JPH02105513A

JPH02105513A - ヒューズ付きチップ状固体電解コンデンサ

Info

Publication number: JPH02105513A
Application number: JP25846188A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yamane; 雅之山根
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1990-04-18

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、ヒユーズ付きチップ状固体電解コンデンサに
間し、特にヒユーズの材質とヒユーズを固体電解コンデ
ンサに内蔵させた構造に関する。

〔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、特にチップ状固体電解コンデンサは、近年そ
の使用範囲が広がっている。従来この種のコンデンサは
、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
ンサ素子が発熱して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、故障モードを短絡がら開放にすることが必要
であり一般にヒユーズを用いる手段が知られている。従
来技術としては、例えば実開昭５３−１５７８４７のよ
うにヒユーズを内蔵させたチップ状固体電解コンデンサ
がある。

このヒユーズ付きチップ状固体コンデンサは第６図（ａ
）に示す構造を有している。第６図において、１はコン
デンサ素子、２は素子に植立された陽極リード、３は陽
極リードに接続された陽極外部端子、４は陰極外部端子
、５はコンデンサ素子の陰極層１ａに接続されたヒユー
ズ線でその構造は第７図（ａ）、（ｂ）に示すように金
属Ａ１１と金属Ｂ１２から構成されている。このヒユー
ズ線５の他端は絶縁性接着剤で陰極層１ａと絶縁された
外部陰極端子４に接続されている。また７は外装樹脂で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

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、（１）ヒユーズ接続に際してコンデンサ素子１の陰極層
１ａと陰極外部端子４間の絶縁のために絶縁性接着剤１
０が用いられているので、この樹脂を塗布、硬化させる
過程で陰極層１ａと陰極外部端子４が接触し短絡状態に
なってしまう危険性があるので、あらかじめ陰極層１ａ
または陰極外部端子４の少なくとも一方を樹脂コートす
るなどして完全に絶縁しておく必要があり多大な接続工
数を要する。

（２）また、ヒユーズ５が固い外装樹脂７で覆われ空間
がないので、ヒユーズが溶融してもヒユーズが原形を保
ち続けて電気的に開放状態とならずついには、コンデン
サの焼損に至る可能性がある。

（３）また、チッ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１を
できるだけ大きくして、外装樹脂７の厚さをできるだけ
薄くする必要があるが、素子１と陰極外部端子４を絶縁
性接着剤１０で接続し、さらにこの陰極外部端子４の上
にヒユーズ５を接続しているのでヒユーズ接続部の厚み
が増し、チップ状固体電解コンデンサの薄型化ができな
いという欠点もある。

（４）さらに従来のヒユーズ付チップ状固体電解コンデ
ンサのヒユーズは、第７図（ａ）（ｂ）に示すように、
２つの金属１１．１２を圧接して作られているので、製
作工数が多大となり、しかも機械的強度が弱く製造工程
中でのストレス又は実装時の熱ストレス等により、はが
れ、断線を起こしやすいという欠点があった。

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決し、コンデ
ンサ素子の陰極層が陰極外部端子と接触して短絡状態と
なることを皆無とし、ヒユーズの溶融した場合のヒユー
ズの分断を容易としヒユーズを確実に溶断させ製品の償
却性を向上させることができ、また陰極層と陰極外部端
子を絶縁のため予め樹脂コートする必要をなくしヒユー
ズの接続工数をへらすことができ、かつ小型化、薄形化
が達成でき、またヒユーズも機械的、化学的に安定であ
るヒユーズ付きチップ状固体電解コンデンサを提供する
ことにある。

〔課題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、
陽極外部端子および陰極外部端子を有するチップ状固体
電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子から導出され
た陽極リードと陽極外部端子とを接続し、前記コンデン
サ素子外周の陰極層と陰極外部端子を銀、パラジウム、
銅から成るヒユーズで橋絡接続し、前記ヒユーズを絶縁
性を有する弾性体で被着し、前記陽・陰極外部端子の一
部を除く全体を樹脂外装したことを特徴として構成され
る。

なお、ヒユーズとしては銀５４％、パラジウム２５％、
銅２１％の３元合金を用いることにより効果的に本発明
を実施できる。

また、弾性体としては発泡性の有する絶縁性樹脂を使用
することにより容易に本発明を実施することができる。

〔実施例〕次に、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、ニオブ、アルミニウム等の弁作用を
有する金属粉末に弁作用を有する金属線から成る陽極リ
ード２の一部を埋設してプレス成型した成形体を高温で
真空焼結してなる陽極体を電気化学的方法で陽極酸化し
て表面に誘電体酸化皮膜を形成し、その上に二酸化マン
ガンから成る半導体層、カーボン層、銀ペースト層を順
次被着させ、最外層に陰極層を有する固体電解コンデン
サ素子１（以下素子と略称）を形成する。

次に、この素子１に植立された陽極リード２の端部と断
面こコの字状に折曲げ加工された金属板から成る陽極外
部端子３を電気抵抗溶接等の手段により接続する。

さらに陽極外部端子３と同様に断面コの字状に折曲げ加
工された陰極外部端子４の端部の接続部４ａと後述する
ヒユーズ線５の一端をはんだ付は等の手段により接続し
、一方素子１の最外層の陰極層１ａと前記ヒユーズ線５
の接続されていない他の端部を銀を主成分とする導電性
接着剤８で固着接続して、陰極外部端子４と素子１をヒ
ユーズ線５により電気的９機械的に接続する。

最後に、この橋絡接続されたヒユーズ線５をシリコン樹
脂等の絶縁性を有する発泡性弾性樹脂６で被覆し、さら
に前記陽、陰極外部端子３．４の一部を残して全体をト
ランスファモールド等の手段によりエポキシなどの外装
樹脂で絶縁外装して、ヒユーズ付きチップ状固体電解コ
ンデンサを形成する。

本発明のヒユーズ線５は、例えば、銀５４％。

パラジウム２５％、銅２１％からなる３元合金のインゴ
ットを直径４０μｍ〜６０μｍまで線引きして製作する
。この銀、パラジウム、銅からなる合金線は、融点９５
０℃、電気抵抗５０〜１２０Ω／ｍで（１）機械的強度が大きく、特に高温での強度が大きい
。

（２）耐食性、耐熱性にすぐれる。

（３）溶融温度範囲が狭い。

＜４）加工性にすぐれるので製造コストが安い。

等の特徴を有する。

この本発明のヒユーズ線５の破断荷重と従来ヒユーズ線
（２つの金属を圧接した線φ４５μｍ）の破断荷重の比
較データーを第３図に示す。本発明のヒユーズ５は、従
来ヒユーズに比べ約２倍の強度を有していることがわか
る。また第４図に本発明のヒユーズ線５と従来ヒユーズ
線の製造コストの比較データーを示す。本発明のヒユー
ズ５は従来ヒユーズ線に比べ約３０％安価であることが
わかる。一方、ヒユーズの溶断特性（５Ａの一定電流を
流した場合の溶断時間）も第５図に示すように本発明で
は５Ａで０．１秒以内に溶断するすぐれた特性を有して
いるので、本発明のヒユーズ線５を約１〜２韻の間隔で
配置された素子１の外周の陰極層１ａと陰極外部端子４
との間に橋絡接続することにより、安価でしかも製造工
程中の機械的ストレス、製品実装時の熱ストレスによる
特性の劣化、オーブン不良の発生などがない高信頼性で
、かつヒユーズの溶断特性がすぐれたしユーズ付きチッ
プ状固体電解コンデンサが得られる。

また、弾性樹脂６は、例えばシリコン樹脂等の弾性を有
する絶縁性樹脂から成り、橋絡接続したヒユーズ５の全
面又は少なくとも一部を覆うように被着した後、温度８
０〜２００℃で乾燥、硬化する。この熱処理によりヒユ
ーズ５の表面と弾性樹脂６の間に、部分的に空間が形成
される。

この弾性樹脂６は、ヒユーズ５に過電流が流れ、発熱す
る熱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７注入時の衝撃からヒユーズ５
を保護する。

一方、ヒユーズ溶断の際には、従来の弾性の低い外装樹
脂７で、ヒユーズ５が覆われている場合には、ヒユーズ
が溶融しても周囲が硬く空間がないため、ヒユーズが原
形を保ち電気的な接続を保持し続けるので、ショート故
障発生時に、大きな短絡電流が流れ続けて、ついには、
焼損に至るという欠点があった。

しかし、本発明では断熱性のある弾性樹脂６で、ヒユー
ズ５の周囲が覆われているので、その断熱効果により、
比較的低い電流（１〜２Ａ）でもヒユーズ５が溶断する
。またヒユーズ５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６の変形により拡が
った空間に吸収されてヒユーズ５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６は、ヒユー
ズ５の溶断作用を助ける重要な役割を有する。

なお、本発明の実施例では、チップ状コンデンサについ
て述べたが、その他の形状のコンデンサでも本発明のヒ
ユーズ線５を弾性樹脂６で被覆して素子１と陰極外部端
子４の間に直列に挿入すれば、同様な効果が得られるこ
とは勿論である。他の実施例として第２図のアキシャル
タイプのコンデンサの例を示す。

また、本実施例では、ヒユーズに線材を用いて説明した
が、薄板状、箔状のものを用いても良いまた、ヒユーズの材質も銀５４％、パラジウム２５％、
銅２１％の例について述べたが例えば銀６５％、パラジ
ウム１５％、＠２０％のような他の割合の銀、パラジウ
ム、銅の合金線を用いても良いことは、言うまでもない
。

また、ここではヒユーズ５上にシリコン樹脂を塗布する
工法について述べたがポリブタジェン樹脂等の弾性を有
する絶縁物であれば良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はコンデンサ素子と陰極外部
端子を一定の間隔をおいて配置し、それらを外装樹脂の
内部で機械的強度の大きい、銀。

パラジウム、銅の合金線から成るヒユーズで橋絡接続し
かつこのヒユーズを弾性樹脂で保護する＋１４造を有し
ているので、（１）コンデンサ素子の陰極層が陰極外部端子と接触し
て短絡状態となることは皆無となるのでヒユーズが確実
に溶断して、製品の信頼性が向上する。

（２）又、あらかじめ陰極層と陰極外部端子を樹脂コー
トするなどして完全に絶縁しておく必要がないのでヒユ
ーズの接続工数が大巾に低減できる。

（３）ヒユーズが弾性樹脂で保護されているので、ヒユ
ーズが溶融した場合に、容易に樹脂の膨張によって拡が
った、空間又は気泡に吸収されて、確実に電気的接続が
分断される。

（４）コンデンサ素子と陰極外部端子を直接ヒユーズで
接続する簡単な構造を有しているので、ヒユーズ接続部
の厚みを最小限に押えることができチップコンデンサの
小型化、薄型化が促進できる。

〈５）ヒユーズが安価で、しかも機械的強度が大きく、
かつ化学的にも安定な銀−パラジウム−銅合金線により
構成されているので製造工程中又は実装時のストレスに
よる断線や酸化が皆無となり、安価な、しかも高信頼度
のヒユーズ付きコンデンサが実現できる。

等の効果がある。

本発明の他の実施例の断面図、第３図乃至第５図はそれ
ぞれ本発明の実施例並びに従来例に使用するヒユーズの
機械的強度、製造コスト、溶断特性の比較図、第６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
の断面図、第７図（ａ）、（ｂ）は何れも従来例に使用
するヒユーズの側面図およびその断面図である。

１・・・コンデンサ素子、１ａ・・・陰極層、２・・・
陽極リード、３・・・陽極外部端子、４・・・陰極外部
端子、４ａ・・・（陰極外部端子の）接続部、５・・・
ヒユーズ線、６・・・弾性樹脂、７・・・外装樹脂、８
・・・導電性接着剤、１０・・・絶縁性接着剤、１１・
・・金属Ａ、１２・・・金属Ｂ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）陽極外部端子および陰極外部端子を有するチップ
状固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子から導
出された陽極リードと陽極外部端子とを接続し、前記コ
ンデンサ素子外周の陰極層と陰極外部端子を銀，パラジ
ウム，銅から成るヒューズで橋絡接続し、前記ヒューズを
絶縁性を有する弾性体で被着し、前記陽・陰極外部端子
の一部を除く全体を樹脂外装したことを特徴とするヒュ
ーズ付きチップ状固体電解コンデンサ。
（２）ヒューズが銀５４％，パラジウム２５％，銅２１
％の３元合金であ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チップ状固体電解コンデンサ。
（３）弾性体が発泡性を有する絶縁性樹脂であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のヒューズ付きチ
ップ状固体電解コンデンサ。