JP5850499B2 - Solid electrolytic capacitor - Google Patents

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Description

本発明は、固体電解コンデンサに関し、特にヒューズを備えた固体電解コンデンサに関するものである。   The present invention relates to a solid electrolytic capacitor, and more particularly to a solid electrolytic capacitor having a fuse.

従来から、過電流が流れると溶断するヒューズを備えた固体電解コンデンサとして、種々のものが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, various types of solid electrolytic capacitors having a fuse that blows when an overcurrent flows are known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特許文献1および2には、図6に示すように、上面に上面電極5a、6a、下面に下面電極5c、6cを有する多層基板2Eと、多層基板2Eの上面に載置され、上面電極5a、6aに電気的に接続されたコンデンサ素子3と、コンデンサ素子3を被覆するように多層基板2Eの上面側に設けられた外装樹脂4とを備え、上面電極(上面陰極電極)6aにヒューズ8Eが接続された固体電解コンデンサ1Eが開示されている。この固体電解コンデンサ1Eでは、溶融したヒューズ8Eがコンデンサ素子3の陰極部3bに付着しないように、ヒューズ8Eの上面にシリコーン樹脂からなる保護層12が設けられている。   In Patent Documents 1 and 2, as shown in FIG. 6, a multilayer substrate 2E having upper surface electrodes 5a and 6a on the upper surface and lower surface electrodes 5c and 6c on the lower surface, and placed on the upper surface of the multilayer substrate 2E, the upper surface electrode 5a , 6a, and the exterior resin 4 provided on the upper surface side of the multilayer substrate 2E so as to cover the capacitor element 3, and the fuse 8E is connected to the upper surface electrode (upper surface cathode electrode) 6a. A solid electrolytic capacitor 1E to which is connected is disclosed. In this solid electrolytic capacitor 1E, a protective layer 12 made of silicone resin is provided on the upper surface of the fuse 8E so that the melted fuse 8E does not adhere to the cathode portion 3b of the capacitor element 3.

また、特許文献3には、図7および図8に示すように、コンデンサ素子3の陽極リード(陽極部)3aと多層基板2Fの上面陽極電極5aとの間にヒューズ8Fが接続された固体電解コンデンサ1Fが開示されている。この固体電解コンデンサ1Fでは、ヒューズ8Fを確実に溶断させるために、溶融したヒューズ8Fが外装樹脂4の外に流れ出すようにヒューズ8Fの両端を外装樹脂4から露出させている。   Further, in Patent Document 3, as shown in FIGS. 7 and 8, solid electrolytic in which a fuse 8F is connected between an anode lead (anode portion) 3a of a capacitor element 3 and an upper surface anode electrode 5a of a multilayer substrate 2F. A capacitor 1F is disclosed. In this solid electrolytic capacitor 1F, both ends of the fuse 8F are exposed from the exterior resin 4 so that the melted fuse 8F flows out of the exterior resin 4 in order to surely blow the fuse 8F.

特許第4688704号公報Japanese Patent No. 4688704 特開2007−19054号公報JP 2007-19054 A 特許第4693303号公報Japanese Patent No. 4663303

上記特許文献1および2に記載の固体電解コンデンサ1Eでは、導電性接着剤10が塗布されるべき場所の一部にシリコーン樹脂からなる保護層12が設けられているので、導電性接着剤10の量が不足してコンデンサ素子3と多層基板2Eとの固着強度が低下してしまうという問題があった。さらに、この固体電解コンデンサ1Eでは、保護層12と多層基板2Eとの間や保護層12と外装樹脂4との間にクラックが発生しやすくなり、多層基板2Eと外装樹脂4との密着性が低下して、コンデンサ素子3と多層基板2Eとの固着強度が低下してしまうという問題もあった。   In the solid electrolytic capacitor 1E described in Patent Documents 1 and 2, since the protective layer 12 made of silicone resin is provided in a part of the place where the conductive adhesive 10 is to be applied, the conductive adhesive 10 There is a problem in that the amount of the adhesive strength between the capacitor element 3 and the multilayer substrate 2E decreases due to a shortage of the amount. Further, in this solid electrolytic capacitor 1E, cracks are likely to occur between the protective layer 12 and the multilayer substrate 2E, or between the protective layer 12 and the exterior resin 4, and the adhesion between the multilayer substrate 2E and the exterior resin 4 is improved. There is also a problem that the adhesion strength between the capacitor element 3 and the multilayer substrate 2E is lowered.

また、上記特許文献3に記載の固体電解コンデンサ1Fでは、コンデンサ素子3の陽極リード3aとヒューズ8F、およびヒューズ8Fと上面陽極電極5aとが導電性接着剤10(または半田)により接合されているので、陽極リード3aと上面陽極電極5aとが直接または金属条材を介して溶接により接合されている場合と比べて、コンデンサ素子3と多層基板2Fとの固着強度が低下してしまうという問題があった。   In the solid electrolytic capacitor 1F described in Patent Document 3, the anode lead 3a of the capacitor element 3 and the fuse 8F, and the fuse 8F and the upper surface anode electrode 5a are joined by the conductive adhesive 10 (or solder). Therefore, compared to the case where the anode lead 3a and the upper surface anode electrode 5a are joined directly or by welding via a metal strip, there is a problem that the fixing strength between the capacitor element 3 and the multilayer substrate 2F is reduced. there were.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、ヒューズが接続されたことによるコンデンサ素子と多層基板との固着強度の低下を防ぐことができる固体電解コンデンサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor capable of preventing a decrease in fixing strength between the capacitor element and the multilayer substrate due to the connection of the fuse. There is to do.

上記課題を解決するために、本発明に係る固体電解コンデンサは、(1)上面に上面電極、下面に下面電極を有する多層基板と、多層基板の上面に載置され、上面電極に電気的に接続されたコンデンサ素子と、コンデンサ素子を被覆するように多層基板の上面側に設けられた外装樹脂と、を備えた固体電解コンデンサであって、多層基板は、上面電極と下面電極との間に、上面電極および下面電極に電気的に接続された1層以上の内層電極をさらに有し、1層以上の内層電極のうち少なくとも1層の内層電極に、過電流が流れると溶融して溶断するヒューズが接続されており、ヒューズが溶断することで、上面電極と下面電極との電気的な接続が遮断されることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes: (1) a multilayer substrate having an upper surface electrode on the upper surface and a lower surface electrode on the lower surface; A solid electrolytic capacitor comprising a connected capacitor element and an exterior resin provided on the upper surface side of the multilayer substrate so as to cover the capacitor element, wherein the multilayer substrate is interposed between the upper surface electrode and the lower surface electrode. And further having one or more inner layer electrodes electrically connected to the upper surface electrode and the lower surface electrode, and melting and fusing when an overcurrent flows to at least one inner layer electrode of the one or more inner layer electrodes. A fuse is connected, and the electrical connection between the upper surface electrode and the lower surface electrode is interrupted by melting the fuse.

この構成では、多層基板の内層電極にヒューズが接続されているので、ヒューズをシリコーン樹脂からなる保護層で被覆する必要がなくなり、該保護層に起因する剥離やクラックが発生しなくなる。また、この構成では、コンデンサ素子の陽極部と上面電極とを直接または金属条材等を介して溶接により接合することが可能になる。したがって、この構成によれば、ヒューズを接続したことによるコンデンサ素子と多層基板との固着強度の低下を防ぐことができる。   In this configuration, since the fuse is connected to the inner layer electrode of the multilayer substrate, it is not necessary to cover the fuse with a protective layer made of a silicone resin, and peeling and cracks caused by the protective layer do not occur. Further, in this configuration, the anode part and the upper surface electrode of the capacitor element can be joined directly or by welding via a metal strip or the like. Therefore, according to this configuration, it is possible to prevent a decrease in the fixing strength between the capacitor element and the multilayer substrate due to the connection of the fuse.

上記(1)の固体電解コンデンサでは、(2)多層基板に、該多層基板の下面から露出しないようにヒューズに隣接した位置に空間部が設けられていることが好ましい。   In the solid electrolytic capacitor of (1), it is preferable that (2) the multilayer substrate is provided with a space portion adjacent to the fuse so as not to be exposed from the lower surface of the multilayer substrate.

この構成によれば、過電流により溶融したヒューズが空間部に流れ込むので、ヒューズを確実に溶断させることができる。   According to this configuration, since the fuse melted by the overcurrent flows into the space, the fuse can be surely blown.

上記(1)の固体電解コンデンサでは、(3)多層基板に、ヒューズから離れた位置に空間部を設けた場合、多層基板のヒューズと空間部との間の部分は、ヒューズに流れる過電流による熱で変形する程度の厚みを有していることが好ましい。   In the solid electrolytic capacitor of (1) above, (3) when a space is provided in the multilayer substrate at a position away from the fuse, the portion between the fuse and the space of the multilayer substrate is caused by an overcurrent flowing through the fuse. It preferably has a thickness that can be deformed by heat.

この構成によれば、多層基板のヒューズと空間部との間の部分がヒューズに流れる過電流による熱で変形する(空間部側に膨らむ)ことにより、ヒューズ周辺に開放された空間ができ、該空間に溶融したヒューズが流れ込むので、ヒューズを確実に溶断させることができる。   According to this configuration, the space between the fuse and the space portion of the multilayer substrate is deformed by the heat caused by the overcurrent flowing through the fuse (swells toward the space portion side), so that an open space is created around the fuse. Since the melted fuse flows into the space, the fuse can be surely blown.

上記(3)の固体電解コンデンサでは、例えば、(4)空間部が多層基板の下面から露出していてもよい。   In the solid electrolytic capacitor of (3) above, for example, (4) the space portion may be exposed from the lower surface of the multilayer substrate.

また、上記(1)〜(4)の固体電解コンデンサでは、例えば、(5)上面電極は、コンデンサの陽極部に電気的に接続された上面陽極電極と、コンデンサの陰極部に電気的に接続された上面陰極電極とを有し、内層電極は、上面陽極電極に電気的に接続された内層陽極電極と、上面陰極電極に電気的に接続された内層陰極電極とを有し、下面電極は、内層陽極電極に電気的に接続された下面陽極電極と、内層陰極電極に電気的に接続された下面陰極電極とを有し、ヒューズは、内層陰極電極に接続されており、ヒューズが接続された内層陰極電極は、ヒューズを介して二分割されていてもよい。   In the solid electrolytic capacitors (1) to (4) described above, for example, (5) the upper surface electrode is electrically connected to the upper surface anode electrode electrically connected to the anode portion of the capacitor and the cathode portion of the capacitor. The inner surface electrode has an inner layer anode electrode electrically connected to the upper surface anode electrode, and an inner layer cathode electrode electrically connected to the upper surface cathode electrode, and the lower surface electrode has The lower surface anode electrode electrically connected to the inner layer anode electrode and the lower surface cathode electrode electrically connected to the inner layer cathode electrode, the fuse is connected to the inner layer cathode electrode, and the fuse is connected The inner layer cathode electrode may be divided into two via a fuse.

本発明によれば、ヒューズを接続したことによるコンデンサ素子と多層基板との固着強度の低下を防ぐことができる固体電解コンデンサを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid electrolytic capacitor which can prevent the fall of the adhesion strength of the capacitor | condenser element and multilayer board | substrate by connecting a fuse can be provided.

本発明の実施例1に係る固体電解コンデンサの側断面図である。It is a sectional side view of the solid electrolytic capacitor which concerns on Example 1 of this invention. 上面陰極電極とヒューズとの関係を示す平面図である。It is a top view which shows the relationship between an upper surface cathode electrode and a fuse. 本発明の実施例2に係る固体電解コンデンサの側断面図である。It is a sectional side view of the solid electrolytic capacitor which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る固体電解コンデンサの側断面図である。It is a sectional side view of the solid electrolytic capacitor which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る固体電解コンデンサの側断面図である。It is a sectional side view of the solid electrolytic capacitor which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の従来例1における固体電解コンデンサの側断面図である。It is a sectional side view of the solid electrolytic capacitor in the prior art example 1 of this invention. 本発明の従来例2における固体電解コンデンサの側断面図である。It is a sectional side view of the solid electrolytic capacitor in the prior art example 2 of this invention. 図7の固体電解コンデンサを、陽極リードの突出方向側から見た側断面図である。It is the sectional side view which looked at the solid electrolytic capacitor of FIG. 7 from the protrusion direction side of the anode lead. 実施例1〜4および従来例1、2の固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子と多層基板との固着強度を測定した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the adhesive strength of a capacitor | condenser element and a multilayer board | substrate in the solid electrolytic capacitor of Examples 1-4 and the prior art examples 1 and 2. FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る固体電解コンデンサの好ましい実施例について説明する。なお、以下の説明では、図1の左右方向を長さ方向、図2の上下方向を幅方向、図1の上下方向を高さ(厚み)方向とする。   Hereinafter, preferred embodiments of a solid electrolytic capacitor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the horizontal direction in FIG. 1 is the length direction, the vertical direction in FIG. 2 is the width direction, and the vertical direction in FIG. 1 is the height (thickness) direction.

[実施例1]
図1に、本発明の実施例1における固体電解コンデンサ1Aを示す。同図に示すように、本実施例に係る固体電解コンデンサ1Aは、多層基板2Aと、多層基板2Aの上面に載置されたコンデンサ素子3と、コンデンサ素子3を被覆するように多層基板2Aの上面側に設けられた外装樹脂4とを備えている。固体電解コンデンサ1Aは、長さ2.0mm、幅1.2mm、高さ0.9mmの寸法を有している。
[Example 1]
FIG. 1 shows a solid electrolytic capacitor 1A according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, a solid electrolytic capacitor 1A according to the present embodiment includes a multilayer substrate 2A, a capacitor element 3 placed on the upper surface of the multilayer substrate 2A, and a multilayer substrate 2A so as to cover the capacitor element 3. And an exterior resin 4 provided on the upper surface side. The solid electrolytic capacitor 1A has a length of 2.0 mm, a width of 1.2 mm, and a height of 0.9 mm.

コンデンサ素子3は、タンタル粉末に陽極リード3aを埋設し、プレス成形後、焼結して直方体状の多孔質体(焼結体)を作製し、作製した多孔質体の表面に誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極引出層3bを順次形成したものである。コンデンサ素子3では、陽極リード3aの突出部分が陽極部に相当し、陰極引出層3bが陰極部に相当する。   Capacitor element 3 includes anode lead 3a embedded in tantalum powder, press-molded, sintered to produce a rectangular parallelepiped porous body (sintered body), and a dielectric oxide film on the surface of the produced porous body The solid electrolyte layer and the cathode lead layer 3b are sequentially formed. In the capacitor element 3, the protruding portion of the anode lead 3a corresponds to the anode portion, and the cathode lead layer 3b corresponds to the cathode portion.

多層基板2Aは、絶縁層と電極層とが交互に積層された基板である。多層基板2Aは、電極層として、上面に上面陽極電極5aおよび上面陰極電極6a、下面に下面陽極電極5cおよび下面陰極電極6c、上面と下面の間に内層陽極電極5bおよび内層陰極電極6bを有している。上面陽極電極5a、内層陽極電極5bおよび下面陽極電極5cは、スルーホール7等により電気的に接続されている。上面陰極電極6a、内層陰極電極6bおよび下面陰極電極6cも、スルーホール7等により電気的に接続されている。   The multilayer substrate 2A is a substrate in which insulating layers and electrode layers are alternately stacked. The multilayer substrate 2A has, as electrode layers, an upper surface anode electrode 5a and an upper surface cathode electrode 6a on the upper surface, a lower surface anode electrode 5c and a lower surface cathode electrode 6c on the lower surface, and an inner layer anode electrode 5b and an inner layer cathode electrode 6b between the upper surface and the lower surface. doing. The upper surface anode electrode 5a, the inner layer anode electrode 5b, and the lower surface anode electrode 5c are electrically connected by a through hole 7 or the like. The upper surface cathode electrode 6a, the inner layer cathode electrode 6b, and the lower surface cathode electrode 6c are also electrically connected by a through hole 7 or the like.

上面陽極電極5aは、鉄−ニッケル系合金からなる板状の金属条材9を介してコンデンサ素子3の陽極リード3aに電気的に接続されている。上面陽極電極5aと金属条材9、および金属条材9と陽極リード3aは、抵抗溶接やレーザ溶接等の溶接により接合されている。一方、上面陰極電極6aは、導電性接着剤10を介してコンデンサ素子3の陰極引出層3bに電気的に接続されている。   The upper surface anode electrode 5a is electrically connected to the anode lead 3a of the capacitor element 3 via a plate-shaped metal strip 9 made of an iron-nickel alloy. Upper surface anode electrode 5a and metal strip 9, and metal strip 9 and anode lead 3a are joined by welding such as resistance welding or laser welding. On the other hand, the upper surface cathode electrode 6 a is electrically connected to the cathode lead layer 3 b of the capacitor element 3 through the conductive adhesive 10.

内層陰極電極6bは、図2に示すように、長さ方向に二分割されており、図中左側の電極が上面陰極電極6aに接続されており、図中右側の電極が下面陰極電極6cに接続されている。内層陰極電極6b間には、過電流が流れると溶融して溶断するヒューズ8が接続されている。ヒューズ8は、銅からなり、つづら折り状にパターンニングされたものである。ヒューズ8は、全長3mm、パターン幅20μm、厚み16μmの寸法を有している。本実施例では、ヒューズ8が溶断すると、上面陰極電極6aと下面陰極電極6cとの電気的な接続が遮断される。   As shown in FIG. 2, the inner layer cathode electrode 6b is divided into two in the length direction, the left electrode in the figure is connected to the upper cathode electrode 6a, and the right electrode in the figure is connected to the lower cathode electrode 6c. It is connected. A fuse 8 that melts and blows when an overcurrent flows is connected between the inner layer cathode electrodes 6b. The fuse 8 is made of copper and patterned in a zigzag manner. The fuse 8 has dimensions of a total length of 3 mm, a pattern width of 20 μm, and a thickness of 16 μm. In this embodiment, when the fuse 8 is melted, the electrical connection between the upper surface cathode electrode 6a and the lower surface cathode electrode 6c is interrupted.

[実施例2]
図3に、本発明の実施例2における固体電解コンデンサ1Bを示す。同図に示すように、本実施例に係る固体電解コンデンサ1Bは、ヒューズ8から離間し、かつ多層基板2Bの下面から露出するように空間部11が設けられていること以外は、実施例1における固体電解コンデンサ1Aと共通している。
[Example 2]
FIG. 3 shows a solid electrolytic capacitor 1B according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the solid electrolytic capacitor 1B according to this example is the same as that of Example 1 except that the space portion 11 is provided so as to be separated from the fuse 8 and exposed from the lower surface of the multilayer substrate 2B. In common with the solid electrolytic capacitor 1A.

空間部11は、ダイシングにより形成された凹部であり、長さ0.08mm、幅1.2mm、高さ(深さ)0.01mmの寸法を有している。ヒューズ8と空間部11との間にある多層基板2Bの絶縁層は、ヒューズ8に流れる過電流による熱で変形する程度の厚みを有している。   The space portion 11 is a concave portion formed by dicing, and has dimensions of a length of 0.08 mm, a width of 1.2 mm, and a height (depth) of 0.01 mm. The insulating layer of the multilayer substrate 2 </ b> B between the fuse 8 and the space portion 11 has a thickness that can be deformed by heat caused by overcurrent flowing through the fuse 8.

[実施例3]
図4に、本発明の実施例3における固体電解コンデンサ1Cを示す。同図に示すように、本実施例に係る固体電解コンデンサ1Cは、ヒューズ8から離間し、かつ多層基板2Bの下面から露出しない位置に空間部11が設けられていること以外は、実施例1における固体電解コンデンサ1Aと共通している。
[Example 3]
FIG. 4 shows a solid electrolytic capacitor 1C according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the solid electrolytic capacitor 1C according to this example is the same as that of Example 1 except that a space portion 11 is provided at a position that is separated from the fuse 8 and is not exposed from the lower surface of the multilayer substrate 2B. In common with the solid electrolytic capacitor 1A.

空間部11は、長さ0.08mm、幅1.2mm、高さ0.01mmの寸法を有している。空間部11は、多層基板2Cを削って長さ0.08mm、幅1.2mm、高さ0.02mmの寸法の空間を形成し、該空間内に長さ0.08mm、幅1.2mm以上、高さ0.01mmの寸法のポリイミドテープを挿入するとともに液状樹脂で封止し、該液状樹脂を硬化させた後、ポリイミドテープを引き抜くことにより形成されたものである。   The space 11 has dimensions of a length of 0.08 mm, a width of 1.2 mm, and a height of 0.01 mm. The space portion 11 is formed by scraping the multilayer substrate 2C to form a space having a length of 0.08 mm, a width of 1.2 mm, and a height of 0.02 mm. The space has a length of 0.08 mm and a width of 1.2 mm or more. The polyimide tape is formed by inserting a polyimide tape having a height of 0.01 mm, sealing with a liquid resin, curing the liquid resin, and then pulling out the polyimide tape.

ヒューズ8と空間部11との間にある多層基板2Cの絶縁層は、ヒューズ8に流れる過電流による熱で変形する程度の厚みを有している。なお、本実施例では、ヒューズ8と空間部11との間にある多層基板2Cの絶縁層が破れたとしても、空間部11が多層基板2Cの下面から露出していないので、空間部11内に溶融したヒューズを溜めておくことができる。   The insulating layer of the multilayer substrate 2 </ b> C between the fuse 8 and the space portion 11 has a thickness that can be deformed by heat due to overcurrent flowing through the fuse 8. In this embodiment, even if the insulating layer of the multilayer substrate 2C between the fuse 8 and the space portion 11 is broken, the space portion 11 is not exposed from the lower surface of the multilayer substrate 2C. It is possible to store a melted fuse.

[実施例4]
図5に、本発明の実施例4における固体電解コンデンサ1Dを示す。同図に示すように、本実施例に係る固体電解コンデンサ1Dは、ヒューズ8に隣接し、かつ多層基板2Dの下面から露出しない位置に空間部11が設けられていること以外は、実施例1における固体電解コンデンサ1Aと共通している。
[Example 4]
FIG. 5 shows a solid electrolytic capacitor 1D according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in the figure, the solid electrolytic capacitor 1D according to this example is similar to the example 1 except that a space portion 11 is provided at a position adjacent to the fuse 8 and not exposed from the lower surface of the multilayer substrate 2D. In common with the solid electrolytic capacitor 1A.

空間部11は、実施例3と同様の方法で形成された空間であり、長さ0.08mm、幅1.2mm、高さ0.01mmの寸法を有している。   The space portion 11 is a space formed by the same method as in the third embodiment, and has dimensions of a length of 0.08 mm, a width of 1.2 mm, and a height of 0.01 mm.

[従来例1]
図6に、従来例1における固体電解コンデンサ1Eを示す。同図に示すように、従来例1における固体電解コンデンサ1Eは、上面陰極電極6aにヒューズ8Eが接続されていること、ヒューズ8Eの上面を被覆するシリコーン樹脂からなる保護層12が設けられていること、および多層基板2Eに内層陽極電極5bおよび内層陰極電極6bが設けられていないこと以外は、実施例1における固体電解コンデンサ1Aと共通している。
[Conventional example 1]
FIG. 6 shows a solid electrolytic capacitor 1E in Conventional Example 1. As shown in the figure, the solid electrolytic capacitor 1E in Conventional Example 1 is provided with a fuse 8E connected to the upper surface cathode electrode 6a and a protective layer 12 made of silicone resin covering the upper surface of the fuse 8E. This is the same as the solid electrolytic capacitor 1A of the first embodiment except that the inner layer anode electrode 5b and the inner layer cathode electrode 6b are not provided on the multilayer substrate 2E.

[従来例2]
図7に、従来例2における固体電解コンデンサ1Fを示す。同図に示すように、従来例2における固体電解コンデンサ1Fは、コンデンサ素子3の陽極リード3aと上面陽極電極5aとの間にヒューズ8Fが接続されていること、およびシリコーン樹脂からなる保護層12が設けられていないこと以外は、従来例1における固体電解コンデンサ1Eと共通している。
[Conventional example 2]
FIG. 7 shows a solid electrolytic capacitor 1F in Conventional Example 2. As shown in the figure, in the solid electrolytic capacitor 1F in Conventional Example 2, the fuse 8F is connected between the anode lead 3a and the upper surface anode electrode 5a of the capacitor element 3, and the protective layer 12 made of silicone resin. Is the same as the solid electrolytic capacitor 1E in the conventional example 1 except that is not provided.

従来例2における固体電解コンデンサ1Fでは、陽極リード3aとヒューズ8F、およびヒューズ8Fと上面陽極電極5aが、導電性接着剤10により接合されている。また、ヒューズ8Fは、板状に形成された錫−銀−銅系合金からなり、図8に示すように両端が外装樹脂4から露出している。   In the solid electrolytic capacitor 1 </ b> F in Conventional Example 2, the anode lead 3 a and the fuse 8 </ b> F, and the fuse 8 </ b> F and the upper surface anode electrode 5 a are joined by the conductive adhesive 10. The fuse 8F is made of a tin-silver-copper alloy formed in a plate shape, and both ends thereof are exposed from the exterior resin 4 as shown in FIG.

[比較実験1]
比較実験1では、実施例1〜4および従来例1、2の固体電解コンデンサ1A〜1F(定格電圧10V、定格容量47μF)を半田にて評価用基板に実装した状態で、プッシュ−プルゲージにより固体電解コンデンサ1A〜1Fを引っ張り、固体電解コンデンサ1A〜1Fの外装樹脂4を多層基板2A〜2Fから剥離させることにより、多層基板2A〜2Fと外装樹脂4(コンデンサ素子3)の固着強度を測定した。比較実験1では、各12個の固体電解コンデンサ1A〜1Fの固着強度を測定した。
[Comparative Experiment 1]
In comparative experiment 1, solid electrolytic capacitors 1A to 1F of Examples 1 to 4 and Conventional Examples 1 and 2 (rated voltage of 10 V, rated capacity of 47 μF) were mounted on an evaluation board with solder, and solids were formed by a push-pull gauge. The adhesion strength of the multilayer substrates 2A to 2F and the exterior resin 4 (capacitor element 3) was measured by pulling the electrolytic capacitors 1A to 1F and peeling the exterior resin 4 of the solid electrolytic capacitors 1A to 1F from the multilayer substrates 2A to 2F. . In Comparative Experiment 1, the adhesion strength of each of the twelve solid electrolytic capacitors 1A to 1F was measured.

固着強度の平均値は、図9に示すように、実施例1の固体電解コンデンサ1Aが24.9N、実施例2の固体電解コンデンサ1Bが23.9N、実施例3の固体電解コンデンサ1Cが23.6N、実施例4の固体電解コンデンサ1Dが22.2Nであったのに対して、従来例1の固体電解コンデンサ1Eが13.2N、従来例2の固体電解コンデンサ1Fが11.1Nであった。すなわち、従来例1、2の固体電解コンデンサ1E、1Fは、実施例1〜4の固体電解コンデンサ1A〜1Dよりも、固着強度が低かった。   As shown in FIG. 9, the average value of the fixing strength is 24.9N for the solid electrolytic capacitor 1A of Example 1, 23.9N for the solid electrolytic capacitor 1B of Example 2, and 23 for the solid electrolytic capacitor 1C of Example 3. The solid electrolytic capacitor 1D of Example 4 was 22.2N, whereas the solid electrolytic capacitor 1E of Conventional Example 1 was 13.2N, and the solid electrolytic capacitor 1F of Conventional Example 2 was 11.1N. It was. That is, the solid electrolytic capacitors 1E and 1F of the conventional examples 1 and 2 had lower fixing strength than the solid electrolytic capacitors 1A to 1D of Examples 1 to 4.

従来例1の固体電解コンデンサ1Eの固着強度が低かったのは、固体電解コンデンサ1Eでは、コンデンサ素子3の陰極引出層3bと上面陰極電極6aとを接合する導電性接着剤10が塗布されるべき場所の一部にシリコーン樹脂からなる保護層12が形成されているので、導電性接着剤10の量が不足してコンデンサ素子3と多層基板2Eとの密着性が低下したため、また、保護層12とその周辺材料(外装樹脂4や多層基板2E)との熱膨張係数が異なるので、工程での熱処理やリフローの際に保護層12と多層基板2Eとの間や保護層12と外装樹脂4との間にクラックや剥離が発生したためと考えられる。   The solid electrolytic capacitor 1E of Conventional Example 1 has a low fixing strength because the solid electrolytic capacitor 1E should be coated with the conductive adhesive 10 that joins the cathode lead layer 3b of the capacitor element 3 and the upper surface cathode electrode 6a. Since the protective layer 12 made of silicone resin is formed in a part of the place, the amount of the conductive adhesive 10 is insufficient and the adhesion between the capacitor element 3 and the multilayer substrate 2E is lowered. And the peripheral materials (the exterior resin 4 and the multilayer substrate 2E) are different in thermal expansion coefficient between the protective layer 12 and the multilayer substrate 2E and the protective layer 12 and the exterior resin 4 during the heat treatment and reflow in the process. It is thought that cracks and peeling occurred during the period.

従来例2の固体電解コンデンサ1Fの固着強度が低かったのは、固体電解コンデンサ1Fでは、陽極リード3aとヒューズ8F、およびヒューズ8Fと上面陽極電極5aが導電性接着剤10により接合されているので、陽極リード3aと上面陽極電極5aとが金属条材9を介して溶接により接合されている実施例1〜4の固体電解コンデンサ1A〜1Dに比べて、コンデンサ素子3と多層基板2Fとの密着性が低下したためと考えられる。   The solid electrolytic capacitor 1F of Conventional Example 2 has a low fixing strength because in the solid electrolytic capacitor 1F, the anode lead 3a and the fuse 8F, and the fuse 8F and the upper surface anode electrode 5a are joined by the conductive adhesive 10. Compared with the solid electrolytic capacitors 1A to 1D of Examples 1 to 4 in which the anode lead 3a and the upper surface anode electrode 5a are joined by welding via the metal strip 9, the capacitor element 3 and the multilayer substrate 2F are more closely attached. This is thought to be due to a decline in sex.

[比較実験2]
比較実験2では、実施例1〜4および従来例1、2の固体電解コンデンサ1A〜1Fに対して燃焼試験を行い、燃焼した製品(固体電解コンデンサ1A〜1F)の個数、および燃焼試験後の実装基板の汚染の有無を確認した。燃焼試験では、各100個の固体電解コンデンサ1A〜1Fに5V(制限電流2A)の逆電圧を1分間印加した。
[Comparative Experiment 2]
In Comparative Experiment 2, a combustion test was performed on the solid electrolytic capacitors 1A to 1F of Examples 1 to 4 and Conventional Examples 1 and 2, and the number of burned products (solid electrolytic capacitors 1A to 1F) and The mounting board was checked for contamination. In the combustion test, a reverse voltage of 5V (limit current 2A) was applied to 100 solid electrolytic capacitors 1A to 1F for 1 minute.

Figure 0005850499
Figure 0005850499

表1に示す通り、従来例1の固体電解コンデンサ1Eでは、100個中39個が燃焼したのに対し、実施例1の固体電解コンデンサ1Aでは、100個中33個が燃焼し、従来例2および実施例2〜4の固体電解コンデンサ1B〜1D、1Fでは、燃焼が確認されなかった。また、従来例2の固体電解コンデンサ1Fでは、実装基板の汚染が確認されたのに対して、従来例1および実施例1〜4の固体電解コンデンサ1A〜1Eでは、実装基板の汚染が確認されなかった。   As shown in Table 1, in the solid electrolytic capacitor 1E of Conventional Example 1, 39 out of 100 burned, whereas in Solid Electrolytic Capacitor 1A of Example 1, 33 out of 100 burned, and Conventional Example 2 In the solid electrolytic capacitors 1B to 1D and 1F of Examples 2 to 4, combustion was not confirmed. Further, in the solid electrolytic capacitor 1F of the conventional example 2, contamination of the mounting substrate was confirmed, whereas in the solid electrolytic capacitors 1A to 1E of the conventional example 1 and Examples 1 to 4, contamination of the mounting substrate was confirmed. There wasn't.

従来例1および実施例1の固体電解コンデンサ1E、1Aのうち、一部の固体電解コンデンサ1E、1Aに燃焼が確認されたのは、燃焼試験時にヒューズ8E、8が十分に機能しなかったためと考えられる。具体的には、従来例1の固体電解コンデンサ1Eでは、ヒューズ8Eが保護層12と多層基板2Eの絶縁層とにより囲まれており、実施例1の固体電解コンデンサ1Aでは、ヒューズ8が多層基板2Aの絶縁層により囲まれているので、溶融したヒューズ8E、8の逃げ場がなくなり、ヒューズ8E、8が溶断しなかったか、または溶断したヒューズ8E、8が再度溶着したためと考えられる。一方、従来例1および実施例1の固体電解コンデンサ1E、1Aのうち、残りの固体電解コンデンサ1E、1Aに燃焼が確認されなかったのは、ヒューズ8E、8で発生した熱により多層基板2E、2Aがわずかに変形してヒューズ8E、8近傍に空間が形成され、該空間内に溶融したヒューズ8E、8が流れ込み、ヒューズ8E、8が溶断したためと考えられる。   Combustion was confirmed in some solid electrolytic capacitors 1E and 1A among the solid electrolytic capacitors 1E and 1A of Conventional Example 1 and Example 1 because the fuses 8E and 8 did not function sufficiently during the combustion test. Conceivable. Specifically, in the solid electrolytic capacitor 1E of the conventional example 1, the fuse 8E is surrounded by the protective layer 12 and the insulating layer of the multilayer substrate 2E. In the solid electrolytic capacitor 1A of the first example, the fuse 8 is the multilayer substrate. This is probably because the melted fuses 8E, 8 are not escaped because they are surrounded by the 2A insulating layer, and the fuses 8E, 8 are not melted, or the melted fuses 8E, 8 are fused again. On the other hand, among the solid electrolytic capacitors 1E and 1A of the conventional example 1 and the first embodiment, the remaining solid electrolytic capacitors 1E and 1A were not confirmed to be combusted because of the heat generated in the fuses 8E and 8 and the multilayer substrate 2E It is considered that 2A is slightly deformed to form a space in the vicinity of the fuses 8E and 8, the melted fuses 8E and 8 flow into the space, and the fuses 8E and 8 are blown.

実施例2〜4の固体電解コンデンサ1B〜1Dで燃焼が全く確認されなかったのは、ヒューズ8が安定して機能したためと考えられる。具体的には、実施例4の固体電解コンデンサ1Dでは、溶融したヒューズ8が空間部11に流れ込むことによりヒューズ8が溶断したためと考えられ、実施例2、3の固体電解コンデンサ1B、1Cでは、ヒューズ8と空間部11との間にある多層基板2B、2Cの絶縁層が、ヒューズ8で発生した熱により空間部11側に膨らみ、ヒューズ8周辺に開放された空間ができ、該空間に溶融したヒューズ8が流れ込むことによりヒューズ8が溶断したためと考えられる。   The reason why the combustion was not confirmed at all in the solid electrolytic capacitors 1B to 1D of Examples 2 to 4 is considered that the fuse 8 functions stably. Specifically, in the solid electrolytic capacitor 1D of the fourth embodiment, it is considered that the fuse 8 was blown by the molten fuse 8 flowing into the space portion 11, and in the solid electrolytic capacitors 1B and 1C of the second and third embodiments, The insulating layers of the multilayer substrates 2B and 2C between the fuse 8 and the space portion 11 swell to the space portion 11 side due to the heat generated by the fuse 8, creating a space opened around the fuse 8, and melting in the space This is considered to be because the fuse 8 was blown by the flow of the fuse 8 that had been melted.

従来例2の固体電解コンデンサ1Fで燃焼が全く確認されなかったのは、固体電解コンデンサ1Fでは、ヒューズ8Fの両端が外装樹脂4から露出しているので、溶融したヒューズ8Fが外装樹脂4から外側に流れ出すことによりヒューズ8Fが溶断したためと考えられる。   The solid electrolytic capacitor 1F according to the conventional example 2 did not show any combustion at all. In the solid electrolytic capacitor 1F, both ends of the fuse 8F are exposed from the exterior resin 4, so that the melted fuse 8F is outside the exterior resin 4. This is considered to be because the fuse 8F was blown out by flowing into the area.

また、従来例2の固体電解コンデンサ1Fで実装基板に汚染が確認されたのは、上述したように、溶融したヒューズ8Fが外装樹脂4から外側に流れ出したためと考えられる。   In addition, it was considered that the mounting substrate was contaminated by the solid electrolytic capacitor 1F of Conventional Example 2 because the molten fuse 8F flowed out of the exterior resin 4 as described above.

結局、実施例1〜4の固体電解コンデンサ1A〜1Dによれば、ヒューズ8を接続したことによるコンデンサ素子3と多層基板2A〜2Dとの固着強度の低下を防ぐことができる。さらに、実施例2〜4の固体電解コンデンサ1B〜1Dによれば、空間部11が形成されていることにより、実装基板に汚染を生じさせることなく、ヒューズ8を確実に溶断させることができる。   After all, according to the solid electrolytic capacitors 1A to 1D of Examples 1 to 4, it is possible to prevent a decrease in the fixing strength between the capacitor element 3 and the multilayer substrates 2A to 2D due to the connection of the fuse 8. Furthermore, according to the solid electrolytic capacitors 1B to 1D of Examples 2 to 4, since the space 11 is formed, the fuse 8 can be surely blown without causing contamination of the mounting substrate.

以上、本発明に係る固体電解コンデンサの好ましい実施例について説明したが、本発明は上記各実施例に限定されるものではない。   As mentioned above, although the preferable Example of the solid electrolytic capacitor which concerns on this invention was described, this invention is not limited to said each Example.

上記各実施例では、ヒューズ8は、全長3mm、パターン幅20μm、厚み16μmとしたが、全長、パターン幅、厚みは溶断特性に応じて任意に変更できる。   In each of the above embodiments, the fuse 8 has a total length of 3 mm, a pattern width of 20 μm, and a thickness of 16 μm, but the total length, pattern width, and thickness can be arbitrarily changed according to the fusing characteristics.

上記各実施例では、内層陰極電極6bにヒューズ8が接続されているが、内層陽極電極5bにヒューズ8が接続されていてもよく、多層基板2A〜2Dが、4層以上の電極層(2層以上の内層電極)を有している場合には、内層陽極電極5bまたは内層陰極電極6bのうちの少なくとも1層にヒューズ8が接続されていればよい。   In each of the above embodiments, the fuse 8 is connected to the inner layer cathode electrode 6b. However, the fuse 8 may be connected to the inner layer anode electrode 5b, and the multilayer substrates 2A to 2D have four or more electrode layers (2 In the case of having an inner layer electrode equal to or more than one layer, the fuse 8 may be connected to at least one of the inner layer anode electrode 5b and the inner layer cathode electrode 6b.

ヒューズ8の位置は、任意に変更できるが、空間部11のスペース確保の観点から、上面陰極電極6aに接続したスルーホール7と下面陰極電極6cとの間の長さ方向中央付近が好ましい。ヒューズ8の形状も任意に変更でき、例えば、直線状、直線とつづら折りを組み合わせた形状、これらの一部を部分的に細くした形状等が考えられる。   Although the position of the fuse 8 can be arbitrarily changed, from the viewpoint of securing the space 11, the center in the length direction between the through hole 7 connected to the upper surface cathode electrode 6 a and the lower surface cathode electrode 6 c is preferable. The shape of the fuse 8 can also be arbitrarily changed. For example, a shape that is a straight line, a combination of a straight line and a spell fold, a shape in which a part thereof is partially narrowed, or the like can be considered.

ヒューズ8は、内層陰極電極6bや内層陽極電極5bの一部がエッチングされて形成されたものであってもよいし、内層陰極電極6bや内層陽極電極5bとは別の材料で形成されたものであってもよい。ヒューズ8の材料としては、銅だけでなく、アルミニウム、金、その他の合金等、任意の熱溶融金属を用いることができる。   The fuse 8 may be formed by etching a part of the inner layer cathode electrode 6b or the inner layer anode electrode 5b, or formed of a material different from the inner layer cathode electrode 6b or the inner layer anode electrode 5b. It may be. As a material of the fuse 8, not only copper but also any hot-melt metal such as aluminum, gold, and other alloys can be used.

また、上記実施例2〜4では、長さ0.08mm、幅1.2mm、高さ0.01mmの寸法の空間部11を、ヒューズ8と多層基板2B〜2Dの下面との間に形成しているが、溶融したヒューズ8が空間部11に流れ込むか、ヒューズ8に流れる過電流による熱でヒューズ8周辺に開放された空間ができるのであれば、空間部11の寸法、位置、形状は任意に変更することができる。例えば、空間部11の位置は、ヒューズ8の上方であってもよいし、ヒューズ8の同一平面上であってもよい。   Moreover, in the said Examples 2-4, the space part 11 of the dimension of length 0.08mm, width 1.2mm, and height 0.01mm is formed between the fuse 8 and the lower surface of multilayer substrate 2B-2D. However, if the melted fuse 8 flows into the space portion 11 or a space opened around the fuse 8 by heat due to overcurrent flowing through the fuse 8, the size, position, and shape of the space portion 11 are arbitrary. Can be changed. For example, the position of the space 11 may be above the fuse 8 or on the same plane of the fuse 8.

空間部11の作製方法としては、任意の方法を採用することができ、例えば、レーザや機械的な削りによる方法を採用することができる。   As a manufacturing method of the space portion 11, any method can be adopted, and for example, a method using laser or mechanical cutting can be adopted.

空間部11は空洞でなくてもよく、例えば、空間部11内にポア材や熱収縮材を設けてもよい。   The space portion 11 may not be a cavity, and for example, a pore material or a heat shrink material may be provided in the space portion 11.

さらに、上記各実施例では、コンデンサ素子3の材料としてタンタル焼結体を用いたが、ニオブやアルミニウムのような弁作用金属焼結体や粗面化された箔状弁作用金属を用いてもよい。箔状弁作用金属の場合、例えば、厚さ0.1mmのアルミニウム箔の表面を電気化学的にエッチングしたものを用いることができる。   Further, in each of the above embodiments, a tantalum sintered body is used as the material of the capacitor element 3, but a valve action metal sintered body such as niobium or aluminum or a roughened foil-like valve action metal may be used. Good. In the case of a foil-like valve action metal, for example, an electrochemically etched surface of an aluminum foil having a thickness of 0.1 mm can be used.

1A〜1F 固体電解コンデンサ
2A〜2F 多層基板
3 コンデンサ素子
3a 陽極リード(陽極部)
3b 陰極引出層(陰極部)
4 外装樹脂
5a 上面陽極電極
5b 内層陽極電極
5c 下面陽極電極
6a 上面陰極電極
6b 内層陰極電極
6c 下面陰極電極
7 スルーホール
8、8E、8F ヒューズ
9 金属条材
10 導電性接着剤
11 空間部
12 保護層
1A to 1F Solid electrolytic capacitors 2A to 2F Multilayer substrate 3 Capacitor element 3a Anode lead (anode portion)
3b Cathode extraction layer (cathode part)
4 exterior resin 5a upper surface anode electrode 5b inner layer anode electrode 5c lower surface anode electrode 6a upper surface cathode electrode 6b inner layer cathode electrode 6c lower surface cathode electrode 7 through hole 8, 8E, 8F fuse 9 metal strip 10 conductive adhesive 11 space 12 protection layer

Claims (5)

上面に上面電極、下面に下面電極を有する多層基板と、
前記多層基板の上面に載置され、前記上面電極に電気的に接続されたコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を被覆するように前記多層基板の上面側に設けられた外装樹脂と、
を備えた固体電解コンデンサであって、
前記多層基板は、前記上面電極と前記下面電極との間に、前記上面電極および前記下面電極に電気的に接続された1層以上の内層電極をさらに有し、
前記1層以上の内層電極のうち少なくとも1層の前記内層電極に、過電流が流れると溶融して溶断するヒューズが接続されており、前記ヒューズが溶断することで、前記上面電極と前記下面電極との電気的な接続が遮断されることを特徴とする固体電解コンデンサ。
A multilayer substrate having a top electrode on the top surface and a bottom electrode on the bottom surface;
A capacitor element mounted on the upper surface of the multilayer substrate and electrically connected to the upper surface electrode;
An exterior resin provided on the upper surface side of the multilayer substrate so as to cover the capacitor element;
A solid electrolytic capacitor comprising:
The multilayer substrate further includes one or more inner layer electrodes electrically connected to the upper surface electrode and the lower surface electrode between the upper surface electrode and the lower surface electrode,
A fuse that melts and blows when an overcurrent flows is connected to at least one of the one or more inner layer electrodes. When the fuse is blown, the upper surface electrode and the lower surface electrode Solid electrolytic capacitor characterized in that electrical connection with is cut off.
前記多層基板には、該多層基板の下面から露出しないように前記ヒューズに隣接した位置に空間部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。   The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the multilayer substrate is provided with a space portion adjacent to the fuse so as not to be exposed from the lower surface of the multilayer substrate. 前記多層基板には、前記ヒューズから離れた位置に空間部が設けられており、
前記多層基板の前記ヒューズと前記空間部との間の部分は、前記ヒューズに流れる過電流による熱で変形する程度の厚みを有していることを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
The multilayer board is provided with a space at a position away from the fuse,
2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein a portion between the fuse and the space portion of the multilayer substrate has a thickness that is deformed by heat due to an overcurrent flowing through the fuse. .
前記空間部は、前記多層基板の下面から露出していることを特徴とする請求項3に記載の固体電解コンデンサ。   The solid electrolytic capacitor according to claim 3, wherein the space portion is exposed from a lower surface of the multilayer substrate. 前記上面電極は、前記コンデンサの陽極部に電気的に接続された上面陽極電極と、前記コンデンサの陰極部に電気的に接続された上面陰極電極とを有し、
前記内層電極は、前記上面陽極電極に電気的に接続された内層陽極電極と、前記上面陰極電極に電気的に接続された内層陰極電極とを有し、
前記下面電極は、前記内層陽極電極に電気的に接続された下面陽極電極と、前記内層陰極電極に電気的に接続された下面陰極電極とを有し、
前記ヒューズは、前記内層陰極電極に接続されており、
前記ヒューズが接続された前記内層陰極電極は、前記ヒューズを介して二分割されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
The upper surface electrode has an upper surface anode electrode electrically connected to the anode portion of the capacitor, and an upper surface cathode electrode electrically connected to the cathode portion of the capacitor,
The inner layer electrode has an inner layer anode electrode electrically connected to the upper surface anode electrode, and an inner layer cathode electrode electrically connected to the upper surface cathode electrode,
The lower surface electrode has a lower surface anode electrode electrically connected to the inner layer anode electrode, and a lower surface cathode electrode electrically connected to the inner layer cathode electrode,
The fuse is connected to the inner layer cathode electrode;
5. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the inner layer cathode electrode to which the fuse is connected is divided into two via the fuse.
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