JPH11224835A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒューズが内蔵されていても、同じパッケー
ジの大きさに対してコンデンサ素子を大きくすることが
できると共に、特別な弾力性のある樹脂によりヒューズ
を被覆しなくても過電流の際に確実に断線させることが
でき、さらにその断線を容易に確認することができる固
体電解コンデンサを提供する。 【解決手段】 コンデンサ素子１と、コンデンサ素子１
の陽極１ａと電気的に接続される第１のリード２と、前
記コンデンサ素子１の陰極１ｂに一端側が接続されるヒ
ューズ４と、そのヒューズ４の他端側が接続される第２
のリード３と、コンデンサ素子１の周囲を被覆する樹脂
製のパッケージ５とからなっている。そして、ヒューズ
４の一部がパッケージ５から外部に露出するように形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパッケージの大きさ
を変えないで内蔵するコンデンサ素子の大きさを大きく
することができると共に、過電流の場合にヒューズの断
線を確実にし、しかもその断線を簡単に確認することが
できる固体電解コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばタンタルコンデンサは、図３に
断面図が示されるように、タンタル粉末の焼結体に化成
処理など各種の処理が施されて形成されたコンデンサ素
子２１の陽極がリード２５と電気的に接続され、陰極が
ヒューズ２２を介して第２のリード２４と電気的に接続
され、コンデンサ素子２１部分を樹脂でモールド成形し
てパッケージ２３が形成されることにより構成されてい
る。

【０００３】近年の電子部品の小形化に伴い、タンタル
コンデンサも小形化が要求され、小さくされる方向にあ
るが、コンデンサ素子２１を小さくすると、容量などの
コンデンサの電気的特性が低下し、電気的特性を高く維
持するためにはコンデンサ素子２１をできるだけ大きく
しなければならない。このコンデンサに短絡事故などが
生じると、このコンデンサが組み込まれる回路での他の
電子部品を破損する虞れがある。そのため、コンデンサ
素子２１に短絡事故が発生しても他の電子部品に影響が
及ぼさないようにヒューズ２２を内蔵するのが主流にな
っており、このヒューズ２２が円弧を描くことにより一
層パッケージ２３の大きさに対してコンデンサ素子２１
の大きさを小さくしざるを得ないという相反する問題が
ある。

【０００４】一方において、ヒューズが内蔵される固体
電解コンデンサは、そのヒューズの周囲もパッケージ用
の樹脂により覆われており、このパッケージは、モール
ド成形により樹脂を金型の空洞に充填することにより形
成される。この樹脂は硬化すると非常に固く弾力性もな
いため、ヒューズに過電流が流れて溶融してもヒューズ
が完全には断線しない場合が生じる。そのため、パッケ
ージ用の樹脂を注入する前に、ヒューズの回りを弾力性
のある樹脂により被覆しなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
ヒューズ内蔵型の固体電解コンデンサでは、ヒューズの
ためにパッケージの小形化またはコンデンサ素子の大型
化を図れないという問題がある。

【０００６】さらに、パッケージを形成する前にヒュー
ズの周囲を弾力性のある樹脂により被覆しなければなら
ず、特殊な樹脂を使用しなければならないと共に、工数
が増加し、コストアップになるという問題もある。

【０００７】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、ヒューズが内蔵されていても、同じパ
ッケージの大きさに対してコンデンサ素子を大きくする
ことができると共に、特別な弾力性のある樹脂によりヒ
ューズを被覆しなくても過電流の際に確実に断線させる
ことができ、さらにその断線を容易に確認することがで
きる固体電解コンデンサを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による固体電解コ
ンデンサは、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子の陽
極と電気的に接続される第１のリードと、前記コンデン
サ素子の陰極に一端側が接続されるヒューズと、該ヒュ
ーズの他端側が接続される第２のリードと、前記コンデ
ンサ素子の周囲を被覆する樹脂製のパッケージとからな
り、前記ヒューズの一部が前記パッケージから外部に露
出するように形成されている。

【０００９】この構造にすることにより、コンデンサ素
子の外周とパッケージの外周との間にヒューズをパッケ
ージ用の樹脂により完全に被覆するスペースを取る必要
がないため、小さなパッケージの外形に大きなコンデン
サ素子を内蔵することができる。さらに、何らかの原因
によりヒューズに過電流が流れた場合、パッケージから
露出するヒューズ部分が断線するため、ヒューズはその
断線部分で完全に分離する。そのため弾力性のある樹脂
によりヒューズを被覆する必要がないと共に、ヒューズ
が断線した場合は外部から即座に確認することができ、
故障の原因を直ちに知ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の固体電解コンデンサについて説明をする。本発明の
固体電解コンデンサは、その一実施形態の断面説明図お
よび平面説明図が図１に示されるように、コンデンサ素
子１の陽極１ａが第１のリード２と溶接などにより電気
的に接続され、コンデンサ素子１の陰極（コンデンサ素
子１の外周壁）１ｂにヒューズ４の一端部が熱圧着など
により接続され、そのヒューズ４の他端部は第２のリー
ド３と熱圧着などにより接続されている。そして、コン
デンサ素子１およびその周囲の接続部が樹脂のモールド
成形により被覆されてパッケージ５が形成されている
が、本発明では図１（ｂ）に平面図でも示されるよう
に、ヒューズ４がパッケージ５から露出して外部から認
識することができるようにヒューズ４およびパッケージ
５が形成されていることに特徴がある。

【００１１】コンデンサ素子１は、たとえばタンタル、
アルミニウム、ニオブなどの弁作用金属粉末を直方体な
どの形状に焼結し、リン酸水溶液などに浸漬して陽極酸
化を行うことにより誘電体膜を形成する化成処理工程を
経て、焼結体周囲に二酸化マンガン層、グラファイト
層、銀層などを形成して陰極１ｂとすることにより形成
されている。なお、焼結体の二酸化マンガン層などが形
成されない一側面にタンタル線などのワイヤが埋め込ま
れて陽極１ａが形成されている。

【００１２】第１および第２のリード２、３は、製造段
階では鉄系または銅系などからなるリードフレーム上に
組み立てられ、パッケージ５の形成後にリードフレーム
から切断分離されてフォーミングされている。このリー
ド２、３は、リードフレームの状態またはリードフレー
ムから切り離された後に、プリント基板などに組み込む
際にハンダ付けが容易になるようにハンダメッキなどが
なされる場合がある。また、ヒューズ４は、通常ハンダ
線が用いられ、コンデンサ素子１に異常が発生した場合
でもコンデンサが組み込まれた回路の他の電子部品を破
損しないようにするための保護素子である。パッケージ
５は、コンデンサ素子１やその接続部を外気や外力から
保護するためのもので、ＩＣなどと同様にエポキシ樹脂
などのトランスファモールド成形などにより形成されて
いる。

【００１３】本発明の固体電解コンデンサは、前述のよ
うに、ヒューズ４の一部がパッケージ５から露出するよ
うに形成されていることに特徴がある。この露出するヒ
ューズ４部分は、その幅Ｗは使用するヒューズ線４の太
さにより異なるが、０.０５〜０.２ｍｍ程度、長さＬは
１ｍｍ程度に形成される。この上面には通常コンデンサ
の陰極側を表すマークや容量、電圧の標印が施される
が、標印を施す場合はこのヒューズ４部分を避けて行う
ことが望ましい。しかし、このヒューズ４の露出部分に
より、陰極側を示す標印の代りにすることもできる。

【００１４】本発明者は、ヒューズが露出することによ
り、固体電解コンデンサの信頼性の問題が生じないか否
かについての検討を加えた。すなわち、コンデンサの信
頼性試験である２６０℃で１０秒程度ハンダ槽に浸漬す
るハンダの耐熱試験、ある高さから重りを落す耐衝撃試
験、１２１℃、２気圧の蒸気中に放置するＰＣＴ試験を
従来のヒューズを完全にパッケージより被覆した固体電
解コンデンサと対比して、それぞれ２０個づつ行った。
その結果、ハンダ耐熱試験では、コンデンサの特性であ
る容量、リーク電流では共に安定して両者間に殆ど差が
なく、損失角の正接であるＤＦは従来品が１０％程度の
バラツキがあり、抵抗値では、従来品が４％程度のバラ
ツキがあり、本発明によるヒューズの露出品においても
同程度のバラツキであった。また、耐衝撃試験でも、容
量、リーク電流は共に安定して殆ど差がなく、ＤＦおよ
び抵抗値も前述のハンダ耐熱試験と同様に従来品と殆ど
差がなかった。さらに、ＰＣＴ試験に関しても、容量、
リーク電流、ＤＦ、抵抗値全てにおいて、従来品と本発
明品との間において殆ど差がなかった。以上の結果よ
り、ヒューズの一部が露出していても、電気特性上の信
頼性については何等問題がなかった。

【００１５】前述のヒューズ４の一部が露出するように
製造する方法について説明をする。まず、図２（ａ）に
示されるように、リードフレーム（図示せず）の第１の
リード２にコンデンサ素子１の陽極１ａを溶接などによ
り接続する。そして、コンデンサ素子１の側壁である陰
極１ｂにヒューズ４の一端部を熱圧着などにより接続
し、その他端部を第２のリード３と同様に接続すること
により、コンデンサ素子１の陰極１ｂをヒューズ４を介
して第２のリード３と電気的に接続する。この際、図２
（ａ）に誇張して書かれているように、コンデンサ素子
１の陰極側が水平よりも上側に向くように、および／ま
たはヒューズ４を上方に大きく孤を描くようにワイヤリ
ングをする。そのため、ヒューズ４の長さは通常の長さ
の１.２〜２倍程度の長さで接続する。

【００１６】つぎに、リードフレームに複数個のコンデ
ンサ素子が同様に接続されたリードフレームを、図２
（ｂ）に示されるように、モールド用金型の下金型１１
の上にセッティングする。そして、図２（ｃ）に示され
るように、上金型１２を下ろしてリードフレーム上に重
ねることにより、上に盛り上がっているヒューズ４が押
されて潰され、上金型１２の空洞壁に密着して潰され
る。この状態でモールド用の樹脂を充填することによ
り、ヒューズ４と上金型１２との接触部には樹脂が充填
されず、図１（ｂ）に平面図で示されるように、パッケ
ージ５の上面からヒューズ４が露出する。

【００１７】本発明によれば、ヒューズが内蔵される固
体電解コンデンサにおいて、そのヒューズの一部がパッ
ケージから露出するように形成されているため、従来の
ように、ヒューズを完全にパッケージ内に埋め込むため
のスペースを必要としなくなり、パッケージの外周壁と
コンデンサ素子の外周壁との間隔を非常に狭くすること
ができる。その結果、同じパッケージの外形の大きさに
対して、コンデンサ素子を大きくすることができるた
め、電気特性を向上させることができ、または同じ特性
に対してパッケージを小形化することができる。

【００１８】さらに、ヒューズの一部が露出しているた
め、過電流などにより溶断するときはその露出部で溶断
して分離する。そのため、弾力性のある樹脂によりヒュ
ーズを被覆しなくてもヒューズとして機能させることが
できる。さらに、パッケージ内にコンデンサ素子を入れ
るため、コンデンサ素子の位置や傾きなどが±１００μ
ｍ程度以下の精度で行わなければならなかったものが、
高さ方向については少々高すぎても金型により押さえ付
けられるため、作業が非常に楽になる。そのため、部品
の節約になると共に、製造工数を削減することができ
る。

【００１９】また、ヒューズが露出しているため、基板
実装後にヒューズが切れた場合でも、基板の動作不良の
原因を目視で容易に特定することができる。また、製造
工程でのエージング（高温負荷）であるスクリーニング
工程でヒューズが切れた場合でも、目視または認識装置
により容易に選別することができる。

【００２０】一方において、ヒューズが露出していて
も、ヒューズに使用するハンダは安定であり、前述の信
頼性試験の結果にも見られるように、特性的には何等の
支障を来すことはない。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、パッケージの外形を小
さくすることができるか、同じ大きさのパッケージでも
素子特性を向上させることができ、高性能の固体電解コ
ンデンサを安価に得ることができる。しかも、使用に際
してヒューズの溶断不良が発生しても容易にその特定を
することができ、使用上の利便性も非常に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体電解コンデンサの断面説明図およ
び平面説明図である。

【図２】図１の固体電解コンデンサの製造工程を示す図
である。

【図３】従来の固体電解コンデンサの断面説明図であ
る。

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 ２、３ リード ４ ヒューズ ５ パッケージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサ素子と、該コンデンサ素子の
   陽極と電気的に接続される第１のリードと、前記コンデ
   ンサ素子の陰極に一端側が接続されるヒューズと、該ヒ
   ューズの他端側が接続される第２のリードと、前記コン
   デンサ素子の周囲を被覆する樹脂製のパッケージとから
   なり、前記ヒューズの一部が前記パッケージから外部に
   露出するように形成されてなる固体電解コンデンサ。