Aus US 4,027,209 sind Kondensatoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die Elektrodenschichten als Elektro- denmetall Silber aufweisen. Silber wird in diesem Fall wegen seines hervorragenden Leitwerts verwendet. Ferner weisen die Elektrodenschichten ein Zusatzmetall auf, das üblicherweise Palladium ist. Durch die Beigabe des Palladiums zum Silber wird der Schmelzpunkt der Elektrodenschichten in geeigneter Weise angehoben, so daß die Elektrodenschichten zusammen mit den Dielektrikumschichten bei einer den Schmelzpunkt des Elektrodenmetalls übersteigenden Temperatur gesintert werden können.

Die bekannten Kondensatoren haben den Nachteil, daß sie durch einen relativ hohen Palladiumanteil teuer in der Herstellung sind, da das Palladium sehr teuer in der Beschaffung ist.

Die bekannten Kondensatoren haben ferner den Nachteil, daß das Silber aufgrund der hohen Temperatur während des Sinterns in das Keramikmaterial eindiffundiert. Dadurch werden die Elektrodenschichten ausgedünnt oder verschwinden stellenweise sogar ganz. Dies führt dazu, daß der Wirkwiderstand der Elek- trodenschichten und damit des Kondensators ansteigt, wodurch die im Kondensator erzeugten Verluste größer werden.

Da sich im Fall von stellenweise ganz verschwindenden Elek- trodenschichten geringere Elektrodenflächen im Kondensator gegenüberstehen, sinkt auch die Kapazität des Kondensators signifikant, was aufgrund der dadurch reduzierten Volumenaus- nutzung nicht erwünscht ist.

Es sind darüber hinaus Kondensatoren bekannt, bei denen dem Verschwinden der Elektrodenschichten dadurch begegnet wird, daß die Elektrodenschichten mit einer großen Schichtdicke von circa 5 Am im Kondensator angeordnet werden.

Diese dicken Elektrodenschichten haben allerdings den Nach- teil, daß durch die vergrößerte Schichtdicke verstärkt Dela- mination auftritt. Dabei löst sich die Elektrodenschicht von der Dielektrikumschicht, wodurch der Kondensator mechanisch instabil wird. Das Ablösen der Elektrodenschicht von der Die- lektrikumschicht geschieht wegen des unterschiedlichen Schwindungsverhaltens von Dielektrikumschicht und Elektroden- schicht, was v. a. am Rand der Schichten zu mechanischen Spannungsspitzen führt.

Darüber hinaus hat eine dick ausgeführte Elektrodenschicht den Nachteil, daß der Kondensator ein größeres Volumen auf- weist, ohne daß gleichzeitig die Kapazität des Kondensators vergrößert wird. Somit hat der mit Elektrodenschichten einer größeren Schichtdicke versehene Kondensator eine schlechtere Volumenausnutzung.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kondensa- tor bereitzustellen, bei dem die Diffusion von Elektrodenme- tall aus der Elektrodenschicht während des Sinterns verrin- gert werden kann.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch einen Kondensator nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin- dung und ein Verfahren zur Herstellung des Kondensators sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung gibt einen Kondensator an mit übereinanderlie- genden Elektrodenschichten, die ein Elektrodenmetall aufwei- sen und die durch Dielektrikumschichten voneinander isoliert sind, wobei als Dielektrikumschicht ein durchgehend mit Elek- trodenmetall dotiertes Keramikmaterial verwendet ist.

Der erfindungsgemäße Kondensator hat den Vorteil, daß durch den Anteil an Elektrodenmetall im Keramikmaterial ein Diffu- sionsgleichgewicht eingestellt werden kann, das die Diffusion von Elektrodenmetall in das Keramikmaterial während eines zur Fertigstellung des Kondensators notwendigen Sintervorgangs verhindert. Ein geeigneter Anteil an Elektrodenmetall beträgt beispielsweise 0,01 bis 5 Gewichtsprozent vom Keramikmateri- al.

Um die Diffusion von Elektrodenmetall in das Keramikmaterial gleichmäßig zu verhindern, sind Dielektrikumschichten beson- ders vorteilhaft, die einen homogen verteilten Anteil an Elektrodenmetall aufweisen. Die Homogenität der Verteilung ist auf einer Skala zu betrachten, die die einzelnen Kristal- lite, aus denen die Keramik besteht, nicht voneinander unter- scheiden kann.

Ferner ist ein Kondensator besonders vorteilhaft, bei dem das Keramikmaterial eine polykristalline Struktur mit Kristalli- ten aufweist und bei dem sich wenigstens 90 % des Elektroden- metallanteils des Keramikmaterials innerhalb einer Rand- schicht der Kristallite befinden, deren Dicke ein Viertel der größten Ausdehnung der Kristallite beträgt. Diese Verteilung des Elektrodenmetalls im Keramikmaterial bewirkt eine beson- ders gute Reduktion der Diffusion von Elektrodenmetall ins Keramikmaterial.

Eine andere Ausführungsform des Kondensators besteht darin, daß das Elektrodenmetall sich in der Hauptsache zwischen den Korngrenzen der das Keramikmaterial bildenden Kristallite be-

findet. Auch dadurch kann eine Verminderung der Diffusion während des Sinterns erreicht werden.

Die verminderte Diffusion von Elektrodenmetall erlaubt die Herstellung von Kondensatoren, bei denen bei einer Dielektri- kumschichtdicke zwischen 5 und 60 Am eine Elektrodenschicht- dicke von maximal 1,5 Am ausreicht, um auch nach dem Sintern eine homogene, durchgehende Elektrodenschicht zu behalten.

Diese dünnen Elektrodenschichten haben den Vorteil, daß neben einem verringerten Verbrauch an Metallmaterial, der insbeson- dere bei Verwendung von Edelmetallen wie Silber oder Palladi- um eine Rolle spielt, eine reduzierte Delamination aufgrund eines verringerten Unterschieds im Schwindungsverhalten von Elektroden-und Dielektrikumschicht beobachtet wird. Zudem hat eine Elektrodenschicht geringer Dicke den Vorteil einer höheren Ausnutzung des Volumens bei gleichbleibender Kapazi- tät des Kondensators.

Die Erfindung ermöglicht aufgrund der verminderten Diffusion von Elektrodenmetall einen Kondensator, bei dem die Elektro- denschichten bei einer Temperatur schmelzen, die sich nur we- nig von der Sintertemperatur unterscheidet. Dadurch kann der Anteil von teuerem, den Schmelzpunkt der Elektrodenschichten erhöhendem Zusatzmetall an den Elektrodenschichten verringert werden. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Wirtschaftlich- keit des erfindungsgemäßen Kondensators.

Als Elektrodenmetall kommt wegen seiner guten leitenden Ei- genschaften Silber in Betracht. Als Zusatzmetall wird in die- sem Fall besonders vorteilhaft Palladium verwendet, da es in geeigneter Weise den Schmelzpunkt der Elektrodenschicht anhe- ben kann.

Im Gegensatz zu den bekannten Kondensatoren, bei denen das Gewichtsverhältnis von Silber/Palladium bei 70/30 liegt, ge- nügt beim erfindungsgemäßen Kondensator ein Gewichtsverhält-

nis Silber/Palladium zwischen 75/25 und 90/10. Der erhöhte Silberanteil in der Elektrodenschicht hat den Vorteil, daß der Wirkwiderstand des Kondensators durch die verglichen mit Palladium bessere Leitfähigkeit von erniedrigt wird, was zu geringeren Verlusten im Kondensator führt. Darüber hinaus werden dadurch die Kosten für den Kondensator vermindert, da Silber wesentlich billiger als Palladium ist.

Das Keramikmaterial des Kondensators kann vorzugsweise Bari- umtitanat enthalten, das aufgrund seiner hohen Dielektrizi- tätskonstante sehr gut als Dielektrikum für Kondensatoren ge- eignet ist. Als zusätzliche Bestandteile kann das Keramikma- terial zwischen 0,1 und 15 Gewichtsprozent an B203, Si02, A1203, ZnO, oder auch Bi203, Nb205 oder Nd203 enthalten. Es ist jedoch auch denkbar, dem Keramikmaterial noch weitere Me- talloxide beizumischen.

Zur Einstellung eines die Diffusion verhindernden Diffusions- gleichgewichtes hat sich ein Anteil von Elektrodenmetall am Keramikmaterial zwischen 0,5 und 1,5 Gewichtsprozent als be- sonders geeignet erwiesen. Dies gilt insbesondere dann, wenn als Elektrodenmetall Silber verwendet wird.

Um eine gute Lamination der Elektrodenschichten mit den Die- lektrikumschichten und dadurch eine hohe mechanische Stabili- tät des Kondensators zu erreichen, ist es besonders vorteil- haft, den Kondensator bei einer Temperatur von mehr als 1000 °C zu sintern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Sintertemperatur noch größer ; sie beträgt 1100 °C.

Darüber hinaus gibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstel- lung eines Kondensators an, bei dem zunächst aus pulverförmi- gem Keramikmaterial ein flüssiger Schlicker präpariert wird.

Zu diesem Schlicker wird Elektrodenmetall in Form von Elek- trodenmetalloxidkörnern beigegeben. Diese Elektrodenmetal- loxidkörner können beispielsweise Ag20-Körner sein.

Das Verfahren zur Herstellung des Kondensators ist besonders vorteilhaft, wenn das Elektrodenmetall mit dem Schlicker gleichmäßig vermischt wird, so daß an allen Stellen gleichmä- ßig ein Diffusionsgleichgewicht eingestellt wird.

Es ist darüber hinaus besonders vorteilhaft, das Elektroden- metall mit einer Korngrößenverteilung beizugeben, die an das polykristalline Keramikmaterial angepaßt ist. Nach Beigabe des Elektrodenmetalls wird der Schlicker zu einer Dielektri- kumschicht in Form einer Keramikfolie verarbeitet. Auf diese Dielektrikumschicht wird anschließend eine Elektrodenschicht aufgebracht.

Das Aufbringen der Elektrodenschicht kann beispielsweise durch Siebdrucken einer Paste vorgenommen werden, was den Vorteil hat, daß die Elektrodenschicht strukturiert auf die Dielektrikumschicht aufgebracht werden kann, was die paralle- le Fertigung mehrerer Elektrodenschicht/Dielektrikumschicht- Stapeln ermöglicht. Anschließend wird die Elektrodenschicht zusammen mit der Dielektrikumschicht gesintert.

Es ist bei der Herstellung des Kondensators vorteilhaft, vor dem Sintern mehrere mit Elektrodenschichten versehene Dielek- trikumschichten übereinander zu stapeln, wodurch ein Schicht- stapel entsteht, dessen Kondensatorkapazität entsprechend er- höht ist. Bei so einem Schichtstapel grenzt jede Elektroden- schicht an zwei Dielektrikumschichten, wodurch das Problem der Diffusion verstärkt auftritt. Daher kann das erfindungs- gemäße Verfahren hier besonders vorteilhaft eingesetzt wer- den.

Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kon- densators vorteilhaft, bei dem die übereinander gestapelten Elektrodenschichten und Dielektrikumschichten vor dem Sintern zusammengepreßt werden. Durch das Zusammenpressen der Schich- ten wird ein mechanisch besonders stabiles Gefüge für den Kondensator erzeugt.

Für die Sintertemperatur wird in besonders vorteilhafter Wei- se eine Temperatur von mehr als 1000 °C, beispielsweise 1100 °C, gewählt. Dies hat den Vorteil, daß der damit erzeugte Kondensator besonders gute mechanische und elektrische Eigen- schaften aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels und der dazugehörigen Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Kondensator im sche- matischen Längsschnitt.

Die Figur zeigt einen Kondensator als SMD-fähiges Bauelement mit übereinander liegenden Elektrodenschichten 1, die ein Elektrodenmetall aufweisen und die durch Dielektrikumschich- ten 2 aus Keramikmaterial voneinander getrennt sind. Auf den Stirnseiten des Kondensators sind Metallisierungen 3 angeord- net, wobei jede Elektrodenschicht 1 mit genau einer dieser Metallisierungen 3 elektrisch verbunden ist. Die Metallisie- rung 3 kann beispielsweise ein Schichtstapel aus Silber, Nik- kel und Zinn sein, der besonders leicht lötbar ist. Dabei ist die Zinnschicht die äußerste Schicht, die galvanisch auf der Nickelschicht abgeschieden wird.

Der in der Figur dargestellte Kondensator ist für eine Span- nung von 50 V geeignet und weist eine Kapazität von 10 nF auf. Er entspricht der sogenannten X7R-Charakteristik, was bedeutet, daß seine Kapazität innerhalb eines Temperaturbe- reichs von-55 °C bis 125 °C um weniger als 15 % schwankt.

Die für den Kondensator verwendeten Dielektrikumschichten 2 haben eine Dielektrizitätskonstante von 2500. Die geometri- schen Abmessungen betragen etwa 2,0 mm in der Länge, 1,6 mm in der Breite und 0,8 mm in der Höhe. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beispielhaft ge- zeigte Ausführungsform, sondern wird in ihrer allgemeinsten Form durch Anspruch 1 und Anspruch 9 definiert.