DE2631054A1

DE2631054A1 - Herstellung monolithischer kondensatoren

Info

Publication number: DE2631054A1
Application number: DE19762631054
Authority: DE
Inventors: Robert Joseph Bouchard; Lothar Heinrich Brixner; Michael John Popowich
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1976-07-09
Publication date: 1977-01-13
Also published as: US4063341A; CA1087388A; FR2317749A1; FR2317749B1; JPS5221662A; JPS616533B2; GB1523386A; DE2631054C2

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Kondensatoren, insbesondere monolithische Kondensatoren, die durch Laminieren und Brennen mit Elektroden versehener, dielektrischer Schichten hergestellt werden.

Mehrschichtige, monolithische Kondensatoren v/eisen eine Mehrzahl dielektrischer Schichten auf, von denen mindestens ein Teil mit Metallisierungen (Elektroden oder Beläge) in gewünschten Mustern versehen ist. Solche Kondensatoren werden aus rohem (ungebranntem) Bandmaterial aus mit einem organischen Bindemittel zusammengehaltenen Keramikteilchen hergestellt, indem man von einer Bandfolie Bandstücke schneidet, einen Teil der Bandstücke metallisiert, die Bandstücke stapelt und laminiert und das anfallende Laminat brennt, um organische Bindemittel und jegliche Lösungsmittel abzutreiben und einen gesinterten (kohärenten) Körper zu bilden, der als monolithisch bezeichnet wird. Ein Verfahren zur Herstellung solcher Körper ist in US-PS 3 456 315 beschrieben. Ein mehrschichtiger Kondensator, der von abwechselnden Palladium- und Bariumtitanat-

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Schichten gebildet werden kann, ist in Fig. 1 der US-PS 3 223 905 dargestellt.

Zur Erzeugung von Leitern für mehrschichtige Kondensatoren geeignete Metallisierungen werden normalerweise von feinteiligen Metallteilchen gebildet, die man auf dielektrische Unterlagen in Eorm einer Dispersion in einem inerten, flüssigen Träger aufbringt.

Die Herstellung monolithischer, mehrschichtiger Kondensatoren erfolgt; fc^pischerweise durch gemeinsames Brennen von Bariumtitanat-JFormulierungen und leitfähigen Elektrodenmaterialien in oxidierenden Atmosphären bei Temperaturen von 1200 bis 1400° C. Dieser Prozess liefert dauerhafte, gut gesinterte Kondensatoren von hoher Dielektrizitätskonstante, z.B. von über 1000. Ein Brennen bei diesen Bedingungen erfordert aber ein Elektrodenmaterial, das einen hohen Schmelzpunkt und eine gute Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen hat," bei der "Reifungs"-Temperatur des Dielektrikums sinterfähig ist und nur minimal zur Wechselwirkung mit dem Dielektrikum bei der Sintertemperatur neigt. Diese Anforderungen begrenzen normalerweise die Wahl der Elektrodenmaterialien auf die Edelmetalle Platin und Palladium oder auf Legierungen von Platin, Palladium und Gold.

Wesentliche Einsparungen bei den Elektrodenkosten wären realisierbar, wenn sich dielektrische Materialien so modifizieren liessen, dass sie 1. nach Brennen in reduzierenden Atmosphären gute dielektrische Eigenschaften (hohe Dielektrizitätskonstante und geringer Verlustfaktor) bieten, so dass man als Elektroden Unedelmetalle verwenden könnte, und/oder 2. bei Temperaturen von 950° G oder darunter sintern, so dass man bei .der Elektrodenbildung Silber einsetzen könnte, das wesentlich weniger kostspielig als die anderen Edelmetalle ist, aber einen niedrigeren Schmelzpunkt (962° C) hat.

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Es ist versucht worden, Bariumtitanat-Keramikmaterialien so zu modifizieren, dass sie in reduzierenden Atmosphären (z. B. Wasserstoff) oder inerten Atmosphären (z. B. Argon oder Stickstoff) gebrannt werden können. Diese Lösungstechnik ist nicht sonderlich aufgegriffen worden, da sich bei den elektrischen Eigenschaften, z. B. der Dielektrizitätskonstante, dem dielektrischen Verlustfaktor, dem Kapazitätstemperaturkoeffizienten usw., im Vergleich mit denjenigen bei herkömmlichen, luftgebrannten Massen Kompromisse einstellen. Darüberhinaus bedeutet die Aufrechterhaltung einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre gegenüber dem Brennen an Luft zusätzliche Produktionskosten. Typisch für diese Lösungstechnik ist die US-PS 3 757 ^Ht die Kondensatoren aus Unedelmetallelektroden (z. B. Ni, Co oder Fe) und modifiziertem Bariumtitanat (MhOo, i^O,, CeOp, CaZrO^) beschreibt, die in einer inerten Atmosphäre bei etwa 1300° C gebrannt werden (Spalte 3, Zeilen 33 und 34). Selbst bei diesen hohen Brenntemperaturen und den Kosten des Brennens in einer inerten Atmosphäre beträgt die höchste berichtete Dielektrizitätskonstante 1800 (Spalte 3» Zeile 67)·

Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, die "Reifungs"-Temperatur von Dielektrika durch Mischen von Hoentemperatur-Ferroelektrikumphasen (Titanate, Zirconate usw.) mit Gläsern herabzusetzen, die bei relativ niedrigen Temperaturen reifen. Beispiele für diese Lösungstechnik geben die US-PS 3 619 220, 3 638 084, 3 682 766 und 3 811 937- Diese Technik hat den Mangel, dass durch den Verdünnungseffekt des Glases die Dielektrizitätskonstante der Mischung oft verhältnismassig niedrig - Bereich 25 bis 200 - ist.

Eine andere Technik zur Erniedrigung, der Sintertemperatur von Dielektrika auf Titanatbasis stellt der Einsatz von "Sinterhilfsmitteln" dar. Zusätze von Wismutoxid oder Bentpnit zu Bariumtitanat senken die Reifungstempetatur auf etwa 1200 C (US-PS 2 908 579). Reifungstemperaturen von 1200 bis 1290° C können nach US-PS 2 626 220 durch Zusatz von Phosphaten zu Titanaten erreicht werden. In jedem dieser Fälle reicht aber

— 's
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die Senkung der Reifungstemperatur nicht aus, um die Anwendung gemeinsam mit gebrannter Silberelektroden zu erlauben, und die dielektrischen Eigenschaften sind oft verschlechtert.

Es besteht ein Bedarf an einer Stoffzusammensetzung, die eine hohe Dielektrizitätskonstante (z. B. von 1000 oder höher) und einen geringen dielektrischen Verlustfaktor (z. B. von unter 5 %, vorzugsweise unter 3 %) zu ergeben vermag und an Luft bei niedrigen Temperaturen (z. B. von unter 1000° C oder sogar 950° C oder darunter) sintert. Eine solche Zusammensetzung würde das gemeinsame Brennen mit Silber- oder Palladium/Silber-Elektroden erlauben und infolgedessen die Kosten mehrschichtiger Kondensatoren von hoher Dielektrizitätskonstante wesentlich senken.

Ή. N. Krainik u. a. (Soviet Physics-Solid State, j>, 63-65, 1960) haben von festen Lösungen zwischen u. a. PbTiO, und PbMg_n ,-W_n JD-z berichtet, wobei anscheinend ein breiter Bereich von Zusammensetzungen mit 0 bis 80 % PbTiO^ untersucht worden ist (vgl. Fig. 2). Das Brennen wurde in einer PbO-Dampf-Atmosphäre durchgeführt, was eine praktische Anwendbarkeit in der Technik ausschliesst. Anregungen zur Herstellung mehrschichtiger Kondensatoren finden sich nicht. In einem zweiten Artikel des gleichen Laboratoriums berichten G. A. Smolenskii u.a. (Soviet Physics-Solid State, j£, 714-, 1961) über die Untersuchung gewisser fester Lösungen, einschliesslich derjenigen nach Krainik u. a. Das Brennen erfolgte analog in PbO. Dabei werden Phasenübergänge erörtert. In anscheinend einem dritten Artikel dieser Reihe berichten A. I. Zaslavskii u.a. (Soviet Physics-Crystallography, 2, 577, 1963) über Röntgenstrukturunt ersuchungen.

Die US-PS 3 472 777 beschreibt die Herstellung ferroelektrischer Keramikscheiben durch einen zweistufigen Brennprozess. Jede Brennstufe soll im Bereich von 800 bis 1200° C an Luft liegen. In dem einzigen Beispiel wird bei IO5O⁰ C gebrannt. Die Patentschrift beschreibt verschiedene Dielektrikumzusammensetzungen,

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wie PbMg_v?Ii_V3U_1/3O₅, ^ο^ο^ο,Λ-Ο,^Λ/^Λ/^Λ/^

und Y-haltige Zusammensetzungen.

Auf die Herstellung monolithischer, mehrschichtiger Kondensatoren bezieht sich auch die US-PS 3 872 360.

Die vorliegende Erfindung macht einen monolithischen Kondensator verfügbar, der an Luft bei 1050° C oder darunter gebrannt wird, eine Dielektrizitätskonstante von mindestens 1000 und einen dielektrischen Verlustfaktor von unter 5 % hat und von einer Anzahl übereinander befindlicher, abwechselnder Schichten einer dielektrischen Stoffzusammensetzung und von Metallelektroden, die zu einem ein Ganzes darstellenden Körper aneinandergebunden sind, gebildet wird, wobei die dielektrische Zusammensetzung die Formel

hat, worin χ gleich 0 bis 0,10, a gleich 0,35 bis 0,5 und b gleich 0,5 bis 0,65 ist und a + b gleich 1 ist. Bei bevorzugten Kondensatoren ist a in der dielektrischen Zusammensetzung gleich 0,35 bis 0,45 und b gleich 0,55 bis 0,65-

Nach einer bevorzugten Ausführungsform liegt in der dielektrischen Zusammensetzung kein Strontium vor, d. h. ist χ gleich 0 Bei anderen bevorzugten Ausführungsformen liegt Strontium so vor, dass χ in der dielektrischen Zusammensetzung gleich 0,01 bis 0,08 ist. Bevorzugte Kondensatoren weisen Silber- oder Pd/Ag-Elektroden auf. Vorzugsweise enthalten die Pd/Ag-Elektroden aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht mehr als 20 % Pd, bezogen auf das Gesamtgewicht von Pd und Ag.

Die Erfindung stellt weiter ein Verfahren zur Herstellung solcher monolithischer Kondensatoren, die von einer Anzahl übereinander befindlicher, abwechselnder Schichten einer dielektri schen Stoffzusammensetzung und von Metallelektroden, die zu einem ein Ganzes darstellenden Körper aneinandergebunden sind,

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gebildet werden, zur Verfugung, bei dem man

a) eine Mischung von Oxiden oder deren Vorläufern in solchen relativen Anteilen, dass die oben beschriebene, gewünschte dielektrische Zusammensetzung gebildet wird, bei einer Scheiteltemperatur im Bereich von 750 bis 900° C mindestens 5 Minuten, vorzugsweise mindestens 15 Minuten, gewöhnlich 0,5 bis 8 Stunden, an Luft calciniert, dann das anfallende, calcinierte Produkt auf die gewünschte !Feinheit zerkleinert (wobei gewöhnlich im wesentlichen alle Teilchen eine grösste Abmessung von 20 Mikron oder darunter haben),

b) aus dem calcinierten Produkt von (a) in einem inerten, flüssigen Träger für dasselbe ein ungesintertes, flexibles Keramikdielektrikumband herstellt,

c) zwei oder mehr solche Bänder mit einer Dispersion von Metallpulver in einem inerten Träger für dasselbe mit Elektroden in dem gewünschten Muster versieht,

d) eine jeweils gewünschte Mehrzahl solcher Bänder laminiert, wobei die obere Schicht von einem nicht mit Elektrode versehenem Band gebildet wird, und

e) das anfallende Laminat an Luft mindestens 0,25 Stunden, vorzugsweise mindestens 0,5 Stunden, bei einer Temperatur im Bereich von 900 bis 1050° C zur Bildung eines ein Ganzes darstellenden, monolithischen, mehrschichtigen Kondensators mit einem Wert von K von mindestens 1000 und einem dielektrischen Verlustfaktor von nicht über 5 % sintert.

Venn das Metallpulver von Stufe (c) Silberpulver ist, liegt die Sintertemperatur von Stufe (e) vorzugsweise im Bereich von 900 bis 950° C. Wenn das Metallpulver in Stufe (c) Pd/Ag-Pulver ist, liegt die Sintertemperatur der Stufe (e) normalerweise im Bereich von 900 bis 1050° C. Nach einer bevorzugten Arbeitsweise führt man die CaIcinierstufe (a) in 0,25 bis 8 Stunden durch und die Sinterung der Stufe (e) 0,5 bis 4 Stunden bei 900 bis 1050° C.

Die Zeichnung zeigt im vergrösserten Massstab einen monolithischen Kondensator mit Schichten 11 aus dielektrischem Material,

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inneren Elektrodenschichten 12 und Endelektroden 13, 14-, welche längs gegenüberliegenden Rändern des Kondensators alternierende Innenelektroden elektrisch vereinigen. Über diese Endelektroden werden die Kondensatoren in der jeweils gewünschten elektrischen Schaltung angeschlossen.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung liegt in dem Einsatz der hier beschriebenen dielektrischen Stoffzusammensetzungen bei der Herstellung mehrschichtiger, monolithischer Kondensatoren. Der Einsatz dieser Stoffzusammensetzung erlaubt die Bildung von Kondensatoren, die zwar bei niedrigen Tempera turen an Luft gebrannt werden, aber ausgezeichnete Charakteri stiken haben.

Das Dielektrikum gemäss der Erfindung hat die obengenannte Endzusammensetzung. Diese Endzusammensetzung kann auch in Form von

^Sr0-0, 1O⁵¹³0,90-1, 0^Ti0,35-0,50^Mg0,25-0,325^W0., 25-0,325°3

ausgedrückt werden, wobei die Gesamtmenge an Sr + Pb gleich 1,0 und die Gesamtmenge an Ti + Mg + W gleich 1,0 ist. Die Sauerstoffmenge in dielektrischen Materialien der Perowskit-Struktur kann bekanntlich von der stöchiometrisehen Menge abweichen. Die Herstellung dieser dielektrischen Zusammensetzungen kann aus den Oxiden des Strontiums, Bleis, Titans, Magnesiums und Wolframs oder aus Vorläufern derselben, wie Carbonaten, Hydroxiden, Nitraten usw. erfolgen. Blei, Magnesium und Strontium lassen sich bequem als Carbonate vorlegen, während Titan und Wolfram bequem als Oxide vorlegbar sind. Eine bequeme Bleiquelle ist auch Bleioxid (PbO) und eine bequeme Quelle für Strontrium Strontiumnitrat. Mischungen von Oxiden und deren Vorläufern sind naturgemäss ebenfalls verwendbar.

Die Oxide oder Vorläufer werden nach herkömmlichen Techniken (z. B. durch Kugelmahlen, mit Mörser und Pistill usw.) mitein-

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ander gemischt und dann an Luft (oder in einer Sauerstoffatmosphäre) bei einer Temperatur von nicht über etwa 900° C gebrannt. Das Calcinieren erfolgt normalerweise bei einer Temperatur im Bereich von 750 bis 900° C bei einer Calcinierzeit von mindestens 5 Minuten, vorzugsweise mindestens 15 Minuten und gewöhnlich 0,5 bis 8 Stunden. Die bevorzugte CaIcinierdauer hängt von den jeweils verwendeten Ausgangsmaterialien, z. B. Bleioxid gegenüber Bleicarbonat usw., den Anteilen der Ausgangsmaterialien, der Calciniertemperatur usw. ab. In vertrauter Weise wird man bei niedrigeren Temperaturen gewöhnlich langer calcinieren. Ein Calcinieren von mehr als 8 Stunden Dauer scheint keine wesentliche weitere Verbesserung der Eigenschaften der Kondensatoren zu erbringen, aber man kann, wenn gewünscht, im Eahmen der Erfindung auch langer als 8 Stunden calcinieren.

Nach der Calcinierstufe kann das calcinierte Produkt fibrin auf die gewünschte Feinheit gemahlen werden, normalerweise wird das calcinierte Produkt einer solchen Grössenreduktion unterworfen, dass im wesentlichen alle Teilchen eine grösste Abmessung (Dimension), die von 20 Mikron oder darunter haben. Gewöhnlich haben die bei bevorzugten Ausführungsformen eingesetzten Dielektrikumpulver Oberflächen im Bereich von 0,2

bis 5 m /g·

Das calcinierte Produkt wird dann in einem inerten flüssigen Träger dispergiert und nach üblichen Techniken auf einer ebenen Fläche zum Band gegossen. Als Träger können all die herkömmlicherweise zur Bandbildung verwendeten Materialien verwendet werden; normalerweise werden sie von polymeren Komponenten und organischen Flüssigkeiten gebildet, wie nach US-PS 3 757 177, d. h. von einem organischen Bindemittel in Form von acryloidem Plast, der in Äthylendichlorid dispergiert ist, wobei das Bindemittel oft etwa 4-5 % des Gesamtgewichts des Folienmaterials bildet. Aus dem Band werden die dielektrischen Einzelstücke gestanzt.

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Das rohe (ungesinterte) dielektrische Band wird dann mit einer Dispersion eines Metalls in einem temporären Träger für dasselbe in der jeweils gewünschten Gestalt mit der Elektrode bzw. dem Belag versehen. Als Träger können die gewöhnlich verwendeten Stoffe Verwendung finden, einschliesslich derjenigen nach US-PS 3 872 360, auf die hierzu verwiesen sei. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird als Metallpulver Silber oder Palladium/Silber bevorzugt, wobei normalerweise nicht mehr als 20 °/o Palladium, bezogen auf das Gesamtgewicht von Palladium und Silber, vorliegen.

Nach dem Aufdrucken des Elektrodenmaterials auf das Rohkeramik werden die anfallenden, mit Elektroden versehenen Stücke dann trocken oder nass auf die entsprechende Schichtzahl gestapelt, verpresst (bis zu 353 kg/cm unter oder ohne Wärmeeinwirkung (5000 Pounds/Quadratzoll Überdruck)), wenn gewünscht, würfelförmig beschnitten, und dann gebrannt.

Ein typischer Brennzyklus für mehrschichtige Kondensatoren weist zwei Phasen auf. Bei der ersten Phase (auch als "Bisquing" bezeichnet) wird normalerweise eine Scheiteltemperatur von nicht über 500° C erreicht. Die Dauer dieser Phase hängt in einem gewissen Grad von der Zahl der Schichten in dem Laminat ab. Der Zweck dieser Blase ist die nichtzerstörende Entfernung von Träger (Lösungsmittel und Bindemittel) in sowohl den Elektroden als auch den Rohdielektrikumlagen. Bierauf erfolgt normalerweise eine rasche Aufheizung (mehrere Stunden oder auch kürzer) auf die gewünschte Scheitel- oder "Tränk"-Temperatur, um das keramische Dielektrikum zu "reifen" oder sintern.

Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Befähigung des Dielektrikums, sich bei Temperaturen von unter 1050° C (gegenüber den sonst heute angewandten von 1400° C) an Luft sintern zu lassen. Die tatsächlich angewandte Sintertemperatur hängt von der jeweils eingesetzten Stoffzusammensetzung, der Elektrodenzusammensetzung und den bei dem Fertigkondensator gewünschten Eigenschaften ab. Man sintert bei einer

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EL-0072 _Λ ■

Temperatur im Bereich von 900 bis 1050° C für eine Sinterzeit von nicht unter 0,25 Stunden (vorzugsweise mindestens 0,5 Stunden) und normalerweise nicht über 4 Stunden.

Alle Teil-, Prozent- und Verhältnisangaben in den folgenden Beispielen wie auch dem sonstigen Text beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiele 1 bis 6 allgemein

Aus den in der Tabelle I genannten Materialien wurden drei vorcalcinierte dielektrische Stoffzusammensetzungen wie folgt hergestellt:

Die genannten Ausgangsmaterialien für das Dielektrikum (Reagenzreinheit) wurden auf einer Kugelmühle zusammen mit 350 cm? Wasser etwa 1 Stunde vermischt (Feststoffgesamtgewicht etwa 400 g Ausgangsmaterial). Die gemahlenen Proben wurden dann an Luft in Mullit 2 Stunden bei 875° C calciniert (im Verlaufe von 3 Stunden von Raumtemperatur auf 875° C gebracht und dann auf der Temperatur gehalten) und dann auf eine Teilchengrösse von -48 Maschen zerstossen und schliesslich wie oben auf einer Kugelmühle 0,5 Stunden gemahlen. Dabei ergab sich eine solche Teilchenendgrösse, dass im wesentlichen alle Teilchen eine grösste Abmessung von weniger als 20 Mikron hatten.

Zur Herstellung flexibler Bänder wurden 100 g des Dielektrikumpulvers mit 125 g Träger zur Bildung einer Aufschlämmung gemischt, wobei der Träger (Acryloidgrundlage) 40,3 % "Acryloid B7" (Rohm and Haas), 2,8 % "Santicizer 160" (Central Solvent Co.), 0,2 % Kolophoniumlösung (10 % Kolophonium in Isopropylalkohol), 0,3 % Glycerinlösung (10 % Glycerin in Isopropylalkohol) und 56,4 % Trichloräthylen enthielt. Die Aufschlämmung wurde nach herkömmlichen Techniken mit einer Rakel auf eine ebene Platte aufgetragen. Das Bandmaterial wurde Übernacht bei Raumtemperatur zur Bildung eines flexiblen Rohbandes von etwa 38 Mikron Dicke getrocknet. Aus dem Band wurden dann

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Scheiben von 1,3 cm Durchmesser geschnitten, die in der jeweils gewünschten. Weise mit der nachfolgenden Elektrodenzusammensetzung versehen wurden. Die Elektroden wurden durch ein Sieb von O,O4A mm lichter Maschenweite (325-Maschen-Sieb der US-Sieve-Reihe) aufgedruckt, wobei der anfallende, getrocknete Druck etwa 15 Mikron dick war.

Die mit Elektroden versehenen Scheiben wurden für die folgende elektrische Kontaktierung eingekerbt. Zwei mit Elektroden versehene Scheiben wurden durch einminutiges Pressen bei Raumtemperatur und 5000 Psig. (7?2 kg/cm ) mit einer dritten Scheibe aus dem Bandmaterial laminiert, um zwei Innenelektroden zu erhalten. In jedem Beispiel wurden fünf solche Proben hergestellt.

Die laminierten, ungebrannten Proben wurden in einen nichtaufgeheizten Kammerofen (Luftatmosphäre) eingegeben. Die Temperatur wurde im Verlaufe von 16 Stunden auf 500° G gebracht und dann im Verlaufe einer Stunde auf die später genannte Schexteltemperatur (900, 950 oder 1000° C), worauf die Temperatur eine Stunde auf dem Scheitelwert gehalten und dann langsam im Verlaufe von 2 bis 3 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt wurde.

Kapazität und dielektrischer Verlustfaktor (Di¹) wurden wie folgt bestimmt: Die gebrannten, mehrschichtigen Kondensatoren wurden in den Klemmen einer automatischen ELC-Brücke (Modell 1683 der General Radio) mit automatischer Anzeige.von sowohl Kapazität als auch DF befestigt. Aus der Kapazität, den Elektrodendimensionen und der Dicke der gebrannten Dielektrikummittelschicht wurde die effektive Dielektrizitätskonstante

12 (K) wie folgt bestimmt (worin E_Q gleich 8,82 χ 10 Farad/m .

TC - (Kapazität, Farad) (Dicke, m) * ~ (Elektrodenfläche,

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Beispiele 1 bis 3

Es wurde das Dielektrikum A, B bzw. C eingesetzt. Die Scheiteltemperatur betrug 950° C. Als Elektrodenmaterial diente eine Silbermasse aus 60 Teilen Silber und 40 Teilen Träger aus ca. 70 % Eolophoniumlösung (10% "Hercules Staybelite 4-70" in 90 % einer Mischung von Leuchtöl, Naphtha und Terpineol), 15 % Dammarlacklösung (30 % Lack in 70 % aromatischem Lösungsmittel "Solvesco 150"), 4 % Dibutylphthalat, 11 % Naphtha und 1 % Sojalecithin.Die Ergebnisse sind in Tabelle II genannt.

Beispiele 4 bis 6

Es wurde das Dielektrikum B mit einer Pd/Ag-Leiterzusammensetzung eingesetzt. Die Brenn-Scheiteltemperatur wurde variiert (Tabelle III). Das Pd/Ag lag im Verhältnis von 83,3 % Ag und 16,7 % ^d vor, wobei 60 Teile Metall und 40 Teile des gleichen Trägers wie in Beispiel 1 bis 3 verwendet wurden.

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Tabelle

Dielektrikumzusammensetzung

Komponenten (Gewicht in Gebrannte Zusammensetzung

	I	A	PbCO₃	MgCO₃	TiO₂	WO,
	V>J I	B	278,609	31,8393	21,1591	78,5688
		C	280,667	29,7398	23,5708	73,0606
6 0 9 8 8 2/		282,751	27,4639	38,0476	67,4696
'091

^PbMs0,300^Tl0, 4O0^W0,300° 3

PbMg

^

,275°3

CD
CO

O
cn

	Beispiel	Dielektrikum	Kapazität, pF	Tabelle	T £	Elektroden« fläche, cm	Elektroden fläche, m^	II	Dielektrikumdicke, Mikron	K	cn
	1	A	8950	Beispiele 1 bis	0,1008	0,1008	?	33	3350	CO
	2	B	9450	DF, %	0,1008	0,1008		41	4-350	1054
	3	0	9650	1,3	0,1008	0,1008		41	4440
				3,1	ι b e 1 1 e
				4,2	Beispiele 4 bis
	Beispiel	Brenntem peratur,	Kapazität, pF	DF, %	III	Dielektrikumdicke, Mikron	K
CD CD	4	900	2390	3,5	6	41	1100
- 14 9882/	5	950	8470	2,9		41	3900
ο' co	6	1000	11163	0,85		41	5140
CD

Beispiel 7

Es wurde ein strontiumhaltiges Dielektrikum der Zusammensetzung

^PbO,96^SrO,04^Mg0,27^TlO,46^V0,27°3

hergestellt. Als Ausgangsmaterialien wurden 9»025 g Sr(KO,)o, 273,4-57 g PbCO₂., 27,044 g MgCO, (basisch), 39,182 g TiO₉ und 66,734 g WO-, auf einer Kugelmühle mit 350 cnr Wasser etwa eine Stunde vermischt. Die gemahlene Probe wurde dann an Luft 5 Stunden bei 600 und 2 Stunden bei 875° C calciniert und dann im Mörser mit dem Pistill auf eine Teilchengrösse von -48 Maschen zerkleinert. Die Probe wurde schliesslich auf einer Kugelmühle mit 300 cnr Wasser eine Stunde auf eine Teilchengrösse von -200 Maschen gemahlen.

Wie in Beispiel 1 wurden dielektrische Bänder unter Einsatz von 44,6 Teilen Dielektrikumpulver und 53,4 Teilen eines Trägers (22,3 Teile "Acryloid BT", 1,6 Teile "Santicizer 160", 0,1 Teile der Kolophoniumlösung von Beispiel 1, 0,2 Teilen der Glycerinlösung von Beispiel 1 und 31,2 Teilen Trichloräthylen) hergestellt. Das getrocknete Kohband war 50 Mikron dick. Wie in Beispiel 2 wurden Kondensatoren hergestellt (Silberelektroden, 1 Stunde, 950° C Scheiteltemperatur). Die Kapazität betrug 6,74 χ 10~9 Farad, der DF 3,4 %, die Dicke gebrannt 4,32 χ 10~⁵ m, die Fläche 1 χ 10~⁵ m und K 3300.

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Claims

Patentansprüche

1. ) Verfahren zur Herstellung monolithischer Kondensatoren, die von einer Anzahl übereinander befindlicher, abwechselnder Schichten einer dielektrischen Stoffzusammensetzung und von Metallelektroden, die zu einem ein Ganzes darstellenden Körper aneinandergebunden sind, gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass man

a) eine Mischung von Oxiden oder deren Vorläujfern in solchen relativen Anteilen, dass die gewünschte dielektrische Zusammensetzung der Formel

worin χ gleich 0 bis 0,10, a gleich 0,35 his 0,5 und b gleich 0,5 bis 0,65 ist und a + b gleich 1 ist, gebildet wird, bei einer Scheiteltemperatur im Bereich von 750 bis 900° C mindestens 5 Minuten an Luft calciniert, dann das anfallende, calcinierte Produkt zerkleinert, bis im wesentlichen alle Teilchen eine grösste Abmessung von 20 Mikron oder darunter haben,

b) aus dem calcinierten Produkt von (a) in einem inerten, flüssigen Träger für dasselbe ein ungesintertes, flexibles, Keramikdielektrikumband herstellt,

d) eine jeweils gewünschte Mehrzahl' solcher Bänder laminiert, wobei die obere Schicht von einem nicht mit Elektrode versehenen Band gebildet wird, und

e) das anfallende Laminat an Luft mindestens 0,25 Stunden bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt des Metallpulvers im Bereich von 900 bis 1050° C zur Bildung eines ein Ganzes darstellenden, monolithischen, mehr schichtigen Kondensators mit einem Wert von K von mindestens 1000 und einem dielektrischen Verlustfaktor

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von nicht über 5 % sintert.

2. Monolithische Kondensatoren, erhalten nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1.

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