DE102008027115A1

DE102008027115A1 - Kontaktstruktur, elektronisches Bauelement mit einer Kontaktstruktur und Verfahren zu deren Herstellung

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Publication number: DE102008027115A1
Application number: DE102008027115A
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr. Schuh
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2009-12-24
Also published as: WO2009146987A1

Abstract

Eine Kontaktstruktur (8; 8') eines elektronischen Bauelements (1) mit einem keramischen Körper (7) und mindestens einer Innenelektrode (2) wird vorgesehen. Eine erste Oberfläche (6) des Bauelements (1) weist eine elektrische isolierende Schicht (15) mit mindestens einer Durchöffnung (16) auf, die zumindest einen Teil der Innenelektrode (2) freilegt. Die Kontaktstruktur (8; 8') weist eine erste elektrisch leitende Schicht (18; 18') aus elektrisch leitenden nanoskaligen Körpern auf, die in der Durchöffnung (16) angeordnet und mit der darin angeordneten Innenelektrode (2) elektrisch verbunden sind. Des Weiteren weist sie eine zweite elektrisch leitende Kontaktschicht (19) auf, die auf der ersten elektrisch leitenden Schicht (18) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktstruktur, ein elektronisches Bauelement mit einer Kontaktstruktur und ein Verfahren zum Herstellen einer Kontaktstruktur und eines elektronischen Bauelements.
Elektronische Bauelemente mit einem keramischen Körper und mindestens einer metallischen Innenelektrode, wie Piezoaktoren, sind beispielsweise aus der DE 10 2006 003 070 B3 bekannt.
Diese elektronischen Bauelemente weisen typischerweise großflächige metallische Außenkontakte auf, die zumindest zum Teil auf dem keramischen Körper des Bauelements angeordnet sind und in elektrischer Verbindung mit den Innenelektroden stehen.
Auf Grund der unterschiedlichen Materialien können sich Risse zwischen dem keramischen Körper und den Außenkontakten und/oder innerhalb der Kontaktstruktur bilden. Piezoelektrisch aktive Bauelemente sind auch auf Grund der mechanischen Verformung der piezoelektrisch aktiven Keramik rissanfällig, da diese mechanische Verformung zu zusätzlicher Belastung der Außenkontakte führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kontaktstruktur für ein elektronisches Bauelement mit einem keramischen Körper und mindestens einer Innenelektrode vorzusehen, die zuverlässiger ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein elektro nisches Bauteil mit einer Kontaktstruktur vorzusehen, das zuverlässiger ist.
Gelöst ist dies mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird eine Kontaktstruktur eines elektronischen Bauelements mit einem keramischen Körper und mindestens einer Innenelektrode vorgesehen. Die Innenelektrode ist im keramischen Körper angeordnet und erstreckt sich bis zu einer ersten Oberfläche des Bauelements, wo sie einen Bereich der ersten Oberfläche des Bauelements bildet. Die erste Oberfläche des Bauelements weist eine elektrisch isolierende Schicht mit mindestens einer Durchöffnung auf, die zumindest einen Teil der Innenelektrode freilegt. Erfindungsgemäß weist die Kontaktstruktur eine erste elektrisch leitende Schicht aus elektrisch leitenden nanoskaligen Körnern und eine zweite elektrisch leitende Kontaktschicht auf. Die erste elektrisch leitende Schicht ist in der Durchöffnung der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet und mit der in der Durchöffnung angeordneten Innenelektrode elektrisch verbunden. Die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht ist auf der ersten elektrisch leitenden Schicht angeordnet und mit der Innenelektrode elektrisch verbunden.
Die erfindungsgemäße Kontaktstruktur weist somit zwei Schichten auf. Die untere erste elektrisch leitende Schicht steht in direktem Kontakt mit der Innenelektrode und ist aus nanoskaligen Körnern gebildet. Der Begriff Nanoskalig wird hier verwendet, um Körner mit einem Durchschnittsdurchmesser von 1 nm bis zu 1000 nm, vorzugsweise von 1 nm bis zu 200 nm zu bezeichnen. Diese untere elektrisch leitende Schicht bildet eine verbesserte elektrische Verbindung mit der Innenelektrode, da der Durchmesser der nanoskaligen Körner wesentlich kleiner ist als die Dicke bzw. freiliegende Oberfläche der Innenelektrode, die einen Bereich der ersten Oberfläche des Bauelements bildet.
Typischerweise ist die Dicke der Innenelektrode ungefähr einige Mikrometer, beispielsweise 2 bis 3 Mikrometer (μm).
Folglich wird über der Dicke der Innenelektrodenlage eine elektrische Verbindung zwischen mehreren nanoskaligen Körnern der ersten elektrisch leitenden Schicht und der Innenelektrode erzeugt. Bei zunehmend kleineren Körnern wird die Kontaktfläche zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht und der Innenelektrode erhöht. Diese vergrößerte Kontaktfläche zwischen der Kontaktstruktur und der Innenelektrode führt zu einer zuverlässigen elektrischen Verbindung auch unter mechanischer Belastung der Kontaktstruktur.
Die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht kann auch nanoskalige Körner aufweisen, aber auch größere Körner, d. h. nicht nanoskalige Körner aufweisen. Die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht kann aus einem bekannten Material sowie mit einem bekannten Verfahren hergestellt werden. Durch das Einfügen einiger zusätzlicher Schritte zum Aufbringen der ersten Schicht aus nanoskaligen Körnern kann die erfindungsgemäße Kontaktstruktur in ein bekanntes Herstellungsverfahren integriert werden. Die Herstellungskosten können niedrig gehalten werden.
Die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht kann aus einem Leitkleber gebildet werden oder ein galvanisch aufgebrachtes Metall oder eine Legierung sein.
Die nanoskaligen Körner der ersten elektrisch leitenden Schicht können aus einem Metall oder einer Legierung beste hen, die eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist. In einem Ausführungsbeispiel weisen die elektrisch leitenden nanoskaligen Körner eines oder mehrere der Elemente Ag, Au, Cu, Ni, Cr, Pt, Pd, Ti und W auf.
Die erste elektrisch leitende Schicht ist in einem Ausführungsbeispiel aus nasschemisch aufgebrachten nanoskaligen Partikeln gebildet. Diese Struktur hat den Vorteil, dass vorgeformte nanoskalige Partikel verwendet werden können, die kommerziell erhältlich sind. Die Partikel können als eine Suspension in einer verdampfbaren Lösung oder als Mischung mit Bindemittel aufgebracht werden. Die aufgebrachte Mischung kann thermisch behandelt werden, um die Lösung oder das Bindemittel zu entfernen und anschließend eine Schicht aus nanoskaligen gesinterten Körnern zu bilden. Diese gesinterte Schicht kann makroskopisch elektrisch leitend sein.
Die erste elektrisch leitende Schicht kann auch vorteilhaft ein Haftvermittler sein, um die Zuverlässigkeit der Kontaktstruktur weiter zu erhöhen. Das Material der nanoskaligen Körner sowie das Material der Innenelektrode können so ausgewählt werden, dass sie miteinander chemisch reagieren bzw. legieren, um eine mechanisch zuverlässige sowie elektrisch leitende Verbindung zu erzeugen. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Grenze zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht und der Innenelektrode Phasen auf, die das Material der Innenelektrode und das Material der nanoskaligen Körner aufweisen.
Die erste Oberfläche des elektronischen Bauelements weist eine elektrisch isolierende Schicht mit mindestens einer Durchöffnung auf, die zumindest einen Teil der Innenelektrode freilegt, um einen elektrischen Kontakt zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitenden Schicht und der Innen elektrode, die im keramischen Körper angeordnet ist, zu gewährleisten. In einem Ausführungsbeispiel sind mehrere streifenförmige Durchöffnungen in der elektrisch isolierenden Schicht vorgesehen, die jeweils eine streifenförmige Oberfläche einer Innenelektrode freilegen.
Die streifenförmigen Durchöffnungen können die ganze Länge der Innenelektrode freilegen. Eine größere Durchöffnung hat den Vorteil, dass sich die Kontaktfläche zwischen der Innenelek-trode und der Kontaktstruktur erhöht und der elektrische Widerstand des Kontakts zwischen der Innenelektrode und der Kontaktstruktur reduziert wird. Gleichzeitig kann die Zuverlässigkeit der Verbindung verbessert werden, da die mechanische Belastbarkeit der Verbindung erhöht wird.
In einem Ausführungsbeispiel ist die erste elektrisch leitende Schicht vollständig innerhalb der Durchöffnung oder Durchöffnungen angeordnet. Die Dicke der ersten elektrisch leitenden Schicht ist kleiner als die Dicke der elektrisch isolierenden Schicht. Die erste elektrisch leitende Schicht ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein begrenzter Bereich oder eine Vielzahl getrennter begrenzter Bereiche vorgesehen, die in ihrer Lage über Bereiche der elektrisch isolierenden Schicht voneinander elektrisch isoliert sind. Die Bereiche der ersten elektrisch leitenden Schicht sind nur über der zweiten elektrisch leitenden Kontaktschicht miteinander elektrisch verbunden.
In einem Ausführungsbeispiel ist die erste elektrisch leitende Schicht ferner auf der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste elektrisch leitende Schicht nicht nur innerhalb der Durchöffnungen, sondern auch neben den Durchöffnungen angeordnet. Die erste elektrisch leitende Schicht kann mehrere freigelegte Innenelektrode der Oberfläche miteinander elektrisch verbinden, wenn sie sich über mehrere freigelegte Innenelektroden erstreckt. Die erste elektrisch leitende Schicht aus nanoskaligen Körnern kann somit eine geschlossene Schicht auf der Oberfläche des Bauelements sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ferner eine Schutzschicht auf der zweiten elektrisch leitenden Kontaktschicht angeordnet. Die Schutzschicht kann die Lebensdauer des Bauelements im Betrieb erhöhen, da die Kontaminierung der Kontaktstruktur durch die Betriebsbedingungen verhindert wird. Insbesondere bei der Verwendung des Bauelements als Piezoelektrischen Aktor kann das Bauelement in physischem Kontakt mit dem zu schaltenden Stoff, zum Beispiel Diesel oder Benzin bei einem Einspritzventil, kommen. Dieser Stoff kann korrosiv sein, so dass das Material der Schutzschicht entsprechend ausgewählt wird.
Die Schutzschicht kann das Bauelement an den Seitenflächen vollständig umhüllen, wobei Kontaktflächen der Sammelkontakte frei gehalten werden, so dass ein externer Kontakt zu den Bauelementen hergestellt werden kann. In weiteren Ausführungsbeispielen ist die Schutzschicht elektrisch isolierend und/oder weist Kunststoff auf.
Die erste Oberfläche des Bauelements weist eine elektrisch isolierende Schicht auf, die in einem Ausführungsbeispiel eine weitere Lage ist, die auf dem keramischen Bauelement angeordnet ist. Diese Anordnung kann verwendet werden, wenn sich die Innenelektrode vollständig über die Lagen des keramischen Körpers erstreckt, wie zum Beispiel bei einem vollaktiven Vielschichtpiezoaktor.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die elektrisch isolierende Schicht aus dem keramischen Körper des Bauelements gebildet. Der keramische Körper weist somit Durchöffnungen in seiner Oberfläche auf, die zumindest einen Teil der Innenelektrode freilegt. Diese Anordnung kann verwendet werden, wenn sich die Innenelektrode nicht vollständig über die keramische Lage erstreckt.
Die Erfindung sieht auch ein elektronisches Bauelement mit einer Kontaktstruktur nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispiele vor. Das elektronische Bauelement weist einen keramischen Körper und mindestens eine Innenelektrode auf, die im keramischen Körper angeordnet ist, sich bis zu einer ersten Oberfläche des Bauelements erstreckt und einen Bereich der ersten Oberfläche des Bauelements bildet. Die erste Oberfläche des elektronischen Bauelements weist eine elektrisch isolierende Schicht mit mindestens einer Durchöffnung auf, die zumindest einen Teil der Innenelektrode freilegt.
Wie bereits erläutert weist die Kontaktstruktur erfindungsgemäß eine erste untere elektrisch leitende Schicht aus elektrisch leitenden nanoskaligen Körnern und eine zweite obere elektrisch leitende Kontaktschicht auf. Die erste elektrisch leitende Schicht ist in der Durchöffnung der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet und mit der in der Durchöffnung angeordneten Innenelektrode elektrisch verbunden. Die zweite obere elektrisch leitende Kontaktschicht ist auf der ersten unteren elektrisch leitenden Schicht angeordnet und mit der Innenelektrode elektrisch verbunden.
In einem Ausführungsbeispiel ist das elektronische Bauelement ein Vielschichtpiezoaktor, der eine Vielzahl von piezoelektrisch aktiven Lagen und eine Vielzahl von elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen aufweist. Die elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen sehen jeweils eine elektrisch leitende Innenelektrode vor. Die piezoelektrisch aktiven Lagen und die elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen sind abwechselnd aufeinander in einer Stapelrichtung gestapelt. Die erste Oberfläche des elektronischen Bauelements erstreckt sich ungefähr senkrecht zu der Fläche der piezoelektrisch aktiven Lagen und der elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen und parallel zu der Stapelrichtung.
In einem Ausführungsbeispiel ist jede zweite Innenelektrodenlage der ersten Oberfläche in einer von mehreren Durchöffnungen der elektrisch isolierenden Schicht angeordnet. Die weiteren Innenelektrodenlagen sind von der elektrisch isolierenden Schicht auf der ersten Oberfläche abgedeckt.
In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels verbindet die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht jede zweite der Vielzahl der Innenelektrodenlagen der ersten Oberfläche elektrisch miteinander. Die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht sieht einen Sammelkontakt vor, der jede zweite der Vielzahl der an der ersten Oberfläche freigelegten Innenelektrodenlagen parallel elektrisch verbindet.
In einer Weiterbildung weist das elektronische Bauelement eine zweite Oberfläche auf, die gegenüber der ersten Oberfläche angeordnet ist. Diese zweite Oberfläche weist eine Kontaktstruktur nach einem der vorherstehenden Ausführungsbeispiele auf.
Wenn die erste Oberfläche des elektronischen Bauteils eine Vielzahl der abwechselnden piezoelektrischen Lagen und elektrisch leitende Innenelektrodenlagen und eine elektrisch isolierende Schicht mit Durchöffnungen aufweist, kann die zweite Oberfläche auch eine Vielzahl der abwechselnden piezoelektri schen Lagen und elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen und eine elektrisch isolierende Schicht mit Durchöffnungen aufweisen.
In diesem Fall legt eine Durchöffnung der elektrisch isolierenden Schicht auf der zweiten Oberfläche jede zweite Innenelektrodenlage der zweiten Oberfläche frei, die nicht mit der zweiten elektrisch leitenden Kontaktschicht auf der ersten Oberfläche elektrisch verbunden ist. Benachbarte Innenelektrodenlagen des Stapels sind mit unterschiedlichen Kontaktschichten elektrisch verbunden. Die zwei Kontaktschichten sind voneinander elektrisch getrennt, so dass eine Spannung zwischen benachbarten Innenelektrodenlagen des Vielschichtpiezoaktors mit den Kontaktschichten angelegt werden kann.
Diese Anordnungen der erfindungsgemäßen Kontaktstruktur bei einem Vielschichtpiezoaktor können verwendet werden, wenn die piezoelektrisch aktiven Lagen nahezu vollaktiv sind, sowie wenn die piezoelektrisch aktiven Lagen nicht piezoelektrisch aktive Bereiche aufweisen.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Kontaktieren eines keramischen Bauelements vor. Zunächst wird ein Bauelement mit einem keramischen Körper und mindestens einer Innenelektrode bereitgestellt. Die Innenelektrode ist im keramischen Körper angeordnet, erstreckt sich bis zu einer ersten Oberfläche des Bauelements und bildet einen Bereich der ersten Oberfläche des Bauelements. Die erste Oberfläche weist eine elektrisch isolierende Schicht mit mindestens einer Durchöffnung auf, die zumindest einen Teil der Innenelektrode freilegt. Eine erste Schicht mit elektrisch leitenden Nanopartikeln wird in die Durchöffnung aufgebracht. Danach wird eine zweite elektrisch leitende Schicht auf der ersten Schicht aufgebracht, wobei die Innenelektrode über der ersten Schicht mit der zweiten Schicht elektrisch verbunden wird.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Bauelement eine Vielzahl von piezoelektrisch aktiven Lagen und eine Vielzahl von elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen auf. Die piezoelektrisch aktiven Lagen und die elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen sind abwechselnd aufeinander in einer Stapelrichtung gestapelt. In einer Weiterbildung dieses Verfahrens wird die elektrisch isolierende Schicht so strukturiert, dass eine Durchöffnung jede zweite Innenelektrodenlage an der ersten Oberseite freilegt.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die erste elektrisch leitende Schicht in den Durchöffnungen der elektrisch isolierenden Schicht aufgebracht. Die zweite elektrisch leitende Schicht wird auf der ersten elektrisch leitenden Schicht in den Durchöffnungen aufgebracht, so dass mehrere Innenelektroden, die jeweils in einer der Durchöffnungen freigelegt sind, miteinander sowie mit der zweiten Kontaktschicht elektrisch verbunden werden.
Wenn das Bauelement eine Vielzahl der abwechselnden piezoelektrisch aktiven Lagen und elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen und eine zweite Oberfläche aufweist, die gegenüber der ersten Oberfläche angeordnet ist, wird eine elektrisch isolierende Schicht mit Durchöffnungen auf der zweiten Oberfläche so strukturiert, dass eine Durchöffnung jede zweite Innenelektrodenlage der zweiten Oberfläche freilegt, die nicht mit der zweiten elektrisch leitenden Kontaktschicht auf der ersten Oberfläche elektrisch verbunden ist. Jede Kontaktschicht sieht eine elektrische Verbindung mit einer Gruppe von Innenelektroden vor, wobei die zwei Gruppen von Innenelektroden voneinander elektrisch isoliert sind. Die Innen elektrode jeder Gruppe ist zumindest über ihre zweite Kontaktschicht parallel elektrisch verbunden.
Die Innenelektroden, die einen Teil der ersten Oberfläche bilden, werden über der zweiten Kontaktschicht, die auf der ersten Oberfläche angeordnet ist, miteinander elektrisch verbunden. Die Innenelektroden, die einen Teil der zweiten Oberfläche bilden, werden über der zweiten Kontaktschicht, die auf der zweiten Oberfläche angeordnet ist, miteinander elektrisch verbunden.
Wie bei der ersten Oberfläche kann eine erste Schicht mit elektrisch leitenden Nanopartikeln in die Durchöffnungen der zweiten Oberfläche aufgebracht werden. Eine obere zweite elektrisch leitende Kontaktschicht wird auf der unteren ersten elektrisch leitenden Schicht aus nanoskaligen Körnern auf der zweiten Oberfläche aufgebracht.
Die Nanopartikel, aus denen die erste Schicht gebildet wird, können in einer Mischung mit einem Lösungsmittel oder in einer Mischung mit einem oder mehreren organischen Bindemitteln aufgebracht werden. Danach kann das Bauelement thermisch behandelt werden, um die Lösungsmittel bzw. Bindemittel zu entfernen, und um die elektrische Leitfähigkeit der ersten Schicht zu erhöhen.
Eine elektrische sowie mechanische Verbindung zwischen der ersten Schicht und der Innenelektrode kann durch eine thermische Behandlung erfolgen. Eine elektrisch leitende Schicht mit nanoskaligen Körnern wird aus den aufgebrachten Nanopartikeln gebildet.
Eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Schicht und der in der Durchöffnung freigelegten Innenelektrode kann durch eine chemische Reaktion oder Legieren der ersten Schicht mit der Innenelektrode erzeugt werden. In diesem Fall kann die erste Schicht gleichzeitig eine haftvermittelnde Wirkung ausüben.
Die Nanopartikel bzw. die Lösungsmittel oder Bindemittel mit Nanopartikeln können mit einem Siebdruckverfahren, Sprühen oder Tauchen aufgebracht werden. In einer Durchführungsform kann beim Aufbringen der Nanopartikel in die Durchöffnung die elektrisch isolierende Schicht als Maske verwendet werden. Dieses Verfahren kann verwendet werden, wenn die erste Schicht vollständig innerhalb der Durchöffnungen angeordnet wird.
Die zweite elektrisch leitende Schicht kann mit Sprühen oder Tauchen oder einem Siebdruckverfahren aufgebracht werden.
In einem Ausführungsbeispiel wird die elektrisch isolierende Schicht durch Sprühen oder Tauchen oder einem Siebdruckverfahren oder Auflaminieren einer Folie aufgebracht. Wird die elektrisch isolierende Schicht in Form einer geschlossenen Schicht aufgebracht, kann nach dem Aufbringen der elektrisch isolierende Schicht die elektrisch isolierende Schicht mit Laserablation oder einem photolithographischen Verfahren strukturiert werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen naher erläutert.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Vielschichtpiezoaktors mit einer erfindungsgemäßen Kontaktstruktur,
2 zeigt eine schematische detaillierte Ansicht einer Kontaktstruktur nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
3 zeigt eine schematische detaillierte Ansicht einer Kontaktstruktur nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt einen Vielschichtpiezoaktor 1, der eine Vielzahl von Innenelektrodenlagen 2 und eine Vielzahl von piezoelektrisch aktiven Lagen 3 aufweist. Der Vielschichtpiezoaktor dient in diesem Ausführungsbeispiel zur Verwendung als Betätigungselement in Einspritzventilen eines Kraftfahrzeugmotors. Die Innenelektrodenlagen 2 und die piezoelektrisch aktiven Lagen 3 sind abwechselnd aufeinander in einer Stapelrichtung 4 gestapelt und bilden einen mehrlagigen Körper 7 des Vielschichtpiezoaktors 1.
Die Innenelektrodenlagen 2 bestehen jeweils aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere einem Metall oder einer Legierung wie Ag-Pd. Die piezoelektrisch aktiven Lagen 3 bestehen aus einem Material, das den piezoelektrischen Effekt zeigt, d. h. beim Anlegen eines elektrischen Felds verformt sich das Material mechanisch. Diese mechanische Verformung erzeugt eine nutzbare Dehnung und/oder Kraft an den Endflächen, so dass der Stapel als Aktor verwendet werden kann.
In diesem Ausführungsbeispiel bestehen die piezoelektrisch aktiven Lagen 3 aus einer Keramik, insbesondere PZT (Blei-Zirkonat-Titanat). Die Innenelektrodenlagen 2 erstrecken sich über die gesamte Fläche der benachbarten piezoelektrisch aktiven Lagen 3. Diese Anordnung des Vielschichtpiezoaktors 1 wird als vollaktiver Piezoaktorstapel bezeichnet. In dieser Anordnung erstrecken sich die Innenelektroden 2 zu den Rand seiten 5 des Stapels und bilden dort einen Teil der Oberfläche 6 des Körpers 7 des Piezoaktors 1.
Der Piezoaktor 1 weist ferner eine Kontaktstruktur 8 auf, mit der ein elektrischer Kontakt zu den jeweiligen Innenelektroden 2 hergestellt werden kann. Eine Spannung wird zwischen den benachbarten Innenelektroden 2 des Stapels angelegt, so dass die zwischen den Innenelektroden 2 angeordneten piezoelektrisch aktiven Lagen 3 mechanisch reagieren. Jede zweite Innenelektrode 2 ist zu einem gemeinsamen Sammelkontakt 11 elektrisch verbunden, so dass zwei Gruppen von Innenelektroden 9, 10 vorgesehen sind, die voneinander elektrisch isoliert sind. Benachbarte Innenelektroden 2, 2' des Stapels gehören zu unterschiedlichen Gruppen 9, 10.
Ein erster Sammelkontakt 11 ist auf einer ersten Randseite 12 des Körpers 7 angeordnet und ein zweiter Sammelkontakt 13 auf der gegenüberliegenden Randseite 14 des Körpers 7, wobei der erste Sammelkontakt 11 mit der ersten Gruppe 9 von Innenelektroden 2 und der zweite Sammelkontakt 13 mit der zweiten Gruppe 10 von Innenelektroden 2' elektrisch verbunden ist.
Um einen Kurzschluss zwischen den zwei Gruppen 9, 10 von Innenelektroden 2, 2' sowie zwischen den zwei Sammelkontakten 11, 13 zu vermeiden, ist eine elektrisch isolierende Schicht 15 auf zumindest den zwei Randseiten 12, 14 des Körpers 7 mit den Sammelkontakten 11, 13 angeordnet.
Die elektrisch isolierende Schicht 15 weist Durchöffnungen 16 auf, die die Oberfläche 17 der Innenelektrodenlagen 2 freilegen, die einen Teil der ersten Oberfläche 6 des Körpers 7 bildet. Insbesondere legen die Durchöffnungen 16 der elektrisch isolierenden Schicht 15 die erste Gruppe 9 von Innenelektroden 2 auf der ersten Randseite 12 und die zweite Grup pe 10 von Innenelektroden 2' auf der zweiten Randseite 14 frei.
Auf der ersten Randseite 12 ist die zweite Gruppe 10 von Innenelektroden 2' von der elektrisch isolierenden Schicht 15 abgedeckt und folglich durch die elektrisch isolierende Schicht 15 von dem darauf angeordneten Sammelkontakt 11 elektrisch isoliert. Auf der zweiten Randseite 14 ist die erste Gruppe 9 von Innenelektroden 2 von der elektrisch isolierenden Schicht 15 abgedeckt und folglich durch die elektrisch isolierende Schicht 15 von dem darauf angeordneten Sammelkontakt 13 elektrisch isoliert.
Die Kontaktstruktur 8 der Sammelkontakte 11 nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist in der detaillierten Ansicht der 2 dargestellt. In der 2 ist die Kontaktstruktur 8 des ersten Sammelkontakts 11 dargestellt. Die Kontaktstruktur 8 des zweiten Sammelkontakts 13 ist gleich.
In der detaillierten Ansicht der 2 ist ein Teil der ersten Randseite 12 des Vielschichtpiezoaktors 1 mit vier der piezoelektrisch aktiven Lagen 3 sowie drei Innenelektrodenlagen 2 dargestellt. Die elektrisch isolierende Schicht 15 ist auf der Oberfläche 6 des Körpers 7 des Vielschichtpiezoaktors 1 angeordnet und legt jede zweite Innenelektrode 2 frei. Die derzwischen angeordnete Innenelektrode 2' der zweiten Gruppe 10 ist von der elektrisch isolierenden Schicht 15 abgedeckt und mit dieser elektrisch isolierenden Schicht 15 von dem darauf angeordneten ersten Sammelkontakt 11 elektrisch isoliert.
Die Kontaktstruktur 8 besteht aus zwei Schichten 18, 19. Eine erste untere elektrisch leitende Schicht 18 weist nicht dargestellte nanoskalige Körner auf und ist in den Durchöffnun gen 16 der elektrisch isolierenden Schicht 15 angeordnet. Die erste elektrisch leitende Schicht 18 steht in direktem Kontakt und in elektrischer Verbindung mit der freigelegten Innenelektrode 2, die innerhalb der Durchöffnung 16 angeordnet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Schicht 18 vollständig innerhalb der jeweiligen Durchöffnungen 16 angeordnet. Die Dicke der ersten Schicht 18 ist kleiner als die Dicke der elektrisch isolierenden Schicht 15. Die erste Schicht 18 besteht aus einer Vielzahl von Bereichen 20, die voneinander durch die elektrisch isolierende Schicht 15 getrennt sind. Die nanoskaligen Körner der ersten elektrisch leitenden Schicht 18 bestehen aus einem elektrisch leitenden Metall oder einer elektrisch leitenden Legierung, wie Silber oder Gold und deren Legierungen.
Die zweite elektrisch leitende Schicht 19 der Kontaktstruktur 8 erstreckt sich über die gesamte Randseite 12 des Vielschichtpiezoaktors 1 und in den Durchöffnungen 16 der elektrisch isolierenden Schicht 15. Die zweite Schicht 19 ist direkt auf der Oberfläche 21 der elektrisch isolierenden Schicht 15 sowie auf der ersten elektrisch leitende Schicht 18 angeordnet. Die zweite elektrisch leitenden Schicht 19 sieht der Sammelkontakt 11 vor, da sie die Innenelektroden 2 der ersten Gruppe 9 miteinander elektrisch verbindet. Die zweite Schicht 19 wird aus einem Leitkleber hergestellt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die zweite Schicht mit einem galvanischen Verfahren aufgebracht.
Die nanoskaligen Körner der ersten Schicht führen zu einer höheren Kontaktfläche zwischen der Kontaktstruktur 8 und der Innenelektrode 2. Diese höhere Kontaktfläche sieht eine niedrigeren Kontaktwiderstand sowie eine verbesserte mechanische Belastbarkeit der Verbindung zwischen der Kontaktstruktur 8 und der Innenelektroden 2 vor.
Die Innenelektrodenlagen 2 weisen eine Dicke von typischerweise 2 bis 3 μm und die nanoskaligen Körner der ersten Schicht 18 einen Durchschnittsdurchmesser von 2 bis 1000 nm auf. Folglich sind mehrere nanoskalige Körner in direktem Kontakt mit der freiliegenden Oberfläche 17 der Innenelektrode 2. Die Kontaktfläche zwischen der ersten Schicht 18 und der Innenelektrode 2 ist höher als die Kontaktfläche, die durch die Verwendung einer Schicht mit Partikeln größeren Durchmessers, wie zum Beispiel Leitkleber mit Körnern oder Partikeln mit einem größeren Durchmesser von 1 bis 10 μm, vorgesehen werden kann.
Die erste elektrisch leitende Schicht 18 ist zwischen den Innenelektroden 2 und der zweiten elektrisch leitenden Sammelschicht 19 angeordnet und dient zumindest zum Teil als Haftvermittler, um die mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen dem Sammelkontakt 19 und dem Körper 7 des Piezoaktors 1 zu verbessern. Die haftvermittelnde Wirkung kann weiter erhöht werden, wenn zumindest an der Grenze zwischen der Innenelektrode 2 und der ersten Schicht 18 Phasen entstehen, die die Produkte einer Reaktion oder Legieren des Materials der ersten Schicht 18 und des Materials der Innenelektroden 2 sind. Das Material der ersten Schicht 18 und das Material der Innenelektrode 2 kann so ausgewählt und das Herstellungsverfahren so eingestellt werden, dass eine geeignete Reaktion stattfindet.
Ferner kann das Material der ersten Schicht 18 mit dem Material der zweiten Schicht 19 reagieren, so dass eine verbes serte mechanische Verbindung zwischen diesen Schichten 18, 19 der Kontaktstruktur 8 entsteht.
Die 3 zeigt eine detaillierte Ansicht einer Kontaktstruktur 8' eines piezoelektrischen Aktors 1' nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Kontaktstruktur 8' weist eine untere erste elektrisch leitende Schicht 18' aus nicht dargestellten nanoskaligen Körnern und eine obere zweite elektrisch leitende Schicht 19 auf, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in der 2 gezeigt ist.
Die Kontaktstruktur 8' des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der Kontaktstruktur 8 des ersten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung der ersten unteren elektrisch leitenden Schicht 18'. Im zweiten Ausführungsbeispiel hat die erste Schicht 18' die Form einer geschlossenen Schicht, die sich vollständig und ungefähr konform über die elektrisch isolierende Schicht 15 erstreckt. Die erste Schicht 18' erstreckt sich über die Innenwände 22 sowie dem Boden 23 der Durchöffnungen 16, wobei eine Innenelektrode 2 zumindest einen Teil des Bodens 23 jeder zweiten Durchöffnung 16 bildet.
In dieser Ausführungsform steht die zweite obere elektrisch leitende Schicht 19 nur in direktem Kontakt mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 18' und nicht in direktem Kontakt mit der elektrisch isolierenden Schicht 15. Im zweiten Ausführungsbeispiel verbindet sowohl die erste Schicht 18' als auch die zweite Schicht 19 die freigelegten Innenelektroden 2 der ersten Randseite 12 elektrisch miteinander.
Der Vielschichtpiezoaktor 1 kann mit dem folgenden Verfahren hergestellt werden. Zunächst wird ein gestapeltes Bauelement aus abwechselnd angeordneten Innenelektrodenlagen 2 und pie zoelektrischaktiven Lagen 3 hergestellt. Danach können die Oberflächen 6 des Bauelements weiterbearbeitet werden, beispielsweise durch Schleifen, um eine Oberfläche 6 aus den keramischen piezoelektrisch aktiven Lagen 3 und den Innenelektrodenlagen 2 zu formen.
Eine elektrisch isolierende Schicht 15 wird zumindest auf den Randseiten 12, 14 des Körpers 7 aufgebracht, an denen die Sammelkontakte 11, 13 später aufgebracht werden. Diese elektrisch isolierende Schicht 15 kann als eine geschlossene Schicht oder eine strukturierte Schicht aufgebracht werden. In einer Durchführungsform werden sämtliche Oberflächen 6 des Körpers 7 mit der elektrisch isolierenden Schicht 15 beschichtet. Im Falle einer geschlossenen Schicht wird die elektrisch isolierende Schicht 15 nach dem Aufbringen strukturiert, um die Innenelektroden 2 frei zu legen. Insbesondere wird auf einer ersten Randseite 12 jede zweite Innenelektrode 2 freigelegt und auf der gegenüberliegenden Randseite 14 wird jede zweite Innenelektrode 2' freigelegt, die nicht auf der ersten Randseite 12 freigelegt ist.
Die erste Schicht 18 wird in den Durchöffnungen 16 in der elektrisch isolierenden Schicht 15 aufgebracht. Die erste Schicht 18 kann als eine Suspension von Nanopartikeln in einem Lösungsmittel aufgebracht werden. Das Lösungsmittel wird entfernt, beispielsweise durch aund eine erste Schicht 18 aus nanoskaligen Körnern aus den Nanopartikeln gebildet.
In einer Ausführungsform zum Herstellen einer Kontaktstruktur 8, die in der 2 dargestellt ist, werden die Nanopartikel in den Durchöffnungen 16 beispielsweise mit einem Siebdruckverfahren aufgebracht, so dass die erste elektrisch leitende Schicht 18 vollständig innerhalb der Durchöffnungen 16 angeordnet ist. In diesem Fall kann die strukturierte elektrisch isolierende Schicht 15 als eine Maske verwendet werden.
In einer Ausführungsform zum Herstellen einer Kontaktstruktur 8', die in der 3 dargestellt ist, werden die Nanopartikel als eine geschlossene Schicht 18' beispielsweise durch Tauchen aufgebracht, die sich über die elektrisch isolierende Schicht 15 sowie die Durchöffnungen 16 erstreckt.
In dieser Ausführungsform wird die aufgebrachte geschlossene Schicht 18' auf den zwei sich gegenüberliegenden Randseiten 12, 14 des Körpers 7 strukturiert, so dass zwei Bereiche der ersten elektrisch leitende Schicht 18', die elektrisch voneinander getrennt sind, auf den zwei sich gegenüberliegenden Randseiten 12, 14 geformt wird. Dies kann durch das selektive Aufbringen der ersten Schicht 18' nur auf diesen zwei Randseiten 12, 14 oder durch das Aufbringen einer geschlossenen Schicht 18' auf sämtliche Randseiten 5 des Körpers 7 erfolgen, die anschließend strukturiert wird.
Zum Herstellen der Kontaktstruktur 8, 8', die in der 2 oder in der 3 dargestellt ist, wird nach dem Aufbringen und Bilden der ersten Schicht 18, 18' der Kontaktstruktur 8, 8' eine zweite Schicht 19 aus Leitkleber aufgebracht. Die zweite Schicht 19 wird zumindest auf den Randseiten 12, 14, auf denen die Sammelkontakte 11, 13 angeordnet sein sollen, aufgebracht. Die zweite Schicht 19 erstreckt sich zwischen den freiliegenden Innenelektroden 2, 2' einer der zwei Gruppen 9, 10 und verbindet die Innenelektrode 2, 2' dieser Gruppen 9, 10 elektrisch miteinander.
Wie bei der ersten Schicht 18, 18' kann die aufgebrachte geschlossene zweite Schicht 19 auf den zwei sich gegenüberliegenden Randseiten 12, 14 des Körpers 7 strukturiert werden, so dass zwei Bereiche und folglich zwei Sammelkontakte 11, 13, die elektrisch voneinander getrennt sind, geformt werden. Dies kann durch das selektive Aufbringen der zweiten Schicht 19 oder durch das Aufbringen einer geschlossene Schicht 19, die anschließend strukturiert wird, erfolgen.
Nach dem Aufbringen der zweiten Schicht 19 kann diese behandelt werden, beispielsweise durch thermische Behandlung, um eine elektrisch leitende Schicht zu erzeugen und/oder die elektrische Leitfähigkeit dieser zweiten Schicht 19 zu erhöhen. Anschließend kann eine nicht dargestellte äußere Schutzschicht auf den Vielschichtpiezoaktor aufgebracht werden.
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- DE 102006003070 B3 [0002]

Claims

Kontaktstruktur (8; 8') eines elektronischen Bauelements (1) mit einem keramischen Körper (7) und mindestens einer Innenelektrode (2), die im keramischen Körper (7) angeordnet ist, sich bis zu einer ersten Oberfläche (6) des Bauelements (1) erstreckt und einen Bereich (17) der ersten Oberfläche (6) des Bauelements (1) bildet, wobei die erste Oberfläche (6) eine elektrisch isolierende Schicht (15) mit mindestens einer Durchöffnung (16) aufweist, die zumindest einen Teil der Innenelektrode (2) freilegt, wobei die Kontaktstruktur (8, 8') – eine erste elektrisch leitende Schicht (18; 18') aus elektrisch leitenden nanoskaligen Körnern, die in der Durchöffnung (16) angeordnet und mit der darin angeordneten Innenelektrode (2) elektrisch verbunden sind, und – eine zweite elektrisch leitende Kontaktschicht (19), die auf der ersten elektrisch leitenden Schicht (18) angeordnet und mit der Innenelektrode (2) elektrisch verbunden ist, aufweist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden nanoskaligen Körner eines oder mehrere der Elemente Ag, Au, Cu, Ni, Cr, Pt, Pd, Ti und W aufweisen.
Kontaktstruktur (8; 8') nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitende Schicht (18; 18') aus nasschemisch aufgebrachten nanoskaligen Partikeln gebildet ist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitende Schicht (19) metallische Körner aufweist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenze zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht (18; 18') und der Innenelektrode (2) Phasen aufweist, die das Material der Innenelektrode (2) und das Material der nanoskaligen Körner aufweisen.
Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht (19) einen Leitkleber aufweist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (15) mehrere streifenförmige Durchöffnungen (16) aufweist, die jeweils eine streifenförmige Oberfläche (17) einer Innenelektrode (2) freilegen.
Kontaktstruktur (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitende Schicht (18) vollständig innerhalb der Durchöffnung (16) angeordnet ist.
Kontaktstruktur (8') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitende Schicht (18') ferner auf der elektrisch isolierenden Schicht (15) angeordnet ist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitende Schicht (18; 18') mehrere freigelegte Innenelektroden (2) der ersten Oberfläche (6) miteinander elektrisch verbindet.
Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Schutzschicht auf der zweiten elektrisch leitenden Kontaktschicht (19) angeordnet ist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht das Bauelement (1) an den Seitenflächen vollständig umhüllt.
Kontaktstruktur (8; 8') nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht elektrisch isolierend ist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht Kunststoff aufweist.
Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (15) eine weitere Lage ist, die auf dem keramischen Körper (7) angeordnet ist.
Kontaktstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht aus dem keramischen Körper (7) des Bauelements (1) gebildet ist.
Elektronisches Bauelement (1) mit einer Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das elektronische Bauelement (1) einen keramischen Körper (7) und mindestens eine Innenelektrode (2) aufweist, die im keramischen Körper (7) angeordnet ist, sich bis zu einer ersten Oberfläche (6) des Bauelements (1) erstreckt und einen Bereich (17) der ersten Oberfläche (6) des Bauelements (1) bildet, wobei die erste Oberfläche (6) eine elektrisch isolierende Schicht (15) mit mindestens einer Durchöffnung (16) aufweist, die zumindest einen Teil der Innenelektrode (2) freilegt.
Bauelement (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauelement (1) ein Vielschichtpiezoaktor ist, der eine Vielzahl von piezoelektrisch aktiven Lagen (3) und eine Vielzahl von elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen (2) aufweist, wobei die elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen (2) jeweils eine elektrisch leitende Innenelektrode vorsehen, und wobei die piezoelektrisch aktiven Lagen (3) und die elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen (2) abwechselnd aufeinander in einer Stapelrichtung (4) gestapelt sind.
Bauelement (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Oberfläche (6) in der Stapelrichtung (4) erstreckt und jede zweite Innenelektrodenlage (2) der ersten Oberfläche (6) in einer Durchöffnung (16) der elektrisch isolierenden Schicht (15) angeordnet ist.
Bauelement (1) nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitende Kontaktschicht (19) jede zweite der Vielzahl der Innenelektrodenlagen (2) der ersten Oberfläche (6) miteinander elektrisch verbindet.
Bauelement (1) nach einem er Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrisch aktiven Lagen (3) nahezu vollaktiv sind.
Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die piezoelektrisch aktiven Lagen (3) nicht piezoelektrisch aktive Bereiche aufweisen.
Bauelement (1) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) eine zweite Oberfläche (6') aufweist, die gegenüber der erste Oberfläche (6) angeordnet ist und eine Kontaktstruktur (8; 8') nach einem der Ansprühe 1 bis 26 aufweist.
Bauelement (1) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberfläche eine Vielzahl der abwechselnden piezoelektrischen Lagen (3) und elektrisch leitende Innenelektrodenlagen (2) und eine elektrisch isolierende Schicht (15) mit Durchöffnungen (16) aufweist, wobei eine Durchöffnung (16) jede zweite Innenelektrodenlage (2') der zweiten Oberfläche (6') freilegt, die nicht mit der zweiten elektrisch leitenden Kontaktschicht (19) auf der ersten Oberfläche (6) elektrisch verbunden ist.
Verfahren zum Kontaktieren eines keramischen Bauelements (1), das folgende Schritte aufweist: – Bereitstellen eines Bauelements (1) mit einem keramischen Körper (7) und mindestens einer Innenelektrode (2), die im keramischen Körper (7) angeordnet ist, sich bis zu einer ersten Oberfläche (6) des Bauelements (1) erstreckt und einen Bereich (17) der ersten Oberfläche (6) des Bauelements (1) bildet, wobei die erste Oberfläche (6) eine elektrisch isolierende Schicht (15) mit mindestens einer Durchöffnung (16) aufweist, die zumindest einen Teil der Innenelektrode (2) freilegt, – Aufbringen einer ersten Schicht (18; 18') mit elektrisch leitenden Nanopartikeln in die Durchöffnung (16), – Aufbringen einer zweiten elektrisch leitenden Schicht (19) auf der ersten Schicht (18; 18'), wobei die Innenelektrode (2) über der ersten Schicht (18; 18') mit der zweiten Schicht (19) elektrisch verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) eine Vielzahl von piezoelektrisch aktiven Lagen (3) und eine Vielzahl von elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen (2) aufweist, die abwechselnd aufeinander in einer Stapelrichtung (4) gestapelt sind.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (15) so strukturiert wird, dass eine Durchöffnung (16) jede zweite Innenelektrodenlage (2) der ersten Oberseite (6) freilegt.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) eine zweite Oberfläche (6') aufweist, die gegenüber der ersten Oberfläche (6) angeordnet ist, und dass die zweite Oberfläche (6') eine Vielzahl der abwechselnden piezoelektrischen Lagen (3) und elektrisch leitenden Innenelektrodenlagen (2) aufweist, wobei eine elektrisch isolierende Schicht (15) mit Durchöffnungen (16) auf der zweiten Oberfläche (6') so strukturiert wird, dass eine Durchöffnung (16) jede zweite Innenelektrodenlage (2') der zweiten Oberfläche (6') freilegt, die nicht mit der zweiten elektrisch leitenden Kontaktschicht (11) auf der ersten Oberfläche (6) elektrisch verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schicht (18; 18') mit elektrisch leitenden Nanopartikeln in die Durchöffnungen (16) der zweiten Oberfläche (6') aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (2) der ersten Oberfläche (6) über der zweiten Kontaktschicht (19), die auf der ersten Oberfläche (6) angeordnet ist, miteinander elektrisch verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 25 oder Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektrode (2') der zweiten Oberfläche (6') über der zweiten Kontaktschicht (19), die auf der zweiten Oberfläche (6') angeordnet ist, miteinander elektrisch verbunden werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel in einer Mischung mit einem Lösungsmittel oder in einer Mischung mit einem organischen Bindemittel aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel mit einem Siebdruckverfahren, Sprühen oder Tauchen aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der Nanopartikel in die Durchöffnung (16) die elektrisch isolierende Schicht (15) als Maske verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Schicht (18; 18') und der Innenelektrode (2) durch eine thermische Behandlung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Schicht (18; 18') und der in der Durchöffnung (16) freigelegten Innenelektrode (2) durch eine chemische Reaktion zwischen der ersten Schicht (18; 18') und der Innenelektrode (2) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste elektrisch leitende Schicht (18; 18') mit nanoskaligen Körnern aus den aufgebrachten Nanopartikeln gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Schicht (15) durch Sprühen oder Tauchen oder durch ein Siebdruckverfahren oder Auflaminieren einer Folie aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen der elektrisch isolierenden Schicht (15) die elektrisch isolierende Schicht (15) mit Laserablation oder einem photolithographischen Verfahren strukturiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitende Schicht (19) durch Sprühen oder Tauchen oder durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht wird.