JPH0616459B2 - 磁器コンデンサの製造方法 - Google Patents
磁器コンデンサの製造方法Info
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- JPH0616459B2 JPH0616459B2 JP62184343A JP18434387A JPH0616459B2 JP H0616459 B2 JPH0616459 B2 JP H0616459B2 JP 62184343 A JP62184343 A JP 62184343A JP 18434387 A JP18434387 A JP 18434387A JP H0616459 B2 JPH0616459 B2 JP H0616459B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
- H01G2/20—Arrangements for preventing discharge from edges of electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば中高圧用、高圧用等の磁器コンデン
サの製造方法に関し、特に当該磁器コンデンサの耐電圧
性能の改善手段に関する。
サの製造方法に関し、特に当該磁器コンデンサの耐電圧
性能の改善手段に関する。
例えば定格電圧が数百ＶないしＫＶオーダーの中高圧用
や高圧用の磁石コンデンサの一例を第３図に示す。
や高圧用の磁石コンデンサの一例を第３図に示す。
この磁器コンデンサ２は、いわゆる単板コンデンサであ
り、円板状の磁器誘電体３の相対向する二主面にそれぞ
れ、通常は銀を主成分とする電極材料（銀ペースト）
を、その回りと磁器誘電体３の縁との間にギャップＧを
持たせて、スクリーン印刷等によって塗布した後焼付け
を行い、電極４ａ、４ｂを形成したものである。両電極
４ａ、４ｂには、必要に応じてリード線が接続される。
り、円板状の磁器誘電体３の相対向する二主面にそれぞ
れ、通常は銀を主成分とする電極材料（銀ペースト）
を、その回りと磁器誘電体３の縁との間にギャップＧを
持たせて、スクリーン印刷等によって塗布した後焼付け
を行い、電極４ａ、４ｂを形成したものである。両電極
４ａ、４ｂには、必要に応じてリード線が接続される。
上記のような磁器コンデンサ２のギャップＧの長さと破
壊電圧（ＢＤＶ）の関係の一例を第４図に示す。
壊電圧（ＢＤＶ）の関係の一例を第４図に示す。
即ち、理論的にはギャップＧが零で破壊電圧は点線で示
すように最大となるが、実際は磁器誘電体３の端部処理
が理想的ではないことから（例えば磁器誘電体３の端部
の欠けや電極材料の磁器誘電体３の側面への垂れ等が存
在することから）、実線で示すように破壊電圧は低下
し、そのばらつきも大きくなる。
すように最大となるが、実際は磁器誘電体３の端部処理
が理想的ではないことから（例えば磁器誘電体３の端部
の欠けや電極材料の磁器誘電体３の側面への垂れ等が存
在することから）、実線で示すように破壊電圧は低下
し、そのばらつきも大きくなる。
また、スクリーン印刷等によって電極材料を塗布する場
合、ギャップＧを零にするのは実際上困難でもある。
合、ギャップＧを零にするのは実際上困難でもある。
従って一般的には、上述したようにある程度のギャップ
Ｇを持たせて電極４ａ、４ｂを形成しているため、耐電
圧があまり大きく取れないという問題があった。
Ｇを持たせて電極４ａ、４ｂを形成しているため、耐電
圧があまり大きく取れないという問題があった。
そこでこの発明は、従来のものよりも耐電圧が向上する
ような磁器コンデンサの製造方法を提供することを主た
る目的とする。
ような磁器コンデンサの製造方法を提供することを主た
る目的とする。
この発明の製造方法は、金属酸化物を主成分とする磁器
誘電体の相対向する二主面にそれぞれ、当該磁器誘電体
の縁との間にギャップを持たせて、その金属酸化物より
も酸化性向の強い金属を主成分とする電極材料を焼付け
ることによって電極を形成すると共に、それと同時にま
たはその後に、各電極材料または電極の少なくとも縁端
部から磁器誘電体上にまたがるようにリング状に、空気
を遮断する絶縁層を焼付けることを特徴とする。
誘電体の相対向する二主面にそれぞれ、当該磁器誘電体
の縁との間にギャップを持たせて、その金属酸化物より
も酸化性向の強い金属を主成分とする電極材料を焼付け
ることによって電極を形成すると共に、それと同時にま
たはその後に、各電極材料または電極の少なくとも縁端
部から磁器誘電体上にまたがるようにリング状に、空気
を遮断する絶縁層を焼付けることを特徴とする。
この製造方法によれば、磁器誘電体中であって絶縁層に
覆われた部分の電極の直下に他の部分よりも絶縁抵抗値
が特に小さい領域が形成される。従って出来上がった磁
器コンデンサにおいては、上記領域によって電極縁端部
における電位傾度が緩和され、それによって耐電圧が従
来のものに比べて向上する。
覆われた部分の電極の直下に他の部分よりも絶縁抵抗値
が特に小さい領域が形成される。従って出来上がった磁
器コンデンサにおいては、上記領域によって電極縁端部
における電位傾度が緩和され、それによって耐電圧が従
来のものに比べて向上する。
第１図はこの発明に係る製造方法によって製造された磁
器コンデンサの一例を示す断面図であり、第２図はその
平面図である。
器コンデンサの一例を示す断面図であり、第２図はその
平面図である。
この磁器コンデンサ１２の製造に際しては、例えばチタ
ン酸ストロンチウム系（SrTiO3系）またはチタン酸バリ
ウム系（BaTiO3系）等の金属酸化物を主成分とする円板
状の磁器誘電体１３を用意し、その相対向する二主面に
それぞれ、当該金属酸化物よりも酸化性向の強い金属を
主成分とする電極材料、例えばアルミニウム粉末を主成
分としガラス粉末等を含む導電ペーストを、スクリーン
印刷等によって塗布する。この場合、磁器誘電体１３の
縁との間には、前述したようなギャップを持たせる。
ン酸ストロンチウム系（SrTiO3系）またはチタン酸バリ
ウム系（BaTiO3系）等の金属酸化物を主成分とする円板
状の磁器誘電体１３を用意し、その相対向する二主面に
それぞれ、当該金属酸化物よりも酸化性向の強い金属を
主成分とする電極材料、例えばアルミニウム粉末を主成
分としガラス粉末等を含む導電ペーストを、スクリーン
印刷等によって塗布する。この場合、磁器誘電体１３の
縁との間には、前述したようなギャップを持たせる。
そして全体を炉中に入れて空気中でたとえば最高温度８
００℃前後で２時間程度加熱して、上記電極材料を磁器
誘電体１３の表面に焼付けて電極１４ａ、１４ｂを形成
する。
００℃前後で２時間程度加熱して、上記電極材料を磁器
誘電体１３の表面に焼付けて電極１４ａ、１４ｂを形成
する。
次いで、電極１４ａ、１４ｂの縁端部から磁器誘電体１
３上にまたがるように（即ち外径を電極１４ａ、１４ｂ
の直径よりも大きく内径をそれよりも小さく）リング状
に、例えば酸化鉛、シリカ等を成分とし空気を遮断する
ガラス質の絶縁層１５ａ、１５ｂを、スクリーン印刷等
によって塗布する。
３上にまたがるように（即ち外径を電極１４ａ、１４ｂ
の直径よりも大きく内径をそれよりも小さく）リング状
に、例えば酸化鉛、シリカ等を成分とし空気を遮断する
ガラス質の絶縁層１５ａ、１５ｂを、スクリーン印刷等
によって塗布する。
そして、この絶縁層１５ａ、１５ｂを、例えば上記電極
１４ａ、１４ｂの焼付けと同条件で焼付ける。
１４ａ、１４ｂの焼付けと同条件で焼付ける。
上記工程において、電極１４ａ、１４ｂを構成するアル
ミニウムは、従来の電極に使用していた銀に比べて酸化
反応が活発で磁器誘電体１３を構成する金属酸化物より
も酸化性向が強いため、電極１４ａ、１４ｂの焼付け時
に、その下に位置する部分の磁器誘電体１３を若干還元
する。
ミニウムは、従来の電極に使用していた銀に比べて酸化
反応が活発で磁器誘電体１３を構成する金属酸化物より
も酸化性向が強いため、電極１４ａ、１４ｂの焼付け時
に、その下に位置する部分の磁器誘電体１３を若干還元
する。
更に絶縁層１５ａ、１５ｂによって覆われた部分では、
電極１４ａ、１４ｂが空気から遮断されているので、そ
の直下の磁器誘電体１３は、絶縁層１５ａ、１５ｂの焼
付け時に、内部の酸素が電極１４ａ、１４ｂ中のアルミ
ニウムに特に奪われて強く還元される。
電極１４ａ、１４ｂが空気から遮断されているので、そ
の直下の磁器誘電体１３は、絶縁層１５ａ、１５ｂの焼
付け時に、内部の酸素が電極１４ａ、１４ｂ中のアルミ
ニウムに特に奪われて強く還元される。
この強く還元された領域１６は、電極１４ａ、１４ｂの
縁端部に沿ってリング状をしているが、半導体化して絶
縁抵抗値がたとえば１０８Ω程度となっており、通常の
前述したような磁器誘電体１３の絶縁抵抗値１０１２〜
１０１４Ωに比べて大幅に小さくなっている。
縁端部に沿ってリング状をしているが、半導体化して絶
縁抵抗値がたとえば１０８Ω程度となっており、通常の
前述したような磁器誘電体１３の絶縁抵抗値１０１２〜
１０１４Ωに比べて大幅に小さくなっている。
ところで、通常の円板コンデンサ（第３図参照）におい
ては、電極縁端部において電位傾度が大きくなり、この
部分で絶縁破壊を起こし易いというのが耐電圧が低い一
因であるが、この磁器コンデンサ１２においては、この
電位傾度が大きくなる部分、即ち電極１４ａ、１４ｂの
縁端部下の領域１６が半導体化しており、しかもその領
域の深さが形状的にある程度丸みを持っているため、こ
れによって電位傾度が緩和される。その結果、耐電圧が
従来のものに比べて向上する。
ては、電極縁端部において電位傾度が大きくなり、この
部分で絶縁破壊を起こし易いというのが耐電圧が低い一
因であるが、この磁器コンデンサ１２においては、この
電位傾度が大きくなる部分、即ち電極１４ａ、１４ｂの
縁端部下の領域１６が半導体化しており、しかもその領
域の深さが形状的にある程度丸みを持っているため、こ
れによって電位傾度が緩和される。その結果、耐電圧が
従来のものに比べて向上する。
例えば、このような磁器コンデンサ１２の破壊電圧は、
従来の銀電極を使用した同一容量、同一サイズの磁器コ
ンデンサ２の破壊電圧に比べて、直流破壊電圧で１．４
〜２．２倍、交流破壊電圧で１．４〜２．４倍、インパ
ルス破壊電圧で１．４〜１．６倍にそれぞれ向上した。
従来の銀電極を使用した同一容量、同一サイズの磁器コ
ンデンサ２の破壊電圧に比べて、直流破壊電圧で１．４
〜２．２倍、交流破壊電圧で１．４〜２．４倍、インパ
ルス破壊電圧で１．４〜１．６倍にそれぞれ向上した。
見方を変えれば、このような磁器コンデンサ１２では、
従来の磁器コンデンサ２に比べて、同一容量、同一破壊
電圧とする場合、体積を約７０％程度にすることがで
き、小型化を図ることもできる。
従来の磁器コンデンサ２に比べて、同一容量、同一破壊
電圧とする場合、体積を約７０％程度にすることがで
き、小型化を図ることもできる。
まだ、従来の磁器コンデンサ２においては、電極４ａ、
４ｂの材料である銀はマイグレーションが起こり易いた
め、使用時間が経過するにつれて、両電極４ａ、４ｂ間
の沿面距離が短くなって沿面で絶縁破壊が起こり易くな
るという問題もあったが、この磁器コンデンサ１２では
電極１４ａ、１４ｂに銀を使用していないため、そのよ
うな問題も解消される。
４ｂの材料である銀はマイグレーションが起こり易いた
め、使用時間が経過するにつれて、両電極４ａ、４ｂ間
の沿面距離が短くなって沿面で絶縁破壊が起こり易くな
るという問題もあったが、この磁器コンデンサ１２では
電極１４ａ、１４ｂに銀を使用していないため、そのよ
うな問題も解消される。
尚、上記リング状の絶縁層１５ａ、１５ｂは、電極１４
ａ、１４ｂの絶縁端から更に内側まで、極端な場合は電
極１４ａ、１４ｂにリード線を接続する部分を除いたほ
ぼ全面に形成しても良い。その場合は、電極１４ａ、１
４ｂ下のほぼ全面に強く還元された領域１６が形成され
るが、電極１４ａ、１４ｂの縁端部における電位傾度の
緩和作用は上記例の場合と特に変わらない。
ａ、１４ｂの絶縁端から更に内側まで、極端な場合は電
極１４ａ、１４ｂにリード線を接続する部分を除いたほ
ぼ全面に形成しても良い。その場合は、電極１４ａ、１
４ｂ下のほぼ全面に強く還元された領域１６が形成され
るが、電極１４ａ、１４ｂの縁端部における電位傾度の
緩和作用は上記例の場合と特に変わらない。
また、上記例と違って、磁器誘電体１３の表面に前述し
たような電極材料を塗布した後、その縁端部から磁器誘
電体１３上にまたがるように前述したような絶縁層１５
ａ、１５ｂを塗布し、そして両者を同時に焼付けても良
い。この場合でも、電極１４ａ、１４ｂの縁端部下に、
前述したような強く還元された領域１６が形成されるの
で、上記例の場合とほぼ同程度の耐電圧向上が期待でき
る。
たような電極材料を塗布した後、その縁端部から磁器誘
電体１３上にまたがるように前述したような絶縁層１５
ａ、１５ｂを塗布し、そして両者を同時に焼付けても良
い。この場合でも、電極１４ａ、１４ｂの縁端部下に、
前述したような強く還元された領域１６が形成されるの
で、上記例の場合とほぼ同程度の耐電圧向上が期待でき
る。
以上のようにこの発明によれば、電極の少なくとも縁端
部下の磁器誘電体に、他の部分よりも絶縁抵抗値が特に
小さい領域が形成され、それによって電極縁端部におけ
る電位傾度が緩和されるので、耐電圧の大きい磁器コン
デンサが得られる。あるいは耐電圧向上を図る代わり
に、磁器コンデンサを小型化することもできる。
部下の磁器誘電体に、他の部分よりも絶縁抵抗値が特に
小さい領域が形成され、それによって電極縁端部におけ
る電位傾度が緩和されるので、耐電圧の大きい磁器コン
デンサが得られる。あるいは耐電圧向上を図る代わり
に、磁器コンデンサを小型化することもできる。
第１図はこの発明に係る製造方法によって製造された磁
器コンデンサの一例を示す断面図であり、第２図はその
平面図である。第３図は、従来の磁器コンデンサの一例
を示す斜視図である。第４図は、第３図のような磁器コ
ンデンサのギャップ長と破壊電圧の関係の一例を示すグ
ラフである。 １２……この発明に係る磁器コンデンサ、１３……磁器
誘電体、１４ａ，１４ｂ……電極、１５ａ，１５ｂ……
絶縁層。
器コンデンサの一例を示す断面図であり、第２図はその
平面図である。第３図は、従来の磁器コンデンサの一例
を示す斜視図である。第４図は、第３図のような磁器コ
ンデンサのギャップ長と破壊電圧の関係の一例を示すグ
ラフである。 １２……この発明に係る磁器コンデンサ、１３……磁器
誘電体、１４ａ，１４ｂ……電極、１５ａ，１５ｂ……
絶縁層。
Claims (1)
- 【請求項１】金属酸化物を主成分とする磁器誘電体の相
対向する二主面にそれぞれ、当該磁器誘電体の縁との間
にギャップを持たせて、その金属酸化物よりも酸化性向
の強い金属を主成分とする電極材料を焼付けることによ
って電極を形成すると共に、それと同時にまたはその後
に、各電極材料または電極の少なくとも縁端部から磁器
誘電体上にまたがるようにリング状に、空気を遮断する
絶縁層を焼付けることを特徴とする磁器コンデンサの製
造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62184343A JPH0616459B2 (ja) | 1987-07-23 | 1987-07-23 | 磁器コンデンサの製造方法 |
| DE3825024A DE3825024C2 (de) | 1987-07-23 | 1988-07-22 | Verfahren zur Herstellung eines Keramikkondensators mit hoher Durchschlagsfestigkeit |
| US07/224,007 US4937096A (en) | 1987-07-23 | 1988-07-25 | Manufacturing method for a ceramic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62184343A JPH0616459B2 (ja) | 1987-07-23 | 1987-07-23 | 磁器コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6428807A JPS6428807A (en) | 1989-01-31 |
| JPH0616459B2 true JPH0616459B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=16151623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62184343A Expired - Lifetime JPH0616459B2 (ja) | 1987-07-23 | 1987-07-23 | 磁器コンデンサの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4937096A (ja) |
| JP (1) | JPH0616459B2 (ja) |
| DE (1) | DE3825024C2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01220814A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-04 | Murata Mfg Co Ltd | 磁器コンデンサ |
| US5867363A (en) | 1992-09-18 | 1999-02-02 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Energy storage device |
| US5711988A (en) * | 1992-09-18 | 1998-01-27 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Energy storage device and its methods of manufacture |
| US5384685A (en) * | 1992-09-18 | 1995-01-24 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Screen printing of microprotrusions for use as a space separator in an electrical storage device |
| US5980977A (en) * | 1996-12-09 | 1999-11-09 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Method of producing high surface area metal oxynitrides as substrates in electrical energy storage |
| US5925921A (en) * | 1998-02-13 | 1999-07-20 | Microchip Technology Incorporated | Geometrical layout technique for a circular capacitor within an array of matched capacitors on a semiconductor device |
| DE19820134A1 (de) | 1998-05-06 | 1999-11-11 | Abb Research Ltd | Varistor auf der Basis eines Metalloxids und Verfahren zur Herstellung eines solchen Varistors |
| US6159818A (en) * | 1999-09-02 | 2000-12-12 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a container capacitor structure |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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