１０重量％である。たとえばこのガラス成分は、６重量％である。この第１のメタライジング部のガラス成分８は、この第１のメタライジング部８のはんだ材料との小さな濡れ性をもたらす。

第２のメタライジング部９は、ガラス成分を全く含んでいないか、または第１のメタライジング部８より少ないガラス成分を含んでいる。この第２のメタライジング部９の焼成の際には、とりわけ第１のメタライジング部８から僅かなガラス成分が第２のメタライジング部に拡散し得るので、もしこの第２のメタライジング部９の生成のためにガラス成分のないペーストが用いられても、焼成後には第２のメタライジング部９に僅かなガラス成分が存在し得る。
これらメタライジング部８，９の２段階の焼成によって、このような拡散が全くあるいは大幅に抑制される。第１のメタライジング部８は、第２のメタライジング部９より大きな気孔率を有することができる。

たとえば第２のメタライジング部９は、金属から成っている。この第２のメタライジング部９は、ガラス成分が無いかまたは少ないため、はんだ材料との良好な濡れ性を備える。

この第１のメタライジング部８は、矩形の面の形状に形成されている。
具体的には、この第１のメタライジング部８は、欠損部を全く備えておらず、すなわち全面的に形成されている。

第２のメタライジング部９は、互いに平行して延在する２つの帯形状の部分領域１０，１１を備える。これらの部分領域１０，１１は、積層方向Ｓに延在している。これらの部分領域１０，１１の間に、この第２のメタライジング部９は、欠損部１２を備え、この欠損部を通して上記の第１のメタライジング部８が視認される。これらの２つの部分領域１０，１１は、１つの第３の部分領域１２によって互いに結合されている。この第３の部分領域１２は、積層方向Ｓに対し直角に延在している。この第２のメタライジング部９は、全体としてＵ形状に形成されている。特にこの第２のメタライジング部９は、枠形状に形成されており、ここでこの枠形状に開口部１７が設けられている。

１つの代替の実施形態においては、第２のメタライジング部９は、２つの互いに平行に配設された部分領域１０，１１を備え、上記の第３の部分領域１２を備えていない。
もう１つの代替の実施形態においては、この第２のメタライジング部９は、１つの第４の部分領域を備え、この第４の部分領域は、上記の第３の部分領域に対向して設置された１つの端部でこれらの２つの平行に配設された部分領域１０，１１を結合している。この場合、第２のメタライジング部９は、矩形の枠に形成されることになる。本発明は、この第２のメタライジング部を特定の形状に限定するものではない。たとえばこの第２のメタライジング部９に円形の欠損部が配設されていてよい。

第１のメタライジング部８は、焼成された状態で、好ましくは５μｍ〜３０μｍの範囲の厚さｄ₁（図２参照）を有する。たとえばこの厚さｄ₁は２０μｍとなっている。第２のメタライジング部９は、たとえば１０μｍ〜６０μｍの範囲の厚さｄ₂（図２参照）を有する。たとえばこの厚さｄ₂は４０μｍとなっている。これらの厚さｄ₁およびｄ₂は同じであってもよい。たとえばこれら２つの厚さｄ₁、ｄ₂は２０μｍとなっていてよい。

第１のメタライジング部８の面積は、第２のメタライジング部９の面積より大きい。この第１のメタライジング部８の大きな面積によって、外側面６への上記の外部接続部７の良好な接着強度が保証される。第２のメタライジング部９の小さな面積によって、１つの接続部材を１つの小さな固定領域でこの第２のメタライジング部９に固定することができる。第１および第２のメタライジング部８，９の異なる濡れ性によって、コンタクト部材を容易に第２のメタライジング部８のみに固定し、あるいは僅かな程度でのみ第１のメタライジング部９に固定することができる。これはたとえば、この接続部材をこの第２のメタライジング部９によって画定された固定領域にのみ固定することを可能とする。

図３は、１つの接続部材１４を備えた電子デバイス１の上面図を示す。

この電子デバイス１は、図１，２で説明したデバイスのように形成されており、外部接続部７は、ここでは追加的に、第２のメタライジング部９上に配設されている１つの接続部材１４を備える。内部電極は、図の見易さのため、ここでは図示されていない。この接続部材１４は、メッシュ状構造を有しており、特に編込み構造を有している。具体的には、この接続部材１４は、複数の互いに編込まれた金属ワイヤを有している。

この接続部材１４は、第２のメタライジング部９にはんだ付けされている。第１および第２のメタライジング部８，９のはんだ材料との異なる濡れ性によって、このはんだ材料は、第２のメタライジング部９に良好に付着するが、第１のメタライジング部８にはあまり付着しないかあるいはまったく付着しない。こうして接続部材１４がその下にあるメタライジング部８，９とはんだ付けされる固定領域１５は、第２のメタライジング部９の幾何形状によって決定される。こうしてこの接続領域１５におけるこの接続部材１４のはんだ付けのためにはんだ材料をこの接続部材１４上に、あるいはメタライジング部８，９上に大面積で取り付けることができる。第２のメタライジング部９の良好な濡れ性のおかげで、接続部材１４は、はんだ材料によって第２のメタライジング部に固着される。第１のメタライジング部８の濡れ性が良くないおかげで、接続部材１４は、この第１のメタライジング部８と接合されないかまたは小さな接着強度で結合される。こうしてこの接続部材１４は、所望の固定領域１５にのみ容易に固定することができる。詳細にはこの接続部材１４は、部分的にのみ、すなわちその外面の部分（複数）のみで固定されており、これに対し、小さな接着強度を有する領域１６においては、この接続部材１４は、基体２と結合されていないかまたは小さいな接着強度で結合されている。これはたとえば基体２においてデバイス１の分極の際あるいは動作の際に発生し得る亀裂を電気的にジャンパーすることを可能とする。好ましくはこの接続部材１４は、可撓に形成されており、たとえば基体２において亀裂が生成されることによって機械的応力が発生した際に、破断すること無しに伸長する。

外部接続部７の電気的接続のために、１つの延長接続部１８、たとえば接続ピンが接続部材７に固定されてよい（図４Ｄ参照）。この延長接続部１８は、好ましくは上記の開口部１７の上側で上記の第２のメタライジング部９の枠形状の中へ延伸している。好ましくはこの延長接続部１８は、この第２のメタライジング部９の上側の１つの領域には配設されていない。

図４Ａ，４Ｂ，４Ｃおよび４Ｄは、たとえば図１〜３に示すデバイス１の内の１つの電子デバイスの１つの接続部を生成する際の方法ステップを示す。

図４Ａに示すように、１つのデバイス１の１つの基体２が準備される。この基体２の１つの外側面６上に、１つの第１のメタライジング部の形成のために、第１の金属ペースト１９がたとえばシルクスクリーン印刷方法で塗布される。この第１の金属ペースト１９は、全面積が満たされた矩形の形状に塗布される。この第１の金属ペースト１９は、金属、たとえば銅を含み、ガラス成分を含んでいる。続いてこの第１の金属ペースト１９は焼成される。この焼成ステップは、たとえば７６０℃でＮ₂雰囲気で行われる。

このようにして得られた第１のメタライジング部８上に、図４Ｂに示すように、第２のメタライジング部９の形成のために、第２の金属ペースト２０がたとえばシルクスクリーン印刷方法で塗布される。この第２の金属ペースト８は、Ｕ形状に形成される。この第２の金属ペースト８は、金属、たとえば銅を含み、ただしガラス成分は全く含まない。続いてこの第２の金属ペースト２０は焼成される。この焼成は、たとえば同様に７６０℃で行われる。

得られたこの第２のメタライジング部９上に、適宜１つ以上の薄い金属層が取り付けられる。これらの層は、第２のメタライジング部９、特に銅を含む第２のメタライジング部９の保護のために形成されてよい。たとえばこれらの層は、スパッタリングで取り付けられる。たとえばこの第２のメタライジング部９上に、１つの銅層が取り付けられ、またこの銅層上に１つの銀層が取り付けられる。この銅層は、たとえば０．３μｍの厚さであり、銀層は０．４μｍの厚さである。この銀層は、好ましくはんだ材料中に溶け込む。このさらなる層の取り付けによって、第２のメタライジング部９のはんだ付け性を改善することができる。

図４Ｃに示すように、続いて１つの接続部材１４が第１および第２のメタライジング部８，９の上側に配設される。この接続部材１４は、たとえばワイヤメッシュで形成されている。この接続部材１４には、基体２への配設の前に、既にはんだ材料が設けられていてよい。たとえば接続部材１４は、はんだ材料でメッキされている。具体的には、この接続部材１４は、その基板２に向いた表面全体上にはんだ材料が設けられていてよい。このはんだ材料を加熱することによって、第２のメタライジング部１４とのこの接続部材１４の結合が生成される。第２のメタライジング部９の良好な濡れ性のおかげで、この接続部材１４は、第２のメタライジング部に固着される。こうして第２のメタライジング部９の場所に、接続部材１４の１つの固定領域１５が生成される。第１のメタライジング部９のはんだ材料との濡れ性が良くないおかげで、接続部材１４は、この第１のメタライジング部８と接合されないかまたは小さな接着強度で結合される。こうして第２のメタライジング部９で覆われていない第１のメタライジング部８の上側の１つの領域で、小さな接着強度の１つの領域１６が生成される。

接続部材１４のはんだ付けの際には、好ましくはこの接続部材１４は、基体２に押圧される。これによってこの第２のメタライジング部９が第１のメタライジング部８上に配設されることと、これによってこれらの第１および第２のメタライジング部８，９の間の段が形成されることが、第２のメタライジング部９上での押圧力を第１のメタライジング部８上の押圧力より大きくすることになる。この異なる押圧力によって、接続部材の第２のメタライジング部９上で異なる接着強度となることがさらに支持される。

接続部材１４の外形寸法は、好ましくは第２のメタライジング部９の外形寸法より少し小さくなっている。こうしてこの接続部材１４は、横方向に第２のメタライジング部９を越えて突出していない。具体的にはこの接続部材１４の横方向の縁部領域は、第２のメタライジング部９とはんだ付けされている。このようにして、デバイス１の信頼性を高めることができる。具体的には接続部材１４の上に出ている領域が損傷されて、この接続部材１４が脱落または短絡することを防ぐことができる。

図４Ｄに示すように、適宜１つの延長接続部１８が外部接続部７に固定されてよい。この延長接続部１８は、接続ピンとして形成されていてよい。この延長接続部１８は、接続部材１４上に戴置され、この接続部材１４とたとえば溶接される。

この延長接続部１８は、第２のメタライジング部９の開口部１７の上方で、上記のＵ形状の第２のメタライジング部９の上側の中央領域へ延伸している。このように延長接続部１８を配設することで、この延長接続部１８は接続部材１６にとりわけ信頼性良く固定することができる。この溶接工程では、この延長接続部１８は、接続部材１４に押圧され、ここでこの接続部材の曲げ性によって、小さな接着強度の領域１６において、この延長接続部１８と接続部材１４との間に良好な接続を生成することができる。さらに、上記の接続ピンが第２のメタライジング部９の上側に配設されないように延長接続部１８を配設することで、溶接工程で外部接続部７が損傷される虞が低減される。さらに加えてこのように配設された延長接続部１８は、このデバイス１の伸長を阻害しないかあるいは僅かにのみ阻害する。

図５は印加された力Ｆに対する、様々な外部接続部の引っ張り脱離の頻度のグラフを示す。引っ張り脱離では、たとえば延長接続部の亀裂，メタライジング部の部分的脱落またはメタライジング部からの延長接続部の脱落が該当する。

この引っ張り脱離試験のために、図３に示す１つの延長接続部１８を備えるデバイス１は、ワイヤメッシュの形態で準備される。その頭部領域において、第２のメタライジング部９は、カプトン膜に接着されるので、この領域では延長接続部１８は、第２のメタライジング部９とはんだ付けされていない。続いてこの延長接続部１８のはんだ付けされていない部分にこの引っ張り脱離試験で様々な力が印加される。引っ張りの際の速度は、１２．５ｍｍ／ｍｉｎである。

比較のため、第１のメタライジング部８がＵ形状に形成されている１つのデバイス１と、また図３に示すデバイス１のように全面的に矩形の形状に形成されていないものとで同じ試験が行われる。全面的な第１のメタライジング部８に対する測定値が、黒丸の記号で示されている。さらにこれらの測定値にワイブル分布がフィッティングされ、これが点線で示されている。Ｕ形状の第１のメタライジング部８の計測値が、黒四角の記号で示されている。ここでもワイブル分布がフィッティングされ、これが連続線で示されている。

全体としてこの図から、第１のメタライジング部８が全面的に取り付けられた場合、その引っ張り脱離の力は、Ｕ形状に取り付けられた第１のメタライジング部に対して約４０％大きくなっている。全面的な第１のメタライジング部８では、この引っ張り脱離の力の平均値は、５．７Ｎであり、標準偏差は２．４Ｎである。外部接続部７は、５．６Ｎの力Ｆによって５０％が、また８．２Ｎの力によって９０％が引っ張り脱離する。Ｕ形状の第１のメタライジング部８では、この引っ張り脱離の力の平均値は、４．１Ｎであり、標準偏差は１．２Ｎである。外部接続部７は、４．１Ｎの力Ｆによって５０％が、また５．６Ｎの力によって９０％が引っ張り脱離する。

１ ： 電子デバイス
２ ： 基体
３ ： 第１の内部電極
４ ： 第２の内部電極
５ ： 誘電体層
６ ： 外側面
７ ： 外部接続部
８ ： 第１のメタライジング部
９ ： 第２のメタライジング部
１０ ： 第１の部分領域
１１ ： 第２の部分領域
１２ ： 第２のメタライジング部の欠損部
１３ ： 第３の部分領域
１４ ： 接続部材
１５ ： 固定領域
１６ ： 小さな接着強度の領域
１７ ： 開口部
１８ ： 延長接続部
１９ ： 第１の金属ペースト
２０ ： 第２の金属ペースト
Ｓ ： 積層方向
ｄ_１ ： 第１のメタライジング部の厚さ
ｄ_２ ： 第２のメタライジング部の厚さ
Ｐ ： 外部接続部の引っ張り脱離の頻度
Ｆ ： 力

Claims (7)

1. １つの第１のメタライジング部（８）と当該第１のメタライジング部上に配設されている１つの第２のメタライジング部（９）とを備えた少なくとも１つの外部接続部（７）を有する電子デバイスであって、
   前記第１のメタライジング部（８）および前記第２のメタライジング部（９）は、焼成されており、
   前記第２のメタライジング部（９）は、１つの欠損部（１２）を有することで前記第１のメタライジング部（８）を部分的にのみ覆うＵ形状に形成されており、
   前記第１のメタライジング部（８）は、前記欠損部（１２）の下方に存在し、
   前記第２のメタライジング部（９）には、１つの接続部材（１４）が固定され、
   接続ピンとして形成されている延長接続部（１８）は、前記接続部材（１４）に固定され、
   前記接続ピンは、前記Ｕ形状の平面視で、前記Ｕ形状の開口部（１７）の上方から前記Ｕ形状の中央領域へ延伸している、
   ことを特徴とする電子デバイス。
2. 前記第１のメタライジング部（８）は、第２のメタライジング部（９）より小さなはんだ材料との濡れ性を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電子デバイス。
3. 前記第１のメタライジング部（８）は、ガラス成分を含み、前記第２のメタライジング部（９）は、ガラス成分を全く含まないか、または前記第１のメタライジング部（８）より少ないガラス成分を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の電子デバイス。
4. 前記第１のメタライジング部（８）は、全面的に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子デバイス。
5. 前記１つの接続部材（１４）は、前記第２のメタライジング部（９）にはんだ付けされていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子デバイス。
6. 前記接続部材（１４）は、メッシュ構造を備えていることを特徴とする、請求項１または５に記載の電子デバイス。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子デバイスの電気的接続部の生成方法であって、
   Ａ）電子デバイス（１）の基体（２）を準備し、当該基体（２）の１つの外側面（６）上に第１の金属ペースト（１９）を塗布するステップと、
   Ｂ）前記第１の金属ペースト（１９）を焼成して第１のメタライジング部（８）を形成するステップと、
   Ｃ）前記第１のメタライジング部（８）上に第２の金属ペースト（２０）を塗布するステップと、
   Ｄ）前記第２の金属ペースト（２０）を焼成して第２のメタライジング部（９）を形成するステップと、
   を備えることを特徴とする方法。

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