(57)【要約】  コンデンサ用電極体の製造方法は、タンタル箔からなる陽極用基材４に、コールドスプレー法により、タンタル（Ｔａ）からなる金属粒子８と有機物粒子１８とを吹き付けて、陽極用基材４の表面に多孔質層６を形成し、これにより、陽極用基材４と多孔質層６とからなる多孔質の陽極体２を形成する電極体形成工程を含む。
2010058534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる基材に、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒子と有機物粒子とを吹き付けて、多孔質の電極体を形成する電極体形成工程を含むことを特徴とするコンデンサ用電極体の製造方法。
【請求項２】
前記電極体形成工程において、前記金属粒子と前記有機物粒子とを、別々のノズルから同時に吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ用電極体の製造方法。
【請求項３】
前記電極体形成工程において、前記金属粒子と前記有機物粒子とを、別々のノズルから交互に吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ用電極体の製造方法。
【請求項４】
前記電極体形成工程において、前記金属粒子と前記有機物粒子とを、前記金属粒子と前記有機物粒子との複合粒子として吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ用電極体の製造方法。
【請求項５】
前記電極体形成工程の後に、前記基材に吹き付けられた前記有機物粒子を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコンデンサ用電極体の製造方法。
【請求項６】
前記有機物粒子は、導電性を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコンデンサ用電極体の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の製造方法によって形成されたコンデンサ用電極体を陽極体として用意する工程と、
前記陽極体の表面を酸化して誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、
前記誘電体層の表面を覆うように陰極体を形成する陰極体形成工程と、
を含むことを特徴とするコンデンサの製造方法。
【請求項８】
導電材料からなる基材と、
前記基材上に設けられ、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒塊を含む緻密層と、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒塊を含み、前記緻密層よりも空隙率の高い散在層とを少なくとも１層ずつ含む多孔質層と、
を備えていることを特徴とするコンデンサ用電極体。
【請求項９】
複数の前記緻密層と前記散在層が、前記基材上に交互に積層されていることを特徴とする請求項８に記載のコンデンサ用電極体。
【請求項１０】
前記緻密層同士およびまたは前記緻密層と前記基材とが接する接続部をさらに備え、前記接続部は、前記散在層よりも電気抵抗率が小さいことを特徴とする請求項８または９に記載のコンデンサ用電極体。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のコンデンサ用電極体からなる陽極体と、
前記陽極体の表面に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の表面を覆うように形成された陰極体と、
を備えたことを特徴とするコンデンサ。
【請求項１２】
導電材料からなる基材に、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒塊で構成される多孔質層を設けて電極体を形成する電極体形成工程を含み、
前記電極体形成工程において、空隙率が相対的に低い緻密層と空隙率が相対的に高い散在層とを積層して多孔質層を形成することを特徴とするコンデンサ用電極体の製造方法。
【請求項１３】
前記電極体形成工程において、複数の前記緻密層と前記散在層とを交互に積層して前記多孔質層を形成することを特徴とする請求項１２に記載のコンデンサ用電極体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ用電極体、コンデンサ、コンデンサ用電極体の製造方法、およびコンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、携帯電話等に代表される電子機器の小型化、高性能化に伴い、これらの電子機器に搭載される電子回路には、年々、小型化、高速化および高集積化が求められている。このことは、電子回路を形成する受動部品に関しても同様である。例えば、コンデンサについても、可能な限り低背であり、かつ、大容量であることが求められている。【０００３】
一般に、体積当たりの静電容量が大きなコンデンサとして、整流作用を有する陽極酸化が可能なアルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）等の弁作用金属（Ｖａｌｖｅ  ｍｅｔａｌ）の粉末を加圧成形し焼成して得られた多孔質ペレットを陽極体とし、この陽極体の表面にこれらの金属酸化物からなる誘電体層を形成した固体電解コンデンサが知られている（例えば、特許文献１または２参照）。このような陽極体では、使用される粉末にサブミクロンレベルの粉末を利用することにより、表面積の非常に大きな陽極体が得られ、これによりコンデンサの大容量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５７７８７号公報
【特許文献２】特開２００６−２６９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の電子機器のさらなる小型化にともなって、これらの電子機器に搭載されるコンデンサについても、さらなる大容量化が求められている。そして、本発明者は、コンデンサのさらなる大容量化の要請を満たす上で、従来構造の固体電解コンデンサには改良の余地があることを認識するに至った。【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、コンデンサのさらなる大容量化を図る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、コンデンサ用電極体の製造方法である。当該コンデンサ用電極体の製造方法は、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる基材に、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒子と有機物粒子とを吹き付けて、多孔質の電極体を形成する電極体形成工程を含むことを特徴とする。【０００８】
本発明の他の態様は、コンデンサの製造方法である。当該コンデンサの製造方法は、上述の態様の製造方法によって形成されたコンデンサ用電極体を陽極体として用意する工程と、陽極体の表面を酸化して誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、誘電体層の表面を覆うように陰極体を形成する陰極体形成工程と、を含むことを特徴とする。【０００９】
本発明の他の態様は、コンデンサ用電極体である。当該コンデンサ用電極体は、導電材料からなる基材と、基材上に設けられ、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒塊を含む緻密層と、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒塊を含み、緻密層よりも空隙率の高い散在層とを少なくとも１層ずつ含む多孔質層と、を備えていることを特徴とする。【００１０】
本発明の他の態様は、コンデンサである。当該コンデンサは、上述した態様のコンデンサ用電極体からなる陽極体と、陽極体の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面を覆うように形成された陰極体と、を備えたことを特徴とする。【００１１】
本発明の他の態様は、コンデンサ陽電極体の製造方法である。当該コンデンサ陽電極体の製造方法は、導電材料からなる基材に、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒塊で構成される多孔質層を設けて電極体を形成する電極形成工程を含み、電極形成工程において、空隙率が相対的に低い緻密層と空隙率が相対的に高い散在層とを積層して多孔質層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンデンサのさらなる大容量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るコンデンサの製造方法によって製造されたコンデンサの構成を示す概略断面図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、実施形態１に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、実施形態１に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図４】コールドスプレー装置の概略図である。
【図５】実施形態２に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、実施形態３に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、実施形態４に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図８】実施形態５に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図９】実施形態６に係るコンデンサの構成を示す概略断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、実施形態６に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、実施形態６に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図１２】コールドスプレー装置の概略図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、実施形態７に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【図１４】実施形態８に係るコンデンサの構成を示す概略断面図である。
【図１５】実施形態９に係る陽極体の構成を示す概略断面図である。
【図１６】図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は、実施形態９に係る陽極体における変形例の構成を示す概略断面図である。
【図１７】実施形態１０に係る陽極体の構成を示す概略断面図である。
【図１８】図１８（Ａ）は、実施例に係るシミュレーションモデルの概略断面図であり、図１８（Ｂ）は、従来例に係るシミュレーションモデルの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るコンデンサの製造方法によって製造されたコンデンサの構成を示す概略断面図である。本実施形態に係るコンデンサ１は、陽極体２と、陽極体２の表面に形成された誘電体層１０と、誘電体層１０を挟んで陽極体２と反対側に形成された陰極体１２とを備えている。
【００１６】
陽極体２は、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる陽極用基材４（本発明の基材に相当）と、陽極用基材４上に設けられた多孔質層６とを含んでなる。多孔質層６は、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒子８が多数結合してなる金属粒塊からなり、複数の隙間９を含み、結合した金属粒子８が網目状のネットワークを形成している。陽極用基材４には、薄膜（箔）やリード線が含まれ、また複数の金属粒子８が結合して膜状構造となったものも含まれる。また、陽極用基材４には、外部引き出し用の陽極端子（図示せず）が連結されている。陽極用基材４の厚さは、陽極用基材４が金属の薄膜であった場合、例えば約１００μｍである。また、多孔質層６の厚さは、例えば約５００μｍであり、金属粒子８の直径は、例えば約５００ｎｍ〜５０μｍである。
【００１７】
ここで、弁作用金属とは、電解酸化処理（陽極酸化）等により極めて緻密で耐久性を有する誘電体酸化皮膜を表面に形成し得る金属をいう。弁作用金属としては、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。また、弁作用金属の合金としては、上述の弁作用金属同士の合金や、上述の弁作用金属と他の金属との合金等が挙げられる。本実施形態では、陽極用基材４および金属粒子８を構成する金属としてＴａを用いた。なお、陽極用基材４および金属粒子８は、異なる金属で構成されていてもよい。
【００１８】
誘電体層１０は、陽極体２の表面に形成された酸化皮膜であり、例えば電解化成処理により形成される。誘電体層１０は、陽極用基材４および多孔質層６の露出している表面、すなわち、金属粒子８同士、または金属粒子８と陽極用基材４とが接する領域以外の領域に形成されている。
【００１９】
陰極体１２は、導電性高分子層１４と、導電性高分子層１４上に積層された陰極用基材１６とを含む。導電性高分子層１４は、電解質層として機能する。導電性高分子層１４としては、導電性を有する高分子材料を含むものであれば特に限定されないが、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性ポリマーや、ＴＣＮＱ（７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）錯塩等の材料を含むものが好適に用いられる。陰極用基材１６は、例えば導電性高分子層１４上に積層されたカーボンペースト層１６ａと、カーボンペースト層１６ａ上に積層された銀ペースト層１６ｂからなる。陰極用基材１６には、外部引き出し用の陰極端子（図示せず）が連結されている。
【００２０】
（コンデンサ用電極体およびコンデンサの製造工程）
続いて、実施形態１に係るコンデンサ１の製造方法について図２および図３を参照して説明する。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）および図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、実施形態１に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【００２１】
まず、図２（Ａ）に示すように、弁作用金属であるタンタル箔からなる陽極用基材４を準備する。
【００２２】
次に、図２（Ｂ）に示すように、陽極用基材４の表面に、Ｔａからなる金属粒子８および有機物粒子１８を吹き付ける。有機物粒子１８は、融点が室温以上の有機物であり、当該有機物としては、例えば、ポリピロールやポリチオフェン等の導電性高分子や、ＴＣＮＱ錯塩等の有機半導体等が挙げられる。好ましくは、後述するコールドスプレー法での衝突エネルギーによって上昇する温度以上の沸点を有する有機物である。
【００２３】
本実施形態では、コールドスプレー法により、金属粒子８と有機物粒子１８とを陽極用基材４に吹き付ける。コールドスプレー法とは、材料粒子あるいは材料粉末を所定の高温・高速の流れにして被覆対象物の表面に吹き付けて、被覆対象物の表面に材料粒子を堆積させて、被覆対象物をコーティングする加工法である。
【００２４】
コールドスプレー法は、吹き付ける際の材料粒子の温度が材料粒子の融点および軟化点以下の低い温度であることと、流れの速度が音速から超音速と非常に高速であるという特徴を有する。そのため、コールドスプレー法を用いた場合には、陽極用基材４と金属粒子８との間、および金属粒子８同士間で高い密着強度を有する多孔質層６を形成することができる。そして、これにより単位体積当たりの表面積を増やすことができ、従来の固体電解コンデンサの構造と同じ厚さであれば大容量化が可能であり、同じ容量を得ようとするならば低背化が可能である。さらに、コールドスプレー法では、材料粒子が固体の状態のまま溶けることなく皮膜になるため、酸化や熱による変質が少ない。
【００２５】
図４は、コールドスプレー装置の概略図である。コールドスプレー装置１００は、基材把持部１０１と、第１ノズル１０２と、第１材料供給部１０４と、ガス供給部１０６と、第１ヒータ１０８とを備える。また、コールドスプレー装置１００は、第２ノズル１１２と、第２材料供給部１１４と、第２ヒータ１１８とを備える。コールドスプレー装置１００は、真空チャンバ内に設置されている。
【００２６】
基材把持部１０１は、基材となる陽極用基材４を把持するものであり、陽極用基材４を加熱しながら第１ノズル１０２および第２ノズル１１２に対して相対移動させることができる。第１材料供給部１０４は、第１ノズル１０２に金属粒子８を供給し、ガス供給部１０６は、加圧された気体を第１ノズル１０２に供給する。ガス供給部１０６から第１ノズル１０２に向けて送り出された気体は、第１ヒータ１０８にて加熱されて第１ノズル１０２に送られる。第１ノズル１０２に供給された金属粒子８は、ガス供給部１０６から供給された気体の圧力により第１ノズル１０２から噴射される。
【００２７】
また、第２材料供給部１１４は、第２ノズル１１２に有機物粒子１８を供給し、ガス供給部１０６は、加圧された気体を第２ノズル１１２に供給する。ガス供給部１０６から第２ノズル１１２に向けて送り出された空気は、第２ヒータ１１８にて加熱されて第２ノズル１１２に送られる。第２ノズル１１２に供給された有機物粒子１８は、ガス供給部１０６から供給された気体の圧力により第２ノズル１１２から噴射される。
【００２８】
図２（Ｂ）に示すように、第１ノズル１０２から高速で噴射された金属粒子８と、第２ノズル１１２から高速で噴射された有機物粒子１８は、基材把持部１０１（図４参照）に載置された陽極用基材４に吹き付けられる。金属粒子８は、陽極用基材４に衝突すると陽極用基材４の表面に結合し、有機物粒子１８は、陽極用基材４に衝突すると陽極用基材４の表面に付着する。また、噴射された金属粒子８および有機物粒子１８が陽極用基材４に結合している金属粒子８もしくは陽極用基材４に付着している有機物粒子１８に衝突した場合には、その衝突した金属粒子８もしくは有機物粒子１８に結合もしくは付着する。金属粒子８同士の結合によって、金属粒塊が形成される。そして、基材把持部１０１が陽極用基材４を第１ノズル１０２および第２ノズル１１２に対して相対移動させ、これにより陽極用基材４の所定領域全面に金属粒子８および有機物粒子１８が吹き付けられる。
【００２９】
第１ノズル１０２からの金属粒子８の噴射と、第２ノズル１１２からの有機物粒子１８の噴射は同時に行うことができ、これによれば、コンデンサ用電極体の製造工程にかかる時間を短縮できる。また、金属粒子８と有機物粒子１８の噴射は、交互に行うようにしてもよい。これによれば、金属粒子８と有機物粒子１８の比率を場所に応じてより自由に調整することができる。さらに、金属粒子８と有機物粒子１８とを予め混合して、同一のノズルから噴射するようにしてもよい。これによれば、コールドスプレー装置１００の構成を簡単にすることができ、その結果、コンデンサ１の製造コストを低減することができる。金属粒子８および有機物粒子１８の直径は、例えば５００ｎｍ〜５０μｍである。
【００３０】
その結果、図２（Ｃ）に示すように、金属粒子８と有機物粒子１８とからなる複合層５が陽極用基材４の表面に形成される。当該複合層における金属粒子８および有機物粒子１８の比率は、第１材料供給部１０４から第１ノズル１０２への金属粒子８の供給量、および／または第２材料供給部１１４から第２ノズル１１２への有機物粒子１８の供給量を調整することで調整可能である。
【００３１】
次に、図２（Ｄ）に示すように、複合層が形成された陽極用基材４を、有機物粒子１８の沸点以上の温度まで加熱することにより、有機物粒子１８を除去する。これにより、有機物粒子１８が存在していた部分が隙間９となって、陽極用基材４の表面に、金属粒子８が網目状に結合した多孔質層６が形成される。以上の工程により、コンデンサ用電極体としての陽極体２が形成される。多孔質層６の厚さは、例えば約５００μｍである。
【００３２】
上述のように、金属粒子８とともに有機物粒子１８を噴射した後、有機物粒子１８を除去することで、簡単に多孔質な層を形成することができる。このとき、金属粒子８および有機物粒子１８の比率を調整することで、多孔質層６の空隙率（気孔率）を容易に調整することができる。また、多孔質層６の空隙率は、金属粒子８および有機物粒子１８の粒径や、各ノズルからの噴射速度、噴射ガス温度等を調整することによっても調整可能である。例えば、金属粒子８の粒径を小さくして、粒子の噴射速度を下げることで、より多孔質（ポーラス）な多孔質層６を形成することができる。また、噴射ガス温度を下げることで、より多孔質な多孔質層６を形成することができる。
【００３３】
なお、本実施形態における空隙率は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等で撮影した多孔質層６の断面画像等において、例えば１００個程度の金属粒子８を含む領域を定め、当該領域における誘電体層１０を含む金属粒子８部分と、それ以外の部分、すなわち隙間９（コンデンサ１の完成後では導電性高分子層１４部分）との面積比から算出することができる。
【００３４】
次に、図３（Ａ）に示すように、陽極体２の表面を酸化して誘電体層１０を形成する。陽極用基材４および金属粒子８はＴａからなるため、誘電体層１０は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）からなる酸化皮膜である。本実施形態では、陽極体２を電解化成処理して誘電体層１０を形成する。具体的には、陽極体２を０．０１〜１．０質量％のリン酸水溶液の電解液中において定電圧で陽極酸化し、その表面に酸化タンタルからなる酸化皮膜を形成することによって、陽極用基材４の露出する表面および金属粒子８が結合してなる金属粒塊の表面に誘電体層１０を形成する。
【００３５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、誘電体層１０上に、誘電体層１０の表面を覆うように、すなわち陽極体２の隙間９を埋めるようにして、化学酸化重合により導電性高分子層１４を形成する。具体的には、３，４−エチレンジオキシチオフェン、Ｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、１−ブタノールからなる化学重合液に陽極体２を浸漬した後、大気中で熱処理し、誘電体層１０上にポリチオフェン層を形成することによって、導電性高分子層１４を形成する。化学重合液による陽極体２の浸漬、熱処理工程は複数回繰り返して行われる。導電性高分子層１４としては、ポリチオフェン層以外に、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子からなる層やＴＣＮＱ錯塩からなる層等が挙げられる。
【００３６】
次に、図３（Ｃ）に示すように、導電性高分子層１４上に、カーボンペースト層１６ａと、銀ペースト層１６ｂとがこの順に積層されて陰極用基材１６が形成される。これにより、導電性高分子層１４と陰極用基材１６とを含む陰極体１２が形成される。そして、陽極用基材４に陽極端子（図示せず）が例えば導電性接着剤を介して連結され、陰極用基材１６に陰極端子（図示せず）が例えば導電性接着剤を介して連結される。
【００３７】
以上の工程により、実施形態１に係るコンデンサ１を製造することができる。
【００３８】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態１に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサの製造方法では、陽極用基材４にコールドスプレー法により金属粒子８と有機物粒子１８とを吹き付けて、多孔質の陽極体２を形成している。そのため、陽極体の単位体積当たりの表面積を飛躍的に増大させることができ、コンデンサの大容量化が可能となる。また、金属粒子８とともに有機物粒子１８を噴射し、有機物粒子１８を除去して多孔質層６を形成しているため、簡単に多孔質な陽極体を形成することができる。
【００３９】
さらに、従来構造の固体電解コンデンサでは、大容量化のために陽極体の表面積を確保しつつ低背化のために陽極体を薄くすることは製法上の限界があった。すなわち、弁作用金属の粉末を加圧成形するためには、粉末の集合体がある程度の厚さを有する必要があった。また、コンデンサの低背化を図るために、弁作用金属の粉末をより高い圧力で加圧成形すると、粒子同士の隙間が詰まって陽極体の表面積が小さくなってしまうという問題があった。これに対し、実施形態１に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサの製造方法によれば、陽極体の単位体積当たりの表面積を飛躍的に増大させることができるため、所望の容量を得るために必要な陽極体の体積を小さくすることができる。その結果、コンデンサの低背化が可能となる。
【００４０】
（実施形態２）
実施形態２に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサの製造方法は、金属粒子８と有機物粒子１８とを複合粒子として噴射する点が実施形態１と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態１と基本的に同一である。実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００４１】
（コンデンサ用電極体およびコンデンサの製造工程）
実施形態２に係るコンデンサの製造方法について図５を参照して説明する。図５は、実施形態２に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【００４２】
本実施形態では、実施形態１で示した製造工程のうち、図２（Ｂ）に示す、金属粒子８および有機物粒子１８の吹き付け工程のみが、実施形態１と異なる。すなわち、本実施形態では、図２（Ａ）に示す工程と同様に陽極用基材４を準備する。また、例えば金属粒子８と有機物粒子１８とを混合し、圧着して、見かけ上一つの粒子となった複合粒子２０を形成し、当該複合粒子２０を第１材料供給部１０４（図４参照）に充填する。
【００４３】
そして、図５に示すように、コールドスプレー法により、複合粒子２０を第１ノズル１０２から噴射して、陽極用基材４の表面に吹き付ける。その結果、図２（Ｃ）に示すような複合層５が陽極用基材４の表面に形成される。
【００４４】
以下、図２（Ｄ）〜図３（Ｃ）に示す工程と同様にして、有機物粒子１８が除去されて多孔質層６が形成され、これにより陽極体２が形成される。そして、陽極体２の表面が酸化されて誘電体層１０が形成され、誘電体層１０上に導電性高分子層１４が形成される。続いて、導電性高分子層１４上に陰極用基材１６が積層されて、陰極体１２が形成される。その後、陽極用基材４に陽極端子（図示せず）が連結され、陰極用基材１６に陰極端子（図示せず）が連結されて、コンデンサ１が完成する。
【００４５】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態２によれば、実施形態１の上述の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態では、金属粒子８と有機物粒子１８とからなる複合粒子２０を噴射しているため、コンデンサ用電極体の製造工程に要する時間を短縮することができる。また、コールドスプレー装置１００のノズル数が一つで済むため、コールドスプレー装置１００の構成を簡単にすることができ、その結果、コンデンサ１の製造コストを低減することができる。また、金属粒子８と有機物粒子１８とを複合せずに単に混合して噴射する場合と比べて、金属粒子８と有機物粒子１８との比率をより高精度に管理することができる。
【００４６】
（実施形態３）
実施形態３に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサの製造方法は、有機物粒子１８を導電性高分子層１４の一部として用いる点が実施形態１と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態１と基本的に同一である。実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００４７】
（コンデンサ用電極体およびコンデンサの製造工程）
実施形態３に係るコンデンサの製造方法について図６を参照して説明する。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、実施形態３に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【００４８】
本実施形態では、実施形態１の製造工程のうち、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示す製造工程は実施形態１と同一である。すなわち、本実施形態では、図２（Ａ）に示すように陽極用基材４を準備する。そして、図２（Ｂ）に示すように、コールドスプレー法により、第１ノズル１０２から金属粒子８を、第２ノズル１１２から有機物粒子１８をそれぞれ噴射して、図２（Ｃ）に示すように、金属粒子８と有機物粒子１８とからなる複合層５を陽極用基材４の表面に形成する。
【００４９】
次に、図６（Ａ）に示すように、有機物粒子１８を残したまま陽極体２の表面を酸化して誘電体層１０を形成する。誘電体層１０の形成は、陽極用基材４および金属粒子８の表面における有機物粒子１８と接する部分も酸化可能な酸化方法により行われる。このような酸化方法としては、例えば電解化成処理（陽極酸化）が挙げられる。
【００５０】
次に、図６（Ｂ）に示すように、誘電体層１０上に、複合層５中の隙間を埋めるようにして、化学酸化重合により導電性高分子層１４を形成する。本実施形態における有機物粒子１８は、例えば、ポリピロールやポリチオフェン等の導電性高分子材料で構成されており、そのため導電性を有する。したがって、導電性高分子層１４と接触した有機物粒子１８は、導電性高分子層１４の一部として機能する。その結果、複合層５は、多数の金属粒子８が網目状に結合し、多数の隙間を有する多孔質層６となる。
【００５１】
次に、図６（Ｃ）に示すように、導電性高分子層１４上にカーボンペースト層１６ａおよび銀ペースト層１６ｂが積層されて陰極用基材１６が形成され、これにより陰極体１２が形成される。そして、陽極用基材４に陽極端子（図示せず）が連結され、陰極用基材１６に陰極端子（図示せず）が連結されて、コンデンサ１が製造される。
【００５２】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態３によれば、実施形態１の上述の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態では、有機物粒子１８を除去せずに、導電性高分子層１４の一部として用いている。そのため、コンデンサ用電極体の製造工程数を削減することができ、ひいてはコンデンサの製造工程数を削減することができる。
【００５３】
（実施形態４）
実施形態４に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサの製造方法は、金属粒子８を単独で陽極用基材４に吹き付ける点が実施形態１と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態１と基本的に同一である。実施形態１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００５４】
（コンデンサ用電極体およびコンデンサの製造工程）
実施形態４に係るコンデンサの製造方法について図７を参照して説明する。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、実施形態４に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【００５５】
本実施形態では、まず、図２（Ａ）に示す工程と同様に陽極用基材４を準備する。そして、図７（Ａ）に示すように、コールドスプレー法により、第１ノズル１０２から金属粒子８を噴射する。その結果、図７（Ｂ）に示すように、隙間９を有し、金属粒子８が網目状に結合した多孔質層６が陽極用基材４の表面に形成され、陽極体２が形成される。
【００５６】
以下、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す工程と同様にして、陽極体２の表面が酸化されて誘電体層１０が形成され、誘電体層１０上に導電性高分子層１４が形成される。続いて、導電性高分子層１４上に陰極用基材１６が積層されて、陰極体１２が形成される。その後、陽極用基材４に陽極端子（図示せず）が連結され、陰極用基材１６に陰極端子（図示せず）が連結されて、コンデンサ１が完成する。
【００５７】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態４では、有機物粒子１８を噴射せず、金属粒子８のみを噴射して多孔質層６を形成している。そのため、陽極体２およびコンデンサ１の製造に必要な材料数を減らすことができるため、陽極体２およびコンデンサ１の製造コストを削減することができる。また、コールドスプレー法により金属粒子８を陽極用基材４に吹き付けているため、従来構造のコンデンサに比べて単位体積当たりの表面積を増大させることができ、コンデンサ１の大容量化と低背化を両立することができる。さらに、コールドスプレー装置１００のノズル数が一つで済むため、コールドスプレー装置１００の構成を簡単にすることができ、その結果、コンデンサ１の製造コストを低減することができる。
【００５８】
（実施形態５）
実施形態５に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサの製造方法は、金属粒子８を複合粒子として陽極用基材４に吹き付ける点が実施形態２または４と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態２または４と基本的に同一である。実施形態２または４と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００５９】
（コンデンサ用電極体およびコンデンサの製造工程）
実施形態５に係るコンデンサの製造方法について図８を参照して説明する。図８は、実施形態５に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【００６０】
本実施形態では、まず、図２（Ａ）に示す工程と同様に陽極用基材４を準備する。また、複数の金属粒子８を接合して、見かけ上一つの粒子となった複合粒子２１を形成し、当該複合粒子２１を第１材料供給部１０４（図４参照）に充填する。
【００６１】
そして、図８に示すように、コールドスプレー法により、第１ノズル１０２から複合粒子２１を噴射して、陽極用基材４の表面に吹き付ける。その結果、図７（Ｂ）に示すような多孔質層６が陽極用基材４の表面に形成され、陽極体２が形成される。
【００６２】
以下、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示す工程と同様にして、陽極体２の表面が酸化されて誘電体層１０が形成され、誘電体層１０上に導電性高分子層１４が形成される。続いて、導電性高分子層１４上に陰極用基材１６が積層されて、陰極体１２が形成される。その後、陽極用基材４に陽極端子（図示せず）が連結され、陰極用基材１６に陰極端子（図示せず）が連結されて、コンデンサ１が完成する。
【００６３】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態５では、複数の金属粒子８からなる複合粒子２１を噴射しているため、実施形態４の上述の効果に加えて、コンデンサ用電極体の製造工程に要する時間を短縮することができるという効果が得られる。
【００６４】
（実施形態６）
図９は、実施形態６に係るコンデンサの構成を示す概略断面図である。本実施形態に係るコンデンサ１は、陽極体２と、陽極体２の表面に形成された誘電体層１０と、誘電体層１０を挟んで陽極体２と反対側に形成された陰極体１２とを備えている。
【００６５】
陽極体２は、導電材料からなる陽極用基材４（本発明の基材に相当）と、陽極用基材４上に設けられた多孔質層６とを含んでなる。多孔質層６は、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる複数の金属粒子８が結合して形成された金属粒塊からなる。陽極用基材４は、導電材料であれば特に限定されないが、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方が好適に用いられる。陽極用基材４には、薄膜（箔）やリード線が含まれ、また複数の金属粒子８が結合して膜状構造となったものも含まれる。陽極用基材４には、外部引き出し用の陽極端子（図示せず）が連結されている。
【００６６】
本実施形態では、陽極用基材４および金属粒子８を構成する金属としてＴａを用いた。なお、陽極用基材４および金属粒子８は、異なる金属で構成されていてもよい。
【００６７】
多孔質層６は、単位体積あたりの金属粒子８の数が相対的に多く、したがって空隙率が相対的に低い緻密層６ａと、単位体積あたりの金属粒子８の数が相対的に少なく、したがって空隙率が相対的に高い散在層６ｂとを含んでいる。多孔質層６は、全体として複数の隙間９を含み、多数結合した金属粒子８が網目状のネットワークを形成した構造を有している。緻密層６ａと散在層６ｂとは、陽極用基材４の同一表面側に少なくとも１層ずつ積層されていればよく、本実施形態では、複数の緻密層６ａと散在層６ｂが、具体的には各２層の緻密層６ａおよび散在層６ｂが陽極用基材４上に交互に積層されている。また、陽極用基材４の直上に設けられる層、すなわち陽極用基材４の表面に接する層は、特に限定されない。本実施形態では、緻密層６ａが陽極用基材４の直上に設けられている。
【００６８】
陽極用基材４の厚さは、陽極用基材４が金属箔であった場合、例えば約１００μｍである。また、多孔質層６の厚さは、例えば約２００ｎｍ〜５ｍｍであり、緻密層６ａおよび散在層６ｂの厚さはそれぞれ、例えば約１００ｎｍ〜５００μｍである。金属粒子８の直径は、例えば約１００ｎｍ〜５０μｍである。好ましくは、緻密層６ａの積層方向の厚さは、散在層６ｂの積載方向の厚さよりも薄い。これによれば、コンデンサ１の大容量化と低ＥＳＲ化に寄与し得る。散在層６ｂの空隙率は、好ましくは３０〜８０％であり、緻密層６ａの空隙率は、好ましくは散在層６ｂの空隙率よりも小さく、かつ５０％未満である。
【００６９】
なお、本実施形態における空隙率は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等で撮影した多孔質層６の断面画像において、例えば１００個程度の金属粒子８を含む領域を定め、当該領域における誘電体層１０を含む金属粒塊部分と、それ以外の部分、すなわち隙間９（コンデンサ１の完成後では導電性高分子層１４部分）との面積比から算出することができる。
【００７０】
なお、陽極用基材４が弁作用金属でない導電材料、例えばニッケル（Ｎｉ）等で形成された場合には、陽極用基材４の直上に緻密層６ａが積層されていることが好ましい。この場合、当該緻密層６ａの空隙率は数％程度、すなわち１０％未満であることが望まれる。これによれば、陽極用基材４のほぼ全面が、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方からなる金属粒子８によって形成される金属粒塊によって覆われた状態となるため、陽極用基材４を構成する材料として弁作用金属もしくはその合金でない導電材料を用いた場合に、漏れ電流の増大等をより確実に回避することができる。
【００７１】
誘電体層１０は、陽極体２の表面に形成された酸化皮膜であり、例えば電解化成処理により形成される。誘電体層１０は、陽極用基材４および多孔質層６の露出している表面、すなわち、金属粒子８同士、または金属粒子８と陽極用基材４とが接する領域以外の領域に形成されている。
【００７２】
陰極体１２は、導電性高分子層１４と、導電性高分子層１４上に積層された陰極用基材１６とを含む。導電性高分子層１４は、電解質層として機能する。導電性高分子層１４としては、導電性を有する高分子材料を含むものであれば特に限定されないが、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性ポリマーや、ＴＣＮＱ（７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）錯塩等の材料を含むものが好適に用いられる。陰極用基材１６は、例えば導電性高分子層１４上に積層されたカーボンペースト層１６ａと、カーボンペースト層１６ａ上に積層された銀ペースト層１６ｂからなる。銀ペースト層１６ｂには、外部引き出し用の陰極端子（図示せず）が連結されている。
【００７３】
（コンデンサ用電極体およびコンデンサの製造工程）
続いて、実施形態６に係るコンデンサ１の製造方法について図１０および図１１を参照して説明する。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）および図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、実施形態６に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【００７４】
まず、図１０（Ａ）に示すように、弁作用金属であるタンタル箔からなる陽極用基材４を準備する。
【００７５】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、陽極用基材４の表面に、Ｔａからなる金属粒子８を吹き付ける。本実施形態では、コールドスプレー法により、金属粒子８を陽極用基材４に吹き付ける。
【００７６】
図１２は、コールドスプレー装置の概略図である。コールドスプレー装置１００は、基材把持部１０１と、第１ノズル１０２と、第１材料供給部１０４と、ガス供給部１０６と、第１ヒータ１０８とを備える。
【００７７】
基材把持部１０１は、陽極用基材４を把持するものであり、陽極用基材４を加熱しながら第１ノズル１０２に対して相対移動させることができる。第１材料供給部１０４は、第１ノズル１０２に金属粒子８を供給し、ガス供給部１０６は、加圧された気体を第１ノズル１０２に供給する。ガス供給部１０６から第１ノズル１０２に向けて送り出された気体は、第１ヒータ１０８にて加熱されて第１ノズル１０２に送られる。第１ノズル１０２に供給された金属粒子８は、ガス供給部１０６から供給された気体の圧力により第１ノズル１０２から噴射される。なお、基材把持部１０１に対して、第１ノズル１０２を相対移動させる構成であってもよい。
【００７８】
図１０（Ｂ）に示すように、第１ノズル１０２から噴射された金属粒子８は、基材把持部１０１（図１２参照）に載置された陽極用基材４に吹き付けられる。金属粒子８は、陽極用基材４に衝突すると陽極用基材４の表面に結合する。また、噴射された金属粒子８が陽極用基材４に結合している金属粒子８に衝突した場合には、その衝突した金属粒子８に結合する。これにより、金属粒子８同士が結合して金属粒塊となる。そして、基材把持部１０１が陽極用基材４を第１ノズル１０２に対して相対移動させ、これにより陽極用基材４の所定領域全面に金属粒子８が吹き付けられる。
【００７９】
第１ノズル１０２からの金属粒子８の噴射速度を変えることで、金属粒子８の単位体積当たりの数、すなわち形成される層の空隙率を調整することが可能であり、金属粒子８の噴射速度を上げることで空隙率の低い緻密層６ａを、金属粒子８の噴射速度を下げることで空隙率の高い散在層６ｂを形成することができる。その結果、図１０（Ｃ）に示すように、緻密層６ａと散在層６ｂとが積層されてなる多孔質層６が陽極用基材４の表面に形成される。多孔質層６は、隙間９を有し、金属粒子８が網目状に結合した構造を有している。以上の工程により、コンデンサ用電極体としての陽極体２が形成される。多孔質層６の厚さは、例えば約５００μｍである。なお、第１ノズル１０２からの噴射ガス温度を変えることで、空隙率を調整することも可能であり、噴射ガス温度を上げることで空隙率の低い緻密層６ａを、噴射ガス温度を下げることで空隙率の高い散在層６ｂを形成することができる。また、緻密層６ａおよび散在層６ｂの形成は、第１材料供給部１０４から第１ノズル１０２への金属粒子８の供給量を調整することによっても制御することできる。
【００８０】
次に、図１１（Ａ）に示すように、陽極体２の表面を酸化して誘電体層１０を形成する。陽極用基材４および金属粒子８はＴａからなるため、誘電体層１０は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）からなる酸化皮膜である。本実施形態では、陽極体２を電解化成処理して誘電体層１０を形成する。具体的には、陽極体２を０．０１〜１．０質量％のリン酸水溶液の電解液中において定電圧で陽極酸化し、その表面に酸化タンタルからなる酸化皮膜を形成することによって、陽極用基材４の露出する表面および金属粒塊の表面に誘電体層１０を形成する。
【００８１】
次に、図１１（Ｂ）に示すように、誘電体層１０上に、誘電体層１０の表面を覆うように、すなわち陽極体２の多孔質部分の隙間９を埋めるようにして、化学酸化重合により導電性高分子層１４を形成する。具体的には、３，４−エチレンジオキシチオフェン、Ｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、１−ブタノールからなる化学重合液に陽極体２を浸漬した後、大気中で熱処理し、誘電体層１０上にポリチオフェン層を形成することによって、導電性高分子層１４を形成する。化学重合液による陽極体２の浸漬、熱処理工程は複数回繰り返して行われる。導電性高分子層１４としては、ポリチオフェン層以外に、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子からなる層やＴＣＮＱ錯塩からなる層等が挙げられる。
【００８２】
次に、図１１（Ｃ）に示すように、導電性高分子層１４上に、カーボンペースト層１６ａと、銀ペースト層１６ｂとがこの順に積層されて陰極用基材１６が形成される。これにより、導電性高分子層１４と陰極用基材１６とを含む陰極体１２が形成される。そして、陽極用基材４に陽極端子（図示せず）が例えば導電性接着剤を介して連結され、陰極用基材１６に陰極端子（図示せず）が例えば導電性接着剤を介して連結される。
【００８３】
以上の工程により、実施形態６に係るコンデンサ１を製造することができる。
【００８４】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態６に係るコンデンサ用電極体としての陽極体２およびコンデンサ１は、陽極用基材４上に空隙率が相対的に低い緻密層６ａと、空隙率が相対的に高い散在層６ｂとが積層された構造を有している。従来、パソコン、携帯電話等に代表される電子機器の小型化、動作周波数の高周波化に伴い、これらの電子機器に搭載されるコンデンサには、小型大容量化、低ＥＳＲ（等価直列抵抗）化の要求がますます高くなっていた。このような要求に対応することができるコンデンサとして導電性高分子を固体電解質として用いる固体電解コンデンサが開発されているが、近年の電子機器のさらなる小型化、動作周波数の高周波化に伴い、これらの電子機器に搭載されるコンデンサについても、さらなる低ＥＳＲ化が求められている。一般に、コンデンサは、陽極体２に、誘電体層１０と、陰極体１２とが積層された状態で、樹脂モールドにより外装されるが、外装時の成形圧や成形熱等によって生じるストレスが多孔質層６や導電性高分子層１４にかかって、これらに亀裂や剥離が生じるおそれがある。これに対し、本実施形態に係るコンデンサ１では、散在層６ｂよりも剛性の高い緻密層６ａが、陽極用基材４と陰極用基材１６との間に介在した構成となっているため、上述のストレスに対する耐性が向上する。これにより、多孔質層６や導電性高分子層１４には樹脂モールドに起因した亀裂や剥離等の損傷が発生しにくくなり、その結果、誘電体層１０と導電性高分子層１４との接触面積が所期通りに維持され、損傷に基づいたＥＳＲの増大を抑制することができる。
【００８５】
また、コンデンサ１は、相対的に抵抗の小さい緻密層６ａが陽極用基材４と陰極用基材１６との間に配置された構造となる。また、緻密層６ａが複数積層された場合には、コンデンサ１は、抵抗の低い緻密層６ａが陽極用基材４と陰極用基材１６との間で並列に並んだ構造となる。そして、相対的に抵抗の大きい散在層６ｂは、緻密層６ａがない場合よりも薄くなり、並列に並ぶ構造となる。これにより、コンデンサのさらなる低ＥＳＲ化を図ることができる。
【００８６】
また、陽極用基材４にコールドスプレー法により金属粒子８を吹き付けて、多孔質の陽極体２を形成している。そのため、陽極体の単位体積当たりの表面積を飛躍的に増大させることができ、コンデンサの大容量化が可能となる。また、単位体積当たりの表面積の増大によって、所望の容量を得るために必要な陽極体の体積を小さくすることができるため、コンデンサの低背化が可能となる。さらに、コールドスプレー法を用いることで、緻密層６ａと散在層６ｂとが交互に積層された構造をより簡単に形成することができる。
【００８７】
なお、上述の実施形態５と同様に、金属粒子８を複合粒子２１として陽極用基材４に吹き付けて多孔質層６（複合粒子２１の噴射速度を変える等の方法で空隙率を調整した緻密層６ａと散在層６ｂ）を形成してもよく、この場合には、コンデンサ用電極体の製造工程に要する時間を短縮することができるという効果が得られる。
【００８８】
（実施形態７）
実施形態７に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサは、その製造工程において、金属粒子８と有機物粒子１８とを陽極用基材４に噴射する点が実施形態６と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態６と基本的に同一である。実施形態６と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００８９】
（コンデンサ用電極体およびコンデンサの製造工程）
実施形態７に係るコンデンサの製造方法について図１３を参照して説明する。図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、実施形態７に係るコンデンサの製造方法を示す工程断面図である。
【００９０】
本実施形態では、まず、図１０（Ａ）に示す工程と同様に陽極用基材４を準備する。そして、図１３（Ａ）に示すように、コールドスプレー法により、陽極用基材４の表面に、金属粒子８および有機物粒子１８を吹き付ける。有機物粒子１８は、融点が室温以上の有機物であり、当該有機物としては、例えば、ポリピロールやポリチオフェン等の導電性高分子や、ＴＣＮＱ錯塩等の有機半導体等が挙げられる。好ましくは、後述するコールドスプレー法での衝突エネルギーによって上昇する温度以上の沸点を有する有機物である。
【００９１】
なお、本実施形態で用いられるコールドスプレー装置は、図４に示すコールドスプレー装置と同一である。
【００９２】
図１３（Ａ）に示すように、第１ノズル１０２から噴射された金属粒子８と、第２ノズル１１２から噴射された有機物粒子１８は、基材把持部１０１（図４参照）に載置された陽極用基材４に吹き付けられる。金属粒子８は、陽極用基材４に衝突すると陽極用基材４の表面に結合し、有機物粒子１８は、陽極用基材４に衝突すると陽極用基材４の表面に付着する。噴射された金属粒子８および有機物粒子１８が陽極用基材４に結合している金属粒子８もしくは付着している有機物粒子１８に衝突した場合には、その衝突した金属粒子８もしくは有機物粒子１８に結合または付着する。そして、基材把持部１０１が陽極用基材４を第１ノズル１０２および第２ノズル１１２に対して相対移動させ、これにより陽極用基材４の所定領域全面に金属粒子８および有機物粒子１８が吹き付けられる。金属粒子８および有機物粒子１８の直径は、例えば５００ｎｍ〜５０μｍである。
【００９３】
その結果、図１３（Ｂ）に示すように、金属粒子８が結合した金属粒塊と有機物粒子１８とからなる複合層５が陽極用基材４の表面に形成される。第１ノズル１０２からの金属粒子８の噴射量と第２ノズル１１２からの有機物粒子１８の噴射量との割合を変えることで、形成される層における単位体積当たりの金属粒子８の数を調整することが可能であり、これにより、図１３（Ｂ）に示すように、複合層５は、単位体積当たりの金属粒子８の数が多い複合緻密層５ａと、単位体積当たりの金属粒子８の数が少ない複合散在層５ｂとが積層された構造となる。なお、複合緻密層５ａおよび複合散在層５ｂの形成は、第１材料供給部１０４から第１ノズル１０２への金属粒子８の供給量、第２材料供給部１１４から第２ノズル１１２への有機物粒子１８の供給量を調整することによっても制御することができる。
【００９４】
次に、図１３（Ｃ）に示すように、複合層５が形成された陽極用基材４を、有機物粒子１８の沸点以上の温度まで加熱することにより、有機物粒子１８を除去する。これにより、有機物粒子１８が存在していた部分が隙間９となって、陽極用基材４の表面に、金属粒子８が網目状に結合した多孔質層６が形成される。有機物粒子１８が除去されることで、複合緻密層５ａが緻密層６ａに、複合散在層５ｂが散在層６ｂになる。以上の工程により、コンデンサ用電極体としての陽極体２が形成される。
【００９５】
以下、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示す工程と同様にして、陽極体２の表面が酸化されて誘電体層１０が形成され、誘電体層１０上に導電性高分子層１４が形成される。続いて、導電性高分子層１４上に陰極用基材１６が積層されて、陰極体１２が形成される。その後、陽極用基材４に陽極端子（図示せず）が連結され、陰極用基材１６に陰極端子（図示せず）が連結されて、コンデンサ１が完成する。
【００９６】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態７によれば、実施形態６の上述の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態では、金属粒子８とともに有機物粒子１８を陽極用基材４に噴射し、有機物粒子１８を除去して多孔質層６を形成している。そのため、より簡単に多孔質な陽極体を形成することができる。また、金属粒子８に対する有機物粒子１８の割合を散在層６ｂを形成するときよりも少なくして緻密層６ａを形成し、当該割合を緻密層６ａを形成するときよりも多くして散在層６ｂを形成している。そのため、より簡単に緻密層６ａと散在層６ｂとを形成することができる。
【００９７】
（実施形態８）
実施形態８に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサは、緻密層６ａ同士およびまたは緻密層６ａと陽極用基材４とが接し、散在層６ｂよりも電気抵抗率が小さい接続部をさらに備えた点が実施形態６と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態６と基本的に同一である。実施形態６と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００９８】
図１４は、実施形態８に係るコンデンサの構成を示す概略断面図である。本実施形態に係るコンデンサ１は、陽極体２と、誘電体層１０と、陰極体１２とを備えている。陽極体２は、陽極用基材４と、多孔質層６とを含んでいる。多孔質層６は、複数の金属粒子８が結合してなる金属粒塊を含む緻密層６ａと散在層６ｂとが積層された構造を有している。また、陽極用基材４は、緻密層６ａおよび散在層６ｂの積層方向に延在し、緻密層６ａと接する延在部２４を備えている。本実施形態では、延在部２４が接続部として機能している。延在部２４は、導電材料であれば特に限定されないが、弁作用金属およびその合金の少なくとも一方が好適に用いられる。本実施形態では、延在部２４を構成する金属としてＴａを用いた。陰極体１２は、導電性高分子層１４と、カーボンペースト層１６ａおよび銀ペースト層１６ｂを含む陰極用基材１６を備えている。
【００９９】
延在部２４は、陽極用基材４が金属箔からなる場合には、陽極用基材４の一部を折り曲げることで形成することができる。また、延在部２４は、金属基板の表面の所定位置にレジストを積層し、該レジストをマスクとしてエッチングして、レジストにより残った部分を延在部２４とし、他の部分を陽極用基材４とするようにして形成してもよい。
【０１００】
延在部２４が、緻密層６ａおよび散在層６ｂの積層方向に延在して各緻密層６ａと直に接することで、陽極用基材４と緻密層６ａ、および緻密層６ａ同士が、散在層６ｂを介した接続よりも、より低抵抗な状態で接続される。なお、延在部２４は、陰極用基材１６と電気的に接続されないように構成されている。
【０１０１】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態８によれば、実施形態６の上述の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態では、延在部２４によって陽極用基材４と緻密層６ａとが散在層６ｂを介した接続よりも低抵抗に接続されている。これにより、散在層６ｂよりも抵抗の小さい緻密層６ａが並列に接続された構成となるため、コンデンサのさらなる低ＥＳＲ化を図ることができる。
【０１０２】
（実施形態９）
実施形態９に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサは、散在層６ｂの所定領域に、接続部として空隙率の低い緻密部２６が設けられ、これにより陽極用基材４と緻密層６ａとが、あるいは緻密層６ａ同士が、散在層６ｂを介した接続よりも低抵抗な状態で接続されている点が実施形態６と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態６と基本的に同一である。実施形態６と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【０１０３】
図１５は、実施形態９に係る陽極体の構成を示す概略断面図である。本実施形態に係るコンデンサに用いられる陽極体２は、陽極用基材４と、複数の金属粒子８が結合してなる多孔質層６とを含んでいる。多孔質層６は、緻密層６ａと散在層６ｂとが積層された構造を有している。
【０１０４】
多孔質層６には、散在層６ｂの側方において、散在層６ｂ中の他の領域よりも空隙率の低い緻密部２６が設けられている。本実施形態では、緻密部２６が接続部として機能している。緻密部２６は、緻密層６ａおよび散在層６ｂの積層方向に延在しており、散在層６ｂの一方の面（図１５中下方の面）に設けられた緻密層６ａと接するとともに、他方の面（図１５中上方の面）に設けられた緻密層６ａと接している。散在層６ｂが陽極用基材４の直上に設けられている場合には、緻密部２６の一端は陽極用基材４と接することとなる。すなわち、散在層６ｂを挟んで対向する緻密層６ａ同士、もしくは陽極用基材４と緻密層６ａとが、緻密部２６を介して連結された構造となる。したがって、各緻密層６ａ同士が緻密部２６を介して連結され、この連結された複数の緻密層６ａが、緻密部２６を介して陽極用基材４と連結された構造となる。
【０１０５】
図１５に示す陽極体２は、次のようにして形成することができる。すなわち、コールドスプレー装置１００を用いて陽極用基材４に金属粒子８を吹き付けて緻密層６ａを形成する際に、ノズルを散在層６ｂの形成領域の外側にまで移動させて成膜する。これにより、緻密層６ａの形成領域が散在層６ｂの形成領域の側方にまで拡げられ、散在層６ｂと同層に形成された緻密層６ａ部分が緻密部２６となる。
【０１０６】
また、緻密部２６を形成する他の方法として次のようなものがある。すなわち、緻密層６ａを形成するときは、散在層６ｂを形成するときよりも、ノズルを陽極用基材４（もしくは最表面の緻密層６ａまたは散在層６ｂ）から離して金属粒子８を噴射し、散在層６ｂを形成するときは、緻密層６ａを形成するときよりも、ノズルを陽極用基材４に近づけて金属粒子８を噴射する。ここで、ノズルが陽極用基材４に近い場合は、噴射された金属粒子８は陽極用基材４の比較的狭い範囲に拡がり、ノズルが陽極用基材４から離れると、噴射された金属粒子８は陽極用基材４の広い範囲に拡がる。
【０１０７】
そのため、上述のように陽極用基材４からのノズルの距離を調整することで、図１６（Ａ）に示すように、陽極用基材４の中心領域に散在層６ｂが形成され、散在層６ｂの側方を含む領域に緻密層６ａが形成された状態となる。この結果、緻密層６ａのうち、散在層６ｂの側方に形成された部分が緻密部２６となる。なお、緻密層６ａを形成するときにノズルを陽極用基材４に近づけ、散在層６ｂを形成するときにノズルを陽極用基材４から離した場合には、図１６（Ｂ）に示すように、緻密層６ａの側方に散在層６ｂが形成された構造を形成することができる。図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）は、実施形態９に係る陽極体における変形例の構成を示す概略断面図である。
【０１０８】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態９によれば、実施形態６の上述の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態では、緻密部２６によって緻密層６ａ同士、およびまたは陽極用基材４と緻密層６ａとが散在層６ｂを介した接続よりも低抵抗に接続されている。そのため、コンデンサのさらなる低ＥＳＲ化を図ることができる。
【０１０９】
（実施形態１０）
実施形態１０に係るコンデンサ用電極体およびコンデンサは、径の異なる複数の金属粒子８を噴射して緻密層６ａと散在層６ｂとを形成した点が実施形態６と異なる。以下、本実施形態について説明する。なお、コンデンサのその他の構成および製造工程は実施形態６と基本的に同一である。実施形態６と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【０１１０】
図１７は、実施形態１０に係る陽極体の構成を示す概略断面図である。本実施形態に係るコンデンサに用いられる陽極体２は、陽極用基材４と、多孔質層６とを含んでいる。多孔質層６は、緻密層６ａと散在層６ｂとが積層された構造を有している。
【０１１１】
多孔質層６は、相対的に直径の大きい金属粒子８ａと、相対的に直径の小さい金属粒子８ｂとが結合してなり、金属粒子８ａは散在層６ｂよりも緻密層６ａに多く含まれ、金属粒子８ｂは緻密層６ａよりも散在層６ｂに多く含まれている。したがって、緻密層６ａに含まれる金属粒子８の平均粒径が、散在層６ｂに含まれる金属粒子８の平均粒径よりも大きい。言い換えれば、緻密層６ａは、その大部分が相対的に径の大きい金属粒子８ａが結合してなる金属粒塊からなり、散在層６ｂは、その大部分が相対的に径の小さい金属粒子８ｂが結合してなる金属粒塊からなる。これにより、各層における単位体積当たりの金属粒子の数密度が略同一の場合において、緻密層６ａの空隙率が散在層６ｂの空隙率よりも低くなっている。
【０１１２】
図１７に示す陽極体２は、次のようにして形成することができる。すなわち、図４に示すコールドスプレー装置１００を用いて、例えば第１ノズル１０２から大径の金属粒子８ａを噴射し、第２ノズル１１２から小径の金属粒子８ｂを噴射する。そして、第１ノズル１０２からの金属粒子８ａの噴射量と第２ノズル１１２からの金属粒子８ｂの噴射量との割合を変えることで、緻密層６ａと散在層６ｂとを形成することができる。
【０１１３】
以上説明した構成による作用効果を総括すると、実施形態１０によれば、実施形態６の上述の効果に加えて、さらに次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態では、径の異なる２種類の金属粒子８ａ、８ｂを用いて緻密層６ａおよび散在層６ｂを形成している。そのため、より簡単に緻密層６ａおよび散在層６ｂを形成することができる。
【実施例】
【０１１４】
以下、本発明の実施例を説明するが、これら実施例は、本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。図１８（Ａ）は、実施例に係るシミュレーションモデルの概略断面図であり、図１８（Ｂ）は、従来例に係るシミュレーションモデルの概略断面図である。【０１１５】
図１８（Ａ）に示すように、実施例に係るシミュレーションモデルは、陽極用基材４の表面に、第１の散在層６ｂ、第１の緻密層６ａ、第２の散在層６ｂ、および第２の緻密層６ａが、この順に積層された構造を有する。第２の緻密層６ａの表面には、導電性高分子層１４が積層され、導電性高分子層１４の表面には、陰極用基材１６が積層されている。図１８（Ａ）では、陰極用基材１６を構成するカーボンペースト層と銀ペースト層とを一体的に図示している。陰極用基材１６の表面の所定位置には、陰極端子１２ａが設けられている。陽極用基材４の一端は、散在層６ｂよりも側方に延びており、その先端に陽極端子２ａが設けられている。陽極端子２ａは、陽極用基材４のみと接した状態である。また、陽極用基材４の他端は、陽極用基材４、緻密層６ａ、および散在層６ｂをつなぐ連結部２５に接続されている。この連結部２５は、上述の実施形態８における延在部２４、あるいは実施形態９における緻密部２６に相当する。陽極用基材４、および緻密層６ａの材料をＴａとしたシミュレーションモデル（Ｔａ）と、Ａｌとしたシミュレーションモデル（Ａｌ）とを用意した。なお、両シミュレーションモデルとも散在層６ｂの材料はＴａとした。【０１１６】
実施例のシミュレーションモデルにおける各部の導電率、および寸法は表１に示す通りである。
【表１】
2010058534.tif 000003
表１中、Ｚは図１８（Ａ）に示すＸ方向（各層の一方の延在方向）およびＹ方向（各層の厚さ方向）に直交する方向である。【０１１７】
図１８（Ｂ）に示すように、従来例に係るシミュレーションモデルは、陽極用基材４の表面に、散在層６ｂが積層された構造を有する。散在層６ｂの表面には、導電性高分子層１４が積層され、導電性高分子層１４の表面には、陰極用基材１６が積層されている。図１８（Ｂ）においても、陰極用基材１６を構成するカーボンペースト層と銀ペースト層とを一体的に図示している。陰極用基材１６の表面の所定位置には、陰極端子１２ａが設けられている。陽極用基材４の一端は、散在層６ｂよりも側方に延びており、その先端に陽極端子２ａが設けられている。陽極端子２ａは、陽極用基材４のみと接した状態である。陽極用基材４の材料をＴａとしたシミュレーションモデル（Ｔａ）と、Ａｌとしたシミュレーションモデル（Ａｌ）とを用意した。なお、両シミュレーションモデルとも散在層６ｂの材料はＴａとした。【０１１８】
従来例のシミュレーションモデルにおける各部の導電率、および寸法は表２に示す通りである。
【表２】
2010058534.tif 000004
表２中、Ｚは図１８（Ｂ）に示すＸ方向（各層の一方の延在方向）およびＹ方向（各層の厚さ方向）に直交する方向である。【０１１９】
これらのシミュレーションモデルを用いて、２次元有限要素法を用いて電解シミュレーションを実施した。なお、各シミュレーションモデルは、周波数が高い領域を想定して静電容量をゼロとし、抵抗のみのモデルとした。また、各モデルにおいて、接触抵抗を無視し、また陽極端子２ａおよび陰極端子１２ａの抵抗をゼロとした。シミュレーションの結果得られた抵抗値をＥＳＲとした。各シミュレーションモデルのＥＳＲは表３に示す通りである。
【表３】
2010058534.tif 000005
【０１２０】
表３から、実施例のシミュレーションモデルが従来例のシミュレーションモデルよりも低いＥＳＲを有することが分かる。【０１２１】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。【０１２２】
例えば、上述の各実施形態では、コールドスプレー法を用いて多孔質な陽極体２を形成したが、周知のエアロゾルデポジション法やパウダージェット法等の非溶融状態の粒子を高速で吹き付けることで膜を形成する技術を用いて陽極体２を形成してもよく、これらの方法によっても、多孔質な陽極体２を形成することができる。【０１２３】
また、上述の各実施形態では、陽極用基材４としてタンタル箔を用いたが、陽極用基材４として複数の金属粒子８が結合して膜状構造となったものを用いてもよい。その場合、陽極用基材４は以下のようにして形成することができる。すなわち、上述のコールドスプレー法により板部材上に金属粒子８を吹き付けて当該板部材の表面に金属粒子８の膜を成膜し、その後、板部材を除去することで金属粒子８が結合してなる金属粒塊からなる陽極用基材４を形成することができる。
また、複数の金属粒子８を加圧成形し、焼結して陽極体２を形成してもよい。焼結により陽極体２を形成する場合、金属粒子８の加圧成形と焼結とを複数回繰り返すとともに、各回における加圧時の圧力や焼結温度、用いる金属粒子８の粒径を調整することにより、緻密層６ａと散在層６ｂとを形成することができる。【０１２４】
また、上述の実施形態６および７では、陽極用基材４としてタンタル箔を用いたが、陽極用基材４として弁作用金属からなるリード線を用いてもよい。その場合、リード線を、その軸を中心に回転させ、リード線の軸周りに金属粒子８を吹き付けることで多孔質層６を形成することができる。【０１２５】
また、本発明には、以下の構成が考えられる。
接続部が、基材の一部が緻密層および散在層の積層方向に延在した延在部であるコンデンサ用電極体。
接続部が、散在層の側方において、散在層中の他の領域よりも空隙率の低い緻密部であるコンデンサ用電極体。この場合、接続部は延在部と緻密部とを含んでもよい。
電極体形成工程において、基材に金属粒子を吹きつけて多孔質層を形成するコンデンサ用電極体の製造方法。
上述の製造方法によって形成されたコンデンサ用電極体を陽極体として用意する工程と、陽極体の表面を酸化して誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、誘電体層の表面を覆うように陰極体を形成する陰極体形成工程と、を含むコンデンサの製造方法。
【符号の説明】
【０１２６】
１  コンデンサ、  ２  陽極体、  ４  陽極用基材、  ５  複合層、  ５ａ  複合緻密層、  ５ｂ  複合散在層、  ６  多孔質層、  ６ａ  緻密層、  ６ｂ  散在層、  ８，８ａ，８ｂ  金属粒子、  ９  隙間、  １０  誘電体層、  １２  陰極体、  １４  導電性高分子層、  １６  陰極用基材、  １６ａ  カーボンペースト層、  １６ｂ  銀ペースト層、  １８  有機物粒子、  ２０  複合粒子、  ２１  複合粒子、  ２４  延在部、  ２６  緻密部、  １００  コールドスプレー装置、  １０１  基材把持部、  １０２  第１ノズル、  １０４  第１材料供給部、  １０６  ガス供給部、  １０８  第１ヒータ、  １１２  第２ノズル、  １１４  第２材料供給部、  １１８  第２ヒータ。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、コンデンサ用電極体に利用できる。
【図１】
2010058534.tif 000006
【図２】
2010058534.tif 000007
【図３】
2010058534.tif 000008
【図４】
2010058534.tif 000009
【図５】
2010058534.tif 000010
【図６】
2010058534.tif 000011
【図７】
2010058534.tif 000012
【図８】
2010058534.tif 000013
【図９】
2010058534.tif 000014
【図１０】
2010058534.tif 000015
【図１１】
2010058534.tif 000016
【図１２】
2010058534.tif 000017
【図１３】
2010058534.tif 000018
【図１４】
2010058534.tif 000019
【図１５】
2010058534.tif 000020
【図１６】
2010058534.tif 000021
【図１７】
2010058534.tif 000022
【図１８】
2010058534.tif 000023
【国際調査報告】
2010058534.tif 000024
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