JPH01302714A - 高圧磁器コンデンサ - Google Patents

高圧磁器コンデンサ

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JPH01302714A
JPH01302714A JP63132230A JP13223088A JPH01302714A JP H01302714 A JPH01302714 A JP H01302714A JP 63132230 A JP63132230 A JP 63132230A JP 13223088 A JP13223088 A JP 13223088A JP H01302714 A JPH01302714 A JP H01302714A
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JP
Japan
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electrode
electrodes
dielectric
voltage
capacitor
Prior art date
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JP63132230A
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English (en)
Inventor
Hajime Arakawa
元 荒川
Genmei Kakio
源明 垣尾
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/20Arrangements for preventing discharge from edges of electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/43Electric condenser making
    • Y10T29/435Solid dielectric type

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (a+産業上の利用分野 この発明は高電圧の印加される高圧磁器コンデンサに関
する。
(bl従来の技術 一般に、チタン酸バリウムなどの誘電体セラミクスは誘
電率が高く、tanδが小さいため小型でありながら比
較的大容量で高耐圧のコンデンサを得ることができ、従
来よりたとえばしゃ断器のサージ吸収用コンデンサなど
電力機器用としても利用されている。
第3図と第4図はこのような従来の電力機器用コンデン
ナの断面構造を示している。
第3図において1は円柱状の誘電体セラミクス素体であ
り、その上面に銀電極2、下面に銀電極3をそれぞれ形
成している。図示のとおり電極2.3の直径を素体1の
直径より若干小さくすることにより、電極2.3の端部
間における沿面距離を長くして沿面放電に対する耐電圧
特性を向上させている。電極2の中央部には外部端子8
を導電性接着剤13を介して接合している。同様に電極
3の中央部には外部端子9を導電性接着剤14を介して
接合している。さらに誘電体セラミクス素体1の周囲に
絶縁樹脂12をモールドしている。
端子8.9には雌ネジが切られていて、リード線を接続
したり、他の同一形状のコンデンサを直列接続して使用
される。
また、第4図に示すコンデンサは第3図に示したコンデ
ンサとほぼ同様の構造であるが、異なる点は、電極17
.18の材料としてアルミニウムを使用し、電極端縁上
にホウケイ酸鉛ガラスを主成分とするガラス15.16
をリング状に融着させていることである。このように電
極の端縁部にガラス部を形成したことによって沿面放電
に対する耐電圧性を向上させている。また、ガラス部1
5.16は絶縁樹脂12より比較的誘電率が高いため、
電極端部の電界集中が緩和され、これにより電極端部付
近における誘電体セラミクス素体の絶縁破壊電圧を向上
させている。
(C)発明が解決しようとする課題 ところが、前述の従来の高圧磁器コンデンサにおいては
次に述べる解決すべき課題があった。
コンデンサの破壊電圧を測定する方法としては、単体の
被測定用コンデンサの外部端子間に高電圧インパルスを
印加し、その電圧を徐々に上昇させて、破壊試験を行う
方法と、多数の被測定用コンデンサを直並列接続し、こ
のコンデンサ回路の二端子間に高電圧インパルスを印加
し、その電圧を徐々に上昇させて破壊試験を行う方法と
がある。ところが、このようにコンデンサを多数個直並
列に接続して求めたコンデンサ1個当りの破壊電圧値は
コンデンサ単体で測定した場合の破壊電圧値より低くな
る場合があった。この現象は電極と外部端子との接合に
特定の導電性接着剤を用いた場合に発生し、特殊な成分
および配合比で作成した導電性接着剤を用いた場合では
顕著には現れなかった。
多数個のコンデンサを直並列接続して測定した場合にコ
ンデンサ1個当りの破壊電圧値が低くなる原因としては
、特に波頭長の非常に短いインパルス電圧を印加した際
、導電性接着剤中の樹脂成分による抵抗値が急激に低下
し、電極と外部端子間の導電性接着剤部分で負担してい
た分圧値が低下し、その分誘電体セラミクス素体を挟む
2つの電極間の印加電圧が上昇することなどによって各
部の電圧分担に不均衡が生じ、最も印加電圧の高くなっ
たコンデンサが絶縁破壊に至るためであると考えられる
電極に対して外部端子を半田付けによって接合できれば
上述の問題は生じないが、第4図に示した破壊電圧の高
いコンデンサは電極としてアルミニウムなどの卑金属を
用いているため半田付けを行うことができなかった。な
お、第3図に示した銀電極タイプのコンデンサに第4図
に示したガラス処理を施すことも考えられるが、卑金属
電極にガラス処理を施す場合に比較してインパルス耐電
圧性が殆ど向上しない。
この発明の目的は多数のコンデンサを直並列に接続して
大容量高耐圧のコンデンサとして用いる場合でも、コン
デンサ1個当りの破壊電圧値の低下を防止した高圧磁器
コンデンサを提供することにある。
(d1課題を解決するための手段 この発明は、誘電体セラミクス素体に、対向する2つの
電極を形成した磁器コンデンサにおいて誘電体セラミク
ス素体の表面部で電極の端縁部近傍に還元領域を形成す
るとともに、前記電極を銀材料により形成し、この電極
に外部端子を半田付けしたことを特徴としている。
(81作用 この発明の高圧磁器コンデンサにおいては、電極端縁部
近傍に位置する誘電体セラミクス素体の表面部に還元領
域が形成されている。この誘電体セラミクスの還元され
た領域はキャリアが存在するため他の領域に比較して抵
抗率が低い。この抵抗率の低い領域が電極の端縁部に存
在するため、電極端縁部における電界の集中が緩和され
、電位傾度が低く抑えられる。したがってコンデンサ全
体として高い絶縁耐力を備えている。また、電極として
銀材料を用い外部端子を半田付けしているため、電極と
外部端子との接合状態は安定していて、導電性接着剤に
よる不安定性がない。
(f)実施例 第1図はこの発明の実施例である高圧磁器コンデンサの
断面構造を示す図、第2図(A)〜(C)は同コンデン
サの製造時の各工程における構造を示す斜視図である。
第1図において1はB a T i 03系、SrTi
03系からなる円柱状の誘電体セラミクス素体、2,3
は素体1の上下面に形成した銀電極である。これらの電
極2,3はその直径が素体1の直径より小さく、その端
縁部上に還元剤層4,5をリング状に形成しでいる。こ
れらの還元剤層4,5近傍の素体1の表面部に誘電体セ
ラミクスの還元領域6,7をそれぞれリング状に形成し
ている。
電極2の中央部には外部電極8を半田層10を介して半
田付けし、ている。同様に電極3の中央部には外部電極
9を半田層11を介して半田付けしている。さらに外部
電極8,9の一部を除く他の外表面に絶縁樹脂12モー
ルドしている。
第1図に示した高圧磁器コンデンサを具体的には次のよ
うにして製造した。
まず恨わ)末を主成分とし、ガラスフリットなどを含む
導電ペーストを第2図(A)に示すように、素体1の直
径より所定寸法だけ内側の範囲にスクリーン印刷法によ
り塗布した。これを約150°Cの温度で加熱乾燥させ
た後、通過時間が10〜15時間で最高温度860℃の
炉に入れて銀電極を形成した。
つづいて、卑金属粉としてたとえばアルミニウム粉約8
0wt%、ホウケイ酸鉛ガラス約20wt%などを主成
分とするペーストを外径が電極径より大きく、内径が電
極径より小さい範囲でリング状に塗布し、約150°C
で加熱乾燥させた。そ  ′の後、通過時間約2時間最
高温度830〜860°にの炉に入れて焼き付L3るこ
とによって第2図(B)に示すようにリング状の還元剤
層4.5を形成した。この焼き付は時にペースト中乙こ
含まれているアルミニウム粉がベース1−の塗布されて
いる誘電体セラミクス素体表面部を局部的に還元し、リ
ング状の還元領域6,7を形成する。なお、アルミニウ
ム粉はホウケイ酸鉛ガラスによって空気中からしゃ断さ
れているため、空気中の酸素によるアルミニウム粉の酸
化反応は殆ど進行しない。
この焼き付は工程によって形成される還元領域6.7の
絶縁体積抵抗率は108Ω・cm以下となり、還元前の
1012〜1014Ω・cmに比較して大幅に低下する
その後、第2図(C)に示すように電極2.3の中央部
に外部端子8,9をそれぞれ半田付けし、樹脂モールド
12を施して高圧磁器コンデンサを製造した。
以上に示したこの発明の実施例によるコンデンサと第3
図および第4図に示した従来のコンデンサについて絶縁
破壊試験を行った結果を次の表に示す。
表 ここで各数値は、銀電極を用い導電性接着剤により外部
端子を接続してなる第3図に示したコンデンサを個別に
絶縁破壊試験を行って得られた破壊電圧値を1としたと
きの電圧比を示している。
また−括試験による値は複数のコンデンサを直並列接続
して破壊試験を行ったときのコンデンサ1個あたりの絶
縁破壊電圧に換算した後の電圧比を示している。
このようにこの発明の実施例によるコンデンサにおいて
は、単体で用いる場合の絶縁破壊電圧はアルミニウム電
極にガラス処理を施してなる第4図に示したタイプのコ
ンデンサとほぼ同様の絶縁耐力が得られ、しかも多数の
コンデンサを直並列接続した状態で使用しても、コンデ
ンサ1個当りの絶縁破壊電圧は個別試験により求めた値
とほぼ同程度の値となる。
なお、実施例では還元剤として用いるペーストの主成分
にアルミニウム粉を用いたが、例えば銅など酸化性の強
い他の金属粉末を用いることもできる。また、実施例で
は還元領域を形成した後に外部端子を半田付けした例で
あったが、還元剤層の焼き付は時に同時に外部端子を半
田付けすることも可能である。
(g1発明の効果 以上のようにこの発明によれば、電極として恨材料を用
い、電極に外部端子を半田付けしたことにより、電極と
外部端子間の接合部に加わる電圧に係わらずその接合状
態が安定であるため、多数のコンデンサを直並列接続し
た状態で用いても破壊電圧の低下を防止することができ
る。しかも電極端縁部の近傍に位置する誘電体セラミク
ス素体の表面部に形成されている還元領域は他の素体領
域と比較してその絶縁抵抗率が低いため、電極端縁部に
おける電位傾度が緩和され、誘電体セラミクス素体の絶
縁破壊電圧が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例である高圧磁器コンデンサの
構造を表す断面図、第2図(A)〜(C)は同コンデン
サの製造時の各工程における状態を示す斜視図である。 また、第3図と第4図はそれぞれ従来の高圧磁器コンデ
ンサの構造を表す断面図である。 1−誘電体セラミクス素体、 2.3−電極、 4.5−還元剤層、 6.7−還元領域、 8.9−外部端子、 10.11−半田層、 12−絶縁樹脂。 出願人  株式会社 村田製作所

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)誘電体セラミクス素体に、対向する2つの電極を
    形成した磁器コンデンサにおいて、 誘電体セラミクス素体の表面部で電極の端縁部近傍に還
    元領域を形成するとともに、前記電極を銀材料により形
    成し、この電極に外部端子を半田付けしたことを特徴と
    する高圧磁器コンデンサ。
JP63132230A 1988-05-30 1988-05-30 高圧磁器コンデンサ Pending JPH01302714A (ja)

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JP63132230A JPH01302714A (ja) 1988-05-30 1988-05-30 高圧磁器コンデンサ
US07/357,545 US4939620A (en) 1988-05-30 1989-05-26 High-voltage ceramic capacitor and method of its manufacture
DE3917417A DE3917417C2 (de) 1988-05-30 1989-05-29 Keramischer Hochspannungskondensator und Verfahren zu dessen Herstellung

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DE3917417A1 (de) 1989-12-07
DE3917417C2 (de) 1996-12-19
US4939620A (en) 1990-07-03

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