JP3031268B2 - 磁器コンデンサ - Google Patents

磁器コンデンサ

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JP3031268B2
JP3031268B2 JP8309811A JP30981196A JP3031268B2 JP 3031268 B2 JP3031268 B2 JP 3031268B2 JP 8309811 A JP8309811 A JP 8309811A JP 30981196 A JP30981196 A JP 30981196A JP 3031268 B2 JP3031268 B2 JP 3031268B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁器コンデンサ、
特に高温環境下において用いられる板状磁器コンデンサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の磁器コンデンサは、板
状のセラミック素体の両面に電極が設けられ、さらにこ
れら電極にリード端子が半田接合された構造を有してい
る。そして、従来の電極としては、半田付けが容易な金
属であるＡｇ，Ｃｕ等の塗布焼付電極または湿式めっき
電極が採用されたり、半田に含まれているＳｎの拡散が
生じにくい金属であるＮｉ，Ｚｎ等の塗布焼付電極又は
湿式めっき電極の採用が検討されたりしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｇ，
Ｃｕ等の塗布焼付け電極又は湿式めっき電極を有した磁
器コンデンサを高温（例えば１５０℃程度）環境下で使
用すると、リード端子の接合に用いられている半田に含
まれているＳｎが電極内に拡散することにより、電極と
セラミックの密着強度が低下することがあった。このた
め、磁器コンデンサの誘電損失が増大したり、電極とセ
ラミック間に発生した空隙でコロナ放電が生じて磁器コ
ンデンサが破壊されたり等の不具合が発生する心配があ
った。
【０００４】また、Ｎｉ，Ｚｎ等の塗布焼付電極又は湿
式めっき電極を有した磁器コンデンサの場合には、半田
に含まれているＳｎの拡散が生じにくいため、前記不具
合は発生しないが、電極の半田付け性が悪くなるという
新たな問題を招き、リード端子接合に信頼性上問題のあ
る塩素系フラックスを用いる必要が生じたり、リード端
子取付用電極をＮｉ，Ｚｎ等の電極上に別に設ける必要
が生じた。
【０００５】そこで、本発明の目的は、電極の半田付け
性が良好でかつ高温環境下で用いても半田食われの進行
がなく、特性劣化の少ない磁器コンデンサを提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明に係る磁器コンデンサは、（ａ）セラミック
素体とこのセラミック素体の表面に設けられた乾式めっ
き電極とを備え、（ｂ）前記乾式めっき電極が、Ｃｕ，
Ｎｉ−Ｃｕ合金，Ｚｎのいずれか一つ以上の物質からな
る第１層と、この第１層の表面に設けられ、前記第１層
の物質と異なりかつＣｒ，Ｎｉ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−Ｃｒ
合金，Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｔｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｗ，Ｖ，Ｍ
ｏのいずれか一つ以上の物質からなる第２層と、この第
２層の表面に設けられ、Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ合金，Ａｇ，
Ａｕのいずれか一つ以上の物質からなる第３層とで構成
されていること、を特徴とする。そして、第１層の厚み
は５００オングストローム以上であり、第２層の厚みは
１００オングストローム以上であり、第３層の厚みは５
００オングストローム以上であることが好ましい。
【０００７】
【作用】以上の構成により、第１層が、セラミック素体
と電極の間の適度の密着強度を確保する。第２層が、半
田（特に、半田に含まれているＳｎ）の拡散がセラミッ
ク素体と電極の界面にまで進まないようにする。そし
て、第３層が、半田付け性を良好なものにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁器コンデン
サの一実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１に示すように、磁器コンデンサは、セラミック素体
１と、このセラミック素体の両面にそれぞれ形成された
電極５ａ，５ｂと、電極５ａ，５ｂに半田９ａ，９ｂに
て接合されたリード端子６ａ，６ｂとを備えている。セ
ラミック素体１は、例えばＢａＴｉＯ3系やＳｒＴｉＯ3
系及びＴｉＯ2系のセラミック誘電体等からなる。
【０００９】電極５ａ，５ｂは、セラミック素体１を加
熱して所定の温度にした後、乾式めっき法によりセラミ
ック素体の両面に形成される。セラミック素体１の加熱
温度は任意であるが、セラミック素体１内の残留熱応力
を小さくするために１５０℃以下に設定するのが好まし
い。乾式めっき法としては、例えばスパッタリング法、
蒸着法、溶射法、イオンプレーティング法等がある。こ
の乾式めっき電極５ａ，５ｂは３層構造を有している。
【００１０】電極５ａ，５ｂの第１層２ａ，２ｂは、そ
れぞれセラミック素体１の両面に設けられ、Ｃｕ，Ｎｉ
−Ｃｕ合金，Ｚｎのいずれか一つ以上の物質からなる。
これらの金属や合金は、セラミックと適度な結合力が得
られるものであり、この結合力はセラミック内の酸素と
の適度の結合により得られるものと考えられる。従っ
て、セラミック素体１と電極５ａ，５ｂの間に適度の密
着強度を確保することができる。これに対して、金属
（あるいは合金）とセラミック内の酸素との結合が弱過
ぎると、セラミック素体と電極の密着強度が不足し、逆
に強過ぎるとセラミック素体の還元による特性劣化が生
じる。
【００１１】電極５ａ，５ｂの第２層３ａ，３ｂは、そ
れぞれ第１層２ａ，２ｂの表面に設けられ、第１層２
ａ，２ｂの物質と異なりかつＣｒ，Ｎｉ−Ｃｒ合金，Ｆ
ｅ−Ｃｒ合金，Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｔｉ，Ｚｎ，Ａｌ，
Ｗ，Ｖ，Ｍｏのいずれか一つ以上の物質からなる。これ
らの金属や合金は、Ｓｎ，Ｐｂの拡散しにくいものであ
り、半田９ａ，９ｂ（特に、半田９ａ，９ｂに含まれて
いるＳｎ）の拡散がセラミック素体１と電極５ａの界
面、並びにセラミック素体１と電極５ｂの界面にまで達
しないようにすることができる。このため、電極５ａ，
５ｂとセラミック素体１の密着強度が低下せず、磁器コ
ンデンサの誘電損失の増大、あるいは電極とセラミック
素体間に発生した空隙でのコロナ放電による磁器コンデ
ンサの破壊といった問題が発生しない。
【００１２】電極５ａ，５ｂの第３層４ａ，４ｂは、そ
れぞれ第２層３ａ，３ｂの表面に設けられ、Ｃｕ，Ｎｉ
−Ｃｕ合金，Ａｇ，Ａｕのいずれか一つ以上の物質から
なる。これらの金属や合金は、半田濡れ性が良好なもの
であり、リード端子６ａ，６ｂと電極５ａ，５ｂは高い
信頼性で接合することができる。また、第１層２ａ，２
ｂの厚みは５００オングストローム以上に設定され、第
２層３ａ，３ｂの厚みは１００オングストローム以上に
設定され、第３層４ａ，４ｂの厚みは５００オングスト
ローム以上に設定されている。それ以下の厚みになる
と、各層２ａ〜４ｂの前記作用効果が充分に発揮できな
くなる懸念が考えられるからである。こうして得られた
磁器コンデンサは、電極５ａ，５ｂの半田付け性が良好
で、かつ、高温環境下で用いても半田食われの進行がな
く、特性劣化の少ないものとなる。
【００１３】なお、本発明に係る磁器コンデンサは前記
実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で
種々に変更することができる。特に、セラミック素体の
形状や電極の形状等は任意であり、円形、楕円形、矩形
等のように仕様に合わせて種々のものが選択される。
【００１４】
【実施例】次に、本発明者らが行なった実験結果につい
て、図１を参照しながら説明する。実験のための磁器コ
ンデンサ試料は以下のようにして製作した。直径が１３
ｍｍ、厚さが０．５ｍｍの円板状のＢａＴｉＯ3系セラ
ミック素体１を、１０-4Ｔｏｒｒの真空中で、１５０℃
以下に加熱した後、このセラミック素体１の上下面にＣ
ｕ，Ｎｉ−Ｃｕ合金，Ｚｎから選択された金属あるいは
合金をスパッタリングして厚さ５００オングストローム
以上の第１層２ａ，２ｂをそれぞれ形成した。
【００１５】次に、Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−Ｃｒ
合金，Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｔｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｗ，Ｖ，Ｍ
ｏから選択された金属あるいは合金をスパッタリングし
て厚さ１００オングストローム以上の第２層３ａ，３ｂ
をそれぞれ第１層２ａ，２ｂの表面に形成した。さら
に、Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ合金，Ａｇ，Ａｕから選択された
金属あるいは合金をスパッタリングして厚さ５００オン
グストローム以上の第３層４ａ，４ｂをそれぞれ第２層
３ａ，３ｂの表面に形成した。
【００１６】こうしてセラミック素体１の両面にそれぞ
れ電極５ａ，５ｂを形成した後、半田引き軟銅線からな
る直径が０．６ｍｍのリード端子６ａ，６ｂをそれぞれ
半田９ａ，９ｂにて電極５ａ，５ｂに接合させ、その半
田濡れ性を観察した。さらに、この磁器コンデンサ試料
を１２５℃の温度に保持した状態で１０００時間放置し
た後、電気的特性として誘電率ε、誘電損失及び絶縁抵
抗を測定したところ、表１−１〜表１−１１に示す測定
結果が得られた。なお、表中の半田濡れ性は、電極５
ａ，５ｂと半田９ａ，９ｂの接触角が９０度未満であれ
ば良とし、９０度以上であれば不良と判定した。表１−
１〜表１−１１からわかるように、電極５ａ，５ｂは半
田付け性が良好であり、高温環境下においても、誘電率
ε、誘電損失及び絶縁抵抗は極めて優れた数値を維持し
ており、その効果には著しいものがある。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【表５】
【００２２】
【表６】
【００２３】
【表７】
【００２４】
【表８】
【００２５】
【表９】
【００２６】
【表１０】
【００２７】
【表１１】
【００２８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、セラミック素体の表面の乾式めっき電極を、Ｃ
ｕ，Ｎｉ−Ｃｕ合金，Ｚｎのいずれか一つ以上の物質か
らなる第１層と、この第１層の表面に設けられ、前記第
１層の物質と異なりかつＣｒ，Ｎｉ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−
Ｃｒ合金，Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｔｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｗ，
Ｖ，Ｍｏのいずれか一つ以上の物質からなる第２層と、
この第２層の表面に設けられ、Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ合金，
Ａｇ，Ａｕのいずれか一つ以上の物質からなる第３層と
で構成したので、電極の半田付け性が良好でかつ高温環
境下でも半田食われの進行がなく、特性劣化の少ない電
極を備えた磁器コンデンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁器コンデンサの一実施形態を示
す断面図。
【符号の説明】
１…セラミック素体 ２ａ，２ｂ…第１層 ３ａ，３ｂ…第２層 ４ａ，４ｂ…第３層 ５ａ，５ｂ…電極 ６ａ，６ｂ…リード端子 ９ａ，９ｂ…半田
フロントページの続き (72)発明者 村田 誠 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−110219（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−195915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−78512（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−225810（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175013（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 4/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミック素体とこのセラミック素体の
    表面に設けられた乾式めっき電極とを備え、 前記乾式めっき電極が、Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ合金，Ｚｎの
    いずれか一つ以上の物質からなる第１層と、この第１層
    の表面に設けられ、前記第１層の物質と異なりかつＣ
    ｒ，Ｎｉ−Ｃｒ合金，Ｆｅ−Ｃｒ合金，Ｃｏ−Ｃｒ合
    金，Ｔｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｗ，Ｖ，Ｍｏのいずれか一つ以
    上の物質からなる第２層と、この第２層の表面に設けら
    れ、Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｕ合金，Ａｇ，Ａｕのいずれか一つ
    以上の物質からなる第３層とで構成されていること、 を特徴とする磁器コンデンサ。
  2. 【請求項２】 前記第１層の厚みが５００オングストロ
    ーム以上であり、前記第２層の厚みが１００オングスト
    ローム以上であり、前記第３層の厚みが５００オングス
    トローム以上であることを特徴とする請求項１記載の磁
    器コンデンサ。
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