用于制造多層構(gòu)件的方法以及多層構(gòu)件的制作方法
【專利摘要】本文給出了一種用于制造多層構(gòu)件(21)的方法，其中，主體(1，81)具有上下相疊布置的介電層(3)以及在它們之間布置的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層(4，84，5，85)。第一導(dǎo)電層(4，84)與第一輔助電極(6)連接并且第二導(dǎo)電層(5，85)與第二輔助電極(7)連接。主體(1，81)被引入介質(zhì)中并且在第一輔助電極和第二輔助電極(6，7)之間施加電壓以便產(chǎn)生材料移除。此外，給出多層構(gòu)件，所述多層構(gòu)件具有通過以電化學(xué)控制方式的材料轉(zhuǎn)移構(gòu)成的凹陷(20)。
【專利說明】用于制造多層構(gòu)件的方法以及多層構(gòu)件
[0001]本文給出了一種用于制造多層構(gòu)件的方法以及多層構(gòu)件。多層構(gòu)件能夠構(gòu)造為壓電致動器，其例如應(yīng)用在機(jī)動車中以便操縱噴射閥。多層構(gòu)件也能夠構(gòu)造為可變電阻、電容器、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻或者正溫度系數(shù)熱敏電阻。
[0002]在文獻(xiàn)DE10 2006 001 656 AUDE 44 10 504 B4 和DE 10 2007 004 813 Al 中描述了用于在多層構(gòu)件中構(gòu)造絕緣區(qū)帶的電化學(xué)蝕刻法。
[0003]待解決的任務(wù)是給出用于制造多層構(gòu)件的改進(jìn)方法以及具有改進(jìn)特性的多層構(gòu)件。
[0004]給出了一種用于制造多層構(gòu)件的方法，在此提供如下主體，其具有上下相疊布置的介電層和布置在它們之間的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層。該主體優(yōu)選具有多個第一導(dǎo)電層和多個第二導(dǎo)電層。然而，也能夠只存在一個第一導(dǎo)電層。此外，也能夠只存在一個第二導(dǎo)電層。在下文中，大多數(shù)情況下，針對第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層使用復(fù)數(shù)，然而，在此也包括其中只存在一個第一導(dǎo)電層或者只存在一個第二導(dǎo)電層的實(shí)施方式。
[0005]優(yōu)選通過該方法制造壓電構(gòu)件，尤其是，多層構(gòu)件能夠構(gòu)造為壓電致動器。這些介電層例如是陶瓷層，尤其是壓電陶瓷層。
[0006]在一種實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層在多層構(gòu)件中用作電極。尤其是，這些電極能夠構(gòu)造為電極層。
[0007]優(yōu)選在構(gòu)件運(yùn)行中在電極之間施加電壓。在這種情況下，利用此處所描述的方法例如制造絕緣區(qū)帶。例如絕緣區(qū)帶用于使第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層交替地與主體外側(cè)絕緣。因此，第一導(dǎo)電層能夠通過布置于疊層外側(cè)上的外接觸部共同地電接觸，而第二導(dǎo)電層與該外接觸部絕緣。第二導(dǎo)電層同樣能夠與布置于另一疊層側(cè)上的另一外接觸部共同電，而第一導(dǎo)電層與該外接觸部絕緣。
[0008]備選地或附加地，通過在此所描述的方法能夠構(gòu)成額定間隔區(qū)域。例如額定間隔區(qū)域能夠同時(shí)作為絕緣區(qū)帶起作用。
[0009]額定間隔區(qū)域優(yōu)選是構(gòu)件中的薄弱部分，其用于適宜地產(chǎn)生和引導(dǎo)裂紋。通過該方式，能夠阻止裂紋在構(gòu)件中不受控的形成與擴(kuò)展，以便于減少短路的危險(xiǎn)。當(dāng)構(gòu)件中相鄰的電極層交替引導(dǎo)到側(cè)面并且與位置相對的側(cè)面間隔開時(shí)，裂紋的危險(xiǎn)尤其大。由此在構(gòu)件中形成不活躍區(qū)帶，在所述不活躍區(qū)帶中能夠形成機(jī)械應(yīng)力。
[0010]在另一個實(shí)施方式中，在多層構(gòu)件中，所述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層中的至少一個導(dǎo)電層沒有作為電極層的功能。
[0011]優(yōu)選第一導(dǎo)電層在多層構(gòu)件中沒有作為電極層的功能。在這種情況下，優(yōu)選通過該方法構(gòu)成額定間隔區(qū)域。尤其是能夠在如下導(dǎo)電層的位置上構(gòu)成額定間隔區(qū)域，所述導(dǎo)電層在多層構(gòu)件中沒有作為電極層的功能。在一種實(shí)施方式中，該導(dǎo)電層在該方法期間完全被去除。
[0012]第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層能夠在疊層方向上交替布置。然而，也能夠在兩個彼此相繼的第一導(dǎo)電層之間布置多個第二導(dǎo)電層。
[0013]優(yōu)選的是第一導(dǎo)電層與第一輔助電極連接并且第二導(dǎo)電層與第二輔助電極連接。
[0014]這些輔助電極例如布置在該主體的兩個位置相對的側(cè)面上。這些輔助電極優(yōu)選只是臨時(shí)存在并且尤其是在以后的多層構(gòu)件中不再存在。
[0015]在方法步驟中將該主體的至少一部分引入到介質(zhì)中，尤其是引入到液體中。該介質(zhì)優(yōu)選是電解質(zhì)。該介質(zhì)能夠是蝕刻介質(zhì)。例如第一輔助電極布置在該主體的第一側(cè)面上并且第二輔助電極布置在第二側(cè)面上，并且該主體的至少一個第三側(cè)面引入到介質(zhì)中。
[0016]優(yōu)選在第一輔助電極和第二輔助電極之間施加電壓。通過該方式，能夠產(chǎn)生來自第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層中至少一個導(dǎo)電層的材料移除。該材料移除例如以電控制方式產(chǎn)生，尤其是通過電化學(xué)蝕刻過程產(chǎn)生。在此優(yōu)選在主體中構(gòu)成凹陷，尤其是凹陷能夠在第一導(dǎo)電層的位置構(gòu)成。
[0017]利用施加電壓，例如能夠控制在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間的材料轉(zhuǎn)移。在此，材料、尤其是導(dǎo)電材料(例如金屬)能夠例如從第一導(dǎo)電層析出并且沉積在第二導(dǎo)電層上。該層能夠例如數(shù)微米厚并且具有銅。
[0018]在一種實(shí)施方式中，所述導(dǎo)電層中的至少一個導(dǎo)電層、尤其是第一導(dǎo)電層以電控制的方式蝕刻。在另一個實(shí)施方式中，材料能夠以電流方式從導(dǎo)電層之一析出、尤其是以電流方式從第一導(dǎo)電層析出。
[0019]優(yōu)選以電控制的方式將材料沉積在所述導(dǎo)電層中的至少一個導(dǎo)電層、尤其是第二導(dǎo)電層上。優(yōu)選產(chǎn)生涂層。
[0020]例如材料沉積通過電流過程產(chǎn)生。例如從第一導(dǎo)電層析出的材料游離到第二導(dǎo)電層并且積聚在此。導(dǎo)電層的涂層能導(dǎo)致該層的電接觸的改進(jìn)。尤其是通過在導(dǎo)電層上沉積的材料能夠補(bǔ)償不希望有的材料移除，例如在蝕刻過程中補(bǔ)償不希望有的材料移除。
[0021]在一種實(shí)施方式中，能夠附加地將第三輔助電極引入介質(zhì)中。第三輔助電極優(yōu)選布置成不與該構(gòu)件連接，而是布置成與該構(gòu)件分離。通過第三輔助電極，材料移除和/或?qū)Σ牧系某练e能夠特別受控地實(shí)施。
[0022]第三輔助電極能夠設(shè)定成與第一輔助電極或第二輔助電極相同的電勢。在這種情況下，第三輔助電極優(yōu)選設(shè)定成與第二輔助電極相同的電勢。備選的，第三輔助電極能夠設(shè)定成與第一輔助電極和第二輔助電極的電勢不同的電勢。優(yōu)選第三輔助電極在此設(shè)定成位于第一輔助電極的電勢和第二輔助電極的電勢之間的電勢。尤其優(yōu)選的，第一輔助電極設(shè)定成正電勢，第二輔助電極設(shè)定成負(fù)電勢并且第三輔助電極設(shè)定成與第二輔助電極相比負(fù)性更強(qiáng)的電勢。
[0023]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，該主體在引入介質(zhì)中之前燒結(jié)。
[0024]通過該方式，通過材料移除引入的凹陷未通過以后的燒結(jié)過程改變，尤其是利用介電材料來填充。因此，這些凹陷能夠特別好地履行其作為額定間隔區(qū)域的功能。此外，對于燒結(jié)的主體，該凹陷的幾何形狀能夠良好地定義。例如，能夠產(chǎn)生非常狹長的凹陷，以便于構(gòu)成非常狹長的絕緣區(qū)帶和額定間隔區(qū)域。通過該方式多層構(gòu)件的用來產(chǎn)生功率的活躍區(qū)域通過絕緣區(qū)帶和額定間隔區(qū)域只是少量減小。
[0025]優(yōu)選在材料移除過程的至少一個階段中，第一輔助電極加載正電勢，而第二輔助電極加載負(fù)電勢。
[0026]負(fù)電勢和正電勢的施加使得材料移除和對材料的沉積能夠尤其受控地實(shí)施。尤其是，來自第二導(dǎo)電層的材料的移除能夠通過加載負(fù)電勢而得到阻止。這一點(diǎn)在如下情況下尤其有利:當(dāng)如下強(qiáng)蝕刻介質(zhì)作為介質(zhì)來使用時(shí)，所述強(qiáng)蝕刻介質(zhì)在沒有施加電壓的情況下也能蝕刻導(dǎo)電層。由此，在通過在負(fù)電勢下的輔助電極而設(shè)定的導(dǎo)電層處能夠例如沉積金屬層。這一點(diǎn)針對特定的進(jìn)一步接觸概念能夠是有利的。
[0027]在一種實(shí)施方式中，介質(zhì)、尤其是蝕刻介質(zhì)這樣選擇，S卩，介電層、尤其是陶瓷層只是少量被腐蝕或者完全沒有被腐蝕。該介質(zhì)例如具有鐵(in)-氯化物、過硫酸鈉或者銅氯化物(CuCl2)。
[0028]在一種實(shí)施方式中，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層中的至少一個導(dǎo)電層包含銅或者由銅構(gòu)成。優(yōu)選的是，至少第一導(dǎo)電層包含銅。尤其優(yōu)選的是，不僅第一導(dǎo)電層包含銅，而且第二導(dǎo)電層包含銅。優(yōu)選所有導(dǎo)電層具有相同的材料成分。
[0029]在導(dǎo)電層中使用銅使得更簡單的材料移除、尤其是在蝕刻過程中更簡單的材料移除成為可能。例如銅能夠用廣泛范圍的溫和化學(xué)物質(zhì)蝕刻。對于由銀或者銀-鈀制成的導(dǎo)電層，強(qiáng)效蝕刻介質(zhì)是蝕刻所需的，強(qiáng)效蝕刻介質(zhì)尤其也能夠腐蝕介電層。
[0030]通過蝕刻過程優(yōu)選至少部分地將銅從導(dǎo)電層中去除。上面提及的蝕刻介質(zhì)尤其好地適用于銅的蝕刻。
[0031]在一種實(shí)施方式中，銅只是部分地引入介質(zhì)中。例如該主體以其側(cè)面引入介質(zhì)中。
[0032]這使得可能適宜地在該側(cè)面上實(shí)施材料移除，而在該階段中在另一個側(cè)面上、尤其是在位置相對的側(cè)面上沒有實(shí)施材料移除。
[0033]在一種實(shí)施方式中，該主體完全引入介質(zhì)中。在這種情況下，所有區(qū)域中的材料移除在一個階段中實(shí)施。
[0034]在一種實(shí)施方式中，實(shí)施多階段的材料移除過程，尤其是多階段的蝕刻過程。
[0035]在此，在第一階段中，主體能夠只以第一部分、例如一個側(cè)面引入介質(zhì)中。在第二階段中，主體優(yōu)選以其他部分、例如位置相對的側(cè)面引入介質(zhì)中。這使得在主體的預(yù)先定義的部分處適宜的材料移除、尤其是蝕刻成為可能。優(yōu)選輔助電極的極性在這些階段之間互換。
[0036]例如，在第一階段中，向第一輔助電極施加正電勢，并且向第二輔助電極施加負(fù)電勢。在第二階段中，向第一輔助電極施加負(fù)電勢，并且向第二輔助電極施加正電勢。這使得可能在第一階段中例如適宜地移除來自第一導(dǎo)電層的材料，并且在第二階段中適宜地移除來自第二導(dǎo)電層的材料。
[0037]在一種實(shí)施方式中，實(shí)施單一階段的材料移除過程，尤其是單一階段的蝕刻過程。
[0038]在單一階段的過程中，只在一個階段中移除材料。尤其是沒有進(jìn)行輔助電極極性的交換。優(yōu)選主體只引入介質(zhì)中一次。
[0039]單一階段的材料移除過程在如下情況下尤其好地適用:在多層構(gòu)件中第一導(dǎo)電層不承擔(dān)作為電極的功能。在這種情況下，在單一階段的過程中優(yōu)選在第一導(dǎo)電層的位置處構(gòu)成額定間隔區(qū)域。例如第一導(dǎo)電層在材料移除過程中完全被去除。
[0040]在一種實(shí)施方式中，該主體具有第三導(dǎo)電層，其與第二輔助電極相連。也可能只存在第三導(dǎo)電層。第三導(dǎo)電層具有不同于第二導(dǎo)電層的幾何形狀。例如，第二導(dǎo)電層只覆蓋介電層的一部分，同時(shí)該介電層的一部分未被覆蓋。第三導(dǎo)電層同樣只覆蓋介電層的一部分，其中未覆蓋部分布置于第二導(dǎo)電層之外的其他位置。
[0041 ] 在一種實(shí)施方式中，第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層在多層構(gòu)件中用作電極。
[0042]在此，在材料移除之前絕緣區(qū)帶可能已經(jīng)存在，所述絕緣區(qū)帶使第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層與主體外側(cè)交替絕緣。在這種情況下，優(yōu)選在材料移除期間沒有針對以后的電極構(gòu)成絕緣區(qū)帶，而只是構(gòu)成額定間隔區(qū)域。第一導(dǎo)電層例如只用于構(gòu)造以后的額定間隔區(qū)域。
[0043]例如第一導(dǎo)電層只布置在與主體的側(cè)面相鄰的區(qū)域內(nèi)。于是，尤其是對于其上安置第一導(dǎo)電層的介電層，中心區(qū)域沒有第一導(dǎo)電層。
[0044]通過該方式，所引入凹陷的幾何形狀能夠得到尤其好的控制。于是，該凹陷同樣也是只在側(cè)面附近延伸并且不進(jìn)入中心區(qū)域。
[0045]在該方法的一種實(shí)施方式中，在另一步驟中，去除這些輔助電極。其中，例如在其上布置輔助電極的主體末端與主體分離。
[0046]在方法的一種實(shí)施方式中，在另一步驟中，主體分成用于多層構(gòu)件的多個基本主體。然而，備選地，也可以規(guī)定:由該主體構(gòu)成僅僅一個用于多層構(gòu)件的基本主體。
[0047]在方法的一種實(shí)施方式中，在另一步驟中，至少一個用于接觸多層構(gòu)件的外接觸部被安置到側(cè)面上。該外接觸部優(yōu)選在材料移除結(jié)束后安置。外接觸部能夠在主體拆分成多個基本主體之前安置在主體上或者首先安置在各個基本主體上。
[0048]優(yōu)選，安置第一外接觸部和第二外接觸部。第一外接觸部例如與第一導(dǎo)電層電連接并且第二外接觸部與第二導(dǎo)電層電連接。備選地，第一外接觸部能夠與第三導(dǎo)電層連接并且第二外接觸部能夠與第二導(dǎo)電層連接。
[0049]此外，給出具有基本主體的多層構(gòu)件，所述基本主體具有上下相疊布置的介電層和在其間布置的電極層?；局黧w分配至少一個通過以電化學(xué)控制方式進(jìn)行的材料移除構(gòu)成的凹陷。優(yōu)選該凹陷是蝕刻入的凹陷。優(yōu)選基本主體具有多個凹陷，尤其是在沿堆疊方向不同位置上布置的凹陷。這些凹陷優(yōu)選用作額定間隔區(qū)域。
[0050]多層構(gòu)件能夠利用此處描述的方法制造并且能夠具有關(guān)于方法描述的所有功能和結(jié)構(gòu)上的特征。
[0051]優(yōu)選的是，該凹陷布置在與堆疊方向垂直的平面中，該平面沒有導(dǎo)電材料。優(yōu)選的是，該凹陷布置在其中沒有布置電極層的平面中。尤其優(yōu)選的是，電極層在其中延伸的平面不具有額定間隔區(qū)域。在這種情況下，能夠防止裂縫在電極層的平面中延伸。由此能夠提高構(gòu)件的可靠性。
[0052]在下文中，根據(jù)示意性且不符合真實(shí)比例的實(shí)施例來進(jìn)一步解釋此處描述的主題。
[0053]圖1示出用于制造多層構(gòu)件的主體的示意性透視示圖，
圖2示出用于堆塊狀主體、具有第一導(dǎo)電層的介電層的俯視圖，所述堆塊狀主體用于制造圖1中的主體，
圖3示出用于堆塊狀主體、具有第二導(dǎo)電層的介電層的俯視圖，所述堆塊狀主體用于制造圖1中的主體，
圖4示出用于制造多層構(gòu)件的方法流程的示意性形式，
圖5示出材料移除之前圖1中主體的橫截面，
圖6示出材料移除之后圖1中主體的橫截面，
圖7以顯微照片示出由根據(jù)圖1的主體制造的、具有凹陷的多層構(gòu)件， 圖8根據(jù)用于制造多層構(gòu)件的另一實(shí)施方式示出主體的示意性透視示圖，
圖9示出用于堆塊狀主體、具有第一導(dǎo)電層的介電層的俯視圖，所述堆塊狀主體用于制造圖8中的主體，
圖10示出用于堆塊狀主體、具有第二導(dǎo)電層的介電層的俯視圖，所述堆塊狀主體用于制造圖8中的主體，
圖11示出用于堆塊狀主體、具有第三導(dǎo)電層的另一介電層的俯視圖，所述堆塊狀主體用于制造圖8中的主體，
圖12示出材料移除之前圖8中主體的橫截面，
圖13示出材料移除之后圖8中主體的橫截面，
優(yōu)選在接下來的圖中，同樣的參考標(biāo)記指代不同實(shí)施方式的功能或者結(jié)構(gòu)上對應(yīng)的部分。
[0054]圖1示出用于制造多層構(gòu)件的主體I的示意性透視示圖。
[0055]主體I構(gòu)造為橫撐(Riegel)并且能夠沿著畫出的分離線2劃分成用于多層構(gòu)件的多個基本主體15。例如，這些多層構(gòu)件構(gòu)造為壓電致動器。
[0056]主體I具有介電層3，并且因而后來由主體I構(gòu)成的基本主體15也具有介電層3，其沿著堆疊方向S上下相疊布置。在介電層3之間布置第一導(dǎo)電層4和第二導(dǎo)電層5。這些介電層3包含例如陶瓷材料。這些介電層3優(yōu)選構(gòu)造為壓電層，尤其是它們能夠具有壓電陶瓷材料。
[0057]描繪的主體I優(yōu)選是燒結(jié)的主體，尤其是主體I在實(shí)施在此描述的材料移除之前已經(jīng)燒結(jié)。尤其優(yōu)選的是，主體I是單件式燒結(jié)主體，以便于導(dǎo)電層4、5與介電層3 —起燒結(jié)。在備選實(shí)施例中，描繪的主體I存在于綠色狀態(tài)并且在材料移除之后才燒結(jié)。在下文中，材料移除通過電控制的蝕刻過程來實(shí)施。然而也考慮其他過程，例如電流過程。
[0058]第一導(dǎo)電層4沿著堆疊方向S與第二導(dǎo)電層5交替布置。第一導(dǎo)電層4到達(dá)第一側(cè)面8，而第二導(dǎo)電層5與該側(cè)面8間隔開。第二導(dǎo)電層5到達(dá)第二側(cè)面9，而第一導(dǎo)電層4與該側(cè)面9間隔間隔開。
[0059]導(dǎo)電層4、5優(yōu)選包含金屬。尤其優(yōu)選的是，導(dǎo)電層包含銅或者由銅組成。在另外的實(shí)施方式中，導(dǎo)電層4、5可以包含例如銀或者銀-鈀。
[0060]對于材料移除的實(shí)施，尤其是蝕刻的實(shí)施，兩個輔助電極6、7布置在主體I的位置相對的側(cè)面8、9上。第一輔助電極6與第一導(dǎo)電層4電連接并且第二輔助電極7與第二導(dǎo)電層5電連接。輔助電極6、7僅僅用于實(shí)施材料移除并且在后來的多層構(gòu)件中不再存在。[0061 ] 在該實(shí)施例中,第一導(dǎo)電層4和第二導(dǎo)電層5在后來的多層構(gòu)件中用作電極,在多層構(gòu)件的運(yùn)行中在它們之間施加電壓。為了電接觸這些電極層，在以后的方法步驟中，第一外接觸部10布置在第三側(cè)面12上并且第二外接觸部11布置在第四側(cè)面13上。外接觸部10、11在蝕刻過程前尚不存在并且在此只是暗示。
[0062]在圖1中示出的主體I中，不僅第一電極層4而且第二電極層5到達(dá)第三側(cè)面12和第四側(cè)面13。在接下來所描述的蝕刻步驟中，構(gòu)造絕緣區(qū)帶，以便使第一導(dǎo)電層4與第二外接觸部11電絕緣以及使第二導(dǎo)電層5與第一外接觸部10電絕緣。絕緣區(qū)帶例如是0.1毫米寬。此外，第一導(dǎo)電層4和第二導(dǎo)電層5部分向后蝕刻，以便于使第一導(dǎo)電層4與第四側(cè)面13間隔開并且使第二導(dǎo)電層5與第三側(cè)面12間隔開。
[0063]此外，通過在蝕刻過程中形成的凹陷來構(gòu)造額定間隔區(qū)域，在所述額定間隔區(qū)域中適宜地形成并引導(dǎo)基本主體中的裂紋。由此能夠阻止裂紋在基本主體中不受控制地構(gòu)造以及在電極層橋接時(shí)導(dǎo)致短路。
[0064]在下文中描述了用于制造主體I的方法。
[0065]構(gòu)成一個堆塊，在其中介電層3和導(dǎo)電層4, 5沿著堆疊方向S上下相疊堆疊。與主體I相比，該堆塊具有更大的高度H。通過沿著平行于堆疊方向S且垂直于擴(kuò)展高度H延伸的分割平面劃分堆塊，能夠制造多個主體I。
[0066]圖2和圖3示出在綠色狀態(tài)中、印制有導(dǎo)電層4、5的介電層3的俯視圖，所述介電層3上下相疊交替堆疊，以便構(gòu)成堆塊。在印制有導(dǎo)電層4、5的介電層3之間也能夠布置未印制的介電層。
[0067]在圖2中示出介電層3，在介電層3上安置了第一導(dǎo)電層4。第一導(dǎo)電層4與第二側(cè)面9間隔開并且達(dá)到其余的三個側(cè)面8、12、13。
[0068]圖3示出另一介電層3的俯視圖，第二導(dǎo)電層5安置在所述另一介電層3上。第二導(dǎo)電層5與第一側(cè)面8間隔開并且達(dá)到其余的側(cè)面9、12、13。因此，構(gòu)造臨時(shí)的絕緣區(qū)帶16、17，它們用于使第一導(dǎo)電層4與第二輔助電極7絕緣以及使第二導(dǎo)電層5與第一輔助電極6絕緣。
[0069]在將介電層3布置成堆塊之后，該堆塊被按壓并且沿著畫出的分離線14分成圖1中橫撐狀的主體I。
[0070]此后橫撐狀的主體I優(yōu)選脫碳、燒結(jié)并且最終研磨。接著，在第一側(cè)面8和第二側(cè)面9上安置輔助電極6、7，它們接觸導(dǎo)電層4、5。例如輔助電極6、7構(gòu)造為外金屬化部。此夕卜，可以安置金屬化膏體，由所述金屬化膏體構(gòu)成輔助電極6、7。
[0071]圖4以示意性形式示出用于制造多層構(gòu)件的方法的流程。在下文參考圖1中的主體I描述該方法，然而該方法也適用于以其他方式設(shè)計(jì)的主體，例如在圖8中描繪的主體81。
[0072]在步驟A中，提供主體1，所述主體I具有上下相疊布置的介電層3以及在其間布置的第一導(dǎo)電層4和第二導(dǎo)電層5。第一導(dǎo)電層4與第一輔助電極6連接并且第二導(dǎo)電層5與第二輔助電極7連接。優(yōu)選主體I在該方法步驟中已經(jīng)燒結(jié)。例如輔助電極6、7作為金屬膏體安置并且與介電層3和導(dǎo)電層4、5 —起燒結(jié)。
[0073]在接下來的步驟B中，主體I的至少一部分引入介質(zhì)中，尤其是蝕刻介質(zhì)中。
[0074]該蝕刻介質(zhì)具有例如過硫酸鈉。例如150克過硫酸鈉(Na2S208)能夠在一升水中溶解。為此，能夠以電控制方式對位于正電勢上的第一含銅導(dǎo)電層進(jìn)行蝕刻以及以電流方式對位于負(fù)電勢上的第二含銅導(dǎo)電層進(jìn)行涂層。
[0075]在此，銅從第一導(dǎo)電層析出并且進(jìn)入導(dǎo)電層位置處的凹陷。同時(shí)銅沉淀在第二導(dǎo)電層處并且因而引導(dǎo)到涂層。在第二導(dǎo)電層上的銅層能為數(shù)微米厚。
[0076]例如，蝕刻步驟在電壓為I伏到3伏的情況下實(shí)施。通過給未蝕刻的導(dǎo)電層加載負(fù)電勢能夠阻止銅還從該層中去除。
[0077]對于圖1中示出的主體1，實(shí)施兩階段的蝕刻過程。在此，首先在第一蝕刻階段中將一個側(cè)面引入蝕刻介質(zhì)中。例如首先只有第四側(cè)面13引入蝕刻介質(zhì)中并且在輔助電極6、7之間施加電壓。第一輔助電極6加載正電勢并且第二輔助電極7加載負(fù)電勢。
[0078]在第一蝕刻階段中，加載正電勢的第一導(dǎo)電層4向后蝕刻。與負(fù)電勢連接的第二導(dǎo)電層5在第一階段中未蝕刻。因此第一絕緣區(qū)帶引入該主體I中，所述第一絕緣區(qū)帶使第一導(dǎo)電層4與第四側(cè)面13絕緣。
[0079]在第二蝕刻階段中，位置相對的第三側(cè)面12引入蝕刻介質(zhì)中并且輔助電極6、7的極性互換。因此，第二導(dǎo)電層5向后蝕刻并且構(gòu)成絕緣區(qū)帶。
[0080]在備選的方法中，蝕刻利用單一階段的過程來實(shí)現(xiàn)。例如在此主體完全浸入并且所加載電壓的極性不互換。該單一階段的方法能夠利用圖8中示出的主體I來實(shí)施。
[0081]在蝕刻步驟B之后，在步驟C中去除輔助電極。在此，分開、例如鋸開橫撐狀主體I的具有輔助電極6、7的端部。
[0082]在方法步驟D中，橫撐狀主體I分成各個基本主體15，尤其是鋸成各個基本主體
15。該步驟D也能在步驟C之前進(jìn)行，或者與步驟C同時(shí)進(jìn)行。
[0083]在接下來的步驟E中，外接觸部10、11安置在各個基本主體15的第三側(cè)面12和第四側(cè)面13上。為此例如安置金屬化膏體，所述金屬化膏體隨后被燒穿。備選的，步驟E能夠在步驟D之前或者步驟C之前進(jìn)行。例如金屬化膏體在主體I分成各個基本主體15之前安置在側(cè)面10、11上。例如，該金屬化部能夠全平面地安置在側(cè)面12、13上。
[0084]圖5示出了在實(shí)施蝕刻步驟B之前圖1中主體I的橫截面。該橫截面沿著圖1示出的交線2之一或者與其平行地延伸。在此第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層4、5分別達(dá)到兩個側(cè)面 12、13。
[0085]圖6示出在實(shí)施蝕刻步驟B之后主體I的橫截面。第一導(dǎo)電層4在第四側(cè)面13上向后蝕刻，并且第二導(dǎo)電層5在第三側(cè)面12上向后蝕刻。因此，現(xiàn)在在主體I中構(gòu)造凹陷20，所述凹陷20使第一導(dǎo)電層4和第二導(dǎo)電層5交替地與位置相對的側(cè)面12、13絕緣。因此，凹陷20構(gòu)成第一絕緣區(qū)帶18和第二絕緣區(qū)帶19。此外，凹陷20作為主體I中、用于受控地進(jìn)行裂紋產(chǎn)生和裂紋引導(dǎo)的薄弱部分起作用。
[0086]圖7示出了通過上述的方法制造的具有基本主體15的多層構(gòu)件21的顯微照片。第一導(dǎo)電層4達(dá)到第三側(cè)面12并且在那里與第一外接觸部10 —起電接觸。第二導(dǎo)電層5從第三側(cè)面12向后蝕刻并且通過第二絕緣區(qū)帶19與第一外接觸部10電絕緣。由第一導(dǎo)電層4構(gòu)成該多層構(gòu)件的第一電極23并且由第二導(dǎo)電層5構(gòu)成該多層構(gòu)件的第二電極24。在這種情況下，作為額定間隔區(qū)域起作用的凹陷20在具有電極層23、24的平面中延伸。
[0087]在一備選實(shí)施方式中，主體能夠具有凹陷20，所述凹陷20未在電極層23、24的平面中延伸。這樣的主體與圖7中示出的主體相似，然而額外在電極層23、24在其中延伸的層之間具有如下層，在所述層中構(gòu)造凹陷20然而不構(gòu)造電極層23、24。
[0088]圖8根據(jù)用于制造多層構(gòu)件的另一實(shí)施方式示出了主體81的示意性透視示圖。
[0089]主體81與圖1示出的主體I相似的構(gòu)建，然而不同之處在于導(dǎo)電層84、85、86的布置和設(shè)計(jì)。第一導(dǎo)電層84用于產(chǎn)生額定間隔區(qū)域，然而不作為后來的多層構(gòu)件中的電極層。優(yōu)選第一導(dǎo)電層84在蝕刻步驟中完全被去除，以便于多層構(gòu)件具有替代第一導(dǎo)電層84的凹陷。此外，主體81具有第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86，它們用作用于后來的多層構(gòu)件的電極層。
[0090]第一導(dǎo)電層84與第一輔助電極6電連接。第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86與位置相對的第二輔助電極7連接。
[0091]第二導(dǎo)電層85與第三側(cè)面12間隔開并且達(dá)到第四側(cè)面13。第三導(dǎo)電層86與第四側(cè)面13間隔開并且達(dá)到第三側(cè)面12。因此，在蝕刻步驟之前已經(jīng)提供絕緣區(qū)帶，所述絕緣區(qū)帶使得后來的電極層與外接觸部10、11的交替絕緣成為可能。
[0092]第一導(dǎo)電層84只在第三側(cè)面12和第四側(cè)面13附近布置，但是未延伸達(dá)到主體81的中間區(qū)域。中間區(qū)域包括位于主體81 —半高度H上的區(qū)域。因此，第一導(dǎo)電層84構(gòu)造為條狀的層，其沿側(cè)面12、13延伸。
[0093]與圖2和3相似的，在圖9、10、11中能看到綠色介電層3、即綠色膜的俯視圖。在綠色膜上安置第一導(dǎo)電層84、第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86。這些綠色膜堆疊成堆塊，根據(jù)圖8，其最終沿著交線14拆分成橫撐狀主體81。優(yōu)選在其上安置第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86的綠色膜交替地上下相疊堆疊。在它們之間以規(guī)則間距(例如全部10個綠色膜)布置具有第一導(dǎo)電層84的綠色膜。
[0094]圖9示出其上安置第一導(dǎo)電層84的介電層3。第一導(dǎo)電層84只布置與后來與第三和第四側(cè)面12、13鄰接的區(qū)域中。介電層3的中間區(qū)域22沒有第一導(dǎo)電層84。因此，第一導(dǎo)電層84具有兩個類似條狀的部分層。此外，設(shè)置第一臨時(shí)絕緣區(qū)帶16以用于與第二輔助電極7絕緣。
[0095]在圖10中描繪了第二導(dǎo)電層85。第二導(dǎo)電層85通過第一臨時(shí)絕緣區(qū)帶17與第二側(cè)面8間隔開，以便于形成與第一輔助電極6的絕緣。此外，設(shè)置第二絕緣區(qū)帶18，其用于與后來的外接觸部之一絕緣。
[0096]在圖11中描繪了第三導(dǎo)電層86。在與第二導(dǎo)電層85相同的位置上設(shè)置第二臨時(shí)絕緣區(qū)帶17，第三導(dǎo)電層86利用該第二臨時(shí)絕緣區(qū)帶17與第一輔助電極6絕緣。此外，設(shè)置第二絕緣區(qū)帶19，以便將該層24與多層構(gòu)件中的外接觸部之一絕緣。
[0097]圖9、10、11中的電極層3上下相疊堆疊，其中，與具有第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86的介電層3相比，其上安置第一導(dǎo)電層84的介電層3優(yōu)選更不經(jīng)常地存在于堆疊中。
[0098]該堆塊如上面關(guān)于圖2和3描述的那樣得到進(jìn)一步處理并且構(gòu)成圖8中的橫撐狀主體81。
[0099]接著，主體81與關(guān)于圖4所述相似地得到進(jìn)一步處理。第一導(dǎo)電層84與第一輔助電極6連接。第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86與第二輔助電極7連接。
[0100]蝕刻階段B在單一階段的方法中實(shí)施。此外，主體81完全引入蝕刻介質(zhì)中。第一輔助電極6加載正電勢,而第二輔助電極7加載負(fù)電勢。通過加載負(fù)電勢，蝕刻、尤其是純化學(xué)的蝕刻要補(bǔ)償或者阻止第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86上。尤其是，加載負(fù)電勢能夠?qū)е虏牧铣练e到第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86。為了能夠更好地控制沉積率，能夠在蝕刻介質(zhì)中引入單獨(dú)的第三輔助電極。
[0101]因此，在第一導(dǎo)電層84的位置引入凹陷，其中，此處在蝕刻階段中凹陷被蝕刻入兩個側(cè)面12、13上。第一導(dǎo)電層84能夠在蝕刻方法中完全被去除。
[0102]在圖12中，在沿著分離線2或者與分離線2平行的斷面圖中描繪了在蝕刻階段B之前圖8中的主體81。第一導(dǎo)電層84存在于第三和第四側(cè)面12、13的區(qū)域中，而中間區(qū)域25沒有這些導(dǎo)電層84。第二導(dǎo)電層85達(dá)到第四側(cè)面13并且通過第二絕緣區(qū)帶19與第三側(cè)面13間隔開。第三導(dǎo)電層86達(dá)到第三側(cè)面13并且通過第一絕緣區(qū)帶18與第四側(cè)面12間隔開。
[0103]在圖13中看到在蝕刻過程后的主體81。第二導(dǎo)電層85和第三導(dǎo)電層86保持不變。第一導(dǎo)電層84在蝕刻過程中完全被去除，以便于現(xiàn)在在這些位置構(gòu)造凹陷20。
[0104]在所描述的方法中，由圖8中所示出的主體81制造多層構(gòu)件，在所述多層構(gòu)件中，額定間隔區(qū)域布置在沒有電極層在其中延伸的平面中。此外，絕緣區(qū)帶18、19在將導(dǎo)電層85,86安置在介電層3上時(shí)已經(jīng)構(gòu)成。在此，絕緣區(qū)帶18、19沒有作為額定間隔區(qū)域的功倉泛。
[0105]參考標(biāo)記列表
I主體
2用于分離橫撐的分離線 3介電層 4第一導(dǎo)電層 5第二導(dǎo)電層 6第一輔助電極 7第二輔助電極 8第一側(cè)面 9第二側(cè)面 10第一外接觸部 11第二外接觸部 12第三側(cè)面 13第四側(cè)面
14用于分離堆塊的分離線 15后來的基本主體 16第一臨時(shí)絕緣區(qū)帶 17第二臨時(shí)絕緣區(qū)帶 18第一絕緣區(qū)帶 19第二絕緣區(qū)帶 20凹陷 21多層構(gòu)件 22中間區(qū)域 23第一電極 24第二電極 81主體 84第一導(dǎo)電層 85第二導(dǎo)電層 86第三導(dǎo)電層 H橫撐高度 S堆疊方向。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造多層構(gòu)件的方法，具有步驟: A)提供主體(1，81)，其具有上下相疊布置的介電層(3)以及在所述介電層(3)之間布置的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層(4，84，5，85)，其中第一導(dǎo)電層(4，84)與第一輔助電極(6)連接并且第二導(dǎo)電層(5，85)與第二輔助電極(7)連接， B)將至少一部分所述主體(1，81)引入到介質(zhì)中并且在第一輔助電極和第二輔助電極(6，7)之間施加電壓以用于產(chǎn)生來自第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層(4，84，5，85)中至少一個導(dǎo)電層的材料移除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用施加電壓來控制在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層(4，84，5，85)之間的材料轉(zhuǎn)移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中利用施加電壓，對所述導(dǎo)電層(4，84，5，85)中至少一個導(dǎo)電層進(jìn)行以電控制方式的蝕刻或者以電控制方式的涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟B中將第三輔助電極引入所述介質(zhì)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述主體(1，81)在引入所述介質(zhì)中之前被燒結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的方法，其中至少所述第一導(dǎo)電層(4，84)包含銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述介質(zhì)具有鐵(III)-氯化物、過硫酸鈉或者銅氯化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述材料移除過程是單一階段的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述材料移除過程是多階段的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述材料移除過程的至少一個階段中，第一輔助電極(6)加載正電勢并且第二輔助電極(7)加載負(fù)電勢。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的方法，其中第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層(4,5)在所述多層構(gòu)件(21)中用作電極(23，24)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一導(dǎo)電層(84)在所述多層構(gòu)件(21)中沒有作為電極(23，24)的功能。
13.根據(jù)權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述主體(1，81)具有第三導(dǎo)電層(86)，所述第三導(dǎo)電層(86)與第二輔助電極(7)連接并且其中第三導(dǎo)電層(86)具有與所述第二導(dǎo)電層(85)不同的幾何形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，第二導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層(85，86)在所述多層構(gòu)件中用作電極(23，24)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，第一導(dǎo)電層(84)在蝕刻過程中完全被去除。
16.根據(jù)權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法具有另外的步驟:C)去除所述輔助電極(6，7)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1到16中任一項(xiàng)所述的方法，具有另外的步驟: D)將所述主體(1，81)分成用于多層構(gòu)件(21)的多個基本主體(15)。
18.一種多層構(gòu)件，其具有基本主體(15)，所述基本主體(15)具有上下相疊布置的介電層(3)以及在所述介電層(3)之間布置的電極層(23，24)，其中，所述基本主體具有至少一個通過以電化學(xué)控制方式的材料移除構(gòu)成的凹陷(20)，并且其中，所述凹陷(20)在其中沒有布置電極層(23，24)的平面中延伸。
【文檔編號】H01C17/00GK104380404SQ201380030968
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】F.林納, D.佐米奇, C.奧爾, G.富克斯 申請人:埃普科斯股份有限公司