DE2132935B2 - Elektrischer, im siebdruckverfahren hergestellter kondensator - Google Patents

Elektrischer, im siebdruckverfahren hergestellter kondensator

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DE2132935B2
DE2132935B2 DE19712132935 DE2132935A DE2132935B2 DE 2132935 B2 DE2132935 B2 DE 2132935B2 DE 19712132935 DE19712132935 DE 19712132935 DE 2132935 A DE2132935 A DE 2132935A DE 2132935 B2 DE2132935 B2 DE 2132935B2
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Description

besteht.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht des Grundbelags auf der Basis von Pd-Ag und die dielektrische Keramik auf der Basis von BaTiO3 aufgebaut ist und daß das Bindemittel der dielektrischen Keramik aus dem Dreistoffsystem
10
Bi2O3-CdO-SiO2
besteht.
3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum 70 bis 95 Gew.-% der dielektrischen Keramik und 5 bis 30 Gew.-% des Bindemittels enthält.
4. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum 85 Gew.-% der dielektrischen Keramik und 15 Gew.-% des Bindemittels enthält.
5. Kondensator nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus
70-90 Gew.-% Bi2O3,
10-30 Gew.-% CdO und
0,3-3 Gew.-% SiO2
besteht.
6. Kondensator nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus
79,75 Gew.-% Bi2Oi,
19,75 Gew.-% CdO und
0,5 Gew.-% SiO2
besteht.
7. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht des Grundbelags auf der Basis von Pd-Ag und die dielektrische Keramik auf der Basis von TiO2 aufgebaut ist und daß das Bindemittel aus dem Vierstoffsystem PbO-SiO2-ZnO-Al2O3 besteht.
8. Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum M) 60—90Gew.-% der dielektrischen Keramik und 10—40 Gew.-% des Bindemittels enthält.
9. Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum 90Gew.-% der dielektrischen Keramik und 10 Gew.-% des b5 Bindemittels enthält.
10. Kondensator nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus
50-60 Gew,- % PbO,
25-35 Gew.-% SiO2.
5— 10Gew.-% ZnO und
2-6Gew.-% AI2O3
besteht.
11. Kondensator nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus
56,7 Gew.-°/o PbO,
30,4Gew.-% SiO2,
8,6Gew.-% ZnO und
4.3 Gew,% AI2O3
besteht.
12. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht des Grundbelags auf der Basis von Pd-Ag und die dielektrische Keramik auf der Basis von BaTiO3 und/oder TiO2 aufgebaut ist und daß das Bindemittel aus dem Dreistoffsystem
PbO-Bi2O1-B2O3
besteht.
13. Kondensator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum 60-80 Vol.-% der dielektrischen Keramik und 20—40 Vol.-% des Bindemittels enthält.
14. Kondensator nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus
50-70 Gew.-% PbO,
30-50Gew.-% Bi2O3und
2-5Gew.-% B2O3
besteht.
15. Kondensator nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus
58,4Gew.-°/o PbO,
39,2Gew.-% Bi2O3 und
2.4 Gew.-% B2O3
besteht.
16. Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum 75 Vol.-% BaTiO3 und 25 Vol.-% des Bindemittels enthält.
17. Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum 80 Vol.-% TiO2 und 20 Vol.-°/o des Bindemittels enthält.
18. Kondensator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht des Gegenbelags aus einer Silberschicht besteht, die auf das gesinterte Dielektrikum aufgetragen und bei einer niedrigeren Temperatur als der Sintertemperatur eingebrannt ist.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen, im Siebdruckverfahren hergestellten Kondensator, dessen Metallschicht des Grundbelags aus wenigstens zwei der Bestandteile Palladium, Gold oder Silber besteht und auf eine Trägerplatte aufgedruckt und eingebrannt ist und dessen Metallschicht des Gegenbelags von dieser durch eine oder mehrere Schichten aus einer dielektrischen Keramik auf der Basis von Bariumtitanat und/oder Titandioxid, die mit glasartigen Bindemitteln
versetzt sind, getrennt ist.
Aus der DT-OS 15 14 021 ist ein im Siebdruck herstellbarer Kondensator bekannt, dessen Dielektrikum aus Bariumtitanat oder Modifikationen wie Bariumstrontiumtitanat-Systeme oder Titandio··; ' Hestehen kann und das als Bindemittel eine gla ige Substanz aus Bariumborsilikat oder Bleiborsilikai oder bei Verwendung von BaTiO3-Bi2SnO3 als dielektrische Masse Wismuttrioxid benutzt.
In der US-PS 33 79 942 sind glasartige Dielektrika für Kondensatoren auf der Basis von Bariumborat beschrieben. Derartige Gläser besitzen jedoch nicht die guten dielektrischen Eigenschaften wie keramische Dielektrika auf der Basis von Bariumtitanat und/oder Titandioxid, insbesondere wesentlich niedrigere DK-Werte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für dielektrische Massen auf der Grundlage von Bariumtitanat und/oder Titandioxid glasartige Bindemittel anzugeben, die die wesentlichen Eigenschaften dieser Dielektrika nicht beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das glasartige Bindemittel aus einem der Dreistoffsysteme
Bi2O3-CdO-SiO2
PbO-Bi2O-B2O3
angeordnet.
Der Trägerkörper besteht vorzugsweise aus einer Keramik. Die Paste für die Metallschicht des Grundbelags besteht aus Pd-Ag mit einem Bindemittel und einem Trägermittel. Sie wird auf die Trägerplatte aufgedruckt und unter Verflüchtigung des Trägermittels eingebrannt.
In einer Ausführung besteht die Paste für das Dielektrikum aus 70 bis 95 Gew.-% BaTiO3 — dem in κι erster Linie als Dielektrikum wirkenden Bestandteil — und 5 bis 30 Gew.-% einer Glasfritte des Dreistoffsystems Bi2O3-CdO-SiO2 - dem Bindemittel für das Dielektrikum. Vorzugsweise sind 85 Gew.-% BaTiO3 und 15 Gew.-% der Glasfritte vorgesehen.
Die Glasfritte setzt sich aus
70-90 Gew.-% Bi2O3,
10-30 Gew.-% CdO und
0,3-3 Gew.-% SiO2
zusammen.
Vorzugsweise enthält sie
79,75 Gew.-% Bi2O3,
oder aus dem Vierstoffsystem
PbO-SiO2-ZnO-AI2O3
besteht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das vorgeschlagene glasartige Bindemittel praktisch nicht mit den übrigen vorhandenen Bestandteilen des Dielektrikums reagiert, und somit bei Verwendung von Bariumtitanat als dielektrische Grundsubstanz ein DK-Wert von einigen 100 bis zu 1000 erreichbar ist und daß bei Verwendung von Titandioxid der erzielbare DK-Wert weit über 20 bis über 100 liegt. Vorzugsweise besteht die Lösung bei Kondensatoren mit hoher Flächenkapazität darin, daß die Metallschicht des Grundbelags auf der Basis von Pd-Ag und die dielektrische Keramik auf der Basis von BaTiO3 aufgebaut ist und daß das Bindemittel der dielektrischen Keramik aus dem Dreistoffsystem
Bi2O3-CdO-SiO2
besteht.
Bei Kondensatoren mit niedriger Flächenkapazität wird eine vorteilhafte Lösung darin gesehen, daß die Metallschicht des Grundbelags auf der Basis von Pd-Ag und die dielektrische Keramik auf der Basis von TiO2 aufgebaut ist und daß das Bindemittel der dielektrischen Keramik aus dem Vierstoffsystem
PbO-SiO2-ZnO-Al2O,
besteht.
Weitere Vorteile und Merkmale erfindungsgemäßer Kondensatoren sind im folgenden beschrieben.
Ein im Siebdruckverfahren hergestellter Kondensator ist so aufgebaut, daß auf einer Trägerplatte eine Metallschicht eines Grundbelags angeordnet ist. Die Fläche der Trägerplatte ist so bemessen, daß auf sie mehrere Bauelemente und deren elektrische Verbindungen aufgedruckt werden können. Die Metallschicht des Grundbelags ist von einem Dielektrikum überdeckt. Auf der dem Grundbelag gegenüberliegenden Seite des Dielektrikums ist eine Metallschicht eines Gegenbelags 19,75 Gew.-%
0,5 Gew.-%
CdO und
SiO2.
Um eine verdruckbare Paste zu erhalten werden obige Bestandteile des Dielektrikums, beispielsweise in einer Kugelmühle, naß vermählen, getrocknet und mit einem organischen Trägermittel gut vermengt. Das Trägermittel ist vorzugsweise eine 8%ige Äthylcelluloselösung in Terpineol.
In einer anderen Ausführung besteht die Paste für das Dielektrikum aus 60 bis 90 Gew.-% TiO2 und 10 bis 40 Gew.-% einer Glasfritte des Vierstoffsystems
PbO-SiO2-ZnO-AI2O3.
Vorzugsweise sind 90 Gew.-% TiO2 und 10 Gew.-% der Glasfritte vorgesehen.
Die Glasfritte setzt sich aus
50-60 Gew.-% PbO,
25-35 Gew.-% SiO2,
5-10Gev/.-% ZnO und
2-6Gew.-°/o Al2O3
zusammen.
Vorzugsweise enthält sie
56,7Gew.-% PbO,
30,4Gew.-% SiO2,
8,6Gew.-% ZnO und
4,3Gew.-% AI2O3.
Hierbei wird durch das ZnO die Lebensdauer unter elektrischer Spannung stehender Kondensatoren durch deren Stabilisierung der vierwertigen Ti-lonen stark verbessert. Eine verdruckbare Paste wird bei dieser Zusammensetzung auf dem gleichen Wege erreicht wie bei der erstgenannten.
w) Die Dielektrikumpaste wird auf die Metallschicht des Grundbelags aufgedruckt und zwischen 80O0C und 1000°C eingebrannt. Vorzugsweise wird die Dielektrikumpaste in zwei aufeinanderfolgenden Druckvorgängen aufgebracht.
h-j Auf das Dielektrikum wird eine Silberpaste aufgetragen, insbesondere aufgedruckt, die nach dem Brennen den Gegenbelag des Kondensators darstellt. Der letztgenannte Brennvorgang erfolgt bei einer Tempera-
tür unter 780° C.
Die Kondensatoren nach dem erstgenannten Ausführungsbeispiel besaßen eine Flächenkapazität von 68—94 pF/mm2 (je nach den Brennbedingungen) und einen Verlustfaktor von etwa 0,5 · 10-2. Der Isolationswiderstand war größer als 106ΜΩ/πιιτι2 bei einer Meßspannung von 100 V.
Die Kondensatoren nach dem zweiten Ausführungsbeispiel besaßen eine Flächenkapazität von 4,2 —10,6 pF/mm2 (je nach den Brennbedingungen) und einen Verlustfaktor von etwa 1 ■ 10-3. Der Isolationswiderstand war größer als 107 ΜΩ/mm2 bei einer Meßspannung von 100 V.
In einer weiteren Ausführung besteht die Paste für das Dielektrikum aus 60 bis 80 Vol.-% BaTiO3 oder TiO2 und einer Glasfritte des Dreistoffsystems PbO-Bi2O3-B2O3.
Die Glasfritte setzt sich aus
50-70 Gew.-% PbO,
30-50Gew.-% Bi2O3und
2 — 5 Gew.-% B2O3zusammen.
Vorzugsweise enthält sie
58,4Gew.-% PbO,
39,2Gew.-% Bi2O3und
2,4Gew.-% B2O5.
Anstelle der Pd-Ag-Paste kann, wenn es zweckmäßig erscheint, auch eine Pd-Au- oder gegebenenfalls auch eine Au —Ag-Paste verwendet werden.
Bei der Auswahl der Paste für den Grundbelag ist darauf zu achten, daß deren Bindemittel beim Brennen des Dielektrikums nicht in der Weise mit dessen Bindemittel reagiert, daß sich für die elektrischen Eigenschaften des Kondensators schädliche Verbindungen bilden.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Elektrischer, im Siebdruckverfahren hergestellter Kondensator, dessen Metallschicht des Grundbelags aus wenigstens zwei der Bestandteile Palladium, Gold oder Silber besteht und auf eine Trägerplatte aufgedruckt und eingebrannt ist und dessen Metallschicht des Gegenbelags von dieser durch eine oder mehrere Schichten aus einer dielektrischen Keramik auf der Basis von Bariumtitanat und/oder Titandioxid, die mit glasartigen Bindemitteln versetzt ist, getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das glasartige Bindemittel aus einem der Dreistoffsysteme
Bi>üj-CdO-SiO:
PbO-Bi2O3-B2O3
oder aus dem Vierstoffsystem
PbO-SiO2-ZnO-AI2O3
20
DE19712132935 1971-07-02 1971-07-02 Elektrischer, im Siebdruckverfahren hergestellter Kondensator Expired DE2132935C3 (de)

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