(57)【要約】  第１の側面及び前記第１の側面の反対側の第２の側面のある陽極体（２１１）を有する陽極（２１０）である。第１の溝（２１３）は第１の側面にあり、第２の溝（２１３）は第２の側面にある。第１の溝と前記第２の溝はオフセットされているか又は異なる深さを有する。
2009505405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の側面及び該第１の側面の反対側の第２の側面を有する陽極体と、
前記第１の側面上の第１の溝と、前記第２の側面上の第２の溝と
を備え、前記第１の溝と前記第２の溝がオフセットされていることを特徴とする陽極。
【請求項２】
前記第１の溝の各々は第１の溝壁を有し、前記第２の溝の各々は第２の溝壁を有し、前記第１の溝壁のプレーナ突出部と前記第２の溝壁のプレーナ突出部の間の前記陽極体の断面積は、前記陽極体の断面積の合計の５０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の陽極。
【請求項３】
前記第１の溝壁の前記プレーナ突出部と前記第２の溝壁の前記プレーナ突出部の間の前記陽極体の断面積は、前記陽極体の前記断面積の合計の３０％未満であることを特徴とする請求項２に記載の陽極。
【請求項４】
前記第１の溝壁の前記プレーナ突出部と前記第２の溝壁の前記プレーナ突出部の間の前記陽極体の断面積は、前記陽極体の前記断面積の合計の２０％未満であることを特徴とする請求項３に記載の陽極。
【請求項５】
前記陽極体を横切る平行距離の、前記陽極体を横切るすべての平行距離の平均との偏差は、２０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の陽極。
【請求項６】
前記陽極体を横切る前記平行距離の、前記陽極体を横切るすべての平行距離の平均との偏差は、５％未満であることを特徴とする請求項５に記載の陽極。
【請求項７】
ＣＲが初期のパウダー充填高さを最終的な圧縮高さで割った圧縮比百分率であると定義されたとき、前記第１の溝（ＴＤ）の深さと前記第２の溝（ＢＤ）の深さの関係は、次式であることを特徴とする請求項１に記載の陽極。
ＴＤ≒ＢＤ×（１−ＣＲ）
【請求項８】
前記陽極体から伸びる少なくとも１本の陽極リード線を備えていることを特徴とする請求項１に記載の陽極。
【請求項９】
前記陽極体から伸びる複数の陽極リード線を備えることを特徴とする請求項８に記載の陽極。
【請求項１０】
前記少なくとも１本の陽極ワイヤの断面の縦横比は、少なくとも２．０から高々１００．０までであることを特徴とする請求項８に記載の陽極。
【請求項１１】
請求項９に記載の陽極を備えていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の陽極を備えていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項１３】
請求項１に記載の陽極を備えていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項１４】
第１の側面及び前記第１の側面の反対側の第２の側面を有する放射状に圧縮された陽極体と、
前記第１の側面上の第１の溝と、前記第２の側面上の第２の溝と
を備え、前記第１の溝と前記第２の溝がオフセットされていることを特徴とする陽極。
【請求項１５】
前記陽極のあらゆる領域における密度の、平均密度からのパーセント偏差は、せいぜい２０％しかないことを特徴とする請求項１４に記載の陽極。
【請求項１６】
前記陽極のあらゆる領域における密度の、平均密度からのパーセント偏差は、せいぜい１０％しかないことを特徴とする請求項１５に記載の陽極。
【請求項１７】
前記陽極のあらゆる領域における密度の、平均密度からのパーセント偏差は、せいぜい５％しかないことを特徴とする請求項１６に記載の陽極。
【請求項１８】
第１の側面及び前記第１の側面の反対側の第２の側面を有する陽極体と、
前記第１の側面上の第１の溝と、前記第２の側面上の第２の溝と
を備え、前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに５０％以上の深さを有することを特徴とする陽極。
【請求項１９】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに１００％以上の深さを有することを特徴とする請求項１８に記載の陽極。
【請求項２０】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに２００％以上の深さを有することを特徴とする請求項１９に記載の陽極。
【請求項２１】
前記陽極から伸びる陽極リード線をさらに備えていることを特徴とする請求項１８に記載の陽極。
【請求項２２】
前記陽極から伸びる２本以上の陽極リード線をさらに備えていることを特徴とする請求項２１に記載の陽極。
【請求項２３】
縦横比が少なくとも２．０から高々１００．０までである陽極ワイヤを備えていることを特徴とする請求項２１に記載の陽極。
【請求項２４】
請求項１８に記載の陽極を備えていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項２５】
陰極リードフレームをさらに備えていることを特徴とする請求項２４に記載のコンデンサ。
【請求項２６】
前記陰極リードフレームが、前記陽極の前記第１の側面上にあることを特徴とする請求項２４に記載のコンデンサ。
【請求項２７】
前記陰極リードフレームが、前記陽極の前記第２の側面上にあることを特徴とする請求項２４に記載のコンデンサ。
【請求項２８】
互いにオフセットされた、第１の溝を有する第１のダイと第２の溝を有する第２のダイの間にパウダーを配置するステップと、
前記パウダー中に少なくとも１つの陽極ワイヤを配置するステップと、
前記第１のダイと前記第２のダイの間の距離を前記少なくとも１つの陽極ワイヤに対して垂直方向に縮小し、かつその間の前記パウダーを圧搾するステップと
を含むことを特徴とする陽極の製造方法。
【請求項２９】
ＣＲが初期のパウダー充填高さを最終的な圧縮高さで割った圧縮比百分率であると定義されたとき、前記第１の溝（ＴＤ）の深さと前記第２の溝（ＢＤ）の深さの関係は、次式であることを特徴とする請求項２８に記載の陽極の製造方法。
ＴＤ≒ＢＤ×（１−ＣＲ）
【請求項３０】
前記縮小するステップに先立って前記パウダー中に第２の陽極リード線を配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の陽極の製造方法。
【請求項３１】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに５０％以上の深さを有することを特徴とする請求項２８に記載の陽極の製造方法。
【請求項３２】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに１００％以上の深さを有することを特徴とする請求項３１に記載の陽極の製造方法。
【請求項３３】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに２００％以上の深さを有することを特徴とする請求項３２に記載の陽極の製造方法。
【請求項３４】
第１の深さの第１の溝を有する第１のダイと第２の深さの第２の溝を有する第２のダイの間にパウダーを置くステップと、
断面の縦横比が少なくとも２．０から高々１００．０までである少なくとも１本の陽極ワイヤを前記パウダー中に配置するステップと、
前記第１のダイと前記第２のダイの間の距離を前記少なくとも１つの陽極ワイヤに対して垂直方向に縮小しかつその間の前記パウダーを圧搾するステップと
を含むことを特徴とする陽極の製造方法。
【請求項３５】
第１の深さの第１の溝を有する第１のダイと第２の深さの第２の溝を有する第２のダイの間にパウダーを置くステップと、
前記パウダー中に少なくとも１つの陽極ワイヤを配置するステップと、
前記第１のダイと前記第２のダイの間の距離を前記少なくとも１つの陽極ワイヤに対して垂直方向に縮小しかつその間の前記パウダーを圧搾するステップと
を含み、ＣＲが初期のパウダー充填高さを最終的な圧縮高さで割った圧縮比百分率であると定義されたとき、前記第１の溝（ＴＤ）の深さと前記第２の溝（ＢＤ）の深さの関係は、次式であることを特徴とする陽極の製造方法。
ＴＤ＝ＢＤ×（１−ＣＲ）
【請求項３６】
前記縮小するステップに先立って前記パウダー中に第２の陽極リード線を配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３４に記載の陽極の製造方法。
【請求項３７】
第１の深さの第１の溝を有する第１のダイと第２の深さの第２の溝を有する第２のダイの間にパウダーを配置するステップと、
前記パウダー中に少なくとも１つの陽極ワイヤを配置するステップと、
前記第１のダイと前記第２のダイの間の距離を前記少なくとも１つの陽極ワイヤに対して垂直方向に縮小しかつその間の前記パウダーを圧搾するステップと
を含み、前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに５０％以上の深さを有することを特徴とする陽極の製造方法。
【請求項３８】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに１００％以上の深さを有することを特徴とする請求項３７に記載のプロセス。
【請求項３９】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに２００％以上の深さを有することを特徴とする請求項３８に記載のプロセス。
【請求項４０】
第１の側面及び前記第１の側面の反対側の第２の側面を有する陽極体と、
前記第１の側面上の第１の溝と、
前記陽極から伸びる陽極ワイヤと
を備え、前記陽極ワイヤの断面の縦横比は、少なくとも２．０から高々１００．０までであることを特徴とする陽極。
【請求項４１】
前記断面の縦横比が少なくとも２．０から高々１００．０までである少なくとも２本の陽極ワイヤをさらに備えていることを特徴とする請求項４０に記載の陽極。
【請求項４２】
第２の側面上に第２の溝をさらに備えていることを特徴とする請求項４０に記載の陽極。
【請求項４３】
第１の側面及び前記第１の側面の反対側の第２の側面を有する陽極体を備えている陽極であって、
前記第１の側面上の第１の溝と、
前記陽極から伸びる陽極ワイヤと、
該陽極ワイヤの断面の縦横比は、少なくとも２．０から高々１００．０までであり、第２の側面上の第２の溝と
をさらに備え、前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに５０％以上の深さを有することを特徴とする陽極。
【請求項４４】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに１００％以上の深さを有することを特徴とする請求項４３に記載の陽極。
【請求項４５】
前記第１の溝は、前記第２の溝の深さの少なくともさらに２００％以上の深さを有することを特徴とする請求項４４に記載の陽極。
【請求項４６】
請求項４０に記載の陽極を備えていることを特徴とするコンデンサ。
【請求項４７】
第１の側面及び前記第１の側面の反対側の第２の側面を有する陽極体と、
前記第１の側面上の第１の溝と、
前記陽極体から伸びる少なくとも２本の陽極リード線と
を備え、前記陽極リード線のうち少なくとも１本の陽極リード線の縦横比は、少なくとも２．０から高々１００．０までであることを特徴とする陽極。
【請求項４８】
請求項４７に記載の陽極を備えていることを特徴とするコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オフセット又は不均等があり、最小密度勾配を有する溝付きの改善された陽極及びこの改善された陽極を備えたコンデンサに関する。より詳細には、本発明は、溝及び複数のワイヤ、好ましくはフラットワイヤを備えた改善された陽極を対象とする。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本発明は、２００４年４月２３日に出願され放棄された米国特許出願第１０／８３０，６１６号の一部継続出願である。本出願は、２００３年１２月８日に出願された係属中の米国特許出願第１０／７３０，７３６号に関連し、同出願を参照により本明細書に合体する。
【背景技術】
【０００３】
コンデンサの電気的特性の改善に対する継続的なニーズがある。具体的には、等価直列抵抗（ＥＳＲ）がより小さいコンデンサのニーズがある。
【０００４】
一般的な固体電解コンデンサの陽極は、陽極体を越えて伸び、コンデンサのプラスの取付け終端に結合されるリード線を有する多孔質の陽極体から成る。陽極は、最初にバルブ金属パウダーをペレットへ圧搾することにより形成される。バルブ金属にはＡｌ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，及びこれらの金属の混合物，合金，亜酸化物が含まれる。陽極は焼結されて個々のパウダー粒子間の融合した結合を形成する。固体電解コンデンサの陽極部分には電流に対するいくつかの抵抗がある。電流は、プラスの取付け終端から、陽極体に取り付けられるか埋め込まれているリード線まで流れなければならない。電流は、陽極体の外部で伸びる陽極リード部分を通って流れる。電流はプラスの終端を通って流れるが、陽極リードは直列抵抗をもたらし、これは仕上がったデバイスの等価直列抵抗（ＥＳＲ）の一因となる。陽極体の内部抵抗は、これも仕上がったデバイスのＥＳＲの一因となる並列抵抗をもたらす。電流は、リード線の出口箇所から陽極体へ、抵抗最小の経路を通って陽極体のすべての点まで進む。電流は、リード線から陽極体の中へ、リード線と多孔質陽極体を構成する微粒子の間の接触点を通らなければならない。次いで、電流は、陽極体を構成する焼結された微粒子の小さなネックを通り、多孔質陽極体を通って進まなければならない。
【０００５】
リード線の抵抗及び陽極体の抵抗は、抵抗向けの一般的な式によって決まる。
抵抗＝抵抗率×経路長／断面積
【０００６】
電流の流れに有効な断面積が増加すると、上記の式によって示されるように抵抗が低下する。リード線の最大径は陽極の寸法によって決まる。リード線の直径が陽極の厚さを上回ることはありえない。したがって、単一の円柱状リード線を通って流れる電流向けの最大断面積はπｄ2／４であり、ｄは直径である。所与の線径に対して、電流向けの最大断面積は、陽極体をプラスの取付け終端に結合するリード線の数に比例して増加する。したがって、ワイヤ数を増すことによって、プラスの取付け終端と陽極体の間の結合における抵抗は低下する。
【０００７】
例えば、本体の最上部へ溶接することによって陽極体にリード線を取り付けることができるが、陽極体内にリード線を埋め込むと流れる電流に対する抵抗が低下する。多孔質陽極体内へ伸びるリード線の場合、リード線から本体まで流れる電流に有効な断面積は、陽極体内のリードの外部表面積に比例する。最大面積は、π×ｄ×ｌに比例する（単一の円柱状リード線の場合）。この抵抗用語の断面積は、リード線の数を増すことにより増加することができる。リード線から最も遠い陽極体の点までリード線から流れる電流に対する経路長は、複数のリード線又は非円柱状のリード線、例えば、平板のリード線又はリボン状のリード線を利用することにより低下する。
【０００８】
例えば、特許文献１及び特許文献２に説明されるように、そうしなければ単一体であるコンデンサ本体上に窪み又は溝を備えた溝付き陽極によって、内部ポリマーを通る経路長が縮小し、外部ポリマーを通って流れる電流に対する断面積が増加する。
【０００９】
図１は、従来の溝付き陽極の斜視図である。図１に示されるような溝付き陽極を利用するコンデンサは多くの成果を収め、この技術は今日のコンデンサでまだ利用されている。陽極にワイヤを結合するための好ましい方法は、成形体（ｃｏｍｐａｃｔ）を圧搾（ｐｒｅｓｓ）するとき適所にワイヤを置くことである。これによって、陽極リードが陽極成形体の大部分の長さを通過し、ソリッドワイヤ陽極リード（通常Ｔａ陽極用のＴａワイヤ）とＴａ陽極間の接触面積を最大限にすることが可能になる。成形体は、結合剤の除去後に約１２００〜１６００℃で焼結する。ワイヤと陽極成形体間の接触面積は、成形体の厚さの関数であるワイヤの直径によって制限される。ワイヤと陽極成形体間の接触面積が低下するのにつれて、接触点の抵抗が増加する。ワイヤゲージが増加すると、ワイヤの内部抵抗が増加する。どちらの増加によっても、等価直列抵抗（ＥＳＲ）がより高くなり、コンデンサの性能が低下する。
【００１０】
たとえ溝付き陽極の使用が多くの成功を収めているにしても、それによって達成可能な電気的特性は頭打ち状態である。さらなる改善には、陽極又は陽極を形成するのに用いられるプロセス（ｐｒｏｃｅｓｓ；製造方法）の変更が必要である。
【００１１】
入念な研究によって、放射状に圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓ）した溝付き陽極の限界は、これらの陽極が形成されるプロセスの関数としてもたらされた密度のばらつきにあると明らかになった。密度ばらつきは圧縮のタイプ次第であると明らかになった。いかなる理論にも制限されずに、密度のばらつきが電解コンデンサのカソードとして働く固体電解質の含浸（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）におけるばらつきをもたらすと仮定される。密度のばらつきが固体電解質の外部被覆の有効範囲のばらつきをもたらすことも仮定される。図１を参照すると、陽極ワイヤ２０２を備える陽極２０１は、溝２０３を有する。陽極は、パウダーを陽極ワイヤに対して垂直に所望の形状へ放射状に圧搾し、続いて焼結することにより一般に形成される。形成されたパンチでの単段圧縮（ｓｉｎｇｌｅ  ｓｔａｇｅ  ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）は、溝のない領域よりも溝の間に大きな圧縮比を誘起し、それによって溝の間の密度が溝のない領域の密度より高くなる。あるいは、陽極は、陽極ワイヤと平行にパウダーを軸方向に圧搾することにより形成され、これは表面バニシングをもたらし、外部被覆の有効範囲も抑制する。
【００１２】
以前には理解されなかったこの現象に気付くことより、本発明者は、改善された溝付き陽極及びコンデンサを開発した。このことは、溝付き陽極の特性を、以前に実現可能であると考えられもの以上に拡張し、それによって電気的特性のさらなる改善が可能になる。
【００１３】
しかし、溝付き陽極に関連した他の問題に、陽極と陰極リードフレームの間の伝導が不十分なことがある。部分的なコンデンサの断面の走査電子顕微鏡写真が図２に示されている。
【００１４】
図２は、走査電子顕微鏡で撮られた部分的なコンデンサの断面図である。溝の空胴が深いか又は広いと、陰極リードフレームの全表面にわたって陽極を取り付けようとするとき困難が生じる。中央部の完全な銀の粘着性の有効範囲を有するリードフレームの中心で十分な接着が観測される。リードフレームの２つの外側部分には、陽極と陰極リードフレームの間に銀の小部分が認められる不十分な接触がある。リードフレームと陽極の間の接触面における損失によって境界面での抵抗がより高くなり、より高いＥＳＲを招く。経路長が長いとＥＳＲも増加する。コンデンサの電気的特性をさらに改善するための努力が進むにつれて、不十分な表面接触によってもたらされたＥＳＲによる制限が、コンデンサの設計を制限するパラメータとして顕在化する。導電性経路長の増加によってもＥＳＲが増加しえて、経路長を制限したいという要求がある。
【００１５】
本発明者は、入念な研究によって、コンデンサの設計技術及びより重要なことには陽極の設計と製造の技術を従来技術で実現可能であると考えられていたものを越えて進歩させ、したがって、進展中の研究において電気的特性の改善が可能になった。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５，９４９，６３９号明細書
【特許文献２】米国特許第３，３４５，５４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、改善された溝付き陽極及び同陽極を備えるコンデンサを提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、固体電解質含浸において改善された密度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を有する陽極を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に特有の特徴は、単位体積当りの高い静電容量を維持したまま、ＥＳＲ又はインダクタンスの増加なしで、コンデンサ及びコンデンサを含む回路の電気的特性をさらに改善できることである。
【００２０】
これらの利点及び他の利点は、第１の側面及び第１の側面の反対側の第２の側面を有する陽極体を有する陽極で与えられる。第１の溝は第１の側面上にあり、第２の溝は第２の側面上にある。第１の溝と第２の溝はオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）されている。
【００２１】
他の実施形態は、第１の側面及び第１の側面の反対側の第２の側面を有する陽極体を有する陽極で与えられる。第１の溝は第１の側面上にあり、第２の溝は第２の側面上にある。第１の溝は、第２の溝の深さの少なくとも５０％以上の深さを有する。
【００２２】
他の実施形態は、第１の溝を有する第１のダイと第２の溝を有する第２のダイの間にパウダーを置くステップであって、第１の溝と第２の溝が互いにオフセットされているステップと、
パウダー中に少なくとも１つの陽極ワイヤを配置するステップと、
第１のダイと第２のダイの間の距離を少なくとも１つの陽極ワイヤに対して垂直方向に縮小しかつその間のパウダーを圧搾するステップとを含む陽極を形成するためのプロセスで与えられる。
【００２３】
他の実施形態は、第１の深さの第１の溝を有する第１のダイと第２の深さの第２の溝を有する第２のダイの間にパウダーを置くステップと、
パウダー中に少なくとも１つの陽極ワイヤを配置するステップと、
第１のダイと第２のダイの間の距離を少なくとも１つの陽極ワイヤに対して垂直方向に縮小しかつその間のパウダーを圧搾するステップとを含む陽極を形成するためのプロセスで与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
密度の偏差がより小さく、抵抗がより低く、リードフレームとの接触がより優れている、コンデンサ向けの改善された陽極、及び陽極の改善に起因するコンデンサの改善された電気的特性が詳述される。
【００２５】
本明細書の一部をなす様々な図を参照しながら本発明を説明する。様々な図を通じて、番号は類似の要素にはそれに応じて番号が付けられる。
【００２６】
図３は、本発明の陽極の最上部斜視図で、図４は、図３に示した陽極の上面図である。符号２１０で全体的に示された陽極（ａｎｏｄｅ）は、放射状に圧縮された陽極体（ａｎｏｄｅ  ｂｏｄｙ）２１１及びそれに一体化している陽極ワイヤ（ａｎｏｄｅ  ｗｉｒｅ）２１２を備えている。この陽極ワイヤ２１２は、陽極体２１１に溶接されてよい。好ましい実施形態では、陽極ワイヤ２１２を陽極パウダー中に挿入し、パウダーを圧搾することによって陽極体２１１を形成し、陽極ワイヤ２１２をそこに固定する。本明細書でよりよく説明されるように、追加の陽極ワイヤ（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ  ａｎｏｄｅ  ｗｉｒｅ）２１２ａ〜ｄが含まれてよい。特に好ましい陽極ワイヤは、以下でさらに説明されるような平板のワイヤである。
【００２７】
陽極体２１１は、一連のオフセット溝（ｏｆｆｓｅｔ  ｆｌｕｔｅ）２１３を備え、溝の間の側方への突起は最小限である。このオフセット溝２１３のオーバーラップを最小限にすることにより、圧縮の増減にさらされる面積が最小限になり、それによって密度のばらつきが低下する。各溝表面（ｆｌｕｔｅ  ｆａｃｅ）２１５は、好ましくは外表面（ｏｕｔｅｒ  ｆａｃｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）２１４からコンデンサ本体を直接横切ってほぼ同じ距離「ａ」にある。この実施形態では、各溝壁２１６（ｆｌｕｔｅ  ｗａｌｌ）は、コンデンサ本体を直接横切る壁とほぼ同一平面上にある。というのは、これが、全体を通して理論的限界の非常に望ましい同一密度を有するコンデンサ本体を表すからである。
【００２８】
図５は、本発明の陽極の他の実施形態の上面図である。放射状に圧縮された陽極の本発明の他の実施形態が示されている。図５では、溝２１３はコンデンサ本体２１１にわたって平面状ではないが、これは製造環境において実現される。これは好まれないことであるが、ばらつきが起こりえるのは理解されることであり、軽微なばらつきは本発明の範囲内である。サイズの偏差によって、対向する溝壁２１６を含む想像上の面の間に低密度領域（ｌｏｗ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｒｅｇｉｏｎ）２１７が生じる。低密度領域を最小限にすることが好まれ、好ましくはコンデンサ本体の断面積の合計の約３０％未満の断面積に相当する。低密度領域が断面積の合計の約２０％未満に相当することはさらに好まれ、最も好ましくは断面積の合計の約１０％未満である。
【００２９】
図６は、本発明の陽極のさらに他の実施形態の上面図である。この実施形態では、交互の溝が、所望のものよりわずかに大きくてよく、対向する溝壁２１６を含む符号２１８として示された想像上の面の間の高密度領域（ｈｉｇｈ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｒｅｇｉｏｎ）をもたらす。高密度領域の総計を最小限にすることが好まれ、好ましくはコンデンサ本体の断面積の合計の約３０％未満の断面積に相当する。高密度領域の総計が断面積の合計のせいぜい約２０％にしか相当しないことが、より好まれる。容易に理解されるように、高密度領域及び低密度領域のどちらも最小限になることが好まれる。高密度領域と低密度領域の総計が、コンデンサ本体の断面積の合計の約５０％未満に相当することが最も好まれる。より好ましくは、高密度領域と低密度領域の総計が断面積の約３０％未満に相当し、さらに好ましくは、高密度領域と低密度領域の総計が約２０％未満に相当し、高密度領域又は低密度領域がないことが最も好まれる。
【００３０】
図７は、本発明の陽極のさらに他の実施形態の最上部斜視図である。陽極２２０は陽極体２２１を備え、それに陽極ワイヤ２２２が取り付けられている。補助陽極ワイヤ（ａｕｘｉｌｉａｒｙ  ａｎｏｄｅ  ｗｉｒｅ）２２２ａ及び２２２ｂが使用されてよい。陽極体２２１は、丸いオフセット溝２２３及び丸い表面（ｒｏｕｎｄｅｄ  ｆａｃｅ）２２４を含んでいる。コンデンサを横切る距離「ａ」は、好ましくは同一であるが、いかなる場合も平行距離におけるばらつきが平均距離から２０％を超えて変化してはならない。より好ましくは、コンデンサを横切る距離「ａ」の平行距離におけるばらつきは、平均から５％未満であるべきである。コンデンサの表面を横切る距離のばらつきは圧縮が異なる領域を表し、したがって、異なる密度を表すことは、本明細書の説明から明らかであろう。
【００３１】
図８は、本発明の陽極のさらに他の実施形態の上面図である。陽極２７０は、面取りされたアイランド（ｃｈａｍｆｅｒｅｄ  ｉｓｌａｎｄ）２７１及び面取りされた溝（ｃｈａｍｆｅｒｅｄ  ｆｌｕｔｅ）２７２を備え、その間に角度のある溝壁（ａｎｇｌｅｄ  ｆｌｕｔｅ）２７４がある。示されるように、端部（ｅｎｄ）２７５は平面状が好まれるかも知れないが、面取りされた端部又は丸い端部も可能である。少なくとも１つの陽極ワイヤ２７６が、陽極２７０から好ましくは溝２７２と平行に伸びるが、本明細書で他の実施形態について説明されるように、それらを他の表面上に合体することができる。
【００３２】
オフセット溝を有する陽極を圧搾（ｐｒｅｓｓ）する方法は、好ましくは水平圧縮（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）と垂直圧縮（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）から選択される。水平圧縮は、重力に対して実質的に垂直な圧縮と定義され、垂直圧縮は、重力に対して実質的に平行なものと定義される。水平圧縮に関して、対向するダイ（ｄｉｅ）の各々が同じ大きさの溝を有する。ダイが凹の構造（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成し、ダイの溝が最終的には圧縮された陽極のアイランドに対応する。同様に、ダイのアイランドは、圧縮された陽極の溝に対応する。垂直圧縮で、コンデンサの陽極にわたって圧縮が均一であることを保証するために、上側ダイと下側ダイは異なった溝深さを有する必要がある。ダイの詳細は、図９及び図１０を参照しながらより詳細に説明する。
【００３３】
図９は、水平圧縮で使用される圧搾機の最上部又は側面の図で、図１０は、垂直圧縮で使用される圧搾機の側面図である。パウダーを陽極に圧縮する方法は、図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００３４】
図９で、パウダーは、一般に箇所「Ａ」又は箇所「Ｂ」で導入される。箇所「Ｂ」での導入が好まれる。いずれの場合も、パウダーの適正量がダイの間に加えられる。左のダイ２３１は溝２３３を備え、深さ２３７は、アイランド２３５の最上部と溝の最下部の間の距離として定義される。右のダイ２３２も溝２３４を備え、深さ２３８は、アイランド２３６の最上部と溝の最下部の間の距離として定義される。左のダイ２３７の溝の深さは、好ましくは右のダイ２３８の溝の深さと同じである。あらゆる所与の溝の深さの差は、平均深さのせいぜい１０％しかないのが好まれ、平均深さのせいぜい５％しかないのがより好ましい。さらに好ましくは、あらゆる所与の溝の深さの差は、平均深さのせいぜい１％しかないのが好まれ、測定可能な差がないのが最も好まれる。左のダイ２３１は矢印２３９の方向に押しつけられ、右のダイ２３２は矢印２４０の方向に押しつけられる。ダイがほぼ同じ速さで内へ移動することが最も好まれる。全圧縮に達した後、陽極を焼結するために取り外すことができるように、ダイが分離することが好まれる。
【００３５】
垂直圧縮のための方法を図１０に関連して説明する。垂直圧縮は、ボトムダイ２５１及びトップダイ２５２を利用する。本実施形態では、ボトムダイは固定ダイである。パウダーがボトムダイ上に置かれ、トップダイがその上に降りる。ボトムダイ２５１は溝２５４及びアイランド２５６を備え、距離２５９は、溝の最下部に対するアイランド最上部の高さとして定義される。トップダイ２５２も溝２５３及びアイランド２５５を備え、距離２５８は、溝の最下部に対するアイランド最上部の高さとして定義される。パウダーは、一般に「Ｆ」と示された点線まで充填される。次いで、トップダイはボトムダイに向って矢印２５７の方向に押しつけられる。いかなる理論にも制限されずに、圧縮後に、下側ダイの溝によって形成されたアイランドの材料が、上側ダイの溝によって形成されたアイランドの材料より高い密度を有することが観測された。この密度勾配は、トップダイ（ＴＤ）用の溝深さをボトムダイ（ＢＤ）の溝深さに対して次式の関係にすることによって緩和することができる。
【００３６】
ＴＤ≒ＢＤ×（１−ＣＲ）
上式で、ＣＲは、すべての変数に不変の単位量を用いて、最終的な圧縮高さを初期のパウダー充填高さで割ったものとして定義される圧縮比であり、等式からの偏差は約１０％未満である。パウダー充填高さ及び圧縮高さは溝２５４の最下部から測定される。
【００３７】
図１１は、本発明の陽極のさらに他の実施形態の最上部斜視図で、図１２は、図１１に示した実施形態の上面図である。本実施形態は、図１１の正面斜視図及び図１２の正面図に示されるように等しくない溝深さを用いるものである。全体的に２１００で示された陽極は、大きい方の溝２１０１及び小さい方の溝２１０２を備え、大きい方の溝の深さは小さい方の溝の深さより大きい。大きい方の溝の深さが小さい方の溝の深さの少なくともさらに５０％以上（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ５０％  ｍｏｒｅ  ｔｈａｎ；１５０％以上）であることが好ましい。大きい方の溝の深さが小さい方の溝の深さの少なくともさらに１００％以上（ａｔ  ｌｅａｓｔ  １００％  ｍｏｒｅ  ｔｈａｎ；２００％以上）であることがより好まれ、少なくともさらに２００％以上（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ２００％  ｍｏｒｅ  ｔｈａｎ；３００％以上）であることがさらに好まれる。大きい方の溝の各々は、大きい方の面２１０３、大きい方の基部２１０６及び大きい方の壁２１０５を有する。小さい方の溝の各々は、小さい方の面２１０４、小さい方の基部２１０７及び小さい方の壁２１０８を有する。本実施形態では、小さい方の溝と小さい方の基部が同一平面上にあり、小さい方の壁が存在しない。好ましい実施形態では、すべての面は平行であり、大きい方の面がほぼ同一平面上にあり、小さい方の面もほぼ同一平面上にある。すべて基部が、同一平面上の大きい方の基部及び同一平面上の小さい方の基部とほぼ平行であることも好まれる。構成された様々な構造要素、溝又はアイランドの間の移行には、いくぶん丸みをつけるか又は面取りしてよい。陽極は正面２１１１を有し、少なくとも１つの陽極ワイヤ２１０９がそこから伸びる。好ましくは正面と平行であって同一形状をしている背面は、見えないが、本明細書の説明から理解されよう。正面の陽極ワイヤの代りに、又は正面の陽極ワイヤに加えて、側壁２１１０、大きい方の面２１０３、又は小さい方の面２１０４あるいはそれらの任意の組合せから側面の陽極ワイヤ２２０１が伸びてよいが、最も好まれるのは正面の陽極ワイヤのみである。
【００３８】
陰極リードフレームは、好ましくは小さい方の面２１０４に粘着的に取り付けられるが、接触を改善すると理解されるであろう。他の実施形態では、陰極リードフレームから陽極の反対側までの伝導経路長を縮小するために、陰極リードフレームを大きい方の面２１０３に粘着的に取り付けることができる。陽極ワイヤがない面に陰極が取り付けられるであろうということが当業者には明らかであろう。
【００３９】
特に好ましい実施形態では、陽極の任意の領域における密度の平均密度からのパーセント偏差はせいぜい１０％しかない。より好ましくは、陽極の任意の領域の密度の平均密度からのパーセント偏差はせいぜい５％しかなく、最も好ましくは、陽極の任意の領域の密度の平均密度からのパーセント偏差はせいぜい１％しかない。好ましくは図１３乃至図２１及び図２５乃至図３０に説明されるような放射状の圧縮圧搾機（ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ  ｐｒｅｓｓ）を使用して低い密度偏差を実現する。
【００４０】
図１３は、説明のための部分切り欠きのある水平多段式圧縮圧搾機の上面図で、図１４は、図１３に示した線１４−１４に沿って見た説明のための部分切り欠きのある図で、図１５は、図１４に示した線１５−１５に沿って見た図である。
【００４１】
図１３，図１４及び図１５に水平のパウダー圧搾機２６が示されている。一様な四辺形断面の細長い圧縮室２７は、平らな支持物２８の形の底壁、支持物２８の上方へ臨む面から上方へ伸びる均等な高さで向い合った平行の垂直面を有する一対の平行な側壁３１，３２及び側壁３１，３２の同一平面上の天面と係合する平らな底面を有する頂壁３３によって形成される。対向した６つのリブパンチの組３６，３６’及び対向した４つのチャンネルパンチの組３７，３７’が、圧縮室（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）２７の対向した開放端へ伸びる。直線往復運動可能な（ｌｉｎｅａｒｌｙ  ｒｅｃｉｐｒｏｃａｂｌｅ）リブパンチ３６及びチャンネルパンチ３７は交互に配置された平坦板である。頂壁（ｔｏｐ  ｗａｌｌ）３３は、頂壁３３の開口４３を通ってパウダー圧縮室２７内へ挿入されたワイヤ４２を収容するために垂直に伸びる開口４１を有する圧搾脚（ｐｒｅｓｓ  ｆｏｏｔ）３９によって、側壁３１、３２の天面上の適所に保持される。
【００４２】
電力供給された４つの駆動機構５１，５２，５３，５４が支持部２８に取り付けられている。駆動機構５１は、スラストブロック５９内のネジ切リされた開口５８を通って伸びる水平に配設されたネジ５７を駆動する、支持部２８に固定された電動機５６を含む。スラストブロック５９はＴ形材の凸縁（ｔｏｎｇｕｅ）及び溝結合６０を有し、支持部２８によって、モータ５６がネジを回転するときにスラストブロック５９がネジ５７の軸線方向に移動することが可能になる。スラストブロック５９は、一対のスラスト棒６２によってリブパンチ３６に結合される片持ちアーム６１を含んでいる。駆動機構５２は、スラストブロック６９を通って内側にネジが切ってある開口６８とネジ係合する出力ネジ６７を有する電動機６６の形で、電力供給された駆動部を含んでいる。スラストブロック６９はＴ形材の凸縁を有し、支持部２８と溝結合する。スラストブロック６９は、一対のスラスト棒７２によってチャンネルパンチ３７に結合される片持ちアーム７１を含んでいる。
【００４３】
駆動機構５３，５４は、同じように、電動モータ７６，７７、ネジ７８，７９、ならびにスラストアーム８３，８４及びスラスト棒８６，８７によってリブパンチ３６’及びチャンネルパンチ３７’に結合されたネジブロック８１，８２を含んでいる。
【００４４】
図１６は、圧縮しない位置でのリブパンチ及びチャンネルパンチを示す図１３に示した圧搾機の部分上面図で、圧搾機２６の空の圧縮室２７の上面図であり、頂壁３３及び圧搾脚３９は除去されている。圧縮室２７は、バルブパウダーで充填する準備ができている。リブパンチ（ｒｉｂ  ｐｕｎｃｈ）３６，３６’及びチャンネルパンチ（ｃｈａｎｎｅｌ  ｐｕｎｃｈ）３７，３７’は、圧縮段階の動作中に所望の圧縮度合いを実現するように、圧縮しない位置又はパウダーを装填する適切な位置に調整されている。図１６乃至図２１に示された例では、圧縮比は３対１である。
【００４５】
図１７は、圧縮室に蓄積されたバルブパウダーを示す図１６に類似の上面図で、バルブパウダー（ｖａｌｖｅ  ｐｏｗｄｅｒ）８８で充填された圧縮室を示している。頂壁（図示せず）は側壁３１、３２の上に置かれ、圧縮脚３９（図示せず）は頂壁３３（図示せず）に対向して載せるようになっている。次いで、ワイヤ４２を、パウダー８８中に適切な深さに伸ばす。ここでは、パウダー８８は、圧縮されてコンデンサ素子になる準備ができている。示された例では、圧縮中に、リブパンチ３６と３６’の対向する端間の距離で３から１への縮小があり、圧縮中にチャンネルパンチ３７と３７’の端間の距離で３から１への縮小がある。したがって、対向するチャンネル間のリブ領域及びウエブ領域は、どちらも等しく圧縮されることになり、すなわち、同じ度合い又は程度まで圧縮される。
【００４６】
図１８は、圧縮位置におけるリブパンチ及びチャンネルパンチならびに圧縮された状態のコンデンサ素子を示す圧縮室の上面図である。製造工程における圧縮ステップの完了を示し、リブパンチ３６，３６’及びチャンネルパンチ３７，３７’は圧縮位置に移動されている。パンチは、図１６及び図１７に示された圧縮しない位置又は圧縮室の装填位置から図１８に示される圧縮位置へ、圧縮しない位置から圧縮位置へパンチが移動する距離に比例した速度で移動する。リブパンチ３６，３６’は、チャンネルパンチ３７，３７’より速く移動し、どちらのパンチの組も、図１８に示された圧搾位置又は圧縮位置に同時に到着する。したがって、コンデンサ素子８９のリブ領域のパウダーの圧縮率は、コンデンサ素子８９の、対向して配設されたチャンネル間のウエブの圧縮率と同じである。コンデンサ素子８９のリブ領域及びウエブ領域の仕上り幅に比例した距離で離隔されたパンチを用いた圧縮を開始し、圧縮中に移動する距離に比例した速度で圧縮中にパンチを移動させることによって、密度が一様なコンデンサ素子８９が作製される。
【００４７】
図１９は、コンデンサ素子からのチャンネルパンチの引き抜きを示す圧縮室の上面図である。図１９に示される次の製作ステップでは、チャンネルパンチ３７，３７’は、コンデンサ素子８９に形成されたチャンネルから引き出され、操作上の目的のために図１６及び図１７に示されるパウダーの装填位置へ引き出されてよい。リブパンチ３６，３６’を圧縮位置に維持する一方でチャンネルパンチ３７，３７’を引き出すことによって、形成されたコンデンサ素子８９の端部の破損が回避される。
【００４８】
図２０は、コンデンサ素子からリブパンチ及びチャンネルパンチを取り外した様子を示す圧縮室の上面図である。図２０に示されるように、リブパンチ３６，３６’は引き出されており、図１６及び図１７に示される圧縮室の装填位置に位置決めしてよい。
【００４９】
図２１は、圧縮室の１対の側壁の離脱を示す上面図である。図２１に示される次の製作ステップでは、圧縮脚３９及び頂壁３３が上昇し、側壁３１，３２は互いに横方向に遠ざけられて素子８９を完全に解放する。この時点で、コンデンサ素子８９は、その側面を研磨することなく取り外すことができる。
【００５０】
図２２乃至図２４は、コンデンサ素子を製造する圧搾機を示す図で、図２２は、圧縮に先立って圧縮室内のパウダーを示す単段圧縮で形成されたパンチ圧搾機（ｐｕｎｃｈ  ｐｒｅｓｓ）の断面図、図２３は、図１１に示したパンチ圧搾機を圧縮位置で示す断面図、図２４は、図１１に示したパンチ圧搾機が圧縮されたコンデンサ素子から引き抜かれた様子を示す断面図である。
【００５１】
図２２に示されるように、側壁９１，９２、底壁（図示せず）、及び対向するパンチ９３，９４によって形成された圧縮室がパウダーで充填され、頂壁が閉じられた後に、対向するパンチ９３，９４は、図２３に示される圧縮位置へ移動する。パンチ９３，９４のチャンネルを形成する部分が、リブを形成する部分と同じ距離を移動するので、チャンネル間のウエブ領域は圧縮される程度がリブより大きい。コンデンサの品質の見地から、コンデンサ素子の圧縮が不均一なことは非常に有害である。パンチ９３、９４が解放されるか又は引き出されるとき、図２４に示されるように、コンデンサ素子の一部がはく離しがちである。というのは、パンチの閉じ込め内の圧縮されたパウダーの圧力が圧縮されたコンデンサ素子の引張強さより大きいからである。図示された従来技術のパウダー圧縮圧搾機における前述の欠点は、本明細書に開示された発明によって改善される。
【００５２】
図２５及び図２６は、本発明の縦圧搾機１０１の実施形態を概略的に示す図で、図２５は、説明のための部分切り欠きがある垂直圧搾機の側面図、図２６は、図２５に示した線２６−２６に沿って見た図である。
【００５３】
電力供給された４つの駆動機構１０２，１０３，１０４，１０６が垂直支持壁１０７に固定され、また、バルブパウダー圧縮室１０８が、垂直壁１０７、側壁１１１，１１２，１１３、対向するリブパンチ１１６，１１６’の組、及び垂直壁１０７に取り付けられたガイドブロック１２１，１２２に支持される対向するチャンネルパンチ１１７，１１７’の組によって形成される。側壁１１１，１１２，１１３は、圧縮脚１３１，１３２，１３３によって、解放可能に適所に保持される。電動機１４１，１４２，１４３，１４４によって駆動された駆動ネジ１３６，１３７，１３８，１３９は、スラストブロック１４６，１４７，１４８，１４９のネジ切りされた開口とネジ係合（ｔｈｒｅａｄｉｎｇｌｙ  ｅｎｇａｇｅ）する。これらのスラストブロックは、図１３乃至図１５に示される本発明の実施形態向けに与えられたものに類似のスライドする凸縁及び壁１０７との溝結合を有する。支持壁１０７は開口１６１を有し、これを通してコンデンサワイヤ１６２を圧縮室１０８へ挿入することができる。
【００５４】
図２７は、パウダーで充填された圧縮チャンバを示すための部分切り欠きがある部分的側面図で、バルブパウダーを圧縮室１０８内に置くことができるように、圧縮室１０８から十分に引き出された上側リブパンチ１１６及び上側チャンネルパンチ１１７を示している。下側リブパンチ１１６’及び下側チャンネルパンチ１１７’の頂部端は、チャンバ１０８が最上部まで充填されるときにコンデンサ素子を形成するパウダー１５１の所望量を供給するように位置決めされる。
【００５５】
図２８は、充填された圧縮チャンバの最上部へ降りた上側リブパンチ及び上側チャンネルパンチを示す部分的側面図である。次いで、図２８に示されるように、上側リブパンチ１１６及び上側チャンネルパンチ１１７が降りて圧縮室１０８の上部開口を閉じる。
【００５６】
図２９は、所望の圧縮前位置に調整されたリブパンチ及びチャンネルパンチを示す部分的側面図である。次に、図２９に示されるように、上側チャンネルパンチ１１７及び下側チャンネルパンチ１１７’が、圧縮室１０８内へ等しい距離だけ伸びるように調整される。これは、上側チャンネルパンチ１１７及び下側チャンネルパンチ１１７’を同時に同じ距離だけ降ろすことにより達成される。ここでは、圧搾機は、圧縮ステップの準備ができている。圧縮されるパウダー１５１に対してワイヤ１６２が中心に配置され、パンチ１１６と１１６’がワイヤ１６２の中心を通る水平面１５２から等距離にあり、パンチ１１７と１１７’も水平面１５２から等距離にあることは注目されよう。図２３に示されるコンデンサ素子１５３は、パウダー１５１を３対１に圧縮することによって形成される。換言すれば、図２９に示された対向するリブパンチ１１６と１１６’の間の距離は、圧縮ステップで１／３に縮小される。同様に、図２９に示された対向するチャンネルパンチ１１７と１１７’の間の距離も、圧縮ステップで１／３に縮小される。素子のリブ領域とウエブ領域とで均等な圧縮率を達成するために、対向するリブパンチ１１６と１１６’は、チャンネルパンチ１１７と１１７’が互いの方へ移動する速度より速く互いの方へ移動する。圧縮ステップ中に、リブパンチとチャンネルパンチの移動速度の比は、前記リブパンチとチャンネルパンチの移動距離の比と等しい。チャンネル間のリブ領域とウエブ領域のパウダーの均等な圧縮率が達成され、こうして圧縮中にパウダーが横へ移動するのを回避する。コンデンサ素子１５３の一様な圧縮密度が実現される。
【００５７】
図３０は、圧縮位置におけるリブパンチ及びチャンネルパンチならびに圧縮された状態のコンデンサ素子を示す部分的側面図である。図３０によって示された圧縮ステップに続いて、駆動機構１０２，１０３，１０４，１０６によってチャンネルパンチ１１７，１１７’が素子１５３から後退し、次にリブパンチ１１６，１１６’が圧縮しない位置へ後退する。次いで、側壁１１１，１１２及び１１３がコンデンサ素子１５３から遠ざけられ、コンデンサ素子１５３の表面を研磨することなく除去することが可能になる。このパンチ１１６，１１６’，１１７，１１７’の後退及び側壁の移動は、図１３乃至図２１に示された水平圧搾機によってコンデンサ素子９２を製作するのに用いられた処理手順に似ている。
【００５８】
図３１は、本発明のコンデンサを示す図で、図３２は、図３１に示した線３２−３２に沿って見た断面図である。図３１では、２１９０で全体的に示されたコンデンサは、本明細書に説明される溝付き又はオフセットされた陽極２１９１を備えている。少なくとも１つの陽極ワイヤ２１９２が陽極に取り付けられるか一体化され、溝付き陽極２１９１と陽極リード２１９３の間に電気的接続性をもたらす。陽極ワイヤの断面は、丸ではなく平板であるのが好ましい。より好ましくは、陽極ワイヤの断面の縦横比は、少なくとも２．０から高々１００．０までである。より好ましくは、横断面の縦横比は少なくとも４．０である。断面の縦横比が約２．０未満であると、特性は丸形断面のものに近くなる。断面の縦横比が約１００．０を上回ると、ワイヤは構造的に弱くなる。断面の縦横比は、最長の断面と最短の断面の比として定義される。例えば、正方形の断面の縦横比は１となり、断面の縦横比が２．０であるということは、最長の断面の寸法が最短の断面長の２倍であることを示す。陽極リード２１９３は、当技術で既知の本明細書では限定されない任意の方法によって、陽極ワイヤに電気的に接続することができる。誘電体層２１９４は、当技術で既知の限定されない任意の方法によって、溝付き陽極の表面に堆積される。陰極層２１９７は、当技術で既知の本明細書では限定されない任意の方法によって、誘電体層の表面に堆積される。陰極層は陰極リード線２１９５に電気的に接続され、コンデンサ全体が、陽極リード脚２１９８及び陰極リード脚２１９９を例外として非導電性樹脂２１９６で覆われている。
【００５９】
陽極金属は、タンタル，アルミニウム，ニオブ，ハフニウム，ジルコニウム，チタン又はこれらの要素の化合物及び合金を含む、固体コンデンサで一般に使用される金属をすべて含んでいる。最も好ましくは、陽極金属は、酸化タンタル又は酸化ニオブ、あるいはタンタルの窒化物又はサブ窒化物から選択される。
【００６０】
陽極ワイヤは、好ましくは陽極を形成する金属と同じ材料である。陽極ワイヤは圧搾して焼結された陽極に溶接するか、又はパウダー中へ挿入して、陽極を圧縮して焼結することによる圧力によって固定することができる。陽極ワイヤが挿入された陽極パウダーを圧搾することが好まれる。
【００６１】
誘電体層は、本明細書では限定されず、固体コンデンサで一般に使用される任意の誘電体でありえる。特に関係があると言及されたものには陽極金属の酸化物が含まれる。
【００６２】
陰極層は、内部誘電体表面及び外部誘電体表面を覆う主要な陰極層を備え、外部陰極層は、主要な陰極層及び１つ又は複数の追加の外層を備えている。主要な陰極層は本明細書では限定せず、あらゆる陰極は、固体コンデンサで一般に使用される任意の陰極材料でありえる。主要なカソードは有機材料であり、詳細には本来導電性ポリマーでありえる。例示のポリマーとしては、７，７’，８，８’−テトラシアノキノジメタン（ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）複合体、重合アニリン、重合ピロール、重合チオフェン、及びそれらの派生物がある。主要な陰極層は、酸化マンガンでもありえる。一般に、主要な陰極層は、カーボン層及びニッケル、銅、銀などのメタル層、あるいはカーボンを含む層と粘着性層の組合せで被覆される。
【００６３】
保護樹脂は本明細書では限定されず、電気部品で一般に使用される任意の非導電材料を含んでよい。
【００６４】
溝付き陽極の設計によってＥＳＲが低下する。溝設計の利益には、ａ）経路長が縮小することによる、陽極内に含まれる陰極層の抵抗の低下及び、ｂ）外部層及び接触面電流が流れる表面積が増加することによる、外部陰極及びグラファイト層に関連した、接触面の抵抗を含む抵抗の低下が含まれる。しかし、溝設計の有効性が低下する難点もある。１つには、対向する溝の間の断面積が低下することによる陽極の内部電気抵抗の増加がある。
【００６５】
溝深さ対抵抗の影響を求めるために、産業界で一般に使用される適当な有機バインダを使用して、市販のコンデンサ等級のタンタルパウダーから一連のタンタル陽極を圧搾した。各陽極は、幅０．１４インチ（３．５６ｍｍ）、長さ０．１９インチ（４．８２ｍｍ）、厚さ０．０６７インチ（１．７０ｍｍ）、溝幅０．０２２インチ（０．５６ｍｍ）で、溝深さは、それぞれ０．０１３（０．３３）、０．０１５（０．３８）、０．０１７（０．４３）、０．０１９（０．４８）、０．０２１（０．５３）インチ（ｍｍ）であった。各陽極は６ｇ／ｃｃの密度まで圧搾し、１３７５℃で１５分間焼結した。各陽極には、０．０１６インチ（０．４１ｍｍ）の直径の単一のタンタル線が組み込まれた。
【００６６】
図３３は、電気抵抗を溝深さの関数としてグラフに示した図である。図３３に与えられた結果は、深さが増加した溝を組み込むことによって実現した電気抵抗の増加を明瞭に示している。
【００６７】
また、図３３は、様々な溝深さを有する同一サイズの陽極について、溝深さが増加すると陽極体を通して電気抵抗が増加することを示す図である。この陽極抵抗の増加は、溝付き陽極設計を有するコンデンサのＥＳＲ性能に悪影響を及ぼす。複数のワイヤを使用すると、この悪影響を効果的に緩和することができる。設計の異なる陽極のＥＳＲを評価して、溝付き対標準又は溝なし、あるいはワイヤ１本対ワイヤ３本構成の比較を行った。
【００６８】
複数ワイヤ陽極の効果を求めるために、産業界で一般に使用される適当な有機バインダを使用して、市販のコンデンサ等級のタンタルパウダーから一連のタンタル陽極を準備し、６ｇ／ｃｃの圧搾密度に圧搾した。各陽極は、幅０．１４インチ（３．５６ｍｍ）、長さ０．１９インチ（４．８３ｍｍ）、パウダー重量０．１４４グラムであった。陽極は１３７５℃で１５分間焼結した。それぞれの場合に、０．０１６インチ（０．４１ｍｍ）のタンタル線を組み込んだ。４つのタイプの陽極を準備した。２つのタイプは、厚さ０．０５５インチ（１．４０ｍｍ）の標準的な長方形の陽極であり、一方が単一の陽極ワイヤを有し、他方は３本の陽極ワイヤを有するものであった。他の２つのタイプは、０．０６７インチ（１．７０ｍｍ）の厚さ、０．２２インチ（５．５９ｍｍ）の溝幅及び０．０１９インチ（０．４８ｍｍ）の溝幅を有する溝付き陽極を備えるものであった。一方の溝付き陽極は単一の陽極ワイヤを有し、他方の溝付き陽極は３本の陽極ワイヤを有するものであった。８つの各タイプの陽極のＥＳＲが測定され、表１に記録された。
【００６９】
【表１】
2009505405.tif 000003
【００７０】
表１に示された結果は、複数の陽極ワイヤが溝付き陽極に組み込まれたときの相乗効果を明瞭に示している。溝付き陽極単独では、試料１と試料２の比較によって示されるように、抵抗において測定誤差の範囲内の差である最小限の抵抗差を示す。複数のワイヤを使用すると、試料３で見られるように、ＥＳＲにおける改善が実現される。溝付き陽極と複数の陽極ワイヤの組合せは、試料４のように意外な相乗効果をもたらす。
【００７１】
本発明が、好ましい実施形態を特に強調して制限なしで説明してきた。本発明の技術的範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲で説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来の溝付き陽極の斜視図である。
【図２】走査電子顕微鏡で撮られた部分的なコンデンサの断面図である。
【図３】本発明の陽極の最上部斜視図である。
【図４】図３に示した陽極の上面図である。
【図５】本発明の陽極の他の実施形態の上面図である。
【図６】本発明の陽極のさらに他の実施形態の上面図である。
【図７】本発明の陽極のさらに他の実施形態の最上部斜視図である。
【図８】本発明の陽極のさらに他の実施形態の上面図である。
【図９】水平圧縮で使用される圧搾機の最上部又は側面の図である。
【図１０】垂直圧縮で使用される圧搾機の側面図である。
【図１１】本発明の陽極のさらに他の実施形態の最上部斜視図である。
【図１２】図１１に示した実施形態の上面図である。
【図１３】説明のための部分切り欠きのある水平多段式圧縮圧搾機の上面図である。
【図１４】図１３に示した線１４−１４に沿って見た説明のための部分切り欠きのある図である。
【図１５】図１４に示した線１５−１５に沿って見た図である。
【図１６】圧縮しない位置でのリブパンチ及びチャンネルパンチを示す図１３に示した圧搾機の部分上面図である。
【図１７】圧縮室に蓄積されたバルブパウダーを示す図１６に類似の上面図である。
【図１８】圧縮位置におけるリブパンチ及びチャンネルパンチならびに圧縮された状態のコンデンサ素子を示す圧縮室の上面図である。
【図１９】コンデンサ素子からのチャンネルパンチの引き抜きを示す圧縮室の上面図である。
【図２０】コンデンサ素子からリブパンチ及びチャンネルパンチを取り外した様子を示す圧縮室の上面図である。
【図２１】圧縮室の１対の側壁の離脱を示す上面図である。
【図２２】圧縮に先立って圧縮室内のパウダーを示す単段圧縮で形成されたパンチプレスの断面図である。
【図２３】図１１に示したパンチプレスを圧縮位置で示す断面図である。
【図２４】図１１に示したパンチプレスが圧縮されたコンデンサ素子から引き抜かれた様子を示す断面図である。
【図２５】説明のための部分切り欠きがある垂直圧搾機の側面図である。
【図２６】図２５に示した線２６−２６に沿って見た図である。
【図２７】パウダーで充填された圧縮チャンバを示すための部分切り欠きがある部分的側面図である。
【図２８】充填された圧縮チャンバの最上部へ降りた上側リブパンチ及び上側チャンネルパンチを示す部分的側面図である。
【図２９】所望の圧縮前位置に調整されたリブパンチ及びチャンネルパンチを示す部分的側面図である。
【図３０】圧縮位置におけるリブパンチ及びチャンネルパンチならびに圧縮された状態のコンデンサ素子を示す部分的側面図である。
【図３１】本発明のコンデンサを示す図である。
【図３２】図３１に示した線３２−３２に沿って見た断面図である。
【図３３】電気抵抗を溝深さの関数としてグラフに示した図である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
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【国際調査報告】
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