JP3551746B2

JP3551746B2 - Manufacturing method of leaded nonlinear dielectric element

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Publication number: JP3551746B2
Application number: JP02105998A
Authority: JP
Inventors: 真一小林; 俊也江角; 善隆影山
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2018-02-02
Also published as: JPH11219853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高輝度放電灯（ＨＩＤランプ）に用いられる高圧パルス発生用コンデンサのように、電界−電荷特性において非線形挙動を示す非線形誘電体素子の製造方法に関し、より詳細には、リード端子を接合する工程が改良されたリード付き非線形誘電体素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高輝度を実現するランプとして上記ＨＩＤランプが用いられている。この種のＨＩＤランプには、高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプのように、始動時に１〜４ｋＶ程度の高圧パルスを必要とするものがある。そこで、高圧パルスを発生させるために、非線形特性を有するコンデンサが組み込まれている。
【０００３】
例えば、実願平３−７７７４号には、上記のような非線形コンデンサが開示されている。この非線形コンデンサの構造を、図５に示す。
コンデンサ５１は、チタン酸バリウム系セラミックスよりなるセラミック板５２の両面に、電極５３，５４を形成した構造を有する。電極５３，５４の中央には、接合材５５ａ，５５ｂを介してリード端子５６，５７がそれぞれ接合されている。
【０００４】
上記接合材５５ａ，５５ｂとしては、ガラスフリット含有Ａｇペーストのように焼付けにより固化される接合材が用いられている。接合に際しては、上記ガラスフリット含有Ａｇペーストを電極５３，５４の中央に塗布し、リード端子５６，５７を該ガラスフリット含有Ａｇペーストを介して電極５３，５４側に圧接し、ガラスフリット含有Ａｇペーストを焼付けていた。
【０００５】
なお、電極５３，５４の外周縁近傍を覆うように、リング状の絶縁層５８，５９が形成されている。絶縁層５８，５９は、電極５３，５４間の放電を防止し、耐電圧を高めるために設けられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した非線形コンデンサ５１において、リード端子５６，５７を電極５３，５４に接合するにあたっては、リード端子５６，５７を電極５３，５４に対して正確に直交する方向に接合すること、並びにリード端子５６，５７が電極５３，５４に十分な強度で接合されていることが強く求められている。
【０００７】
そこで、上記のような要求を満たすために、図６に示す金型６１，６２を用いてリード端子５６，５７を接合する方法が考えられている。金型６１は、上方に開いた凹部６１ａを有する。凹部６１ａの底面には、リード端子挿入孔６１ｂが形成されている。金型６２は、金型６１の凹部６１ａに入り込み得る大きさとされており、下面６２ａに開いたリード端子挿入孔６２ｂを有する。
【０００８】
接合に際しては、セラミック板５２の両面に、電極５３，５４を形成し、電極５３，５４の外周縁近傍を覆うように絶縁層５８，５９を形成する。しかる後、電極５３，５４の中央に接合材５５ａ，５５ｂとして、ガラスフリット含有Ａｇペーストを塗布し、非線形誘電体素子５０を得る。
【０００９】
他方、金型６１のリード端子挿入孔６１ｂにリード端子５７を、金型６２のリード端子挿入孔６２ｂにリード端子５６を挿入し、非線形誘電体素子５０を金型６１内に載置し、金型６２を下降する。金型６１，６２を互いに近接させることにより、リード端子５６，５７の先端に設けられた鍔部５６ａ，５７ａを接合材５５ａ，５５ｂを介して電極５３，５４側に接触させ、その状態で加熱することにより接合材５５ａ，５５ｂを焼成し、リード端子５６，５７を電極５３，５４と接合する。
【００１０】
なお、上記絶縁層５８，５９は、ガラスペーストの塗布・焼付け等により形成されるが、上記リード端子５６，５７の接合に先立ち、ガラスペーストの塗布・焼付けにより形成されている。
【００１１】
ところで、非線形コンデンサ５１では、リード端子５６，５７の線径は、通常、０．５ｍｍ程度であり、先端に設けられた鍔部５６ａ，５７ａの径は１〜２ｍｍ程度である。これに対して、セラミック板５２の径は１５〜３０ｍｍ程度とかなり大きい。
【００１２】
他方、上記のように金型６１，６２を近接させてリード端子５６，５７の鍔部５６ａ，５７ａを接合材５５ａ，５５ｂを介して電極５３，５４で圧接させた場合、リード端子接合前の非線形誘電体素子５０は、リード端子５６，５７の鍔部５６ａ，５７ａによって挟持されている状態となる。
【００１３】
ところが、鍔部５６ａ，５７ａの径がセラミック板５２の径に対してかなり小さいため、非線形誘電体素子５０を安定に挟持することはできず、セラミック板５２が傾き易く、リード端子５６，５７が電極５３，５４に対して正確に直交する方向に接合されないことが多かった。加えて、上記のような傾きの結果、リード端子５６，５７と電極５３，５４との接合強度が不十分となることもあった。
【００１４】
本発明の目的は、リード付き非線形誘電体素子の製造方法において、上述した従来技術の欠点を解消し、リード端子を電極に対して正確に直交する方向に、かつ十分な接合強度を有するように接合することを可能とする製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電界−電荷特性においてヒステリシスを示す、リード付き非線形誘電体素子の製造方法であって、セラミック板の両主面に第１，第２の電極がそれぞれ形成されている非線形誘電体素子を用意する工程と、互いに近接・離間するように配置されており、互いに対向する面にリード端子挿入孔を有し、かつ相手方に向かって突出された突出部が形成されている第１，第２の金型を用意する工程と、第１，第２の電極上に接合材を塗布する工程と、第１，第２のリード端子をそれぞれ第１，第２の金型のリード端子挿入孔に挿入し、第１，第２の金型間に非線形誘電体素子を配置し、第１，第２の金型の互いに対向している面を近接させて、前記第１，第２の金型の突出部を非線形誘電体素子の主面に接触もしくは近接させると共に、第１，第２のリード端子を接合材に接触させる工程と、加熱により前記接合材を焼付け、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に接合する工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、上記非線形誘電体素子として、第１，第２の電極の外周縁近傍を被覆するようにセラミック板の両主面にリング状絶縁層がさらに形成されているものが用いられる。また、第１，第２の金型としては、突出部がリード端子挿入孔の周囲であって接合作業に際して絶縁層が接触しない位置に設けられているものが用いられる。さらに、第１，第２のリード端子を接合材に接触させる工程においては、第１，第２の金型の突出部が、接合材と絶縁層との間の領域において第１，第２の電極に接触もしくは近接される。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、前記非線形誘電体素子が、セラミック板の両主面において第１，第２の電極の外周縁近傍を被覆するように形成されたリング状絶縁層がさらに備えられており、前記第１，第２の金型として、前記突出部が、接合作業に際しリング状絶縁層に接触もしくは近接されるように形成されているものが用いられる。第１，第２のリード端子を接合材に接触させる工程においては、第１，第２の金型の突出部がリング状絶縁層に接触もしくは近接される。
【００１８】
好ましくは、請求項２または３に記載の発明においては、請求項４に記載のように、前記絶縁層が焼成により固化される絶縁材料により構成されており、前記第１，第２のリード端子を接合する際の焼成工程において該絶縁層の焼成が同時に行われる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、前記第１，第２のリード端子に、前記リード端子挿入孔よりも大きな径の係止部が設けられており、該係止部の背面が第１，第２の金型の対向し合っている面に係止されるように構成されている。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、前記第１，第２のリード端子が、先端に設けられた第１の鍔部と、第１の鍔部から所定距離隔てられて形成された第２の鍔部とを有し、第２の鍔部が前記係止部を構成している。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、前記係止部が、第１，第２のリード端子の先端に設けられた鍔部により構成されており、第１，第２の金型の対向し合っている面の一部が突出されて端子支持部が形成されており、該端子支持部の先端面にリード端子挿入孔が開口している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の非限定的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２３】
（第１の実施例）
本実施例は、リード付き非線形誘電体素子として、ＨＩＤランプに組み込まれるのに好適なリード端子付きの高圧コンデンサの製造方法に適用した例を示す。
【００２４】
まず、図１に示す非線形誘電体素子１を用意する。非線形誘電体素子１は、電界−電荷特性においてヒステリシスを示す、すなわち、非線形特性を有する誘電体セラミックスにより構成された円板状のセラミック板２を有する。セラミック板２を構成する誘電体セラミックスとしては、非線形特性を示す限り、特に限定されないが、本実施例では、チタン酸バリウム系誘電体セラミックスにより構成されている。なお、セラミック板２の平面形状については、四角形等の他の形状であってもよい。
【００２５】
セラミック板２の上面及び下面には、セラミック板２の径よりも小さな円形の第１，第２の電極３，４が形成されている。第１，第２の電極３，４は、Ａｇ−Ｐｄペーストを塗布し、焼付けることに形成されている。もっとも、電極３，４は、Ａｇ，Ｃｕなどの他の金属や合金を用いて構成してもよい。また、電極３，４の形成方法は、導電ペーストの塗布・焼付けに限定されず、蒸着、メッキもしくはスパッタリング等の他の導電膜形成方法により行ってもよい。
【００２６】
電極３，４の外周縁近傍を被覆するように、セラミック板２の上面及び下面において、リング状の第１，第２の絶縁層５，６がそれぞれ形成されている。絶縁層５，６は、適宜の絶縁性材料で構成することができるが、本実施例では、強誘電性結晶化ガラスペーストを塗布することにより形成されており、後述のリード端子接合工程において接合材と共に焼成される。
【００２７】
次に、上記非線形誘電体素子１の電極３，４の中央に、接合材７，８を塗布する。接合材７，８は、絶縁層５，６の内周縁と所定距離隔てられて電極３，４の中央部分のみに塗布される。接合材７，８は、本実施例では、ガラスフリットを３体積％含有するＡｇペーストにより構成されている。もっとも、接合材７，８としては、焼付けにより固化される適宜の導電性接合材を用いることができる。
【００２８】
本実施例においては、上記接合材７，８を塗布した後、非線形誘電体素子１を、金型１１，１２間にセットする。金型１１は、上方に開いた略円筒状の凹部１１ａを有する。凹部１１ａの底面には、中央にリード端子挿入孔１１ｂが形成されている。
【００２９】
リード端子挿入孔１１ｂは、凹部１１ａの底面から金型１１の下面１１ｃを貫くように形成されている。
他方、凹部１１ａの底面においては、リード端子挿入孔１１ｂの周囲に、円環状の突出部１１ｄが形成されている。突出部１１ｄの幅（幅とは、円環状突出部１１ｄの外周縁と内周縁との間の距離をいうものとする。）は、非線形誘電体素子１における絶縁層６の内周縁と、塗布されている接合材８の外周縁との間の距離よりも小さくされている。また、突出部１１ａの内径は、塗布されている接合材８の径よりも大きくされている。
【００３０】
他方、金型１２は、下面１２ａの中央にリード端子挿入孔１２ｂを有する。リード端子挿入孔１２ｂは、金型１２を下面１２ａから上面１２ｃに貫通している。
【００３１】
金型１２の下面１２ａの平面形状は、金型１１の凹部１１ａとほぼ同様とされており、金型１２は、凹部１１ａ内に嵌まり合うように構成されている。
金型１２の下面１２ａにおいては、リード端子挿入孔１２ｂの周囲に突出部１２ｄが形成されている。突出部１２ｄは、金型１１側の突出部１１ｄと同様に形成されている。すなわち、突出部１２ｄも、平面形状が円環状の形状とされており、その幅は、絶縁層５の内周縁と、接合材７の外周縁との間の距離よりも小さくされている。また、突出部１２ｄの内径は、接合材７の径よりも大きくされている。
【００３２】
上記金型１２，１１に、第１，第２のリード端子９，１０をそれぞれセットする。第１，第２のリード端子９，１０の先端に第１の鍔部９ａ，１０ａが形成されており、第１の鍔部９ａ，１０ａから所定距離隔てて、第２の鍔部９ｂ，１０ｂが設けられている。
【００３３】
リード端子９，１０は、本実施例では、Ｎｉ線を加工することにより構成されている。すなわち、Ｎｉ線を例えばヘッダー加工により加工することにより、前述した第１，第２の鍔部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂが形成されている。
【００３４】
第１，第２の鍔部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂの径は、Ｎｉ線の線径よりも大きく、かつリード端子挿入孔１２ｂ，１１ｂの径よりも大きくされている。
従って、図１に示されているように、第２の鍔部９ｂ，１０ｂの背面（背面とは、非線形誘電体素子１とは反対側の面をいうものとする。）が、接合に際し金型１１の凹部１１ａの底面及び金型１２の下面１２ａにより係止される。すなわち、第２の鍔部９ｂ，１０ｂが、本発明における係止部を構成している。
【００３５】
なお、第２の鍔部９ｂ，１０ｂは上記係止部を構成するものであるが、係止部は円板状に構成される必要は必ずしもなく、第１，第２のリード端子９，１０の長さ方向と直交する方向に複数の突起を形成することにより構成してもよい。
【００３６】
次に、非線形誘電体素子１を凹部１１ａ内に配置し、リード端子９がセットされた金型１２を降下する。その結果、図２に示すように、突出部１１ｄ，１２ｄが電極３，４に接触し、突出部１１ｄ，１２ｄによって非線形誘電体素子１が挟持される。また、リード端子９，１０の第１の鍔部９ａ，１０ａが接合材７，８を介して電極３，４に接触される。このとき、接合材７，８は固化前であり、流動性を有する。しかしながら、接合材７，８が第１の鍔部９ａ，１０ａの背面に回り込んだとしても、リード端子９，１０は第２の鍔部９ｂ，１０ｂにより金型１１，１２に係止されているので、接合材７，８は金型１１，１２に付着し難い。
【００３７】
従って、非線形誘電体素子１は、上記突出部１１ｄ，１２ｄ間で挟持され、突出部１１ｄ，１２ｄが上述した比較的大きなリング状の形状を有するため、非線形誘電体素子１が図２において水平方向に安定に保たれる。すなわち、リード端子９，１０の接合作業に際し、非線形誘電体素子１の傾きが生じ難い。よって、図２に示す状態で加熱し、接合材７，８を焼付けることにより、リード端子９，１０が電極３，４に対して正確に直交する方向に、かつ十分な接合強度で接合される。
【００３８】
なお、上記突出部１１ｄ，１２ｄは、上記のように非線形誘電体素子１を図２において水平方向にその主面が沿うように、非線形誘電体素子１の向きを正しい向きに維持する作用を果たすものである。従って、突出部１１ｄ，１２ｄは、必ずしも、電極３，４に接触している必要はない。すなわち、突出部１１ｄ，１２ｄの先端が、電極３，４と若干の隙間を隔てて配置されていてもよく、その場合であっても、突出部１１ｄ，１２ｄにより非線形誘電体素子１の傾きが確実に防止される。
【００３９】
また、絶縁層５，６についても、接合材７，８の焼付けに際し焼成され、固化される。従って、リード端子９，１０を接合材７，８を焼き付けることにより電極３，４に接合する焼成工程において、絶縁層５，６の焼成も同時に行うことができ、工程の簡略化を果たし得る。
【００４０】
もっとも、絶縁層５，６については、接合材７，８によるリード端子９，１０の接合に先立ち、予め焼成により固化させておいてもよい。
また、絶縁層５，６については、上記強誘電体結晶化ガラスペーストの他、セラミックスラリーを用い、焼結させて絶縁層を構成してもよい。この場合においても、絶縁層５，６の焼成は、接合材７，８の焼成による固化と同じ工程で行ってもよく、接合作業の前に別途焼成しておいてもよい。
【００４１】
上記のようにして、金型１１，１２間からリード端子９，１０が接合された非線形誘電体素子を取り出す。その結果、図３に示すように、リード端子９，１０が焼成された接合材７，８により電極３，４に対して正確に直交する方向に、かつ十分な強度で接合されたリード付き非線形誘電体素子１３を得ることができる。
【００４２】
次に、具体的な実験例につき説明する。
上記セラミック板２として、直径１８ｍｍ、厚み１ｍｍのチタン酸バリウム系セラミック板を用い、その両面に直径１６ｍｍとなるようにＡｇ−Ｐｄペーストを塗布し、焼付け、さらに強誘電性結晶化ガラスを外径１７ｍｍ、内径１４ｍｍのリング状に印刷し、ガラスフリット３体積％を含有する銀ペーストを接合材７，８として用い、電極３，４の中央に３ｍｍ径となるように塗布した。このようにして得た非線形誘電体素子１に、金型１１，１２を用いてリード端子９，１０を接合した。リード端子９，１０としては、線径０．５ｍｍのＮｉ線よりなり、先端に２ｍｍ径の第１の鍔部９ａ，１０ａを、鍔部９ａ，１０ａから１ｍｍ離れた位置に径２ｍｍの第２の鍔部９ｂ，１０ｂを形成したものを用いた。
【００４３】
なお、金型１１，１２における突出部１１ｄ，１２ｄは、それぞれ、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍ及び高さ１．０ｍｍの寸法とした。
上記金型１１，１２間に非線形誘電体素子１をセットし、リード端子９，１０を接合材７，８を介して電極３，４に接触させ、５００℃の温度で焼成することにより、リード付き非線形誘電体素子１３を得た。
【００４４】
比較のために、図６に示した従来法に従って、非線形誘電体素子５１を製造した場合、リード端子５６，５７が電極５３，５４に対して直交する方向に接合されていない不良や接合強度不良の発生率は５０％程度であったのに対し、上記実施例の製造方法では、このようなリード端子の接合方向の不良や接合強度不良はほぼ皆無であることが確かめられた。
【００４５】
また、上記絶縁層５，６を、予め５００℃で焼成した後に、リード端子９，１０の接合作業を上記実験例と同様にして行ってリード付き非線形誘電体素子１３を得た場合にも、リード端子９，１０の接合方向不良や接合強度不良がほとんど生じないことが確かめられた。
【００４６】
なお、上記実施例では、突出部１１ｄ，１２ｄは円環状としたが、上記のように非線形誘電体素子１の傾きを防止するために設けられているものであるため、必ずしも円環状とされる必要はない。すなわち、突出部１１ｄ，１２ｄは、それぞれ、複数の突出部に分割されていてもよい。
【００４７】
また、突出部１１ｄ，１２ｄの高さは、リード端子９，１０のそれぞれ、凹部１１ａの底面や金型１２の下面１２ａから第１，第２の鍔部９ａ，１０ａの前面までの寸法と同等かそれより若干大きく、あるいは小さくすることが望ましい。もっとも、突出部１１ｄ，１２ｄが高すぎると、鍔部９ａ，１０ａの前面が接合材７，８に接触しにくくなる。従って、突出部１１ｄ，１２ｄの高さは、〔凹部１１ａの底面または金型１２の下面１２ａから鍔部１０ａ，９ａの前面までの寸法＋接合材７，８の厚み〕以下とすることが望ましい。
【００４８】
（第２の実施例）
第１の実施例では、図１に示したように、突出部１１ｄ，１２ｄが、接合に際し、絶縁層５，６と接合材７，８との間の領域において第１，第２の電極３，４に接触もしくは近接されるように設けられていたが、突出部１１ｄ，１２ｄの形成位置はこれに限定されるものではない。
【００４９】
図４は、本発明の第２の実施例に係るリード付き非線形誘電体素子の製造方法を説明するための断面図であり、ここでは、第１，第２の金型１１，１２において、突出部１１ｅ，１２ｅが、非線形誘電体素子１の両主面の外周縁近傍の領域に接触するようにリング状に形成されている。
【００５０】
従って、第１の金型１１の凹部１１ａ内に非線形誘電体素子１を載置し、第２の金型１２を第１の金型１１側に近接させた場合、突出部１１ｅ，１２ｅが、それぞれ、絶縁層５，６に接触もしくは近接される。よって、第２の実施例においても、リード端子９，１０の鍔部９ａ，１０ａを接合材７，８を介して電極３，４に接合するに際し、非線形誘電体素子１の傾きを防止することができる。すなわち、上記のように金型１１，１２を近接させた場合に、突出部１１ｅ，１２ｅにより非線形誘電体素子１の傾きが確実に防止される。
【００５１】
突出部１１ｄ，１２ｄに代えて、上記突出部１１ｅ，１２ｅを設けたことを除いては、第２の実施例は、第１の実施例と同様に構成されている。従って、第２の実施例の製造方法においても、第１，第２のリード端子９，１０が、接合材７，８を焼き付けることにより、第１，第２の電極３，４に対して正確に直交する方向にかつ十分な接合強度をもって接合される。
【００５２】
なお、第２の実施例においては、絶縁層５，６は、突出部１１ｅ，１２ｅの先端面に接触することがある。従って、第２の実施例においては、突出部１１ｅ，１２ｅの先端面が絶縁層５，６に接触するおそれがある場合には、絶縁層５，６は、予め焼成されていることが望ましい。
【００５３】
もっとも、第２の実施例においても、接合材７，８の焼成と同時に、絶縁層５，６を焼成することも可能である。すなわち、上記突出部１１ｅ，１２ｅの突出量を、非線形誘電体素子１を第１，第２の金型１１，１２間にセットした状態で、絶縁層５，６に、突出部１１ｅ，１２ｅの先端面が接触しないように選択しておけば、あるいは、突出部１１ｅ，１２ｅの先端面を絶縁層５，６と接触しても接合されないような材質や形態にしておけば、第１の実施例の場合と同様に、接合材７，８の焼成と同時に絶縁層５，６を焼成することができる。
【００５４】
なお、対象とする非線形誘電体素子についても、絶縁層５，６が電極３，４の外周縁近傍を被覆するようなリング状に形成されているものに限定されず、絶縁層が接合材７，８が塗布されている領域を除き両主面全面に形成されている非線形誘電体素子にも適用することができる。
【００５５】
次に、第２の実施例についての具体的な実験例につき説明する。
突出部１１ｅを、第１の金型１１において、凹部１１ａの底面に内径１０ｍｍ×高さ１．０ｍｍの円板状凹部を形成することにより内径１０ｍｍのリング状の突出部１１ｅを形成したこと、並びに第２の金型１２の下面１２ａに同様に、内径１０ｍｍ×高さ１．０ｍｍの円板状凹部を形成することによりその凹部の周囲に高さ１．０ｍｍのリング状突出部１２ｅを形成したことを除いては、第１の実施例の実験例と同様にして、非線形誘電体素子１にリード端子９，１０を接合し、リード付き非線形誘電体素子を得た。
【００５６】
その結果、本実施例においても、リード端子９，１０は電極３，４に対してほぼ直交する方向にかつ十分な接合強度をもって接合されていることが確かめられた。すなわち、リード端子９，１０の接合方向不良や接合強度不良はほぼ皆無であった。
【００５７】
第１，２の実施例では、第１，第２の鍔部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを有するリード端子９，１０を用いたが、係止部としても機能する第１の鍔部９ａ，１０ａのみを有するリード端子を用いてもよい。この場合には、例えば、図１の破線Ａで示すように、金型１１，１２において、鍔部９ａ，１０ａの背面を係止するように、先端面にリード端子挿入孔が開口している端子支持部を突出部１２ｄ，１１ｄ内に設けたり、あるいは凹部１１ａの底面及び金型１２の下面１２ａを破線Ａで示す位置まで至るように金型１１，１２を構成すればよい。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明に係るリード付き非線形誘電体素子の製造方法では、リード端子接合前の非線形誘電体素子を用意した後、第１，第２の電極上に接合材を塗布し、第１，第２の金型間に位置し、第１，第２の金型を近接させることにより、第１，第２の金型の突出部が、第１，第２の電極に接触もしくは近接される。従って、接合に際し、非線形誘電素子が第１，第２の金型間において正確な向きに維持される。よって、第１，第２のリード端子を接合材を介して、第１，第２の電極に対してほぼ直交する方向に正確に接合することができると共に、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に強固に接合することができる。
【００５９】
従って、第１，第２のリード端子が第１，第２の電極に対して正確な方向にかつ十分な強度で接合されたリード付き非線形誘電体素子を安定に提供することが可能となる。
【００６０】
請求項２に記載のリード付き非線形誘電体素子の製造方法では、第１，第２の電極上に接合材を塗布し、非線形誘電体素子を第１，第２の金型間に位置し、第１，第２の金型を近接させることにより、第１，第２の金型の突出部が、接合材と絶縁層との間の領域において第１，第２の電極に接触もしくは近接される。従って、請求項１に記載の発明と同様に、非線形誘電体素子が第１，第２の金型間において正確な向きに維持される。よって、第１，第２のリード端子を接合材を介して第１，第２の電極に対してほぼ直交する方向に正確に接合することができると共に、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に強固に接合することができる。
【００６１】
請求項３に記載のリード付き非線形誘電体素子の製造方法では、第１，第２の電極上に接合材を塗布し、非線形誘電体素子を第１，第２の金型間に位置し、第１，第２の金型を近接させることにより、第１，第２の金型の突出部が、リング状絶縁層に接触もしくは近接される。従って、請求項１に記載の発明と同様に、非線形誘電体素子が第１，第２の金型間において正確な向きに維持される。よって、第１，第２のリード端子を接合材を介して第１，第２の電極に対してほぼ直交する方向に正確に接合することができると共に、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に強固に接合することができる。
【００６２】
請求項４に記載の発明では、絶縁層が焼成により固化される絶縁材料により構成されており、第１，第２のリード端子を接合する際の焼成工程において、該絶縁層の焼成が同時に行われるため、非線形誘電体素子の製造工程の短縮を図ることができる。
【００６３】
請求項５に記載の発明では、第１，第２のリード端子に、リード端子挿入孔よりも大きな径の係止部が設けられており、係止部の背面が第１，第２の金型の対向し合っている面に係止されるように構成されているので、第１，第２の金型を近接させ接合する場合、第１，第２のリード端子が接合材を介して第１，第２の電極に確実に圧接され、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に強固に接合することができる。
【００６４】
請求項６に記載の発明では、第１，第２のリード端子が、先端に設けられた第１の鍔部と、第１の鍔部から所定距離隔てられて形成された第２の鍔部とを有し、第２の鍔部が前記係止部を構成しているので、第２の鍔部により第１，第２のリード端子が接合材を介して第１，第２の電極に対して確実に圧接され、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に強固に接合することができる。加えて、第１，第２の鍔部を有することにより、第１，第２のリード端子の接合部分近傍の機械的強度が高められているため、それによっても、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に対して安定にかつ強固に接合することができる。
【００６５】
さらに、第２の鍔部が第１の鍔部と所定距離隔てて設けられているので、接合材が固化前に第１の鍔部の背面に回り込んだとしても、第２の鍔部には及び難いため、リード端子と金型との誤った接合が生じ難い。
【００６６】
請求項７に記載の発明では、第１，第２のリード端子の先端に設けられた鍔部により係止部が構成されており、該鍔部により第１，第２のリード端子が第１，第２の電極に対して接合材を介して確実に接触され、第１，第２のリード端子を第１，第２の電極に強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の製造方法において、第１，第２のリード端子を接合する工程を説明するための断面図。
【図２】本発明の第１の実施例の製造方法において、第１，第２の金型を近接させ、非線形誘電体素子を突出部間で挟持した状態を示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施例の製造方法で得られたリード付き非線形誘電体素子を示す断面図。
【図４】本発明の第２の実施例の製造方法において、第１，第２のリード端子を接合する工程を説明するための断面図。
【図５】従来の非線形誘電体素子の一例を示す断面図。
【図６】図５に示した非線形誘電体素子においてリード端子を接合する工程を説明するための断面図。
【符号の説明】
１…非線形誘電体素子
２…セラミック板
３，４…第１，第２の電極
５，６…絶縁層
７，８…接合材
９，１０…第１，第２のリード端子
９ａ，１０ａ…第１の鍔部
９ｂ，１０ｂ…第２の鍔部
１１，１２…第１，第２の金型
１１ａ…凹部
１１ｂ，１２ｂ…リード端子挿入孔
１１ｄ，１１ｅ，１２ｄ，１２ｅ…突出部
１２ａ…下面
Ａ…リード端子支持部
１３…リード付き非線形誘電体素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a non-linear dielectric element exhibiting non-linear behavior in electric field-charge characteristics, such as a high-voltage pulse generating capacitor used in a high-intensity discharge lamp (HID lamp), and more particularly to a lead terminal. The present invention relates to a method for manufacturing a non-linear dielectric element with a lead in which the step of bonding is improved.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the HID lamp has been used as a lamp for realizing high luminance. Some HID lamps of this type require a high-pressure pulse of about 1 to 4 kV at startup, such as a high-pressure sodium lamp or a metal halide lamp. Therefore, in order to generate a high voltage pulse, a capacitor having a non-linear characteristic is incorporated.
[0003]
For example, Japanese Utility Model Application No. Hei 3-7774 discloses a nonlinear capacitor as described above. FIG. 5 shows the structure of this nonlinear capacitor.
The capacitor 51 has a structure in which electrodes 53 and 54 are formed on both surfaces of a ceramic plate 52 made of barium titanate-based ceramic. Lead terminals 56 and 57 are bonded to the centers of the electrodes 53 and 54 via bonding materials 55a and 55b, respectively.
[0004]
As the joining materials 55a and 55b, a joining material that is solidified by baking, such as a glass frit-containing Ag paste, is used. At the time of joining, the glass frit-containing Ag paste is applied to the center of the electrodes 53 and 54, and the lead terminals 56 and 57 are pressed against the electrodes 53 and 54 via the glass frit-containing Ag paste to form a glass frit-containing Ag paste. Had been baked.
[0005]
In addition, ring-shaped insulating layers 58 and 59 are formed so as to cover the vicinity of the outer periphery of the electrodes 53 and 54. The insulating layers 58 and 59 are provided to prevent discharge between the electrodes 53 and 54 and increase withstand voltage.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In joining the lead terminals 56 and 57 to the electrodes 53 and 54 in the non-linear capacitor 51 shown in FIG. 5, the lead terminals 56 and 57 are joined in a direction exactly perpendicular to the electrodes 53 and 54; It is strongly required that the lead terminals 56 and 57 be joined to the electrodes 53 and 54 with sufficient strength.
[0007]
In order to satisfy the above requirements, a method of joining the lead terminals 56 and 57 using the dies 61 and 62 shown in FIG. 6 has been considered. The mold 61 has a concave portion 61a opened upward. A lead terminal insertion hole 61b is formed on the bottom surface of the recess 61a. The mold 62 is sized to fit into the recess 61a of the mold 61, and has a lead terminal insertion hole 62b opened on the lower surface 62a.
[0008]
At the time of joining, electrodes 53 and 54 are formed on both surfaces of the ceramic plate 52, and insulating layers 58 and 59 are formed so as to cover the vicinity of the outer peripheral edges of the electrodes 53 and 54. Thereafter, a glass frit-containing Ag paste is applied to the centers of the electrodes 53 and 54 as bonding materials 55a and 55b to obtain the nonlinear dielectric element 50.
[0009]
On the other hand, the lead terminal 57 is inserted into the lead terminal insertion hole 61b of the mold 61 and the lead terminal 56 is inserted into the lead terminal insertion hole 62b of the mold 62, and the nonlinear dielectric element 50 is placed in the mold 61. The mold 62 is lowered. By bringing the molds 61 and 62 close to each other, the flanges 56a and 57a provided at the tips of the lead terminals 56 and 57 are brought into contact with the electrodes 53 and 54 via the joining materials 55a and 55b, and heating is performed in that state. Then, the bonding materials 55a and 55b are fired, and the lead terminals 56 and 57 are bonded to the electrodes 53 and 54.
[0010]
The insulating layers 58 and 59 are formed by applying and baking a glass paste, but are formed by applying and baking a glass paste before joining the lead terminals 56 and 57.
[0011]
By the way, in the nonlinear capacitor 51, the wire diameter of the lead terminals 56 and 57 is usually about 0.5 mm, and the diameter of the flanges 56a and 57a provided at the tip is about 1 to 2 mm. On the other hand, the diameter of the ceramic plate 52 is as large as about 15 to 30 mm.
[0012]
On the other hand, as described above, when the dies 61 and 62 are brought close to each other and the flanges 56a and 57a of the lead terminals 56 and 57 are pressed against the electrodes 53 and 54 via the bonding materials 55a and 55b, the connection before the lead terminals are bonded. The nonlinear dielectric element 50 is held between the flanges 56a and 57a of the lead terminals 56 and 57.
[0013]
However, since the diameters of the flanges 56a and 57a are considerably smaller than the diameter of the ceramic plate 52, the nonlinear dielectric element 50 cannot be stably sandwiched, the ceramic plate 52 is easily inclined, and the lead terminals 56 and 57 are In many cases, the electrodes are not bonded in a direction perpendicular to the electrodes 53 and 54 exactly. In addition, as a result of the above inclination, the bonding strength between the lead terminals 56 and 57 and the electrodes 53 and 54 may be insufficient.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads, in which the disadvantages of the prior art described above are eliminated, and the lead terminals are arranged in a direction exactly perpendicular to the electrodes and have sufficient bonding strength. An object of the present invention is to provide a manufacturing method that enables joining.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a method of manufacturing a leaded nonlinear dielectric element exhibiting hysteresis in electric field-charge characteristics, wherein first and second electrodes are respectively formed on both main surfaces of a ceramic plate. A step of preparing a non-linear dielectric element, which is arranged so as to approach and separate from each other, has a lead terminal insertion hole on surfaces facing each other, and is formed with a protruding portion protruding toward the other party. Preparing first and second molds, applying a bonding material on the first and second electrodes, and connecting the first and second lead terminals to the first and second molds, respectively. The first and second molds are inserted into the lead terminal insertion holes of the first and second molds, and the opposing surfaces of the first and second molds are brought close to each other, thereby obtaining the first and second molds. The protruding part of the second mold is in contact with or close to the main surface of the nonlinear dielectric element And bonding the first and second lead terminals to the bonding material, and baking the bonding material by heating to bond the first and second lead terminals to the first and second electrodes. It is characterized by having.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, as the nonlinear dielectric element, a ring-shaped insulating layer is further formed on both main surfaces of the ceramic plate so as to cover the vicinity of the outer peripheral edges of the first and second electrodes. Is used. Further, as the first and second dies, those provided with protrusions around the lead terminal insertion holes and at positions where the insulating layer does not come into contact during the joining operation are used. Further, in the step of bringing the first and second lead terminals into contact with the bonding material, the first and second mold protrusions may be provided in the region between the bonding material and the insulating layer. It is in contact with or in proximity to the electrode
[0017]
In the invention described in claim 3, the nonlinear dielectric element further includes a ring-shaped insulating layer formed on both main surfaces of the ceramic plate so as to cover the vicinity of the outer peripheral edges of the first and second electrodes. As the first and second dies, those in which the protruding portions are formed so as to be in contact with or close to the ring-shaped insulating layer during the joining operation are used. In the step of bringing the first and second lead terminals into contact with the bonding material, the protruding portions of the first and second dies contact or come close to the ring-shaped insulating layer.
[0018]
Preferably, in the invention according to claim 2 or 3, the insulating layer is made of an insulating material solidified by firing, and the first and second lead terminals are provided. Are fired simultaneously in a firing step at the time of bonding.
[0019]
In the invention described in claim 5, the first and second lead terminals are provided with a locking portion having a diameter larger than that of the lead terminal insertion hole, and the back surface of the locking portion is provided with the first and second lead terminals. The second mold is configured to be locked to the opposing surfaces of the two molds.
[0020]
In the invention as set forth in claim 6, the first and second lead terminals are provided with a first flange provided at a tip and a second flange formed at a predetermined distance from the first flange. And a second flange portion constitutes the locking portion.
[0021]
In the invention described in claim 7, the locking portion is constituted by a flange provided at the tip of the first and second lead terminals, and the first and second dies face each other. A terminal support portion is formed by protruding a part of the surface of the terminal support portion, and a lead terminal insertion hole is opened in a distal end surface of the terminal support portion.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be clarified by describing non-limiting examples of the present invention.
[0023]
(First embodiment)
The present embodiment shows an example in which the present invention is applied to a method for manufacturing a high-voltage capacitor with lead terminals suitable for being incorporated in an HID lamp as a non-linear dielectric element with leads.
[0024]
First, the nonlinear dielectric element 1 shown in FIG. 1 is prepared. The nonlinear dielectric element 1 has a disc-shaped ceramic plate 2 which exhibits hysteresis in electric field-charge characteristics, that is, is made of dielectric ceramics having nonlinear characteristics. The dielectric ceramic constituting the ceramic plate 2 is not particularly limited as long as it exhibits nonlinear characteristics. In this embodiment, the dielectric ceramic is made of barium titanate-based dielectric ceramic. The planar shape of the ceramic plate 2 may be another shape such as a square.
[0025]
On the upper and lower surfaces of the ceramic plate 2, circular first and second electrodes 3 and 4 smaller than the diameter of the ceramic plate 2 are formed. The first and second electrodes 3 and 4 are formed by applying and baking an Ag-Pd paste. However, the electrodes 3 and 4 may be formed using other metals or alloys such as Ag and Cu. The method of forming the electrodes 3 and 4 is not limited to the application and baking of a conductive paste, but may be performed by another conductive film forming method such as vapor deposition, plating, or sputtering.
[0026]
Ring-shaped first and second insulating layers 5 and 6 are respectively formed on the upper and lower surfaces of the ceramic plate 2 so as to cover the vicinity of the outer peripheral edges of the electrodes 3 and 4. The insulating layers 5 and 6 can be made of an appropriate insulating material. In the present embodiment, the insulating layers 5 and 6 are formed by applying a ferroelectric crystallized glass paste. Fired with the material.
[0027]
Next, bonding materials 7 and 8 are applied to the centers of the electrodes 3 and 4 of the nonlinear dielectric element 1. The bonding materials 7 and 8 are applied only to the central portions of the electrodes 3 and 4 at a predetermined distance from the inner peripheral edges of the insulating layers 5 and 6. In this embodiment, the joining materials 7 and 8 are made of an Ag paste containing 3% by volume of glass frit. However, as the bonding materials 7 and 8, an appropriate conductive bonding material that is solidified by baking can be used.
[0028]
In this embodiment, after applying the bonding materials 7 and 8, the nonlinear dielectric element 1 is set between the molds 11 and 12. The mold 11 has a substantially cylindrical concave portion 11a opened upward. A lead terminal insertion hole 11b is formed in the center of the bottom surface of the concave portion 11a.
[0029]
The lead terminal insertion hole 11b is formed so as to penetrate the lower surface 11c of the mold 11 from the bottom surface of the concave portion 11a.
On the other hand, on the bottom surface of the recess 11a, an annular protrusion 11d is formed around the lead terminal insertion hole 11b. The width of the protruding portion 11d (the width means the distance between the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the annular protruding portion 11d) depends on the inner peripheral edge of the insulating layer 6 in the nonlinear dielectric element 1 and the coating. The distance from the outer peripheral edge of the bonding material 8 is smaller than that of the bonding material 8. The inner diameter of the protruding portion 11a is larger than the diameter of the applied bonding material 8.
[0030]
On the other hand, the mold 12 has a lead terminal insertion hole 12b at the center of the lower surface 12a. The lead terminal insertion hole 12b penetrates the mold 12 from the lower surface 12a to the upper surface 12c.
[0031]
The planar shape of the lower surface 12a of the mold 12 is substantially the same as that of the recess 11a of the mold 11, and the mold 12 is configured to fit in the recess 11a.
On the lower surface 12a of the mold 12, a protrusion 12d is formed around the lead terminal insertion hole 12b. The protrusion 12d is formed similarly to the protrusion 11d on the mold 11 side. That is, the protruding portion 12 d also has an annular shape in plan view, and has a width smaller than the distance between the inner peripheral edge of the insulating layer 5 and the outer peripheral edge of the bonding material 7. Further, the inner diameter of the protruding portion 12 d is set to be larger than the diameter of the bonding material 7.
[0032]
First and second lead terminals 9 and 10 are set on the molds 12 and 11, respectively. First flanges 9a, 10a are formed at the tips of the first and second lead terminals 9, 10, and the second flanges 9b, 10b are separated from the first flanges 9a, 10a by a predetermined distance. Is provided.
[0033]
In the present embodiment, the lead terminals 9 and 10 are formed by processing a Ni wire. That is, the above-described first and second flanges 9a, 9b, 10a, and 10b are formed by processing the Ni wire by, for example, header processing.
[0034]
The diameter of the first and second flanges 9a, 9b, 10a, 10b is larger than the diameter of the Ni wire and larger than the diameter of the lead terminal insertion holes 12b, 11b.
Therefore, as shown in FIG. 1, the back surfaces of the second flange portions 9b and 10b (the back surface refers to the surface opposite to the non-linear dielectric element 1) are used for bonding. It is locked by the bottom surface of the concave portion 11 a of the mold 11 and the lower surface 12 a of the mold 12. That is, the second flange portions 9b and 10b constitute the locking portion in the present invention.
[0035]
Although the second flange portions 9b and 10b constitute the above-mentioned locking portion, the locking portion does not necessarily have to be formed in a disk shape, and the first and second lead terminals 9, 10 are not necessarily required. May be formed by forming a plurality of projections in a direction perpendicular to the length direction of the projection.
[0036]
Next, the nonlinear dielectric element 1 is arranged in the recess 11a, and the mold 12 on which the lead terminals 9 are set is lowered. As a result, as shown in FIG. 2, the protrusions 11d and 12d come into contact with the electrodes 3 and 4, and the nonlinear dielectric element 1 is held between the protrusions 11d and 12d. In addition, the first flange portions 9a, 10a of the lead terminals 9, 10 are brought into contact with the electrodes 3, 4 via the joining materials 7, 8. At this time, the joining materials 7 and 8 have not been solidified yet and have fluidity. However, even if the joining members 7 and 8 wrap around the back surfaces of the first flange portions 9a and 10a, the lead terminals 9 and 10 are locked to the dies 11 and 12 by the second flange portions 9b and 10b. Therefore, the bonding materials 7 and 8 are hard to adhere to the dies 11 and 12.
[0037]
Therefore, the nonlinear dielectric element 1 is sandwiched between the protrusions 11d and 12d, and the protrusions 11d and 12d have the above-described relatively large ring shape. Is kept stable. That is, when joining the lead terminals 9 and 10, the non-linear dielectric element 1 is hardly inclined. Therefore, by heating in the state shown in FIG. 2 and baking the bonding materials 7 and 8, the lead terminals 9 and 10 are bonded in a direction perpendicular to the electrodes 3 and 4 with sufficient bonding strength. You.
[0038]
The protrusions 11d and 12d serve to maintain the orientation of the nonlinear dielectric element 1 in the correct direction so that the main surface of the nonlinear dielectric element 1 extends horizontally in FIG. 2 as described above. Things. Therefore, the protrusions 11d and 12d need not necessarily be in contact with the electrodes 3 and 4. That is, the tips of the protrusions 11d and 12d may be arranged with a slight gap from the electrodes 3 and 4. Even in this case, the inclination of the nonlinear dielectric element 1 is reduced by the protrusions 11d and 12d. It is reliably prevented.
[0039]
The insulating layers 5 and 6 are also baked and solidified when the bonding materials 7 and 8 are baked. Therefore, in the firing step of bonding the lead terminals 9 and 10 to the electrodes 3 and 4 by baking the bonding materials 7 and 8, the insulating layers 5 and 6 can be fired at the same time, and the process can be simplified.
[0040]
However, the insulating layers 5 and 6 may be solidified in advance by firing before joining the lead terminals 9 and 10 with the joining materials 7 and 8.
The insulating layers 5 and 6 may be formed by sintering ceramic slurry instead of the ferroelectric crystallized glass paste to form the insulating layers. Also in this case, the baking of the insulating layers 5 and 6 may be performed in the same step as the solidification of the bonding materials 7 and 8 by baking, or may be performed separately before the bonding operation.
[0041]
As described above, the nonlinear dielectric element to which the lead terminals 9 and 10 are joined is taken out from between the molds 11 and 12. As a result, as shown in FIG. 3, the lead terminals 9, 10 are bonded by the fired bonding materials 7, 8 in a direction exactly perpendicular to the electrodes 3, 4 and with sufficient strength. The dielectric element 13 can be obtained.
[0042]
Next, specific experimental examples will be described.
A barium titanate-based ceramic plate having a diameter of 18 mm and a thickness of 1 mm was used as the ceramic plate 2, and an Ag-Pd paste was applied to both surfaces thereof so as to have a diameter of 16 mm, baked, and further, the outer diameter of the ferroelectric crystallized glass was reduced. Printing was performed in a ring shape having a diameter of 17 mm and an inner diameter of 14 mm, and silver paste containing 3% by volume of glass frit was used as bonding materials 7 and 8 and applied to the centers of the electrodes 3 and 4 to have a diameter of 3 mm. The lead terminals 9 and 10 were joined to the nonlinear dielectric element 1 thus obtained using the molds 11 and 12. The lead terminals 9 and 10 are made of a Ni wire having a wire diameter of 0.5 mm, and the first flanges 9 a and 10 a having a diameter of 2 mm are provided at the tip and the second flanges 2 mm having a diameter of 2 mm are provided at positions 1 mm away from the flanges 9 a and 10 a. Formed with the flange portions 9b and 10b.
[0043]
The protrusions 11d and 12d of the molds 11 and 12 had dimensions of an outer diameter of 13 mm, an inner diameter of 10 mm, and a height of 1.0 mm, respectively.
The non-linear dielectric element 1 is set between the molds 11 and 12, and the lead terminals 9 and 10 are brought into contact with the electrodes 3 and 4 via the joining materials 7 and 8 and are fired at a temperature of 500 ° C. To obtain a non-linear dielectric element 13.
[0044]
For comparison, when the nonlinear dielectric element 51 is manufactured according to the conventional method shown in FIG. 6, when the lead terminals 56 and 57 are not bonded in the direction orthogonal to the electrodes 53 and 54, or the bonding strength is poor. The occurrence rate was about 50%, while it was confirmed that in the manufacturing method of the above embodiment, there was almost no such defect in the joining direction and the joining strength of the lead terminals.
[0045]
Also, when the insulating layers 5 and 6 are preliminarily baked at 500 ° C., and the joining operation of the lead terminals 9 and 10 is performed in the same manner as in the above-described experimental example, the leaded nonlinear dielectric element 13 is obtained. It was confirmed that the bonding directions of the lead terminals 9 and 10 and the bonding strength were hardly defective.
[0046]
In the above embodiment, the protrusions 11d and 12d are formed in an annular shape. However, since the protrusions 11d and 12d are provided to prevent the inclination of the nonlinear dielectric element 1 as described above, they are necessarily formed in an annular shape. No need. That is, each of the protrusions 11d and 12d may be divided into a plurality of protrusions.
[0047]
The heights of the protruding portions 11d and 12d are equal to the dimensions of the lead terminals 9 and 10 from the bottom surface of the concave portion 11a and the lower surface 12a of the mold 12 to the front surfaces of the first and second flange portions 9a and 10a, respectively. It is desirable to make it slightly larger or smaller. However, if the protrusions 11d and 12d are too high, the front surfaces of the flanges 9a and 10a will not easily come into contact with the joining members 7 and 8. Therefore, the height of the protruding portions 11d, 12d is desirably not more than [the dimension from the bottom surface of the concave portion 11a or the lower surface 12a of the mold 12 to the front surface of the flange portions 10a, 9a + the thickness of the joining materials 7, 8]. .
[0048]
(Second embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the projections 11d and 12d are used to form the first and second electrodes 3 in the region between the insulating layers 5 and 6 and the joining materials 7 and 8 at the time of joining. , 4 are provided so as to be in contact with or close to each other, but the formation positions of the protruding portions 11d and 12d are not limited to this.
[0049]
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to a second embodiment of the present invention. The portions 11e and 12e are formed in a ring shape so as to contact regions near the outer peripheral edges of both main surfaces of the nonlinear dielectric element 1.
[0050]
Therefore, when the nonlinear dielectric element 1 is placed in the concave portion 11a of the first mold 11 and the second mold 12 is brought close to the first mold 11, the protrusions 11e, 12e They are in contact with or close to the insulating layers 5 and 6, respectively. Therefore, also in the second embodiment, when joining the flanges 9a, 10a of the lead terminals 9, 10 to the electrodes 3, 4 via the joining materials 7, 8, the inclination of the nonlinear dielectric element 1 is prevented. Can be. That is, when the dies 11 and 12 are brought close to each other as described above, the inclination of the nonlinear dielectric element 1 is reliably prevented by the protrusions 11e and 12e.
[0051]
The second embodiment has the same configuration as the first embodiment except that the protrusions 11e and 12e are provided instead of the protrusions 11d and 12d. Therefore, also in the manufacturing method of the second embodiment, the first and second lead terminals 9 and 10 are accurately bonded to the first and second electrodes 3 and 4 by baking the bonding materials 7 and 8. In a direction perpendicular to the direction and with sufficient bonding strength.
[0052]
In the second embodiment, the insulating layers 5 and 6 may come into contact with the tip surfaces of the protrusions 11e and 12e. Therefore, in the second embodiment, when there is a possibility that the tip surfaces of the protrusions 11e and 12e may come into contact with the insulating layers 5 and 6, it is preferable that the insulating layers 5 and 6 be baked in advance.
[0053]
However, also in the second embodiment, the insulating layers 5 and 6 can be fired simultaneously with the firing of the bonding materials 7 and 8. That is, the amount of protrusion of the protrusions 11e and 12e is set on the insulating layers 5 and 6 in a state where the nonlinear dielectric element 1 is set between the first and second molds 11 and 12. If the tip surfaces are selected so that they do not come into contact with each other, or if the tip surfaces of the protrusions 11e and 12e are made of a material or a form that will not be joined even when they come into contact with the insulating layers 5 and 6, the first embodiment will be described. As in the case of the example, the insulating layers 5 and 6 can be fired simultaneously with the firing of the bonding materials 7 and 8.
[0054]
The non-linear dielectric element of interest is not limited to a ring-shaped one in which the insulating layers 5 and 6 cover the vicinity of the outer periphery of the electrodes 3 and 4, and the insulating layer is formed of a bonding material 7. , 8 can be applied to the non-linear dielectric element formed on the entire surface of both main surfaces except for the region where the surface is coated.
[0055]
Next, a specific experimental example of the second embodiment will be described.
Forming a ring-shaped protrusion 11e having an inner diameter of 10 mm by forming a disk-shaped recess having an inner diameter of 10 mm × a height of 1.0 mm on the bottom surface of the recess 11a in the first mold 11; Similarly, a disc-shaped recess having an inner diameter of 10 mm and a height of 1.0 mm is formed on the lower surface 12a of the second mold 12, thereby forming a ring-shaped protrusion 12e having a height of 1.0 mm around the recess. Except for this, the lead terminals 9 and 10 were joined to the nonlinear dielectric element 1 in the same manner as in the experimental example of the first embodiment to obtain a nonlinear dielectric element with leads.
[0056]
As a result, also in this example, it was confirmed that the lead terminals 9 and 10 were joined to the electrodes 3 and 4 in a direction substantially orthogonal to the electrodes 3 and 4 with sufficient joining strength. That is, there was almost no defective bonding direction or defective bonding strength of the lead terminals 9 and 10.
[0057]
In the first and second embodiments, the lead terminals 9 and 10 having the first and second flanges 9a, 9b, 10a and 10b are used. However, the first flange 9a, A lead terminal having only 10a may be used. In this case, for example, as shown by a dashed line A in FIG. 1, a lead terminal insertion hole is opened in the distal end surface of the molds 11 and 12 so as to lock the rear surfaces of the flanges 9a and 10a. The dies 11 and 12 may be provided in the protruding portions 12d and 11d, or may be configured so that the bottom surface of the concave portion 11a and the lower surface 12a of the die 12 reach the position indicated by the broken line A.
[0058]
【The invention's effect】
In the method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to the first aspect of the present invention, after preparing the non-linear dielectric element before lead terminal bonding, a bonding material is applied on the first and second electrodes, The protrusions of the first and second molds are located between the first and second molds and brought into contact with or near the first and second electrodes by bringing the first and second molds close to each other. Is done. Therefore, upon joining, the non-linear dielectric element is maintained in the correct orientation between the first and second molds. Therefore, the first and second lead terminals can be accurately bonded to the first and second electrodes in a direction substantially orthogonal to the first and second electrodes via the bonding material. It can be firmly bonded to the first and second electrodes.
[0059]
Therefore, it is possible to stably provide a non-linear dielectric element with leads in which the first and second lead terminals are joined to the first and second electrodes in accurate directions and with sufficient strength.
[0060]
In the method of manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to claim 2, a bonding material is applied on the first and second electrodes, and the non-linear dielectric element is positioned between the first and second molds; By bringing the first and second molds close to each other, the protrusions of the first and second molds are brought into contact with or near the first and second electrodes in a region between the bonding material and the insulating layer. You. Therefore, the nonlinear dielectric element is maintained in the correct orientation between the first and second molds, similarly to the first aspect. Therefore, the first and second lead terminals can be accurately joined to the first and second electrodes via the joining material in a direction substantially orthogonal to the first and second electrodes. First, it can be firmly joined to the second electrode.
[0061]
In the method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to claim 3, a bonding material is applied on the first and second electrodes, and the non-linear dielectric element is positioned between the first and second molds. By bringing the first and second molds close to each other, the protrusions of the first and second molds are brought into contact with or close to the ring-shaped insulating layer. Therefore, the nonlinear dielectric element is maintained in the correct orientation between the first and second molds, similarly to the first aspect. Therefore, the first and second lead terminals can be accurately joined to the first and second electrodes via the joining material in a direction substantially orthogonal to the first and second electrodes. First, it can be firmly joined to the second electrode.
[0062]
In the invention described in claim 4, the insulating layer is made of an insulating material that is solidified by firing, and in the firing step of joining the first and second lead terminals, firing of the insulating layer is performed simultaneously. Therefore, the manufacturing process of the nonlinear dielectric element can be shortened.
[0063]
According to the fifth aspect of the invention, the first and second lead terminals are provided with a locking portion having a diameter larger than the lead terminal insertion hole, and the back surface of the locking portion is provided with the first and second gold. When the first and second dies are brought close to each other and joined together, the first and second lead terminals are connected via a joining material. The first and second electrodes are securely pressed against the first and second electrodes, and the first and second lead terminals can be firmly joined to the first and second electrodes.
[0064]
In the invention described in claim 6, the first and second lead terminals are provided at the first flange portion provided at the tip and the second flange portion formed at a predetermined distance from the first flange portion. Since the second flange portion constitutes the locking portion, the second flange portion allows the first and second lead terminals to be connected to the first and second electrodes via a bonding material. The first and second lead terminals can be firmly joined to the first and second electrodes. In addition, by having the first and second flanges, the mechanical strength in the vicinity of the joint between the first and second lead terminals is increased. The terminal can be stably and firmly joined to the first and second electrodes.
[0065]
Further, since the second flange portion is provided at a predetermined distance from the first flange portion, even if the joining material goes around the back surface of the first flange portion before solidification, the second flange portion is formed on the second flange portion. Therefore, erroneous bonding between the lead terminal and the mold is unlikely to occur.
[0066]
According to the invention described in claim 7, the locking portion is constituted by the flange provided at the tip of the first and second lead terminals, and the first and second lead terminals are formed by the flange to the first and second lead terminals. , The second electrode is securely contacted via the bonding material, and the first and second lead terminals can be firmly bonded to the first and second electrodes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a step of joining first and second lead terminals in a manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the first and second dies are brought close to each other and the nonlinear dielectric element is sandwiched between protrusions in the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a leaded nonlinear dielectric element obtained by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a step of joining first and second lead terminals in the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional nonlinear dielectric element.
FIG. 6 is a sectional view for explaining a step of joining lead terminals in the nonlinear dielectric element shown in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1. Non-linear dielectric element
2. Ceramic plate
3,4 ... first and second electrodes
5, 6 ... insulating layer
7, 8 ... joining material
9, 10 ... First and second lead terminals
9a, 10a: First flange
9b, 10b ... second flange
11, 12 ... first and second molds
11a ... recess
11b, 12b ... lead terminal insertion holes
11d, 11e, 12d, 12e ... projecting portions
12a ... lower surface
A: Lead terminal support
13 ... Leaded nonlinear dielectric element

Claims

A method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads, showing hysteresis in electric field-charge characteristics,
A step of preparing a non-linear dielectric element in which first and second electrodes are respectively formed on both main surfaces of the ceramic plate;
Prepare first and second molds which are arranged so as to be close to and apart from each other, have lead terminal insertion holes on surfaces facing each other, and are formed with protrusions protruding toward the other party. The process of
Applying a bonding material on the first and second electrodes;
First and second lead terminals are respectively inserted into lead terminal insertion holes of the first and second molds, and a non-linear dielectric element is arranged between the first and second molds. The surfaces of the molds facing each other are brought close to each other, and the protrusions of the first and second molds are brought into contact with or close to the main surface of the nonlinear dielectric element. Contacting the bonding material with the bonding material;
Baking the bonding material by heating and bonding the first and second lead terminals to the first and second electrodes.

The nonlinear dielectric element further includes a ring-shaped insulating layer formed so as to cover the outer peripheral edges of the first and second electrodes on both main surfaces of the ceramic plate,
As the first and second molds, those in which the protruding portion is formed around the lead terminal insertion hole and at a position where the insulating layer does not come into contact during the joining operation are used,
In the step of bringing the first and second lead terminals into contact with the bonding material, the protrusions of the first and second molds are brought into contact with the first and second electrodes in a region between the bonding material and the insulating layer. The method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to claim 1, wherein the non-linear dielectric element has leads.

The nonlinear dielectric element further includes a ring-shaped insulating layer formed so as to cover the outer peripheral edges of the first and second electrodes on both main surfaces of the ceramic plate,
As the first and second molds, those in which the protruding portions are formed so as to be in contact with or close to the ring-shaped insulating layer during the joining operation are used, and the first and second lead terminals are joined with a joining material. 2. The method of manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to claim 1, wherein, in the step of contacting, the protrusions of the first and second molds are brought into contact with or close to the ring-shaped insulating layer.

4. The insulating layer according to claim 2, wherein the insulating layer is made of an insulating material that is solidified by firing, and the insulating layer is fired simultaneously in a firing step when joining the first and second lead terminals. 5. Of manufacturing a non-linear dielectric element with a lead.

The first and second lead terminals are provided with locking portions having a diameter larger than that of the lead terminal insertion holes, and the back surfaces of the locking portions are opposed to the first and second molds. The method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-linear dielectric element is configured to be locked to a surface on which the non-linear dielectric element is attached.

The first and second lead terminals each include a first flange provided at a tip and a second flange formed at a predetermined distance from the first flange. The method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to claim 5, wherein a flange portion constitutes the locking portion.

The locking portion is constituted by a flange portion provided at the tip of the first and second lead terminals, and a part of the opposing surfaces of the first and second molds is projected. The method for manufacturing a non-linear dielectric element with leads according to claim 5, wherein a terminal support portion is formed, and a lead terminal insertion hole is opened at a tip end surface of the terminal support portion.