JPS6350010A - 充填層構成素子 - Google Patents

充填層構成素子

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JPS6350010A
JPS6350010A JP62203004A JP20300487A JPS6350010A JP S6350010 A JPS6350010 A JP S6350010A JP 62203004 A JP62203004 A JP 62203004A JP 20300487 A JP20300487 A JP 20300487A JP S6350010 A JPS6350010 A JP S6350010A
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JP
Japan
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indium
component
mol
filled layer
ceramic
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JP62203004A
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English (en)
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クラウス、オツトー
トーマス、モーザー
ホルスト、キツペンベルク
エーリツヒ、レース
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Siemens Corp
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Siemens Corp
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
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    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
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    • H01G4/302—Stacked capacitors obtained by injection of metal in cavities formed in a ceramic body
    • Y—GENERAL 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
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属材料で含浸され緊密な層と多孔質の層と
からなるセラミック層構造を有するモノリシックセラミ
ックからなる充填層構成素子に関する。
［従来の技術］ 多孔質のセラミック部材を金属で加圧含浸させるには例
えば鉛又は鉛合金が使用される。これらの材料は周知の
とおりセラミック表面への湿潤作用を有さない。従って
加圧含浸処理後セラミック部材を含浸浴から抜き取る際
に液状金属がこの構成素子から流出するおそれがある。
この流出を阻止する乙こは通常セラミック部材の外表面
を微孔性被覆で、例えば加圧含浸後機械的に除去しなけ
ればならないガラスフリットの焼成によって又は銀ペー
ストの燃焼によって被覆する。
西ドイツ国特許出願公告第２３２３９２１号明細書から
上記形式の充填層構成素子及びその製法は公知であり、
この場合交互に緊密な層と多孔質の層とからなる層構造
は特に＠属すなわち鉛（Ｐｂ）、アルミニウム（ＡＩ！
、）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）及びカド
ミウム（Ｃｄ）又はこれらの金属の一種以上の合金で含
浸されている。更にこの場合にはこれらの金属が注入さ
れるセラミック体を湿潤しない特定の金属を選択しなけ
ればならないことから出発する。詳述すればこの手段に
よって金属又は合金の好ましくない表面沈着は阻止され
るか又は僅少に保たれるからである。それというのもさ
もなければこの沈着を特別−３〜 に除去することによって短絡を回避しなければならない
からである。詳細には西ドイツ国特許出願公告第２３２
３９２１号明細書にビスマス合金Ｂｔ、Ｐ　ｂ２ｓＳｎ
＋ｏｌ　ｎｚ又は亜鉛合金ＺｎＡｌ、ｎＣｕ、又は銀合
金Ａｇ　Ｃｕ　２Ｂ並びに種々の黄銅及び青銅（これら
は要求される境界条件を満たすと思われている）が示さ
れている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これに対し本発明の目的は、含浸浴から抜き出す際に融
液がセラミック部材から流出するのを阻止するために付
加的な手段を施す必要のない含浸材料を有する充填層構
成素子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、含浸材料が液状でセラミッ
クを湿潤する金属であるか又は湿潤可能の合金であるこ
とによって達成される。有利には含浸材料は鉛−インジ
カム合金であってよい。場合によってはセラミック部材
の外表面に付着する含浸材料の残分はエツチング液で化
学的に処理することによって簡単に除去することができ
る。
〔作用効果〕
本発明の基礎となるものはセラミックへの含浸合金の湿
潤状態についての研究であった。従来の技術水準と異な
り特に可能性のある含浸合金に最小値を上廻るインジウ
ム（Ｉ　ｎ）を添加することによって、金属融液による
セラミックの湿潤を達成し得ることが判明した。
従ってこの合金の場合液体金属融液の流出を阻止するた
め従来必要であった手段は省略することができる。
〔実施例〕
次に本発明の詳細及び利点を、実施例として示した図面
との関連において記載する。
各図において同一の部分は同じ符号で示す。各図を次に
部分的に一緒に説明する。
第１図及び第２図には構成素子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とからなる層構
造を有する。
多孔質層２が金属材料で充填されておりまた構成素子１
の側面が接触部３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は適当な方法により含浸
金属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、このために例えば鉛ベース材料
を使用する。
第２図には鉛を含浸させた従来の構成素子１が示されて
おり、これには引続き接触部が施されている。セラミッ
クは鉛によって湿潤されないことから、加圧含浸後に液
体含浸浴から構成素子１を抜き出す際に鉛が少なくとも
部分的に再びセラミックから流出する。従って層２には
その縁部分に不完全な充填層領域４が生じる。その結果
次の接触部３への電気的接続は不可能になる。
液状含浸材料の流出を阻止するため、従来実地において
はセラミック構成素子１の外表面を微孔質被覆で、例え
ば加圧含浸後に機械的に除去する必要のあるガラスフリ
ットを焼成によって被覆していた。更に前処理手段とし
て銀ペーストを接触部として燃焼させ、これにより加圧
含浸を可能とすることも公知である。しかしいずれの場
合にも付加的な経費が必要であった。
第Ｆ図にはセラミックを液状で湿潤する合金で充填した
、第２図と同じセラミック構成素子１が示されている。
領域２は完全に充填されており、次いで施された接触部
３はこれらの層と電気的に接続されていることが認めら
れる。
例えば含浸材料の主成分としての鉛に対する湿潤可能性
を保証する適当な添加物は特にインジウムである。例え
ば西ドイツ国特許出願公告第２３２３９２１号明細書に
記載されている従来の技術水準とは異なり、鉛にインジ
ウムを添加することによってセラミックの湿潤性が充分
に改良されていることが認識でき、これは第３図から読
み取ることができる。
一７＝ 第３図に、、は鉛合金におけるインジウム含有量の関数
として電気的接合度が示されている。横座標には鉛−イ
ンジウム合金の質量が％で、また縦座標には完成構成素
子の使用可能性が示されている。
２種の実験１１及び１２の結果が表わされている。
金属充填部５と接触部３との電気的接合度は完成処理の
結果として最終的に含浸材料の使用可能性に対する尺度
である。インジウム０．５モル％以下ではいずれの場合
にもこの材料が不適当であることは明白である。更にイ
ンジウムを０．５モル％よりも多く含む場合には僅かな
がら改良が達成されること、しかしこの値はインジウム
２モル％を越えて初めて著しく上昇することが明らかで
ある。
結果的に含浸材料として使用した鉛−インジウム合金に
あってはインジウム含有量は２モル％を越えて、特に２
．５〜２０モル％の範囲で存在すべきである。
鉛をベースとするセラミック湿潤性含浸材料の場合イン
ジウムは少なくとも部分的にガリウム（Ｇａ）によって
代え得ることを示す。この場合ガリウムは約２０モル％
の含有量にまですることができる。
この含浸材料には、適当な融点特に１８０℃を越える値
に調整するためにまた凝固状態を調整するために場合に
よっては他の添加物を加えることができる。しかしこの
添加に際しては湿潤特性が同時に再び劣化しないように
注意することが必要である。他の添加物としては例えば
約１０モル％の含有量までの錫、約４５モル％までのア
ンチモン又は約３５モル％までのビスマスが可能である
。
最後の値はいずれにしても、特にビスマス−鉛合金で非
湿潤状態を得るために努めた公知の値を明らかに下廻る
。
鉛をベースとする前記合金はコンデンサを製造するため
の含浸材料として適している。しかしこの充填層構成素
子の特定な他の使用分野に対しては鉛−インジウム合金
は導電率、融点及びエージング率に関していまだ最適で
ないことを示す。この種の目的に対しては銅−インジウ
ム又は銀−インジウム合金を使用することができ、これ
らの合金は同様に液状でセラミックを湿潤する特性を有
している。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による充填層構成素子を示す部分断面図
、第２図は非湿潤性の材料で含浸されている充填層構成
素子を示す部分断面図、第３図は含浸金属への添加物と
してのインジウムとその使用可能性との関連性をグラフ
で示した図である。 １・・・構成素子、２・・・多孔質層、３・・・接触部
、４・・・鉛含浸材料を使用した際の構成素子中の自由
空間（不完全含浸）、５・・・液状でセラミックを湿潤
する含浸材料を使用した際の充填された自由空間（完全
含浸）。 （’Ｐ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　’
　−’″″ｃ−Ｉ トロ　　　ｇ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）金属材料で含浸され外表面に接触部を有する緊密な
    層と多孔質の層とからなるセラミック層構造を有するモ
    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
    、含浸材料が液状でセラミック湿潤性金属であるか又は
    湿潤性合金であることを特徴とする充填層構成素子。 ２）含浸材料がインジウム成分を０．５モル％含む鉛−
    インジウム合金であ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）含浸材料がインジウム成分を０．５モル％以上含む
    銅−インジウム合金であ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。 ４）含浸材料がインジウム成分を０．５モル％以上含む
    銀−インジウム合金であ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。 ５）インジウム成分が２モル％以上であることを特徴と
    する特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれか１項
    に記載の充填層構成素子。 ６）インジウム成分が２．５〜２０モル％の間であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の充填層構成
    素子。 ７）含浸材料中のインジウムの少なくとも一部がガリウ
    ムによって代えられていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の充填層
    構成素子。 ８）含浸材料が融点を特に１８０℃以上の値に調節する
    ため又は凝固状態を調節するため添加剤を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ
    か１項に記載の充填層構成素子。 ９）含浸材料が付加的に錫（Ｓｎ）を有することを特徴
    とする特許請求の範囲第８項記載の充填層構成素子。 １０）含浸材料が付加的にアンチモン（Ｓｂ）を有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の充填層構
    成素子。 １１）含浸材料が付加的にビスマス（Ｂｉ）を有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の充填層構成
    素子。
JP62203004A 1986-08-18 1987-08-14 充填層構成素子 Pending JPS6350010A (ja)

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EP (1) EP0258670B1 (ja)
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DE (1) DE3782471D1 (ja)
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