JP2535489B2 - 固体電解コンデンサ― - Google Patents
固体電解コンデンサ―Info
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Description
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、そのコンデンサ素子に、温度ヒ
ューズ又は過電流ヒューズとしての安全ヒューズ、或い
は、温度ヒューズ及び過電流ヒューズとしての安全ヒュ
ーズを付加した固体電解コンデンサーの改良に関するも
のである。
タル固体電解コンデンサーは、例えば、特開平2−10
5513号公報等に記載され、且つ、図12〜図14に
示すような構造であった。すなわち、コンデンサー素子
100における金属粒子の焼結体製のチップ片101か
ら突出する陽極棒102を、左右一対の外部接続用リー
ド端子103,105のうち一方の陽極リード端子10
3に対して溶接等にて固着する一方、前記コンデンサー
素子100におけるチップ片101と、他方の陰極リー
ド端子105とを電気的に絶縁する一方、その間を、温
度又は過電流、或いは温度及び過電流に対するヒューズ
線106にて接続し、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109にてパッケージし
たのち、前記両リード端子103,105を、モールド
部109の下面側に向かって折り曲げると言う構成にし
ている。
6を被覆するシリコン樹脂等の軟質合成樹脂製の保護樹
脂である。そして、従来の固体電解コンデンサーにおい
て、前記ヒューズ線106の一端部107を陰極リード
端子105に対して接続するに際しては、前記ヒューズ
線106を、コンデンサー素子100におけるチップ片
101の上面より低い位置に存在する陰極リード端子1
05に向かって斜め下向きに直線状に傾斜したのち、そ
の一端部107を、陰極リード端子105の上面にその
長手方向に沿って適 宜長さH 1 だけ延びるようにし、こ
の状態で、図14に二点鎖線で示すように、ボンディン
グツール111にて押圧することによって、当該一端部
107を偏平状に潰し変形しながら押圧接合したり、或
いは、この一端部107を陰極リード端子105に対し
て半田付けによって接合したりするようにしている(例
えば、特開昭63−204611号公報等を参照)。
るヒューズ線106は、その線径を細くしない状態のも
とで、温度又は過電流、或いは温度及び過電流に対して
所定の溶断特性を確保するためには、その有効長さを出
来るだけ長くすることが必要であるから、前記従来のよ
うに、ヒューズ線106を、チップ片101の上面より
低い位置に存在する陰極リード端子105に向かって斜
め下向きに直線状に傾斜したのち、その一端部107
を、陰極リード端子105の上面にその長手方向に沿っ
て適宜長さH 1 だけ延びるようにし、この状態で陰極リ
ード端子105に対して接合すると言う構成において、
このヒューズ線106に所定の有効長さを確保するため
には、陰極リード端子105と、コンデンサー素子10
0におけるチップ片101との間における電気的な絶縁
寸法を可成り大きくしなければならないから、固体電解
コンデンサーにおける全長Lが増大し、固体電解コンデ
ンサーの大型化、及び重量のアップを招来するのであ
る。
107を、陰極リード端子105に対して、ボンディン
グツール111によって、偏平状に潰し変形しながら押
圧接合する方法では、 .ヒューズ線106のうち一端部107との境界の部
分における断面積が、当該一端部107を偏平状に潰し
変形することのために小さくなって、当該境界部分にお
ける強度が著しく低下することになるから、モールド部
109の成形に際して、モールド部成形用キャビティー
内に注入する溶融合成樹脂のために、ヒューズ線106
が、前記境界部分において断線することが多発し、不良
品の発生率が高い。 .一端部107の陰極リード端子105に対する所定
の接合面積を確保するために、当該一端部107を陰極
リード端子105の長手方向に沿わせる長さH 1 を長く
しなければならず、従って、陰極リード端子105の長
さを長くしなければならないから、固体電解コンデンサ
ーにおける全長Lが更に増大する。 .温度又は過電流に対する溶断特性、或いは温度及び
過電流に対する溶断特性は、ヒューズ線106のうち断
面積が縮小される前記境界部分における最小断面積によ
って決まるが、この境界部分における最小断面積は、多
数個の固体電解コンデンサーについて同じに揃えること
ができないので、多数個の固体電解コンデンサーにおけ
る溶断特性のバラツキが大きい。と言う問題がある。
一端部107を、陰極リード端子105に対して、半田
付けにて接合する方法は、前者のような不良品発生率が
高くなる問題は招来しないものの、半田付けのために、
接合に要するコストが大幅にアップするばかりか、この
半田付けに際しても、その接合強度を確保することのた
めに、一端部107の陰極リード105の長手方向に沿
わせる長さH 1 を、前者と同様に長くしなければならな
いから、固体電解コンデンサーの大型化、及び重量のア
ップを招来するのであり、しかも、ヒューズ線106を
半田製にした場合、この半田ヒューズ線の半田付けに際
して、当該半田ヒューズ線自体が溶けてしまわないよう
に、その線径を太くしなければならないが、太くすると
電気抵抗が小さくなると共に、温度に対して溶け難くな
るので、温度又は過電流に対する溶断特性、或いは温度
及び過電流に対する溶断特性が悪くなるという問題があ
る。
7を、図15〜図17に示すように、陰極リード端子1
05の長手方向に対して横向きに曲げて接合した場合に
は、当該一端部107の横向き方向の長さH1 を長くし
なければならず、従って、この分だけ陰極リード端子1
05の横幅寸法を大きくしなければならないので、固体
電解コンデンサーにおける横幅寸法の増大、ひいては、
固体電解コンデンサーの大型化、及び重量の増大を招来
するのである。
おいては、前記ヒューズ線106の他端部108をコン
デンサー素子100におけるチップ片101に対して接
合するに際しても、半田付けによる方法を採用している
か、或いは、導電性接着剤にて接合する方法を採用して
いるから、前記と同様に、コストのアップを招来するの
であった。
リード端子に対して接合する場合における前記の各問題
を解消することを第1の目的とするものであり、また、
第2の目的は、前記第1の目的を達成することに加え
て、前記ヒューズ線の他端部をコンデンサー素子におけ
るチップ片に対して接合する場合における問題を解消す
ることにある。
的を達成するために、「コンデンサー素子におけるチッ
プ片から突出する陽極棒を、陽極リード端子に固着する
一方、前記コンデンサー素子におけるチップ片と、この
チップ片の上面より低い位置に存在する陰極リード端子
とを電気的に絶縁し、前記チップ片の上面と陰極リード
端子の上面とをヒューズ線にて接続し、これらの全体を
合成樹脂製のモールド部にてパッケージして成る固体電
解コンデンサにおいて、前記ヒューズ線の両端のうち陰
極リード端子側の一端部に、ボール部を形成して、この
ボール部を前記陰極リード端子の上面に対して、前記ヒ
ューズ線の一端部が陰極リード端子から立ち上がるよう
に押圧接合する。」と言う構成にした。
るために、「コンデンサー素子におけるチップ片から突
出する陽極棒を、陽極リード端子に固着する一方、前記
コンデンサー素子におけるチップ片と、このチップ片の
上面 より低い位置に存在する陰極リード端子とを電気的
に絶縁し、前記チップ片の上面と陰極リード端子の上面
とをヒューズ線にて接続し、これらの全体を合成樹脂製
のモールド部にてパッケージして成る固体電解コンデン
サにおいて、前記ヒューズ線の両端部の各々にボール部
を形成し、この両ボール部のうち一端部のボール部を前
記陰極リード端子の上面に対して、ヒューズ線の一端部
が陰極リード端子から立ち上がるように押圧接合する一
方、他端部のボール部をチップ片の上面に対して押圧接
合する。」と言う構成にした。
うち陰極リード端子側の一端部に、ボール部を形成し
て、このボール部を、当該ヒューズ線の他端を接合した
チップ片の上面より低い位置に存在する前記陰極リード
端子の上面に対して、ヒューズ線の一端部が陰極リード
端子から立ち上がるように押圧接合することにより、ヒ
ューズ線は、その途中の部分が上向きから横向きに湾曲
した形態になるから、当該ヒューズ線における有効長さ
を、チップ片と陰極リード端子との間における電気的な
絶縁寸法を小さくした状態のもとで、前記従来のよう
に、ヒューズ線をチップ片の上面から陰極リード端子に
向かって斜め下向きの直線状に傾斜したのち陰極リード
端子に接合する場合よりも長くすることができるのであ
り、これに加えて、陰極リード端子に対する接合面積
を、前記従来のように、ヒューズ線の一端部を陰極リー
ドの上面に対して沿わせる長さを長くすることなく増大
できる。
保した状態のもので、陰極リード端子をコンデンサ素子
におけるチップ片に近づけてその間の電気的な絶縁寸法
を小さくできるばかりか、陰極リード端子における長手
方向の長さを長くしたり、或いは、その横幅寸法を大き
くしたりする必要がなく、この分だけ固体電解コンデン
サーの全長寸法又は横幅寸法を短くできるから、固体電
解コンデンサの大幅な小型化と軽量化とを達成できので
あり、しかも、ヒューズ線の陰極リード端子に対する接
合が、ボール部による押圧接合であることにより、低コ
スト化を達成できるのである。
のように、断面積が縮小される部分がないから、モール
ド部の成形に際して、ヒューズ線に断線が発生すること
を防止できて、不良品発生率を大幅に低減できると共
に、多数個の固体電解コンデンサーについての溶断特性
のバラツキを小さくすることができるのである。特に、
前記ヒューズ線を半田製にした場合において、この半田
製ヒューズ線を、従来のように太くする必要がなく、細
くすることができるから、当該半田製ヒューズ線におけ
る溶断特性を確実に改善できるのである。
ューズ線の両端部の各々にボール部を形成して、この両
ボール部を、前記陰極リード端子及びチップ片の両方に
対して各々押圧接合することにより、コストの更なる低
減を達成できるのであり、しかも、半田製のヒューズ線
にした場合において、その線径を太くする必要がないか
ら、当該半田製ヒューズ線における溶断特性をより一層
に改善できるのである。
片側の他端部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に際しては、接合面積を
確保することのために、このボール部を、チップ片に対
して押し潰し変形するようにしなければならず、チップ
片に大きいストレスが作用することにより、金属粒子の
焼結体であるチップ片に欠け又は亀裂が発生し、不良品
の発生率が高くなると言う問題がある。
ズ線におけるチップ片側の端部に、厚さをヒューズ線の
線径と略等しくした偏平状の円盤部を形成し、この円盤
部をチップ片に対して押圧接合することにしたのであ
る。これにより、前記円盤部を、当該タブレット部にお
ける押し潰しを小さくした状態で、広い面積で接合する
ことができて、従って、チップ片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、不良品の発生率を大幅に低減
できると言う効果を得ることができるのであり、しか
も、この円盤部の厚さを、ヒューズ線の線径と略等しく
したことにより、断面の縮小がないから、多数個の固体
電解コンデンサーについての溶断特性のバラツキを小さ
くすることができるのである。
基づいて説明する。図1〜図3は、第1の実施例を示
す。この図において符号1は、コンデンサー素子を示
し、このコンデンサー素子1は、チップ片3と、該チッ
プ片3から突出する陽極棒2とによって構成され、チッ
プ片3は、二酸化マンガン等の固体電解質5と、この固
体電解質5の表面に形成したグラファイト層6と、この
グラファイト層6の表面に形成した接続用皮膜7とによ
って構成されている。
3から突出する陽極棒2を、左右一対の外部接続用リー
ド端子8,9のうち一方の陽極リード端子8に対して溶
接等にて、チップ片3の上面が陰極リード端子9の上面
より高くなるようにして、固着する一方、前記コンデン
サー素子1におけるチップ片3と、他方の陰極リード端
子9との間に隙間をあけて電気的に絶縁する一方、その
間を、ヒューズ線11にて接続し、このヒューズ線11
に、シリコン樹脂等の軟質合成樹脂製の保護樹脂16を
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17にてパッケージし、更に、
前記両リード端子8,9の両方を、モールド部17の下
面側に向かって折り曲げると言う構成にしている。
1として、鉛及び錫を主成分とする融点300℃程度
(この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て装着するときにおける熱によ
って、当該ヒューズ線11が溶けず、且つ、モールド部
17が焦げない温度である)の半田製のヒューズ線を使
用し、この半田製ヒューズ線11の太さを略50〜12
0ミクロンにする。
ミクロンにした場合には、1A〜2Aの電流が約10秒
間にわたって流れることにより溶断し、また、半田製ヒ
ューズ線11の太さを120ミクロンにした場合には、
5Aの電流が5秒間にわたって流れることにより溶断す
る。そして、この第1の実施例においては、前記半田製
ヒューズ線11の両端のうち陰極リード端子9側の一端
部を、当該一端部にボール部12を形成し、このボール
部12を前記陰極リード端子9の上面のうちチップ片3
の近傍の部位に対して、ヒューズ線の一端部が陰極リー
ド端子9の上面から立ち上がるように押圧することによ
って接合する一方、前記半田製ヒューズ線16の他端部
11′を、コンデンサー素子1におけるチップ片3の上
面における陰極膜7に対して押圧することによって接合
するか、又は、半田付けによって接合するか、或いは、
導電性ペーストによって接合したものである。
下に述べる方法によって行うのである。すなわち、図4
に示すように、陽極リード端子8及び陰極リード端子9
の多数本を、長手方向に適宜ピッチの間隔で一体的に造
形して成るリードフレーム10を使用し、このリードフ
レーム10をその長手方向に移送する途中において、前
記各陽極リード端子8に対してコンデンサー素子1を固
着する。
位に、上下動式のキャピラリーツール13を配設し、こ
のキャピラリーツール13内に挿通した半田製ヒューズ
線11の下端に、加熱溶融によってボール部12aを形
成し、このボール部12aを、前記キャピラリーツール
13の下降動によって、リードフレーム10における陰
極リード端子9に対して、下向きに押圧することによっ
て、ヒューズ線11が陰極リード端子9の上面のうちチ
ップ片3の近傍の部位において陰極リード端子 9の上面
から立ち上がるように接合し、次いで、前記キャピラリ
ーツール13を上昇し、この状態で、このキャピラリー
ツール13の下端から突出する半田製ヒューズ線11
を、適宜長さの部分において切断すると共に、半田製ヒ
ューズ11のうちキャピラリーツール13の下端から突
出する部分に、前記のボール部12aを形成する。
合されている半田製ヒューズ11の上端である他端部1
1′を、略水平方向に往復動する折り曲げ用ツール14
にて、コンデンサー素子1におけるチップ片3の方向に
折り曲げたのち、この他端部11′を、上下動するボン
ディングツール15にて、チップ片3の上面に対して押
圧することにより接合するのである。
する接合は、半田付けにて行うか、或いは、導電性ペー
ストによって行うようにしても良い。前記半田製ヒュー
ズ線11の接続が完了すると、この半田製ヒューズ線1
1に対してシリコン樹脂等の軟質合成樹脂製の保護樹脂
16を塗布したのち、これらの全体に対してモールド部
17を成形したのち、リードフレーム10から切り離し
て完成品にするのである。
両端のうち陰極リード端子9側の一端部に、ボール部1
2aを形成して、このボール部12aを前記陰極リード
端子9の上面に対して、ヒューズ線11の一端部が陰極
リード端子9から立ち上がるように押圧接合することに
より、ヒューズ線11は、その途中が上向きから横向き
に湾曲した形態になることで、当該ヒューズ線11にお
ける有効長さを、前記従来のように、ヒューズ線を陰極
リード端子に向かって斜め下向きに直線状に傾斜したの
ち陰極リード端子に接合する場合に比べて、長くするこ
とができるのであり、これに加えて、陰極リード端子9
に対する接合面積を、前記従来のように、ヒューズ線の
一端部における陰極リード端子9の上面に沿わせる長さ
を長くすることなく増大でき、従って、コンデンサ素子
1におけるチップ片3と陰極リード端子9との間におけ
る電気的な絶縁寸法を大きくする必要がないばかりか、
陰極リード端子9における長手方向の長さを長くした
り、或いは、その横幅寸法を大きくしたりする必要がな
いから、この分だけ固体電解コンデンサーの全長寸法L
又は横幅寸法を短くできるのであり、しかも、前記ヒュ
ーズ線11の途中に、従来のように、断面積が縮小され
る部分ができることを回避できるのである。
の第2の実施例は、基本的には、前記第1の実施例と同
様であるが、半田製ヒューズ線11の一端部にボール部
12aを形成して、このボール部12aを陰極リード端
子9に対して、ヒューズ線11の一端部が陰極リード端
子9から立ち上がるように押圧接合することに加えて、
前記半田製ヒューズ線11の他端部にもボール部12b
を形成して、このボール部12bを、コンデンサー素子
1におけるチップ片3に対して押圧接合すると言う構成
にしたものである。
及び図8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10の移送経路内に設け
たヒータブロック18にてリードフレーム10を加熱す
るように構成し、ヒータブロック18の上面のカバー体
19との間にトンネル空間20を形成し、このトンネル
空間20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、又は窒素等の不活性ガスを供給
する一方、前記カバー体19にはトンネル空間20に連
通する開口部21を設け、この開口部21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。
ューズ線11を挿通したキャピラリーツール13と、前
記半田製ヒューズ線11を溶断するためのトーチ22
と、折り曲げ用ツール14と、ボンディングツール15
とを配置する。そして、トンネル空間20から開口部2
1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13の周辺を無酸素
の雰囲気とし、前記トーチ22からの炎を、キャピラリ
ーツール13の下端から引き出された半田製ヒューズ線
11に近付けることにより、半田製ヒューズ線11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12a,12bを形成することがで
きる。
合した半田製ヒューズ線11を、前記折り曲げ用ツール
14によって、コンデンサー素子1におけるチップ片3
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12bを、ボンディングツール15によって、コンデ
ンサー素子1におけるチップ片3に対して押圧接合する
一方、リードフレーム10を一ピッチを送って、他方の
ボール部12aを、次の陰極リード端子9に対して押圧
接合するのである。
子9に対してボール部12aにて接合した半田製ヒュー
ズ線11の上端にボール部12bを形成した後の段階
で、このボール部12bを、図9に示すように、左右一
対のパンチ23a,23b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をヒューズ線11の線径
と略等しくした偏平状の円盤部12b′を形成し、次い
で、半田製ヒューズ線11を、前記と同様に、折り曲げ
用ツール14によって、図10に示すように、コンデン
サー素子1におけるチップ片3に向かって折り曲げした
のち、その先端における円盤部12b′を、ボンディン
グツール15によって、コンデンサー素子1におけるチ
ップ片3に対して押圧接合するのである。
b′を、当該円盤部12b′における押し潰し変形を小
さくした状態で、広い面積で接合することができて、従
って、チップ片3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3に欠け又は亀裂が発生することを確実に
低減できるのである。
一つのモールド部によって一つのコンデンサー素子をパ
ッケージした形式の固体電解コンデンサーに限らず、図
11に示すように、一つのモールド部17′内に、静電
容量が異なるか、又は、静電容量を同じにした複数個の
コンデンサ素子1を並列状に配置し、このモールド部1
7′の両側に、前記各コンデンサー素子1の各々に対す
る複数個の陽極リード端子8′と、前記各コンデンサー
素子1について共通の陰極リード端子9′とを設け、こ
の陰極リード端子9′と、前記各コンデンサー素子1と
の間をヒューズ線11にて接続して成る集合型の固体電
解コンデンサーに対しても適用できることは言うまでも
ない(この場合、陽極リード端子を、各コンデンサー素
子1について共通のものに構成したり、或いは、陰極リ
ード端子を、各コンデンサー素子1の各々に対する個別
のものに構成して良い)。
ューズ線に代えて、金、銅又はアルミ等の他の金属製に
しても良いのである。
ーの縦断正面図である。
ールド部を除いた状態の平面図である。
ールド部でパッケージする前の状態の斜視図である。
を示す斜視図である。
ーの縦断正面図である。
ールド部を除いた状態の平面図である。
を示す要部断面図である。
要部斜視図である。
す一部切欠斜視図である。
図である。
ールド部でパッケージする前の状態の斜視図である。
す縦断正面図である。
て、モールド部を除いた状態の平面図である。
ールド部でパッケージする前の状態の斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】コンデンサー素子におけるチップ片から突
出する陽極棒を、陽極リード端子に固着する一方、前記
コンデンサー素子におけるチップ片と、このチップ片の
上面より低い位置に存在する陰極リード端子とを電気的
に絶縁し、前記チップ片の上面と陰極リード端子の上面
とをヒューズ線にて接続し、これらの全体を合成樹脂製
のモールド部にてパッケージして成る固体電解コンデン
サにおいて、 前記ヒューズ線の両端のうち陰極リード端子側の一端部
に、ボール部を形成して、このボール部を前記陰極リー
ド端子の上面に対して、前記ヒューズ線の一端部が陰極
リード端子から立ち上がるように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2】コンデンサー素子におけるチップ片から突
出する陽極棒を、陽極リード端子に固着する一方、前記
コンデンサー素子におけるチップ片と、このチップ片の
上面より低い位置に存在する陰極リード端子とを電気的
に絶縁し、前記チップ片の上面と陰極リード端子の上面
とをヒューズ線にて接続し、これらの全体を合成樹脂製
のモールド部にてパッケージして成る固体電解コンデン
サにおいて、 前記ヒューズ線の両端部の各々にボール部を形成し、こ
の両ボール部のうち一端部のボール部を前記陰極リード
端子の上面に対して、ヒューズ線の一端部が陰極リード
端子から立ち上がるように押圧接合する一方、他端部の
ボール部をチップ片の上面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3】前記「請求項2」において、 前記ヒューズ線におけるチップ片側の他端部に、厚さを
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、この円盤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。
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