Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
MULTILAYER COMPONENT WITH EXTERNAL CONTACT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/166242
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multilayer component (10) with an external contact, comprising a main part (100) with first and second inner electrodes (110, 120) and with an outer contact (200) for externally contacting the inner electrodes (110, 120). The outer contact (200) comprises at least two first strip-like conductor tracks (210) which are arranged on a first surface (0100a) of the main part (100), each of the first conductor tracks (210) being electrically connected to one of the first inner electrodes (110). The outer contact (200) additionally comprises at least two second strip-shaped conductor tracks (220) which are arranged on a second surface (0100b) of the main part (100), each of the second conductor tracks (220) being electrically connected to one of the second inner electrodes (120).

Inventors:
KOINI, Markus (Erzherzog-Johann-Str. 38a, 8054 Seiersberg, 8054, AT)
WIPPEL, Thomas (Augusthofergasse 16 c, 8510 Stainz, 8510, AT)
RINNER, Franz (Lindenweg 6/9, 8530 Deutschlandsberg, 8530, AT)
Application Number:
EP2019/053838
Publication Date:
September 06, 2019
Filing Date:
February 15, 2019
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
TDK ELECTRONICS AG (Rosenheimer Str. 141 e, München, 81671, DE)
International Classes:
H01G4/30; H01G4/232; H01G4/38; H01L41/047
Domestic Patent References:
WO2013011217A12013-01-24
WO2007118883A12007-10-25
Foreign References:
DE102010054589A12012-06-21
EP1162671A22001-12-12
JP2005183478A2005-07-07
US20110169373A12011-07-14
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (Schloßschmidstr. 5, München, 80639, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1. Vielschichtbauelement mit externer Kontaktierung, umfas send :

- einen Grundkörper (100) mit ersten und zweiten Innenelekt roden (110, 120), die im Inneren des Grundkörpers alternie rend und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind,

- eine Außenkontaktierung (200) zur externen Kontaktierung der Innenelektroden (110, 120),

- wobei die Außenkontaktierung (200) mindestens zwei erste streifenförmige Leiterbahnen (210), die auf einer ersten Oberfläche (0100a) des Grundkörpers (100) angeordnet sind, umfasst ,

- wobei die ersten Leiterbahnen (210) mit jeweils einer der ersten Innenelektroden (110) elektrisch verbunden sind,

- wobei die Außenkontaktierung (200) mindestens zwei zweite streifenförmige Leiterbahnen (220), die auf einer zweiten Oberfläche (0100b) des Grundkörpers (100) angeordnet sind, umfasst ,

- wobei die zweiten Leiterbahnen (220) mit jeweils einer der zweiten Innenelektroden (120) elektrisch verbunden sind.

2. Vielschichtbauelement nach Anspruch 1,

- wobei die ersten Leiterbahnen (210) von den zweiten Innene lektroden (120) mechanisch entkoppelt sind,

- wobei die zweiten Leiterbahnen (220) von den ersten Innene lektroden (110) mechanisch entkoppelt sind.

3. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2,

- wobei die ersten Leiterbahnen (210) auf der ersten Oberflä che (0100a) des Grundkörpers (100) beabstandet voneinander angeordnet sind, - wobei die zweiten Leiterbahnen (220) auf der zweiten Ober fläche (0100b) des Grundkörpers (100) beabstandet voneinander angeordnet sind.

4. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

- wobei die ersten Leiterbahnen (210) jeweils erste Flächen abschnitte (211), die an der ersten Oberfläche (0100a) des Grundkörpers (100) befestigt sind, aufweisen,

- wobei die ersten Leiterbahnen (210) jeweils zweite Flächen abschnitte (212), die von der ersten Oberfläche (0100a) des Grundkörpers (100) beabstandet angeordnet sind, aufweisen,

- wobei die zweiten Leiterbahnen (220) jeweils erste Flächen abschnitte (221), die an der zweiten Oberfläche (0100b) des Grundkörpers (100) befestigt sind, aufweisen,

- wobei die zweiten Leiterbahnen (220) jeweils zweite Flä chenabschnitte (222), die von der zweiten Oberfläche (0100b) des Grundkörpers (100) beabstandet angeordnet sind, aufwei sen .

5. Vielschichtbauelement nach Anspruch 4,

- wobei die ersten Flächenabschnitte (211) der ersten Leiter bahnen (210) jeweils parallel zu der ersten Oberfläche

(0100a) des Grundkörpers (100) angeordnet sind,

- wobei die ersten Flächenabschnitte (221) der zweiten Lei terbahnen (220) jeweils parallel zu der zweiten Oberfläche (0200b) des Grundkörpers (100) angeordnet sind,

- wobei die zweiten Flächenabschnitte (212) der ersten Lei terbahnen (210) jeweils eine Einprägung (213), die von der ersten Oberfläche (0100a) des Grundkörpers (100) weg gerich tet ist, aufweisen,

- wobei die zweiten Flächenabschnitte (222) der zweiten Lei terbahnen (220) jeweils eine Einprägung (223), die von der zweiten Oberfläche (0100b) des Grundkörpers (100) weg gerich tet ist, aufweisen.

6. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei jeder der zweiten Flächenabschnitte (212, 222) der ers ten und zweiten Leiterbahnen (210, 220) zwischen zwei der ersten Flächenabschnitte (211, 221) der ersten und zweiten Leiterbahnen (210, 220) angeordnet ist.

7. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei ein Bereich (B210, B220) der ersten und zweiten Leiter bahnen (210, 220), der einen der ersten Flächenabschnitte (211, 221) und einen der zweiten Flächenabschnitte (212, 222) enthält, derart ausgebildet ist, dass der eine der ersten Flächenabschnitte (211, 221) zwei Drittel der Länge des Be reichs (B210, B220) der ersten und zweiten Leiterbahnen (210, 220) und der eine der zweiten Flächenabschnitte (212, 222) ein Drittel der Länge des Bereichs (B210, B220) der ersten und zweiten Leiterbahnen (210, 220) umfasst.

8. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

- wobei die Einprägungen (213) in Benachbarten der ersten Leiterbahnen (210) versetzt zueinander angeordnet sind,

- wobei die Einprägungen (223) in Benachbarten der zweiten Leiterbahnen (220) versetzt zueinander angeordnet sind.

9. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

- wobei der Grundkörper (100) ein piezoelektrisches Material aufweist ( 130 ) ,

- wobei die ersten und zweiten Innenelektroden (110, 120) in dem piezoelektrischen Material (130) in einer Stapelrichtung (S) alternierend angeordnet sind, wobei das piezoelektrische Material (130) jeweils zwischen einer der ersten Innenelekt- roden (110) und einer der zweiten Innenelektroden (120) ange ordnet ist.

10. Vielschichtbauelement nach Anspruch 9,

- wobei die ersten Leiterbahnen (210) auf der ersten Oberflä che (0100a) des Grundkörpers (100) derart angeordnet sind, dass die jeweilige Längsrichtung der ersten Leiterbahnen (210) in der Stapelrichtung (S) angeordnet ist,

- wobei die zweiten Leiterbahnen (220) auf der zweiten Ober fläche (0100b) des Grundkörpers (100) derart angeordnet sind, dass die jeweilige Längsrichtung der zweiten Leiterbahnen (220) in der Stapelrichtung (S) angeordnet ist.

11. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

- wobei jede der ersten Leiterbahnen (210) einen Kontaktie rungsabschnitt (214) zur Kontaktierung der jeweiligen ersten Leiterbahn (210) aufweist,

- wobei jede der zweiten Leiterbahnen (220) einen Kontaktie rungsabschnitt (224) zur Kontaktierung der jeweiligen zweiten Leiterbahn (220) aufweist,

- wobei die Kontaktierungsabschnitte (214) der ersten Leiter bahnen (210) und die Kontaktierungsabschnitte (224) der zwei ten Leiterbahnen (220) derart gebogen sind, dass die Kontak tierungsabschnitte (214, 224) der ersten und zweiten Leiter bahnen (210, 220) in einer Ebene liegen.

12. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die ersten Leiterbahnen (210) und die zweiten Leiter bahnen (220) jeweils als ein Verbundblech aus einer ersten und zweiten Lage (231, 232) aus Kupfer, zwischen denen eine dritte Lage (233) aus Invar angeordnet ist, ausgebildet sind.

13. Vielschichtbauelement nach Anspruch 12, wobei das Verbundblech ein Dickenverhältnis von 20% der ers ten und zweiten Lage (231, 232) aus Kupfer und 60% der drit ten Lage (233) aus Invar aufweist. 14. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine poröse Schicht aus Silber als Verbindungsschicht (300) zwischen dem Grundkörper (100) und den ersten und zwei ten Leiterbahnen (210, 220) angeordnet ist. 15. Vielschichtbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Vielschichtbauelement (10) als ein Kondensator aus gebildet ist.

Description:
Beschreibung

Vielschichtbauelement mit externer Kontaktierung

Die Erfindung betrifft ein Vielschichtbauelement, insbesonde re einen keramischen Blockkondensator, mit einer Außenkontak tierung zur Kontaktierung von inneren Elektroden des Viel schichtbauelements .

Ein Vielschichtbauelement kann beispielsweise als ein kerami scher Kondensator, insbesondere als ein Leistungskondensator, ausgebildet sein. Ein derartiges Vielschichtbauelement um fasst einen Grundkörper aus einem piezoelektrischen Material, in dem innere Elektrodenschichten angeordnet sind. Die inne ren Elektrodenschichten werden alternierend an verschiedenen Seiten des Grundkörpers herausgeführt. Um an die Elektroden schichten von außen eine Spannung anzulegen, muss eine Kon taktierung bereitgestellt werden.

Der Grundkörper des Vielschichtbauelements weist neben einer thermischen Ausdehnung beim Anlegen einer Spannung an die In nenelektroden eine piezoelektrische Dehnung auf. Das piezoe lektrische Material des Grundkörpers dehnt sich üblicherweise in Stapelrichtung, in der die Elektrodenschichten im Inneren des Grundkörpers gestapelt sind, aus und zieht sich in der Ebene der Innenelektroden zusammen. Die Kontaktierung des Vielschichtbauelements muss derart beschaffen sein, dass die zwischen der piezoelektrischen Keramik des Grundkörpers und der Außenkontaktierung auftretenden thermischen Dehnungsun terschiede als auch die piezoelektrische Dehnung der piezoe lektrischen Keramik die Dauerfestigkeit des Vielschichtbau elements nur geringfügig beeinträchtigen. Des Weiteren sollen das Vielschichtbauelement und insbesonde re die Außenkontaktierung eine hohe Stromtragfähigkeit, bei spielsweise von einigen hundert Ampere, besitzen. Darüber hinaus sollen das Vielschichtbauelement und insbesondere die Außenkontaktierung bei hohen Temperaturen, beispielsweise bis zirka 200 °C, eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen.

Ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, ein Viel schichtbauelement mit einer externen Kontaktierung bereitzu stellen, bei dem die Außenkontaktierung eine hohe Stromtrag fähigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist und bei dem thermische Dehnungsunterschiede zwischen dem Material eines Grundkörpers des Vielschichtbauelements und der Außen kontaktierung als auch die piezoelektrische Dehnung des

Grundkörpers die Dauerfestigkeit des Vielschichtbauelements nur in geringem Maße beeinflussen.

Eine Ausführungsform eines Vielschichtbauelements mit einer Außenkontaktierung mit einer hohe Stromtragfähigkeit sowie einer hohen Temperaturbeständigkeit und einer guten thermi schen Dehnungsanpassung der Außenkontaktierung an das Materi al des Grundkörpers des Vielschichtbauelements, ist im Pa tentanspruch 1 angegeben.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst das Viel schichtbauelement einen Grundkörper mit ersten und zweiten Innenelektroden, die im Inneren des Grundkörpers alternierend und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind, und mit einer Außenkontaktierung zur externen Kontaktierung der In nenelektroden. Die Außenkontaktierung weist mindestens zwei erste streifenförmige Leiterbahnen, die auf einer ersten Oberfläche des Grundkörpers angeordnet sind, auf. Die ersten Leiterbahnen sind mit jeweils einer der ersten Innenelektro- den elektrisch verbunden. Darüber hinaus umfasst die Außen kontaktierung mindestens zwei zweite streifenförmige Leiter bahnen, die auf einer zweiten Oberfläche des Grundkörpers an geordnet sind. Die zweite Oberfläche des Grundkörpers liegt entgegengesetzt zur ersten Oberfläche des Grundkörpers. Die zweiten Leiterbahnen sind mit jeweils einer der zweiten In nenelektroden elektrisch verbunden.

Die ersten Leiterbahnen sind von den zweiten Innenelektroden mechanisch entkoppelt, und die zweiten Leiterbahnen sind von den ersten Innenelektroden mechanisch entkoppelt.

Der Grundkörper kann aus einem piezoelektrischen Material, beispielsweise aus einer PLZT (Lead Lanthanum Zirconate Tri- tanate) -Keramik, ausgebildet sein.

Gemäß einer Ausführungsform des Vielschichtbauelements sind die ersten streifenförmigen Leiterbahnen auf der ersten Ober fläche des Grundkörpers beabstandet zueinander angeordnet.

Die zweiten Leiterbahnen sind auf der zweiten Oberfläche des Grundkörpers beabstandet zueinander angeordnet. Durch eine derartige streifenförmige Anordnung der ersten und zweiten Leiterbahnen auf gegenüberliegenden Oberflächen des Viel schichtbauelements ergibt sich eine zweidimensionale Entlas tung der Außenkontaktierung, sodass piezomechanische Bewegun gen des Grundkörpers die Stabilität der Außenkontaktierung nur geringfügig beeinflussen.

Des Weiteren kann durch eine spezielle Formung der ersten und zweiten Leiterbahnen gewährleistet werden, dass die restli chen Dehnungsunterschiede zwischen dem Material des Grundkör pers des Vielschichtbauelements und den ersten und zweiten Leiterbahnen der Außenkontaktierung durch eine Verbiegung der ersten und zweiten Leiterbahnen ausgeglichen werden. Die ers ten und zweiten Leiterbahnen weisen dazu jeweils erste Flä chenabschnitte, die an einer jeweiligen Oberfläche des Grund körpers befestigt sind, und jeweils zweite Flächenabschnitte, die von der ersten beziehungsweise zweiten Oberfläche des Grundkörpers beabstandet angeordnet sind, auf. Die jeweiligen zweiten Flächenabschnitte der erste und zweiten Leiterbahnen können eine Einprägung beziehungsweise Wölbung aufweisen, die von der ersten beziehungsweise zweiten Oberfläche des Grund körpers weggerichtet ist. Die Einprägungen in den einzelnen streifenförmigen Leiterbahnen gewährleisten, dass die ersten und zweiten Leiterbahnen einer thermischen beziehungsweise piezoelektrischen Dehnung des Grundkörpers folgen können, oh ne dass die Außenkontaktierung beschädigt wird.

Um eine hohe Stromtragfähigkeit der Außenkontaktierung zu ge währleisten, können die ersten und zweiten Leiterbahnen je weils als ein ausreichend dickes Verbundblech (CIC- Verbundblech) aus einer ersten und zweiten Lage aus Kupfer, zwischen denen eine dritte Lage aus Invar angeordnet ist, ausgebildet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungs form weist das Kupfer/ Invar/Kupfer-Verbundblech ein Dicken verhältnis von 20 % seiner ersten und zweiten Lage aus Kupfer und von 60 % der dritten Lage aus Invar auf.

Durch eine Ausführungsform der Außenkontaktierung als CIC- Verbundblech mit einem Dickenverhältnis der ersten Lage aus Kupfer, der mittleren Lage aus Invar und der zweiten Lage aus Kupfer zu 20/60/20 ist der laterale thermische Ausdehnungsko effizient des CIC-Verbundblechs von 7 bis 8 ppm/K gut an den lateral thermischen Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers, beispielsweise einer PLZT (Lead Lanthanum Zirconate Tritana- te) -Keramik, von zirka 8 bis 10 ppm/K angepasst. Durch das Vorsehen einer speziellen Verbindungsschicht zwi schen dem Grundkörper und den ersten und zweiten Leiterbahnen kann die thermische Temperaturbeständigkeit der Außenkontak tierung weiter verbessert werden. Zur Herstellung der Verbin dungsschicht kann eine Sintersilber-Technologie verwendet werden. Diese Verbindungstechnik ist thermomechanisch und in Bezug auf thermische Zyklen sehr stabil.

Als Verbindungsschicht kann zwischen dem Grundkörper und den ersten und zweiten Leiterbahnen eine poröse Schicht aus Sil ber, eine sogenannte Sintersilber-Schicht, angeordnet sein. Die hohe Temperaturbeständigkeit der Außenkontaktierung wird durch die Verbindung der ersten und zweiten Leiterbahnen mit tels der porösen Verbindungsschicht aus Silber an eine auf der Oberfläche des keramischen Grundkörpers angeordnete Sput- terschicht gewährleistet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Aus führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert .

Es zeigen:

Figur 1 eine Ausführungsform eines Vielschichtbauelements mit externer Kontaktierung der Innenelektroden in einer per spektivischen Darstellung auf eine erste Oberfläche des Viel schichtbauelements,

Figur 2 eine Draufsicht auf eine zweite Oberfläche eines Vielschichtbauelements mit externer Kontaktierung der Innene lektroden, Figur 3A eine vergrößerte Darstellung einer Ausführungsform einer Außenkontaktierung auf einer ersten Oberfläche eines Grundkörpers eines Vielschichtbauelements,

Figur 3B eine vergrößerte Darstellung einer Ausführungsform einer Außenkontaktierung auf einer zweiten Oberfläche eines Grundkörpers eines Vielschichtbauelements, und

Figur 4 eine Queransicht einer Ausführungsform eines Viel schichtbauelements mit einer externen Kontaktierung.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Viel schichtbauelements 10. In Figur 1 ist insbesondere eine per spektivische Ansicht auf eine erste Oberfläche 0100a eines Grundkörpers 100 des Vielschichtbauelements 10 dargestellt. Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf eine entgegengesetzte zwei te Oberfläche 0100b des Grundkörpers 100 des Vielschichtbau elements 10. Das Vielschichtbauelement 10 kann zum Beispiel als ein Kondensator, beispielsweise als ein keramischer Blockkondensator (Ultrabar), ausgebildet sein.

Das Vielschichtbauelement 10 umfasst einen Grundkörper 100 mit ersten und zweiten Innenelektroden 110, 120, die im Inne ren des Grundkörpers 100 alternierend und elektrisch vonei nander isoliert angeordnet sind. Der Grundkörper 100 weist insbesondere ein piezoelektrisches Material 130 auf, das beim Anlegen einer Spannung eine Dehnung zeigt. Die ersten und zweiten Innenelektroden 110 und 120 sind in dem piezoelektri schen Material 130 in einer Stapelrichtung S alternierend an geordnet. Das piezoelektrische Material 130 ist insbesondere jeweils zwischen einer der ersten Innenelektroden 110 und ei ner der zweiten Innenelektroden 120 angeordnet. Das Vielschichtbauelement 10 weist eine Außenkontaktierung 200 zur externen Kontaktierung der Innenelektroden 110 und 120 auf. Die Außenkontaktierung 200 umfasst mindestens zwei erste streifenförmige Leiterbahnen 210, die auf der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 angeordnet sind. Die ersten Leiterbahnen 210 sind jeweils mit einer der ersten In nenelektroden 110 elektrisch verbunden. Die ersten Leiterbah nen 210 sind von den zweiten Innenelektroden 120 mechanisch entkoppelt. Des Weiteren umfasst die Außenkontaktierung 200 mindestens zwei zweite streifenförmige Leiterbahnen 220, die auf der zweiten Oberfläche 0100b des Grundkörpers 100 ange ordnet sind, wie in Figur 2 gezeigt ist. Die zweiten Leiter bahnen 220 sind mit jeweils einer der zweiten Innenelektroden 120 elektrisch verbunden. Die zweiten Leiterbahnen 220 sind von den ersten Innenelektroden 110 mechanisch entkoppelt.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, sind die ersten Leiterbahnen 210 auf der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 streifenförmig und voneinander beabstandet angeordnet. Figur 2 zeigt die zweiten Leiterbahnen 220, die auf der zweiten Oberfläche 0100b des Grundkörpers 100 streifenförmig und von einander beabstandet angeordnet sind. Durch eine derartige streifenförmige Anordnung der ersten und zweiten Leiterbahnen 210, 220 auf der ersten und zweiten Oberfläche des Grundkör pers 100 kann insbesondere eine Längenänderung des Grundkör pers in Richtung der Breite B des Grundkörpers 100 kompen siert werden, ohne dass bei einer derartigen Dehnung des Grundkörpers Schäden an der Außenkontaktierung 200 auftreten.

Der Grundkörper 100 des Vielschichtbauelements kann ein kera misches Material, beispielsweise eine PLZT-Keramik, aufwei sen. Der keramische Grundkörper (Keramikriegel) kann eine Tiefe von 7 mm, eine Höhe von 27 mm und eine Breite von 80 mm aufweisen. Gemäß einer möglichen, vorteilhaften Ausführungs form sind die mehreren streifenförmigen Leiterbahnen 210 und 220 jeweils zwischen 6 mm und 8 mm, vorzugsweise zirka 7 mm, breit .

Figur 3A zeigt einen Querschnitt eines Teils des Vielschicht bauelements 10 mit einem Teil der Außenkontaktierung 200, die auf der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 angeord net ist. Figur 3B zeigt einen Teil des Vielschichtbauelements 10 mit demjenigen Teil der Außenkontaktierung 200, der auf der zweiten Oberfläche 0100b des Grundkörpers 100 angeordnet ist .

Gemäß einer Ausführungsform des Vielschichtbauelements weisen die ersten Leiterbahnen 210 jeweils erste Flächenabschnitte 211 auf, die an der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 befestigt sind. Des Weiteren weisen die ersten Leiterbah nen 210 jeweils zweite Flächenabschnitte 212, die von der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 beabstandet an geordnet sind, auf. Entsprechend den ersten Leiterbahnen wei sen auch die zweiten Leiterbahnen 220 jeweils erste Flächen abschnitte 221, die an der zweiten Oberfläche 0100b des

Grundkörpers 100 befestigt sind, auf. Die zweiten Leiterbah nen 220 weisen darüber hinaus jeweils zweite Flächenabschnit te 222, die von der zweiten Oberfläche 0100b des Grundkörpers 100 beabstandet angeordnet sind, auf.

Wie in Figur 3A dargestellt ist, sind die ersten Flächenab schnitte 211 der ersten Leiterbahnen 210 jeweils parallel zu der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 angeordnet. Die zweiten Flächenabschnitte 212 der ersten Leiterbahnen 210 weisen jeweils eine Einprägung beziehungsweise Wölbung 213 auf, die von der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 weggerichtet ist.

Wie in Figur 3B dargestellt ist, sind die ersten Flächenab schnitte 221 der zweiten Leiterbahnen 220 jeweils parallel zu der zweiten Oberfläche 0200b des Grundkörpers 100 angeordnet. Die zweiten Flächenabschnitte 222 der zweiten Leiterbahnen 220 weisen jeweils eine Einprägung beziehungsweise Wölbung 223 auf, die von der zweiten Oberfläche 0100b des Grundkör pers 100 weggerichtet ist.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform des Vielschichtbauele ments ist ein Bereich B210 der ersten Leiterbahnen 210, der einen der ersten Flächenabschnitte 211 und einen der zweiten Flächenabschnitte 212 enthält, derart ausgebildet, dass der erste Flächenabschnitte 211 etwa zwei Drittel der Länge des Bereichs B210 der ersten Leiterbahnen 210 umfasst und der zweite Flächenabschnitt 212 etwa ein Drittel der Länge des Bereichs B210 der ersten Leiterbahnen 210 umfasst.

Mit Verweis auf Figur 3B kann entsprechend ein Bereich B220 der zweiten Leiterbahnen 220, der einen der ersten Flächenab schnitte 221 und einen der zweiten Flächenabschnitte 222 ent hält, derart ausgebildet sein, dass der erste Flächenab schnitte 221 etwa zwei Drittel der Länge des Bereichs B220 der zweiten Leiterbahnen 220 und der zweite Flächenabschnitt 222 etwa ein Drittel der Länge des Bereichs B220 der zweiten Leiterbahnen 220 umfasst.

Wie aus den Figuren 3A und 3B zu erkennen ist, kann der erste Flächenabschnitt 211 der ersten Leiterbahnen 210, der auf der ersten Oberfläche 0100a des Grundkörpers 100 fixiert ist, be ziehungsweise der erste Flächenabschnitt 221 der zweiten Lei- terbahnen 220, der auf der zweiten Oberfläche 0100b des

Grundkörpers 100 fixiert ist, jeweils eine Länge von 2 mm aufweisen. Die zweiten Flächenabschnitte 212 der ersten Lei terbahnen 210, die jeweils als eine Einprägung beziehungswei se Wölbung 213 ausgebildet sind, die von der ersten Oberflä che 0100a des Grundkörpers 100 weg gerichtet sind, bezie hungsweise die zweiten Flächenabschnitte 222 der zweiten Lei terbahnen 220, die jeweils als eine Einprägung beziehungswei se Wölbung 223 ausgebildet sind, die von der zweiten Oberflä che 0100b des Grundkörpers 100 weg gerichtet sind, weisen zum Beispiel eine Länge von 1 mm auf. Die Einprägungen/Wölbungen 213, 223 der zweiten Flächenabschnitte 212, 222 der ersten und zweiten Leiterbahnen 210, 220 können beispielsweise eine Tiefe von zirka 1 mm aufweisen.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform sind die Einprägungen 213 der ersten streifenförmigen Leiterbahnen 210 in Benach barten der ersten Leiterbahnen 210 versetzt zueinander ange ordnet. Wie in Figur 3A zu erkennen ist, sind die Einprägun gen 213 auf benachbarten Streifen der ersten Leiterbahnen 210 beispielsweise mit einem Versatz von 1,5 mm zueinander ange ordnet .

Die Einprägungen 223 der zweiten streifenförmigen Leiterbah nen 220 können in Benachbarten der zweiten Leiterbahnen 220 versetzt zueinander angeordnet sein. Figur 3B zeigt den Ver satz der Einprägungen 223 in nebeneinander angeordneten zwei ten streifenförmigen Leiterbahnen 220. Wie in Figur 3B zu er kennen ist, sind die Einprägungen 223 auf benachbarten Strei fen der zweiten Leiterbahnen 220 beispielsweise mit einem Versatz von 1,5 mm zueinander angeordnet. Durch das versetzte Anordnen von nebeneinander angeordneten ersten Leiterbahnen 210 zueinander und durch das versetzte Anordnen von nebeneinander angeordneten zweiten Leiterbahnen

220 zueinander kann eine zuverlässige Kontaktierung aller In nenelektroden des Vielschichtbauelements erreicht werden.

Dadurch, dass bei jedem der streifenförmigen Leiterbahnen zirka zwei Drittel der Länge der Leiterbahnen, zum Beispiel 2 mm der Länge der streifenförmigen Leiterbahnen 210, 220, an der ersten beziehungsweise zweiten Oberfläche 0100a, 0100b des Grundkörpers 100 befestigt sind und nur ein Drittel der Länge der streifenförmigen Leiterbahnen 210, 220 eine Einprä gung 213, 223 aufweist, können sich die streifenförmigen Lei terbahnen in der in Figur 1 eingezeichneten Stapelrichtung S ausdehnen, wenn sich der piezoelektrische Grundkörper 100 beim Anlegen einer Spannung an die Innenelektroden ausdehnt, ohne dass eine Beschädigung an der Außenkontaktierung 200 auftritt .

Wie in Figur 3A zu erkennen ist, ist jeder der zweiten Flä chenabschnitte 212 der ersten Leiterbahnen 210 zwischen zwei der ersten Flächenabschnitte 211 der ersten Leiterbahnen 210 angeordnet. Jeder der ersten Flächenabschnitte 211 der ersten Leiterbahnen 210 ist zwischen zwei der zweiten Flächenab schnitte 212 der ersten Leiterbahnen 210 angeordnet. Entspre chend ist jeder der zweiten Flächenabschnitte 222 der zweiten Leiterbahnen 220 zwischen zwei der ersten Flächenabschnitte

221 der zweiten Leiterbahnen 220 angeordnet. Jeder der ersten Flächenabschnitte 221 der zweiten Leiterbahnen 220 ist zwi schen zwei der zweiten Flächenabschnitte 222 der zweiten Lei terbahnen 220 angeordnet. Gemäß einer möglichen Ausführungsform, die in den Figuren 3A und 3B gezeigt ist, können die ersten Leiterbahnen 210 und die zweiten Leiterbahnen 220 jeweils als ein Verbundblech aus einer ersten Lage 231 aus Kupfer und einer zweiten Lage 232 aus Kupfer ausgebildet sein. Zwischen der ersten und zweiten Lage 231, 232 ist eine dritte Lage 233 aus Invar angeordnet. Das Verbundblech kann zum Beispiel ein Dickenverhältnis von 20/60/20, das heißt ein Dickenverhältnis von 20 % der ersten Lage 231 aus Kupfer, 60 % der dritten Lage 233 aus Invar und 20 % der zweiten Lage 232 aus Kupfer aufweisen.

Durch ein derartiges Kupfer/ Invar/Kupfer (CIC) -Verbundblech wird eine hohe Stromtragfähigkeit der Außenkontaktierung, die beispielsweise einige 100 A betragen kann, gewährleistet. Des Weiteren ist bei einem derartigen Aufbau des Verbundblechs mit einem Dickenverhältnis von 20/60/20 der ersten Lage 231 aus Kupfer, der dritten Lage 233 aus Invar und der zweiten Lage 232 aus Kupfer der laterale thermische Ausdehnungskoef fizient des CIC-Verbundblechs gut an den lateralen thermi schen Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers 100, beispiels weise einer PLZT-Keramik, angepasst. Bei der in den Figuren 3A und 3B gezeigten Ausführungsform weisen die ersten bezie hungsweise zweiten Leiterbahnen 210, 220 beispielsweise eine Gesamtdicke von 0,7 mm auf, wobei die dritte Lage 233 aus In var eine Dicke von 0,42 mm hat.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann als Verbindungs schicht 300 zwischen dem Grundkörper 100 und den ersten Lei terbahnen 210 beziehungsweise den zweiten Leiterbahnen 220 eine poröse Schicht aus Silber (Sintersilber) vorgesehen sein. Durch eine derartige Verbindungsschicht wird die Tempe raturbeständigkeit der Außenkontaktierung 200 an den Grund körper 100 gewährleistet, da die poröse Verbindungsschicht 300 aufgrund ihrer schwammartigen Struktur in Bezug auf eine unterschiedliche Dehnung des Grundkörpers 100 und der Außen kontaktierung 200 sehr flexibel ist.

Um die Außenkontaktierung 200, das heißt die ersten und zwei ten streifenförmigen Leiterbahnen 210, 220 mit der ersten Oberfläche 0100a beziehungsweise der zweiten Oberfläche 0100b des Grundkörpers 100 zu verbinden, kann auf die erste Ober fläche 0100a beziehungsweise die zweite Oberfläche 0100b des Grundkörpers 100 eine dünne, metallisierte Schicht aufgetra gen sein. Die dünne, metallisierte Schicht kann beispielswei se eine Schichtanordnung aus Chrom-Nickel-Silber sein. Es wird beispielsweise eine dünne Schicht aus Chrom, zum Bei spiel eine Chrom-Schicht mit 0,3 pm Dicke als Haftvermittler unmittelbar auf die piezoelektrische Keramik des Grundkörpers 100 aufgetragen. Darüber wird eine Nickelschicht mit bei spielsweise einer Dicke von ebenfalls zirka 0,3 pm als Diffu sionsbarriere aufgetragen. Anschließend wird eine Silber schicht, die zum Beispiel 0,5 pm dick sein kann, auf die Ni ckelschicht aufgetragen. Die Schichtanordnung aus Chrom- Nickel-Silber kann auf die erste Oberfläche 0100a beziehungs weise die zweite Oberfläche 0100b des Grundkörpers als Sput- terschicht aufgetragen sein.

Auf die Unterseite der ersten Leiterbahnen 210 beziehungswei se der zweiten Leiterbahnen 220, insbesondere auf die Unter seite der jeweiligen CIC-Verbundbleche, kann eine Silber schicht, beispielsweise galvanisch, aufgetragen sein. Die Silberschicht der Chrom-Nickel-Silber-Schichtanordnung und die Silberschicht auf der Unterseite des jeweiligen CIC- Verbundblechs der ersten und zweiten Leiterbahnen werden an schließend in einem Sinterprozess zu einer porösen Silber schicht versintert. Diese poröse Silberschicht bildet die Verbindungsschicht 300. Es entsteht somit zwischen der Ni ckel-Schicht, der Chrom-Nickel-Silber-Schichtanordnung und der Kupfer-Schicht 231 der ersten und zweiten Leiterbahnen 210, 220 ein poröser Silberschwamm, der eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist und aufgrund seiner Flexibilität bei einer piezoelektrischen Ausdehnung des Grundkörpers 100 be ziehungsweise aufgrund eines unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens zwischen der dem Grundkörper 100 und der Außenkontaktierung 200 nicht beschädigt wird. Auch nach langen Temperaturzyklen sind kaum Degradationseffekte fest stellbar .

Figur 4 zeigt einen Querschnitt des Vielschichtbauelements 10. Jede der ersten Leiterbahnen 210 weist einen Kontaktie rungsabschnitt 214 zur Kontaktierung der jeweiligen ersten Leiterbahnen 210 auf. Ebenso weist jede der zweiten Leiter bahnen 220 einen Kontaktierungsabschnitt 224 zur Kontaktie rung der jeweiligen zweiten Leiterbahnen 220 auf. Die Kontak tierungsabschnitte 214 und 224 sind auch in den Figuren 1 und 2 gezeigt.

Bei der in Figur gezeigten Ausführungsform des Vielschicht bauelements 10 sind die Kontaktierungsabschnitte 214 der ers ten Leiterbahnen 210 und die Kontaktierungsabschnitte 224 der zweiten Leiterbahnen 220 derart gebogen, dass die Kontaktie rungsabschnitte 214 und 224 der ersten und zweiten Leiterbah nen 210 und 220 in einer Ebene liegen. Dadurch kann ein bün diges Anschrauben der Kontaktierungsabschnitte 214, 224 auf einem flachen Anschlusskontakt ermöglicht werden. Zur Ver schraubung der Außenkontaktierung 200 an einen Anschlusskon takt sind in den Kontaktierungsabschnitten 214 der Leiterbah nen 210 Kontaktierungslöcher 215 und in den Kontaktierungsab- schnitten 224 der Leiterbahnen 220 Kontaktierungslöcher 225 vorgesehen .

Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform des Vielschicht- bauelements 10 sind die Kontaktierungsabschnitte 214 und 224 beispielsweise mittig zu dem Grundkörper 100 angeordnet. Die Schraubstelle fluchtet mittig mit dem Riegel/Grundkörper 100. Um ein bündiges Anschrauben auf einem flachen Kontakt zu er möglichen, muss teilweise die Richtung der Einkerbungen für eine der ersten und zweiten Leiterbahnen gedreht werden. An stelle der in Figur 4 gezeigten mittigen Anordnung der Kon taktierungsabschnitte 214 und 224 können die Kontaktierungs abschnitte bei einer anderen möglichen Ausführungsform des Vielschichtbauelements in Bezug auf die Mitte des Grundkör- pers seitlich versetzt sein.

Bezugszeichenliste

10 VielSchichtbauelement

100 Grundkörper

110 erste Innenelektroden

120 zweite Innenelektroden

130 piezoelektrisches Material

200 Außenkontaktierung

210 erste Leiterbahnen

220 zweite Leiterbahnen

211, 221 erste Flächenabschnitte 212, 222 zweite Flächenabschnitte

213, 223 Einprägungen

214, 224 Kontaktierungsabschnitte

215, 225 Kontaktierungslocher

300 VerbindungsSchicht