JP3458837B2 - パルス発生用コンデンサ - Google Patents
パルス発生用コンデンサInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス発生用コン
デンサ、例えば、ＨＩＤランプ（高輝度放電灯）に組み
込まれるパルス発生用コンデンサに関する。 【０００２】 【従来の技術と課題】従来、ＨＩＤランプに対して高圧
の始動パルスを発生するために使用されるパルス発生用
コンデンサにおいては、電極とリード端子とを、Ａｇを
含んだ低融点ガラス材からなる接合材を用いて接続して
いた。ガラス材を含んだ接合材を用いると、ガラス成分
が多すぎると焼付け時にガラス成分がコンデンサ素子
（セラミック基板）の粒界に拡散し、パルス電圧の低下
を招来していた。また、高温下で使用される場合には、
時間の経過につれて拡散が進行し、さらなるパルス電圧
の低下やコンデンサ素子の耐衝撃性の低下を招来してい
た。一方、ガラス成分が少なすぎると、接合材自体の強
度が不十分となり、接合強度が低下するといった問題点
を有していた。 【０００３】それらの対策として、特開平２−１７７４
１２号公報には、接合材中のガラス成分比率を３９〜６
９ｗｔ％とすることにより、適度な強度を有し、パルス
電圧への影響の少ない接合材を選定できることが開示さ
れている。また、特開昭６３−１３６６１２号公報に
は、接合材と電極との間に拡散防止用の絶縁層を設ける
ことが開示されている。しかしながら、このような対策
を施したところで、ガラス材を使用している限り、多か
れ少なかれパルス電圧の低下は不可避であった。 【０００４】そこで、本出願人は、特開平１１−２７４
０００号公報に開示されているように、接合材からガラ
ス材を排除して接合材を合金化することにより、ガラス
材の拡散によるパルス電圧の低下を防止すると共に、接
合強度を高めることを提案した。しかし、このような接
合材を用いた場合、冷熱サイクル時に接合材の収縮応力
によってコンデンサ素子にクラックが生じ、ひいては割
れてしまう不具合が見出された。 【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の目的は、
パルス電圧の低下を防止すると共にリード端子の接合強
度を高める効果を維持しつつ、冷熱サイクル時にコンデ
ンサ素子にクラックが生じる不具合を解消できるパルス
発生用コンデンサを提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段及び作用】以上の目的を達
成するため、本発明は、平板状のコンデンサ素子の表裏
面に電極を設け、該電極に接合材を介してリード端子を
接続したパルス発生用コンデンサにおいて、金属材を主
成分とする接合材に酸化ジルコニウムを２０〜６０ｖｏ
ｌ％添加したことを特徴とする。 【０００７】本発明に係るパルス発生用コンデンサにお
いては、接合材として主成分である金属材に酸化ジルコ
ニウムを２０〜６０ｖｏｌ％添加したものを使用するた
め、接合材の線膨張係数がセラミックを主成分とするコ
ンデンサ素子と近くなり、冷熱サイクル時の熱応力が減
少し、また接合材の熱伝導性が低下し、製品（コンデン
サ）の温度分布差が小さくなる。さらに、ガラス材は全
く添加されないか、添加されても少量であり、パルス電
圧の低下や接合強度の低下を生じることがない。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係るパルス発生用
コンデンサの実施形態について添付図面を参照して説明
する。 【０００９】図１は本発明の一実施形態であるパルス発
生用コンデンサ１を示す。このコンデンサ１は、セラミ
ックからなる円板状のコンデンサ素子２と、その表裏面
に設けた電極３，３と、接合材４，４を介して電極３，
３に接続したリード端子５，５と、電極３，３の外周部
をリング状に覆う絶縁層７とから構成されている。 【００１０】電極３はＡｇを主成分とするペーストをコ
ンデンサ素子２上に塗布して焼き付けられている。接合
材４はＡｇ粉末、ＺｒＯ2粉末、バインダ、溶剤を混合
したペーストからなり、このペーストを電極３上に塗布
し、リード端子５を接合した状態で焼き付けられてい
る。 【００１１】接合材４に関しては、Ａｇ／ＺｒＯ2の体
積比が、１／９、２／８、３／７、４／６、５／５、６
／４、７／３、８／２、９／１、１０／０の１０種類を
用意し、１０種類のサンプルを作製して冷熱サイクル試
験を行い、特性（端子引っ張り強度Ｎ、パルス電圧値ｋ
Ｖ）を測定した。このとき用いたサンプルは、コンデン
サ素子１の材料はチタン酸バリウム系、直径は１８ｍ
ｍ、厚みは０．７ｍｍであり、Ａｇを主成分とする電極
３の直径は１６ｍｍであり、リード端子５の材料はＮｉ
である。電極３の焼付けは８３０℃、接合材４の焼付け
は６００℃で行った。 【００１２】図２に示す試験回路を使用し、各サンプル
について、初期特性を測定すると共に、−４０〜１２５
℃の冷熱サイクル試験を１００回繰り返した後の特性を
測定した。その結果を表１に示す。 【００１３】 【表１】 【００１４】表１から明らかなように、ＺｒＯ2の添加
量が２０〜６０ｖｏｌ％の範囲にある接合材を用いたサ
ンプルが良好な特性を示した。ＺｒＯ2の添加量が１０
ｖｏｌ％以下になると、冷熱サイクル時にコンデンサ素
子にクラックが生じ、パルス電圧、引っ張り強度ともに
低下した。また、ＺｒＯ2の添加量が７０ｖｏｌ％以上
になると、初期パルス電圧が低下してしまった。 【００１５】なお、接合材４としてはＡｇを主成分とす
るものを用いたが、Ａｇ以外に、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属材を用いてもよい。貴金属を主
成分とするときは空気中で焼き付けてもよく、卑金属を
主成分とするときは中性又は還元雰囲気中で焼き付ける
ことが好ましい。また、添加物であるセラミックパウダ
ーとしてはＺｒＯ2以外に、Ａｌ2Ｏ3、フォルステライ
ト、ステアタイト、コーミライト等の他のセラミックを
用いることができる。但し、ＺｒＯ2は反応性が低いた
めに他のセラミックに比べて、コンデンサ素子１や電極
３の素材との反応による弊害を生じにくいので添加物と
して好適である。 【００１６】一方、接合材にはガラス材を少量添加して
もよい。以下の表２に、Ａｇ、ＺｒＯ2に対してガラス
材を０〜２５ｖｏｌ％添加した７種類の接合材を使用し
て作製したサンプルについて初期パルス電圧を測定した
結果を示す。なお、ガラス材としてはほうけい酸鉛ガラ
スを用いた。 【００１７】 【表２】 【００１８】ガラス材を添加することによって、接合材
の焼結性を促進することができる。しかし、添加量が
１．０ｖｏｌ％以上になると、コンデンサ素子中にガラ
スが拡散してパルス電圧が低下してしまう。また、０．
１ｖｏｌ％以下の添加量では、パルス電圧には影響しな
いが、焼結促進効果がほとんどない。 【００１９】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、金属材を主成分として酸化ジルコニウムを２
０〜６０ｖｏｌ％添加した接合材を用いてリード端子を
電極に接合したため、パルス電圧や接合強度の低下を防
止できることは勿論、冷熱サイクル時にコンデンサ素子
にクラックが生じることを効果的に防止することができ
る。
デンサ、例えば、ＨＩＤランプ（高輝度放電灯）に組み
込まれるパルス発生用コンデンサに関する。 【０００２】 【従来の技術と課題】従来、ＨＩＤランプに対して高圧
の始動パルスを発生するために使用されるパルス発生用
コンデンサにおいては、電極とリード端子とを、Ａｇを
含んだ低融点ガラス材からなる接合材を用いて接続して
いた。ガラス材を含んだ接合材を用いると、ガラス成分
が多すぎると焼付け時にガラス成分がコンデンサ素子
（セラミック基板）の粒界に拡散し、パルス電圧の低下
を招来していた。また、高温下で使用される場合には、
時間の経過につれて拡散が進行し、さらなるパルス電圧
の低下やコンデンサ素子の耐衝撃性の低下を招来してい
た。一方、ガラス成分が少なすぎると、接合材自体の強
度が不十分となり、接合強度が低下するといった問題点
を有していた。 【０００３】それらの対策として、特開平２−１７７４
１２号公報には、接合材中のガラス成分比率を３９〜６
９ｗｔ％とすることにより、適度な強度を有し、パルス
電圧への影響の少ない接合材を選定できることが開示さ
れている。また、特開昭６３−１３６６１２号公報に
は、接合材と電極との間に拡散防止用の絶縁層を設ける
ことが開示されている。しかしながら、このような対策
を施したところで、ガラス材を使用している限り、多か
れ少なかれパルス電圧の低下は不可避であった。 【０００４】そこで、本出願人は、特開平１１−２７４
０００号公報に開示されているように、接合材からガラ
ス材を排除して接合材を合金化することにより、ガラス
材の拡散によるパルス電圧の低下を防止すると共に、接
合強度を高めることを提案した。しかし、このような接
合材を用いた場合、冷熱サイクル時に接合材の収縮応力
によってコンデンサ素子にクラックが生じ、ひいては割
れてしまう不具合が見出された。 【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の目的は、
パルス電圧の低下を防止すると共にリード端子の接合強
度を高める効果を維持しつつ、冷熱サイクル時にコンデ
ンサ素子にクラックが生じる不具合を解消できるパルス
発生用コンデンサを提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段及び作用】以上の目的を達
成するため、本発明は、平板状のコンデンサ素子の表裏
面に電極を設け、該電極に接合材を介してリード端子を
接続したパルス発生用コンデンサにおいて、金属材を主
成分とする接合材に酸化ジルコニウムを２０〜６０ｖｏ
ｌ％添加したことを特徴とする。 【０００７】本発明に係るパルス発生用コンデンサにお
いては、接合材として主成分である金属材に酸化ジルコ
ニウムを２０〜６０ｖｏｌ％添加したものを使用するた
め、接合材の線膨張係数がセラミックを主成分とするコ
ンデンサ素子と近くなり、冷熱サイクル時の熱応力が減
少し、また接合材の熱伝導性が低下し、製品（コンデン
サ）の温度分布差が小さくなる。さらに、ガラス材は全
く添加されないか、添加されても少量であり、パルス電
圧の低下や接合強度の低下を生じることがない。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係るパルス発生用
コンデンサの実施形態について添付図面を参照して説明
する。 【０００９】図１は本発明の一実施形態であるパルス発
生用コンデンサ１を示す。このコンデンサ１は、セラミ
ックからなる円板状のコンデンサ素子２と、その表裏面
に設けた電極３，３と、接合材４，４を介して電極３，
３に接続したリード端子５，５と、電極３，３の外周部
をリング状に覆う絶縁層７とから構成されている。 【００１０】電極３はＡｇを主成分とするペーストをコ
ンデンサ素子２上に塗布して焼き付けられている。接合
材４はＡｇ粉末、ＺｒＯ2粉末、バインダ、溶剤を混合
したペーストからなり、このペーストを電極３上に塗布
し、リード端子５を接合した状態で焼き付けられてい
る。 【００１１】接合材４に関しては、Ａｇ／ＺｒＯ2の体
積比が、１／９、２／８、３／７、４／６、５／５、６
／４、７／３、８／２、９／１、１０／０の１０種類を
用意し、１０種類のサンプルを作製して冷熱サイクル試
験を行い、特性（端子引っ張り強度Ｎ、パルス電圧値ｋ
Ｖ）を測定した。このとき用いたサンプルは、コンデン
サ素子１の材料はチタン酸バリウム系、直径は１８ｍ
ｍ、厚みは０．７ｍｍであり、Ａｇを主成分とする電極
３の直径は１６ｍｍであり、リード端子５の材料はＮｉ
である。電極３の焼付けは８３０℃、接合材４の焼付け
は６００℃で行った。 【００１２】図２に示す試験回路を使用し、各サンプル
について、初期特性を測定すると共に、−４０〜１２５
℃の冷熱サイクル試験を１００回繰り返した後の特性を
測定した。その結果を表１に示す。 【００１３】 【表１】 【００１４】表１から明らかなように、ＺｒＯ2の添加
量が２０〜６０ｖｏｌ％の範囲にある接合材を用いたサ
ンプルが良好な特性を示した。ＺｒＯ2の添加量が１０
ｖｏｌ％以下になると、冷熱サイクル時にコンデンサ素
子にクラックが生じ、パルス電圧、引っ張り強度ともに
低下した。また、ＺｒＯ2の添加量が７０ｖｏｌ％以上
になると、初期パルス電圧が低下してしまった。 【００１５】なお、接合材４としてはＡｇを主成分とす
るものを用いたが、Ａｇ以外に、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属材を用いてもよい。貴金属を主
成分とするときは空気中で焼き付けてもよく、卑金属を
主成分とするときは中性又は還元雰囲気中で焼き付ける
ことが好ましい。また、添加物であるセラミックパウダ
ーとしてはＺｒＯ2以外に、Ａｌ2Ｏ3、フォルステライ
ト、ステアタイト、コーミライト等の他のセラミックを
用いることができる。但し、ＺｒＯ2は反応性が低いた
めに他のセラミックに比べて、コンデンサ素子１や電極
３の素材との反応による弊害を生じにくいので添加物と
して好適である。 【００１６】一方、接合材にはガラス材を少量添加して
もよい。以下の表２に、Ａｇ、ＺｒＯ2に対してガラス
材を０〜２５ｖｏｌ％添加した７種類の接合材を使用し
て作製したサンプルについて初期パルス電圧を測定した
結果を示す。なお、ガラス材としてはほうけい酸鉛ガラ
スを用いた。 【００１７】 【表２】 【００１８】ガラス材を添加することによって、接合材
の焼結性を促進することができる。しかし、添加量が
１．０ｖｏｌ％以上になると、コンデンサ素子中にガラ
スが拡散してパルス電圧が低下してしまう。また、０．
１ｖｏｌ％以下の添加量では、パルス電圧には影響しな
いが、焼結促進効果がほとんどない。 【００１９】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、金属材を主成分として酸化ジルコニウムを２
０〜６０ｖｏｌ％添加した接合材を用いてリード端子を
電極に接合したため、パルス電圧や接合強度の低下を防
止できることは勿論、冷熱サイクル時にコンデンサ素子
にクラックが生じることを効果的に防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るパルス発生用コンデンサの一実施
形態を示す断面図。 【図２】パルス発生用コンデンサの特性試験回路を示す
ブロック図。 【符号の説明】 １…パルス発生用コンデンサ ２…コンデンサ素子 ３…電極 ４…接合材 ５…リード端子
形態を示す断面図。 【図２】パルス発生用コンデンサの特性試験回路を示す
ブロック図。 【符号の説明】 １…パルス発生用コンデンサ ２…コンデンサ素子 ３…電極 ４…接合材 ５…リード端子
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フロントページの続き
(72)発明者 影山 善隆
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
(72)発明者 長井 昭
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
(56)参考文献 特開 平２−230606（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 4/12
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 平板状のコンデンサ素子の表裏面に電極
を設け、該電極に接合材を介してリード端子を接続した
パルス発生用コンデンサにおいて、前記接合材は金属材
を主成分として酸化ジルコニウムが２０〜６０ｖｏｌ％
添加されていることを特徴とするパルス発生用コンデン
サ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000307086A JP3458837B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | パルス発生用コンデンサ |
| US09/961,913 US6430027B1 (en) | 2000-10-06 | 2001-09-24 | Pulse generating capacitor |
| DE10147679A DE10147679B4 (de) | 2000-10-06 | 2001-09-27 | Verfahren zur Herstellung eines Kondensators |
| NL1019119A NL1019119C2 (nl) | 2000-10-06 | 2001-10-05 | Puls-genererende condensator. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000307086A JP3458837B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | パルス発生用コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002118029A JP2002118029A (ja) | 2002-04-19 |
| JP3458837B2 true JP3458837B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=18787650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000307086A Expired - Fee Related JP3458837B2 (ja) | 2000-10-06 | 2000-10-06 | パルス発生用コンデンサ |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3458837B2 (ja) |
| DE (1) | DE10147679B4 (ja) |
| NL (1) | NL1019119C2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3946290A (en) * | 1973-10-09 | 1976-03-23 | Tdk Electronics Co. Ltd. | High tension ceramic condenser |
| JPH081878B2 (ja) | 1986-11-28 | 1996-01-10 | 岩崎電気株式会社 | 高電圧パルス発生用コンデンサ |
| JPH01302714A (ja) * | 1988-05-30 | 1989-12-06 | Murata Mfg Co Ltd | 高圧磁器コンデンサ |
| JP2682092B2 (ja) | 1988-12-28 | 1997-11-26 | 岩崎電気株式会社 | 高電圧パルス発生用非線形コンデンサ |
| JPH0997518A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Taiyo Yuden Co Ltd | 導電ペースト及び積層セラミックコンデンサ |
| JP3603610B2 (ja) | 1998-01-23 | 2004-12-22 | 株式会社村田製作所 | 非線形誘電体素子 |
| JP3344314B2 (ja) * | 1998-04-08 | 2002-11-11 | 株式会社村田製作所 | パルス発生用コンデンサ |
-
2000
- 2000-10-06 JP JP2000307086A patent/JP3458837B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
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