JPH0548926B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体電解コンデンサに関し、特にヒユ
ーズを有するチツプ状固体電解コンデンサに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、この種の固体電解コンデンサは一般的に
種々の電子回路に使用されており、故障率が小さ
いことが利点とされているが、一旦故障が発生し
た場合の故障モードとしては短絡故障が多いた
め、大きな短絡電流が流れてコンデンサが発熱
し、遂には焼損に至ることがある。この過度の短
絡電流による故障発生の際には、回路構成素子を
保護するため故障モードを短絡から開放にするこ
とが必要で、一般にヒユーズが用いられている。

このヒユーズとしては主に高温はんだを薄片や
棒状にしたものが使用されており、コンデンサが
短絡故障して過電流が流れた場合、コンデンサ素
子が発熱し、その熱により溶融してコンデンサ内
の回路を開放することにより、安全装置として働
いている。

したがつて、ヒユーズの取付け位置は、コンデ
ンサ素子に近接させる必要があり、通常はコンデ
ンサ素子の陰極層側に設けられる。

第４図、第５図はそれぞれ従来の固体電解コン
デンサの斜視図および断面図である。陰極層３と
陽極リード２からなるコンデンサ素子１の陽極リ
ード２に陽極リード端子４が接続され、陰極層３
と陰極リード端子５は絶縁性接着剤２１を介して
接着され、ヒユーズ６をはんだ２０により橋絡接
続させ、さらにヒユーズ６は弾性樹脂７により被
覆され、全体が樹脂９により外装されることによ
りヒユーズ付きチツプ状固体電解コンデンサが構
成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のヒユーズ付きチツプ状固体電解
コンデンサは、陰極層と陰極リード端子が高温は
んだからなるヒユーズにより電気的に接続されて
いるので、以下に述べるような欠点がある。

(1) ヒユーズとコンデンサ素子が近接しており、
過電流が流れたときにヒユーズが発熱し、この
熱によつて陰極層および陰極リード端子のはん
だが溶け、熱膨張して外装樹脂を破壊し、その
破面よりはんだが吹き出して他の配線回路を短
絡させて二次災害を引き起すことがある。

(2) ヒユーズの接続に際しては、コンデンサ素子
の陰極層と陰極リード端子間の絶縁のため絶縁
性樹脂が用いられているが、この樹脂が硬化す
る過程で陰極層と陰極リード端子が短絡する危
険性があるので、予め陰極層または陰極リード
端子の少くとも一方の絶縁をとつておく必要が
あり、また、陰極層の表面はコンデンサ素子自
体の大きさ、形状が必ずしも一定でないことか
ら、はんだ付けを自動的に行なうことが困難で
あることなど、工程が煩雑となる。

(3) チツプ状固体電解コンデンサは、特に小型大
容量化の要求が強く、収容されるコンデンサ素
子を大きくして外装樹脂の厚さをできるだけ薄
くする必要があるが、陰極層側にヒユーズを接
続するためには、接続部およびヒユーズ自体の
スペースの確保、はんだの吹き出し防止のため
の外装樹脂の厚さを厚くする必要があること等
の諸要因により上記の要求に反し容量の体積効
率が小さくなる。

(4) 高温はんだは細線化が困難であることから、
ヒユーズが溶融して切断するときの電流（以
下、溶断電流と称す）が大きくなり、他の電子
部品の損傷を引き起すことがあり、また、はん
だ付けの均一性が悪いのでヒユーズの長さのバ
ラツキが大きく、溶断電流のバラツキが大きく
なつて規定が困難である。

(5) チツプ状固体電解コンデンサがオープンモー
ドになつたとしてもヒユーズをチエツクするこ
とができないために、ヒユーズが切断している
のか他の部分の接続が外れているのか判別する
ことができず、原因解析が困難であること等の
問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のヒユーズ付きチツプ状固体電解コンデ
ンサは、陰極層と陽極リードよりなるコンデンサ
素子を含み、コンデンサ素子の陽極リードと反対
側の面および上面に陰極リード端子が導電性接着
剤を介して固着され、陽極リードには、弾性樹脂
により被覆されたヒユーズにより外部電極部と接
続されてなる陽極リード端子の接続部が溶接固着
され、さらに、陽極リード端子の外部電極部と陰
極リード端子の露出部分を除き全体が外装樹脂に
より絶縁外装されるとともに、前記外装樹脂から
前記陽極リード端子の接続部の切断面が露出して
おり、かつ、前記ヒユーズがアルミニウムを主成
分とする線状で陽極リード端子の前記接続部の表
面がニツケルメツキあるいはアルミニウムクラツ
ドからなる。

したがつて、ヒユーズの接続は主成分がアルミ
ニウムである細線とニツケルメツキあるいはアル
ミニウムクラツドとの接合性が良好であるため超
音波ウエツジボンデイング方式による自動機械に
よつて可能であり、また、陽極リード端子へはん
だを使用せずにヒユーズが接続できるために、は
んだの吹き出しによる回路上の二次災害がなく、
また、陽極リード端子部分にヒユーズを接続でき
るので、陽極リード端子側のスペースを有効に使
うことにより、コンデンサ素子形状を小さくする
こともなく、容量の体積効率が向上し、さらに、
アルミニウムを主成分とするヒユーズは細線化が
容易であり、溶断電流を各種用途に適した範囲に
規定することが可能である。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

第１図は本発明のヒユーズ付きチツプ状固体電
解コンデンサの一実施例の内部構造を示す一部断
面斜視図、第２図は第１図の断面図である。

ヒユーズ６はアルミニウムに１重量部のシリコ
ンを添加した線径0.03mm、長さ1.5mmの細線であ
る。陽極リード端子４は、厚さ0.1mmで鉄：ニツ
ケルが42：58の重量組成比からなる４−２合金と
称されるフレームに、電解メツキ手段により厚さ
0.001mmのニツケルメツキを表面に施されている。
陰極層３と陽極リード２よりなるコンデンサ素子
１には、陽極リード２と反対側の面および上面
に、陰極リード端子５が導電性接着剤８を介して
固着され、陽極リード２には、シリコン樹脂７に
より被覆されたヒユーズ６により接続部４ａと外
部電極部４ｂとが接続されてなる陽極リード端子
４の接続部４ａが溶接固着され、さらに、陽極リ
ード端子４の外部電極部４ｂと陰極リード端子５
の露出部分を除き外装樹脂９により絶縁外装され
てヒユーズ付きチツプ状固体電解コンデンサ１０
が構成されている。

次に、このヒユーズ付きチツプ状固体電解コン
デンサ１０を組立てる手順について説明する。第
３図は陽極リード端子４の組立前の形状を示した
もので、陽極リード２との接続部４ａと外部電極
部４ｂがフレーム１１により支持されている。陰
極リード端子５の段差部の内側に導電性接着剤８
が塗布され、この塗布部に陰極層３の一方の面と
陽極リード２と反対側の面が接着され、陽極リー
ド端子４の接続部４ａは陽極リード２に溶接固着
され、さらに、接続部４ａと外部電極部４ｂと
は、ヒユーズ６の超音波ウエツジボンデイング手
段により橋絡接続され、その上をシリコン樹脂７
により被覆される。シリコン樹脂７は弾性および
絶縁性を有している。このように形成された組立
体は、陽極リード端子４の接続部４ａおよび外部
電極部４ｂと、陰極リード端子５のそれぞれの露
出部を残して外装樹脂９によりトランスフアモー
ルド手段により絶縁外装された後、接続部４ａの
露出部のＡ−ＡおよびＣ−Ｃ線と外部電極部４ｂ
の露出部のＢ−Ｂ線よりフレーム１１側が切落さ
れ、さらに、陽極リード端子４の外部電極部４ｂ
と陰極リード端子５が外装樹脂９の外壁に沿つて
折曲げられ、ヒユーズ付きチツプ状固体電解コン
デンサ１０が形成される。なお、本実施例では外
装樹脂９としてエポキシ樹脂が用いられている。

このように形成されたヒユーズ付きチツプ状固
体電解コンデンサに過電流を流しても、ヒユーズ
６と陰極層３とは近接していないので、ヒユーズ
６が発熱してから溶断に至るまでの間に陰極層３
からのはんだの吹出しは発生せず、また、ヒユー
ズ６の接続にははんだ付けではなく、超音波ウエ
ツジボンデイング手段が適用できるので、ヒユー
ズ６の接続部からのはんだ吹出しも発生すること
がなく、安全装置として確実に機能し、二次災害
は発生しないことが確認された。

また、本実施例では陽極リード端子４の表面に
は、アルミニウムを主成分とするヒユーズとの接
合の信頼性を高めるためにニツケルメツキを施
し、自動のワイヤーボンデイングが容易にできる
ようにしてあるが、ヒユーズ６の接続部分はアル
ミニウムクラツドでも良く、このニツケルメツキ
およびアルミクラツドはチツプ状コンデンサのリ
ードフレームとなる長尺の薄い４−２合金板に連
続的に被覆できるために、リードフレームのコス
トを低くすることができ、ヒユーズの自動接続に
よる工程の簡略化と共に、製造コストを低くする
ことができた。

また、陽極リード端子４側は陰極リード端子５
側に比べてヒユーズ６の接続スペースが十分にあ
り、チツプ形状を大きくしたり、コンデンサ素子
１の形状を小さくしたりする必要もない、小型大
容量化の要求に応えうるヒユーズを付けないチツ
プ状固体電解コンデンサと同等の体積効率を有す
るものが得られた。

さらに、アルミニウムを主体としたヒユーズ６
は、アルミニウムにシリコンが添加されているた
めに、加工性に優れ、容易に細線化が可能なもの
を使用可能としたので、ヒユーズの線径と長さを
自由に選択でき、溶断電流を容易に設定できた。
又、さらに陽極リード端子４の接続部４ａと外部
電極部４ｂの間をテスターにて測定することによ
り、ヒユーズ６の接続抵抗を求めめることがで
き、接続状態を電気的に確認することができた。

なお、本実施例ではアルミニウムに１重量部の
シリコンを添加したヒユーズ材質について述べた
が、シリコンの添加量を変えたり、マグネシウ
ム、銅やチタニウムなどの種々の添加物、および
その添加量を変えることにより、ボンデイング性
や加工性、さらに溶断特性を変えて設計すること
ができる。ただし、添加物の添加量が多すぎると
逆にこれらの特性が劣化するので、添加量は10重
量部以下である方が良好であつた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、アルミニウムを
主成分とする線状のヒユーズと、ヒユーズを接続
する表面がニツケルメツキあるいはアルミニウム
クラツドからなる陽極リード端子とを備えること
により、以下のような効果がある。

(1) 短絡した時でもはんだの吹き出しの危険性が
ない。

(2) ヒユーズの接続部の加工が容易であり、かつ
ヒユーズの接続が自動装置で簡便に行えるため
にコストが低くできる。

(3) 体積効率が高く小型大容量化に適する。

(4) ヒユーズの溶断電流の設定が容易である。

(5) 外装後でもヒユーズの接続状態を確認するこ
とができ、製造工程中でのチエツクや故障時の
原因解析が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒユーズ付きチツプ状固体電
解コンデンサの一実施例の内部構造を示す斜視
図、第２図は第１図の側断面図、第３図は陽極リ
ード端子４の組立前の形状の一例の正面図、第４
図は従来のヒユーズ付きチツプ状固体電解コンデ
ンサの一例の内部構造を示す斜視図、第５図は第
４図の側断面図である。 １……コンデンサ素子、２……陽極リード、３
……陰極層、４……陽極リード端子、４ａ……接
続部、４ｂ……外部電極部、５……陰極リード端
子、６……ヒユーズ、７……シリコン樹脂、８…
…導電性接着剤、９……外装樹脂、１０……ヒユ
ーズ付きチツプ状固体電解コンデンサ、１１……
フレーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陰極層と陽極リードよりなるコンデンサ素子
   を含み、コンデンサ素子の陽極リードと反対側の
   面および上面に陰極リード端子が導電性接着剤を
   介して固着され、陽極リードには、弾性樹脂によ
   り被覆されたヒユーズにより外部電極部と接続さ
   れてなる陽極リード端子の接続部が溶接固着さ
   れ、さらに、陽極リード端子の外部電極部と陰極
   リード端子の露出部分を除き全体が外装樹脂によ
   り絶縁外装されるとともに、前記外装樹脂から前
   記陽極リード端子の接続部の切断面が露出してお
   り、かつ前記ヒユーズがアルミニウムを主成分と
   する線状で陽極リード端子の前記接続部の表面が
   ニツケルメツキあるいはアルミニウムクラツドか
   らなるヒユーズ付きチツプ状固体電解コンデン
   サ。