JPH02106026A - 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ンブ
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穫として構成したタ
ンタル固体電解コンデンサが用いられている。このよう
なタ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、フェイスボンディングに通した端子構造
とされて、ハイブリッドＩＣ回路に組み込むためのチッ
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タ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
路が焼用なとすることを防ぎ、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４図に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（以下、「チップコンデンサ
」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ｌと、このコ
ンデンサ素子ｌから導出された陽極導出線２と、この陽
極導出線２に接続された陰極端子３と、コンデンサ素子
１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および陰極端子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１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１はク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、絶縁被覆１？Ｊ１０
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ｌに短絡が生じるなどしてこの
チンプコンデン→す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１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。またコンデ
ンサ素子ｌの温度が不所望な程度に上昇するときには、
このコンデンサ素子ｌからの熱量が前記ヒユーズ５に伝
導し、これによってこのヒユーズ５が溶断される。

このようにしてこのヒユーズ５はいわゆる温度ヒユーズ
としての役割をも果たしており、コンデンサ素子１が焼
用することをνｊいでいる。

前述の絶縁被覆層１０は、ヒユーズ５のコンデンサ素子
１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じる。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／８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・ンブコンデンサでは、ヒユー
ズ５は変形を生じやすく、このヒユーズ５をコンデンサ
素子１および陰極端子７に接続する際に、その両端部を
確実にコンデンサ素子１および陰極端子７における接続
対象部分に位置さセることが比較的困難である。このた
めチップコンデンサの製造時の作業性を向上することが
できないとともに、ヒユーズ５とコンデンサ素子１およ
び陰極端子７との接続を確実にかつ強固に行うことがで
きず、接続不良などが生じることがあった。

またヒユーズ５とコンデンサ素子ｌとの導電接合材４に
よる接続は、比較的小面積で行われており、したがって
コンデンサ素子ｌからの熱量のヒユーズ５への伝達効率
が悪く、このヒユーズ５に前述の温度ヒユーズとしての
役割を確実に果たさせることができなかった。

さらにまたコンデンサ素子１表面に絶縁被覆層１０を形
成するようにしているため、製造時においてこの絶縁被
覆層ｌＯの乾燥および硬化などの工程が必要であるので
、工数の増大を招くなどの問題があった。

この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、製造時
の作業性を向上し、製造工数を削減することができると
ともに、ヒユーズの接続不良の防止を図ることができる
モールドチップタ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〕

この発明のモールトチツブタンタル固体電解コンデンサ
は、ヒユーズを折り返して耐熱性絶縁板を前記ヒユーズ
の両端部間に挟持させ、前記耐熱性絶縁板の一方表面側
で前記ヒユーズの一方の端部をコンデンサ素子表面に接
続し、他方表面側で前記ヒユーズの他方の端部を陰極端
子に接続したことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、ヒユーズは折り返されてその
両端部がこの耐熱性絶縁板の相異なる表面側に位置する
ようにされる。このようにして前記耐熱性絶縁板は前記
ヒユーズの両端部間に挟持された状態とされる。前記ヒ
ユーズは前記耐熱性ｍ　Ｉ＆　＋ｆｆｌの一方表面側で
その一方の端部がコンデンサ素子表面に接続され、また
前記耐熱性絶縁板の他方表面側でその他方の端部が陰極
端子に接続される。これによってコンデンサ素子と陰極
端子との間で前記ヒユーズの両端部と前記耐熱性絶縁板
とがいわば積層された状態で、コンデンサ素子と陰極端
子との間が前記ヒユーズを介して接続されることになる
。

したがって前記ヒユーズの両端部における各接続に当た
っては、前記コンデンサ素子と陰極端子との間に相互に
近接する方向の力を作用させることによって、コンデン
サ素子表面とヒユーズの前記一方の端部との間、および
陰極端子とヒユーズの前記他方の端部との間をそれぞれ
密着させることができるので、前記ヒユーズの両端部に
おける各接続を強固にかつ確実に行わせることができる
。

また前述のような接続の結果、コンデンサ素子とヒユー
ズの前記一方の端部との間の接続面積を比較的大きくす
ることができ、したがってコンデンサ素子で発生した熱
は効率良く前記ヒユーズに伝達される。これによってコ
ンデンサ素子の短絡などに起因して前記ヒユーズに大電
流が流れる場合だけでなく、コンデンサ素子が不所望な
程度に発熱するときにも、前記ヒユーズの溶断が確実に
達成されるようになる。前記耐熱性絶縁板は前記ヒユー
ズが高温になり溶融するときに、このヒュズの両端部間
が短絡することを防いでいる。

さらにまたヒユーズは前記耐熱性絶縁板の他方表面側で
所望の溶断特性を１１トるための充分な有効長を確保す
ることができるので、コンデンサ素子表面に絶縁被覆層
などを形成する必要がなく、したがって製造工数を削減
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、「チップコンデンサ」とい
う）の基本的な構成を示す断面図であり、第２図はその
分解斜視図であり、第３図はモールド外装を施す前の状
態を示す斜視図である。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７−１１を備
えている。このコンデンサ素子１１からは、クンタル金
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、４２７０イ、またはステンレス
などにｉ目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表面の陰極層には、低融点合金材料
をたとえば厚さ３０〜７０μｍの板状に構成したヒユー
ズ１５の一方の端部１５ａ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。前記ヒユーズ１
５は折り返されて、その両端部１５ａ、１５ｂが、ポリ
イミド系、ポリアミド系、フッソ系、シリコーン系、ま
たはエポキシ系などの樹脂材料からなる耐熱性絶縁板１
７の相互に異なる表面側に位置するようにされている。

このようにしてこの耐熱性絶縁板１７はいわば前記ヒユ
ーズ１５の両端部１５ａ、１５ｂ間に挟持されており、
この耐熱性絶縁板１７の一方表面側で前記ヒユーズ１５
の一方の端部１５ａがコンデンサ素子１１表面に接続さ
れていることになる。

前記耐熱性絶縁板１７の他方表面側では、前記ヒユーズ
１５の他方の端部１５ｂが陰極端子１日に前記導電接合
材１６と同様な導電接合材１９によって接続されている
。このようにしてコンデンサ素子Ｉ】および陰極端子１
８間で前記ヒユーズ１５の両端部１５ａ、１５ｂおよび
耐熱性絶縁板１７が積層され、そのような状態で前記陰
極端子１８がコンデンサ素子１１表面にヒユーズ１５を
介して接続されている。前記ヒユーズ１５の屈曲部１５
ｃに関連しては、ポリプロピレン、エチレンビニルアセ
テート（ＥＶＡ）、　ポリアミドナイロンなどを主成分
とするホントメルト材や、熱可塑性樹脂などの低温度熔
融高分子材料２０が配置される。この低温度溶融高分子
材料２０はたとえば１４０〜２２０°Ｃで軟化し、１８
０〜２９０°Ｃで液状化することが望ましい。

上述の各接続が行われた状態は第３図に示されており、
この第３図図示の状態からエポキシ樹脂やシリコーン樹
脂などのモールド樹脂２１によるモールド外装が施され
る。このとき前記陽極端子１３および陰極端子１８はモ
ールド樹脂２１外に導出される。前述の低温度溶融高分
子材料２０に要求される温度条件はこのモールド外装の
際のモールド樹脂２１の温度、および前記ヒユーズ１５
の溶融温度などを考慮して設定される。

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に短絡が生したりなどするときには、前
記ヒユーズ１５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１５は前記屈曲部１５ｃから熔融
し始める。またこのとき、この屈曲部１５ｃに関連して
配置されている低温度溶融高分子材料２０も溶融して液
状化する。前記溶融したヒユーズ１５は、このヒユーズ
１５に流れる電流によって生じ、前記屈曲部１５ｃに作
用する電磁力などによって、前記液状化した低温度溶融
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。このようにして周辺の回路部品の焼
１員などを防ぐことができ、したがって安全性が格段に
向上される。前記ヒユーズ１５の両端部１５ａ、１５ｂ
間には耐熱性絶縁板１７が配置されているので、ヒユー
ズ１５が高温になり溶融するときに、前記ヒユーズ１５
の両端部１５ａ、１５ｂ間が短絡することはない。

上述のチップコンデンサの組立に当たっては、ヒユーズ
１５を耐熱性絶縁板１７に巻き掛けてたとえば接着剤（
図示せず）などで固定し、この後に前記ヒユーズ１５の
両端部１５ａ、１５ｂとコンデンサ素子１１表面および
陰極端子１８との間の各接続が行われる。この接続時に
はたとえば一対の弾性体（図示せず）などを用いてコン
デンサ素子１１と陰極端子１８とに相互に近接する方向
の力を作用させて、前記ヒユーズ１５の一方の端部１５
ａとコンデンサ素子１１との間、および他方の端部１５
ｂと陰極端子１８との間が密着するようにされる。この
ようにして前記ヒユーズ１５の両端部１５ａ、１５ｂに
おける各接続を強固にかつ確実に行わせることができる
とともに、前記接続作業時にヒユーズ１５の変形などが
生じることがないので、前記各接続は良好な作業性で行
うことができる。

またコンデンサ素子１１表面と前記ヒユーズ１５の一方
の端部１５ａとが密着されるので、これらの間の接続面
積を大きくすることができ、したがってコンデンサ素子
１．１からの熱量を効率良くヒユーズ１５に伝達するこ
とができるようになる。

これによってコンデンサ素子１１が不所望な程度に発熱
するときには、ヒユーズ１５を確実に溶断させてコンデ
ンサ素子ＩＩが焼損することを防ぐことができる。すな
わちこのチップコンデンサでは、ヒユーズ１５にいわゆ
る温度ヒユーズとしての役割を充分に果たさせることが
できる。

さらにまたこの実施例のチップコンデンサでは、ヒユー
ズ１５の耐熱性絶縁板１７の前記他方表面側の部分は、
コンデンサ素子１１表面から絶縁されるので、前記他方
表面側でヒユーズ１５の有効部分の所望とされる溶断特
性を得るために必要な長さを確保することができる。こ
れによって第４図に示された従来の千ンプコンデンサの
ようにコンデンサ素子表面に絶縁被覆層を形成する必要
がなく、したがって製造工数を削減することができる。

〔発明の効果〕

この発明のモールドチップタンタル固体電解コンデンサ
によれば、コンデンサ素子と陰極端子との間でヒユーズ
の両端部とこのヒユーズが巻きｌ））けられた耐熱性絶
縁板とがいわばＪＨｌされた状態で、コンデンサ素子と
陰極端子との間が前記ヒユーズを介して接続されること
になる。したがって前記ヒユーズの両端部における各接
続に当たっては、前記コンデンサ素子と陰極端子との間
に相互に近接する方向の力を作用させることによって、
コンデンサ素子表面とヒユーズの前記一方の端部との間
、および陰極端子とヒユーズの前記他方の端部との間を
それぞれ密着させることができるので、前記ヒユーズの
両端部における各接続を強固にかつ確実に行わせること
ができる。しかもこの接続時にヒユーズが変形したりな
どすることはなく、前記ヒユーズの接続作業は良好な作
業性で行うことができる。

また前述のような接続の結果、コンデンサ素子とヒユー
ズの前記一方の端部との間の接続面積を比較的大きくす
ることができ、したがってコンデンサ素子で発生した熱
は効率良く前記ヒユーズに伝達される。これによってコ
ンデンサ素子の短絡などに起因して前記ヒユーズに大電
流が流れる場合だけでなく、コンデンサ素子が不所望な
程度に発熱するときにも、前記ヒユーズの溶断を確実に
達成してコンデンサ素子の焼損を防ぐことができるよう
になる。

さらにまた前記ヒユーズは前記耐熱性絶縁板の他方表面
側で所望とされる溶断特性を得るための充分な有効長を
１１保することができるので、コンデンサ素子表面に絶
縁被覆層などを形成する必要がなく、したがって製造工
数を削減することができる。

【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ップタンタル
固体電解コンデンサの基本的な構成を示す断面図、第２
図はその分解斜視図、第３図はモールド外装を施す前の
状態を示す斜視図、第４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。 ＩＩ・・・コンデンサ素子、１５・・・ヒユーズ、１５
ａ・・・一方の端部、１５ｂ・・・他方の端部、１７・
・・耐熱性絶縁板、１８・・・陰極端子、２０・・・低
温度熔融高分子材料、２１・・・モールド樹脂 第１図 第２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、 前記ヒューズを折り返して耐熱性絶縁板を前記ヒューズ
   の両端部間に挟持させ、前記耐熱性絶縁板の一方表面側
   で前記ヒューズの一方の端部をコンデンサ素子表面に接
   続し、他方表面側で前記ヒューズの他方の端部を陰極端
   子に接続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。