(57)【要約】【課題】筐体、筐体内に密封されているコンデンサ素子、およびコンデンサ素子を少なくとも部分的に封入している熱伝導性材料を含む、コンデンサ組立体を提供すること。【解決手段】コンデンサ素子は、焼結されたアノード体、アノード体の上に重ねた誘電体、および誘電体の上に重ねた固体電解質を含む。熱伝導性材料は、ＩＳＯ２２００７−２：２０１４に従って測定して約１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。【選択図】図１
2020191462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体、
前記筐体内に密封されているコンデンサ素子であって、焼結されたアノード体、前記アノード体の上に重ねた誘電体、および前記誘電体の上に重ねた固体電解質を含む、コンデンサ素子、ならびに
少なくとも部分的に前記コンデンサ素子を封入する熱伝導性材料であって、ＩＳＯ２２００７−２：２０１４に従って測定して約１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する、熱伝導性材料
を含む、コンデンサ組立体。
【請求項２】
前記熱伝導性材料が、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７−１４に従って測定して約１×１０12Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有する、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項３】
前記熱伝導性材料が、ＡＳＴＭ  Ｄ５７０−９８（２０１０）ｅ−１に従って測定して約１％以下の吸湿度を示す、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項４】
前記熱伝導性材料が、ポリマーマトリックス内に分散された熱伝導性フィラーを含有する、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項５】
前記熱伝導性フィラーが、金属フィラー、金属酸化物フィラー、窒化物フィラー、炭素フィラー、またはこれらの組合せを含む、請求項４に記載のコンデンサ組立体。
【請求項６】
前記熱伝導性フィラーが、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、鉄、コバルト、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボンブラック、カーボンフラーレン、片状黒鉛、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、またはこれらの組合せを含む、請求項５に記載のコンデンサ組立体。
【請求項７】
前記熱伝導性フィラーが、約１０〜約５００ナノメートルの平均サイズを有するフィラー粒子を含む、請求項４に記載のコンデンサ組立体。
【請求項８】
前記熱伝導性フィラーが、約１〜約５０マイクロメートルの平均サイズを有する粒子を含む、請求項４に記載のコンデンサ組立体。
【請求項９】
前記熱伝導性フィラーが、ナノスケールの粒子およびマイクロスケールの粒子を含有し、ミクロンスケールのフィラー粒子の平均サイズ対ナノスケールのフィラー粒子の平均サイズの比率が、約５０：１以上である、請求項４に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１０】
前記ポリマーマトリックスが、オルガノポリシロキサンを含む、請求項４に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１１】
前記オルガノポリシロキサンが、ポリジメチルシロキサンである、請求項１０に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１２】
前記オルガノポリシロキサンが、約５，０００〜約３０，０００ｇ／ｍｏｌの分子質量を有する、請求項１０に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１３】
熱伝導性フィラーが、前記熱伝導性材料の約２５体積％〜約９５体積％を構成する、請求項４に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１４】
前記ポリマーマトリックスが、前記熱伝導性材料の約５体積％〜約７５体積％を構成する、請求項４に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１５】
前記コンデンサ組立体が、前記熱伝導性材料によって少なくとも部分的に封入されている複数のコンデンサ素子を含む、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１６】
前記アノード体がタンタルを含み、前記誘電体が五酸化タンタルを含む、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１７】
前記固体電解質が、導電性ポリマー層を含む、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１８】
前記導電性ポリマー層が、置換ポリチオフェンを含む、請求項１７に記載のコンデンサ組立体。
【請求項１９】
前記筐体が、気体雰囲気を画定し、不活性ガスが、前記気体雰囲気の約５０質量％から１００質量％を構成する、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項２０】
前記筐体が、金属、セラミックス、またはこれらの組合せから形成される、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項２１】
前記熱伝導性材料が、前記コンデンサ素子を完全に封入している、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項２２】
前記熱伝導性材料が、前記コンデンサ素子と直接接触している、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項２３】
前記筐体が、上面を有する側壁、および前記側壁の上面上に置かれる蓋を画定する、請求項１に記載のコンデンサ組立体。
【請求項２４】
前記熱伝導性材料が、前記蓋の上に配置される、請求項２３に記載のコンデンサ組立体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
コンデンサ設計の多くの特有の態様は、例えば、アンチロックブレーキシステム、エンジンシステム、エアバッグ、客室娯楽システム等を含む自動車の適用例などの極めて厳しい環境において電子回路に使用されるコンデンサの性能特性を改善するための焦点となってきた。固体電解コンデンサ（例えば、タンタルコンデンサ）は、電子回路の小型化に大きく寄与し、極めて厳しい環境における、かかる回路の適用を可能にした。従来の固体電解コンデンサは、金属のリードワイヤーのまわりの金属粉末（例えば、タンタル）に加圧し、加圧された部分を焼結し、焼結されたアノードを陽極酸化し、その後、コンデンサ素子を形成するために固体電解質を適用することによって、形成され得る。自動車適用例において、コンデンサ組立体は、大静電容量（例えば、約１００マイクロファラド〜約５００マイクロファラド）を有し、高電圧（例えば、約５０ボルト〜約１５０ボルト）で動作し、間違いなく、高温（例えば、約１００℃〜約１５０℃）および高いリップル電流（例えば、約２５アンペア〜約１００アンペア）の暴露に耐える必要があり得る。高いリップル電流へのコンデンサ組立体の暴露は、コンデンサ組立体内に高温をもたらす可能性があるので、コンデンサ組立体は、破損する可能性があり、熱を十分に放散させることができない場合、そのコンデンサ組立体の信頼度は下がる。したがって、現在、高いリップル電流環境に暴露される場合に改善された熱放散能力を有するコンデンサ組立体に対する必要性が存在している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本発明の一実施形態に従って、筐体、筐体内に密封されているコンデンサ素子、およびコンデンサ素子を少なくとも部分的に封入している熱伝導性材料を含む、コンデンサ組立体が開示される。コンデンサ素子は、焼結されたアノード体、アノード体の上に重ねた誘電体、および誘電体の上に重ねた固体電解質を含む。熱伝導性材料は、ＩＳＯ２２００７−２：２０１４に従って測定して約１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。
本発明のその他の特徴および態様を、下に、より詳細にわたって説明する。
当業者を対象にした本発明の完全で有効な開示を、その最良の様態を含め、以下の添付図面を参照する本明細書の残りの部分で、より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本発明のコンデンサ組立体の一実施形態の斜視図である。
【図２】本発明のコンデンサ組立体の別の実施形態の底面図である。
【図３】本発明のコンデンサ組立体において使用される複数のコンデンサ素子の１つの斜視図である。
【図４】本発明のコンデンサ組立体の一実施形態の上面図である。
【図５】本発明のコンデンサ組立体の別の実施形態の上面図である。
【図６】本発明のコンデンサ組立体の別の実施形態の上面図である。
【図７】外部のアノードおよびカソードの終端部を示す、図４〜５のコンデンサ組立体の筐体の一実施形態の底面図である。
【図８】外部のアノードおよびカソードの終端部を示す、図６のコンデンサ組立体の筐体の一実施形態の底面図である。
【図９】筐体の内部のコンデンサ素子の少なくとも一部を封入している熱伝導性材料を示すために蓋を外した、本発明のコンデンサ組立体の一実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
本発明の明細書および図面における参照符号の反復使用は、本発明の同じまたは類似の特徴または要素を表すことが意図される。
【０００５】
本考察は、代表的な実施形態のみの説明であり、本発明のより広い態様を制限するように意図されていないことが、当業者によって理解されるべきであり、本発明のより広い態様は、代表的な構築において、具体化される。
【０００６】
一般的に言って、本発明は、その中に、少なくとも１個のコンデンサ素子が置かれ、密封されている筐体を含む、コンデンサ組立体を対象にする。熱伝導性材料は、筐体内に含有され、少なくとも部分的に、および実施形態によっては完全に、コンデンサ素子を封入している。例えば、熱伝導性材料は、ＩＳＯ２２００７−２：２０１４に従って測定されるように、熱伝導率約１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、実施形態によっては約２〜約２０Ｗ／ｍ・Ｋ、および実施形態によっては約２．５〜約１０Ｗ／ｍ・Ｋを典型的に有する。熱伝導性材料は、熱伝導性であるにもかかわらず、一般的に電気伝導性ではなく、したがって、ＡＳＴＭ  Ｄ２５７−１４に従って測定されるように、比較的高い体積抵抗率、例えば、約１×１０12Ω・ｃｍ以上、実施形態によっては約１×１０13Ω・ｃｍ以上、および実施形態によっては約１×１０14Ω・ｃｍ〜約１×１０20Ω・ｃｍを有する。本発明者らは、高い熱伝導率と低い電気伝導率との組合せによって、封入材料がコンデンサ組立体の筐体に使用される場合、多様な異なる利点をもたらすことができることを見出した。例えば、コンデンサ組立体が高いリップル電流に暴露される場合、熱伝導性封入材料は、筐体の表面へ熱を放散させる熱伝達シンクとして働くことができ、したがって、冷却効率およびコンデンサ組立体の寿命を向上させる。封入材料はまた、ＡＳＴＭ  Ｄ５７０−９８（２０１０）ｅ−１に従って測定されるように、低い吸湿度、例えば、約１％以下、実施形態によっては約０．５％以下、および実施形態によっては約０．１％以下を示し得る。このように、封入材料は、筐体に入る可能性がある水との望まれない分解反応を抑制することができる。
【０００７】
所望の特性を達成するのに役立つように、封入材料は、ポリマーマトリックス内に分散された１種または複数の熱伝導性フィラーを含有する。適切な熱伝導性フィラー材料としては、金属フィラー、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、鉄、コバルト等、およびこれらの組合せ（例えば、銀コーティングされた銅または銀コーティングされたニッケル）；金属酸化物、例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等、およびこれらの組合せ；窒化物、例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等、およびこれらの組合せ；ならびに炭素フィラー、例えば、炭化ケイ素、カーボンブラック、カーボンフラーレン、片状黒鉛、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等、およびこれらの組合せが挙げられる。アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、および／または炭化ケイ素（silica carbide）粉末は、本発明における使用にとって特に適切であり得る。所望であれば、フィラーは、フィラーとポリマーマトリックスとの間の親和性を改善するために、機能性コーティングによってコーティングされてもよい。例えば、かかるコーティングは、不飽和または飽和脂肪酸、例えば、アルカン酸、アルケン酸、プロピオン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等；オルガノシラン、オルガノチタネート、オルガノジルコネート、イソシアネート、ヒドロキシル末端アルケンまたはアルカン等を含み得る。
【０００８】
本発明において、所望の特性を達成するのに役立つように、熱伝導性フィラーのサイズを選択的に調節してもよい。例えば、適切なフィラー粒子は、約１０ナノメートル〜約７５マイクロメートル、実施形態によっては約１５ナノメートル〜約５０マイクロメートル、および実施形態によっては約２０ナノメートル〜約４０マイクロメートルの平均サイズ（例えば、直径）を有し得る。いくつかの実施形態において、ナノスケールのサイズ、例えば、約１０ナノメートル〜約５００ナノメートル、実施形態によっては約２０ナノメートル〜約３５０ナノメートル、および実施形態によっては約５０ナノメートル〜約２００ナノメートルを有するフィラー粒子が使用されてもよく、一方で、その他の実施形態において、ミクロンスケールのサイズ、例えば、約１〜約５０マイクロメートル、実施形態によっては約２〜約３０マイクロメートル、および実施形態によっては約５〜約１５マイクロメートルを有するフィラー粒子が使用されてもよい。封入材料はまた、ナノスケールとミクロンスケールの両方の熱伝導性フィラーの組合せを使用してもよい。かかる実施形態において、ミクロンスケールのフィラーの平均サイズ対ナノスケールのフィラーの大きさの粒子の平均サイズの比率は、高い充填密度を確実にするために、比較的大きい、例えば、約５０：１以上、および実施形態によっては約７０：１〜約１５０：１であってもよい。
【０００９】
多様な異なるポリマー樹脂が封入材料のマトリックス中に使用され得る一方で、硬化性の熱硬化性樹脂が本発明における使用にとって特に適切であることが分かった。かかる樹脂の例としては、例えば、シリコンポリマー、ビスフェノールＡポリマーのジグリシダルエーテル、アクリレートポリマー、ウレタンポリマー等が挙げられる。特定の実施形態において、例えば、封入材料は、１種または複数のポリオルガノシロキサンを使用してもよい。これらのポリマーにおいて使用されるケイ素結合の有機基は、一価の炭化水素および／または一価のハロゲン化炭化水素基を含有してもよい。かかる一価の基は、１〜約２０個の炭素原子、好ましくは１〜１０個の炭素原子を典型的に有し、アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピル、ペンチル、オクチル、ウンデシル、およびオクタデシル）；シクロアルキル（例えば、シクロヘキシル）；アルケニル（例えば、ビニル、アリル、ブテニル、およびヘキセニル）；アリール（例えば、フェニル、トリル、キシリル、ベンジル、および２−フェニルエチル）；ならびにハロゲン化炭化水素基（例えば、３，３，３−トリフルオロプロピル、３−クロロプロピル、およびジクロロフェニル）を例とするが、これらに制限されない。典型的に、有機基の少なくとも５０％、より望ましくは少なくとも８０％は、メチルである。かかるメチルポリシロキサンの例としては、例えば、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）、ポリメチルハイドロジェンシロキサン等を挙げることができる。さらにその他の適切なメチルポリシロキサンとしては、ジメチルジフェニルポリシロキサン、ジメチル／メチルフェニルポリシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、メチルフェニル／ジメチルシロキサン、ビニルジメチル末端ポリジメチルシロキサン、ビニルメチル／ジメチルポリシロキサン、ビニルジメチル末端ビニルメチル／ジメチルポリシロキサン、ジビニルメチル末端ポリジメチルシロキサン、ビニルフェニルメチル末端ポリジメチルシロキサン、ジメチルヒドロ末端ポリジメチルシロキサン、メチルヒドロ／ジメチルポリシロキサン、メチルヒドロ末端メチルオクチルポリシロキサン、メチルヒドロ／フェニルメチルポリシロキサン等を挙げることができる。
【００１０】
オルガノポリシロキサンはまた、もう１個のペンダントおよび／または末端の極性官能基、例えば、ヒドロキシル、エポキシ、カルボキシル、アミノ、アルコキシ、メタクリル、またはメルカプト基を含有してもよく、これらは、ポリマーにある程度の親水性を与える。例えば、オルガノポリシロキサンは、１分子当たり、少なくとも１個のヒドロキシ基、および平均少なくとも２個のケイ素結合のヒドロキシ基（シラノール基）を含有してもよい。かかるオルガノポリシロキサンの例としては、例えば、ジヒドロキシポリジメチルシロキサン、ヒドロキシ−トリメチルシロキシポリジメチルシロキサン等が挙げられる。アルコキシ変性オルガノポリシロキサン、例えば、ジメトキシポリジメチルシロキサン、メトキシ−トリメチルシロキシポリジメチルシロキサン、ジエトキシポリジメチルシロキサン、エトキシ−トリメチルシロキシ−ポリジメチルシロキサン等もまた使用してもよい。さらにその他の適切なオルガノポリシロキサンは、少なくとも１個のアミノ官能基で変性されたものである。かかるアミノ官能性ポリシロキサンの例としては、例えば、ジアミノ官能性ポリジメチルシロキサンが挙げられる。
【００１１】
望ましくは、硬化の前の封入材料の粘度特性および流動特性を改善するために、オルガノポリシロキサンは比較的低い分子質量を有する。一実施形態において、例えば、オルガノポリシロキサン（例えば、ポリジメチルシロキサン）は、約１００，０００ｇ／ｍｏｌ以下、実施形態によっては約６０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、および実施形態によっては約５，０００〜約３０，０００ｇ／ｍｏｌの分子質量を有する。封入材料の結果として得られる粘度（硬化の前）は、０．５ｍｍ間隔で設定された２０ｍｍの平行平板を備えたＡＲＥＳ  Ｒ５５０ＰＳ応力制御型レオメーターを使用して、２５℃の温度で測定して、例えば、約５００Ｐａ・秒以下、実施形態によっては約１００Ｐａ・秒以下、および実施形態によっては約１〜約５０Ｐａ・秒であってもよい。
【００１２】
熱伝導性フィラーおよびポリマーマトリックスの相対量は、所望の特性が達成されるように選択的に調節してもよい。例えば、封入材料は、約２５体積％〜約９５体積％、実施形態によっては約４０体積％〜約９０体積％、および実施形態によっては約５０体積％〜約８５体積％を典型的に含有する。同じように、ポリマーマトリックスは、封入材料の約５体積％〜約７５体積％、実施形態によっては約１０体積％〜約５０体積％、および実施形態によっては約１５体積％〜約４０体積％を構成してもよい。所望であれば、その他の添加物、例えば、相溶化剤、硬化用薬剤、光開始剤、粘度調整剤、顔料、カップリング剤（例えば、シランカップリング剤）、安定剤等もまた、封入材料中に使用してもよい。
【００１３】
上で述べたように、熱伝導性材料は、筐体内に、コンデンサ素子または複数のコンデンサ素子でさえも、少なくとも部分的に封入するように、本発明のコンデンサ組立体中で使用される。ここで、コンデンサ素子および筐体の構造の様々な実施形態をさらに詳細に説明しよう。
【００１４】
Ｉ．  コンデンサ素子
Ａ．  アノード
コンデンサ素子は、一般的に、バルブ金属粉末から形成されるアノードを含有する。粉末は、約２，０００マイクロファラッド＊ボルト毎グラム（「μＦ＊Ｖ／ｇ」）〜約５００，０００μＦ＊Ｖ／ｇの比電荷を有してもよい。当技術分野において知られているように、比電荷は、静電容量に、使用される陽極酸化電圧を掛け、次に、この積を陽極酸化の前の電極体の質量で割ることによって決定され得る。特定の実施形態において、粉末は、高い比電荷、例えば、約７０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ以上、実施形態によっては約８０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ以上、実施形態によっては約９０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ以上、実施形態によっては約１００，０００〜約４００，０００μＦ＊Ｖ／ｇ、および実施形態によっては約１５０，０００〜約３５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇを有してもよい。もちろん、粉末はまた、低い比電荷、例えば、約７０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ以下、実施形態によっては約６０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ以下、実施形態によっては約５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ以下、実施形態によっては約２，０００〜約４０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ、および実施形態によっては約５，０００〜約３５，０００μＦ＊Ｖ／ｇを有してもよい。
【００１５】
粉末は、個別の粒子および／または、かかる粒子の集塊を含有してもよい。粉末を形成するための化合物は、バルブ金属（すなわち、酸化可能な金属）またはバルブ金属ベースの化合物、例えば、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン、これらの合金、これらの酸化物、これらの窒化物などを含む。例えば、バルブ金属組成物は、ニオブの電気伝導性酸化物、例えば、ニオブ対酸素の原子比率１：１．０土１．０を有する酸化ニオブ、実施形態によっては１：１．０土０．３、実施形態によっては１：１．０土０．１、および実施形態によっては１：１．０土０．０５を有する酸化ニオブを含有してもよい。例えば、酸化ニオブは、ＮｂＯ0.7、ＮｂＯ1.0、ＮｂＯ1.1、およびＮｂＯ2であってもよい。かかるバルブ金属酸化物の例は、Ｆｉｆｅに付与された米国特許第６，３２２，９１２号、Ｆｉｆｅらに付与された第６，３９１，２７５号、Ｆｉｆｅらに付与された第６，４１６，７３０号、Ｆｉｆｅに付与された第６，５２７，９３７号、Ｋｉｍｍｅｌらに付与された第６，５７６，０９９号、Ｆｉｆｅらに付与された第６，５９２，７４０号、およびＫｉｍｍｅｌらに付与された第６，６３９，７８７号、およびＫｉｍｍｅｌらに付与された第７，２２０，３９７号、ならびにＳｃｈｎｉｔｔｅｒに付与された米国特許出願公開第２００５／００１９５８１号、Ｓｃｈｎｉｔｔｅｒらに付与された第２００５／０１０３６３８号、Ｔｈｏｍａｓらに付与された第２００５／００１３７６５号に記載されている。
【００１６】
粉末は、当業者にとって既知の技術を使用して形成され得る。例えば、前駆体タンタル粉末は、還元剤（例えば、水素、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム等）で、タンタル塩（例えば、カリウムフルオロタンタレート（Ｋ2ＴａＦ7）、ナトリウムフルオロタンタレート（Ｎａ2ＴａＦ7）、五塩化タンタル（ＴａＣｌ5）等）を還元することによって、形成され得る。かかる粉末は、多様な方法で、例えば、約７００℃〜約１４００℃、実施形態によっては約７５０℃〜約１２００℃、および実施形態によっては約８００℃〜約１１００℃の温度での１つまたは複数の熱処理ステップによって、集塊化され得る。熱処理は、不活性または還元性雰囲気中で行ってもよい。例えば、熱処理は、水素または水素放出化合物（例えば、塩化アンモニウム、水素化カルシウム、水素化マグネシウム等）を含有する雰囲気中で行われて、粉末を部分的に焼結し、不純物（例えば、フッ素）の含有量を減少させ得る。所望であれば、集塊化はまた、マグネシウムなどのゲッター材料の存在下で実施されてもよい。熱処理後、高い反応性の粗集塊を、空気を段階的に入れることによって不動態化してもよい。その他の適切な集塊化技術はまた、Ｒａｏに付与された米国特許第６，５７６，０３８号、Ｗｏｌｆらに付与された第６，２３８，４５６号、Ｐａｔｈａｒｅらに付与された第５，９５４，８５６号、Ｒｅｒａｔに付与された第５，０８２，４９１号、Ｇｅｔｚに付与された第４，５５５，２６８号、Ａｌｂｒｅｃｈｔらに付与された第４，４８３，８１９号、Ｇｅｔｚらに付与された第４，４４１，９２７号、およびＢａｔｅｓらに付与された第４，０１７，３０２号に記載されている。
【００１７】
アノード体の構築を促進するために、特定の構成成分がまた、粉末中に含まれてもよい。例えば、アノード体を形成するために加圧されるとき、粒子が互いに十分接着することを確実にするために、粉末は、結合剤および／または潤滑剤と混合してもよい。適切な結合剤としては、例えば、ポリ（ビニルブチラール）；ポリ（ビニルアセテート）；ポリ（ビニルアルコール）；ポリ（ビニルピロリドン）；セルロース系ポリマー、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびメチルヒドロキシエチルセルロース；アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン；ポリエチレングリコール（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．からのＣａｒｂｏｗａｘ）；ポリスチレン、ポリ（ブタジエン／スチレン）；ポリアミド、ポリイミド、およびポリアクリルアミド、高分子質量ポリエーテル；酸化エチレンと酸化プロピレンとのコポリマー；フルオロポリマー、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、およびフルオロ−オレフィンコポリマー；アクリルポリマー、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリ（アクリル酸低級アルキル）、ポリ（メタクリル酸低級アルキル）およびアクリル酸低級アルキルとメタクリル酸低級アルキルとのコポリマー；ならびに脂肪酸およびワックス、例えば、ステアリン酸およびその他の石鹸脂肪酸、植物ワックス、マイクロワックス（精製パラフィン）等を挙げ得る。結合剤は、溶媒に溶解および分散させてもよい。代表的な溶媒としては、水、アルコールなどを挙げ得る。使用される場合、結合剤および／または潤滑剤のパーセンテージは、全質量の約０．１質量％から約８質量％まで様々であってもよい。しかし、結合剤および／または潤滑剤は、本発明において必ずしも必要とされないことが、理解されるべきである。
【００１８】
結果として得られる粉末を、いずれかの従来の粉末プレスデバイス使用して、圧縮し、ペレットを形成してよい。例えば、ダイおよび１つまたは複数のパンチを含有するシングルステーション圧縮プレスである、プレス成形が、使用されてもよい。代替方法として、ダイおよび単一下方パンチのみを使用するアンビル型圧縮プレス成形が、使用されてもよい。シングルステーション圧縮プレス成形は、単動、複動、フローティングダイ、可動プラテン、対向カム、ねじ、インパクト、ホットプレス、コイニング、またはサイジングなどの多様な能力を有する、カム、トグル／ナックル、および偏心／クランク式のプレスなどのいくつかの基本タイプで利用可能である。粉末は、アノードリード（例えば、タンタルワイヤー）の周囲に圧縮されてもよい。代替方法として、アノードリードは、アノード体の加圧および／または焼結の後に、アノード体へ付着（例えば、溶接）されてもよいことが、さらに認識されるべきである。
【００１９】
圧縮後、数分間、特定の温度（例えば、約１５０℃〜約５００℃）で真空下、ペレットを加熱することによって、いずれの結合剤／潤滑剤も除去し得る。代替方法として、Ｂｉｓｈｏｐらに付与された米国特許第６，１９７，２５２号に記載されているように、ペレットを水溶液と接触させることによっても、結合剤／潤滑剤を除去し得る。その後、ペレットは焼結されて、多孔質の一体化した塊を形成する。例えば、一実施形態において、ペレットは、真空または不活性雰囲気下で、約１２００℃〜約２０００℃、および実施形態によっては約１５００℃〜約１８００℃の温度で焼結されてもよい。焼結するとすぐ、ペレットは、粒子間の結合の成長に起因して、収縮する。焼結後のペレットの圧縮密度は、様々であってもよいが、典型的に、約２．０〜約７．０グラム毎立方メートル、実施形態によっては約２．５〜約６．５、および実施形態によっては約３．０〜約６．０グラム毎立方メートルである。圧縮密度は、材料の量を、加圧されたペレットの体積で割ることによって決定される。
【００２０】
必須ではないが、アノード体の厚みは、コンデンサの電気性能を改善するように選択されてもよい。例えば、アノードの厚みは、約４ミリメートル以下、実施形態によっては約０．０５〜約２ミリメートル、および実施形態によっては約０．１〜約１ミリメートルであってもよい。アノードの形状はまた、結果として得られるコンデンサの電気特性を改善するように選択されてもよい。例えば、アノードは、曲線、正弦曲線、長方形、Ｕ字形、Ｖ字形等の形状を有してもよい。アノードはまた、表面積対体積の比率を増加させて、ＥＳＲを最小化し、静電容量の周波数応答を拡張するために、１つまたは複数の畝、溝、凹部、または窪みを含有するという点で、「溝付き」の形状を有してもよい。かかる「溝付き」アノードは、例えば、Ｗｅｂｂｅｒらに付与された米国特許第６，１９１，９３６号、Ｍａｅｄａらに付与された第５，９４９，６３９号、およびＢｏｕｒｇａｕｌｔらに付与された第３，３４５，５４５号、ならびにＨａｈｎらに付与された米国特許出願公開第２００５／０２７０７２５号に記載されている。
【００２１】
アノードリードはまた、長軸方向に拡がるアノード体に接続されてもよい。アノードリードは、ワイヤー、シート等の形態であってもよく、バルブ金属化合物、例えば、タンタル、ニオブ、酸化ニオブ等から形成されてもよい。アノードリードの接続は、既知の技術を使用して、例えば、形成の間（例えば、圧縮および／または焼結前）に、リードをアノード体に溶接することまたはアノード体内にリードを包埋することによって、達成されてもよい。
【００２２】
Ｂ．  誘電体
誘電体はまた、アノード体の上に重なる、または覆う。誘電体は、誘電体層がアノード体の上および／またはアノード体内に形成されるように、焼結されたアノードを陽極的に酸化すること（「陽極酸化すること」）によって形成してもよい。例えば、タンタル（Ｔａ）アノード体は、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）に陽極酸化され得る。典型的には、陽極酸化は、最初に溶液をアノード体に適用すること、例えば、アノード体を電解質中に浸漬することによって実施される。溶媒、例えば、水（例えば、脱イオン水）が、一般的に使用される。イオン伝導率を高めるために、溶媒中で解離してイオンを形成することが可能である化合物を使用してもよい。例えば、酸（例えば、リン酸）は、陽極酸化溶液の約０．０１質量％〜約５質量％、実施形態によっては約０．０５質量％〜約０．８質量％、および実施形態によっては約０．１質量％〜約０．５質量％を構成し得る。所望であれば、酸のブレンドもまた、使用されてもよい。
【００２３】
電流は、陽極酸化溶液を通過して、誘電体層を形成する。化成電圧の値は、誘電体層の厚さを管理する。例えば、必要とされる電圧に到達するまで、電源を、最初、定電流モードに設定してもよい。その後、所望の誘電体の厚みがアノード体の表面全体の上に形成されることを確実にするために、電源を定電位モードに切り替えてもよい。もちろん、パルスまたは段階定電位法などのその他の既知の方法もまた使用してもよい。アノードの酸化が起こる電圧は、典型的に、約４〜約４００Ｖ、および実施形態によっては約９〜約２００Ｖ、および実施形態によっては約２０〜約１５０Ｖの範囲にある。酸化の間、陽極酸化溶液を、高温、例えば、約３０℃以上、実施形態によっては約４０℃〜約２００℃、および実施形態によっては約５０℃〜約１００℃に維持することができる。アノードの酸化はまた、大気温度以下で行うことができる。結果として得られる誘電体層は、アノード体の表面上およびその孔内に形成されてもよい。
【００２４】
Ｃ．  固体電解質
上に示されているように、固体電解質は、カソードとして一般的に機能する誘電体の上に重ねる。いくつかの実施形態において、固体電解質は、二酸化マンガンを含んでもよい。固体電解質が二酸化マンガンを含む場合、例えば、二酸化マンガン固体電解質は、硝酸マンガン（manganous nitrate）（Ｍｎ（ＮＯ3）2）の熱分解によって形成され得る。かかる技術は、例えば、Ｓｔｕｒｍｅｒらに付与された米国特許第４，９４５，４５２号に記載されている。
【００２５】
その他の実施形態において、固体電解質は、導電性ポリマーを含有し、導電性ポリマーは、典型的にπ共役であり、酸化または還元の後、電気伝導率、例えば、少なくとも約１μＳ／ｃｍの電気伝導率を有する。かかるπ共役導電性ポリマーの例としては、ポリ複素環（例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等）、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリフェノラートなどが挙げられる。一実施形態において、例えば、ポリマーは、以下の一般構造を有するような置換ポリチオフェンである。
【００２６】
【化１】
2020191462.tif 000003
式中、
Ｔは、ＯまたはＳであり、
Ｄは、置換されていてもよいＣ1−Ｃ5アルキレンラジカル（例えば、メチレン、エチレン、ｎ−プロピレン、ｎ−ブチレン、ｎ−ペンチレン等）であり、
Ｒ7は、置換されていてもよい、直鎖状または分枝状Ｃ1−Ｃ18アルキルラジカル（例えば、メチル、エチル、ｎ−またはイソ−プロピル、ｎ−、イソ−、ｓｅｃ−またはｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、１−メチルブチル、２−メチルブチル、３−メチルブチル、１−エチルプロピル、１，１−ジメチルプロピル、１，２−ジメチルプロピル、２，２−ジメチルプロピル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチル、２−エチルヘキシル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−オクタデシル、等）；置換されていてもよいＣ5−Ｃ12シクロアルキルラジカル（例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル等）；置換されていてもよいＣ6−Ｃ14アリールラジカル（例えば、フェニル、ナフチル等）；置換されていてもよいＣ7−Ｃ18アラルキルラジカル（例えば、ベンジル、ｏ−、ｍ−、ｐ−トリル、２，３−、２，４−、２，５−、２−６、３−４−、３，５−キシリル、メシチル等）；置換されていてもよいＣ1−Ｃ4ヒドロキシアルキルラジカル、またはヒドロキシルラジカルであり、
ｑは、０〜８、実施形態によっては０〜２、および一実施形態においては０の整数であり、
ｎは、２〜５，０００、実施形態によっては４〜２，０００、および実施形態によっては５〜１，０００である。ラジカル「Ｄ」または「Ｒ7」のための置換基の例としては、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、アルコキシ、ハロゲン、エーテル、チオエーテル、ジスルフィド、スルホキシド、スルホン、スルホネート、アミノ、アルデヒド、ケト、カルボン酸エステル、カルボン酸、カルボネート、カルボキシレート、シアノ、アルキルシランおよびアルコキシシラン基、カルボキシルアミド基などが挙げられる。
【００２７】
特に適切なチオフェンポリマーは、「Ｄ」が、置換されていてもよいＣ2−Ｃ3アルキレンラジカルであるチオフェンポリマーである。例えば、ポリマーは、置換されていてもよいポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）であってもよく、以下の一般構造を有する。
【化２】
2020191462.tif 000004
【００２８】
上に記載されている通り、導電性ポリマーを形成するための方法は、当技術分野においてよく知られている。例えば、Ｍｅｒｋｅｒらに付与された米国特許第６，９８７，６６３号は、モノマーの前駆体から置換ポリチオフェンを形成するための様々な技術を記載している。例えば、モノマーの前駆体は、以下の構造を有してもよい。
【００２９】
【化３】
2020191462.tif 000005
式中、
Ｔ、Ｄ、Ｒ7、およびｑは、上に定義されている。特に適切なチオフェンモノマーは、「Ｄ」が、置換されていてもよいＣ2−Ｃ3アルキレンラジカルであってもよいチオフェンモノマーである。例えば、以下の一般構造を有する置換されていてもよい３，４−アルキレンジオキシチオフェンが、使用されてもよい。
【００３０】
【化４】
2020191462.tif 000006
式中、Ｒ7およびｑは、上に定義されている通りである。一つの特定の実施形態において、「ｑ」は、０である。３，４−エチレンジオキシチオフェン（ethylenedioxthiophene）の一つの商業的に適切な例は、Ｃｌｅｖｉｏｓ（商標）Ｍの名称でＨｅｒａｅｕｓ  Ｃｌｅｖｉｏｓから入手可能である。その他の適切なモノマーはまた、Ｂｌｏｈｍらに付与された米国特許第５，１１１，３２７号およびＧｒｏｅｎｅｎｄａａｌらに付与された第６，６３５，７２９号に記載されている。例えば、上のモノマーのダイマーまたはトリマーである、これらのモノマーの誘導体もまた、使用されてもよい。より高分子の誘導体、すなわち、このモノマーのテトラマー、ペンタマー等は、本発明における使用にとって適切である。誘導体は、同一のまたは異なるモノマースケールから構成されていてよく、純粋形態で、ならびに別のモノマーとのおよび／またはこのモノマーとの混合物として使用されてもよい。これらの前駆体の酸化または還元形態もまた、使用されてもよい。
【００３１】
導電性ポリマー層を形成するために、様々な方法が使用されてもよい。例えば、その場重合層は、酸化触媒の存在下でモノマーを化学的に重合することによって形成され得る。酸化触媒は、典型的に、遷移金属カチオン、例えば、鉄（ＩＩＩ）、銅（ＩＩ）、クロム（ＶＩ）、セリウム（ＩＶ）、マンガン（ＩＶ）、マンガン（ＶＩＩ）、またはルテニウム（ＩＩＩ）カチオン等を含む。導電性ポリマーに過剰電荷を供給し、ポリマーの導電率を安定化させるために、ドーパントもまた使用されてもよい。ドーパントは、典型的に、無機または有機アニオン、例えば、スルホン酸のイオンを含む。特定の実施形態において、酸化触媒は、カチオン（例えば、遷移金属）およびアニオン（例えば、スルホン酸）を含む点で、触媒とドーピングとの両方の機能性を有する。例えば、酸化触媒は、鉄（ＩＩＩ）カチオンを含む遷移金属塩、例えば、ハロゲン化鉄（ＩＩＩ）（例えば、ＦｅＣｌ3）またはその他の無機酸の鉄（ＩＩＩ）塩、例えば、Ｆｅ（ＣｌＯ4）3もしくはＦｅ2（ＳＯ4）3、ならびに有機酸および有機ラジカルを含む無機酸の鉄（ＩＩＩ）塩であってもよい。有機ラジカルを有する無機酸の鉄（ＩＩＩ）塩の例としては、例えば、Ｃ1−Ｃ20アルカノールの硫酸モノエステルの鉄（ＩＩＩ）塩（例えば、ラウリルサルフェートの鉄（ＩＩＩ）塩）が挙げられる。同じように、有機酸の鉄（ＩＩＩ）塩の例としては、例えば、Ｃ1−Ｃ20アルカンスルホン酸（例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、またはドデカンスルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩；脂肪族パーフルオロスルホン酸（例えば、トリフルオロメタンスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、またはパーフルオロオクタンスルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩；脂肪族のＣ1−Ｃ20カルボン酸（例えば、２−エチルヘキシルカルボン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩；脂肪族パーフルオロカルボン酸（例えば、トリフルオロ酢酸またはパーフルオロオクタン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩；Ｃ1−Ｃ20アルキル基によって置換されてもよい芳香族スルホン酸（例えば、ベンゼンスルホン酸、ｏ−トルエンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、またはドデシルベンゼンスルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩；シクロアルカンスルホン酸（例えば、カンファースルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩などが挙げられる。これらの上述の鉄（ＩＩＩ）塩の混合物もまた、使用されてもよい。鉄（ＩＩＩ）−ｐ−トルエンスルホネート、鉄（ＩＩＩ）−ｏ−トルエンスルホネート、およびこれらの混合物は、特に適切である。鉄（ＩＩＩ）−ｐ−トルエンスルホネートの一つの商業的に適切な例は、Ｃｌｅｖｉｏｓ（商標）Ｃの名称でＨｅｒａｅｕｓ  Ｃｌｅｖｉｏｓから入手可能である。
【００３２】
酸化触媒およびモノマーを、順次または一緒にのいずれかで塗布して、重合反応を開始させてもよい。これらの構成成分を塗布するための適切な塗布技術としては、シルクスクリーン、浸漬、電気泳動塗装、および噴霧が挙げられる。一例として、モノマーを、最初に酸化触媒と混合させて、前駆体溶液を形成してもよい。混合物は、形成してすぐ、アノード部分に塗布され、次に、導電性コーティングが表面上に形成されるように、重合させてもよい。代替方法として、酸化触媒およびモノマーを、順次、塗布してもよい。一実施形態において、例えば、酸化触媒を、有機溶媒（例えば、ブタノール）中に溶解し、次に、浸漬溶液として塗布する。次に、アノード部分を、乾燥させて、そこから溶媒を除去してもよい。その後、アノード部分を、モノマーを含有する溶液中に浸漬してもよい。とにかく、重合は、使用される酸化剤および所望の反応時間に応じて、約−１０℃〜約２５０℃、実施形態によっては約０℃〜約２００℃の温度で、典型的に実施される。上に記載されているような適切な重合技術は、Ｂｉｌｅｒに付与された米国特許第７，５１５，３９６号に、より詳細に記載されている可能性がある。かかる導電性コーティングを塗布するためのさらなるその他の方法は、Ｓａｋａｔａらに付与された米国特許第５，４５７，８６２号、Ｓａｋａｔａらに付与された第５，４７３，５０３号、Ｓａｋａｔａらに付与された第５，７２９，４２８号、およびＫｕｄｏｈらに付与された第５，８１２，３６７号に、記載されている可能性がある。
【００３３】
その場塗布に加えて、導電性ポリマー固体電解質はまた、導電性ポリマー粒子の分散系の形態で塗布されてもよい。分散系を使用する一つの利点は、分散系が、その場重合の間に生成されるイオン種（例えば、Ｆｅ2+またはＦｅ3+）の存在を最小化し得ることであり、その場重合は、イオン移動に起因して、高電場下、誘電破壊を引き起こし得る。したがって、むしろその場重合を通じて、分散系として導電性ポリマーを塗布することによって、結果として得られるコンデンサは、比較的高い「破壊電圧」を示し得る。アノードの良好な含浸を可能にするために、分散系中に使用される粒子は、小さいサイズ、例えば、約１〜約１５０ナノメートル、実施形態によっては約２〜約５０ナノメートル、および実施形態によっては約５〜約４０ナノメートルの平均サイズ（例えば、直径）を、典型的に有する。粒子の直径は、既知の技術を使用して、例えば、超遠心分離機、レーザー回析等によって、測定され得る。粒子の形状は、同じように様々であってもよい。一つの特定の実施形態において、例えば、粒子の形状は、球状である。しかし、その他の形状、例えば、平板、桿状体、円盤、棒、管、不規則な形状等もまた、本発明によって検討されていることも理解されるべきである。分散系中の粒子の濃度は、分散系の所望の粘度、および分散系をコンデンサに塗布する予定の特定の方法に応じて、様々であってもよい。しかし、典型的には、粒子は、分散系の約０．１〜約１０質量％、実施形態によっては約０．４〜約５質量％、および実施形態によっては約０．５〜約４質量％を構成する。
【００３４】
分散系はまた、粒子の安定性を高める対イオンを一般的に含有する。つまり、導電性ポリマー（例えば、ポリチオフェンまたはその誘導体）は、中性または陽性（カチオン性）である、ポリマー主鎖上の電荷を典型的に有する。例えば、ポリチオフェン誘導体は、ポリマー主鎖に陽電荷を、典型的に帯びている。場合によっては、ポリマーは、構造スケール中に陽および陰電荷を持ち得て、陽電荷は主鎖に位置し、陰電荷はラジカル「Ｒ」の置換基、例えば、スルホネートまたはカルボキシレート基に位置してもよい。主鎖の陽電荷は、ラジカル「Ｒ」上に存在してもよいアニオン性基で部分的にまたは全体的に飽和させられ得る。全体的に見れば、ポリチオフェンは、これらの場合において、カチオン性、中性、またはアニオン性にすら成り得る。にもかかわらず、ポリチオフェン主鎖が陽電荷を有しているので、ポリチオフェンは全て、カチオン性ポリチオフェンと見なされる。
【００３５】
対イオンは、導電性ポリマーの電荷を相殺する、モノマーまたはポリマーのアニオンであってもよい。例えば、ポリマーアニオンは、ポリマーカルボン酸（例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸等）；ポリマースルホン酸（例えば、ポリスチレンスルホン酸（「ＰＳＳ」）、ポリビニルスルホン酸等）などのアニオンであることができる。酸はまた、コポリマー、例えば、ビニルカルボン酸およびビニルスルホン酸とその他の重合可能なモノマー、例えば、アクリル酸エステルおよびスチレンとのコポリマーであってもよい。同じように、適切なモノマーアニオンとしては、例えば、Ｃ1−Ｃ20アルカンスルホン酸（例えば、ドデカンスルホン酸）；脂肪族パーフルオロスルホン酸（例えば、トリフルオロメタンスルホン酸、パーフルオロブタンスルホン酸、またはパーフルオロオクタンスルホン酸）；脂肪族Ｃ1−Ｃ20カルボン酸（例えば、２−エチル−ヘキシルカルボン酸）；脂肪族パーフルオロカルボン酸（例えば、トリフルオロ酢酸またはパーフルオロオクタン酸）；Ｃ1−Ｃ20アルキル基によって置換されていてもよい芳香族スルホン酸（例えば、ベンゼンスルホン酸、ｏ−トルエンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、またはドデシルベンゼンスルホン酸）；シクロアルカンスルホン酸（例えば、カンファースルホン酸、またはテトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、パークロレート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロアルセネート、もしくはヘキサクロロアンチモネート）；などのアニオンが挙げられる。特に適切な対アニオンは、ポリマーアニオン、例えば、ポリマーカルボン酸またはスルホン酸（例えば、ポリスチレンスルホン酸（「ＰＳＳ」）である。かかるポリマーアニオンの分子質量は、典型的に、約１，０００〜約２，０００，０００、および実施形態によっては約２，０００〜約５００，０００の範囲である。
【００３６】
使用される場合、分散系および結果として得られる層中のかかる対イオン対導電性ポリマーの質量比は、典型的に、約０．５：１〜約５０：１、実施形態によっては約１：１〜約３０：１、および実施形態によっては約２：１〜約２０：１である。完全な変換が重合の間に起こると想定して、電気伝導性ポリマーの質量は、計量された使用モノマーの一部を参照し、上記の質量比を参照して対応する。導電性ポリマーおよび対イオンに加えて、分散系はまた、１種または複数の結合剤、分散剤、フィラー、接着剤、架橋剤等を含有してもよい。
【００３７】
ポリマー分散系は、多様な既知の技術を使用して、例えば、スピンコーティング、含浸、注液、滴状塗布、噴射、噴霧、ドクターブレード、刷毛塗り、印刷（例えば、インクジェット、スクリーン、またはパッド印刷）、または浸漬によって塗布されてもよい。分散系の粘度は、使用される塗布技術に応じて様々であってもよいが、典型的に、約０．１〜約１００，０００ｍＰａ・秒（１００秒-1のせん断速度で測定される）、実施形態によっては約１〜約１０，０００ｍＰａ・秒、実施形態によっては約１０〜約１，５００ｍＰａ・秒、および実施形態によっては約１００〜約１０００ｍＰａ・秒である。塗布してすぐ、層は、乾燥および／または洗浄されてもよい。１つまたは複数の追加の層がまた、この方法で形成されて、所望の厚みを達成し得る。典型的に、この粒子分散系によって形成された層の全厚みは、約１〜約５０μｍ、および実施形態によっては約５〜約２０μｍである。対イオン対導電性ポリマーの質量比は、同じように、約０．５：１〜約５０：１、実施形態によっては約１：１〜約３０：１、および実施形態によっては約２：１〜約２０：１である。
【００３８】
所望であれば、ヒドロキシル官能性非イオン性ポリマーもまた、固体電解質中に含まれてもよい。用語「ヒドロキシ官能性」は、化合物が少なくとも１個のヒドロキシル官能基を含有する、または溶媒の存在下でかかる官能基を持つことが可能であることを、一般的に意味する。理論に制限されるものではないが、ヒドロキシ官能性非イオン性ポリマーは、導電性ポリマーと内部誘電体の表面との間の接触度を改善することができると考えられ、表面は、典型的に、より高いフォーミング電圧の結果として、本来、比較的滑らかである。接触度の改善によって、結果として得られるコンデンサの破壊電圧ならびに湿潤および乾燥静電容量は予想外に増加する。その上、ある特定の分子質量を有するヒドロキシ官能性ポリマーの使用はまた、高電圧での化学分解の尤度を最小化することができると考えられる。例えば、ヒドロキシ官能性ポリマーの分子質量は、約１００〜１０，０００グラム毎モル、実施形態によっては約２００〜２，０００、実施形態によっては約３００〜約１，２００、および実施形態によっては約４００〜約８００であってもよい。
【００３９】
多様なヒドロキシ官能性非イオン性ポリマーのいずれも、この目的のために一般的に使用され得る。一実施形態において、例えば、ヒドロキシ官能性ポリマーは、ポリアルキレンエーテルである。ポリアルキレンエーテルは、ポリアルキレングリコール（例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエピクロロヒドリン等）、ポリオキセタン、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトンなどを含んでもよい。典型的に、ポリアルキレンエーテルは、末端ヒドロキシ基を有する、主に直鎖状の非イオン性ポリマーである。特に適切なのは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびポリテトラメチレングリコール（ポリテトラヒドロフラン）であり、水への酸化エチレン、酸化プロピレン、またはテトラヒドロフランの重付加によって生成される。ポリアルキレンエーテルは、ジオールまたはポリオールから重縮合反応によって調製されてもよい。ジオール構成成分は、特に、５〜３６個の炭素原子を含有する、飽和もしくは不飽和、分枝状もしくは非分枝状、脂肪族ジヒドロキシ化合物、または芳香族ジヒドロキシ化合物、例えば、ペンタン−１，５−ジオール、ヘキサン−１，６−ジオール、ネオペンチルグリコール、ビス−（ヒドロキシメチル）−シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、ダイマージオール、水添ダイマージオール、または上述のジオールの混合物でさえからも選択されてよい。さらに、例えば、グリセロール、ジ−およびポリグリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、またはソルビトールを含む多価アルコールもまた、重合反応に使用されてもよい。
【００４０】
上に述べられたものに加えて、その他のヒドロキシ官能性非イオン性ポリマーもまた、本発明において使用されてもよい。かかるポリマーのいくつかの例としては、例えば、エトキシル化アルキルフェノール；エトキシル化またはプロポキシル化Ｃ6−Ｃ24脂肪族アルコール；一般式ＣＨ3−（ＣＨ2）10-16−（Ｏ−Ｃ2Ｈ4）1-25−ＯＨを有するポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル（例えば、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテルおよびペンタエチレングリコールモノドデシルエーテル）；一般式ＣＨ3−（ＣＨ2）10-16−（Ｏ−Ｃ3Ｈ6）1-25−ＯＨを有するポリオキシプロピレングリコールアルキルエーテル；以下の一般式Ｃ8Ｈ17−（Ｃ6Ｈ4）−（Ｏ−Ｃ2Ｈ4）1-25−ＯＨを有するポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル（例えば、Ｔｒｉｔｏｎ（商標）Ｘ−１００）；以下の一般式Ｃ9Ｈ19−（Ｃ6Ｈ4）−（Ｏ−Ｃ2Ｈ4）1-25−ＯＨを有するポリオキシエチレングリコールアルキルフェノールエーテル（例えば、ノノキシノール−９）；Ｃ8−Ｃ24脂肪酸のポリオキシエチレングリコールエステル、例えば、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル（例えば、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノオレート、ＰＥＧ−２０メチルグルコースジステアレート、ＰＥＧ−２０メチルグルコースセスキステアレート、ＰＥＧ−８０ヒマシ油、およびＰＥＧ−２０ヒマシ油、ＰＥＧ−３ヒマシ油、ＰＥＧ６００ジオレート、およびＰＥＧ４００ジオレート）およびポリオキシエチレングリセロールアルキルエステル（例えば、ポリオキシエチレン−２３グリセロールラウレートおよびポリオキシエチレン−２０グリセロールステアレート）；Ｃ8−Ｃ24脂肪酸のポリオキシエチレングリコールエーテル（例えば、ポリオキシエチレン−１０セチルエーテル、ポリオキシエチレン−１０ステアリルエーテル、ポリオキシエチレン−２０セチルエーテル、ポリオキシエチレン−１０オレイルエーテル、ポリオキシエチレン−２０オレイルエーテル、ポリオキシエチレン−２０イソヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレン−１５トリデシルエーテル、およびポリオキシエチレン−６トリデシルエーテル）；ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとのブロックコポリマー（例えば、ポロキサマー）など、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
【００４１】
ヒドロキシ官能性非イオン性ポリマーは、多様な異なる方法で、固体電解質中へ組み込まれてもよい。特定の実施形態において、例えば、非イオン性ポリマーは、上に記載された方法によって形成されたいずれかの導電性ポリマー層に、単純に組み込まれてもよい（例えば、その場重合または予備重合された粒子の分散）。しかし、その他の実施形態において、非イオン性ポリマーは、最初のポリマー層が形成された後に、塗布されてもよい。
【００４２】
Ｄ．  外部ポリマーコーティング
必須ではないが、外部ポリマーコーティングをアノード体に塗布し、固体電解質の上に重ねてもよい。外部ポリマーコーティングは、上により詳細に記載されたような、予備重合された導電性粒子の分散系から形成された１つまたは複数の層を一般的に含有する。外部コーティングは、コンデンサ本体のエッジ領域へさらに浸透することができ、誘電体への接着を向上させ、より機械的に堅牢な部品を結果的にもたらし得て、そのことによって、等価直列抵抗および漏れ電流を減少させ得る。所望であれば、架橋剤もまた、固体電解質への接着度を高めるために、外部ポリマーコーティング中で使用されてもよい。典型的に、架橋剤は、外部コーティングに使用される分散系の塗布の前に、適用される。適切な架橋剤は、例えば、Ｍｅｒｋｅｒらに付与された米国特許公開第２００７／００６４３７６号に記載されていて、例えば、アミン（例えば、ジアミン、トリアミン、オリゴマーアミン、ポリアミン等）；多価金属カチオン、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｃｅ、もしくはＺｎの塩または化合物、ホスホニウム化合物、スルホニウム化合物等を含む。
【００４３】
Ｅ．  その他の構成成分
所望であれば、コンデンサ素子はまた、当技術分野において知られているように、その他の層を含有してもよい。例えば、保護コーティング、例えば、シェラック樹脂などの比較的絶縁性ある樹脂性材料（天然または合成）から作られたコーティングが、誘電体と固体電解質との間に形成されてもよい。これらおよびその他の保護コーティング材料は、Ｆｉｆｅらに付与された米国特許第６，６７４，６３５号に、より詳細に記載されている。所望であれば、部品にまた、炭素層（例えば、黒鉛）および銀層をそれぞれ、付けてもよい。例えば、銀コーティングは、コンデンサのためのハンダ付け可能な導体、接触層、および／または電荷コレクタとして働き得るし、炭素コーティングは、銀コーティングと固体電解質との接触を制限し得る。かかるコーティングは、固体電解質の一部または全部を覆ってもよい。
【００４４】
ＩＩ．  筐体
上に示されている通り、コンデンサ素子は、筐体内に密封されて、本発明のコンデンサ組立体を形成する。特定の実施形態において、複数の、例えば、２〜約１５０個、実施形態によっては約５〜約１００個、実施形態によっては約２５〜約７５個、および実施形態によっては約３０〜約５０個のコンデンサ素子が使用されてもよい。密封は、使用している間の固体電解質の酸化を抑制するため、少なくとも１種の不活性ガスを含有する気体雰囲気の存在下で典型的に行われる。不活性ガスは、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプトン、ラドンなど、ならびにこれらの混合物を含んでよい。典型的に、不活性ガスは、筐体内の気体雰囲気の大部分、例えば、雰囲気の約５０質量％〜１００質量％、実施形態によっては約７５質量％〜１００質量％、および実施形態によっては約９０質量％〜約９９質量％を構成する。所望であれば、比較的少量の非不活性ガス、例えば、二酸化炭素、酸素、水蒸気等もまた、使用されてもよい。しかし、かかる場合において、非不活性ガスは、筐体内の雰囲気の１５質量％以下、実施形態によっては１０質量％以下、実施形態によっては約５質量％以下、実施形態によっては約１質量％以下、および実施形態によっては約０．０１質量％〜約１質量％を、典型的に構成する。例えば、含水量（相対湿度を用いて表される）は、約１０％以下、実施形態によっては約５％以下、実施形態によっては約１％以下、および実施形態によっては約０．０１〜約５％であってもよい。
【００４５】
多様な異なる材料のいずれか、例えば、金属、プラスチック、セラミックスなどを、筐体を形成するために使用してもよい。一実施形態において、例えば、筐体は、金属、例えば、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ニッケル、ハフニウム、チタン、銅、銀、鋼（例えば、ステンレス）、これらの合金（例えば、電気伝導性酸化物）、これらの複合物（例えば、電気伝導性酸化物でコーティングされた金属）などの１つまたは複数の層を含む。別の実施形態において、筐体は、セラミックス材料、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ガラス等、ならびにこれらの組合せの１つまたは複数の層を含んでもよい。
【００４６】
コンデンサ素子を、多様な異なる技術のいずれかを使用して、筐体に付着させてもよい。決して必須ではないが、アノードおよびカソードの終端部が、回路へのその後の統合のために筐体の外部に形成されるような方法で、コンデンサ素子を、筐体に付着させてもよい。終端部の特定の構造は、意図された適用例次第であってよい。一実施形態において、例えば、コンデンサ組立体は、表面設置可能で、なおかつ機械的に堅牢であるように形成され得る。例えば、アノードリードおよびコンデンサ素子のカソードは、外部の表面設置可能な終端部（例えば、パッド、シート、平板、フレーム等）に電気的に接続されてもよく、終端部は、筐体を通じて拡がり、アノードリードフレームを通じて、例えば、下により詳細に考察されている、導電性部材、メッキ層、ハンダパッド等を通じて、コンデンサ素子のアノードと接続してもよく、終端部は、筐体を通じて拡がり、メッキ層を通じてカソードと接続してもよい。別の実施形態において、アノードリードおよびコンデンサ素子のカソードは、外部の表面設置可能な終端部（例えば、パッド、シート、平板、フレーム等）に直接、電気的に接続されてもよく、終端部は、筐体を通じて拡がり、カソードおよびアノードリードと接続してもよい。
【００４７】
外部の終端部の厚みまたは高さは、コンデンサ組立体の厚みを最小化するように、一般的に選択される。例えば、終端部の厚みは、約０．０５ミリメートル〜約１ミリメートル、例えば、約０．０５ミリメートル〜約０．５ミリメートル、例えば、約０．１ミリメートル〜約０．２ミリメートルの範囲であってもよい。所望であれば、終端部の表面を、当技術分野において知られているように、ニッケル、銀、金、錫、コバルト等またはこれらの合金で電気メッキして、最終部品が回路基板に設置可能であることを確実にしてもよい。一つの特定の実施形態において、終端部は、ニッケルおよび銀フラッシュで、それぞれ、沈着され、設置面はまた、錫ハンダ層でメッキされる。別の実施形態において、終端部は、ベースの金属層（例えば、銅合金）上に、薄い外側金属層（例えば、金）で沈着され、導電率をさらに向上させる。
【００４８】
本発明の熱伝導性材料は、コンデンサ素子を少なくとも部分的に封入するように、筐体内に配置される。特定の実施形態において、例えば、材料は、コンデンサ素子を完全に封入してもよい。封入は、多様な方法で達成され得る。例えば、熱伝導性材料は、コンデンサ素子と直接接触して配置されてもよい。代替方法として、熱伝導性材料は、コンデンサ素子を覆うように、筐体自体の表面に単純に適用されてもよい（例えば、蓋）。図９を参照すると、例えば、上に配置された熱伝導性封入材料１４３を含有し、そのようにして１個または複数のコンデンサ素子（図示せず）を封入しているコンデンサ組立体１００の一実施形態が示されている。適用してすぐ、材料は、多様な技術のいずれかを使用して、硬化されてもよい。一実施形態において、例えば、材料は、約２０℃〜約２００℃、および実施形態によっては約２５℃〜約１５０℃の温度で硬化され得る。所望であれば、硬化は、材料への硬化剤またはその他の硬化用薬剤の添加によって、促進されてもよい。
【００４９】
多様な異なる筐体の構造のいずれも、本発明において一般的に使用され得る。例えば、決して必須ではないが、厚みが比較的薄い「ロープロファイル」コンデンサ組立体が、一実施形態において使用されてもよい。図１〜４および７〜９を参照すると、例えば、筐体が、約１ミリメートル〜約２０ミリメートル、例えば、約２ミリメートル〜約１０ミリメートル、例えば、約３ミリメートル〜約６ミリメートルのｚ方向の高さＨ1を有する、ロープロファイルコンデンサ組立体１００の様々な実施形態が示されている。ｘ方向の筐体の長さＬ1は、同じように、約２０ミリメートル〜約１００ミリメートル、例えば、約４０ミリメートル〜７０ミリメートル、例えば、約４５ミリメートル〜約６５ミリメートルの範囲にあってもよく、ｙ方向の筐体の幅Ｗ1は、約１０ミリメートル〜約６０ミリメートル、例えば、約２０ミリメートル〜約５０ミリメートル、例えば、約２５ミリメートル〜約４５ミリメートルの範囲であってもよい。さらに、いくつかの実施形態において、筐体は、約７０００ｍｍ3〜約１２，０００ｍｍ3、例えば、約７５００ｍｍ3〜約１１，５００ｍｍ3、例えば、約８０００ｍｍ3〜約１１，０００ｍｍ3の範囲の体積を有することができる。加えて、筐体は、ｘ方向の筐体の長さＬ1対ｚ方向の筐体の高さＨ1の比率が少なくとも約２になるような、ロープロファイルを有することができる。例えば、長さＬ1対高さＨ1の比率は、約２〜約８０、例えば、約４〜約６０、例えば、約１０〜約４０の範囲であることができる。
【００５０】
決して必須ではないが、図１〜４および７〜９に示されているコンデンサ組立体は、複数の平行な列（例えば、列１〜４）に配列された多数のコンデンサ素子（例えば、４０個）を有していて、１０個のコンデンサ素子のそれぞれの列が、筐体の長さＬ1に沿って、長軸方向ＬGに伸びている。しかし、コンデンサ素子は、何個でも、それぞれの列に存在でき、何列でも、コンデンサ組立体の特定の要件に応じて使用できると理解されるべきである。示されている通り、コンデンサ組立体１００の筐体は、底１２３ならびに向かい合わせの側壁１２４および１２５を含み、側壁の間には、コンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）を含む、キャビティ５２６が形成される。底１２３ならびに側壁１２４および１２５は、上に記載されているような、金属、プラスチック、またはセラミックス材料の１つまたは複数の層から形成されてもよい。コンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）は、筐体のキャビティ５２６の内部に平行に配列されていて、かかる平行な配列は、コンデンサ素子１００のＥＳＲを減少させるのに役立ち、ＥＳＲの減少は、有効に熱を放散させる、コンデンサ組立体１００の能力に寄与する。
【００５１】
１個のコンデンサ素子（例えば、コンデンサ素子２０（１））の小さい方の面２５ｂが、隣のコンデンサ素子（例えば、コンデンサ素子２０（２））の小さい方の面２５ａに隣接して置かれて対面するように、コンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）は並べられる。コンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）のそれぞれの下の大きい方の面２３ｂ（図３参照）は、筐体の底１２３に対面し、例えば、下により詳細に考察されるメッキ層によって底１２３と接触していて、小さい方の向かい合う面２５ａ、２５ｂ、２７ａ、および２７ｂ（図３参照）よりむしろ、下の大きい方の面２３ｂが、底１２３と接触するように、コンデンサ素子２０（１）〜（４０）を配列することは、ケーシングに接触しているコンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）の表面積を増加させ、そのことが、有効に熱を放散させる、コンデンサ組立体１００の能力にさらに寄与する。より詳細には、メッキ層によってケーシングに接触しているコンデンサ素子の下の大きい方の面の全表面積対筐体の体積の比率は、約０．０５ｍｍ-1、実施形態によっては約０．０６ｍｍ-1を超えていてもよく、実施形態によっては約０．０６ｍｍ-1〜約０．３ｍｍ-1、例えば、約０．０６５ｍｍ-1〜約０．２５ｍｍ-1、例えば、約０．０７ｍｍ-1〜約０．２０ｍｍ-1、例えば、約０．０７５ｍｍ-1〜約０．１５ｍｍ-1の範囲であることができる。
【００５２】
上に記載されている通り、および図１〜２に示されている通り、コンデンサ組立体１００はまた、アノードリード６およびコンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）のそれぞれの下の大きい方の面２３ｂ上の固体電解質／カソードが、平行に電気的に接続している、外部のアノード終端部１３５および外部のカソード終端部１３７を含有してもよい。さらに、リードフレームおよびメッキ層を、機械的に安定した方法で外部の終端部１３５および１３７の形成を促進するために、筐体の内部のキャビティ内で使用してもよい。例えば、図４を参照すると、コンデンサ組立体１００は、それぞれのコンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）のアノードリード６が伸びる方向に、一般的に垂直である平面に設けられているという意味で「直立している」、第１の平面部分６５および第２の部分６７を有する、アノードリードフレームを含んでもよい。このように、第２の部分６７は、リード６の動きを制限して、使用の間の表面接触および機械的安定性を高めることができる。さらに、所望であれば、絶縁用材料７（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（商標）ワッシャー）が、リード６の周りに使用されてもよい。第２の部分６７は、アノードリード６に接続される設置領域（図示せず）を持ってもよい。この領域は、リード６の表面接触および機械的安定性をさらに高めるために、「Ｕ字形」を有してもよい。加えて、アノードリード６は、レーザー溶接、抵抗溶接、導電接着剤、またはいずれかのその他の適切な方法によって、アノードリードフレームの第２の部分６７に接続できる。
【００５３】
例えば、コンデンサ素子のそれぞれの列のための第１の部分６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、および６５ｄ、ならびに４０個のコンデンサ素子のそれぞれに対応する４０個の第２の部分６７（１）〜６７（４０）（便宜上、６７と標識を付ける）を含むことができるアノードリードフレームは、１０個のコンデンサ素子の４列を接続するために使用されてもよい（例えば、列１は、第２の部分６７（１）〜（１０）でアノードリード６によってアノードリードフレームに接続されているコンデンサ素子２０（１）〜２０（１０）を含み、列２は、第２の部分６７（１１）〜６７（２０）でアノードリード６によってアノードリードフレームに接続されているコンデンサ素子２０（１１）〜２０（２０）を含み、列３は、第２の部分６７（２１）〜６７（３０）でアノードリード６によってアノードリードフレーム構成部品６５ｃに接続されているコンデンサ素子２０（２１）〜２０（３０）を含み、および列４は、第２の部分６７（３１）〜６７（４０）でアノードリード６によってアノードリードフレームに接続されているコンデンサ素子２０（３１）〜２０（４０）を含む）。さらに、図示されてはいないが、所望であれば、コンデンサ素子２０（１１）〜２０（２０）および２０（２１）〜２０（３０）は、それらのアノードリード６がお互いに対面するように置かれているので、列２および３に付随するアノードリードフレームの第１の部分６５ｂおよび６５ｃを組み合わせて、アノードリードフレームの単一の第１の部分にしてもよい。上に考察されている通り、一つの特定の実施形態において、それぞれのアノードリード６は、アノードリードフレームのそれぞれの第２の部分６７にレーザー溶接される。しかし、これらの構成部品が、抵抗溶接、導電接着剤等によって接続できることもまた、理解されるべきである。一方、一つの特定の実施形態において、アノードリードフレームの第１の部分６５ａ〜６５ｄは、抵抗溶接によって、筐体の底１２３に接続できる。しかし、導電接着剤によって第１の部分６５ａ〜６５ｄを筐体の底１２３に接続するなど、いずれかのその他の適切な方法も同様に使用できることもまた、理解されるべきである。
【００５４】
さらに、アノードリードフレームの第１の部分６５ａ〜６５ｄおよび第２の部分６７（１）〜６７（４０）の表面を、当技術分野において知られているように、ニッケル、銀、金、錫、コバルト等、またはこれらの合金で電気メッキして、アノードリード６によるコンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）へおよび筐体の底１２３への十分な接続を確実にしてもよい。一つの特定の実施形態において、アノードリードフレームは、ニッケルおよび銀フラッシュで、それぞれ、沈着させることができ、設置面はまた、錫ハンダ層でメッキできる。別の実施形態において、アノードリードフレームは、ベースの金属層（例えば、銅合金）上に薄い外側金属層（例えば、金）で沈着させ、導電率をさらに上昇させることができる。さらに別の実施形態において、ニッケル−鉄合金のストリップ（例えば、ＮＩＬＯ（登録商標）ストリップ）またはいずれかのその他の適切な金属材料のストリップ（図示せず）を、アノードリードフレームの第１の部分６５ａ〜６５ｂの下の筐体の底１２３上にハンダ付けできる。
【００５５】
さらに、様々な構成部品もまた、１０個のコンデンサ素子の４列を筐体の底１２３に接続するために使用されてもよい（例えば、列１は、下の大きい方の面２３ｂで底１２３に接続されているコンデンサ素子２０（１）〜２０（１０）を含み、列２は、下の大きい方の面２３ｂで底１２３に接続されているコンデンサ素子２０（１１）〜２０（２０）を含み、列３は、下の大きい方の面２３ｂで底１２３に接続されているコンデンサ素子２０（２１）〜２０（３０）を含み、および列４は、下の大きい方の面２３ｂで底１２３に接続されているコンデンサ素子２０（３１）〜２０（４０）を含む）。一つの実施形態において、例えば、コンデンサ素子２０（１）〜２０（４０）の下の大きい方の面２３ｂは、導電接着剤によって筐体の底１２３に接続でき（図示せず）、そこでは、底１２３は、金属メッキ層２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、および２９ｄの４列を含む。金属メッキ層２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、および２９ｄは、いずれかの適切な金属から形成でき、一つの特定の実施形態において、ニッケルメッキ層であることができる。
【００５６】
アノード側またはカソード側のいずれかの上でのコンデンサ素子の付着は、多様な既知の技術、例えば、溶接、レーザー溶接、導電接着剤等のいずれかを使用して、一般的に達成されてもよい。使用される場合、導電接着剤は、樹脂組成物と一緒に含有される、導電性金属粒子から形成されてもよい。金属粒子は、銀、銅、金、白金、ニッケル、亜鉛、ビスマス等であってもよい。樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、硬化用薬剤（例えば、酸無水物）、およびカップリング剤（例えば、シランカップリング剤）を含んでもよい。適切な導電接着剤は、Ｏｓａｋｏらに付与された米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号に記載されている。
【００５７】
図５を参照すると、コンデンサ組立体２００の別の実施形態が示されている。熱を放散させるコンデンサ組立体の能力をさらに高めるために、コンデンサ組立体２００は、ｙ方向の金属ストリップ１３３、およびいくつかのコンデンサ素子２０の上の大きい方の面２３ａと接触しているｘ方向の金属ストリップ１３１を含んでもよい。金属材料は、銅またはいずれかのその他の熱を放散させる材料であることができ、熱の放散のために利用可能な表面積をさらに増加させるのに役立つ。
【００５８】
次に図６に目を向けると、図４〜５に示されている配列の代替を有するコンデンサ組立体３００が図解されていて、上に定義されている、列１のコンデンサ素子２０（１）〜２０（１０）および列２の２０（１１）〜２０（２０）に付随したアノードリード６は、互いに対面していて、所望であれば、組み合わせて単一の構成部品にするため、列１および２のためのアノードリードフレームの第１の部分６５ａおよび６５ｂの組合せを可能にする。同様に、上に定義されている、列３のコンデンサ素子２０（２１）〜２０（３０）および列４の２０（３１）〜２０（４０）に付随したアノードリード６は、互いに対面していて、所望であれば、組み合わせて単一の構成部品にするため、列１および２のためのアノードリードフレームの第１の部分６５ｃおよび６５ｄの組合せを可能にする。さらに、上に定義されている、列２および３のコンデンサ素子の上の大きい方の面２３ａは、互いに隣接していて、所望であれば、メッキ層２９ｂおよび２９ｃを組み合わせて単一の構成部品にすることを可能にする。
上に考察されている通り、コンデンサ組立体は、アノード終端部１３５およびカソード終端部１３７を含有し、それらは、筐体の外部にあって、別々の平板、シート等から形成されてもよい。さらに、かかる終端部は、筐体の底１２３を通じて拡がる導電トレースによって、アノードリードフレームおよびカソードメッキ層／金属ストリップ（例えば、ＮＩＬＯ（登録商標）ストリップ）構成部品に接続できる。図４〜５のコンデンサ素子配列のための図７、および図６のコンデンサ素子配列のための図８を参照すると、アノードリードフレームの第１の部分６５ａ〜６５ｄおよび金属メッキ層２９ａ〜２９ｄが、コンデンサ組立体１００のケーシングの長さＬ1および幅Ｗ1を拡げるので、アノードリードフレームの第１の部分６５ａ〜６５ｄを外部のアノード終端部１３５に接続する導電トレース１３９は、外部のアノード終端部１３５のすぐ上およびアノードリードフレーム構成部品の第１の部分６５ａ〜６５ｄのすぐ下に配置されるケーシングの底１２３の部分を通じてのみ形成され、一方、金属メッキ層２９ａ〜２９ｄを外部のカソード終端部１３７に接続する、導電トレース１４１は、外部のカソード終端部１３７のすぐ上および金属メッキ層６５ａ〜６５ｄのすぐ下のケーシングの底１２３の部分を通じてのみ形成される。もちろん、本発明は、所望の終端部を形成するための導電トレースの使用に決して制限されず、接続のいずれかのその他の適切な手段を使用できる。例えば、いくつかの実施形態において（図示せず）、アノードリードフレームおよびカソードメッキ層の部分は、ケーシングを通じて拡がって、外部のアノード終端部および外部のカソード終端部もまた形成できることが理解されるべきである。
【００５９】
使用される特定の構造にかかわらず、上に考察されている通り、コンデンサ素子２０を底１２３に接続した後、コンデンサ素子２０を、封入材料１４３でコーティングし、硬化できる。その後、結果として得られた組立体は、密封されてもよい。例えば、筐体はまた、コンデンサ素子を筐体内に置いた後、側壁１２４および１２５の上面に置かれる蓋１２７を含んでもよい。蓋は、セラミックス、金属（例えば、鉄、銅、ニッケル、コバルト等、ならびにこれらの合金）、プラスチックなどから形成されてもよい。所望であれば、密封部材（図示せず）は、良好な密封を実現するのに役立つように、蓋と側壁１２４および１２５との間に配置されてもよい。一実施形態において、例えば、密封部材は、ガラスと金属との密封剤、Ｋｏｖａｒ（登録商標）リング（Ｇｏｏｄｆｅｌｌｏｗ  Ｃａｍｒｉｄｇｅ、Ｌｔｄ．）等を含んでもよい。側壁の高さは、一般的に、コンデンサ素子が汚染されないように、蓋がコンデンサ素子のいずれの表面にも接触しないような高さである。所望の位置に置かれる場合、蓋は、既知の技術、例えば、溶接（例えば、抵抗溶接、レーザー溶接等）、ハンダ付け等を使用して、側壁１２４および１２５で密閉される。いくつかの実施形態において、密封は、結果として得られる組立体に、反応性ガス、例えば、酸素または水蒸気が実質的にないように、上に記載されている通り、不活性ガスの存在下で行われる。
【００６０】
特定の構造にかかわらず、本発明のコンデンサ組立体は、高電圧環境および高温に暴露された場合でさえ、優秀な電気特性を示し得る。例えば、熱を放散させる本発明のコンデンサ組立体の能力に起因して、比較的高いリップル電流が、コンデンサ組立体を破損することなく達成され得る。例えば、最大のリップル電流は、約２５アンペア以上、実施形態によっては約５０アンペア以上、および実施形態によっては約７５アンペア以上であり得る。さらに、コンデンサ組立体の等価直列抵抗（ＥＳＲ）は、約７５ミリオーム未満、実施形態によっては約５０ミリオーム未満、および実施形態によっては約２５ミリオーム未満であり得る。例えば、ＥＳＲは、約０．５ミリオーム〜約５０ミリオーム、例えば、約１ミリオーム〜約２５ミリオーム、例えば、約２ミリオーム〜約１０ミリオームの範囲であることができる。
【００６１】
本発明は、以下の実施例を参照することによって、よりよく理解され得る。
【００６２】
試験手順
等価直列抵抗（ＥＳＲ）
等価直列抵抗は、Ｋｅｌｖｉｎリードを有するＡｇｉｌｅｎｔ  Ｅ４９８０ＡプレシジョンＬＣＲメータを使用して、２．２ボルトＤＣバイアスおよび０．５ボルトピークトゥピーク正弦信号で測定されてもよい。動作周波数は１００ｋＨｚであり、温度は２３℃土２℃であった。
静電容量（ＣＡＰ）
静電容量は、Ｋｅｌｖｉｎリードを有するＡｇｉｌｅｎｔ  Ｅ４９８０ＡプレシジョンＬＣＲメータを使用して、２．２ボルトＤＣバイアスおよび０．５ボルトピークトゥピーク正弦信号で測定された。動作周波数は１２０Ｈｚであった。
【００６３】
漏れ電流（ＤＣＬ）
漏れ電流は、最低限６０秒後に、好適な電圧（２５℃〜８５℃のためのＵｒ、６０％の１２５℃のためのＵｒおよび５０％の１５０℃のためのＵｒ）で漏れ電流を測定する、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ２４１０ソースメータを使用して測定された。
【００６４】
リップル電流
リップル電流は、ＧｏｌｄＳｔａｒ  ＧＰ５０５電源、Ａｇｉｌｅｎｔ３３２１０Ａ信号発生器、Ｐｔ１００熱電対を有するＡｌｍｅｍｏ２５９０−９データロガー、およびＦｌｕｋｅ８０ｉオシロスコープを使用して測定された。リップル電流の好適な値がコンデンサを通過した場合、動作周波数は、ＡＣ信号および１０ボルトＤＣバイアスで、２０ｋＨｚであった。リップル電流の増加にともなって、温度もまた上昇し、サーモカメラによってモニターされた。
【実施例】
【００６５】
（例１）
９，０００μＦＶ／ｇタンタル粉末を使用して、アノードサンプルを形成した。それぞれのアノードサンプルを、タンタルワイヤーで包埋し、１８００℃で焼結し、密度５．３ｇ／ｃｍ3まで加圧した。結果として得られたペレットは、サイズ４．６ｍｍ×５．２５ｍｍ×２．６ｍｍを有した。ペレットを、８５℃の温度で、導電率８．６ｍＳを有する水／リン酸電解質中で、２６０Ｖまで陽極酸化して、誘電体層を形成した。次に、導電性ポリマーコーティングを、固体含有量１．１％および粘度２０ｍＰａ・秒を有するポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｓ（商標）Ｋ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）の分散系中にアノードを浸漬することによって形成した。コーティングに際して、部品を、１２５℃で２０分間、乾燥させた。この方法を１０回位繰り返した。その後、部品を、固体含有量２％および粘度２０ｍＰａ・秒を有するポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｓ（商標）Ｋ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）の分散系中に浸漬した。コーティングに際して、部品を、１２５℃で２０分間、乾燥させた。この方法は、繰り返さなかった。次に、部品を、固体含有量２％および粘度１６０ｍＰａ・秒を有するポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｓ（商標）Ｋ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）の分散系中に浸漬した。コーティングに際して、部品を、１２５℃で２０分間、乾燥させた。この方法を、８回繰り返した。次に、部品を、黒鉛分散系中に浸漬して、乾燥させた。最後に、部品を、銀分散系中に浸漬して、乾燥させた。１００Ｖコンデンサの複数の部品を、このようにして作った。
【００６６】
銅ベースのリードフレーム材料を使用して、コンデンサ素子をセラミックス筐体に入れる組立て方法を完了した。コンデンサ組立体は、４列で平行に接続された（１列毎に９個のコンデンサ素子）、３６個のコンデンサ素子を含んだ。次に、カソード接続部材を、ニッケルカソード終端部に接着し、アノードリードフレームを、長さ５８．０ｍｍ、幅３５．０ｍｍ、および厚み５．４５ｍｍを有するセラミックス筐体の底でニッケルアノード終端部に溶接した。筐体は、セラミックス筐体の底の内側表面上にハンダ付けされた、ニッケルメッキされたＮＩＬＯ（登録商標）ハンダパッドを有した。
全ての接続のために使用された接着剤は、銀ペーストであった。次に、組立体を、対流式オーブンに入れて、銀ペーストをハンダ付けした。その後、アノード接続のために使用された溶接は、１００ミリ秒の間、リードフレーム部分とセラミックス筐体のニッケルメッキされたハンダパッドとの間に適用された、エネルギー３００Ｗを使用する抵抗溶接であった。次に、熱伝導性シリコン封入剤（Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ＳＣ−３２０）を、コンデンサ素子のアノード部分およびカソード部分の上部に塗布し、１５０℃で２４時間、乾燥させた。次に、Ｋｏｖａｒ（登録商標）蓋を、セラミックスの密封剤リング上に密接させて、筐体の上部に載せた。結果として得られた組立体を、溶接チャンバーに入れ、密封剤リングと蓋との間のシーム溶接を実施する前に、窒素ガスでパージした。
【００６７】
試験の後で、静電容量は３４０．１μＦであり、一方で、ＥＳＲは４．３ｍΩであったと、測定された。漏れ電流およびリップル電流試験の結果の概要を、下に示す。
【表１】
2020191462.tif 000007
【表２】
2020191462.tif 000008
【００６８】
示されている通り、この例に従って作られたコンデンサ組立体は、リップル電流２５アンペアに耐えることができ、１０３．６℃の温度に達しただけであった。
【００６９】
（例２Ａ）
複数のコンデンサ素子を、上の例１に記載されているのと同じ方法で形成した。
【００７０】
次に、銅ベースのリードフレーム材料を使用して、コンデンサ素子をセラミックス筐体に入れる組立て方法を完了した。コンデンサ組立体は、平行に接続された２個のコンデンサ素子を含んだ。次に、カソード接続部材を、金カソード終端部に接着し、アノードリードフレームを、長さ１１．００ｍｍ、幅１２．５０ｍｍ、および厚み５．４０ｍｍを有するセラミックス筐体の底の金アノード終端部に溶接した。筐体は、セラミックス筐体の底の内部上に金メッキされたハンダパッドを有した。
カソード接続のために使用された接着剤は、銀ペーストであった。次に、組立体を、対流式オーブンに入れて、銀ペーストをハンダ付けした。アノード接続のために使用された溶接は、抵抗溶接であり、エネルギー３００Ｗを、１００ミリ秒の間に、リードフレーム部分とセラミックス筐体の金メッキされたハンダパッドの間に適用した。次に、熱伝導性シリコン封入剤（Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ＳＣ−３２０）を、コンデンサ素子のアノード部分およびカソード部分の上部に塗布し、１５０℃で２４時間、乾燥させた。次に、Ｋｏｖａｒ（登録商標）蓋を、セラミックスの密封剤リング上に密接させて、筐体の上部に載せた。結果として得られた組立体を、溶接チャンバーに入れ、密封剤リングと蓋との間のシーム溶接を実施する前に、窒素ガスでパージした。
試験の後、静電容量は１８．３μＦであり、一方で、ＥＳＲは５３．０ｍΩであったと、測定された。漏れ電流およびリップル電流試験の結果の概要を、下に示す。
【００７１】
（例２Ｂ）
複数のコンデンサ素子を、上の例２Ａに記載されているのと同じ方法で形成した。
耐熱性保護シリコンコーティングを、コンデンサ素子のアノード部分およびカソード部分の上部に塗布し、２３℃で２４時間、乾燥させた。次に、Ｋｏｖａｒ（登録商標）蓋を、セラミックスの密封剤リング上に密接させて、筐体の上部に載せた。結果として得られた組立体を、溶接チャンバーに入れ、密封剤リングと蓋との間のシーム溶接を実施する前に、窒素ガスでパージした。
試験の後、静電容量は１８．３μＦであり、一方で、ＥＳＲは５６．１ｍΩであったと、測定された。漏れ電流およびリップル電流試験の結果の概要を、下に示す。
【００７２】
（例２Ｃ）
複数のコンデンサ素子を、上の例２Ａに記載されているのと同じ方法で形成した。
一構成成分エポキシベースのシンタクチックフォーム粉末封入剤を、コンデンサ素子のアノード部分およびカソード部分の上部に塗布し、１５０℃で４時間、乾燥させた。次に、Ｋｏｖａｒ（登録商標）蓋を、セラミックスの密封剤リング上に密接させて、筐体の上部に載せた。結果として得られた組立体を、溶接チャンバーに入れ、密封剤リングと蓋との間のシーム溶接を実施する前に、窒素ガスでパージした。
試験の後、静電容量は１９．５μＦであり、一方で、ＥＳＲは５４．６ｍΩであったと、測定された。漏れ電流およびリップル電流試験の結果の概要を、下に示す。
【００７３】
（例２Ｄ）
複数のコンデンサ素子を、上の例２Ａに記載されているのと同じ方法で形成した。
封入材を、アノードおよびカソードの上部に塗布しなかった。次に、Ｋｏｖａｒ（登録商標）蓋を、セラミックスの密封剤リング上に密接させて、筐体の上部に載せた。結果として得られた組立体を、溶接チャンバーに入れ、密封剤リングと蓋との間のシーム溶接を実施する前に、窒素ガスでパージした。
試験の後、静電容量は１８．４μＦであり、一方で、ＥＳＲは４９．８ｍΩであったと、測定された。漏れ電流およびリップル電流試験の結果の概要を、下に示す。
【００７４】
（例２Ｅ）
複数のコンデンサ素子を、上の例２Ａに記載されているのと同じ方法で形成した。
封入材を、アノードおよびカソードの上部に塗布しなかった。次に、Ｋｏｖａｒ（登録商標）蓋を、セラミックスの密封剤リング上に密接させて、筐体の上部に載せた。結果として得られた組立体を、溶接チャンバーに入れ、密封剤リングと蓋との間のシーム溶接を実施する前に、空気でパージした。
試験の後、静電容量は１８．８μＦであり、一方で、ＥＳＲは４７．６ｍΩであったと、測定された。漏れ電流およびリップル電流試験の結果の概要を、下に示す。
【表３】
2020191462.tif 000009
【００７５】
本発明のこれらならびにその他の変更および改変は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者によって実行されてもよい。さらに、様々な実施形態の態様は、全体的でも部分的でも、入れ替えられてよいことが理解されるべきである。その上、当業者は、前述の説明が、ほんの一例であり、かかる添付の特許請求の範囲にさらに説明されている本発明を制限することを意図されていないことを認識するであろう。
【符号の説明】
【００７６】
６  アノードリード
７  絶縁用材料
２０（１〜４０）  コンデンサ素子
２３ａ  コンデンサ素子２０の上の大きい方の面
２３ｂ  コンデンサ素子２０の下の大きい方の面
２５（ａ、ｂ）  コンデンサ素子２０の小さい方の面
２７（ａ、ｂ）  コンデンサ素子２０の小さい方の面
２９（ａ〜ｄ）  金属メッキ層
６５（ａ〜ｄ）  アノードリードフレームの第１の部分
６７  アノードリードフレームの第２の部分
１００  コンデンサ組立体
１２３  底
１２４  側壁
１２５  側壁
１２７  蓋
１３１  ｘ方向の金属ストリップ
１３３  ｙ方向の金属ストリップ
１３５  外部のアノード終端部
１３７  外部のカソード終端部
１３９  導電トレース
１４１  導電トレース
１４３  熱伝導性封入材料
２００  コンデンサ組立体
３００  コンデンサ組立体
５２６  キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月25日(2020.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体、
前記筐体内に密封されているコンデンサ素子であって、焼結されたアノード体、前記アノード体の上に重ねた誘電体、および前記誘電体の上に重ねた固体電解質を含む、コンデンサ素子、ならびに
少なくとも部分的に前記コンデンサ素子を封入する熱伝導性材料であって、ＩＳＯ２２００７−２：２０１４に従って測定して約１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する、熱伝導性材料
を含む、コンデンサ組立体。
【外国語明細書】
2020191462000001.pdf