DE69129789T2

DE69129789T2 - Kondensatorgerät mit eingebauter Schmelzsicherung

Info

Publication number: DE69129789T2
Application number: DE69129789T
Authority: DE
Inventors: Choujirou C/O Rohm Co. Ltd. Kyoto-Shi Kyoto 615 Kuriyama; Eisaku C/O Rohm Co. Ltd. Kyoto-Shi Kyoto 615 Tanaka
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2011-11-26
Also published as: JPH04192408A; JP2842686B2; EP0488130A2; US5363272A; EP0488130A3; EP0488130B1; DE69129789D1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Kondensatorvorrichtung und insbesondere eine Kondensatorvorrichtung mit einer Schmelzsicherung.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Bekanntlich wurden Tantalkondensatorvorrichtungen verwendet, in denen eine Schmelzsicherung enthalten ist, um ein Verdampfen und eine Zündung des Tantalkondensators aufgrund eines exzessiven elektrischen Stroms zu vermeiden, und um eine periphere Schaltung davor zu schützen, durch die Tantalkondensatorvorrichtung Feuer zu fangen. Eine solche Kondensatorvorrichtung wird durch Vergießen einer Kondensatoranordnung und einer Schmelzsicherung in Harz gebildet. Eine positive Elektrode der Kondensatoranordnung ist mit einem ersten Leitungsanschluß verbunden. Eine zugehörige negative Elektrode ist mit einem zweiten Leitungsanschluß über eine Schmelzsicherung verbunden. Die verwendete Schmelzsicherung für die Kondensatorvorrichtung ist entweder von einem zylindrischen Typ mit einem Durchmesser ~ von 0,12 mm, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, oder von einem Typ mit einer Breite w von 0,5 mm bis 1 mm und einer Dicke von 0,05 mm bis 0,07 mm, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
Bei der oben beschriebenen bekannten Kondensatorvorrichtung mit einer Schmelzsicherung, in der eine zylindrische oder eine bandförmige Schmelzsicherung verwendet wird, benötigt es eine lange Zeit, damit die Schmelzsicherung schmilzt, wenn ein exzessiver Strom durch sie hindurch fließt, so daß nach wie vor die Möglichkeit besteht, daß die Kondensatorvorrichtung verdampft und zündet.
EP-A-0306809 offenbart eine Kondensatorvorrichtung mit einer Kondensatoranordnung mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, einer Schmelzsicherung, deren eines Ende mit einer ersten Elektrode verbunden ist, einem ersten Leitungsanschluß, der mit dem anderen Ende der Schmelzsicherung verbunden ist, einem zweiten Leitungsanschluß, der mit der zweiten Elektrode verbunden ist; einem Siliziumharz oder einem geschäumten Siliziumharz (Bubbled Silicon Resin) das auf den Umfang der Schmelzsicherung aufgebracht wird, und einem Epoxyharz, in dem die Kondensatorvorrichtung, die Schmelzsicherung, das Silizium und ein Teil der ersten und zweiten Erdungsanschlüsse eingegossen sind.
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 25, Nr. 8, Januar 1983, Seite 4081, von J. J. Butera u. a.: "Overcurrent protection for aluminium electrolytic capacitors" offenbart einen Aluminiumelektrolytkondensator mit einer Schmelzsicherung als einstückiges Teil des positiven Anschlusses. Die Schmelzsicherung hat einen halsförmigen Bereich, der sich öffnet, wenn ein vorgegebener Exzess-Strom fließt, und sie kann in Silizium oder anderen geeigneten Material eingekapselt sein, um Überschläge zu vermeiden.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kondensatorvorrichtung mit einer Schmelzsicherung zu schaffen, bei der die Schmelzsicherung augenblicklich schmilzt, wenn ein exzessi ver Strom hindurch fließt, und bei der das Verdampfen und die Zündung des Kondensators hinreichend vermieden werden können.
Entsprechend dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Kondensatorvorrichtung geschaffen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schmelzsicherung, die für eine bekannte eine Schmelzsicherung enthaltende Kondensatorvorrichtung verwendet wird;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Schmelzsicherung, die für eine weitere bekannte Kondensatorvorrichtung verwendet wird;
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Schmelzsicherung, die erfindungsgemäß verwendet wird;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Teils einer Kondensatorvorrichtung, die die Erfindung verkörpert; und
Fig. 5 eine Struktur- und Querschnittsansicht eines für die Erfindung verwendeten Tantalkondensators.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Bei dieser Ausführungsform, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Ende einer Schmelzsicherung 2 mit einer den Rand einer Kondensatoranordnung 1 bildenden negativen Elektrode verbunden. Das andere Ende der Schmelzsicherung ist mit ei nem Leitungsanschluß 5 verbunden, der getrennt von einem mit einer positiven Elektrode der Kondensatoranordnung 1 verbundenen Leitungsanschluß 4 vorgesehen ist. Während beide Endabschnitte 2a und 2b der Schmelzsicherung 2 vergleichsweise breit sind, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist ihr mittlerer Abschnitt 2c sehr dünn; seine Breite W1 innerhalb eines Bereichs P liegt bei 0,01 mm.
Hierdurch wird die Stromdichte im mittleren Abschnitt 2c hoch, so daß die Schmelzsicherung 2 leicht schmilzt. Die breiten Endabschnitte 2a und 2b ermöglichen die leichte Verbindung und verringern den Widerstand an den Verbindungsabschnitten. Der Endabschnitt 2a ist mit dem Leitungsanschluß 5 verbunden. Der Endabschnitt 2b ist mit der Minuselektrode der Kondensatoranordnung 1 verbunden.
Die Schmelzsicherung ist aus einer Legierung aus Blei, Zinn und Silber gebildet. Ihr Schmelzpunkt ist vergleichsweise hoch. Diese Charakteristik ist vorteilhaft, um die Stromleitfähigkeit der Sicherung 2 so nahe wie möglich zu jener zu bringen, an der die Kondensatorvorrichtung bricht. Die Schmelzsicherung 2 hat eine dünne plattenartige Form. Die Form und die Tatsache, daß die Schmelzsicherung 2 aus der oben beschriebenen Legierung gebildet ist, liefern die Flexibilität für die Schmelzsicherung 2. Denn, wenn eine Höhendifferenz zwischen zwei Verbindungsabschnitten besteht, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, kann die Schmelzsicherung 2 in eine geeignete Form für die Verbindung gebogen werden.
Alle oben beschriebenen Elemente der Kondensatorvorrichtung, außer einem Teil der Leitungsanschlüsse 4 und 5, werden in Epoxyharz 3 vergossen. Siliziumharz 6 wird auf den Umfang der Schmelzsicherung 2 aufgebracht. Das Siliziumharz 6 wird vorher auf die Schmelzsicherung 2 aufgebracht, bevor die Elemente in Epoxyharz 3 eingegossen werden. Das Silizi umharz 6 wird so aufgebracht, daß es zumindest den mittleren Abschnitt 2c umgibt.
Das Anwenden des Harzes 6, wie es vorangehend beschrieben wurde, ermöglicht das leichtere Schmelzen der Schmelzsicherung 2. Das heißt, bei einer Temperatur, bei der der mittlere Abschnitt 2c der Schmelzsicherung 2 schmilzt, schmilzt das Harz 6 und sein Volumen vermindert sich, um den durch das Harz 6 eingenommenen Raum zu verringern. Demzufolge wird die geschmolzene Schmelzsicherung leicht dispergiert, was den Schmelzvorgang der Schmelzsicherung 2 unterstützt.
Wie vorangehend beschrieben wurde, können, da der in dem Mittelabschnitt 2c vorgesehene dünne Abschnitt augenblicklich schmilzt, wenn ein Stromwert des durch ihn hindurch fließenden Stroms eine vorgegebenen Exzess-Stromwert annimmt, das Verdampfen und die Zündung der Kondensatorvorrichtung sicher vermieden werden.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Struktur eines Tantalkondensators, der eine Ausführungsform der Kondensatoranordnung 1 ist. Der Tantalkondensator 1 besteht aus Tantal (Ta), das die positive Elektrode bildet, Tantalpentoxid (Ta&sub2;O&sub5;), das eine dielektrische Schicht bildet, Mangandioxid (MnO&sub2;), Kohlenstoff (C) und Silber (Ag) - ausgehend vom Mittelpunkt zum Rand. Die Schichten aus Mangandioxid, Kohlenstoff und Silber bilden die negative Elektrode. Die Silberschicht bildet den Rand, mit dem der Abschnitt 2a der Schmelzsicherung 2 verbunden ist.
Offensichtlich sind viele Modifikationen und Änderungen der Erfindung angesichts der obigen Lehre möglich. Es ist deshalb zu verstehen, daß die Erfindung innerhalb des Rahmens der beiliegenden Ansprüche, anders als es hier speziell beschrieben wurde, ausgeführt werden kann.

Claims

1. Kondensatorvorrichtung mit einem Kondensatorelement (1) mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, einer Schmelzsicherung (2), deren eines Ende mit der ersten Elektrode verbunden ist, einem ersten Leitungsanschluß (5), der mit dem anderen Ende der Schmelzsicherung (2) verbunden ist, einem zweiten Leitungsanschluß (4), der mit der zweiten Elektrode verbunden ist, einem ersten Harz (6), das am Umfang der Schmelzsicherung (2) angebracht ist, und einem zweiten Harz (3), in welches das Kondensatorelement, die Schmelzsicherung, das erste Harz, und ein Teil der ersten und zweiten Leitungsanschlüsse eingegossen sind; dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelzsicherung (2) mit breiten Enden (2a, 2b) und einem engen Mittelabschnitt (2c) als Schmelzsicherung (2) verwendet wird, und daß das erste Harz (6) so angebracht wird, daß es zumindest den engen Mittelabschnitt (2c) der Schmelzsicherung (2) umgibt, und daß das erste Harz (6) bei einer Temperatur schmilzt, bei der der enge Mittelabschnitt (2c) schmilzt.

2. Kondensatorvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Schmelzsicherung (2) aus einer Legierung aus Blei, Zinn und Silber gebildet ist.

3. Kondensatorvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Kondensatorelement (1) ein Tantalkondensator ist, in dessen Mitte eine Pluselektrode vorgesehen ist, und dessen Umfang eine Minus-Elektrode ist, und wobei das eine Ende der Schmelzsicherung (2) mit der Minus-Elektrode verbunden ist.

4. Kondensatorvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schmelzsicherung eine dünne, plattenartige Form hat und Flexibilität aufweist.