JPH08213278A - 高周波電力用積層セラミックコンデンサブロック - Google Patents

高周波電力用積層セラミックコンデンサブロック

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JPH08213278A
JPH08213278A JP7039000A JP3900095A JPH08213278A JP H08213278 A JPH08213278 A JP H08213278A JP 7039000 A JP7039000 A JP 7039000A JP 3900095 A JP3900095 A JP 3900095A JP H08213278 A JPH08213278 A JP H08213278A
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JP
Japan
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capacitor
heat dissipation
ceramic capacitor
frequency power
dissipation member
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Application number
JP7039000A
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English (en)
Inventor
Takeshi Azumi
健 安積
Kazuhiro Nakabayashi
種広 中林
Osamu Yamaoka
修 山岡
Yukio Sakabe
行雄 坂部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で大電力、大静電容量、大電流容量を有
する高周波電力用積層セラミックコンデンサブロックを
提供する。 【構成】 2枚の電極板11、12間に複数の積層セラ
ミックコンデンサ13と複数の放熱部材14を並列に配
置し、該コンデンサ13の外部電極15、16を対応す
る電極板11、12に接続し、前記コンデンサ13と放
熱部材14を接着一体化すると共に、電極板11、12
と熱的に接続し、放熱部材14でコンデンサ13の冷却
効率を高め、小型で大電力、大静電容量、大電流容量を
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、小型で大電力、大静
電容量、大電流容量を有する高周波電力用積層セラミッ
クコンデンサブロックに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、金属の焼入れ、溶接加工等に使用
されている誘導加熱装置は、真空管方式から半導体素子
方式に変わりつつあり、半導体素子方式では、共振回路
用コンデンサに耐電圧1kV程度の大電力、大静電容
量、大電流容量のものが必要とされている。
【0003】この共振回路用コンデンサには、積層セラ
ミックコンデンサをブロック化したものが用いられてい
る。
【0004】図5は、従来の積層セラミックコンデンサ
ブロックを示しており、2枚の電極板1、2間に複数の
積層セラミックコンデンサ3を配置し、該コンデンサ3
のそれぞれの外部電極4、5を対応する電極板1、2に
電気的に接続し、電極板1、2間におけるコンデンサ3
の周囲を絶縁性の外装樹脂6でモールドした構造になっ
ており、使用時には電極板1、2を水冷したりしてコン
デンサ3の温度上昇を抑えている。
【0005】ところで、コンデンサは通電中、過度に発
熱すると、温度が上昇して破壊する。特に高周波電力が
負荷されている状態の積層セラミックコンデンサにおい
ては、コンデンサが重層されているため、単位体積当り
の発熱が多い。このため、電流容量を制限して、使用可
能な温度範囲内に発熱を抑えたり、コンデンサの誘電体
に低損失材料を用いて発熱を小さくし、大電流容量とし
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電流容
量を制限していれば、これ以上の小型大電流容量化は望
めなく、また、誘電体材料に低損失材料を用いては、一
般に低損失材料ほど誘電率が小さくなるため、これ以上
の小型大静電容量化は難しくなるという問題がある。
【0007】そこで、この発明の課題は、積層セラミッ
クコンデンサの冷却効率を高めて温度上昇を抑制し、小
型で大電力、大静電容量、大電流容量を有する高周波電
力用積層セラミックコンデンサブロックを提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
【0009】上記のような課題を解決するため、この発
明は、2枚の電極板間に複数の積層セラミックコンデン
サと複数の放熱部材を並列に配置し、前記コンデンサの
それぞれの外部電極を、対向する電極板に電気的に接続
し、かつ前記コンデンサと放熱部材を一体化して電極板
と熱的に接続した構成を採用したものである。
【0010】この発明において、放熱部材に、絶縁性の
セラミック、単結晶、窒化アルミニウム、酸化アルミニ
ウムのセラミック、サファイア、水晶のいずれかを使用
すると共に、電極板には、銅、アルミニウム、またはそ
れぞれの合金を使用することができる。
【0011】
【作用】積層セラミックコンデンサと並列配置した放熱
部材によってコンデンサブロックの冷却効率を高めるこ
とで、損失がある程度高いが誘電率の高い誘電体材料を
使用できるようになる。また、放熱部材は薄い物でも効
果があるため、小型コンデンサブロックで、大静電容量
を達成でき、かつ、大電力、大電流容量も達成できる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面の図1乃
至図4に基づいて説明する。
【0013】図1のように、この発明の高周波電力用積
層セラミックコンデンサブロック(A)は、2枚の電極
板11、12間に複数の積層セラミックコンデンサ13
と複数の放熱部材14を交互に並列に配置し、前記コン
デンサ13のそれぞれの外部電極15、16を、対応す
る電極板11、12に電気的に接続し、前記コンデンサ
13と放熱部材14を接着一体化すると共に、該コンデ
ンサ13及び放熱部材14を電極板11、12と熱的に
接続し、両電極板11、12間で並列配置されたコンデ
ンサ13と放熱部材14群の周囲を絶縁性の外装樹脂1
7でモールドした構造になっている。
【0014】前記放熱部材14は、絶縁性のセラミッ
ク、単結晶、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム(ア
ルミナ)のセラミック、サファイア、水晶、ジルコニア
等のいずれかを用い、電極板11、12には、銅、アル
ミニウム、またはそれぞれの合金、真鍮等を使用する。
【0015】また、放熱部材14と電極板11、12、
積層セラミックコンデンサ13と電極板11、12の接
続に、導電性接着剤を使用し、放熱部材14と積層セラ
ミックコンデンサ13は、有機樹脂接着剤、無機材質接
着剤のいずれかを用いて接着する。
【0016】次に、積層セラミックコンデンサブロック
の製造方法を説明する。
【0017】1つのブロック当たり、周波数1MHzに
おいて静電容量6.8nF,誘電損失0.03%の積層
セラミックコンデンサ30個と放熱部材7枚を使用し、
静電容量200nFのコンデンサブロックを作製した。
【0018】積層セラミックコンデンサは、L5.7m
m×W5.0mm×T2.0mmであり、放熱部材はL
5.7mm×W25mm×T1.0mmであり、積層セ
ラミックコンデンサの外部電極間方向は5.7mmであ
る。
【0019】先ず、図2に示すように、積層セラミック
コンデンサ13を4個づつと、放熱部材14とを交互に
密接配置させて、絶縁性接着剤で接着し、図3に示すよ
うな一体化したブロックを作製した。
【0020】次に、銀粒子とエポキシ樹脂からなる導電
性接着剤で、図4に示すように、前記ブロックと電極板
11、12を接着させた。最後に、これを金型にセット
し、エポキシ樹脂からなる外装樹脂を注型し、150℃
で硬化させ、コンデンサブロックを完成させた。
【0021】放熱部材14として、アルミナ、ジルコニ
ア、窒化アルミニウム、水晶、サファイア、石英ガラス
の6種類の材料を、電極板11、12として、銅、銅合
金(真鍮)、アルミニウムの3種類の金属を評価した。
【0022】また、絶縁性接着剤として、シリコーン樹
脂接着剤、エポキシ樹脂接着剤、無機材質接着剤の3種
類の接着剤と未使用の場合を評価した。
【0023】また、比較のために、放熱部材、絶縁性接
着剤をともに使用しないコンデンサブロックのデータも
示した。
【0024】300KHz、25KVAの負荷をかけた
時の水冷時の試料の温度測定の結果を表1に示す。ただ
し、表中の温度差は内蔵された積層コンデンサの表面で
の値と周囲温度との差である。
【0025】
【表1】
【0026】No.1の評価結果より、放熱部材は石英
ガラスを除いて、温度差は小さかった。しかし、石英ガ
ラスでは20degを越えるため、使用できない。従っ
て、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム、水晶、
サファイアは使用できる。
【0027】No.2の評価結果より、電極板は、銅、
アルミニウムでは温度差は小さく、真鍮では17deg
と温度差がやや大きかった。ただし、使用範囲内では問
題ない程度である。従って、電極板の材料は、銅、アル
ミニウム、真鍮が使用できることがわかり、特に銅、ア
ルミニウムの使用が好ましい。
【0028】No.3の評価結果より、絶縁性接着剤を
使用しない場合は、温度差が25degと大きいが、絶
縁性接着剤を使用すれば、温度差は小さく、冷却効果は
高かった。従って、絶縁性接着剤の使用は有効である。
【0029】一方、放熱部材、絶縁性接着剤のないモニ
タでは、温度差は30deg以上であり、放熱部材、絶
縁性接着剤の有効性が確認された。
【0030】尚、導電性接着剤は、実施例のように、主
成分としてエポキシ系樹脂を用いるものばかりでなく、
ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂、アクリル系樹脂
等を用いてもよく、また、導電性フィラーはAg粒子以
外のAl、Cu、Au、C等でもよい。
【0031】また、積層セラミックコンデンサと放熱板
の接続に使用する接着剤も、実施例のものに限定され
ず、通常のシリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタ
ン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂
等を用いた有機樹脂接着剤や、アルカリケイ酸塩、リン
酸塩とアルミナ、シリカ、ムライト、ジルコニア等の混
合物よりなる無機接着剤であればいずれでも良い。さら
に高熱伝導性のシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂を用
いた有機樹脂接着剤や無機接着剤であればなお良い。ま
た、上記実施例では積層セラミックコンデンサと放熱板
とを交互四並列に配置した構造を示したが、これに限ら
ず、例えば放熱板を1つおきに配置するようなことは適
宜行い得る。
【0032】
【発明の効果】以上のように、この発明によると、放熱
部材と積層セラミックコンデンサとを一体化させること
で、コンデンサブロックの冷却効果を高めることがで
き、より大静電容量、大電力容量、大電流容量で、か
つ、小型化した高周波電力用積層セラミックコンデンサ
ブロックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る高周波電力用セラミックコンデ
ンサブロックの斜視図である。
【図2】上記コンデンサブロックの組立工程における放
熱部材と積層セラミックコンデンサの分解斜視図であ
る。
【図3】同上における放熱部材と積層セラミックコンデ
ンサのブロックを示す斜視図である。
【図4】同上と電極板の接続を示す斜視図である。
【図5】従来の高周波電力用積層セラミックコンデンサ
ブロックの斜視図である。
【符号の説明】
A 積層セラミックコンデンサブロック 11、12 電極板 13 積層セラミックコンデンサ 14 放熱部材 15、16 外部電極 17 外装樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂部 行雄 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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の電極板間に複数の積層セラミック
    コンデンサと複数の放熱部材を並列に配置し、前記コン
    デンサのそれぞれの外部電極を、対向する電極板に電気
    的に接続し、かつ、前記コンデンサと放熱部材を一体化
    して電極板と熱的に接続したことを特徴とする高周波電
    力用積層セラミックコンデンサブロック。
  2. 【請求項2】 放熱部材に、絶縁性のセラミック、単結
    晶の何れかを使用した請求項1記載の高周波電力用積層
    セラミックコンデンサブロック。
  3. 【請求項3】 放熱部材に、窒化アルミニウム、酸化ア
    ルミニウムのセラミック、サファイア、水晶のいずれか
    を使用した請求項1記載の高周波電力用積層セラミック
    コンデンサブロック。
JP7039000A 1995-02-03 1995-02-03 高周波電力用積層セラミックコンデンサブロック Pending JPH08213278A (ja)

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