JPH02177412A - 高電圧パルス発生用非線形コンデンサ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕。

この発明は、放電灯の無接点始動器等に使用される高電
圧発生用の非線形コンデンサに関する。

（従来の技術） 従来、チタン酸バリウム等を主体とする強誘電体セラミ
ックコンデンサは、電子部品として種々の用途に用いら
れているが、その一つとして該コンデンサの非線形電圧
−電荷特性を利用して、金属蒸気放電灯に内蔵する始動
器の高電圧パルス発生用素子等としても使用されている
。

このような用途に使用される高電圧パルス発生用コンデ
ンサは、従来第６図に示すように構成されている。すな
わち強誘電体セラミック基板１の両面に電極膜２ａ、・
２ｂを形成し、それらの電極膜２ａ、２ｂの表面を該電
極膜２ａ、２ｂの中央部を残して無機質ガラス３ａ、３
ｂで被覆すると共に、電極膜２ａ、２ｂの中央部に銀−
低融点ガラスからなる導電性接着剤４ａ、４ｂでリード
端子５ａ、５ｂを固定して構成されている。

ところが、このような構成の高電圧パルス発生用コンデ
ンサにおいては、リード端子５ａ、５ｂを電極膜２ａ、
２ｂに固定するための導電性接着剤４ａ、４ｂが、電極
膜２ａ、２ｂを通して強誘電体セラミック基板１の結晶
粒界内部に拡散し、コンデンサの緒特性に悪影響を及ぼ
して発生させる高電圧パルスの値を低下させ、更には高
電圧パルス発生時における電歪現象により、セラミック
基板が導電性接着剤の入り込んだ結晶粒界部分から破壊
するという問題点があった。

この問題点を解消するため、本件発明者等は、先に第１
図＾、田）に示す構成のものを提案した（特願昭６２−
１２９７４６号）、すなわち、強誘電体セラミック基板
１の両面に電極膜２ａ、２ｂを形成し、これらの電極膜
２ａ、２ｂの表面を該電極膜に対する通電部６ａ、６ｂ
を除いて強誘電性結晶化ガラス膜３ａ、３ｂで被覆する
と共に、そのガラス膜３ａ、３ｂの外表面に、電極膜の
通電部６ａ、６ｂを覆うように円形状導電ＷＩ４７ａ。

７ｂを前記セラミック基板ｌと同心状に形成し、前記通
電部との接続部を避けた前記導電膜７ａ。

７ｂ上に導電性接着剤４ａ、４ｂでリード端子５ａ、５
ｂを固着するものである。

このように構成することにより、リード端子固定のため
の導電性接着剤は、強誘電性結晶化ガラス膜及び電極膜
を通してセラミック基板へ拡散することはなくなり、発
生パルス電圧の低下やセラミック基板の破壊を効果的に
防止できるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、先に提案した高電圧パルス発生用コンデンサ
においては、強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚が薄い場合
、導電性接着剤の焼成処理によるリード端子固着工程中
に、導電性接着剤のガラス成分が電極膜を通してセラミ
ック基板へ拡散してしまい、発生パルス電圧を低下させ
ることが判明した。すなわち強誘電性結晶化ガラスは高
価な材料でありコスト低減を計るためには、使用量を極
力抑える必要があり、そのためその膜厚を比較的薄く形
成していた。その結果、導電性接着剤のガラス成分が強
誘電性結晶化ガラス膜及び電極膜を通してセラミック基
板へ拡散し、パルス電圧が低下することが確認された。

また導電性接着剤の接着強度を高めるためにはガラス成
分を多（する必要があるが、導電性接着剤においてガラ
ス成分を多くすると発生パルス電圧が低下してしまうと
いう問題点があった。

本発明は、先に提案した高電圧パルス発生用非線形コン
デンサにおける上記問題点を解決するためになされたも
ので、強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚を所定値に設定す
ることにより、発生パルス電圧の低下を防止できるよう
にし、また導電性接着剤のガラス成分を所定値に設定す
ることによりリード端子の接着強度を保ちながらパルス
電圧の低下を防止できるようにした高電圧パルス発生用
非線形コンデンサを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用］上記問題点を解
決するため、本発明は、円板状の強誘電体セラミック基
板の両面に電極膜を形成し、これらの電極膜の表面を該
電極膜に対する通電部を除いて強誘電性結晶化ガラス膜
で被覆し、該ガラス膜の外表面に前記通電部を覆うよう
にして前記セラミック基板と同心状の円形導電膜を施し
、前記通電部との接続部を避けた前記導電膜上に銀−低
融点ガラスからなる導電性接着剤を介してリード端子を
接続してなる高電圧パルス発生用非線形コンデンサにお
いて、前記強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚を１４μｍ以
上に設定するものである。

このように強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚を設定するこ
とにより、導電性接着剤のガラス成分のセラミック基板
への拡散が有効に防止され、発生パルス電圧の低下が防
止される。

また本発明は、上記銀−低融点ガラスからなる導電性接
着剤におけるガラス成分比率を３９〜６９重量％に設定
するものである。これによりリード端子の接着強度を十
分に保ちながらパルス電圧の低下の防止を計ることがで
きる。

〔実施例〕

以下実施例について説明する０本発明に係る高電圧パル
ス発生用非線形コンデンサの構造自体は、第１図＾、　
（Ｂｌに示した先に提案したものと全く同様なものであ
る。すなわちその具体的な実施例を示すと、チタン酸バ
リウムを主成分とした直径１５．５繭、厚さ０．６５腫
の円板状の強誘電体セラミック基板ｌの両面に、銀ペー
ストを塗布焼成して得られる直径１４．５閣の電極膜２
ａ、２ｂを形成し、該電極膜２ａ、２ｂの表面には、該
電極膜２ａ、２ｂへの通電部６ａ、６ｂを除いて強誘電
性結晶化ガラス１ｌＩ３ａ、３ｂを被覆形成する０通電
部６ａ。

６ｂはリード端子をセラミック基板１の中心部から導出
するため、中心部からずれた位置に配設される。

そして前記ガラス膜３ａ、３ｂの外表面には、電極膜２
ａ、２ｂの通電部６ａ、６ｂを覆うように、例えば銀膜
等からなる円形状導電膜７ａ、７ｂがセラミック基板ｌ
と同心状に形成される。該導電膜７ａ、７ｂ上には、前
記通電部６ａ、６ｂとの接続位置を避けた任意の位！、
この実施例ではセラミック基板ｌの中心位置に、低融点
ガラス粉末と銀粉末とからなり、ガラス成分比率を５０
重量％とじた導電性接着剤４ａ、４ｂで、ニッケル等か
らなるリード端子５ａ、５ｂを接着して、高電圧パルス
発生用非線形コンデンサを構成する。

そして本発明における強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚を
規定するために、このような構成の非線形コンデンサに
おいて、強誘電性結晶化ガラス膜を種々の膜厚としたも
のを作成し、発生パルス電圧値を測定したところ、第２
図に示すような結果が得られた。

なお発生パルス電圧値の測定は、第３図に示す回路を用
いて行った。すなわち、フレオン液中に浸漬した状態の
非線形コンデンサ１１に１２５Ｗ水銀灯用安定器１２を
直列に接続して、２００Ｖ、　５０Ｈｚの交流電源１３
に接続し、発生パルス電圧を非線形コンデンサ１１の端
子間に接続したオシロスコープ１４により測定した。

第２図かられかるように、確実に放電灯を点灯させるの
に必要な±ｔｏｏｏ　ｖ以上のパルス電圧を発生させる
には、強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚は１４μｍ以上と
する必要があることが１１認された。

なお上記膜厚の上限はパルス電圧とコスト面から適宜設
定される。

次に、ガラス成分比率を種々変えた導電性接着剤を用い
てリード端子を接着した非線形コンデンサを作成し、発
生パルス電圧を同じく第３図に示したパルス発生回路及
び測定回路を用いて測定したところ、第４図に示すよう
な結果が得られた。

なおこの実験には２０μｍの膜厚の強誘電性結晶化ガラ
ス膜を設けた非線形コンデンサを用いた。

第４図かられかるように、±ｔｏｏｏ　ｖ以上のパルス
電圧を発生させるには、ガラス成分比率を６９重量％以
下とした導電性接着剤を用いる必要があることが確認さ
れた。

ところで、導電性接着剤のガラス成分比率を少なくする
と、上記のように発生パルス電圧は高くなることが確認
されたが、一方、ガラス成分比率を少なくすると、リー
ド端子の接着強度が低下する。そこで上記のようにガラ
ス成分比率を変えた導電性接着剤を用いてリード端子を
接着した非線形コンデンサを作成し、そのリード端子の
接着強度を測定したところ、第５図に示すような結果が
得られた。

そして非線形コンデンサにおいてマウント時のスポット
溶接に耐えるのに必要な接着強度は、１．５ｋｇｆ以上
であることが実験的に確かめられたので、この１．５　
ｋｇ　ｆ以上の接着強度をもたせるためには、第５図か
ら導電性接着剤のガラス成分比率は、３９重量％以上必
要であることが確認された。したがって必要な接着強度
及びパルス電圧の条件を満たす導電性接着剤のガラス成
分比率は、３９〜６９重量％であるという結果が得られ
た。

〔発明の効果］ 本発明によれば、強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚を１４
μｍ以上に設定したので、導電性接着剤のガラス成分の
拡散を阻止し発生パルス電圧の低下を防止することがで
きる。また導電性接着剤のガラス成分比率を３９〜６９
重量％に設定したので、リード端子の接着強度を十分に
保ちながら、所定のパルス電圧を発生する高電圧パルス
発生用非線形コンデンサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図＾、田）は、本発明及び先に提案した高電圧パル
ス発生用非線形コンデンサの一構成を示す断面図及び上
面図、第２図は、強誘電性結晶化ガラス膜の膜厚とパル
ス電圧との関係を示す特性曲線図、第３図は、パルス発
生回路及びパルス電圧測定回路を示す図、第４図は、導
電性接着剤のガラス成分比率とパルス電圧との関係を示
す特性曲線図、第５図は、導電性接着剤のガラス成分比
率と接着強度との関係を示す特性曲線図、第６図は、従
来の高電圧パルス発生用非線形コンデンサを示す断面図
である。 図において、１は強誘電体セラミック基板、２ａ、２ｂ
は電極膜、３ａ、３ｂは強誘電性結晶化ガラス膜、４ａ
、４ｂは導電性接着剤、５ａ、５ｂはリード端子、６ａ
、６ｂは通電部、７ａ、７ｂは導電膜を示す。 第２図 一強訪亀牲結昌化ガラス貫の膜厚（μｍ）第１図 第３図 第５図 □ガラス成分比率（！雪％） 第４図 □ガラス成分比重（１１１％）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．円板状の強誘電体セラミック基板の両面に電極膜を
   形成し、これらの電極膜の表面を該電極膜に対する通電
   部を除いて強誘電性結晶化ガラス膜で被覆し、該ガラス
   膜の外表面に前記通電部を覆うようにして前記セラミッ
   ク基板と同心状の円形導電膜を施し、前記通電部との接
   続部を避けた前記導電膜上に銀−低融点ガラスからなる
   導電性接着剤を介してリード端子を接続してなる高電圧
   パルス発生用非線形コンデンサにおいて、前記強誘電性
   結晶化ガラス膜の膜厚を１４μｍ以上に設定したことを
   特徴とする高電圧パルス発生用非線形コンデンサ。
2. ２．前記銀−低融点ガラスからなる導電性接着剤におけ
   るガラス成分比率を３９〜６９重量％に設定したことを
   特徴とする請求項１記載の高電圧パルス発生用非線形コ
   ンデンサ。