JPH0645208A

JPH0645208A - 固体電解コンデンサー

Info

Publication number: JPH0645208A
Application number: JP5075737A
Authority: JP
Inventors: Chojiro Kuriyama; 長治郎栗山
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1994-02-18
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: JP3459277B2

Abstract

(57)【要約】【目的】タンタル固体電解コンデンサー等の固体電解
コンデンサーに、過電流保護素子としての機能を付加し
て、プリント基板に対して実装する場合の実装密度のア
ップと、小型化とを図る一方、前記固体電解コンデンサ
ーにおける逆向き実装を防止できるようにする。【構成】コンデンサー素子１における陽極側を、陽極
リード端子１０に接続する一方、前記コンデンサー素子
１における陰極側と陰極リード端子１１との間を、温度
ヒューズ線２にて接続し、前記コンデンサー素子１にお
ける陽極側と、第３のリード端子１２との間を、過電流
ヒューズ線３にて接続し、前記コンデンサー素子１及び
前記両ヒューズ線２，３の部分を、合成樹脂製のモール
ド部４にて、前記各リード端子１０，１１，１２の一部
がモールド部４の外に露出するようにパッケージする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タンタル固体電解コン
デンサー又はアルミ固体電解コンデンサー等の固体電解
コンデンサーにおいて、これに、各種の電気回路におけ
る過電流に対する保護素子の機能を付加して成る固体電
解コンデンサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、タンタル固体電解コンデンサー
等の固体電解コンデンサーは、他の形式のコンデンサー
に比べて大容量で小型であるものの、そのコンデンサー
素子に欠陥が発生すると高い温度に発熱するものであ
り、また、この固体電解コンデンサーを、その陽極と陰
極とを間違えて電気回路に装着した場合にも高い温度に
発熱するものである。

【０００３】そこで、従来の固体電解コンデンサーにお
いては、例えば、特開昭６３−８４０１０号公報等に記
載されているように、そのコンデンサー素子におけるチ
ップ片と、陰極リード端子との間に、例えば、半田等の
低融点金属製の温度ヒューズ線にて接続して、この温度
ヒューズ線の溶断によって、高い温度に発熱することを
防止するように構成している。

【０００４】一方、前記固体電解コンデンサーを使用す
る電気回路装置にあっては、当該電気回路中における各
種の半導体部品が、ショート等で発生する過電流によっ
て破損することを防止するために、例えば、実開昭５９
−１４１６４８号公報及び実開昭６１−１５３２６２号
公報等に記載されているように、左右一対のリード端子
間を過電流によって溶断するようにした金、銅又はアル
ミ等の高融点金属製の過電流ヒューズ線にて接続し、こ
れらの部分を合成樹脂のモールド部にてパッケージして
成る過電流保護素子を、前記電気回路中に設けるように
している。

【０００５】この場合、従来においては、プリント基板
等における電気回路中に、前記固体電解コンデンサー
と、前記過電流保護素子とを別々に装着するようにして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように、
プリント基板等における電気回路に対して、固体電解コ
ンデンサーと、過電流保護素子とを別々に装着すること
は、．プリント基板等における電気回路中に、固体電解コ
ンデンサーと、過電流保護素子とを別々に装着するため
のスペースを確保しなければならないことに加えて、電
気回路が複雑になるから、プリント基板等に対する各種
電気部品の実装密度（単位面積当たりに実装することが
できる電気部品の数）が低下して、プリント基板等の大
型化及び重量のアップを招来する。．前記電気回路に対して固体電解コンデンサーと、過
電流保護素子とを別々に装着することのために、電気回
路に対してこれらを半田付け等にて装着ことに要する手
数が増大し、コストの大幅なアップを招来する。と言う問題があった。

【０００７】本発明は、プリント基板等における電気回
路には、一般的に言って、多数個の固体電解コンデンサ
ーが使用されている点に着目し、この固体電解コンデン
サーに、前記過電流保護素子としての機能を付加するこ
とにより、前記の問題を解消すると共に、このことを利
用して、前記固体電解コンデンサーにおける逆向き実装
を防止できるようにすることを技術的課題とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、コンデンサー素子における陽極側を、陽極
リード端子に接続する一方、前記コンデンサー素子にお
ける陰極側と陰極リード端子との間を、温度ヒューズ線
にて接続し、更に、前記コンデンサー素子における陽極
側及び陰極側のうちいずれか一方と、前記両リード端子
とは別体にした第３のリード端子との間を、過電流ヒュ
ーズ線にて接続し、前記コンデンサー素子及び前記両ヒ
ューズ素子の部分を、合成樹脂製のモールド部にて、前
記各リード端子の一部がモールド部の外に露出するよう
にパッケージすると言う構成にした。

【０００９】

【作用】本発明のように構成することにより、第３
のリード端子は、過電流ヒューズ線及び温度ヒューズ線
を介して陰極リード端子に電気的に接続されるか、或い
は、過電流ヒューズ線を介して陽極リード端子に電気的
に接続されているものでありながら、当該第３のリード
端子を、陽極リード端子及び陰極リード端子とは独立し
て電気回路に対して接続することができるから、コンデ
ンサー素子におけるチップ片と第１の陰極リード端子と
の間を接続する温度ヒューズ線にてコンデンサー素子が
高温度に発熱することを防止できる一方、前記コンデン
サー素子における陽極側及び陰極側のうちいずれか一方
と、前記第３のリード端子との間を接続する過電流ヒュ
ーズ線にて、前記第３のリード端子に接続した電気回路
中における各種の半導体部品を過電流に対して保護する
ことができるのである。

【００１０】

【発明の効果】すなわち、本発明によると、一つの温度
ヒューズ付き固体電解コンデンサーに、過電流保護素子
としての機能を一体的に組み込むことができることによ
り、従来のように、プリント基板等における電気回路に
対して固体電解コンデンサーと過電流保護素子とを別々
に装着することを必要とせず、一つの固体電解コンデン
サーを装着するのみで良いから、プリント基板等に対す
る電子部品の実装密度を向上できて、プリント基板等の
小型・軽量化を図ることができると共に、プリント基板
等に対して半田付け等にて装着することに要するコスト
の大幅な低減を達成できる効果を有する。

【００１１】ところで、従来の固体電解コンデンサーに
おいては、前記公報等に記載されているように、コンデ
ンサー素子の部分をパッケージするモールド部の左右両
端から、陽極リード端子及び陰極リード端子を突出した
構成で、左右略対称形であるから、この固体電解コンデ
ンサーを、プリント基板等に対して実装するに際して、
陽極リード端子と陰極リード端子とを逆向きにして実装
することが発生するおそれがある。

【００１２】これに対して、本発明の固体電解コンデン
サーにおいては、モールド部から陽極リード端子及び陰
極リード端子が突出することに加えて、第３のリード端
子が突出していることにより、この第３のリード端子の
存在によって、前記陽極リード端子及び陰極リード端子
の方向を判別することができるから、プリント基板等に
対する実装に際して、陽極と陰極とを間違えて実装する
ことを確実に回避できることができるのである。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例を、その製
造方法と共に図面に基づいて説明する。図１〜図４は第
１の実施例による固体電解コンデンサー１を示す。この
図において、符号１は、チップ片６と該チップ片６から
突出の陽極棒５とを有するコンデンサー素子を示し、そ
のチップ片６は、二酸化マンガン等の固体電解質７と、
この固体電解質７の表面に形成したグラファイト層８
と、このグラファイト層８の表面に形成した接続用皮膜
９とによって構成されている。

【００１４】また、符号１０は陽極リード端子を、符号
１１は陰極リード端子を、そして、符号１２は、前記陽
極リード端子１０及び前記陰極リード端子１１とは別体
に構成し、且つ、前記陰極リード端子１１と隣接する部
位に配設した第３のリード端子を各々示す。前記陽極リ
ード端子１０は、リードフレーム１３における一方のサ
イドフレーム１３ａに、前記陰極リード端子１１及び第
３のリード端子１２は、前記リードフレーム１３におけ
る他方のサイドフレーム１３ｂに各々に一体的に造形さ
れている。

【００１５】そして、前記リードフレーム１３を、その
長手方向に移送する途中において、このリードフレーム
１３における陽極リード端子１０と、陰極リード端子１
１及び第３のリード端子１２との間に、前記コンデンサ
ー素子１を、当該コンデンサー素子１における陽極棒５
が陽極リード端子１０に接当するように供給して、この
陽極棒５を、陽極リード端子１０に対して溶接等にて固
着する。

【００１６】次いで、前記コンデンサー素子１における
陰極側としてのチップ片６と、前記陰極リード端子１１
との間を、鉛及び錫を主成分とする融点約３００℃程度
の半田製の温度ヒューズ線２にて接続する。但し、この
融点約３００℃は、固体電解コンデンサーをプリント基
板等に対して半田付けに装着するときにおける熱によっ
て、当該温度ヒューズ線２が溶けず、且つ、以下に述べ
る合成樹脂製のモールド部４が焦げない温度である。

【００１７】なお、この半田製の温度ヒューズ線２にお
ける線径は、略５０〜１２０ミクロンであり、その融点
の温度で溶断するものであり、その線径を８０ミクロン
にした場合、１〜２Ａの電流を１０秒間にわたって流す
ことにより溶断し、その線径を１２０ミクロンにした場
合、５Ａの電流を５秒間にわたって流すことにより溶断
する。

【００１８】また、前記コンデンサー素子１における陰
極側としてのチップ片６と、前記第３のリード端子１２
との間を、金、銀、銅又はアルミ等の高融点金属製の過
電流ヒューズ線３にて接続する。なお、この過電流ヒュ
ーズ線３を、金製にする場合には、その線径１５〜３０
ミクロンにするのであり、その線径を１５ミクロンにし
たとき、１〜４Ａの電流を５秒間にわたって流すことに
より溶断し、線径を３０ミクロンにしたとき、４〜１０
Ａの電流を５秒間にわたって流すことにより溶断するも
のである。

【００１９】そして、前記温度ヒューズ線２及び過電流
ヒューズ線３を、シリコン樹脂等の軟質合成樹脂製の保
護樹脂２５にて被覆したのち、これらの全体をエポキシ
樹脂等の硬質合成樹脂製のモールド部４にて、前記各リ
ード端子１０，１１，１２の一部がモールド部４から突
出するようにパッケージし、次いで、リードフレーム１
３から切り離したのち、各リード端子１０，１１，１２
を適宜曲げ加工することによって、図２〜図４に示すよ
うな、固体電解コンデンサーの完成品にするのである。

【００２０】ところで、前記半田製の温度ヒューズ線２
を、チップ片６と陰極リード端子１１との間に設けるに
際しては、図５及び図６に示すような方法を採用するこ
とが好ましい。すなわち、前記リードフレーム１３の移
送経路内に設けたヒータブロック１５にてリードフレー
ム１３を加熱するように構成し、ヒータブロック１３の
上面のカバー体１６との間にトンネル空間１７を形成
し、このトンネル空間１７内に、窒素ガスに約４〜５％
程度の水素ガスを混合した酸化還元ガス、又は不活性ガ
スを供給する一方、前記カバー体１６にはトンネル空間
１７に連通する開口部１８を設け、この開口部１８か
ら、前記酸化還元性ガス又は不活性ガスが吹き出すよう
に構成する。

【００２１】この開口部１８の箇所において、温度ヒュ
ーズ線２を挿通したキャピラリーツール１９と、前記温
度ヒューズ線２を溶断するためのトーチ２０と、横向き
に往復動する折り曲げ用ツール２１と、上下動するボン
ディングツール２２とを配置する。そして、トンネル空
間１７から開口部１８を介して上方に吹き上がる酸化還
元性ガス又は不活性ガスにて、前記キャピラリーツール
１９の周辺を無酸素の雰囲気とし、前記トーチ２０から
の炎を、キャピラリーツール１９の下端から引き出され
た温度ヒューズ線２に近付けることにより、温度ヒュー
ズ線２を、無酸素の雰囲気中において溶断すると同時
に、その溶断部の両端にボール部１４ａ，１４ｂを形成
することができる。

【００２２】そこで、前記陰極リード端子１１に対して
接合した温度ヒューズ線２を、前記折り曲げ用ツール２
１によって、図５に二点鎖線で示すように、コンデンサ
ー素子１におけるチップ片６に向かって折り曲げしたの
ち、その先端におけるボール部１４ｂを、ボンディング
ツール２２の下降動によって、コンデンサー素子１にお
けるチップ片６に対して押圧して接合する一方、リード
フレーム１３を一ピッチを送って、他方のボール部１４
ａを、次の陰極リード端子１１に対して、前記キャピラ
リーツール１９による押圧にて接合するのである。

【００２３】また、他の方法においては、陰極リード端
子１１に対してボール部１４ａにて接合した半田線の温
度ヒューズ線２の上端にボール部１４ｂを形成した後の
段階で、このボール部１４ｂを、図７に示すように、左
右一対のパンチ２６ａ，２６ｂにて挟み付けて偏平状に
潰し変形することによって、厚さＴを温度ヒューズ線２
の線径と略等しくした偏平状の円盤部１４Ｃを形成し、
次いで、温度ヒューズ線２を、前記と同様に、折り曲げ
用ツール２１によって、コンデンサー素子１におけるチ
ップ片６に向かって折り曲げし（図８）たのち、その先
端における円盤部１４Ｃを、ボンディングツール２２に
よって、コンデンサー素子１におけるチップ片６に対し
て押圧接合するのである。

【００２４】このようにすることにより、円盤部１４Ｃ
を、当該円盤部１４Ｃにおける押し潰し変形を小さくし
た状態で、チップ片６に対して広い面積で接合すること
ができて、従って、チップ片６に大きいストレスを作用
することなく確実に接合することができるから、金属粒
子の焼結体であるチップ片６に欠け又は亀裂が発生する
ことを確実に低減できる一方、この円盤部１４ｃの厚さ
Ｔは、温度ヒューズ線２の線径と略等しいことにより、
温度ヒューズ線２における断面積の縮小はないのであ
る。

【００２５】一方、金、銀、銅又はアルミ製の過電流ヒ
ューズ線３を、チップ片６と第３のリード端子１２との
間に設けるに際しても、前記温度ヒューズ２の場合と同
様の方法で、当該過電流ヒューズ線３の両端にボール部
１４ａ′，１４ｂ′を形成して、このボール部１４
ａ′，１４ｂ′を、第３のリード端子１２と、コンデン
サー素子１におけるチップ片６とに各々押圧接合する
か、或いは、一方のボール部１４ｂ′を、偏平状の円盤
部に潰し変形して、この円盤部をチップ片６に押圧接合
するのである。

【００２６】そして、このように、温度ヒューズ線２の
両端部と過電流ヒューズ線３の両端部とに各々ボール部
１４ａ，１４ｂ、１４ａ′，１４ｂ′を形成して、これ
ら各１４ａ，１４ｂ、１４ａ′，１４ｂ′にて押圧接合
することにより、これら温度ヒューズ線２及び過電流ヒ
ューズ線３における断面積を縮小すくことなく、確実に
接合することができるから、モールド部４の成形等に際
して、当該温度ヒューズ線２及び過電流ヒューズ線３に
断線が発生することを防止できて、不良品の発生率を低
減できるのであり、しかも、これら温度ヒューズ線２及
び過電流ヒューズ線３の各リード端子１１，１２に対す
る接合部を、コンデンサー素子１におけるチップ片６に
近付けることができるから、モールド部４の長さを短く
できて、固体電解コンデンサーの小型・軽量化を達成で
きるのである。

【００２７】特に、前記温度ヒューズ線２及び過電流ヒ
ューズ線３の一端部に、各々厚さを略温度ヒューズ線２
及び過電流ヒューズ線３の線径と略等しくした偏平状の
円盤部を形成し、この円盤部を、コンデンサー素子１に
おけるチップ片６に対して押圧接合することにした場合
には、温度ヒューズ線２及び過電流ヒューズ線３におけ
る断面積を縮小することなく、金属粒子の焼結体である
チップ片６に欠け又は亀裂が発生することを確実に低減
できて、不良品の発生率をより低減できるのである。

【００２８】図９は、前記固体電解コンデンサーを電気
回路に適用した場合を示すもので、この図において符号
２３は、電源回路側を、符号２４は、負荷回路側を各々
示し、陽極リード端子１０に、電源回路側２３と負荷回
路側２４との両方を接続する一方、陰極リード端子１１
に、電源回路側２３を、第３のリード端子１２に、負荷
回路側２４を各々接続する。

【００２９】これにより、コンデンサー素子１における
欠陥等によって当該コンデンサー素子１が発熱すると、
温度ヒューズ線２が溶断して、コンデンサー素子１を電
源回路側２３から開放する。また、前記温度ヒューズ線
２が溶断しないまでも、負荷回路側２４にショート等に
よって過電流が流れた場合には、過電流ヒューズ線３が
過電流によって溶断して、負荷回路側２４を電源回路側
２３から開放するので、前記負荷回路側２４における半
導体部品の破壊を防止することができる。

【００３０】図１０は、第２の実施例による固体電解コ
ンデンサーを示すものである。この固体電解コンデンサ
ーは、コンデンサー素子１における陽極棒５を、陽極リ
ード端子１０に対して固着する一方、コンデンサー素子
１におけるチップ片６と、陰極リード端子１１との間
を、両端にボール部１４ａ，１４ｂを形成した温度ヒュ
ーズ線２にて接続して、この温度ヒューズ線２を、保護
樹脂２５にて被覆したものに構成するにおいて、第３の
リード端子１２を、前記陽極リード端子１０に隣接する
部位に配設して、この第３のリード端子１２と、前記陽
極リード端子１１又は陽極棒５との間を、過電流ヒュー
ズ線３′にて接続し、この過電流ヒューズ線３′を、保
護樹脂（図示せず）にて被覆したのち、これらの全体
を、合成樹脂製のモールド部４にて、各リード端子１
０，１１，１２の一部がモールド部４の外に露出するよ
うにパッケージしたものである。

【００３１】この第２実施例による固体電解コンデンサ
ーは、図１１に示す使用例のように、陽極リード端子１
０と、陰極リード端子１１とに電源回路側２３を接続す
る一方、陰極リード端子１１と第３のリード端子１２と
に負荷回路側２４を接続して使用するのである。これに
より、コンデンサー素子１における欠陥等によって当該
コンデンサー素子１が発熱すると、温度ヒューズ線２が
溶断して、コンデンサー素子１を電源回路側２３から開
放する。また、前記温度ヒューズ線２が溶断しないまで
も、負荷回路側２４にショート等によって過電流が流れ
た場合には、過電流ヒューズ線３′が過電流によって溶
断して、負荷回路側２４を電源回路側２３から開放する
ので、前記負荷回路側２４における半導体部品の破壊を
防止することができるのである。

【００３２】特に、この第２実施例においては、陰極リ
ード端子１１を、温度ヒューズ線２を介するすることな
く、チップ片６に対して電気的に接続する一方、陽極リ
ード端子１０等の陽極側と第３のリード端子１２との間
を半田製のヒューズ線にて接続することにより、この半
田製ヒューズ線にて、温度ヒューズ線としての機能と、
過電流ヒューズ線としての機能との両方を兼ねるように
構成することにより、製造コストの低減、小型・軽量化
等を図るように構成することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による固体電解コンデンサ
ーにおいてモールド部を成形する前の状態の斜視図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例による固体電解コンデンサ
ーの斜視図である。

【図３】図２の III−III 視拡大断面図である。

【図４】図２のIV−IV視拡大断面図である。

【図５】第１実施例において温度ヒューズ線の接合作業
を示す要部断面図である。

【図６】図５を上から見たときの斜視図である。

【図７】ヒューズ線の接合作業の別の実施例を示す要部
斜視図である。

【図８】図７の次の状態を示す斜視図である。

【図９】第１実施例の固体電解コンデンサーの使用例を
示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例による固体電解コンデン
サーにおいてモールド部を成形する前の状態の斜視図で
ある。

【図１１】第２実施例の固体電解コンデンサーの使用例
を示す図である。

【符号の説明】

１コンデンサー素子５陽極棒６チップ片２温度ヒューズ線３過電流ヒューズ線４モールド部１０陽極リード端子１１陰極リード端子１２第３のリード端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンデンサー素子における陽極側を、陽極
リード端子に接続する一方、前記コンデンサー素子にお
ける陰極側と陰極リード端子との間を、温度ヒューズ線
にて接続し、更に、前記コンデンサー素子における陽極
側及び陰極側のうちいずれか一方と、前記両リード端子
とは別体にした第３のリード端子との間を、過電流ヒュ
ーズ線にて接続し、前記コンデンサー素子及び前記両ヒ
ューズ線の部分を、合成樹脂製のモールド部にて、前記
各リード端子の一部がモールド部の外に露出するように
パッケージしたことを特徴とする固体電解コンデンサ
ー。
【請求項２】前記「請求項１」において、温度ヒューズ
線及び過電流ヒューズ線の陰極側の端部に、ボール部を
形成して、このボール部を、陰極リード端子及び第３の
リード端子に対して押圧接続することを特徴とする固体
電解コンデンサー。
【請求項３】前記「請求項１」において、温度ヒューズ
及び過電流ヒューズ線の他端に、ボール部を形成して、
このボール部を、チップ片に対して押圧接合することを
特徴とする固体電解コンデンサー。
【請求項４】前記「請求項２」において、温度ヒューズ
及び過電流ヒューズ線の他端に、厚さを各ヒューズ線の
線径と略等しくした偏平状の円盤部を形成して、この円
盤部を、チップ片に対して押圧接合したことを特徴とす
る固体電解コンデンサー。
【請求項５】前記「請求項１」において、陰極リード端
子をチップ片に電気的に接続する一方、陽極側と第３の
リード端子との間を、半田製ヒューズ線にて接続するこ
とを特徴とする固体電解コンデンサー。