JPS6384010A - ヒユ−ズ付きチツプ状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〕 本発明は固体電解コンデンサに関し、特にヒユーズを有
するチッ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、改障率が小さいことが利点と
されているが、−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、コンデンかが短絡故障して過
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ー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。

したがって、ヒユーズの取付は位置は、コンデンサ素子
に近接さぼる必要があり、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
らなるコンデンり素子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１１８
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ッ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ッ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、この熱によって陰
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
極層と隘穫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っておく
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
付けを自動釣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）チップ状固体電解コンデンサは、特に小型太古は
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簿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置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
ーズが溶融して明所するときの電流（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
きくなって規定が困難である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のヒユーズ付きチッ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、ざらに、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、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ッケル
メッキあるいはアルミニウムクラッドからなる。

したがって、ヒユーズの接続は主成分がアルミニウムで
ある細線とニッケルメッキあるいはアルミニウムクラッ
ドとの接合性が良好であるため超音波ウェッジボンディ
ング方式による自！７］機械によって可能であり、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、Ｉ＆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、ざらに、アルミニウムを
主成分とするヒユーズは、ｗ１１！２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ッ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０．０３＃ｌ＃Ｉ、長さ１．５ＩＨの細線であ
る。陽極リード端子４は、厚さ０．１Ｍで鉄：ニッケル
が４２：５８の型組組成比からなる４−２合金と称され
るフレームに、電解メッキ手段により厚さ０．００１　
ｔｎａのニッケルメツ１−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
ルリード２と反対側の而および上面に、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
付きチッ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ップ状固体電解コンデンサ１
０を組立てる手順について説明する。第３図はｖＡ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の超音波ウェッジボンディ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によりトランスファモールド
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の外壁に沿って折曲げられ、ヒユーズ付きチップ状固
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ップ状固体電解コ
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Ｎｉ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、超音波ウェッジボンディ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
めるためにニッケルメッキを施し、自動のワイヤーボン
ディングが容易にできるようにしであるが、ヒユーズ６
の接続部分はアルミニウムクラッドでも良く、このニッ
ケルメッキおよびアルミクラッドはチップ状コンデンサ
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、￥Ｊ造ココスト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、チップ形状
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つるヒユ
ーズを付けないチッ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ＩＩＩ線化が可能なものを使用可能とした
ので、ヒユーズのね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。

なお、本実施例ではアルミニウムに１１ａ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、ボンディング性や加工性、ざらに
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ｍ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重組部以下である方が良好であった。

〔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ッ
ケルメッキあるいはアルミニウムクラッドからなる陽極
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言（４化に適する。

（４）ヒユーズの溶断電流の設定が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒユーズ付きチッ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ップ
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、４
ａ・・・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・・・ヒユーズ付きチップ状固体電解コンデンサ、 １１・・・フレーム。 特許出願人　　日　不電気株式会社 代　　理　　人　　　弁理士　　内　　原　　　　　ｘ
　　−７’・を−＼日、　　　□ 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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ューズにより
   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、前記ヒュ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ッケ
   ルメッキあるいはアルミニウムクラッドからなるヒュー
   ズ付きチップ状固体電解コンデンサ。