JPH02106024A - モールドチップタンタル固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンデンサ素子と陰極端子とをヒユーズを
介して接続し、モールド樹脂で外装したモールドチップ
タンタル固体電解コンデンサに関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、タンタル金属を陽極体とし、その表面に陽極
酸化によって酸化皮膜を形成して誘電体とし、この酸化
皮膜に固体の電解質を密接させて陰極として構成したタ
ンタル固体電解コンデンサが用いられている。このよう
なりンタル固体電解コンデンサは、モールド樹脂による
外装が施され、フェイスポンディングに適した端子構造
とされて、ハイブリッドＩＣ回路に組み込むためのテン
プコンデンサとして構成されることがある。

このようなモールドチップタンクル固体電解コンデンサ
において、コンデンサ素子と外部に導出した陰極端子と
をヒユーズを介して接続するようにして、セットへの逆
挿入や過電圧によって短絡などが生じた場合に周辺の回
路が焼損などすることを防ぎ、安全性を向上したものが
提案されている。このようなモールドチンブタンタル固
体電解コンデンサに関して本件発明者は、いくつかの提
案を行ってきている。

第５図には本件発明者が先に提案したモールドチップタ
ンタル固体電解コンデンサ（以下、「チツブコンデンサ
」という）の基本的な構成が示されている。

このチップコンデンサは、コンデンサ素子１と、このコ
ンデンサ素子１から導出された陽極導出線２と、この陽
極導出線２に接続された陽極端子３と、コンデンサ素子
ｌの陰極層表面に導電接合材４によって接続されたヒユ
ーズ５と、このヒユーズ５に導電接合材４と同様な導電
接合材６によって接続された陰極端子７とを、前記陽極
端子３および陰＋ＩｆＡ端子７が外部に導出されるよう
にモールド外装を施してモールド樹脂８内に収納して構
成されている。コンデンサ素子ｌの陽極導出線２の導出
部分近傍には、テフロンなどからなる絶縁板９が設けら
れている。

コンデンサ素子ｌはタンタル粉末を成形して真空中で焼
成したものに酸化皮膜を形成してこれを誘電体とし、こ
の酸化皮膜の表面に二酸化マンガンなどの電解質を形成
し、さらにカーボン層、陰極層を積層させて構成されて
おり、このコンデンサ素子１から導出された前記陽極導
出線２はタンタル金属からなっている。陰極端子３はニ
ッケル。

洋白、４２７０イ、またはステンレスなどに鋼上半田め
っきを施したものである。またヒユーズ５は板状または
線状の低融点合金材料からなっており、前記モールド樹
脂８としてはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などが用い
られる。さらに前記導電接合材４，６はたとえば、導電
性接着剤や半田（クリーム半田を含む）などである。

コンデンサ素子１表面の陰極層において、その少なくと
もヒユーズ５に対向する部位には、ｖＡ縁被覆層ｌＯが
ディッピング、塗布、またはシート貼付けなどによって
形成されている。

たとえばコンデンサ素子１に短絡が生じるなどしてこの
チップコンデンサが故障するときには、前記ヒユーズ５
に大電流が流れ、このヒユーズ５が溶断される。これに
よってコンデンサ素子ｌに短絡が生じた場合などにおけ
る、他の回路部品などの焼損が防がれる。

前述の絶縁被覆層１０は、ヒユーズ５のコンデンサ素子
ｌに接続される側の端部以外の部分とコンデンサ素子１
表面との間を絶縁し、所望の溶断特性を得るために必要
なヒユーズ５の有効部分の長さを確保するために設けら
れている。すなわちヒユーズ５がコンデンサ素子１表面
に接触すると、この接触部分を介して電流が流れるため
、容量の変化などのチップコンデンサの特性や、ヒユー
ズ５の溶断特性に変化が生しる。したがって前記絶縁被
覆層１０を設けないときには、チップコンデンサの特性
およびヒユーズ５の溶断特性が不安定になる。

（発明が解決しようとする課題〕 ところが上述のようなチップコンデンサでは、モールド
外装を施した後には、ヒユーズ５の近傍には、コンデン
サ素子ｌの短絡などに起因してヒユーズ５が高温になり
溶融するときに、この溶融したヒユーズ５を分散させヒ
ユーズ５の溶断を達成するための充分な空間が形成され
ていない。したがってチップコンデンサに故障が生じた
りなどするときに、ヒユーズ５を確実に溶断させること
ができない。これによって複数のチップコンデンサ間で
ｔユーズ５の溶断特性を均一にすることができず、また
このチップコンデンサの故障に起因する周辺の回路部品
の焼用などを確実に防止することができないため、安全
性に劣っていた。

さらにまたこのチップコンデンサにおいてヒユーズ５が
溶断されており、したがって故障が生している場合に、
このことはチップコンデンサを配線基板から取り外して
検査しなければ発見することができず、故障の発見にむ
やみに手間がかかっていた。

またヒユーズ５の半田付けなどの際の熱変形のために、
コンデンサ素子１および陰極端子７とヒユーズ５との接
続は必ずしも良好に行われるとは限らず、接続不良など
の不具合が生じていた。

この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、故障時
におけるヒユーズの溶断が確実に行われ、したがって安
全性が向上されるとともに、その故障の発見が容易に行
われるモールドチップクンタル固体電解コンデンサを提
供することである。

〔課題を解決するための手段］ この発明のモールドチンブタンタル固体電解コンデンサ
は、コンデンサ素子表面に接続した接続片と陰極端子と
の各ヒユーズ接続端が露出する形状のヒユーズ取付孔を
モールド４Δ１脂に形成し、このヒユーズ取付孔にヒユ
ーズを埋設するとともに低温度溶融高分子材料で封止し
たことを特徴とする。

〔作用］ この発明の構成によれば、モールド樹脂にはヒユーズ取
付孔が形成される。このヒユーズ取付孔の内周面には、
コンデンサ素子に接続した接続片と陰極端子との各ヒユ
ーズ接続端が露出している。

前記ヒユーズ取付孔にはヒユーズが埋設され、これによ
って前記各ヒユーズ接続端間がこのヒユーズを介して接
続される。ヒユーズを埋設した前記ヒユーズ取付孔は低
温度溶融高分子材料で封止される。前記ヒユーズは半田
付けなどによってではなく、前記ヒユーズ取付孔に埋設
するようにして前記接続片および陰極端子に接続される
ので、熱変形などによる取り付は不良が生じることはな
く、したがってこのヒユーズの接続が不安定になること
はない。

コンデンサ素子が短絡するなどしてこのモールドチップ
タンタル固体電解コンデンサに故障が発生し、前記ヒユ
ーズが高温になり溶融するときには、前記低温度溶融高
分子材料もまた高温になって溶融し、この溶融した低温
度溶融高分子材料中に前記溶融したヒユーズが溶出して
分散し、これによって前記ヒユーズの溶断が達成される
。したがってコンデンサ素子の短絡時などに前記ヒユー
ズは確実に溶断され、これによってこのモールドチップ
タンタル固体電解コンデンサの故障時に周辺の回路部品
が焼損したりなどすることを確実に防ぐことができるの
で、安全性が格段に向上される。

またヒユーズの溶断時には、このヒユーズおよび前記低
温度溶融高分子材料の熱膨張によって、この低温度溶融
高分子材料が前記ヒユーズ取付孔からモールド樹脂外に
溶出する。したがって前記ヒユーズが溶断されており、
このモールドチップタンタル固体電解コンデンサに故障
が生じているときには、このことを前記溶出した低温度
溶融高分子材料を視認することによって確認することが
できる。すなわちこのモールドチンブタンタル固体電解
コンデンサの故障の有無は、たとえば配線基板などに実
装した状態で識別することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例のモールドチップタンタル
固体電解コンデンサ（以下、「デツプコンデンサ」とい
う）の基本的な構成を示す断面図である。このチップコ
ンデンサは、タンタル粉末を成形して真空中で焼成した
ものに酸化皮膜を形成してこれを誘電体とし、この酸化
皮膜の表面に二酸化マンガンなどの電解質を形成し、さ
らにカーボン層、陰極層を積層させて構成したコンデン
サ素子１１を備えている。このコンデンサ素子１１から
は、タンタル金属からなる陽極導出線１２が導出されて
おり、この陽極導出線１２に陽極端子１３が溶接される
。この陽極端子１３はニッケル。

洋白、４２アロイ、またはステンレスなどに川下半田め
っきを施したものである。コンデンサ素子１１の前記陽
極導出線１２の導出部分近傍には、テフロンなどからな
る絶縁板１４が設けられている。

コンデンサ素子１１表面の陰＋ｉ層には、前記陽極端子
１３と同様な材料からなる接続片１５が導電接合材１６
によって接続されている。この導電接合材１６は導電性
接着剤や半田（クリーム半田を含む）などである。前記
接続片１５は後述するヒユーズ１７の取り付けの以前に
は、第２図に示されるように、陰ｔ！ｉｉ端子１８に狭
縮部分１９によって連結されいる。第２図に示された状
態から、ｉｑ記陽極端子１３および陰極端子１８を外部
に導出するようにして、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂
などのモールド樹脂２０（第２図においては仮想線で示
す）によるモールド外装が施される。

モールド外装の後には、モールド樹脂２ｏの前記狭縮部
分１９に関連する位置にヒユーズ取付孔２１が形成され
る。これによって前記狭縮部分１９は接続片１５および
陰極端子１８から切り離され、この接続片１５および陰
極端子１８間が絶縁される。またこの状態では前記接続
片１５および陰極端子１８の各ヒユーズ接続端１５ａ、
１８ａは、前記ヒユーズ取付孔２１の内周面に露出して
いる。このヒユーズ取付孔２１近傍の構成は第３図に拡
大して示されている。

前記ヒユーズ取付孔２１にはたとえば、低融点合金材料
をペレット状に構成したヒユーズ１７が埋設されて取り
付けられる。これによって前記接続片１５および陰極端
子１８の各ヒューズ接続端１５ａ、１８ａ間はこのヒユ
ーズ１７を介して接続されることになる。このようにし
てヒユーズ１７の接続は半田付けなどによることがない
ので、熱変形などに起因する接続不良などは生じない。

ヒユーズ１７を取り付けた後に、前記ヒユーズ取付孔２
１には、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテ−）　
（ＥＶＡ）、ポリアミドナイロンなどを主成分とするホ
ットメルト材や、熱可塑性樹脂などの低温度溶融高分子
材料２２が注入されてこのヒユーズ取付孔２１が封止さ
れる。

上述のようなチップコンデンサにおいて、たとえばコン
デンサ素子１１に短絡が生じたりなどするときには、前
記ヒユーズ１７に大電流が流れ、このときに発生する熱
によってこのヒユーズ１７が？容量する。またこのとき
、このヒユーズ１７とともにヒユーズ取付孔２１内に配
置されている低温度溶融高分子材料２２も溶融して液状
化する。

したがって前記溶融したヒユーズ１７は、低温度溶融高
分子材料２２中に溶出して分散し、これによってその溶
断が達成される。

このようにしてこの実施例のチップコンデンサは、コン
デンサ素子１１の短絡などの故障や、セラＩ・への逆挿
入などに起因してヒユーズ１７に大電流が流れ、このヒ
ユーズ１７が溶融するときにはこのヒユーズ１７の溶断
を確実に達成して、周辺の回路部品の焼損などを防ぐこ
とができ、したがってその安全性を格段に向上すること
ができる。

さらにまたヒユーズ１７および低温度溶融高分子材料２
２が高温になって溶融するときには、これらの熱膨張に
よって前記低温度溶融高分子材料２２が前記ヒユーズ取
付孔２１からモールド樹脂２０外に溶出する。この溶出
した低温度溶融高分子材料２２はモールド樹脂２０外か
ら容易に視認することができる。したがってチップコン
デンサにコンデンサ素子１１の短絡などの故障が生じ、
ヒユーズ１７が溶断したときには、このことをたとえば
このチップコンデンサを配線基板に実装した状態で確認
することができるようになり、これによってチップコン
デンサの故障の確認が極めて容易に行われるようになる
。

第４図はこの発明の他の実施例のチップコンデンサの基
本的な構成を示す断面図である。この実施例は前述の第
１実施例に類似するので対応する部分には同一の参照符
号を付して示す。この実施例では、ヒユーズ取付孔２１
には低融点合金材料を箔状に構成したヒユーズ２５が挿
入され、このヒユーズ２５を介して接続片１５および陰
極端子１８の各ヒューズ接続端１５ａ、１８ａ間が接続
され、前記ヒユーズ取付孔２１の残余の空間には前述の
低温度溶融高分子材料２２が満たされている。このよう
な構成は、ヒユーズの溶断電流を小さく設定する場合に
有利である。

〔発明の効果〕

この発明のモールドチップタンクル固体電解コンデンサ
によれば、コンデンサ素子が短絡するなどしてこのモー
ルドチップタンタル固体電解コンデンサに故障が発生し
、ヒユーズが高温になり溶融するときには、このヒユー
ズとともにモールド樹脂に形成したヒユーズ取付孔内に
配置した低温度熔融高分子材ｔｉｔもまた高温になって
溶融し、この熔融した低温度溶融高分子材料中に前記溶
融したヒユーズが溶出して分散し、これによって前記ヒ
ユーズの溶断が達成される。したがってコンデンサ素子
の短絡時などに前記ヒユーズは確実に溶断され、これに
よってこのモールドチンブタンタル固体電解コンデンサ
の故障時において周辺の回路部品が焼損したりなどする
ことを確実に防ぐことができるので、安全性が格段に向
上される。

またヒユーズの溶断時には、このヒユーズ、およびヒユ
ーズを埋設したヒユーズ取付孔を封止している前記低温
度溶融高分子材料の熱膨張によって、この低温度溶融高
分子材料が前記ヒユーズ取付孔からモールド樹脂外に溶
出する。したがって前記ヒユーズが溶断されており、こ
のモールドチップクンタル固体電解コンデンサに故障が
生じているときには、このことを前記溶出した低温度溶
融高分子材料を視認することによって確認することがで
きる。すなわちこのモールドチップタンタル固体電解コ
ンデンサの故障の存無は、たとえば配線基板などに実装
した状態で識別することができる。このようにして故障
の発見が極めて容易に行われるようになる。

さらにまた前記ヒユーズは半田付けなどによってではな
く、前記ヒユーズ取付孔に埋設することによって前記接
続片および陰極端子に接続されるので、熱変形などによ
る取り付は不良が生じることはなく、このヒユーズの接
続が不安定になることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のモールドチンブタンタル
固体電解コンデンサの基本的な構成を示す断面図、第２
図はヒユーズ取付孔２１を形成する以前の状態を示す斜
視図、第３図はヒユーズ取付孔２１近傍の構成を拡大し
て示す斜視図、第４図はこの発明の他の実施例の基本的
な構成を示す断面図、第５図は本件発明者が先に提案し
たモールドチンブタンタル固体電解コンデンサの基本的
な構成を示す断面図である。 １１・・・コンデンサ素子、１５・・・接続片、１７゜
２５・・・ヒユーズ、１８・・・陰極端子、２０・・・
モールド樹脂、２１・・・ヒユーズ取付孔、２２・・・
低温度溶融高分子材料、１５ａ、１８ａ・・・ヒエーズ
接続端特許出願人　　松下電器産業株式会社 −口−７，，−′、・１ １；　−１−ノ ２１　ヒ１−ス゛和ｄ丁死 第１図 第 図 第２図 Ｕ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コンデンサ素子と陰極端子とをヒューズを介して接続し
   、モールド樹脂で外装したモールドチップタンタル固体
   電解コンデンサにおいて、 コンデンサ素子表面に接続した接続片と陰極端子との各
   ヒューズ接続端が露出する形状のヒューズ取付孔を前記
   モールド樹脂に形成し、このヒューズ取付孔に前記ヒュ
   ーズを埋設するとともに低温度溶融高分子材料で封止し
   たことを特徴とするモールドチップタンタル固体電解コ
   ンデンサ。