(57)【要約】【課題】固体電解コンデンサのショート故障発生時における異常な大電流がコンデンサ素子内部に流れた時に、確実に電気回路を開放させ、電流を遮断させることのできるヒューズ機能をより高めた固体電解コンデンサを提供。【解決手段】陽極リード端子３と陽極引出部５とを、金、銀、銅、ニッケルまたはアルミニウムからなる線径が１０〜６０μｍφの陽極リードワイヤ６で導通し、該ワイヤ６の少なくとも一部を、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等のフィラーを含有しない樹脂１０で被覆させる。【選択図】    図２
2004200422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属上に、順次、固体電解質層及び導電層を形成させてなるコンデンサ素子を、陽極リードワイヤ及び陰極リードワイヤを介して金属リードフレームに接合させ、ついで、外装樹脂でモールドさせてなる固体電解コンデンサにおいて、該陽極リードワイヤの少なくとも一部がフィラーを含有しない樹脂で被覆されてなることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
陽極リードワイヤが、金、銀、銅、ニッケルまたはアルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種からなり、かつ線径が１０μｍ〜６０μｍφであることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
フィラーを含有しない樹脂が、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
表面に誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属上に、順次、固体電解質層及び導電層を形成させてコンデンサ素子を作製する工程、該素子を陽極リードワイヤ及び陰極リードワイヤを介して金属リードフレームに接合させる工程、該陽極リードワイヤの少なくとも一部をフィラーを含有しない樹脂で被覆させる工程、ついで外装樹脂でモールドさせる工程を包括することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関し、より詳しくは，固体電解コンデンサのショート故障発生時での異常な大電流が、コンデンサ素子内部に流れた時に、確実に電気回路を開放させ、電流を遮断させることにより、ヒューズ機能をより高めた固体電解コンデンサ関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、表面に誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属上に、順次、固体電解質層及び導電層を形成させてなるコンデンサ素子を、陽極リードワイヤ及び陰極リードワイヤを介して金属リードフレームに接合させ、ついで、外装樹脂でモールドさせてなる固体電解コンデンサが種々提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
一般的な固体電解コンデンサの構成を、図１を例にとり、以下に説明する。
【０００４】
表面に誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属１上に、固体電解質層及び導電層からなる陰極層２を形成させてコンデンサ素子を作製し、該素子を陽極リード端子３及び陰極リード端子４を具備した金属リードフレームに載置し、陽極引出部５と陽極リード端子３とを陽極リードワイヤ６を介しまた陰極層の上面と陰極リード端子４とを陰極リードワイヤ７を介して接合させ、陰極層２の下面と陰極リード端子４とは銀ペースト８で接合させる。
【０００５】
ついで、外装樹脂９でモールドして、固体電解コンデンサを完成する。該樹脂としては、一般的に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等に、結晶性シリカ、アルミナ等のフィラーを含有させたものが用いられる。
【０００６】
上記コンデンサは、ショート故障発生時における異常な大電流が、コンデンサ内部に流れた場合、発生するジュール熱により、陽極リードワイヤ６が溶断して電気回路を開放させるヒューズ機能を有しているが、該リードワイヤ６の周囲が結晶性シリカ、アルミナ等の耐熱性の高いフィラーを含有させた樹脂で被覆されており、該リードワイヤ６が溶断するための空間が十分に確保できず、電気的に導通されてしまい、ヒューズ機能が十分に発揮されないという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２６６１３８号公報（第２−４頁、第５図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、コンデンサのショート故障発生時における異常な大電流がコンデンサ内部に流れた時に、確実に電気回路を開放させ、電流を遮断させることのできるヒューズ機能をより高めた固体電解コンデンサとその製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、コンデンサ素子の陽極リード端子及び陽極引出部間を導通する陽極リードワイヤの少なくとも一部を、フィラーを含有しない樹脂で被覆させることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、表面に誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属上に、順次、固体電解質層及び導電層を形成させてなるコンデンサ素子を、陽極リードワイヤ及び陰極リードワイヤを介して金属リードフレームに接合させ、ついで、外装樹脂でモールドさせてなる固体電解コンデンサにおいて、該陽極リードワイヤの少なくとも一部がフィラーを含有しない樹脂で被覆されてなることを特徴とする固体電解コンデンサである。
【００１１】
また、本発明は、表面に誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属上に、順次、固体電解質層及び導電層を形成させてコンデンサ素子を作製する工程、該素子を陽極リードワイヤ及び陰極リードワイヤを介して金属リードフレームに接合させる工程、該陽極リードワイヤの少なくとも一部をフィラーを含有しない樹脂で被覆させる工程、ついで外装樹脂でモールドさせる工程を包括することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１２】
以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は例示した図面によりなんら限定されない。
【００１３】
図２は本発明の固体電解コンデンサの構成を示す断面模式図である。
【００１４】
本発明は、表面に誘電体酸化皮膜を形成させた弁作用金属１上に、順次、固体電解質層及び導電層からなる陰極層２を形成させたコンデンサ素子を、陽極リードワイヤ６及び陰極リードワイヤ７を介して金属リードフレームに接合させ、ついで、外装樹脂９でモールドさせてなる固体電解コンデンサにおいて，該陽極リードワイヤ６の少なくとも一部がフィラーを含有しない樹脂１０で被覆されてなることを特徴とする固体電解コンデンサである。
【００１５】
本発明に用いられる弁作用金属１としては、アルミニウム、タンタル、ニオブまたはチタンがあげられる。
【００１６】
以下、弁作用金属１としてアルミニウム箔を用いた場合を例にとり、本発明の固体電解コンデンサの製造方法を詳細に説明する。
【００１７】
まず、弁作用金属１であるアルミニウム箔の表面をエッチング処理により粗面化した後、アジピン酸アンモニウム等の水溶液中で電解酸化させて化成処理し、アルミニウム箔の表面に誘電体酸化皮膜を形成させる。
【００１８】
次に、該アルミニウム箔上に、固体電解質層及び導電層からなる陰極層２を形成させてコンデンサ素子を作製する。
【００１９】
上記固体電解質層としては、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン、ポリアセチレンあるいはポリチオフェンまたはポリ（エチレンジオキシチオフェン）などのチオフェン誘導体ポリマー等の導電性高分子があげられ、化学重合法または電解重合法など公知の方法により形成させる。
【００２０】
該固体電解質層上に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布させた後、加熱、乾燥させて、導電層を形成させ、固体電解質層及び導電層からなる陰極層２を形成させて、コンデンサ素子を作製する。
【００２１】
次に、作製した素子を陽極リードワイヤ及び陰極リードワイヤを介して金属リードフレームに接合させる。
【００２２】
金属リードフレームの材質としては、鉄、銅またはそれらの合金を使用することができ、特に限定されない。
【００２３】
また、陽極リードワイヤ６としては、電導度の高い金、銀、銅、ニッケルまたはアルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも１種があげられる。陽極リードワイヤ６の線径は、直径１０〜６０μｍφの範囲である。線径が直径１０μｍφ未満の場合では、取り扱う上で切れやすく、また、直径６０μｍφ超の場合、ショート故障発生時に異常な大電流が流ても溶断し難く、不都合である。
【００２４】
上記金属リードフレームに、予め作製したコンデンサ素子を載置し、陽極引出部５と陽極リード端子３とを陽極リードワイヤ６を介し、また陰極層２の上面と陰極リード端子４とを陰極リードワイヤ７を介して接合させ、陰極層２の下面と陰極リード端子４とを銀ペースト８により接合させる。
【００２５】
次に、図２〜図４に示すように、陽極リードワイヤ６の少なくとも一部をフィラーを含有しない樹脂で被覆させる。
【００２６】
図２は、本発明の固体電解コンデンサの構成を示す概略断面図であり、図３及び図４は本発明の固体電解コンデンサの他の実施態様を示す概略断面図である。
【００２７】
本発明に用いられるフィラーを含有しない樹脂としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、スチロール樹脂等を用いることができるが、好ましくはシリコーン樹脂、エポキシ樹脂である。陽極リードワイヤ６の少なくとも一部に、上記フィラーを含有しない樹脂を塗布または溶着により被覆させる。該樹脂は、特段の処理をせずにそのまま使用することもできるが、好ましくは該樹脂中に気泡を混入させて使用する。
【００２８】
本発明において、上記フィラーを含有しない樹脂による陽極リードワイヤ６の被覆形態としては、陽極リードワイヤ６の中央部を被覆したもの（図２）、陽極リード端子３との接合部を被覆したもの（図３）、陽極引出部５との接合部を被覆したもの（図４）以外に、陽極リードワイヤ６全体を被覆させた形態でもよい。
【００２９】
さらに、外装樹脂９でモールドさせて、本発明の固体電解コンデンサを完成させる。
【００３０】
上記外装樹脂９としては、一般的に電子部品の外装用に用いられる樹脂であればよく、特に限定されない。外装樹脂９としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等に結晶性シリカまたはアルミナ等のフィラーを８０〜９０質量％添加させたものがあげられる。
【００３１】
本発明の固体電解コンデンサは、陽極リードワイヤの少なくとも一部がフィラーを含有しない樹脂で被覆されているため、ショート故障発生時での異常な大電流により該ワイヤが発熱した場合、フィラーを含有しない樹脂が溶融、熱分解することにより、該ワイヤの周囲に溶断空間を形成し、該ワイヤを確実に溶断させることができ、従来のコンデンサに比してより高いヒューズ機能を有しており、安全性の高いコンデンサである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を、実施例に基づき、説明する。実施例中、「％」は「質量％」を表す。なお、本発明は、実施例により、なんら限定されない。
【００３３】
実施例１
図２において、表面に粗面化処理を施した弁作用金属であるアルミニウム箔１（縦３．０ｍｍ×横５．０ｍｍ）に、陽極引出部５となる部分（縦３．０ｍｍ×横１．０ｍｍ）を除いて、アジピン酸アンモニウム水溶液中、電圧１０Ｖで化成処理して、表面に誘電体酸化皮膜を形成させた。
【００３４】
次に、上記アルミニウム箔を、ピロールモノマー３０％エタノール溶液中に浸漬させた後、支持電解質であるパラトルエンスルホン酸アンモニウム１５％及び酸化剤である過硫酸アンモニウム１５％水溶液中に、浸漬、乾燥させる操作を３回繰り返して、誘電体酸化皮膜上に、化学重合ポリピロールの導電性高分子膜を形成させた。
【００３５】
ついで、該箔を、ステンレス容器中、ピロールモノマー０．４ｍｏｌ／ｌ及び支持電解質である１，７−ナフタレンスルホン酸テトラエチルアンモニウム０．４ｍｏｌ／ｌとのアセトニトリル溶液中に浸漬し、先に形成した化学重合ポリピロール膜の一部に金ワイヤを接触させて陽極とし、ステンレス容器を陰極として、電流０．３ｍＡで９０分間、電解重合させて、電解重合ポリピロールの導電性高分子膜を形成させた。
【００３６】
続いて、該素子に、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布、加熱、乾燥させて導電層を形成し、固体電解質層及び導電層からなる陰極層２を形成させてコンデンサ素子を作製した。
【００３７】
作製したコンデンサ素子を、陽極リード端子３及び陰極リード端子４を備えた鉄合金（４２−アロイ、厚さ０．１ｍｍ）製リードフレームに載置し、陽極引出部５と陽極リード端子３とを陽極リード金ワイヤ６（線径５０μｍφ）によりまた陰極層２の上面と陰極リード端子４とを陰極リード金ワイヤ７（線径５０μｍφ）を介して接合させ、陰極層２の下面と陰極リード端子４とを銀ペースト８を用いて接合させた。
【００３８】
ついで、図２に示すように、上記陽極リードワイヤ６の中央部にフィラーを含有しない樹脂１０であるシリコーン樹脂（信越化学工業(株)社製ＫＥ１８３０）を塗布し、該リードワイヤの中央部を被覆させた。
【００３９】
さらに、外装樹脂９であるエポキシ樹脂（日立化成工業(株)社製ＣＥＬ−７７００：エポキシ樹脂１９％、フィラー含有量８１％）でモールドして、定格静電容量２２μＦ、定格電圧６．３Ｖの固体電解コンデンサを完成した。
【００４０】
上記コンデンサに化成電圧の２倍である２０Ｖの過電圧を印加してコンデンサ素子内部をショートさせた後、３Ａまたは５Ａの過電流を印加して、陽極リードが溶断し電気回路が開放となるか否かの、ヒューズ機能確認試験を行った。同試験ではサンプル５００個を供し、そのうち電気回路が開放となった数をカウントし、電気回路開放の確率を算出した。結果を表１に示す。
【００４１】
実施例２
実施例１において、陽極リードワイヤ６の全体に、フィラーを含有しない樹脂である液状エポキシ樹脂（（株）アサヒ化学研究所  登録商標  アサヒタイトＭ−５２０）を塗布した以外は、実施例１と同様にして固体電解コンデンサを完成した。
【００４２】
完成したコンデンサを、実施例１と同様にしてヒューズ機能確認試験を行った。結果を表１に示す。
【００４３】
比較例
実施例１において、陽極リードワイヤ６にフィラーを含有しない樹脂の被覆層を設けない以外は、実施例１と同様にして、固体電解コンデンサを完成した。
【００４４】
完成したコンデンサを、実施例１と同様にしてヒューズ機能確認試験を行った。結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2004200422.tif 000003
【００４６】
表１に示すように、陽極リードワイヤの少なくとも一部がフィラーを含有しない樹脂で被覆された本発明の固体電解コンデンサ（実施例１、２）は、従来の固体電解コンデンサ（比較例）に比し、過電流による陽極リードワイヤの溶断を確実に行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の固体電解コンデンサは、陽極リードワイヤの少なくとも一部がフィラーを含有しない樹脂で被覆されているため、ショート故障発生時での異常な大電流により、該ワイヤが発熱した場合、フィラーを含有しない樹脂が溶融、熱分解することにより、該ワイヤの周囲に溶断空間を形成し、該ワイヤを確実に溶断させることができ、従来のコンデンサに比してより高いヒューズ機能を有しており、安全性の高いコンデンサである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の固体電解コンデンサの構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の固体電解コンデンサの構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の固体電解コンデンサの他の実施態様を示す概略断面図である。
【図４】本発明の固体電解コンデンサの他の実施態様を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  弁作用金属
２  陰極層
３  陽極リード端子
４  陰極リード端子
５  陽極引出部
６  陽極リードワイヤ
７  陰極リードワイヤ
８  銀ペースト
９  外装樹脂
１０  フィラーを含有しない樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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