JPS5936919A - 磁器コンデンサ - Google Patents
磁器コンデンサInfo
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、小型、大容量かつ高い信頼性を有する多結晶
質の磁器コンデンサに関する。
質の磁器コンデンサに関する。
最近、積層磁器コンデンサの磁器誘電体の厚さを30μ
m以下、好ましくは2011m以下と薄くして単位体積
当りの取得容量範囲を向上させ、電極枚数の低減、及び
部品の小型化を図ろ゛うとする試みがなされている。し
かしながら誘電体の厚みを薄くすると、それだけ破壊電
圧が低下すると共に寿命が短かくなり、信頼性の高い製
品の製造が出来なかった。
m以下、好ましくは2011m以下と薄くして単位体積
当りの取得容量範囲を向上させ、電極枚数の低減、及び
部品の小型化を図ろ゛うとする試みがなされている。し
かしながら誘電体の厚みを薄くすると、それだけ破壊電
圧が低下すると共に寿命が短かくなり、信頼性の高い製
品の製造が出来なかった。
この点を、誘電体の粒子径に着目して更に詳しく述べる
。
。
即ち、従来の磁器コンデンサの誘電体用原料は、例えば
、炭酸バリウムと酸化チタンとを湿式混合し、脱水乾燥
後1000℃〜1200℃にて仮焼した後、湿式粉砕し
て得られるチタン酸バリウムの様に固相反応によって得
られる材料を用いて来た。この様にして得られた材料は
、その構成粒子の粒子径が1〜3μmと大きく、かつそ
の分布が広く、かかる材料を加圧成形の後焼成して得ら
れる磁器コンデンサを構成する誘電体粒子径は、不純物
、粒子径の不揃いのために、焼成時に結晶の部分的粒成
長が起こり、3μm をはるかに越え168m以上の巨
大粒子が生じ、かつ粒子径のバラツキも大きくなる。こ
の様な材料を用いて製造した磁器コンデンサは、粒子径
が不揃いであるから、これに電圧を印加した場合、巨大
粒子に電界が集中するために破壊電圧は低くなり、かつ
その分布は低電圧側へ裾を引く形となり、寿命は短かく
、故障の発生が多く、信頼性が低いという欠点があった
。従ってこのような磁器誘電体をそのまま薄くしてコン
デンサとした場合、いっそう破壊電圧は低下し、寿命の
劣化も著しく、実用上極めて問題であった。
、炭酸バリウムと酸化チタンとを湿式混合し、脱水乾燥
後1000℃〜1200℃にて仮焼した後、湿式粉砕し
て得られるチタン酸バリウムの様に固相反応によって得
られる材料を用いて来た。この様にして得られた材料は
、その構成粒子の粒子径が1〜3μmと大きく、かつそ
の分布が広く、かかる材料を加圧成形の後焼成して得ら
れる磁器コンデンサを構成する誘電体粒子径は、不純物
、粒子径の不揃いのために、焼成時に結晶の部分的粒成
長が起こり、3μm をはるかに越え168m以上の巨
大粒子が生じ、かつ粒子径のバラツキも大きくなる。こ
の様な材料を用いて製造した磁器コンデンサは、粒子径
が不揃いであるから、これに電圧を印加した場合、巨大
粒子に電界が集中するために破壊電圧は低くなり、かつ
その分布は低電圧側へ裾を引く形となり、寿命は短かく
、故障の発生が多く、信頼性が低いという欠点があった
。従ってこのような磁器誘電体をそのまま薄くしてコン
デンサとした場合、いっそう破壊電圧は低下し、寿命の
劣化も著しく、実用上極めて問題であった。
本発明者等は、こうした事情に鑑み、磁器誘電体を構成
する粒子径と該誘電体厚さとの関係が磁器コンデンサの
性能に及ぼす効果について、鋭意研究を重ねた結果、従
来の欠陥を一掃した新規な構成の磁器コンデンサの開発
に成功したものである。
する粒子径と該誘電体厚さとの関係が磁器コンデンサの
性能に及ぼす効果について、鋭意研究を重ねた結果、従
来の欠陥を一掃した新規な構成の磁器コンデンサの開発
に成功したものである。
以下本願に係る磁器コンデンサにつき詳説するに、まず
その要旨とするところは、多結晶質磁器誘電体と導電性
材料からなる複数の電極とから構成される磁器コンデン
サに於いて、少なくとも一対の相対向する電極間に介在
する磁器誘電体の厚さを30μm以下とし、かつ該磁器
誘電体を構成する粒子径を該誘電体の厚さの査収下とし
た磁器コンデンサにある。
その要旨とするところは、多結晶質磁器誘電体と導電性
材料からなる複数の電極とから構成される磁器コンデン
サに於いて、少なくとも一対の相対向する電極間に介在
する磁器誘電体の厚さを30μm以下とし、かつ該磁器
誘電体を構成する粒子径を該誘電体の厚さの査収下とし
た磁器コンデンサにある。
ここに磁器誘電体の厚さを30μm以下としたのは、前
記の如く、そのような磁器コンデンサの実用化が現在で
の課題となっているからであり、粒子径の最大径を限定
したのは、後述する実施例に於ける各種測定結果の検討
から明らかなように、磁器誘電体の厚さが30μm以下
の極めて薄い磁器コンデンサに於いては、実用上十分な
破壊電圧と寿命とを得るためには、磁器誘電体を構成す
る粒子の最大径を該誘電体の厚さのに以下とする必要が
あるからである。
記の如く、そのような磁器コンデンサの実用化が現在で
の課題となっているからであり、粒子径の最大径を限定
したのは、後述する実施例に於ける各種測定結果の検討
から明らかなように、磁器誘電体の厚さが30μm以下
の極めて薄い磁器コンデンサに於いては、実用上十分な
破壊電圧と寿命とを得るためには、磁器誘電体を構成す
る粒子の最大径を該誘電体の厚さのに以下とする必要が
あるからである。
なお本発明に係る磁器コンデンサの磁器誘電体は、微細
で均質な可能な限り狭い粒度分布を持つ精選された材料
を用い、高度に制御された焼成プロセスに於いて初めて
得られるものである。
で均質な可能な限り狭い粒度分布を持つ精選された材料
を用い、高度に制御された焼成プロセスに於いて初めて
得られるものである。
このような材料の一例としては、化学組成的に均質なチ
タン酸バリウムを合成し、その際に各種添加成分も溶液
反応で形成・共沈させる様な方式、例えばしゆう酸バリ
ウムチタニルの熱分解、硝酸バリウムと四塩化チタンに
よる合成方法、更にはチタン及びバリウムのアルコキシ
ドの加水分解による合成方法によって得られる。0.1
μm以下の粒子径を持ち、粒度分布幅が極めて小さく、
かつ、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属酸化物、
゛カルシウム、ストロンチウム等のバリウムを除(アル
カリ土類金属酸化物、酸化珪素、酸化アルミニウム及び
硫酸化合物の少ない反別が用いられる。
タン酸バリウムを合成し、その際に各種添加成分も溶液
反応で形成・共沈させる様な方式、例えばしゆう酸バリ
ウムチタニルの熱分解、硝酸バリウムと四塩化チタンに
よる合成方法、更にはチタン及びバリウムのアルコキシ
ドの加水分解による合成方法によって得られる。0.1
μm以下の粒子径を持ち、粒度分布幅が極めて小さく、
かつ、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属酸化物、
゛カルシウム、ストロンチウム等のバリウムを除(アル
カリ土類金属酸化物、酸化珪素、酸化アルミニウム及び
硫酸化合物の少ない反別が用いられる。
いま磁器誘電体の厚さが焼成後30μm で20層(実
施例1)、同じ(20ttm で20層(実施例2)、
同じ(10μm で20層(実施例3)の各磁器コン、
デンサはついて、粒子径をその磁器誘電体の厚さの1以
下とした場合の破壊電圧、高圧負荷寿命の測定結果を、
それぞれ第1、第2、第3表に示す。
施例1)、同じ(20ttm で20層(実施例2)、
同じ(10μm で20層(実施例3)の各磁器コン、
デンサはついて、粒子径をその磁器誘電体の厚さの1以
下とした場合の破壊電圧、高圧負荷寿命の測定結果を、
それぞれ第1、第2、第3表に示す。
表中試料番号1〜5.8〜10.13および14は本発
明のコンデンサ、試料番号6.7.11.12および1
5は本発明の範囲外の比較例である。
明のコンデンサ、試料番号6.7.11.12および1
5は本発明の範囲外の比較例である。
焼成条件(温度、保持時間)は表中に記載の通りであり
、材料の製法は後述する。ただし積層コンデンサの製法
は従来通りである。
、材料の製法は後述する。ただし積層コンデンサの製法
は従来通りである。
第 2 表
一層の磁器誘電体の厚さ
層 数
20 μm
0
なお上掲の表に於いて、最大粒子径は、焼成後の素体を
研磨して断面を観察できるようにした後、熱エツチング
により粒子径を明らかにし、1000倍の金属顕微鏡に
て測定した。
研磨して断面を観察できるようにした後、熱エツチング
により粒子径を明らかにし、1000倍の金属顕微鏡に
て測定した。
破壊電圧は、日新電機製モデルMS−3150にて10
0個測定した。
0個測定した。
高温負荷寿命試験は、100vDCを印加し、150℃
の条件に加速し実施した。試験数は各20個行った。
の条件に加速し実施した。試験数は各20個行った。
故障率(p’i t )は、基準条件を12.5V、4
0℃とし、電圧3乗則、温度10℃則(k=2)として
5000時間での値を60%信頼水準、95チ推定値に
て算出した。
0℃とし、電圧3乗則、温度10℃則(k=2)として
5000時間での値を60%信頼水準、95チ推定値に
て算出した。
また表中の材料A、−Dはそれぞれ下記の方法で得たも
のである。
のである。
材料A
バリウムイソプロポキシドと、チタンイソプロポキシド
とをモル比で1:1の割合になる様に秤取し、これをベ
ンゼン中で良く混合し、70℃で十分反応させた後、水
を添加して加水分解すると、白色のチタン酸バリウム沈
殿物を得る。又、セリウムイソプロポキシドをベンゼン
中に入れ、70℃で水を添加して加水分解すると、黄色
の酸化セリウム沈殿物を得る。更にチタンインプロポキ
シドをベンゼン中に入れ、70℃で水を添加して加水分
解すると、白色の酸化チタン沈殿物を得る。
とをモル比で1:1の割合になる様に秤取し、これをベ
ンゼン中で良く混合し、70℃で十分反応させた後、水
を添加して加水分解すると、白色のチタン酸バリウム沈
殿物を得る。又、セリウムイソプロポキシドをベンゼン
中に入れ、70℃で水を添加して加水分解すると、黄色
の酸化セリウム沈殿物を得る。更にチタンインプロポキ
シドをベンゼン中に入れ、70℃で水を添加して加水分
解すると、白色の酸化チタン沈殿物を得る。
原材料として上述のチタン酸バリウム92motチ、酸
化セリウム4 mo1%、酸化チタン4mol−の比に
なる様に秤取し、ボールミル中で20時時間式混合し、
脱水、乾燥後、調合材料を得る。これが材料Aである。
化セリウム4 mo1%、酸化チタン4mol−の比に
なる様に秤取し、ボールミル中で20時時間式混合し、
脱水、乾燥後、調合材料を得る。これが材料Aである。
材料C
試薬特級のしゆう酸バリウムチタニルをチタン酸バリウ
ムに換算して92 mo1%、しゆう酸セリウムを酸化
セリウムに換算して4 matチ、シゆう酸チタンを酸
化チタンに換算して4 mat %の比になる様に秤取
し、ボールミル中で20時時間式混合、粉砕し、脱水、
乾燥後700℃に1時間保持し熱分解して0.1μm以
下の粒子径を持つ材料を得る。これが材料Cである。
ムに換算して92 mo1%、しゆう酸セリウムを酸化
セリウムに換算して4 matチ、シゆう酸チタンを酸
化チタンに換算して4 mat %の比になる様に秤取
し、ボールミル中で20時時間式混合、粉砕し、脱水、
乾燥後700℃に1時間保持し熱分解して0.1μm以
下の粒子径を持つ材料を得る。これが材料Cである。
材料B
材料Ce乾式粉砕にて粉砕し、更に微細な材料を得る。
これが材料Bである。
材料り
材料りは従来の同相反応による材料である。
なお上述した実施例は、いずれも積層コンデンサである
が、本発明はその要旨を越えない限り、これに限定され
るものではなく、例えば、単層コンデンサ、更には同−
素体中に2個以上のコンデンサを形成するよう構成する
ことができる。
が、本発明はその要旨を越えない限り、これに限定され
るものではなく、例えば、単層コンデンサ、更には同−
素体中に2個以上のコンデンサを形成するよう構成する
ことができる。
本願に係る磁器コンデンサの構成は紙上の如くであるが
、その構成から次のような特有の作用効果を奏する。
、その構成から次のような特有の作用効果を奏する。
即ち、本発明のコンデンサは、磁器誘電体の厚さを30
μm以下の極めて薄いものとしたにもかかわらず、上掲
の各表から明らかなように、破壊電圧は充分高く、その
バラツキも小さい。そのため故障の発生が小さく、信頼
性は高い。
μm以下の極めて薄いものとしたにもかかわらず、上掲
の各表から明らかなように、破壊電圧は充分高く、その
バラツキも小さい。そのため故障の発生が小さく、信頼
性は高い。
従って従来のものに比し小型で容量が大きく、かつ高性
能の磁器コンデンサを提供することができる。
能の磁器コンデンサを提供することができる。
また、同−素体中に2個以上のコンデンサを形成せしめ
ると、それぞれ別個の複数のコンデンサを取付ける場合
に比し、取付けが簡単になる。
ると、それぞれ別個の複数のコンデンサを取付ける場合
に比し、取付けが簡単になる。
出 願 人:三菱鉱業セメント株式会社手続補正書
昭和57年10月21日
特許庁長官若杉和夫殿
1、事件の表示昭和57年特 許 願第146255号
2、 発明の名称 磁器コンデンサ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 58補正の対象 明細書の1発明の詳細な説明」
の欄6、補正の内容 別紙のとおり (1)明細書牙6頁牙6行目の 「コンデンサはついて」を 「コンデンサについて」と訂正する。
2、 発明の名称 磁器コンデンサ 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 58補正の対象 明細書の1発明の詳細な説明」
の欄6、補正の内容 別紙のとおり (1)明細書牙6頁牙6行目の 「コンデンサはついて」を 「コンデンサについて」と訂正する。
(2)同]−同頁矛8行目の
「高圧負荷」を
「高温負荷」と訂正する。
(3)同」−1・11頁牙3行目の
「各20個行った。」を
[各20個とって行った。」と訂正する。
(4)同」二矛16頁矛9行目〜1・10行目の[−叙
−1−の如く」を 「如」二の通り」と訂正する。
−1−の如く」を 「如」二の通り」と訂正する。
(5)同」−同頁牙16行目の
「発生が小さく」を
「発生が少なく」と訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 多結晶質磁器誘電体と導電性材料からなる複数の
電極とから構成される磁器コンデンサに於いて、少な(
とも一対の相対向する電極間に介在する磁器誘電体の厚
さを30/1m 以下とし、かつ該磁器誘電体を構成
する粒子径を該誘電体の厚さの1以下としたことを特徴
とする磁器コンデンサ。 2、 複数の磁器誘電体と複数の電極とを交互Vこ重ね
積層状とした、特許請求の範囲第1項記載の磁器コンデ
ンサ。 3、 少なくとも一対の電極間に同種又は異種の磁器誘
電体f:介在させて2個以上のコンデンサを形成させた
、特許請求の範囲第1項又は第2項いずれか記載の磁器
コンデンサ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57146233A JPS5936919A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 磁器コンデンサ |
US06/519,172 US4447853A (en) | 1982-08-25 | 1983-08-01 | Ceramic capacitor |
GB08321521A GB2126010B (en) | 1982-08-25 | 1983-08-10 | Ceramic dielectric of capacitor |
DE19833329715 DE3329715A1 (de) | 1982-08-25 | 1983-08-17 | Keramischer kondensator |
FR8313649A FR2532465B1 (fr) | 1982-08-25 | 1983-08-24 | Condensateur ceramique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57146233A JPS5936919A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 磁器コンデンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5936919A true JPS5936919A (ja) | 1984-02-29 |
JPH0424847B2 JPH0424847B2 (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=15403113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57146233A Granted JPS5936919A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 磁器コンデンサ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JPS5936919A (ja) |
DE (1) | DE3329715A1 (ja) |
FR (1) | FR2532465B1 (ja) |
GB (1) | GB2126010B (ja) |
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- 1983-08-17 DE DE19833329715 patent/DE3329715A1/de not_active Ceased
- 1983-08-24 FR FR8313649A patent/FR2532465B1/fr not_active Expired
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