DE102006001656A1 - Fabrication method for monolithic multi-layer piezo-actuator, involves selectively etching back in section of inner electrodes - Google Patents

Abstract

A method for fabricating a piezo-actuator involves providing a multi-layer piezo-electric active 'piezo-strip'(1) consisting of an alternating sequence of piezo-electric material-layers (2) and electrically conductive inner-electrodes (10,20). Etching back is carried out selectively in at least one section of the inner electrodes into the interior of the 'piezo-strip' by an electro-chemical etching process to form a piezo-actuator with defined exposed recessed sections (14,24). An independent claim is given for a piezo-actuator with an alternating sequence of piezoelectric material layers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Piezoaktor in monolithischer Vielschicht-Bauweise und ein Verfahren zur Herstellung desselben.The The invention relates to a piezoelectric actuator in a monolithic multilayer construction and a method for producing the same.

Obwohl auf beliebige Piezoaktoren anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf einen in monolithischer Vielschicht-Bauweise ausgestalteten Piezoaktor näher erläutert.Even though Applicable to any piezoelectric actuators, the present invention as well as the underlying problem with respect to one in monolithic Multi-layer design designed piezoelectric actuator explained in more detail.

Ein derartiger Piezoaktor besteht im Allgemeinen aus mehreren Piezo-Keramikplatten. Eine Piezo-Keramik ist ein Material, das sich aufgrund des piezo-elektrischen Effektes beim Anlegen einer elektrischen Spannung ausdehnt. Solche Piezo-Keramiken bilden die Basis für die Piezoaktoren, die beim Anlegen einer Spannung einen Verfahrweg von einigen Mikrometern realisieren. Die Piezo-Keramik weist elektrische Dipolmomente auf, die jeweils innerhalb von Weiss'schen Bezirken, die gegeneinander abgegrenzt sind, eine Vorzugsrichtung aufweisen. In einem unpolarisierten Grundzustand der Piezo-Keramik sind die Vorzugsrichtungen der einzelnen Weiss'schen Bezirke ungeordnet, sodass nach außen hin keine makroskopische elektrische Polarisierung der Piezo-Keramik vorliegt.One Such piezoelectric actuator is generally composed of a plurality of piezo ceramic plates. A Piezo ceramic is a material that is due to the piezoelectric Effect when applying an electrical voltage expands. Such Piezo ceramics form the basis for the piezo actuators, the travel path when applying a voltage of a few microns. The piezo ceramic has electrical Dipole moments, each within Weiss' districts, the are delimited against each other, have a preferred direction. In an unpolarized ground state of the piezoelectric ceramic are the preferred directions the individual Weiss'schen Districts disordered, so outwardly no macroscopic electrical polarization of the piezoelectric ceramic is present.

Um den piezo-elektrischen Effekt für Piezoaktoren nutzbar zu machen, muss die Piezo-Keramik durch das Ausrichten der elektrischen Dipolmomente polarisiert werden, wonach die elektrischen Dipolmomente in allen Weiss'schen Bezirken nicht oder nur wenig von einer durch die Polarisationsachse vorgegebenen Vorzugsrichtung abweichen. Die Piezo-Keramiken werden beispielsweise als Grundkörper von Piezoaktoren eingesetzt, welche u.a. Verwendung im Kraftfahrzeugbereich, beispielsweise als elektromagnetische Wandler in Common-Rail-Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen, finden.Around the piezoelectric effect for Piezoelectric actuators must be harnessed by the Piezo ceramic Aligning the electrical dipole moments are polarized, after which the electric dipole moments in all Weiss districts not or only slightly from a preferred direction given by the polarization axis differ. The piezo-ceramics, for example, as the body of piezoelectric actuators used, which u.a. Use in the automotive sector, for example as electromagnetic converters in common-rail injection systems for internal combustion engines, Find.

Die einzelnen oben beschriebenen Piezo-Keramiken sind beiderseits mit metallischen Elektroden bzw. Innenelektroden versehen. Wird an diese Innenelektroden eine Spannung angelegt, so reagiert die Piezo-Keramik mit einer Gitterverzerrung, die entlang der Hauptachse zu der oben bereits erläuterten nutzbaren Längenausdehnung führt. Da diese allerdings weniger als 2 Promille der Schichtdicke entlang der Hauptachse beträgt, muss zur Erzielung einer gewünschten absoluten Längenausdehnung eine entsprechend höhere Schichtdicke aktiver Piezo-Keramiken bereitgestellt werden. Mit zunehmender Schichtdicke der einzelnen Piezo-Keramik-Schichten innerhalb eines Piezoaktors steigt jedoch auch die zum Ansprechen des Piezoaktors erforderliche Spannung. Um diese in handhabbaren Grenzen zu halten, liegen die Dicken von einzelnen Piezoschichten bei Vielschicht-Aktoren üblicherweise zwischen 20 μm und 200 μm. Ein Piezoaktor muss daher beispielsweise für eine gewünschte Längenausdehnung eine entsprechende Anzahl an einzelnen Keramikschichten aufweisen.The individual piezo ceramics described above are on both sides with provided metallic electrodes or internal electrodes. Is attached to these internal electrodes When a voltage is applied, the piezo ceramic reacts with a Lattice distortion that is along the major axis to the top already explained usable Linear expansion leads. However, since these are less than 2 parts per thousand of the layer thickness along the Main axis is, must to achieve a desired absolute length extension a correspondingly higher Layer thickness of active piezo ceramics to be provided. With increasing layer thickness of the individual However, piezoceramic layers within a piezoelectric actuator are increasing also the voltage required to respond to the piezoelectric actuator. To keep these within manageable limits, the thicknesses of individual piezoelectric layers in multilayer actuators usually between 20 μm and 200 μm. A piezoelectric actuator must therefore, for example, for a desired linear expansion a corresponding Have number of individual ceramic layers.

Es ist der Anmelderin bekannt, zur Herstellung von Piezoaktoren beispielsweise Piezo-Keramik-Grünfolien alternierend mit Innenelektrodenmaterial in einem Stapel anzuordnen und gemeinsam zu sintern. Dadurch entsteht ein ausreichend fester Verbund der Einzelschichten in dem Piezoaktor. Die in dem Vielschicht-Aktor integrierten Innenelektroden werden für eine wechselseitige elektrische Kontaktierung alternierend an die Oberfläche beispielsweise der sich gegenüberliegenden Seiten des Aktors geführt und dort jeweils durch eine Außenmetallisierung elektrisch parallel geschaltet. Somit ist jede Innenelektrode von einem vorbestimmten Oberflächenbereich nach außen geführt und in einem davon beabstandeten Oberflächenbereich in das Innere des Aktors zurückversetzt.It the applicant is known for the production of piezoelectric actuators, for example Piezo-ceramic green sheets to arrange alternately with internal electrode material in a stack and sinter together. This creates a sufficiently strong Composite of the individual layers in the piezoelectric actuator. The in the multi-layer actuator integrated internal electrodes are used for a reciprocal electrical Contacting alternately to the surface, for example, the itself opposite Pages of the actor led and there each by an outer metallization electrically connected in parallel. Thus, each inner electrode is of a predetermined one surface area outward guided and in a spaced-apart surface area in the interior of the Aktors set back.

Hierbei hat sich allerdings die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass bei der Sinterung für eine Verbindung der Keramikschichten und der Innenelektroden die Abschnitte, in welchen die Innenelektroden zurückversetzt sind, mit keramischem Material ausgefüllt werden. Diese Abschnitte sind allerdings piezo-elektrisch inaktiv, da keine Elektroden zur Ansteuerung in diesen Abschnitten vorgesehen sind. Dadurch kann es insbesondere in diesen Bereichen bei der Sinterung zu unerwünschten mechanischen Spannungen kommen, da beispielsweise die Materialschwindung des piezo-keramischen Werkstoffs während des Sinterprozesses durch diese Anordnung entsprechend beeinflusst wird. Schwindungsdifferenzen zwischen elektrodennahen und elektrodenfernen Bereichen führen demnach im Allgemeinen zu unerwünschten, nicht definierten und unkontrollierbaren mechanischen Spannungen im keramischen Werkstoff, die oft schon während des Sinterprozesses zu unerwünschten Rissen führen oder im fertigen Bauteil festigkeitsmindernd wirken.in this connection However, the fact has proved to be disadvantageous that in the sintering for a Connecting the ceramic layers and the internal electrodes the sections, in which the internal electrodes are set back, with ceramic Material filled out become. However, these sections are piezoelectrically inactive, since no electrodes are provided for driving in these sections. This makes it possible, especially in these areas during sintering too unwanted mechanical stresses occur because, for example, material shrinkage of the piezo-ceramic material during the sintering process this arrangement is influenced accordingly. Schwindungsdifferenzen between electrode-near and electrode-remote areas lead accordingly generally undesirable, undefined and uncontrollable mechanical stresses in the ceramic material, which often already during the sintering process too undesirable Run cracks or In the finished component, they have a strength-reducing effect.

Bei der erstmaligen elektrischen Ansteuerung des Piezoaktors bis in den Großsignalbereich hinein erfährt die Piezo-Keramik eine Polarisierung und zeigt dabei eine irreversible Längenänderung, die so genannte remanente Dehnung. Aufgrund dieser remanenten Dehnung entstehen ferner mechanische Zugspannungen der Gesamtstruktur, welche dazu führen, dass im Verlauf der Polung oder im späteren Betrieb des Piezoaktors so genannte Polungsrisse entstehen. Diese Polungsrisse entstehen vorzugsweise entlang des Schnittstellenbereiches zwischen den Innenelektroden und den Keramikschichten sowie innerhalb der Piezo-Keramiken selbst. Derartige Polungsrisse sind a priori für die Zuverlässigkeit des Piezoaktors im dynamischen Betrieb unschädlich, wenn sie einen definierten Lauf einnehmen. Bei Vorliegen ungünstiger intrinsischer, wie beispielsweise bei einer ungünstigen Gefügestruktur oder einer ungünstigen Defektpopulation, als auch extrinsischer Einflüsse, wie beispielsweise bei einer elektrischen Anstiegsflanke im dynamischen Betrieb, einer unzureichenden Klemmung oder dergleichen, können sich diese Polungsrisse allerdings verzweigen und einen nicht definierten Verlauf einnehmen.During the first electrical actuation of the piezoelectric actuator into the large signal range, the piezoelectric ceramic undergoes polarization and exhibits an irreversible change in length, the so-called remanent strain. Due to this remanent elongation, further, mechanical tensile stresses of the overall structure arise, which lead to so-called polarity cracks occurring in the course of the polarity or during later operation of the piezoactuator. These polarity cracks preferably occur along the interface region between the internal electrodes and the ceramic layers and within the piezo-ceramics themselves. Such polarization cracks are a priori reliable The performance of the piezoelectric actuator in dynamic operation harmless if they take a defined course. In the presence of unfavorable intrinsic, such as in an unfavorable microstructure or an unfavorable defect population, as well as extrinsic influences, such as an electrical rising edge in dynamic operation, insufficient clamping or the like, however, these poling cracks can branch and take an undefined course.

Ein Verzweigen der an sich unschädlichen Polungsrisse kann zu unerwünschten Rissen führen, welche senkrecht zu der Ebene der Elektroden und durch den Piezoaktor hindurch verlaufen. Derartige Risse können senkrecht in den aktiven Bereich als so genannte Längsrisse hineinwachsen. Dabei werden die Arbeitselektroden durchtrennt und Spalten zwischen den Arbeitselektroden unterschiedlichen Potenzials geschaffen. An diesen Stellen kann es zu elektrischen Überschlägen kommen, welche im Weiteren in einem Ausfall des Piezoaktors resultieren. Somit führen unterschiedliche Dehnungsverhalten eines aktiven und eines passiven Keramikbereiches während der Sinterung oder der Polarisierung bzw. während des Betriebes insbesondere an der Grenze zwischen diesen beiden Bereichen zu mechanischen Spannungen, welche die Bildung von nicht definierten, unerwünschten Längsachsen begünstigen.One Branching of the harmless poling cracks can be too unwanted Cracks lead, which perpendicular to the plane of the electrodes and through the piezoelectric actuator run. Such cracks can perpendicular to the active area as so-called longitudinal cracks grow into. The working electrodes are severed and Gaps between the working electrodes of different potential created. These areas can cause electrical flashovers which subsequently result in a failure of the piezoelectric actuator. Consequently to lead different strain behavior of an active and a passive Ceramic area during the sintering or the polarization or during operation in particular at the border between these two areas to mechanical stresses, which favor the formation of undefined, undesired longitudinal axes.

Um derartige Rissbildungen aufgrund auftretender mechanischer Spannungen zu vermeiden, können beispielsweise die Betriebsgrenzen beim piezo-elektrischen Betrieb des Piezoaktors derart gewählt werden, dass die entstehenden mechanischen Spannungen zu gering für die Bildung von Längsrissen sind.Around Such cracking due to occurring mechanical stresses to avoid For example, the operating limits in piezoelectric operation of the piezoelectric actuator selected be that the resulting mechanical stresses too low for the Formation of longitudinal cracks are.

An diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass für sehr viele Anwendungen ein großer Verstellweg des Piezoaktors erwünscht ist, sodass dieser meist in seinen Betriebsgrenzen angesteuert werden muss.At However, this approach has proved to be disadvantageous that for a lot of applications a big one Adjustment of the piezoelectric actuator desired is, so that these are usually controlled in its operating limits got to.

Ferner existieren verschiedene Lösungen, die mechanische Spannungen in einem Piezoaktor reduzieren. Beispielsweise können vorbestimmte Sicherheitsschichten in den Piezo-Stack integriert werden.Further exist different solutions that reduce mechanical stresses in a piezoelectric actuator. For example can integrated predetermined safety layers in the piezo stack become.

Hierbei hat sich allerdings die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass eine Integration derartiger Sicherheitsschichten mit einem erhöhten Herstellungsaufwand verbunden ist, wobei sich die Herstellungskosten gleichermaßen nachteilig erhöhen.in this connection However, the fact has proved to be disadvantageous that an integration of such security layers with a increased Production cost is associated, whereby the manufacturing costs equally increase adversely.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Piezoaktor und ein Herstellungsverfahren für einen Piezoaktor anzugeben, bei welchem nicht definierte, sich verzweigende Polungsrisse während des Sinterprozesses, der Polarisation und des Betriebes auf einfache und kostengünstige Weise verringert bzw. gänzlich vermieden werden.Of the present invention is based on the object, a piezoelectric actuator and a manufacturing method for to specify a piezoelectric actuator in which undefined, branching Polish cracks during the sintering process, the polarization and the operation to simple and cost-effective Way reduced or entirely be avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch den Piezoaktor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.According to the invention this Task by the method having the features of the claim 1 and by the piezoelectric actuator with the features of the claim 13 solved.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass das Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors folgende Verfahrensschritte aufweist: Vorsehen eines vielschichtigen, piezo-elektrisch aktiven Piezoriegels bestehend aus einer alternierenden Abfolge von piezo-elektrischen Materialschichten und elektrisch leitenden Innenelektroden, wobei die Innenelektroden jeweils mindestens einen zu einem zugeordneten Oberflächenbereich des Piezoriegels herausgeführten Abschnitt aufweisen; und selektiv Zurückätzen zumindest eines Abschnitts der mindestens einen zu dem jeweils zugeordneten Oberflächenbereich des Piezoriegels herausgeführten Abschnitte vorbestimmter Innenelektroden in das Innere des Piezoriegels mittels eines elektro-chemischen Ätzverfahrens zum Bilden eines Piezoaktors mit definiert freigelegten Vertiefungsabschnitten.The The idea underlying the present invention is that the method for producing a piezoelectric actuator comprises the following method steps comprising: providing a multi-layered, piezo-electrically active Piezo mirror consisting of an alternating sequence of piezoelectric material layers and electrically conductive internal electrodes, wherein the internal electrodes at least one to an associated surface area led out of the piezo bar Section; and selectively etching back at least one section the at least one to the respective associated surface area led out of the piezo bar Sections of predetermined internal electrodes in the interior of the piezoelectric mirror by means of an electrochemical etching process to form a piezoactuator with defined uncovered pit sections.

Somit weist die vorliegende Erfindung gegenüber den obigen Ansätzen den Vorteil auf, dass durch das selektive Zurückätzen der Innenelektroden in das Innere des Piezoaktors nach der Sinterung vorbestimmte freigelegte Vertiefungsabschnitte an vorbestimmten Abschnitten des Randbereiches des Piezoaktors gebildet werden. Diese freigelegten Vertiefungsabschnitte bewirken eine Reduzierung des mechanischen Zugspannungsprofils im Kontaktierungsbereich, da der Übergangsbereich zwischen aktiven, angesteuerten Keramikabschnitten und inak tiven, nicht-angesteuerten Keramikabschnitten reduziert wird. Entscheidend für einen Rissverlauf eines Polungsrisses ist neben der Höhe des Weiterreißwiderstandes in verschiedenen Richtungen insbesondere der Ort der Rissentstehung sowie die Anzahl an entstehenden Polungsrissen. Die definiert freigelegten Vertiefungsabschnitte dienen daher als definierter Startpunkt eines definiert auftretenden Polungsrisses, wobei jeder definiert eingebrachte Polungsriss zu einer Reduzierung der schädlichen mechanischen Zugspannungen, insbesondere im Übergangsbereich zwischen einer aktiven Keramik und einer inaktiven Keramik führt. Durch geeignetes selektives Zurückätzen vorbestimmter Bereiche der Innenelektroden können demnach die Triebkraft für die Initiierung eines weiteren Risses bzw. zur Verlängerung bestehender Risse vorteilhaft herabgesetzt und definierte Polungsrisse in dem Piezoaktor erzeugt werden. Beispielsweise können vorteilhaft äquidistant über die Seitenlänge des Piezo-Stacks verteilte Polungsrisse erzeugt werden.Thus, over the above approaches, the present invention has the advantage that by selectively etching back the internal electrodes into the interior of the piezoelectric actuator after sintering, predetermined exposed recess portions are formed at predetermined portions of the peripheral area of the piezoactuator. These exposed recessed portions cause a reduction of the mechanical tensile stress profile in the contacting region, since the transition region between active, driven ceramic sections and inak tive, non-driven ceramic sections is reduced. In addition to the height of the tear propagation resistance in different directions, the location of the crack formation and the number of poling cracks that result are decisive for a crack course of a poling crack. The defined uncovered recessed portions therefore serve as a defined starting point of a defined poling crack, wherein each defined poling crack leads to a reduction of the harmful mechanical tensile stresses, in particular in the transition region between an active ceramic and an inactive ceramic. Accordingly, the drive force for initiating a further crack or for extending existing cracks can advantageously be reduced by suitable selective etching back of predetermined regions of the internal electrodes and defined polarity cracks generated in the piezoelectric actuator. For example, can be advantageous equidistantly over the side length of the piezo stack distributed poling cracks are generated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.advantageous Embodiments and developments of the invention are the subject the further subclaims and the description with reference to the figures of the drawing.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung werden die Innenelektroden des Piezoriegels in einer alternierenden Abfolge von ersten Innenelektroden und zweiten Innenelektroden vorgesehen, wobei die ersten Innenelektroden jeweils an einen ersten Oberflächenbereich des Piezoriegels und die zweiten Innenelektroden jeweils an den ersten Oberflächenbereich sowie zusätzlich an einen zweiten Oberflächenbereich des Piezoriegels herausgeführt werden. Dadurch kann an dem zweiten Oberflächenbereich eine Hilfskontaktierung vorgesehen werden, welche einer elektrischen Kontaktierung der zweiten Innenelektroden dient. Die Hilfskontaktierung kann zu geeignetem Zeitpunkt wieder von dem Piezoriegel entfernt werden.According to one preferred development, the internal electrodes of the piezoelectric mirror in an alternating sequence of first internal electrodes and second Internal electrodes provided, wherein the first internal electrodes respectively to a first surface area of the piezoelectric mirror and the second internal electrodes respectively to the first surface area as well as additional to a second surface area led out of the piezo bar become. As a result, an auxiliary contact can be made on the second surface area be provided, which an electrical contacting of the second Internal electrodes is used. The auxiliary contact can be suitable Time to be removed from the piezo bar again.

Die ersten Oberflächenbereiche des Piezoriegels werden vorzugsweise durch einen ersten Eckbereich des Piezoriegels und die zweiten Oberflächenbereiche durch einen zweiten, dem ersten Eckbereich diagonal gegenüberliegenden Eckbereich ausgebildet. Dadurch sind die beiden Kontaktierungsbereich möglichst weit voneinander entfernt, sodass Überschläge oder ein Kurzschluss zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen verhindert wird.The first surface areas of the piezoelectric mirror are preferably through a first corner area of the piezoelectric mirror and the second surface areas by a second, the corner area is formed diagonally opposite the first corner area. As a result, the two Kontaktierungsbereich are as far away from each other, so that flashovers or prevents a short circuit between the two contacting areas becomes.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung werden die ersten Oberflächenbereiche durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Hilfskontaktierung der zweiten Innenelektroden mittels eines elektro-chemischen Ätzverfahrens derart behandelt, dass die zweiten Innenelektroden jeweils selektiv in das Innere des Piezoriegels definiert zurückgeätzt werden. Durch ein beispielsweise nass-chemisches Ätzverfahren werden auf einfache und kostengünstige Weise selektive Vertiefungsabschnitte im Inneren des Piezoriegels geschaffen, welche einer definierten Bildung von Polungsrissen dienen.To In a further preferred embodiment, the first surface areas by applying an electrical voltage to the auxiliary contact the second internal electrodes by means of an electro-chemical etching process treated such that the second internal electrodes each selectively be etched back into the interior of the piezoelectric mirror defined. For example wet-chemical etching process be easy and inexpensive Way selective recessed portions in the interior of the piezoelectric mirror created, which serve a defined formation of polarity cracks.

Vorzugsweise werden die zweiten Oberflächenbereiche nach dem selektiven Zurückätzen mittels eines mechanischen Verfahrens bis zu einem Herausführen der ersten und der zweiten Innenelektroden abgetragen. Dadurch können die zweiten Oberflächenbereiche anschließend durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine erste Kontaktierung der ersten Innenelektroden mittels wiederum eines elektro-chemischen Ätzverfahrens derart behandelt werden, dass die ersten Innenelektroden jeweils selektiv in das Innere des Piezoriegels definiert zurückgeätzt werden. Dadurch werden wiederum Vertiefungsabschnitte selektiv in den Seitenoberflächenbereichen für eine Initiierung von definierten Polungsrissen gebildet.Preferably become the second surface areas after selective etching back by means of a mechanical process up to a lead out of ablated first and second internal electrodes. This allows the second surface areas subsequently by applying an electrical voltage to a first contact the first internal electrodes by means of an electro-chemical etching process be treated such that the first internal electrodes each selectively be etched back into the interior of the piezoelectric mirror defined. This will be in turn recess portions selectively in the side surface areas for one Initiation of defined polarity cracks formed.

Die Vertiefungsabschnitte der ersten Innenelektroden werden an einem ersten, eine erste Kontaktierung aufweisenden Eckbereich und die Vertiefungsabschnitte der zweiten Innenelektroden an einem zweiten, dem ersten Eckbereich diagonal gegenü berliegenden und eine zweite Kontaktierung aufweisenden Eckbereich ausgebildet. Dadurch können in den Seitenbereichen des fertigen Piezoaktors äquidistant beabstandete Polungsrisse vorteilhaft geschaffen werden, welche eine gleichmäßige mechanische Entlastung des gesamten Piezoaktors bei der Sinterung, der Polarisierung bzw. während des Betriebes gewährleisten.The Recess sections of the first internal electrodes are connected to one first, having a first contacting corner area and the Recess sections of the second internal electrodes at a second, the first corner diagonally opposite and a second Contacting having corner formed. This can be done in the side areas of the finished piezoelectric actuator equidistantly spaced Polungsrisse be created advantageous, which is a uniform mechanical Relief of the entire piezoelectric actuator during sintering, the polarization or during of the operation.

Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Vertiefungsabschnitte der ersten Innenelektroden als randseitig umlaufende Vertiefungen, welche im Bereich einer ersten Kontaktierung an die Oberfläche des Piezoriegels herausgeführt werden, und die Vertiefungsabschnitte der zweiten Innenelektroden als randseitig umlaufende Vertiefungen, welche im Bereich einer zweiten, zu der ersten Kontaktierung diagonal gegenüberliegenden Kontaktierung an die Oberfläche des Piezoriegels herausgeführt werden, ausgebildet. Dadurch wird die Funkenstrecke des Piezoaktors zwischen entgegengesetzt gepolten elektrischen Flächen vergrößert, da die Innenelektroden von dem Randbereich und somit den Kontaktierungen bzw. anderen Elektroden benachbarter Schichten mit einem größeren Abstand beabstandet sind. Dadurch wird eine verbesserte Isolierung zum Schutz vor elektrischen Überschlägen im Bereich der Oberflächen gewährleistet. Dies verbessert die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des gesamten Piezoaktors vorteilhaft.To a further preferred embodiment the recessed portions of the first internal electrodes are referred to as peripheral recesses, which in the area of a first Contacting to the surface led out of the piezo bar and the recessed portions of the second internal electrodes as peripheral edge recesses, which in the area of a second, to the first contact diagonally opposite contact to the surface led out of the piezo bar be trained. As a result, the spark gap of the piezoelectric actuator between oppositely poled electrical surfaces increases, as the Internal electrodes of the edge region and thus the contacts or other electrodes of adjacent layers spaced at a greater distance are. This provides improved insulation to protect against electrical flashovers in the area the surfaces guaranteed. This improves the reliability and the life of the entire piezoelectric actuator advantageous.

Vorzugsweise können die Vertiefungsabschnitte vorbestimmter Innenelektroden als randseitig umlaufende Vertiefungen ausgebildet werden. Diese Vertiefungsumrandung reduziert zusätzlich das mechanische Zugspannungsprofil im Piezoaktors und dient gleichzeitig als Initiierung für mögliche Polungsrissbildungen.Preferably can the recessed portions of predetermined internal electrodes as the edge side circumferential recesses are formed. This depression border additionally reduces that mechanical tension profile in the piezoelectric actuator and serves at the same time as an initiation for possible poling cracks.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die durch die jeweils zurückgeätzten Innenelektroden entstehenden Vertiefungsabschnitte jeweils mittels eines geeigneten Füll materials aufgefüllt. Beispielsweise erfolgt eine Sinterung vor einer Auffüllung oder nach einer Auffüllung der Vertiefungsabschnitte mit dem Füllmaterial. In letzterem Fall erfolgt die Füllung der Vertiefungsabschnitte vorzugsweise mit einem Material, welches mit dem Sinterprozess kompatibel ist. In diesem Fall muss auch für die Kontaktierungen des Piezoaktors ein Material verwendet werden, welches ebenfalls mit dem Sinterverfahren kompatibel ist. Erfolgt das Sintern vor einer Auffüllung der Vertiefungsabschnitte mit einem Füllmaterial, so kann dieses auch aus einem organischen Material bestehen.According to a further preferred refinement, the recessed portions formed by the respective back-etched internal electrodes are each filled with material by means of a suitable filling material. For example, sintering takes place before filling or after filling of the depression sections with the filling material. In the latter case, the filling of the recessed portions is preferably carried out with a material that is compatible with the sintering process. In this case, a material must also be used for the contacts of the piezoelectric actuator, which is also compatible with the sintering process. If the sintering before egg ner filling the recessed portions with a filler material, this may also consist of an organic material.

Vorteilhaft wird der hergestellte Piezoriegel in einzelne Piezoaktoren mit vorbestimmten Abmessungen geteilt. Dadurch können mehrere Piezoaktoren mit gewünschten Abmessungen aus einem einzigen Piezoriegel mittels eines einzigen Herstellungsverfahrens hergestellt werden. Dies verringert den Herstellungsaufwand sowie die Herstellungskosten.Advantageous the piezoelectric bar produced in predetermined piezoelectric actuators with predetermined Dimensions shared. Thereby can several piezo actuators with desired Dimensions of a single piezo bar by means of a single Manufacturing process can be produced. This reduces the production cost as well as the production costs.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der Piezoaktor im Mehrfachnutzen aus dem Piezoriegel hergestellt, wobei die Breite des Piezoriegels etwas größer ausgebildet wird als die Breite des bzw. der herzustellenden Piezoaktoren. Es können durch ein einziges gemeinsames Herstellungsverfahren mehrere Piezoaktoren aus einem Piezoriegel kostengünstig und mit geringem Aufwand hergestellt werden. Durch die größere Breite kann ein Teil des Piezoriegels im Verlaufe des Verfahrens abgetragen werden, ohne dass die eigentliche Breite des herzustellenden Piezoaktors verringert wird.According to one Another preferred development of the piezoelectric actuator is in multiple use made from the piezo bar, with the width of the piezo bar formed slightly larger is considered the width of the or the piezo actuators to be produced. It can by a single common manufacturing process several piezo actuators inexpensive from a piezor bar and manufactured with little effort. Due to the larger width a part of the piezoelectric mirror can be removed in the course of the process be without the actual width of the piezoelectric actuator to be produced is reduced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The Invention will be described below with reference to the schematic figures The drawings specified embodiments explained in more detail. Show it attended:

1 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen eines Piezoriegels gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem ersten Verfahrensschritt; 1 a cross-sectional view along the diagonal of a piezoelectric mirror according to a preferred embodiment of the present invention in a first method step;

2 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem zweiten Verfahrensschritt; 2 a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in a second method step;

3 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem dritten Verfahrensschritt; 3 a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in a third method step;

4 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem vierten Verfahrensschritt; 4 a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in a fourth method step;

5 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem fünften Verfahrensschritt; 5 a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in a fifth method step;

6 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem sechsten Verfahrensschritt; 6 a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in a sixth method step;

7 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem siebten Verfahrensschritt; 7 a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in a seventh method step;

8 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem achten Verfahrensschritt; 8th a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in an eighth method step;

9 eine Querschnittsansicht entlang der Diagonalen des Piezoriegels gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem neunten Verfahrensschritt; 9 a cross-sectional view along the diagonal of the piezoelectric mirror according to the preferred embodiment of the present invention in a ninth method step;

10 eine Seitenansicht eines hergestellten Piezoaktors gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 10 a side view of a manufactured piezoelectric actuator according to the preferred embodiment of the present invention;

11 eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 10; 11 a cross-sectional view along the section line AA 10 ;

12 eine Querschnittsansicht entlang einer horizontalen Schnittebene eines hergestellten Piezoaktors gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 12 a cross-sectional view along a horizontal sectional plane of a manufactured piezoelectric actuator according to another preferred embodiment of the present invention; and

13 eine Querschnittsansicht entlang einer horizontalen Schnittebene eines hergestellten Piezoaktors gemäß einem noch weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 13 a cross-sectional view along a horizontal sectional plane of a manufactured piezoelectric actuator according to yet another preferred embodiment of the present invention.

In den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.In In the figures of the drawing, the same reference numerals designate the same or functionally identical components, unless stated otherwise is.

In den 1 bis 10 sind jeweils Querschnittsansichten entlang einer Diagonalen durch einen Piezoriegel dargestellt, wobei vorliegend der Piezoriegel 1 einen quadratischen Querschnitt aufweist. Es ist allerdings für einen Fachmann offensichtlich, dass der vorliegende Erfindungsgedanke auf beliebige Abmessungen des Piezoriegels 1 bzw. des herzustellenden Piezoaktors anwendbar ist.In the 1 to 10 are each cross-sectional views along a diagonal represented by a piezo bar, in the present case, the piezo bar 1 has a square cross-section. However, it is obvious to a person skilled in the art that the present inventive idea is based on any dimensions of the piezoelectric mirror 1 or of the piezoelectric actuator to be produced is applicable.

1 illustriert den Piezoriegel 1, welcher zur Herstellung eines oder mehrerer vollaktiver Piezoaktoren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. Der Piezoriegel 1 wird beispielsweise aus einem Block im Mehrfachnutzen als Riegel herausgeschnitten. Der Block weist eine Dicke auf, welche in etwa der axialen Länge des/der herzustellenden Piezoaktoren entspricht, wobei zwischen den einzelnen Keramikschichten Elektrodenfelder mit geeigneter Anordnung derart aufgedruckt sind, dass ein Schneiden des Blocks die gewünschten Piezoriegel 1 mit vorbestimmter Elektrodenanordnung gemäß 1 liefert. Jeder Piezoriegel 1 ist vorzugsweise in monolithischer Vielschicht-Bauweise hergestellt, wobei der piezo-elektrisch aktive Bereich aus mehreren piezo-elektrischen Keramikschichten 2 besteht, welche jeweils durch Innenelektroden 10, 20 voneinander getrennt sind. 1 illustrates the piezo bar 1 , which is provided for the production of one or more fully active piezoelectric actuators according to a preferred embodiment of the present invention. The piezo bar 1 is for example cut out of a block in the multiple use as a bar. The block has a thickness which corresponds approximately to the axial length of the piezoactuator (s) to be produced, wherein electrode fields with a suitable arrangement are printed between the individual ceramic layers in such a way that cutting of the block produces the desired piezoelectric bars 1 with vorbe according to the agreed electrode arrangement 1 supplies. Every piezo bar 1 is preferably made in monolithic multilayer construction, wherein the piezo-electrically active region of a plurality of piezoelectric ceramic layers 2 consists, which in each case by internal electrodes 10 . 20 are separated from each other.

Nachfolgend wird als Ausführungsbeispiel der Fall näher erläutert, in welchem aus einem Piezoriegel 1 lediglich ein Piezoaktor mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird. Allerdings können aus einem Piezoriegel 1 unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch mehrere Piezoaktoren hergestellt werden, wobei in diesem Fall der selektiv zurückgeätzte Piezoriegel in mehrere Piezoaktoren geteilt wird.Hereinafter, the case will be explained in more detail as an exemplary embodiment in which a piezor bar 1 only a piezoelectric actuator is produced by means of a method according to the invention. However, from a piezo bar 1 a plurality of piezoelectric actuators are produced using the method according to the invention, in which case the selectively etched back piezoelectric bar is divided into a plurality of piezo actuators.

In dem Piezoriegel 1 herrscht vorzugsweise eine alternierende Abfolge einer piezo-elektrischen Keramikschicht 2, einer ersten Innenelektrode 10, die zu einem ersten Oberflächenbereich 11 des Piezoriegels 1 herausgeführt ist und gegenüber einem zweiten Oberflächenbereich 21 des Piezoriegels 1 zurückversetzt ist, einer piezo-elektrischen Keramikschicht 2 und einer zweiten Innenelektrode 20 vor, welche sowohl zu dem ersten Oberflächenbereich 11 als auch zu dem zweiten Oberflächenbereich 21 des Piezoriegels 1 jeweils herausgeführt ist. Dabei ist die Breite des Piezoriegels 1 vorzugsweise etwas größer ausgestaltet als die Breite des letztendlich herzustellenden Piezoaktors.In the piezo bar 1 There is preferably an alternating sequence of a piezoelectric ceramic layer 2 , a first inner electrode 10 leading to a first surface area 11 of the piezo bar 1 led out and opposite a second surface area 21 of the piezo bar 1 is set back, a piezoelectric ceramic layer 2 and a second inner electrode 20 in front of both the first surface area 11 as well as to the second surface area 21 of the piezo bar 1 each led out. Here is the width of the piezo bar 1 preferably configured slightly larger than the width of the piezoelectric actuator to be finally produced.

Wie in 1 illustriert ist, sind die Innenelektroden 10, 20 in den Piezoriegel 1 derart zwischen den einzelnen Keramikschichten 2 vorgesehen, dass alle Innenelektroden, d. h. sowohl die ersten Innenelektroden 10 als auch die zweiten Innenelektroden 20, an den ersten Oberflächenbereich 11 und lediglich die zweiten Innenelektroden 20 zusätzlich an dem diagonal gegenüberliegenden Oberflächenbereich 21 zu Tage treten.As in 1 is illustrated, are the internal electrodes 10 . 20 in the piezo bar 1 such between the individual ceramic layers 2 provided that all internal electrodes, ie both the first internal electrodes 10 as well as the second internal electrodes 20 , at the first surface area 11 and only the second internal electrodes 20 additionally on the diagonally opposite surface area 21 come to light.

In einem nächsten Verfahrensschritt, wie in 2 dargestellt ist, wird der zweite Oberflächenbereich 21 des Piezoriegels 1 mit einem geeigneten, elektrisch leitenden Material metallisiert. Dadurch entsteht eine Hilfsmetallisierung 22 an dem zweiten Oberflächenbereich 21 des Piezoriegels 1. Die Hilfsmetallisierung 22 dient einem Anlegen einer elektrischen Spannung lediglich an die zweiten Innenelektroden 20 in einem nachfolgenden Verfahrensschritt, wobei eine Entfernung der Hilfsmetallisierung 22 im Laufe des Herstellungsverfahrens erfolgt.In a next process step, as in 2 is shown, the second surface area 21 of the piezo bar 1 metallized with a suitable, electrically conductive material. This creates an auxiliary metallization 22 at the second surface area 21 of the piezo bar 1 , The auxiliary metallization 22 serves to apply an electrical voltage only to the second internal electrodes 20 in a subsequent process step, wherein a removal of the auxiliary metallization 22 during the manufacturing process.

Wie in 3 ersichtlich ist, wird der Piezoriegel 1 anschließend mit vorzugsweise dem gesamten ersten Oberflächenbereich 11 in ein geeignetes Ätzbad 3 eingetaucht und eine elektrische Spannung 23 zwischen der Hilfsmetallisierung 22 und dem Ätzbad 3 angelegt.As in 3 can be seen, the piezo bar is 1 then preferably with the entire first surface area 11 in a suitable etching bath 3 immersed and an electrical voltage 23 between the auxiliary metallization 22 and the etching bath 3 created.

In Abhängigkeit des eingetauchten Bereiches des Piezoriegels 1 werden daraufhin die zweiten Innenelektroden 20 im Bereich des ersten Oberflächenbereiches 11 selektiv in das Innere des Piezoriegels 1 zurückgeätzt, wie in 4 schematisch dargestellt ist. Durch ein derartiges elektro-chemisches Ätzen werden lediglich die zweiten Innenelektroden 20 selektiv zurückgeätzt, da lediglich an diesen eine elektrische Spannung anliegt. Somit entsteht alternierend an jeder zweiten aller Innenelektroden, d. h. an jeder Innenelektrode 20, ein erster Vertiefungsabschnitt 14 an dem ersten Oberflächenbereich 11. Die Vertiefungsabschnitte 14 entstehen definiert durch den freigelegten Innenbereich aufgrund des selektiven, definierten Zurückätzens der entsprechenden zweiten Innenelektroden 20.Depending on the immersed area of the piezo bar 1 then become the second internal electrodes 20 in the area of the first surface area 11 selectively into the interior of the piezo bar 1 etched back, as in 4 is shown schematically. By such electrochemical etching, only the second internal electrodes become 20 etched back selectively, since only an electric voltage is applied to these. Thus arises alternately on every second of all internal electrodes, ie on each internal electrode 20 , a first recess portion 14 at the first surface area 11 , The depression sections 14 defined by the exposed interior due to the selective, defined etching back of the corresponding second internal electrodes 20 ,

Durch gezieltes Einbringen vorbestimmter Oberflächen des Piezoriegels 1 in das Ätzbad 3 können definierte Vertiefungsabschnitte durch ein Zurückätzen der zweiten Innenelektroden 20 in das Innere des Piezoriegels 1 geschaffen werden. Diese definierten Vertiefungsabschnitte sorgen für definierte Schlitze, die eine Reduzierung des mechanischen Zugspannungsprofils im Kontaktierungsbereich bewirken und gleichzeitig als Kerbanrisse für bevorzugt an den Vertiefungsabschnitten entstehenden Polungsrissen bewirken. Die Größe und die Anordnung der zurückgeätzten Vertiefungsabschnitte 14 wird durch die Art des Eintauchens des Piezoriegels 1 in die Ätzlösung 3 bestimmt, d. h. dadurch, an welchen Elektrodenstellen die Ätzlösung eine Angriffsfläche für den Rückätzvorgang findet.By targeted introduction of predetermined surfaces of the piezoelectric mirror 1 in the etching bath 3 can defined depression sections by etching back the second internal electrodes 20 into the interior of the piezo bar 1 be created. These defined recessed portions provide for defined slots, which cause a reduction of the mechanical tensile stress profile in the contacting area and at the same time cause as notch cracks for polarity cracks preferably formed at the recessed portions. The size and arrangement of the etched recessed sections 14 is due to the nature of the immersion of the piezoelectric mirror 1 in the etching solution 3 determines, ie by which electrode locations the etching solution finds an attack surface for the etching-back process.

Beispielsweise kann lediglich ein Eckbereich, ein Kantenbereich, ein vorbestimmter Teil des Piezoriegels 1 oder der gesamte Piezoriegel 1 in das Ätzbad 3 eingetaucht werden. Für die geometrische Ausgestaltung der Vertiefungsabschnitte ist selbstverständlich auch die Geometrie des Piezoriegels 1 bzw. des letztendlich herzustellenden Piezoaktors eine bestimmende Größe, einschließlich der notwendigen, später zu entfernenden Hilfskontaktierungselemente bzw. Hilfsmetallisierungen. Beispielsweise kann bei dem Ätzvorgang auch die gesamte Oberfläche des Piezoriegels 1 mit Ausnahme der Hilfsmetallisierung 22 dem Ätzbad 3 ausgesetzt werden. Dadurch wird beispielsweise an allen Seiten des Piezoriegels eine Vertiefung für eine mechanische Zugprofilentlastung eingebracht.For example, only a corner region, an edge region, a predetermined part of the piezoelectric mirror 1 or the entire piezo bar 1 in the etching bath 3 be immersed. For the geometric configuration of the recessed portions is of course the geometry of the piezo-bolt 1 or of the piezoelectric actuator to be finally produced, a determining variable, including the necessary auxiliary contact elements or auxiliary metallizations to be removed later. For example, in the etching process, the entire surface of the piezoelectric mirror 1 with the exception of auxiliary metallization 22 the etching bath 3 get abandoned. As a result, for example, a recess for a mechanical Zugprofilentlastung is introduced on all sides of the piezoelectric mirror.

In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Vertiefungsabschnitte 14 am ersten Oberflächenbereich 11 optional mit einem geeigneten Nano-Schlicker oder einem anderen geeigneten Füllmaterial aufgefüllt. Diese geeigneten Materialien stellen Füllmaterialien dar, welche selbst schmale Vertiefungsspalte ausfüllen und diese gegen Feuchtigkeit elektrisch isolierend abdichten.In a further method step, the depression sections 14 at the first surface area 11 optionally filled with a suitable nano-slip or other suitable filling material. These suitable materials are fillers which fill even narrow groove gaps and these against moisture electrically insulating seal.

Wie in 5 dargestellt ist, wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt eine Metallisierung 12 auf dem ersten Oberflächenbereich 11 in geeigneter Weise aufgebracht, welche einer elektrischen Kontaktierung der ersten Innenelektroden 10 dient. Die Außenmetallisierung 12 ist dabei über die zuvor geätzten Vertiefungsabschnitte 14 elektrisch von den zweiten Innenelektroden 20 elektrisch isoliert, sodass lediglich eine elektrische Kontaktierung der ersten Innenelektroden 10 auftritt, wie in 5 schematisiert illustriert ist.As in 5 is shown, in a subsequent process step, a metallization 12 on the first surface area 11 suitably applied, which is an electrical contacting of the first internal electrodes 10 serves. The outer metallization 12 is about the previously etched depression sections 14 electrically from the second internal electrodes 20 electrically isolated, so that only an electrical contact of the first internal electrodes 10 occurs as in 5 schematized is illustrated.

Als nächstes wird die Hilfsmetallisierung 22 und ein vorbestimmter Bereich des zweiten Oberflächenbereiches 21 mittels eines geeigneten Verfahrens, beispielsweise mittels eines mechanischen Abtrageverfahrens, entfernt, wie in 6 dargestellt ist. Der zweite Oberflächenbereich 21 wird dabei vorzugsweise soweit abgetragen, dass alle Innenelektroden 10, 20, d. h. auch die ersten Innenelektroden 10 an die zweite Oberfläche 21 des Piezoriegels 1 heraustreten. Somit werden in dem zweiten Oberflächenbereich 21 nach dem Abtragen sowohl alle ersten Innenelektroden 10 als auch alle zweiten Innenelektroden 20 an den Oberflächenbereich 21 herausgeführt.Next is the auxiliary metallization 22 and a predetermined area of the second surface area 21 removed by a suitable method, for example by means of a mechanical removal method, as in 6 is shown. The second surface area 21 is preferably removed so far that all internal electrodes 10 . 20 , ie also the first internal electrodes 10 to the second surface 21 of the piezo bar 1 stepping out. Thus, in the second surface area 21 after removal both all first internal electrodes 10 as well as all second internal electrodes 20 to the surface area 21 led out.

Analog zu dem in 3 dargestellten Verfahrensschritt wird der Piezoriegel 1 nachfolgend mit dem zweiten Oberflächenbereich 21 in ein zugeordnetes Ätzbad 3 für einen erneuten elektro chemischen Ätzvorgang in vorbestimmter Weise eingetaucht, wobei eine elektrische Spannung 13 zwischen der Metallisierung 12 des ersten Oberflächenbereiches 11 und dem Ätzbad 3 derart angelegt wird, dass die kontaktierten Innenelektroden, im vorliegenden Fall die ersten Innenelektroden 10, zum Bilden von vorbestimmten Vertiefungsabschnitten 24 zurückgeätzt werden.Analogous to the in 3 The process step shown is the piezoelectric bar 1 subsequently with the second surface area 21 in an associated etching bath 3 dipped for a renewed electrochemical etching in a predetermined manner, wherein an electrical voltage 13 between the metallization 12 of the first surface area 11 and the etching bath 3 is applied so that the contacted internal electrodes, in the present case, the first internal electrodes 10 , for forming predetermined recessed portions 24 be etched back.

Nach dem elektro-chemischen Ätzvorgang wird die in 8 dargestellte Struktur des Piezoriegels 1 erhalten, bei welcher die ersten Innenelektroden 10 zum Bilden von Vertiefungsabschnitten 24 und die zweiten Innenelektroden 20 zum Bilden von Vertiefungsabschnitten 14 jeweils alternierend zurückgeätzt worden sind. Des Weiteren wird bezüglich des Zurückätzens auf die Ausführungen zu den 3 und 4 verwiesen, wobei die diesbezüglich getätigten Erläuterungen analog auf das Zurückätzen der Vertiefungsabschnitte 24 anwendbar sind.After the electrochemical etching, the in 8th illustrated structure of the piezo bar 1 obtained, in which the first internal electrodes 10 for forming pit portions 24 and the second internal electrodes 20 for forming pit portions 14 each have been etched back alternately. Furthermore, with respect to the Rückätzens on the comments on the 3 and 4 referenced, with the explanations made in this regard analogous to the etching back of the recessed sections 24 are applicable.

Ebenfalls analog zu dem oben Gesagten können die Vertiefungsabschnitte 24 wiederum mit einem geeigneten Nano-Schlicker oder einem anderen geeigneten Füllmaterial gefüllt werden. Dabei wird vorzugsweise wiederum ein Füllmaterial verwendet, welches selbst sehr schmale Vertiefungsspalten füllt und diese gegen Feuchtigkeit oder andere äußere Einflüsse elektrisch isolierend abdichtet.Also analogous to the above, the recessed sections 24 in turn be filled with a suitable nano-slip or other suitable filling material. In this case, preferably again a filler material is used, which fills even very narrow depression gaps and seals them against moisture or other external influences electrically insulating.

Wie in 9 ersichtlich ist, wird anschließend eine geeignete Metallisierung 25 auf dem zweiten Oberflächenbereich 21 für eine elektrische Kontaktierung der zweiten Innenelektroden 20 aufgebracht. Die Außenmetallisierung 25 ist dabei über die zuvor geätzten Vertiefungsabschnitte 24 elektrisch von den ersten Innenelektroden 10 elektrisch isoliert, sodass lediglich eine elektrische Kontaktierung der zweiten Innenelektroden 20 auftritt.As in 9 can be seen, then a suitable metallization 25 on the second surface area 21 for an electrical contacting of the second internal electrodes 20 applied. The outer metallization 25 is about the previously etched depression sections 24 electrically from the first internal electrodes 10 electrically isolated, so that only an electrical contact of the second internal electrodes 20 occurs.

Bei den einzelnen Ätzverfahrensschritten gemäß den 3 und 7 kann jeweils die gesamte Oberfläche des Piezoriegels 1 – mit Ausnahme der jeweiligen Metallisierung zum Anlegen der elektrischen Spannung – dem Ätzbad 3 ausgesetzt werden. Dadurch werden an allen Seiten des Piezoriegels 1 Vertiefungsabschnitte für eine mechanische Entlastung eingebracht. Es ist allerdings auch ein Einbringen des Piezoriegels 1 lediglich an vorbestimmten Abschnitten der Oberfläche vorstellbar, sodass lediglich diese Abschnitte definiert zurückgeätzte Vertiefungen für eine mechanische Entlastung aufweisen.In the individual Ätzverfahrensschritten according to the 3 and 7 can each be the entire surface of the piezo bar 1 - with the exception of the respective metallization for applying the electrical voltage - the etching bath 3 get abandoned. This will be on all sides of the piezo bar 1 Recessed sections introduced for a mechanical discharge. However, it is also an introduction of the piezo bar 1 only conceivable on predetermined portions of the surface, so that only these sections have defined recessed recesses for a mechanical discharge.

Des Weiteren erfolgt eine Sinterung des Piezoriegels 1 beispielsweise vor einer Aufbringung der Hilfsmetallisierung 22 auf der zweiten Oberfläche 21 oder vor einem Aufbringen der Metallisierung 25 auf dem zweiten Oberflächenbereich 21. In Abhängigkeit des gewählten Sinterzeitpunktes sind die zuvor zugeführten bzw. angebrachten Materialien derart auszuwählen, dass sie mit dem nachfolgenden Sinterprozess kompatibel sind. Beispielsweise muss bei einer Sinterung nach einem Auffüllen der Vertiefungsabschnitte mit einem geeigneten Füllmaterial dieses mit dem Sinterprozess kompatibel sein. Gleiches gilt für ein Aufbringen der jeweiligen Außenmetallisierungen. Erfolgt allerdings beispielsweise ein Sintern erst nach einem Auffüllen der Vertiefungsabschnitte mit einem Füllmaterial, kann dieses vorzugsweise auch als organisches Material ausgebildet sein.Furthermore, there is a sintering of the piezoelectric mirror 1 for example, prior to application of the auxiliary metallization 22 on the second surface 21 or before applying the metallization 25 on the second surface area 21 , Depending on the selected sintering time, the previously supplied or attached materials are to be selected such that they are compatible with the subsequent sintering process. For example, in sintering after filling the depression sections with a suitable filler material, it must be compatible with the sintering process. The same applies to an application of the respective outer metallizations. However, if, for example, sintering takes place only after filling the depression sections with a filling material, this may preferably also be formed as an organic material.

10 illustriert eine Seitenansicht des gemäß dem in den 1 bis 10 erläuterten Herstellungsverfahren hergestellten Piezoaktors, wobei die Metallisierung 12 in einem ersten Eckbereich 11 des Piezoaktors vorgesehen ist. In dem beispielhaften Piezoaktor existiert eine alternierende Abfolge einer ersten Innenelektrode 10, welche bis an die Oberfläche bzw. der Metallisierung 12 herausgeführt ist, einer piezo-elektrisch aktiven Materialschicht 2, einer zweiten Innenelektrode 20, welche durch einen zurückgeätzten Vertiefungsabschnitt 14 von der Metallisierung 12 elektrisch isoliert ist, und wiederum einer piezo-elektrisch aktiven Materialschicht 2. 10 FIG. 11 illustrates a side view of the device according to FIG 1 to 10 explained piezoelectric actuator, wherein the metallization 12 in a first corner area 11 the piezoelectric actuator is provided. In the exemplary piezoelectric actuator exists an alternating sequence of a first inner electrode 10 , which up to the surface or the metallization 12 led out, a piezo-electrically active material layer 2 , a second inner electrode 20 passing through a recessed recess portion 14 from the metallization 12 is electrically isolated, and in turn a piezo-electrically active material layer 2 ,

Im Folgenden werden anhand von Querschnittsansichten in den 11 bis 13 bevorzugte Ausführungsbeispiele für Geometrien der zurückgeätzten Vertiefungsabschnitte näher erläutert.The following are cross-sectional views in the 11 to 13 before ferred embodiments for geometries of the etched recessed sections explained in more detail.

11 illustriert dabei eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 10. Wie in 11 ersichtlich ist, ist durch das oben beschriebene elektro-chemische Ätzverfahren ein Vertiefungsabschnitt 14 durch Zurückätzen der zweiten Innenelektrode 20 in das Innere des Piezoaktors im unteren linken Eckbereich ausgebildet. Die Metallisierung 12 ist in dem unteren linken Eckbereich vorgesehen und über den Vertiefungsabschnitt 14 elektrisch von der zweiten Innenelektrode 20 isoliert. Das gleiche gilt analog vorzugsweise spiegelsymmetrisch für die ersten Innenelektroden 10 bzw. die Metallisierung 25. 11 illustrates a cross-sectional view along the section line AA 10 , As in 11 is apparent, by the above-described electro-chemical etching process, a recess portion 14 by etching back the second inner electrode 20 formed in the interior of the piezoelectric actuator in the lower left corner area. The metallization 12 is provided in the lower left corner area and over the recess portion 14 electrically from the second inner electrode 20 isolated. The same applies analogously preferably mirror-symmetrically for the first internal electrodes 10 or the metallization 25 ,

Erfolgt eine Sinterung vor den oben beschriebenen Ätzprozessen, bleiben die Vertiefungsabschnitte 14 und 24 frei von piezo-elektrischen Keramikmaterial, sodass diese Vertiefungsabschnitte die mechanischen Spannungen reduzieren und Initiierungspunkte für die Entstehung von unschädlichen und definierten Polungsrissen bilden.If sintering occurs before the etching processes described above, the depression sections remain 14 and 24 free of piezoelectric ceramic material, so that these recessed sections reduce the mechanical stresses and initiation points for the formation of innocuous and defined poling cracks.

Die in 11 dargestellte Metallisierung 12 ist vorteilhaft mit jeder der ersten Innenelektroden 10 elektrisch kontaktiert und mit den dazwischenliegenden zweiten Innenelektroden 20 über die jeweiligen Vertiefungsabschnitte elektrisch getrennt. Somit erfährt jede zweite piezo-elektrisch aktive Keramikschicht eine entgegengesetzte Polung, sodass sich die einzelnen Ausdehnungen der übereinander gestapelten piezoelektrischen Schichten zu einer gesamten Längenausdehnung vorteilhaft addieren.In the 11 illustrated metallization 12 is advantageous with each of the first internal electrodes 10 electrically contacted and with the intermediate second internal electrodes 20 electrically separated via the respective recessed portions. Thus, every second piezoelectrically active ceramic layer experiences an opposite polarity, so that the individual extensions of the stacked piezoelectric layers advantageously add up to a total longitudinal extent.

Beispielsweise werden bestimmte bzw. in vorbestimmten, definierten Abständen angeordnete und an die Seitenflächen des Piezoaktors heraustretende Innenelektroden selektiv randseitig vollständig umlaufend in das Innere des Piezo-Stacks zurückgeätzt, wie in 12 schematisch im Schnitt dargestellt ist. Nach Entfernung der Innenelektrode in den Randbereichen entsteht ein randseitig umlaufender Vertiefungsabschnitt, welcher im Randbereich gleichmäßig für eine Reduzie rung des mechanischen Zugspannungsprofils und gleichzeitig als definierte Kerbanrissstelle für die an dieser Stelle bevorzugt entstehenden Polungsrisse wirkt. Die rundum verlaufende Rückätzung bzw. eine Rückätzung im Kontaktierungsbereich führt zu einer elektrischen Deaktivierung der entsprechenden Innenelektrode und damit der beiden benachbarten piezo-elektrischen Keramikschichten. Allerdings ist ein Ausfall von zwei Keramikschichten bei einem Piezoaktor mit einer Vielzahl von Keramikschichten durchaus hinnehmbar, da eine derartige Maßnahme die gesamte Lebensdauer des Aktors aufgrund der Reduzierung der mechanischen Zugspannungen durch das definierte Einbringen von Polungsrissen aufgrund der zurückgeätzten Vertiefungsabschnitte vorteilhaft verlängert.For example, certain internal electrodes arranged in predetermined, defined intervals and emerging from the side surfaces of the piezoactuator are selectively etched back peripherally completely into the interior of the piezoelectric stack, as in FIG 12 is shown schematically in section. After removal of the inner electrode in the edge regions creates a peripheral peripheral recessed portion, the tion even for a Reduzie tion of the mechanical tensile stress profile and at the same time acts as a defined Kerbanrissstelle for the polarity cracks preferably formed at this point in the edge region. The all-around etching back or etching back in the contacting region leads to an electrical deactivation of the corresponding inner electrode and thus of the two adjacent piezoelectric ceramic layers. However, a failure of two ceramic layers in a piezoelectric actuator having a plurality of ceramic layers is quite acceptable, since such a measure extends the entire life of the actuator due to the reduction of mechanical tensile stresses by the defined introduction of polarity cracks due to the etched-back well sections advantageous.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung einer Zurückätzung der Innenelektrode ist in einer Querschnittsansicht schematisch in 13 illustriert. Hierbei erfolgt eine randseitig umlaufende Rückätzung der Innenelektrode mit Ausnahme des Kontaktierungsbereiches, sodass eine elektrische Verbindung der Innenelektrode mit der zugeordneten Metallisierung in dem Oberflächenbereich gewährleistet ist. Dies führt einerseits weder zu einem Ausfall der entsprechenden Elektrode und andererseits vorteilhaft zu einem nahezu rundum verlaufenden Vertiefungsabschnitt, welcher eine nahezu gleichmäßige Verringerung der mechanischen Spannungen im Piezoaktors und somit eine Verringerung von unerwünschten Längsrissen bewirkt.A further preferred refinement of back etching of the inner electrode is shown schematically in a cross-sectional view 13 illustrated. In this case, an edge etching of the inner electrode, with the exception of the contacting region, takes place at the edge, so that an electrical connection of the inner electrode to the associated metallization in the surface region is ensured. On the one hand, this leads neither to a failure of the corresponding electrode and, on the other hand, advantageously to an almost completely extending recess section, which effects a virtually uniform reduction of the mechanical stresses in the piezoactuator and thus a reduction of undesired longitudinal cracks.

Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel werden vorbestimmte Seitenbereiche des Piezoriegels durch das oben beschriebene Verfahren derart selektiv zurückgeätzt, dass in einem letzten Verfahrensschritt der hergestellte Piezoriegel durch Schneiden desselben in Längsrichtung entlang vorbestimmter Schnitt- bzw. Trennlinien geschnitten und somit in einzelne Piezoaktoren geteilt werden kann, die jeweils vorbestimmte Vertiefungsabschnitte aufweisen. Die selektiv zurückgeätzten Vertiefungsabschnitte der einzelnen Piezoaktoren sind abhängig von den in den vorangegangenen Verfahrens schritten in das Ätzbad eingetauchten und somit elektrochemisch behandelten Flächen. Die elektro-chemisch zu behandelnden Oberflächenbereiche sind in Abhängigkeit der vorbestimmten Trennlinien vorzugsweise derart auszuwählen, dass bei einer Aufteilung des Piezoriegels einzelne Piezoaktoren mit vorbestimmten Elektrodenstrukturen und selektiv zurückgeätzten Elektroden entstehen. Beispielsweise werden zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Piezoriegels vollständig in das Ätzbad eingetaucht und die entsprechenden Elektroden selektiv in das Innere des Piezoriegels zurückgeätzt, wobei beispielsweise letztendlich eine Trennung des Piezoriegels entlang vorbestimmter Trennlinien vorgenommen wird, die quer zu diesen dem Ätzbad ausgesetzten Oberflächen verlaufen. Die einzelnen Schnittflächen der einzelnen Piezoaktoren werden vorzugsweise nach der Trennung noch entsprechend isoliert bzw. passiviert. Die Metallisierungen werden vorzugsweise vor der Trennung des Piezoriegels in die einzelnen Piezoakttoren an den jeweils zugeordneten Kontaktierungsbereichen aufgebracht. Allerdings ist auch eine Anbringung der Metallisierungen auf den einzelnen Piezoaktoren nach dem Aufteilen des Piezoriegels vorstellbar. Somit können aus einem einzigen Piezoriegel mit einem gemeinsamen Herstellungsverfahren mehrere Piezoaktoren mit vorbestimmten Vertiefungsabschnitten bzw. mit jeweils selektiv zurückgeätzten Elektroden auf einfache und kostengünstige Weise geschaffen werden.To a further preferred embodiment be predetermined side portions of the piezoelectric mirror by the above etched method so selectively etched that in a last Process step of the piezoriegel produced by cutting the same longitudinal cut along predetermined cutting or dividing lines and thus can be divided into individual piezo actuators, respectively have predetermined depression sections. The selectively etched back well portions The individual piezo actuators are dependent on those in the preceding Process steps in the etching bath submerged and thus electrochemically treated surfaces. The electrochemically treated surface areas are dependent Preferably, the predetermined dividing lines to select such that with a breakdown of the piezoelectric lock with individual piezo actuators predetermined electrode structures and selectively etched back electrodes arise. For example, two opposite side surfaces of the piezoelectric mirror Completely in the etching bath immersed and the corresponding electrodes selectively into the interior the Piezoriegel etched back, where For example, ultimately a separation of the piezoelectric mirror along predetermined separating lines is made, which are transverse to these exposed to the etching bath surfaces run. The individual sectional areas of the individual piezoactuators are preferably still isolated after separation or passivated. The metallizations are preferably before separation of Piezoriegel in the individual Piezoakttoren to the respectively associated Contacting areas applied. However, there is also an attachment the metallization on the individual piezo actuators after splitting the piezo bar conceivable. Thus, from a single piezo bar with a common manufacturing process several piezo actuators with predetermined depression sections or with each selectively etched back electrodes on simple and inexpensive Be created way.

Es ist auch vorstellbar während vorbestimmter Verfahrensschritte des gemäß den 1 bis 9 beschriebenen Verfahrens bereits eine Aufteilung des Riegels in einzelne Piezoaktoren vorzunehmen und die Innenelektroden der einzelnen Piezoaktoren jeweils getrennt voneinander selektiv gemäß dem oben beschriebenen Ätzverfahren zurückzuätzen. Eine Trennung des Piezoriegels in einzelne Piezoaktoren ist jedoch am Ende des gesamten Herstellungsverfahrens weniger aufwendig und aus Kostengründen vorteilhaft.It is also conceivable during pre-determined ter procedural steps of according to the 1 to 9 described method already make a division of the bolt into individual piezoelectric actuators and the internal electrodes of the individual piezoelectric actuators each separately from each other selectively etch back according to the above-described etching process. However, a separation of the piezoelectric element into individual piezoelectric actuators is less expensive and cost-effective at the end of the entire production process.

Somit schafft die vorliegende Erfindung einen Piezoaktor und ein Verfahren zur Herstellung desselben, bei welchem durch ein elektro-chemisches Ätzverfahren die Innenelektroden zum Bilden von Vertiefungsabschnitten selektiv zurückgeätzt werden, sodass die Vertiefungsabschnitte als Startpunkte für definierte, unschädliche Polungsrisse dienen. Dadurch können mechanische Spannungen in dem Aktor verringert werden und schädliche und undefinierte Polungsrisse bzw. eine unerwünschte Verzweigung dergleichen verhindert werden. Des Weiteren wird durch die einzelnen Vertiefungsabschnitte die Funkenstrecke zwischen den Innenelektroden vergrößert, da die Innenelektroden im Bereich der Vertiefungsabschnitte in das Innere des Piezoaktors zumindest teilweise geführt sind. Dadurch erfolgt gleichzeitig eine bessere Isolierung des gesamten Piezoaktors für einen Schutz vor elektrischen Überschlägen. Dies verbessert die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des hergestellten Piezoaktors.Consequently The present invention provides a piezoelectric actuator and a method for producing the same, in which by an electro-chemical etching process the internal electrodes for forming recessed portions selectively be etched back so the pit sections are defined as starting points for harmless Polish cracks serve. Thereby can mechanical stresses in the actuator are reduced and harmful and Undefined Polungsrisse or an unwanted branching the like be prevented. Furthermore, the individual depression sections the Spark gap between the internal electrodes increases, since the internal electrodes in the region of the recessed portions in the interior of the piezoelectric actuator at least partly guided are. This simultaneously results in a better insulation of the entire Piezoactors for a protection against electrical flashovers. This improves reliability and the life of the manufactured piezoelectric actuator.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Even though the present invention with reference to preferred embodiments As described above, it is not limited thereto on diverse Modifiable way.

Beispielsweise können die Vertiefungsabschnitte durch selektives Zurückätzen entsprechender Innenelektroden und Innenelektrodenbereiche derart ausgestaltet werden, dass äquidistant über die Seitenlänge des Piezoaktors verteilte Vertiefungsabschnitte und somit definierte Polungsrisse erzeugt werden.For example can the recessed portions by selectively etching back corresponding internal electrodes and inner electrode regions are designed such that equidistant over the side of the Piezoaktors distributed well sections and thus defined Poling cracks are generated.

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung eines Piezoaktors, mit folgenden Verfahrensschritten: – Vorsehen eines vielschichtigen, piezo-elektrisch aktiven Piezoriegels (1) bestehend aus einer alternierenden Abfolge von piezo-elektrischen Materialschichten (2) und elektrisch leitenden Innenelektroden (10, 20), wobei die Innenelektroden (10, 20) jeweils mindestens einen zu einem zugeordneten Oberflächenbereich (11, 21) des piezo-elektrisch aktiven Piezoriegels (1) herausgeführten Abschnitt aufweisen; und – selektiv Zurückätzen zumindest eines Abschnitts der mindestens einen zu dem jeweils zugeordneten Oberflächenbereich (11, 21) des Piezoriegels (1) herausgeführten Abschnitte vorbestimmter Innenelektroden in das Innere des Piezoriegels (1) mittels eines elektrochemischen Ätzverfahrens zum Bilden eines Piezoaktors mit definiert freigelegten Vertiefungsabschnitten (14, 24).Process for the production of a piezoactuator, comprising the following process steps: - Provision of a multilayer, piezoelectrically active piezoelectric mirror ( 1 ) consisting of an alternating sequence of piezoelectric material layers ( 2 ) and electrically conductive internal electrodes ( 10 . 20 ), wherein the internal electrodes ( 10 . 20 ) at least one to an associated surface area ( 11 . 21 ) of the piezo-electrically active piezoelectric mirror ( 1 ) led out portion; and - selectively etching back at least a portion of the at least one to the respective associated surface area ( 11 . 21 ) of the piezo bar ( 1 ) led out portions of predetermined internal electrodes in the interior of the piezoelectric mirror ( 1 ) by means of an electrochemical etching process to form a piezoelectric actuator with defined exposed recessed portions (US Pat. 14 . 24 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenelektroden (10, 20) des Piezoriegels (1) in einer alternierenden Abfolge von ersten Innenelektroden (10) und zweiten Innenelektroden (20) vorgesehen werden, wobei die ersten Innenelektroden (10) jeweils an einen ersten Oberflächenbereich (11) des Piezoriegels (1) und die zweiten Innenelektroden (20) jeweils an den ersten Oberflächenbereich (11) sowie zusätzlich an einen zweiten Oberflächenbereich (21) des Piezoriegels (1) herausgeführt werden.Method according to claim 1, characterized in that the internal electrodes ( 10 . 20 ) of the piezo bar ( 1 ) in an alternating sequence of first internal electrodes ( 10 ) and second internal electrodes ( 20 ), the first internal electrodes ( 10 ) each to a first surface area ( 11 ) of the piezo bar ( 1 ) and the second internal electrodes ( 20 ) each to the first surface area ( 11 ) and in addition to a second surface area ( 21 ) of the piezo bar ( 1 ) are led out. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Oberflächenbereich (11) des Piezoriegels (1) durch einen ersten Eckbereich und der zweite Oberflächenbereich (21) des Piezoriegels (1) durch einen zweiten, dem ersten Eckbereich diagonal gegenüberliegenden Eckbereich ausgebildet werden.Method according to claim 2, characterized in that the first surface area ( 11 ) of the piezo bar ( 1 ) by a first corner region and the second surface region ( 21 ) of the piezo bar ( 1 ) are formed by a second, the first corner region diagonally opposite corner region. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Oberflächenbereich (11) durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine an dem zweiten Oberflächenbereich (21) vorgesehene Hilfsmetallisierung (22) der zweiten Innenelektroden (20) mittels eines elektrochemischen Ätzverfahrens derart behandelt wird, dass die zweiten Innenelektroden (20) jeweils selektiv in das Innere des Piezoriegels (1) zum Bilden von ersten definierten Vertiefungsabschnitten (14) zurückgeätzt werden.Method according to claim 2 or 3, characterized in that the first surface area ( 11 by applying an electrical voltage to one at the second surface area ( 21 ) provided auxiliary metallization ( 22 ) of the second internal electrodes ( 20 ) is treated by means of an electrochemical etching process such that the second internal electrodes ( 20 ) each selectively into the interior of the piezo bar ( 1 ) for forming first defined recessed portions ( 14 ) are etched back. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Oberflächenbereich (21) nach dem selektiven Zurückätzen der zweiten Innenelektroden (20) mittels eines mechanischen Verfahrens bis zu einem Herausführen der ersten und der zweiten Innenelektroden (10, 20) abgetragen wird.Method according to claim 4, characterized in that the second surface area ( 21 ) after selectively etching back the second internal electrodes ( 20 ) by means of a mechanical method until the first and the second internal electrodes ( 10 . 20 ) is removed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Oberflächenbereich (21) durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine an dem ersten Oberflächenbereich (11) vorgesehene Metallisierung (12) der ersten Innenelektroden (10) mittels eines elektro-chemischen Ätzverfahrens derart behandelt wird, dass die ersten Innenelektroden (10) jeweils selektiv in das Innere des Piezoriegels (1) zum Bilden von zweiten definierten Vertiefungsabschnitten (24) zurückgeätzt werden. Method according to claim 5, characterized in that the second surface area ( 21 by applying an electrical voltage to one at the first surface area ( 11 ) provided metallization ( 12 ) of the first internal electrodes ( 10 ) is treated by means of an electrochemical etching process such that the first internal electrodes ( 10 ) each selectively into the interior of the piezo bar ( 1 ) for forming second defined depression sections ( 24 ) are etched back. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungsabschnitte (24) der ersten Innenelektroden (10) an einem ersten, eine erste Metallisierung (12) aufweisenden Eckbereich und die Vertiefungsabschnitte (14) der zweiten Innenelektroden (20) an einem zweiten, dem ersten Eckbereich diagonal gegenüberliegenden und eine zweite Metallisierung (25) aufweisenden Eckbereich ausgebildet werden.Method according to at least one of claims 2 to 6, characterized in that the recessed portions ( 24 ) of the first internal electrodes ( 10 ) at a first, a first metallization ( 12 ) and the recessed portions ( 14 ) of the second internal electrodes ( 20 ) at a second, the first corner region diagonally opposite and a second metallization ( 25 ) having corner area are formed. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungsabschnitte (24) der ersten Innenelektroden (10) als randseitig umlaufende Vertiefungen (24), wobei die ersten Innenelektroden (10) im Bereich einer ersten Metallisierung (12) an die Oberfläche des Piezoriegels (1) herausgeführt werden, und die Vertiefungsabschnitte (14) der zweiten Innenelektroden (20) als randseitig umlaufende Vertiefungen (14) ausgebildet werden, welche im Bereich einer zweiten, zu der ersten Metallisierung (12) diagonal gegenüberliegenden Metallisierung (25) an die Oberfläche des Piezoriegels (1) herausgeführt werden.Method according to at least one of claims 2 to 6, characterized in that the recessed portions ( 24 ) of the first internal electrodes ( 10 ) as peripheral recesses ( 24 ), wherein the first internal electrodes ( 10 ) in the region of a first metallization ( 12 ) to the surface of the piezoelectric mirror ( 1 ), and the deepening sections ( 14 ) of the second internal electrodes ( 20 ) as peripheral recesses ( 14 ), which in the region of a second, to the first metallization ( 12 ) diagonally opposite metallization ( 25 ) to the surface of the piezoelectric mirror ( 1 ) are led out. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungsabschnitte (14, 24) vorbestimmter Innenelektroden als randseitig umlaufende Vertiefungen ausgebildet werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the recessed portions ( 14 . 24 ) predetermined internal electrodes are formed as edges surrounding recesses. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die jeweils zurückgeätzten Innenelektroden (10, 20) entstehenden Vertiefungsabschnitte (24, 14) jeweils mittels eines geeigneten Füllmaterials aufgefüllt werden, welches gegebenenfalls mit einer nachfolgenden Sinterung kompatibel ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the electrodes etched back by the respective back-etched electrodes ( 10 . 20 ) deepening sections ( 24 . 14 ) are each filled by means of a suitable filling material, which is optionally compatible with a subsequent sintering. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der letztendlich hergestellte Piezoriegel (1) in einzelne Piezoaktoren mit vorbestimmten Abmessungen geteilt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the piezor bar ( 1 ) is divided into individual piezo actuators with predetermined dimensions. Piezoaktor, mit: einer alternierenden Abfolge von piezo-elektrischen Materialschichten (2) und elektrisch leitenden Innenelektroden (10, 20), wobei vorbestimmte Innenelektroden (10, 20) zumindest in einem zugeordneten Oberflächenbereich (11, 21) des Piezoaktors mindestens einen mittels eines elektrochemischen Ätzverfahrens selektiv zurückgeätzten Vertiefungsabschnitt (14, 24) zum Bilden von definierten Entlastungsrissen aufweisen.Piezoactuator, comprising: an alternating sequence of piezoelectric material layers ( 2 ) and electrically conductive internal electrodes ( 10 . 20 ), wherein predetermined internal electrodes ( 10 . 20 ) at least in an associated surface area ( 11 . 21 ) of the piezoelectric actuator at least one recessed by means of an electrochemical etching process recessed portion ( 14 . 24 ) for forming defined relief tears.