DE1665131B2 - Keramikkondensator - Google Patents

Description

2. Keramikkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zweiten, auf den ersten Überzug aufgebrachten isolierenden Schutzüberzug aufweist.

Die Erfindung betrifft einen Keramikkondensator, der aus einem als Dielektrikum dienenden Keramikkörper mit zwei gegenüberliegenden, zueinander parallel verlaufenden Oberflächen, aus zwei auf diese Oberflächen aufgebrachten elektrisch leitenden Schichten der beiden Beläge, aus mit den elektrisch leitenden Schichten verbundenen Anschlüssen und aus einem den Kondensatorkörper und Teile der Anschlüsse bedekkenden Überzug, der zu einem wesentlichen Anteil Epoxydharz enthält, besteht.

Keramikkondensatoren, in denen der Keramikkörper als Dielektrikum dient, sind in elektrischen und elektronischen Systemen weit verbreitet. Sie sind besonders vorteilhaft, weil sie eine hohe Kapazität und eine hohe Durchschlagsspannung bei verhältnismäßig geringen Abmessungen aufweisen. Wenn jedoch derartige Keramikkondensatoren bei Spannungen über 500 Volt betrieben werden, kann an den Stellen, an denen ein hoher Spannungsgradient vorliegt, ein unerwünschtes elektrisches Rauschen und/oder eine Koronaentladung auftreten. So treten beispielsweise bei einem Keramikkondensator, der aus einem als Dielektrikum dienenden Keramikkörper besteht, der auf den zwei gegenüberliegenden Seiten mit Metallschichten als Beläge und Leitungsanschlüssen versehen ist, zwischen den Leitungsdrähten und dem Keramikkörper und den Kanten der Beläge und dem Keramikkörper Koronaentladungen auf. Diese Koronaentladungen können zwar durch Aufbringen geeigneter Überzüge weitgehend verhindert werden, die dafür bisher verwendeten Überzugsmittel weisen jedoch nur niedrige Gütefaktoren auf. Der niedrige Gütefaktor des Überzugs setzt aber auch den Gütelaktor des fertigen Keramikkondensators herab.

Das gilt auch für die in der USA.-Patenischrift 28 36 777 und in der französischen Patentschrift 13 93 124 beschriebenen Keramikkondensatoren, bei denen der Keramikkörper, der auf zwei gegenüberliegenden zueinander parallel verlaufenden Oberflächen zwei elektrisch leitende Schichten mit damit verbundenen Anschlüssen aufweist, ebenso wie Teile der Anschlüsse mit einem Überzug bedeckt sind, der zu einem wesentlichen Anteil aus einem Epoxydharz besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuen Keramikkondensator anzugeben, bei dem die unerwünschten Koronaentladungen nicht auftreten und der gleichzeitig einen hohen Gütefaktor aufweist.

Es wurde nun gefunden, daß die Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man zu diesem Zwecke einen Epoxydharzüberzug mit einer ganz bestimmten Zusammensetzung verwendet.

Gegenstand der Erfindung ist ein Keramikkondensator, der aus einem als Dielektrikum dienenden Keramikkörper mit zwei gegenüberliegenden, zueinander parallel verlaufenden Oberflächen, aus zwei auf diese Oberflächen aufgebrachten elektrisch !eilenden Schichten der beiden Beläge, aus mit den elektrisch leitenden Schichten verbundenen Anschlüssen und aus einem den Kondensatorkörper und Teile der Anschlüsse bedeckenden Überzug, der zu einem wesentlichen Anteil Epoxydharz enthält, besteht und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Überzug besteht aus

1 bis 15 Gewichtsprozent Butylglycidoläther,

5 bis 20 Gewichtsprozent eines Epoxydharzes mit

einem Epoxydäquivalentgewicht von 170 bis

180,
15 bis 30 Gewichtsprozent eines Epoxydharzes mit

einem Epoxydäquivalentgewicht von 4uO bis

450,

1 bis 5 Gewichtsprozent Dicyandiamid,
0,1 bis 5 Gewichtsprozent Bentonit,
0,2 bis 2 Gewichtsprozent Benzidingelb,
30 bis 60 Gewichtsprozent Calciumcarbonat und
3 bis 10 Gewichtsprozent Xylol.

Der erfindungsgemäße Keramikkondensator zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Keramikkondensatoren nicht nur dadurch aus, daß er gegen das Auftreten von unerwünschten Kcronaentladungen weitgehend geschützt ist bei gleichzeitiger Aufrechterhaltang seines hohen Gütefaktors, sondern auch dadurch, daß er einen erweiterten Betriebsspannungsbereich aufweist. Außerdem kann der aufgebrachte Harzüberzug dazu dienen, dem Keramikkondensator eine verbesserte Festigkeit zu verleihen und sein Aussehen zu verbessern.

Der Harzüberzug kann auf den Keramikkondensator nach irgendeinem der üblicherweise zum Aufbringen von Überzügen angewendeten Verfahren, beispielsweise durch Eintauchen, Aufsprühen oder Aufbrüsten, aufgebracht werden. Damit ist es möglich, Keramikkondensatoren herzustellen, die bei Spannungen von mehr als 500 Volt zufriedenstellend arbeiten.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Keramikkondensator noch einen zweiten, auf den ersten Überzug aufgebrachten isolierenden Schutzüberzug aufweisen, wodurch seine Strukturfestigkeit und sein Aussehen weiter verbessert werden können.

Der den Gegenstand der Erfindung bildende Keramikkondensator kann auf technisch einfache Weise wirtschaftlich hergestellt werden und weist hervorragende Eigenschaften in bezug au? die Verringerung des unerwünschten elektrischen Rauschens und/oder des Auftretens von unerwünschten Kororiacntladungen sowie in bezug auf eine erweiterte Betriebsspannung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines hohen Gütefaktors auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Keramikkondensator ohne Überzug,

F i g. 2 eine Seitenansicht des in F i g. 1 dargestellten Kondensators, diesmal jedoch mit dem aufgebrachten Überzug,

F i g. 3 eine Ansicht des in F i g. 1 gezeigten Kondensators mit dem aufgebrachten Überzug und einem zweiten Schutzüberzug und

F i g. 4 eine Seitenansicht gemäß F i g. 3, teilweise im Schnitt.

Ein Keramikkondensator 10, bestehend aus einem Keramikkörper It, elektrisch leitenden Schichten 12 und 13 der Beläge und Anschlüsse oder Leitungsdrähte 14 und 15 ist in F i g. 1 gezeigt. Der Keramikkörper 11 besteht aus einem geeigneten dielektrischen Material, wie Bariumtitanat, und die elektrisch leitenden Schichten 12 und 13 werden durch Aufbringen oder Abscheiden eines Überzugs aus einem elektrisch leitenden Material auf die gegenüberliegenden parallelen Oberflächen des Keramikkörpers aufgebracht. Die Schicht 13 ist in F i g. 1 nicht gezeigt. Die Kapazität des Kondensators 10 wird durch die den Schichten 12 und 13 gemeinsame Fläche, die dielektrische Konstante und die Dicke des Keramikkörpers 11 bestimmt.

Die Anschlüsse 14 und 15 sind an den elektrisch leitenden Schichten 12 bzw. 13 angelötet oder auf andere Weise befestigt

F i g. 2 zeigt den Kondensator 19 mit dem Überzug 16 von der Seite. Die beiden Flächen 11a und Uh des Keramikkörper ti sind im wesentlichen parallel zueinander und die elektrisch leitenden Schichten 12 und 13 sind einander gegenüberliegend gezeigt, so daß sie eine Kapazitätsfläche bilden, dio gleich der Fläche der Beläge ist Man erkennt, daß die Belagflächen etwas

ίο kleiner sind als die Fläche des Körpers.

Eine Schicht 16, die den Überzug darstellt, befindet sich auf allen Oberflächen des Kondensators 10 einschließlich Teilen der Anschlüsse 14 und 15. Wenn der Überzug als Zwischenschicht verwendet wird, kann seine Dicke sehr gering sein. Beispielsweise wurde gefunden, daß eine Dicke von 0,127 mm für viele Kondensatoren ausreicht

In F i g. 3 ist der Kondensator 10 mit einem zweiten isolierenden Schutzüberzug 17 dargestellt. Der zweite Schutzüberzug 17 wird gewöhnlich angebracht, um die Festigkeit zu erhöhen und/oder um das Aussehen zu verbessern, und er kann aus einem Phenolharz, einem Epoxydharz oder einem anderen geeigneten Isolationsund Schutzmaterial bestehen.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch den Kondensator 10 mit der Zwischenschicht 16 und dem zweiten Überzug 17. Es ist ersichtlich, daß der Überzug 17 die Zwischenschicht 16 vollständig bedeckt. Der Überzug 17 verbindet sich mit der Zwischenschicht 16 und ist, wie F i g. 4 zeigt, gewöhnlich etwas dicker als die Zwischenschicht. Die Dicke des zweiten Überzugs wird durch die Strukturerfordernisse des Kondensators 10 bestimme.

Die chemischen Bestandteile und die prozentuale Zusammensetzung des vorgesehenen Überzugs sind in der folgenden Tabelle I angegeben:

Tabelle I

Verbindung	-CH, ~O-(CH,),, -CH,	Gewichts
		prozent
Butylglycidoläther CH2CH	170 bis 180	1 bis 15
O	400 bis 450
Epoxydharz mit EÄG*) von		5 bis 20
Epoxydharz mit EÄG*) von		15 bis 30
Dicyandiamid		1 bis 5
Bentonit		0,1 bis 5
Berzidingelb		0,2 bis 2
Calciumcarbonat	30 bis 60
Xylol	3 bis 10

*) EÄG = Epoxydäquivalentgewieht (vgl. »Handbook of Epoxy Resins«, Lee and Neville, McGraw Hill, S. 4 bis 14).

Die obigen Bestandteile werden zusammengegeben und vermählen. Zu diesem Zweck kann entweder eine Kugelmühle, eine Rohrmühle mit Kieselsteinfüllung oder ein Walzwerk verwendet werden. Eins bevorzugte Zusammensetzung ist in der folgenden Tabelle II

Tabelle 11

Verbindung

Benzidingelb gehört zu den organischen Azopigmenten und wird durch Kupplung des Tetrazoniumsalzes von 3,3'-Dichlorbenzidin mit Acetoacetaryliden hergestellt und besit/1 eine gute Helligkeit, Lichtechtheit und Alkalibeständigkeit.

Butylglycidoläther
Epoxydharz mit einem EÄG
von 170 bis 180
Epoxydharz mit einem EÄG
von 400 bis 450

Gewichtsprozent

8,0
12,0

20,0

Fortsetzung

Verbindung

Dicyandiamid Bentonit Benzidingelb Calciumcarbonat Xylol

Gewichtsprozent

2,5 2,0 0,5 50,0 5,0

Damit die durch Spannungsgradienten erzeugti Koronaentladung unterdrückt wird, muß der Überzuj frei fließfähig sein, damit er in winzige Risse und Spaltei im Körper eindringen kann. Der vorgesehene Überzuj erfüllt diese Forderung.

Der vorgesehene Überzug ist den bisher bekannter Überzügen sowohl hinsichtlich der Unterdrückung de: elektrischen Rauschens als auch der Unterdrückung vor Koronaentladungen weit überlegen und verbessert dit Gehäuse-Durchschlagfestigkeit keramischer Konden satoren, ohne den elektrischen Verlustfaktor merklicr zu erhöhen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Keramikkondensator, bestehend aus einem als Dielektrikum dienenden Keramikkörper mit zwei -^s gegenüberliegenden, zueinander parallel verlaufenden Oberflächen, aus zwei auf diese Oberflächen aufgebrachten elektrisch leitenden Schichten der beiden Beläge, aus mit den elektrisch leitenden Schichten verbundenen Anschlüssen und aus einem den Kondensatorkörper und Teile der Anschlüsse bedeckenden Überzug, der zu einem wesentlichen Anteil Epoxydharz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug besteht aus

'5

1 bis 15 Gewichtsprozent Butylglycidoläther,
5 bis 20 Gewichtsprozent eines Epoxydharzes mit einem Epoxydäquivalentgewicht von 170 bis 180,

15 bis 30 Gewichtsprozent eines Epoxydharzes mit einem Epoxydäquivalentgewicht von 400 bis 450,

1 bis 5 Gewichtsprozent Dicyandiamid,
0,1 bis 5 Gewichtsprozent Bentonit,
0,2 bis 2 Gewichtsprozent Benzidingelb,

30 bis 60 Gewichtsprozent Calciumcarbonat und
3 bis 10 Gewichtsprozent Xylol.