JPS6348814A - 充填層構成素子及びその製造方法 - 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］ 本発明はモノリシンクセラミックからなる充填層構成素
子、特にコンデンサおよびこの種の充填層構成素子の製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

充填層構成素子及び特に充填層コンデンサを製造するに
は普通焼結セラミックｗ体から出発するが、これは緊密
な領域と多孔質の５頁域とから例えば交互層として構成
され、またその多孔質５１域は一つの特別な処理工程で
液状金属並びに金属合金で含浸されている。このために
必要とされるセラミック体を例えば西ドイツ国特許第２
４６２００７号明細書に基づいて製造することができる
。

低い処理温度を使用するため含浸材料としては低温で熔
融する金属、例えば鉛又は鉛合金が有利である。セラミ
ックと含浸材料との間の一般に好ましくない湿潤応力に
よりまた含浸すべき多孔質領域の厚さが多くの場合僅少
である（例えば２〜１０μｍ）ことにより、含浸処理の
際加圧を施せねばならず、従ってこの場合いわゆる加圧
含浸が問題となる。この仕上処理は従来の技術水準から
公知である。

充填層構成素子を特にコンデンサとして使用するために
は、セラミンク体の含浸金属の透過箇所に適当な金属材
料からなる接触部を施す。これには一般に銀ベース材料
が選択される。この接触部を含浸工程前にセラミック表
面に焼き付けた場合（この場合同様に均一な多孔性を備
えていなげればならない）、この接触部は含浸浴がら抜
き出す際に液状含浸材料がセラミック体の多孔質領域か
ら再流出するのを阻止する。その理由は常用の含浸材料
が接触部の銀ベース材料と部分的に合金を作る１頃向が
あることまた少な（とも双方の材料間における良好な湿
潤性にある。しかし先の溶解反応による合金形成は多孔
質領域の金属充填部と接触部との間における申し分のな
い電気的遷移、すなわちいわゆる接合を保証するために
必要である。

しかしながら溶解反応には同時に、接触部が加圧含浸工
程中に許容し難いほど強く含浸浴により溶解し、最悪の
場合にはほとんど剥離してしまうおそれがあるという欠
点を伴なう。

英国特許出願公開第２１０４２９１号明細書によれば、
アルミニウム含存ガラスフリントを含浸前に充填層構成
素子用のセラミック体上に焼きつけることが公知である
。つまりこの暦は含浸浴に対して抵抗力がある。しかし
これはろう付が出来ないことから、以後の加工工程で付
加的にろう付可能層を第一の層上に施さなければならな
い。

更に欧州特許出願公開第０９２９１２号明細書には恨又
は銀合金及びガラスフリットからなるセラミック体上に
外部ターミナルを設けることが提案されているが、この
処理はまず焼き付け、引続き硫黄並びに硫化水素襲気を
用いて３５０°Ｃ〜４００゛Ｃで熱処理することにより
硫化銀を塗布することにより行われる。こうしてセラミ
ック体からの銀層の剥離を阻止する。

上記の方法の場合にも更に極めて有毒な成分を用いて作
業する付加的な処理工程を実施しなければならない。こ
の場合ターミナルを製造する際に、セラミック材料を還
元しそれによりセラミンク体の誘電特性を低下させるお
それのある発生期の水素が生じる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って本発明の目的は、金属充填部への良好な電気的接
合を保証するばかりでなく同時に含侵浴、特に鉛又は鉛
合金浴に対して剥離耐性が得られる接触部のｆＪＩ造及
び組成を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は本発明によれば特許請求の範囲第１項の特徴
部に記載した要件によって達成される。

有利な実施態様は従属請求項に記載されており、また付
随する製造技術は方法の特許請求の範囲に示されている
。

〔作用効果〕

本発明の場合接触部は有利には鎌をベースとして構成さ
れる。しかしこれは金又は銅層によって形成されていて
もよいが、その際特に銅は銀と一緒に使用することが好
ましい。この場合接触部はその露呈面、すなわち外面に
、相応する合金からなる構成成分での４縮部を有してい
る。濃縮部は被覆層として構成することが有利である。

この場合濃縮部は特に、例えば化学＠論的組成Ａｇ１ｎ
ｚ、Ａｇ２＋ｎ又はＡｇ３Ｉｎを有する金属間銀−イン
ジウム化合物であってもよい。インジウムの代りに又は
インジウムと組合わせてガリウムを濃縮部用の構成成分
として使用することもできる。

本発明による充填層構成素子を得るための第１の製造方
法では、接触部を′ａ縮部と共に含浸工程前にセラミン
ク層構造上に施す。しかし第２の製造方法では′１！４
縮部を含浸処理中に施すことも可能である。この場合含
浸材料として特に鉛−インジウム合金を使用し、その際
含浸材料は銀及びその他の金属添加物を含有していても
よい。

〔実施例〕

本発明の他の特性及び利点は以下の実施例として示した
図面との関連において詳述する。

第１図ないし第３回は接触部が種々の方法で構成されて
いる充填ｉ構成素子を示すものである。

各図面において同一の部分には同し符号を付す。

次に図面を部分的に一緒に説明する。

第１図ないし第３図にはそれぞれ構成素子１の部分図が
示されており、これは交互に緊密な層と多孔質の層２と
からなる層構造を有している。多孔質層が金属で充１１
！されておりまた構成素子１の側面が接触部として金属
層を備えている場合にはセラミックの誘電特性によりコ
ンデンサを構成することができる。この場合多孔質層２
は特殊な方法により一定の材料で充填させる必要がある
。これは公知方法で加圧又は射出含浸により行い、その
ためには例えば鉛材料を使用する。

第１図では構成素子１上に接触部ｌＯが外部電極として
施されている。接触部１０は多孔質の根からなるキャッ
プ１１からなり、これは合金を形成することにより多孔
質層２の充填用含浸材料としての鉛と強固に接合可能で
ある。銀キャップ１１上に外側から、特に化学を論的組
成Ａｇ１ｎｚ　、ＡｇｚＩｎ又はＡｇｔｒｎを有する金
属間銀−インジウム化合物からなる多孔質被覆層１２を
施す。

接触部１０は本来の含浸工程前に施し、これはセラミッ
ク体１を２度被覆することによって行う。

第１の被覆工程で銀キャップ１１を製造し、第２の被覆
工程で銀−インジウム化合物からなる被覆層１２を構成
する。これらの層の製造は液状の銀浴又は相当する金属
チンキ剤に浸漬することにより容易に行うことができる
。特に２〜１５重四％のインジウムを含む銀をベースと
するチンキ剤が適している。更にガリウム添加物が２０
％までの量で存在していてもよい、こうして構成された
外部電極１０は微細孔を有し、従って構成素子１は接触
部１０と共に加圧含浸することができる。

加圧含浸を例えば鉛合金を用いて行う場合には、接触部
１０はＡｇ−Ｉｎ被覆層１２によって溶解に対して十分
に保護される。また加圧含浸に際して及び同時に又は引
続き実施する熱処理に際してセラミックを湿潤する含浸
材料と接触部１０の銀キャップ１１との間に合金が形成
される。これにより接触部１０と鉛充填部２を有する内
部ｉ極との十分な電気的接合が達成される。

第２図では構成素子１上に接触部２０が純粋な多孔を銀
キャップとして施されている。この構成素子を加圧含浸
処理するが、その際液状の含浸材料、特に鉛をベースと
する融液にインジウムを付加する。濾過の方法によりイ
ンジウムは特に接触部２０の外側領域２２で銀と反応し
、そこに実施例１に記載した金属間相を形成するが、一
方構成素子１に対応する接触部２０の領域２１では十分
に純粋な銀が残留する。しかし第１図による実施例とは
異なりその範囲は分離層として明瞭に別れてはいない。

第３図では構成素子１は接触部３０を十分に均質な物質
からなるキャップとして備えている。この物質はここで
は銀を過剰量含む金属間恨−インジウム化合物からなっ
ている。この場合常法で銀添加物を有する市販の銀−イ
ンジウムペーストを使用する。被覆は例えば浸漬し、引
続き焼き付けることにより行う。この場合接触部３０内
には微細な恨−インジウム粒子３２が統計的に分配され
ている銀マトリックス３１が生ずる。

接触部を金属化ペーストにより施す代りに被覆を草着法
により、例えばスパッタにより行うこともできる。

上記の各実施例においては銀−インジウム成分の濃縮部
によってその都度、本来の含浸工程で接触部の十分な剥
離耐性が保証され、また同時に含浸に際して又は含浸後
の熱処理によって含浸材料と接触部の材料とが合金を形
成することにより電気的接合が得られる。

接触部が銀からなる代りに周期表第１副族の他の金属か
らなる場合及びインジウムの代りに周期表第３副族の元
素を使用する場合にも同様の良好な結果が得られる。こ
の場合重要なことは、特に鉛に対して含浸材料として十
分な耐性を示さなければならないが接触部の材料には可
溶性である金属間相を形成することである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、接触部が種々の方法で構
成されている充填層構成素子を示す部分断面図である。 １・・・構成素子、２・・・鉛充填部、１０・・・接触
部、１１・・・キャップ、１２・・・多孔質被覆層、２
０・・・接触部、２１・・・キャップ、２２・・・外側
領域、３０・・・接触部、３１・・・恨マトリックス、
３２・・・恨＝インジウム粒子。 リ ツ１４ ０発　明　者　　ヨーゼフ、ウンターラ　　オーストリ
ース

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）含浸工程において金属並びに合金で湿潤されまた外
   表面に接触部を備えた、緊密層と多孔質層とから構成さ
   れたモノリシックセラミックからなる充填層構成素子に
   おいて、接触部（１０、２０、３０）の主成分と共に含
   浸材料に十分に不溶性の金属間化合物を少なくとも１種
   形成する成分で富化された濃縮部（１２、２２、３２）
   を、接触部（１０、２０、３０）の少なくとも露呈表面
   に含むことを特徴とするモノリシックセラミックからな
   る充填層構成素子。 ２）濃縮部が接触部（１０）上に被覆層（１２）を形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の充填
   層構成素子。 ３）接触部（１０、２０、３０）が周期表第１副族の元
   素（Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ）を少なくとも１種含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の充填層構成素子。 ４）濃縮部の成分が周期表第３副族の元素（Ｇａ、Ｉｎ
   、Ｔｌ）を少なくとも１種含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の充填層構成素子。 ５）接触部が主として銀からなりまた濃縮部が成分とし
   てインジウムを含み、金属間銀−インジウム化合物とし
   て化学量論的組成ＡｇＩｎ＿２、Ａｇ＿２Ｉｎ、又はＡ
   ｇ＿３Ｉｎを有する化合物の少なくとも１種が存在する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の充填層構
   成素子。 ６）多孔質接触部を備え緊密層と多孔質層とからなるセ
   ラミック体を液状の金属材料で含浸させることによって
   充填層構成素子を製造する方法において、接触部（１０
   、３０）を濃縮部（１２、３２）と共に含浸工程前にセ
   ラミック体（１）に施すことを特徴とする充填層構成素
   子の製造方法。 ７）セラミック体（１）を少なくとも１回被覆すること
   によって接触部（１０、３０）を製造することを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８）セラミック体（１）を２回連続して被覆することに
   より接触部（１０）を製造することを特徴とする特許請
   求の範囲第６項又は第７項記載の方法。 ９）少なくとも第２の被覆工程に対して、銀をベースと
   した金属成分を有するチンキ剤を２０％までのインジウ
   ム及び／又はガリウム及び残りが銀の添加剤と共に使用
   することを特徴とする特許請求の範囲第７項又は第８項
   記載の方法。 １０）１回の被覆工程を行うためにチンキ剤を銀と混合
   することを特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第９
   項のいずれか１項に記載の方法。 １１）多孔質接触部を備え緊密層と多孔質層とからなる
   セラミック層構造体を液状の金属材料で含浸させること
   によって充填層構成素子を製造する方法において、濃縮
   部（２２）の構成成分を含浸工程中に接触部（２０）内
   に挿入することを特徴とする充填層構成素子の製造方法
   。 １２）含浸材料としてインジウム成分を２〜２０モル％
   （有利には５モル％）有する鉛−インジウム合金を使用
   することを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の方
   法。 １３）含浸材料として付加的に銀を含有している鉛−イ
   ンジウム合金を使用し、また銀及びインジウムが少なく
   とも部分的に金属間化合物として存在することを特徴と
   する接触部が主として銀からなる特許請求の範囲第１２
   項記載の方法。 １４）含浸材料の銀含有量が２０モル％までであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １５）インジウムを部分的にガリウムによって代えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１２項ないし第１４項
   のいずれか１項に記載の方法。 １６）インジウムを完全に又は部分的に錫によって代え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項ないし第１
   ４項のいずれか１項に記載の方法。