JPH04256306A - ヒューズ付きチップ型固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

ヒューズ付きチップ型固体電解コンデンサの製造方法

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JPH04256306A
JPH04256306A JP3017919A JP1791991A JPH04256306A JP H04256306 A JPH04256306 A JP H04256306A JP 3017919 A JP3017919 A JP 3017919A JP 1791991 A JP1791991 A JP 1791991A JP H04256306 A JPH04256306 A JP H04256306A
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淳 小林
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0003Protection against electric or thermal overload; cooling arrangements; means for avoiding the formation of cathode films

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  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はヒューズ付きチップ型固
体電解コンデンサ及びその製造方法に関し、特に陰極側
ヒューズの接続構造及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のチップ型固体電解コンデンサは図
2に示すように公知の技術によって製造されたコンデン
サ素子を陽極リード22植立面の対向面以外の全外周面
を絶縁樹脂層26を被着した後、陽極リード植立面及び
その対向面にそれぞれ導電体層28、めっき層29,3
0、はんだ層31,32からなる陽極端子及び陰極端子
を形成して組み立てられる(例えば実公昭62−146
73)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のチップ
型固体電解コンデンサは、従来のチップ型固体電解コン
デンサより小型になるが、小型になるためヒューズ機能
がなく、従ってコンデンサ素子が故障し短絡した場合焼
損し、ひいては回路の一部もしくは全体を焼損するとい
う問題点があった。
【0004】本発明の目的は、小型でしかもすぐれたヒ
ューズ機能を有するヒューズ付きチップ型固体電解コン
デンサを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明のヒ
ューズ付きチップ型固体電解コンデンサは、陽極リード
が植立された弁作用金属からなる陽極体上に誘電体酸化
被膜,半導体酸化物層,陰極層の順次形成された素子と
、素子外周面に披着された絶縁樹脂層と、陽極リード植
立面の絶縁樹脂上に形成された陽極端子と、陽極リード
植立面の対向面側の絶縁樹脂上に形成された陰極端子と
、陰極層と陰極端子とを電気的に接続するヒューズ材と
を含むことを特徴として構成される。
【0006】また、本発明の第2の発明のヒューズ付き
チップ型固体電解コンデンサの製造方法は、陽極リード
が植立された弁作用金属からなる陽極体上に誘電体酸化
被膜,半導体酸化物層,陰極層を順次形成する工程と、
陰極層の一部にヒューズ材の一端を接続する工程と、陽
極リードおよび接続されたヒューズ材以外の素子全外周
面に絶縁樹脂層を被着する工程と、陽極リード植立面に
陽極端子を形成する工程と、陰極層に接続されたヒュー
ズ材を陰極端子に電気的に接続する工程とを含むことを
特徴として構成される。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明によるチップ型固体電解コンデンサの
一実施例の断面図である。なお断面図は混乱を防ぐため
拡大図を除き斜線を省略した。
【0008】図1に示すように、弁作用を有する金属の
1つであるタンタル粉末が加圧成型され真空焼結された
陽極体1にタンタル材の陽極リード2が植立され陽極リ
ード付近に撥水性樹脂層3が形成される。陽極体1の外
周面には酸化膜層(図示省略)、半導体酸化物層4,グ
ラファイト層(図示省略),第1の導電体層5a,第2
の導電体層5bが順次形成される。更に陽極リード2付
近には被覆樹脂層6が形成された後、陽極体外周面に第
3の導電体層5c,第1のめっき層が順次形成される。
【0009】次に第1のめっき層7とヒューズ材15を
接続した後、陽極リード2とヒューズ材15以外の陽極
体全外周面に絶縁樹脂層8が形成された後、陽極リード
植立面の対向面上に第4の導電体層9と第2のめっき層
10、はんだ層12からなる陰極端子13が形成される
。更に陽極リード植立面上の絶縁樹脂層上及び陽極リー
ド2上に第3のめっき層11,はんだ層12からなる陽
極端子14が形成され、ヒューズ材15と陰極端子13
が接続された後、陽極リード2が切断されヒューズ付き
チップ型固体電解コンデンサが構成される。
【0010】次にこのような構成のヒューズ付きチップ
型タンタル固体電解コンデンサ(外型寸法長さ5.7m
m,幅5.0mm,厚さ2.5mm)の製造工程につい
て説明する。タンタルからなる陽極リード2を、タンタ
ル粉末に埋め込みながら加圧成型した陽極体1を真空中
で高温焼結した後、陽極リード2付近に撥水性樹脂を塗
布,加熱することにより撥水性樹脂層3が形成される。 次に陽極体1はリン酸水溶液中で化成電圧約40Vによ
り陽極酸化され、全外周面にタンタル酸化膜からなる誘
電体酸化被膜層が形成される。更に陽極体1は硝酸マン
ガン溶液中に浸漬した後200〜250℃の雰囲気中で
熱分解され二酸化マンガンからなる半導体酸化物層4が
形成される(厚さ約20〜80μm)。この浸漬及び加
熱は、陽極体1内部の細孔に十分に二酸化マンガンを充
填するためと、陽極体1外周面に強固かつ均一な二酸化
マンガンを形成するために複数回行われる。前述の撥水
性樹脂3は、この工程において硝酸マンガン溶液が陽極
リード2に付着するのを防止するために形成されるもの
である。
【0011】次に、陽極体1は水溶性樹脂とグラファイ
ト粉末との混合水溶液中に浸漬された後、150〜20
0℃の雰囲気中で乾燥されてグラファイト層が形成され
る。この浸漬乾燥は、前述の半導体酸化物層4と、後述
の第1の導電体層5aとの接触抵抗を低減させるため複
数回行われる。
【0012】次にグラファイト粉末,エポキシ樹脂,無
機フィラー等を主成分とする導電性ペーストをブチルセ
ロソルブ等の有機溶剤で希釈した液に陽極体1を浸漬し
た後、150〜200℃の雰囲気で乾燥されて第1の導
電体層5aが形成された(約20〜50μm)後、グラ
ファイト粉末,アクリル樹脂等を主成分とする導電性ペ
ーストを水で希釈した液に陽極体1を浸漬した後、15
0〜200℃の雰囲気中で乾燥され第2の導電体層5b
が形成される(厚さ約30〜60μm)。
【0013】更にポリブタジエン樹脂をディスペンサに
よって陽極リード植立面に塗布後、150〜200℃の
雰囲気中で乾燥されて被覆樹脂層5が形成される。
【0014】次にグラファイト粉末10〜20%,銅粉
末30〜60%,エポキシ樹脂15〜30%,無機フィ
ラー2〜6%からなる導電性ペーストをブチルセロソブ
ル等の有機溶剤で希釈した液中に、陽極体1を浸漬した
後、150〜200℃の雰囲気中で熱硬化されて第3の
導電体層5cが形成される(厚さ約20〜50μm)。 なお第3の導電体層50中の銅粉末は0.5μm程度の
粒径で、めっき触媒として作用する。また無機フィラー
は表面の凹凸をつくりアンカー効果により後述する第1
のめっき層7の密着力を高める効果がある。この第3の
導電性層5c中の銅粉末の量は、少なければ、めっき触
媒の作用がなくなるが、過度に多くなっても層の強度低
下につながり、また湿気雰囲気中で銅の酸化が起こり抵
抗が大きくなるという現象につながる。従ってグラファ
イト粉末,銅粉末,エポキシ樹脂,無機フィラーの固形
分の割合が、19%,53%,23%,5%という導電
性ペーストを使用した。
【0015】次に約3.5%の塩酸中に1〜2分浸漬し
た後、純水洗浄して無電解めっきを行う。この時陽極体
1の外周面は、第1〜3の導電体層,被覆樹脂層6で覆
われているので、めっき反応時のガスから二酸化マンガ
ンからなる半導体酸化物層4や誘電体酸化被膜層は保護
される。
【0016】めっき液としては例えばジメチルアミノボ
ランを還元剤とする無電解ニッケルめっき液(pHが6
〜7)を使用し、60〜65℃で30〜40分のめっき
を行い約5μmのニッケルめっきが被着し、第1のめっ
き層7が形成される。めっき終了後は十分に水洗された
後、120〜150℃の雰囲気中で水分の乾燥が行われ
る。
【0017】次に第1のめっき層7上にはんだペースト
を少量塗布したヒューズ材15をはんだ付けして接続す
る。ヒューズ材としては鉛−銀合金φ0.15nmを使
用した。次に粉体状エポキシ樹脂を素子外周面に静電塗
装し、100〜200℃の雰囲気中で約30〜90分間
加熱硬化し、絶縁樹脂層8が形成される。この絶縁樹脂
層の被着によりヒューズ材の固着点は補強される。
【0018】次に陽極リード2表面と、陽極端子14を
形成しようとする陽極リード植立面と素子側面の一部の
絶縁樹脂層8の表面に約40〜50μmの平均粒径のア
ルミナ粉を吹付けて表面を粗面化した後、パラジウムの
アミン化合物の酢酸ブチル溶液を含浸したスポンジを粗
面化した表面に接触させることにより塗布180〜20
0℃の雰囲気中で熱分解させてパラジウム粉末を付着さ
せる。表面を粗面化するのは、後述の第3のめっき層1
1の密着強度を大きくするためである。またパラジウム
粉末は粒径が約0.01μm程度で約0.3μg/cm
2 (約4×1010個/cm2 )付着する。
【0019】次に陽極リード植立面の対向面の絶縁樹脂
層8a上に第3のめっき層を形成する際に使用した導電
性ペーストを塗布後、シートを押し付け余分なペースト
を除去した後150〜200℃の雰囲気中で加熱硬化さ
せることにより第4の導電体層9が形成される(厚さ約
20〜100μm)。
【0020】次に素子を前述の無電解ニッケルめっき液
に陽極リード2まで浸漬し、60〜65℃,30〜40
分のめっきを行い、第4の導電体層9上と、表面を粗面
化しパラジウムを付着させた陽極リード2上及び陽極リ
ード植立面と素子側面の一部の絶縁樹脂層上とに、それ
ぞれ第2のめっき層10,第3のめっき層11が形成さ
れる。この時第4の導電体層9上と粗面化しパラジウム
を付着させた絶縁樹脂層上(陽極端子となる面)以外の
絶縁樹脂層上には、めっき触媒となる銅やパラジウムが
ないため無電解ニッケルめっきは析出しない。
【0021】次に第1のめっき層7に接続されたヒュー
ズ材15を、はんだペーストで第2のめっき層にはんだ
付けした後、前述の静電塗装の要領でヒューズ材15を
絶縁樹脂層8bで被覆する。
【0022】更に第2,第3のめっき層にはんだめっき
を行うことによりはんだ層12が形成され、陰極端子1
3及び陽極端子14が形成される。
【0023】最後に、余分な陽極リード2をレーザ切断
してヒューズ付きチップ型タンタル固体電解コンデンサ
が完成される。
【0024】図3に本実施例のヒューズ付きチップ型固
体電解コンデンサと従来例のヒューズを内蔵しないチッ
プ型固体電解コンデンサに過電流(順方向に5A)を印
加したとき過電流印加時間にともなうヒューズ溶断,焼
損開始の状況を示した。本実施例では殆んどが1時間以
内にヒューズが溶断し、焼損を防げたが、ヒューズなし
の従来例は10時間前後で焼損が始まっている。
【0025】尚本実施例では被覆樹脂層6の材料として
ポリブタジエン樹脂を使用したが、この材料はめっき反
応時に発生するガス(主に水素)から誘電体酸化被膜や
半導体酸化物層4を保護するために使用するものである
から、エポキシ,アクリル,ポリエステル,ポリ塩化ビ
ニル,ポリプロピレン等の樹脂及びこれらの混合樹脂を
使用しても良い。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ヒューズ
材によりコンデンサ素子陰極層と絶縁樹脂層上に形成し
た陰極端子を接続したので、図3に示すようにコンデン
サ素子が故障し、短絡した際ヒューズ材が溶断するので
、素子焼損を防止することができ回路全体の安全性を高
くするという効果を有する。
【0027】また、陽極端子または陰極端子の少なくと
も一方がめっき層,はんだ層の2層からなるので陽・陰
極端子の厚さを薄くすることができ、コンデンサの小型
化,体積効率の向上がはかれる。
【0028】また、ヒューズ材は陰極層に接続したのち
接続部を含む陰極層が絶縁樹脂で覆われるので接続強度
が得られると共に本ヒューズ材の接続構造ではヒューズ
特性の均一化をはかることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のヒューズ付きチップ型固体
電解コンデンサの断面図およびその一部の拡大図である
【図2】従来のチップ型固体電解コンデンサの一例の断
面図である。
【図3】本発明の一実施例と従来例に過電流を印加した
とき印加時間とその挙動の関係を示す図である。
【符号の説明】
1    陽極体 2    陽極リード 3    撥水性樹脂層 4    半導体酸化物層 5a,5b,5c    第3の導電体層6    被
覆樹脂層 7    第1のめっき層 8a,8b    絶縁樹脂層 9    第4の導電体層 10    第2のめっき層 11    第3のめっき層 12    はんだ層 13    陰極端子 14    陽極端子 15    ヒューズ材 21    陽極体 22    陽極リード 24    半導体酸化物層 25    陰極層 26    絶縁樹脂層 27    陽極導電体層 28    陰極導電体層 29,30    めっき層 30,32    はんだ層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  陽極リードが植立された弁作用金属か
    らなる陽極体上に誘電体酸化被膜,半導体酸化物層,陰
    極層の順次形成された素子と、素子外周面に披着された
    絶縁樹脂層と、陽極リード植立面の絶縁樹脂上に形成さ
    れた陽極端子と、前記陽極リード植立面の対向面側の絶
    縁樹脂層上に形成された陰極端子と、前記陰極層と前記
    陰極端子とを電気的に接続するヒューズ材とを含むこと
    を特徴とするヒューズ付きチップ型固体電解コンデンサ
  2. 【請求項2】  前記陽極端子または陰極端子の少なく
    とも一方がめっき層,はんだ層の2層からなることを特
    徴とする請求項1記載のヒューズ付きチップ型固体電解
    コンデンサ。
  3. 【請求項3】  前記ヒューズはその一端が陰極層の所
    定位置に接続され、その上に形成された絶縁樹脂層を貫
    通し、該絶縁樹脂層に沿って延伸し他端が陰極端子と接
    続されていることを特徴とする請求項1および請求項2
    記載のヒューズ付きチップ型固体電解コンデンサ。
  4. 【請求項4】  陽極リードが植立された弁作用金属か
    らなる陽極体上に誘電体酸化被膜,半導体酸化物層,陰
    極層を順次形成する工程と、前記陰極層の一部にヒュー
    ズ材の一端を接続する工程と、前記陽極リードおよび接
    続されたヒューズ材以外の素子全外周面に絶縁樹脂層を
    被着する工程と、前記陽極リード植立面に陽極端子を形
    成する工程と、前記絶縁樹脂層上に陰極端子を形成する
    工程と、前記陰極層に接続されたヒューズ材を前記陰極
    端子に電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする
    ヒューズ付きチップ型固体電解コンデンサの製造方法。
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