JPS62276820A - ヒユ−ズ付き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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はヒユーズ付き固体電解コンデンサに関し、とく
にそのヒユーズ取付構造に関する。

〔従来の技術〕

一般に固体電解コンデンサは種々の電子回路に使用され
ており、故障率は小さいが、万一故障が起きた場合の故
障モードは短絡故障が多く、大きな短絡電流が流れると
、コンデンサ素子が発熱し焼損に至ることもある。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ｍ＜ショート）から開
放（オーブン）にすることが必要であシ一般にヒーーズ
を用いる手段が知られている。従来技術としては例えば
、特公昭５８−２１８１６号公報のようにヒユーズを内
蔵させた固体電解コンデンサがある。

この例におけるヒユーズ取付構造では、第７図に示すよ
うにひとつの貫通孔１２を有する絶縁板１１の対向する
面にそれぞれ導電層を有し、これら両導電層が貫通孔１
２内に通されたヒユーズ素子７を介して導通された基本
構造を有している。この絶縁板１１の一方の導電層は内
部リード１０を介してコンデンサ素子の陰極層に接続さ
れ、他方の導電層は外部リード４と接続されるが、ヒユ
ーズ素子７を貫通孔１２内に気密封止するために内部リ
ード１０と外部リード４とはそれぞれ貫通孔１２の両開
口部をふさぐように絶縁板１１にはんだ付されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来のヒユーズ効果は構造では貫通孔１２に
ヒユーズ素子７を通すという作業上の面倒さがあり、量
産性の向上を妨げる構造であった。

また絶縁板１１に両リード４，１０をはんだ付する際、
はんだの垂れ込み等により貫通孔１２内がはんだで埋ま
ってヒユーズ効果を失なったプ、これとは逆にはんだ量
の不足により気密性が得られず、後工程の樹脂外装の際
に外装樹脂９が入り込みヒーーズの溶断を妨げる等の欠
点がある。

さらにヒユーズ素子のたるみ、ゆがみ等によシ、ヒユー
ズ素子の実効長が変化し、ヒユーズ素子の溶断特性にば
らつきが生じるという欠点もある。

〔問題点を解決するための手段〕

したがって本発明の目的は、量産性の高い組立て容易な
ヒユーズ取付構造体を内蔵した固体電解コンデンサを提
供することにある。

本発明によれば、ヒーーズ素子の両端は絶縁板の同一面
上に離間して形成された導電層上に接続されておシ、両
導電層間を橋絡接続するヒユーズ素子は両導電層の間隙
部で絶縁板との間に空隙を有するように配設されている
。そしてヒユーズ素子の少なくとも上記間隙部上に位置
する部分は多数の気泡を有する絶縁性弾性体で覆われて
いる。

導電層の一方は、二端子を有するコンデンサ素子の一方
の端子に接続され、導電層の他方に接続される第１のリ
ードとヒーーズ素子とコンデンサ素子の一方の端子とが
電気的に直列接続されている。

そしてコンデンサ素子の他方の端子は第２のＩＪ−ドと
接続されている。

本発明の好ましいヒユーズ付き固体電解コンデンサの一
実施例は、片面に帯状の絶縁体部を中間に配して対向配
設した導電体層と、導電体層間を橋絡接続するヒユーズ
と、ヒユーズを絶縁性を有する弾性体で被着させ、導電
体層の一方にスルーホールを設は裏面の導電体層と接続
させ、さらに上記導電体層の一方と裏面の導電体層とを
端面の導電体層により接続させた両面印刷配線板を固体
電解コンデンサの素子と外部端子との間に介挿接続させ
絶縁外装したことを特徴とする。

〔実施例〕 以下、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の側断面図である。

例えばタンタルなどの弁作用金属の陽極体を陽極酸化し
、その上に二酸化マンガン層、カーボン層。

銀ペースト層を順次被着させ、最外層に陰極部を有する
固体電解コンデンサ素子（以後素子と略称〕１を形成す
る。この素子１に植立された陽極り−ド２と置板状の陽
極外部端子３を溶接等の手段によ）接続する。次に断面
段差状の陰極外部端子４と後述するヒユーズ内蔵した両
面印刷配線板５をはんだ付は等によシ接続した後、両面
印刷配線板５と素子１の陰極部の一側面をはんだ付は等
により接続し、その後トランスファモールド等の手段に
よりエポキシ樹脂等の外装樹脂９で絶縁外装し、陽・陰
極外部端子３，４を断面り字状に折り曲げ成形し、ヒユ
ーズ付き固体電解コンデンサを形成する。

第２図、第３図は前述第１図のヒーーズを内蔵した両面
印刷配線板５と陰極外部端子４の構造および製造工程を
説明する斜視図である。

第２図＋ａｌ　、　（ｂ）に示す如くガラス−エポキシ
材などからなる絶縁基材５０の表裏両面に銅箔などの導
電層を形成した基板に、ドリル等の穿孔具によシたとえ
ば円形の孔を設けた後鍋めっきなどのめっきを施こして
孔部内にも導電層を形成し、それにより表裏両面の導電
層を電気的に接続するスルホール６１を設ける。さらに
この基板の一端面にもめっきを施こして導電層６２を形
成し表裏両面の電気的導通をより確実にする。

次に、エツチング加工によシ基板の一方の面（表面）に
おける導電層が２つの領域に’！電気的分離されるよう
に所定領域の導電層を除去して絶縁分離領域５１を形成
する。基板の他方の面（裏面）は、端面導電層６２なら
びにスルホール６１の周囲で陰極外部端子４と接続する
領域５４を除き導電層を除去する。このようＫして図示
した両面印刷配線板５が形成される。次に両面印刷配線
板５の表面側の２分割された導電領域５２．５３の間に
ヒユーズ素子７を配設し、ヒユーズ７の両端をはんだ付
などの手段で導電領域５２．５３に接続する。ヒーーズ
７としては、公知のパラジウム。

銅等で外周面を覆ったアルミニウム細線あるいは鉛９３
．５％、錫５％、銀１．５チの三成分系、または鉛９７
，５チ、銀２，５チの二成分糸のはんだ細線などを用い
ることができる。

さらＫ、第３図に示す如く、シリコン樹脂等の弾性を有
する絶縁性樹脂８（以後、弾性樹脂と称す）で、橋絡し
たヒユーズ７の全面又は少なくとも絶縁分離領域上に位
置する部分の全周な＆うように被着させた後、温度８０
〜２００℃程度で乾燥する。この熱処理によシ、ヒユー
ズ７の表面と弾性樹脂８との間に部分的に空間が形成さ
れる。

次にこのヒーーズを付設した両面印刷配線板５の裏面と
陰、体外部端子４を前述の如く接続する。

この両面印刷配線板５は、表面にヒユーズ７をはんだ付
けなどの簡便な手段にて、確実に、かつ、均一な長さに
取シ付けることを容易にし、しかもヒユーズ７の取り付
は面である表面において、素子ｌとも接続することが可
能となる。

また裏面においても、両面印刷配線板５の導電体層５４
と、陰極外部端子４とが広面積で確実に接続され、かつ
、スルホール６１と端面導電体層６２とを設けることに
よシ印刷配線板の両面が強固に接続され、従来の接続面
積の小さいものでは、接続強度が小さい欠点があったの
に対し、接続面積が広く得られ、しかもスルホール６１
．端面の導電体層６２にもはんだなどの接着材料が入り
込み表面のはんだなどと接続され、より強い接続強度が
得られることになる。

また弾性樹脂８はヒユーズ７に過電流が流れ発熱する際
の周囲への熱放散を防ぎ、かつ後工程のモールド外装工
程における外装樹脂９注大時の衝撃からヒーーズ７を保
脛する。

一方、ヒーーズが外装樹脂に用いられるエポキシ樹脂な
どの硬化性樹脂で直接覆われた場合にはヒユーズが溶け
ても周囲が硬く、かつ熱処理によっても空間が生じない
ため、ヒーーズの原形を保ち電気的な接続を保持し続け
るので溶断しにくい欠点があった。

しかし、本発明では弾性樹脂８とヒユーズ７との間に部
分的な空間がめるのでその断熱効果により比較的低い電
流でヒユーズ７が溶断する。またヒユーズ７が溶けると
溶融物が表面張力により球状に分断し、速やかに弾性樹
脂部の変形により拡がった空間に吸収されてヒユーズ７
は確実に溶断して電気的な接続が分断される。従って弾
性樹脂８は、ヒユーズ７の溶断作用を助ける重要な役割
を有する。ヒーーズの溶断をより確実にするには、弾性
樹脂８にあらかじめ気泡を営ませておくことにより、第
５図＋ａｌ　、　（ｂ）に示すごとく、空間部８２が増
大するので、断熱効果の増大とともにヒ一ズの溶断作用
がいっそう顕著なものとなるので好着しい。シリコン樹
脂の場合は、脱泡処理前のものを使うことが好ましい。

なお、上記実施例では、ヒーーズに線材を用いて述べた
が薄板状のものでも、Ｍ看した箔等を用いても良い。ま
たヒーーズ７と印刷配線板５との接続手段として、はん
だ付けを用いたが、溶接。

ワイヤーボンディング等の手段でも良い。またここでは
ヒユーズ７上にシリコン樹脂を塗布するものにつめて述
べたが、その他弾性を有し、かつ断熱性を有するものた
とえばブタジェン系のゴム状樹脂などであれば良いこと
は勿論である。

またスルホール６１．端面の導電体層６２は、第４図に
示すように１個に限られるものではなく、複数個設けて
も良いことは言うまでもない。

第６図にさらに他の実施例を示す。この実施例の特徴は
両面印刷配線板と素子１との接続強度を増すために１累
子ＩＫ接続される４電層５３の領域にもスルーホール６
３を設け、基板の裏面側にもスルーホール６３に通じる
ランド部５６を設けたことである。この構成によって素
子１の陰極層とのはんだ付は接続の際、はんだがスルー
ホール６３に入り、ランド部５６に進達するので、接続
強度は大いに強化される。

一方、陰極外部端子４に接続される導電層５４５４にも
２つのスルーホール６１が形成されて両面の専通を達成
するとともに陰極外部端子４とのはんだ付の際にはんだ
がスルーホール６１内にのぼって接続を強固にする。第
２図の実施例と同様に基板の下側端面にもめっき層が形
成され、接続強度をさらに向上させることができる。

ヒーーズ７は図示のごとく両面印刷配線基板の全幅にわ
たって延在している。第６図における実施例の具体的寸
法例を述べるならば、基板５の幅が３．８　ｒａｍ　、
長さ５咽、厚さ０．２瓢であり、スルーホール６３の直
径は１．０＋ｓ＋、　ランド部５６の外径は２．０聾で
ある。スルーホール６１の直径は０．４酎である。ヒユ
ーズ７の有効長さ、すなわちヒーーズが絶縁分離領域５
１を横切る距離は０．９５ｍ＋＋＋とじ、ヒーーズ７の
直径は５０μｍである。導電層５２．５３の厚みを１８
μｍにすることＫよって、ヒユーズ７は絶縁分離領域５
１の表面に対し１８μｍ空隙を有して配設されることと
なる。シリコン樹脂にあらかじめ気泡を含ませるとすれ
ば、その気泡のサイズは直径２０〜８０μｍ程度が好ま
しい。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、次のような効果がある。

（１）接続工数が低減され、かつ接続部の面積が広くな
り接続の信頼性が向上する。

に１）　　ヒユーズを溶断動作を助ける弾性樹脂で堕う
ことができるので外装樹脂からの保脆が容易となる。

（１１Ｄ　　ヒーーズの周囲に気密の空洞部を設ける必
要がなくなるので、構造が簡単となる。

＋１Ｖ’ｌ　　ヒユーズの寸法が均一となるため、ヒユ
ーズ動作の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に基づくヒユーズ付き固体電
解コンデンサの断面図である。第２区ｔａｌは第１図に
おけるヒユーズ付両面印刷配線板の表面側を示す斜視図
である。第２図（ｂ）は第２図＋ａｌの裏面側を示す斜
視図である。第３図は第１図に示されたヒユーズ付両面
印刷配線板と陰極外部リードとの表面側を示す斜視図で
ある。第４図は本発明の他の実施例によるヒユーズ付両
面印刷配線板の表面側を示す斜視図である。第５図（ａ
ｌはヒユーズ素子を気泡式９弾性樹脂で覆った状態を示
す拡大断面図である。第５図（ｂ）は第５図（ａｌのＡ
−Ａ線断面図である。第６図１１１は本発明のさらに他
の実施例によるヒユーズ付両面印刷配線板の表面側ｊを
示す正面図である。第６図（ｂ）は第６図ｔａｌの裏面
図である。第７図は従来例を示す断面図である。 １・・・・・・（固体電解コンデンサ）素子、２・・・
・・・陽極体リード、３・・・・・・陽極外部端子、４
・・・・・・陰極外部端子、５・・・・・・両面印刷配
線板、６１・・・・・・スルホール、６２・・・・・・
（端面の）導電体層、７・・・・・・ヒユーズ、８・・
・・・・弾性樹脂、９・・・・・・外装樹脂、ｌＯ・・
・・・・金属板、１１・・・・・・絶縁板、１２・・・
・・・空洞部。 代理人　弁理士　　内　原　　　ヨ 第／図 Ａ−Ａ ￥５図Ｇ）　　　　治、５図（ｂｐ 話乙］り　　　　　話６図（ｂ） 第７図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）２端子を有する固体電解コンデンサ素子と、前記
   ２端子の一方の端子に接続される第１の外部リードと、
   前記２端子の他方の端子に接続される第１の導電層を一
   主面に有する絶縁基板と、前記絶縁基板の露出領域によ
   って前記第１の導電層と電気的に分離されて前記一主面
   上に形成された第２の導電層と、前記第１の導電層に一
   端が接続され前記第２の導電層に他端が接続されており
   、前記絶縁基板の露出領域から離間してかつ前記一主面
   に平行に設けられたヒューズ素子と、前記ヒューズ素子
   の少なくとも前記露出領域上に位置する部分全体を覆う
   気泡混入された絶縁性弾性体と、前記第２の導電層に電
   気的に接続された第２の外部リードとを有することを特
   徴とするヒューズ付き固体電解コンデンサ。
2. （２）前記絶縁基板の一主面と反対側の主面に、前記絶
   縁基板に設けられた第１のスルーホールを介して前記第
   ２の導電層と電気的に接続された第３の導電層を形成し
   、前記第２の外部リードを前記第３の導電層に接続した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のヒュ
   ーズ付き固体電解コンデンサ。
3. （３）前記第１のスルーホールは複数個設けられ、かつ
   前記絶縁基板の端面にも第４の導電層が形成されて前記
   第２の導電層と第３の導電層とが電気的に導通されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載のヒ
   ューズ付き固体電解コンデンサ。
4. （４）前記絶縁基板の一主面を反対側の主面に、前記絶
   縁基板に設けられた第２のスルーホールを介して前記第
   １の導電層と電気的に接続された第４の導電層を形成し
   、前記他方の端子と前記第１の導電層とのはんだ付けを
   強固にしていることを特徴とする特許請求の範囲第（２
   ）項記載のヒューズ付き固体電解コンデンサ。
5. （５）前記コンデンサ素子と絶縁基板とが絶縁材料で外
   装封止されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載のヒューズ付き固体電解コンデンサ。