(57)【要約】【課題】固体電解キャパシタ、及びそのようなキャパシタを形成するための関連する方法を提供する。【解決手段】固体電解キャパシタ、及びそのようなキャパシタを形成するための関連する方法は、シード、グリップ、参照点及び／又はアノード本体のうちの少なくとも１つを乾燥粉体のステンシル印刷によって形成することを様々に伴うものとすることができる。電解キャパシタのためのアノード構成部品を形成する方法によれば、複数の貫通孔を定めるように形成されたステンシルが、基板に隣接するように位置決めされる。乾燥粉体をステンシル内に定められた複数の孔のうちの選択された孔の中に配置することによって、基板上に複数の印刷された粉体部分が選択的に印刷される。次いで、印刷された粉体部分を焼結して、多数のそれぞれの電解キャパシタのためのそれぞれのアノード構成部品を形成する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解キャパシタのためのアノード構成部品を形成する方法であって、
複数の貫通孔を定めるように形成されたステンシルを、基板に隣接するように位置決めし、
乾燥バルブ金属粉体を前記ステンシル内に定められた前記複数の孔のうちの選択された孔の中に配置することによって、複数の印刷された粉体部分を前記基板上に選択的に印刷し、
前記印刷された粉体部分を焼結して、多数のそれぞれの電解キャパシタのためのそれぞれのアノード構成部品を形成する
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記基板が導電性ウェハを含み、前記複数の印刷された粉体部分を選択的に印刷するために用いられる前記乾燥粉体が、タンタル、ニオブ又はそれらの導電性酸化物のうちの１つ又はそれ以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記それぞれのアノード構成部品の各々の中の印刷された粉体の量が、前記基板の一部分全体にわたって実質的に均一な様式で分布することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記乾燥粉体が、前記ステンシルの厚さ未満又はそれと等しい粒径によって特徴付けられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記印刷された粉体部分がそれぞれのキャパシタ・シードとしての役割を果たし、前記方法が、アノード本体を前記印刷された粉体部分の各々の上に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１に記載の方法。
【請求項６】
前記アノード本体を前記印刷された粉体部分の各々の上に配置するステップが、
複数の貫通孔を定めるように形成されたステンシルを準備し、
乾燥粉体を前記ステンシル内に定められた前記複数の孔のうちの選択された孔の中に配置することによって、１つ又はそれ以上の印刷された粉体層を選択的に印刷して、前記それぞれのシードの上にそれぞれのアノード本体を形成する
ステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記それぞれのアノード本体を形成するための前記１つ又はそれ以上の印刷された粉体層を選択的に印刷するために用いられる前記乾燥粉体が、タンタル、ニオブ又はそれらの導電性酸化物のうちの１つ又はそれ以上を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記アノード本体を前記印刷された粉体部分の各々の上に配置するステップが、加圧成形されたアノードペレットを各々の印刷された粉体部分の上に位置合わせし、前記加圧成形されたアノードペレットを前記印刷された粉体部分に焼結するステップを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記アノード本体を覆って誘電体層を形成し、
前記誘電体層を覆ってカソード層を形成して、結果としてのキャパシタ本体を生じさせ、
前記キャパシタ本体の側壁を電気絶縁材料で封入し、
処理された前記基板を、封入材料の外装と、一端にアノード端面部分と、他端にカソード端面部分とを各々が有する複数の個別のキャパシタ本体に分割する
ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記印刷された粉体部分を焼結するステップが、約１７００°Ｃと約１９００°Ｃとの間の温度で焼結するステップを含み、前記方法が、前記アノード本体を約１３００°Ｃと約１７００°Ｃとの間の温度で前記キャパシタ・シードに焼結するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板が、約５０ミクロンと約４００ミクロンとの間の範囲から選択される実質的に均一な厚さを有するタンタル・ウェハを含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記印刷された粉体部分が、前記それぞれのキャパシタ・シードの外郭の複数のグリップをさらに含み、前記方法が、前記複数のグリップを覆って絶縁材料を付与するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記印刷された粉体部分が、別個のキャパシタ素子を形成するために前記基板のどこを切断するかを特定するための、前記基板の１つ又はそれ以上の縁部に向かって印刷された参照線を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記印刷された粉体部分がそれぞれのアノード本体としての役割を果たし、前記方法が、アノード・リードを前記それぞれの印刷された粉体アノード本体の各々に結合させるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記アノード本体を覆って誘電体層を形成し、
前記誘電体層を覆ってカソード層を形成して、結果としてのキャパシタ本体を生じさせ、
前記アノード・リードをアノード終端に電気的に接続し、
前記カソード層をカソード終端に電気的に接続する
ステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板が、ウェハ、箔又はテープのうちの１つを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１から請求項１６に記載された方法のうちの１つによって形成されるキャパシタ。
【請求項１８】
電解キャパシタのためのシード層を形成する方法であって、
複数の貫通孔を定めるように形成されたステンシルを、導電性基板に隣接するように位置決めし、
乾燥粉体を前記ステンシル内に定められた前記複数の孔のうちの選択された孔の中に配置することによって、複数の印刷された粉体部分を前記基板上に選択的に印刷し、
前記印刷された粉体部分を焼結して、多数のそれぞれの電解キャパシタのための複数のそれぞれのシードを形成し、
アノード本体を各々の前記印刷された粉体部分の上に配置し、
前記アノード本体を焼結し、
前記アノード本体を覆って誘電体層を形成し、
前記誘電体層を覆ってカソード層を形成して、結果としてのキャパシタ本体を生じさせ、
前記キャパシタ本体の側壁を電気絶縁材料で封入し、
処理された前記基板を、封入材料の外装と、一端にアノード端面部分と、他端にカソード端面部分とを各々が有する複数の個別のキャパシタ本体に分割する
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記基板が、導電性ウェハを含み、前記複数の印刷された粉体部分を選択的に印刷するために用いられる前記乾燥粉体が、タンタル、ニオブ又はそれらの導電性酸化物のうちの１つ又はそれ以上を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記それぞれのアノード構成部品の各々の中の印刷された粉体の量が、前記基板の一部分全体にわたって実質的に均一な様式で分布することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記乾燥粉体が、前記ステンシルの厚さ未満又はそれと等しい粒径によって特徴付けられることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記印刷された粉体部分を焼結するステップが、約１７００°Ｃと約１９００°Ｃとの間の温度で焼結するステップを含み、前記アノード本体を焼結するステップが、約１３００°Ｃと約１７００°Ｃとの間の温度で焼結するステップを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記基板が、約５０ミクロンと約４００ミクロンとの間の範囲から選択される実質的に均一な厚さを有するタンタル・ウェハを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記印刷された粉体部分が、前記それぞれのキャパシタ・シードの外郭の複数のグリップをさらに含み、前記方法が、前記複数のグリップを覆って絶縁材料を付与するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記それぞれのシードを形成する前記乾燥粉体が、約１，０００μＦ＊Ｖ／ｇと約１００，０００μＦ＊Ｖ／ｇとの間の比電荷によって特徴付けられることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
前記印刷された粉体部分が、別個のキャパシタ素子を形成するために前記基板のどこを切断するかを特定するための、前記基板の１つ又はそれ以上の縁部に向かって印刷された複数の参照線をさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２７】
請求項１８から請求項２６に記載された方法のうちの１つによって形成されるキャパシタ。
【請求項２８】
アノード本体と、前記アノード本体の少なくとも一部の上に重なる誘電体層と、前記誘電体層の少なくとも一部の上に重なる固体電解質を含むカソードとを含むキャパシタ素子と、
印刷された乾燥シード層によって前記アノード本体の表面に電気的に接続されたアノード・リードとを含み、前記印刷された乾燥粉体シード層は前記アノード・リード及び前記アノード本体の両方に焼結結合されており、
前記アノード・リードに電気的に接続されたアノード終端と、
前記カソードに電気的に接続されたカソード終端と
をさらに含むことを特徴とする、固体電解キャパシタ。
【請求項２９】
前記アノード・リードが、バルブ金属の導電性ウェハ部分を含むことを特徴とする、請求項２８に記載の固体電解キャパシタ。
【請求項３０】
前記アノード・リードが、約５０ミクロンと約４００ミクロンとの間の厚さを有することを特徴とする、請求項２８に記載の固体電解キャパシタ。
【請求項３１】
前記印刷された乾燥粉体シード層が、タンタル粉末及びニオブ粉体又はそれらの導電性酸化物のうちの１つ又はそれ以上を含むことを特徴とする、請求項２８に記載の固体電解キャパシタ。
【請求項３２】
前記印刷された乾燥粉体シード層が、前記アノード・リード全体にわたって実質的に均一な様式で分布することを特徴とする、請求項２８に記載の固体電解キャパシタ。
【請求項３３】
前記印刷された乾燥粉体シード層が、約１０ミクロンと約２００ミクロンとの間の粒径によって特徴付けられることを特徴とする、請求項２８に記載の固体電解キャパシタ。
【請求項３４】
前記アノード・リードの表面に設けられた付加的な印刷された粉体部分と、
前記付加的な印刷された粉体部分を覆って設けられた絶縁材料と
をさらに含むことを特徴とする、請求項２８に記載の固体電解キャパシタ。
【請求項３５】
前記キャパシタ素子の選択された部分の周囲に設けられた少なくとも１つの電気絶縁材料をさらに含むことを特徴とする、請求項２８に記載の固体電解キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
固体電解キャパシタ（例えば、タンタル・キャパシタ）は、電気回路の小型化に対する主要な貢献要素であり、そのような回路の極限環境における適用を可能にしてきた。固体キャパシタと、それに関連した表面取り付け可能な固体キャパシタを製造するための大量生産方法の例は、特許文献１（Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ）に開示されている。
【背景技術】
【０００２】
ある種の固体電解キャパシタは、アノード本体にシード／シーディング層によって結合された実質的に平坦な面から形成されたアノード・リードを有する。シード層、ときにはさらにアノード本体もまた、それぞれの材料の連続的な平面として形成され、それを複数の寸法で切断して別個のキャパシタ素子が得られる。例えば、特許文献２（Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ）は、そのようなシード及びアノード構成部品を形成するためのステップを含む多数の固体キャパシタを製造するための方法を開示している。ウェハの上面全体に、シード層、例えばタンタル粉末の分散体があらかじめ焼結される。次いで、未焼結の（即ち、焼結されていない）細粒のキャパシタ用等級タンタル粉末の混合物を基板の上面に加圧成形し、未焼結層を形成する。未焼結層を焼結して細粒粉末を融着させ、一体化した多孔質組織にする。焼結プロセスはさらに、多孔質層を粗いシーディング層に融着させる。次いで、この基板組立体を機械加工して、横断方向チャネルと長手方向チャネルとが直交した格子を作成し、これらのチャネルは、切り目が基板に侵入するように多孔質タンタル層のレベルを少し超えた深さまで切り込まれる。この機械加工プロセスは、直交した断片体のアレイを基板上に作成し、これらの断片体は最終的にはキャパシタのアノード部分を形成するように加工される。
【０００３】
上記の製造プロセスに関連するバリエーションでは、シード層を形成する材料の連続的な平面が基板上に形成され、焼結される。その後、このシードが付与されたウェハに同一の又は様々な高さのアノードがマトリクス状に加圧成形される。加圧成形後、アノードは焼結される。この場合でもやはり、それぞれのアノード層本体の間からシードを取り除いて別個のキャパシタ素子を形成するためには、シード層を貫通してウェハに僅かに食い込むように一連の直交したカッティングを行わなくてはならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，３５７，３９９号
【特許文献２】米国特許第６，６９９，７６７号
【特許文献３】米国特許第６，３２２，９１２号
【特許文献４】米国特許第６，３９１，２７５号
【特許文献５】米国特許第６，４１６，７３０号
【特許文献６】米国特許第６，５２７，９３７号
【特許文献７】米国特許第６，５７６，０９９号
【特許文献８】米国特許第６，５９２，７４０号
【特許文献９】米国特許第６，６３９，７８７号
【特許文献１０】米国特許第７，２２０，３９７号
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００５／００１９５８１号
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００５／０１０３６３８号
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００５／００１３７６５号
【特許文献１４】米国特許第４，９４５，４５２号
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００８／０２３２０３７号
【特許文献１６】米国特許第７，４６０，３５８号
【特許文献１７】米国特許第５，４５７，８６２号
【特許文献１８】米国特許第５，４７３，５０３号
【特許文献１９】米国特許第５，７２９，４２８号
【特許文献２０】米国特許第５，８１２，３６７号
【特許文献２１】米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号
【特許文献２２】ＰＣＴ出願第ＣＢ９９／０３５６６号
【特許文献２３】米国特許第５，３５７，３９９号
【特許文献２４】米国特許第６，７５１，０８５号
【特許文献２５】米国特許第６，６４３，１２１号
【特許文献２６】米国特許第６，８４９，２９２号
【特許文献２７】米国特許第６，６７３，３８９号
【特許文献２８】米国特許第６，８１３，１４０号
【特許文献２９】米国特許第６，１９１，９３６号
【特許文献３０】米国特許第５，９４９，６３９号
【特許文献３１】米国特許第３，３４５，５４５号
【特許文献３２】米国特許出願公開第２００５／０２７０７２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
別個のキャパシタ素子を形成するための複数のステップ、特に、特許文献２（Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ）における横断方向及び長手方向のチャネルを形成する切断ステップは、製造プロセスの中でも時間がかかり、かつ費用がかかる部分となる場合がある。さらに、基板上の多孔質タンタル層のレベルを超えるところまでチャネルの切り込みを入れることができるようにするためには、一般により厚い基板が必要とされるので、キャパシタ素子の潜在的な体積効率は制限される。このような条件は、製造プロセスの改善の余地を残す。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な一実施形態によれば、電解キャパシタのためのアノード構成部品を形成する方法は、複数の貫通した孔を定めるように形成されたステンシルを、基板に隣接するように位置決めし、乾燥バルブ金属粉体をステンシル内に定められた複数の孔のうちの選択された孔の中に配置することによって、複数の印刷された粉体部分を基板上に選択的に印刷し、印刷された粉体部分を焼結して、多数のそれぞれの電解キャパシタのためのそれぞれのアノード構成部品を形成することを含む。
【０００７】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、電解キャパシタのためのシード層を形成する方法は、複数の貫通した孔を定めるように形成されたステンシルを、導電性基板に隣接するように位置決めし、乾燥粉体をステンシル内に定められた複数の孔のうちの選択された孔の中に配置することによって、複数の印刷された粉体部分を基板上に選択的に印刷し、印刷された粉体部分を焼結して、多数のそれぞれの電解キャパシタのための複数のそれぞれのシードを形成し、アノード本体を各々の印刷された粉体部分の上に配置し、アノード本体を焼結し、アノード本体を覆って誘電体層を形成し、誘電体層を覆ってカソード層を形成して、結果としてのキャパシタ本体を得、キャパシタ本体の側壁を電気絶縁材料で封入し、処理された基板を、封入材料の外装と、一端にアノード端面部分と、他端にカソード端面部分とを各々が有する複数の個別のキャパシタ本体に分割することを含む。
【０００８】
本発明の更に別の例示的な一実施形態において、固体電解キャパシタは、キャパシタ素子、アノード・リード、アノード終端及びカソード終端を含む。キャパシタ素子は、アノード本体、アノード本体の少なくとも一部の上に重なる誘電体層、及び誘電体層の少なくとも一部の上に重なるカソードを含み、カソードは固体電解質を含む。アノード・リードは、印刷された乾燥粉体シード層によってアノード本体の表面に電気的に接続され、印刷された乾燥粉体シード層は、アノード・リードとアノード本体の両方に焼結結合されている。アノード終端はアノード・リードに電気的に接続し、カソード終端はカソードに電気的に接続する。
本発明の他の特徴及び態様は、以下、より詳細に示される。
【０００９】
当業者に対する本発明の十分かつ実施可能な開示は、その最良の形態を含めて、添付の図面に対する参照を含めた本明細書の残りの部分で、より具体的に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の態様に従う、乾燥粉体を印刷するためのステンシルの一実施形態の平面図である。
【図２】本発明の態様による、乾燥粉体を印刷するための基板及びステンシルの一実施形態の断面図である。
【図３】本発明の態様による、シード又は薄型（low profile）アノードを形成するために用いることができるような、多数の乾燥した粉体印刷部分を有する基板の斜視図である。
【図４】本発明の第１の例示的な実施形態による、印刷されたシードを有する基板の断面図である。
【図５】本発明の第１の例示的な実施形態による、基板、印刷されたシード及び対応するアノード本体の断面図である。
【図６】本発明の第１の例示的な固体電解キャパシタの実施形態の完成したアレイの断面図である。
【図７】本発明の第１の例示的な固体電解キャパシタの実施形態の断面図である。
【図８】本発明の例示的な実施形態による、印刷されたシードと印刷されたアノードとを有する基板の断面図である。
【図９】本発明の例示的な実施形態による、印刷アノードを有する基板の断面図である。
【図１０Ａ】本発明の態様による、多数の印刷層から形成された印刷アノードを有するそれぞれの基板の断面図である。
【図１０Ｂ】本発明の態様による、多数の印刷層から形成された印刷アノードを有するそれぞれの基板の断面図である。
【図１１】本発明の態様による、乾燥粉体を印刷するためのステンシルの別の例示的な実施形態の平面図である。
【図１２】本発明の第３の例示的な実施形態による、印刷シード及びグリップを有する基板の断面図である。
【図１３】本発明の第３の例示的な実施形態による、基板、印刷シード及びグリップ、並びに対応するアノード本体の断面図である。
【図１４】本発明の第３の例示的な固体電解キャパシタの実施形態の完成したアレイの断面図である。
【図１５】本発明の第３の例示的な固体電解キャパシタの実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書及び図面における参照記号の反復的な使用は、本発明の同一又は類似の特徴又は要素を表すことを意図するものである。
【００１２】
ここでの議論は単に例示的な実施形態の説明であり、本発明のより広い態様を制限することを意図するものではないことが当業者には理解される。
【００１３】
全体的に述べると、本発明は、アノード構成部品のような、キャパシタの少なくとも１つの構造部が乾燥粉体の印刷層によって形成される固体電解キャパシタと、そのようなキャパシタを製造するための方法に向けられる。一実施形態において、それぞれのアノード本体と基板との結合を促進するための別個のそれぞれのシード層部分が基板（例えば、ウェハ）上に印刷される。別の実施形態において、アノード本体は、シード層部分の上に印刷されるか、又は基板（例えば、ウェハ、箔又はテープ）に直接印刷される。更なる実施形態において、ベース・チャネル分離材料の結合を促進するための外郭（outlying）グリップを備えたシード層部分が基板に印刷される。乾燥粉体を付与するために、ステンシル印刷技術を用いることができる。その後、固体電解キャパシタの残りの構成部品を形成するための付加的なステップを行うことができる。
【００１４】
主題の技術は、乾燥粉体の選択的印刷を使用する。ここで用いられる「乾燥粉体」という用語は、従来のペーストとは対照的に、印刷される材料に関して溶媒又はバインダを含まないか、又は限定された量の溶媒又はバインダを含む粉体を意味する。一実施形態において、乾燥粉体は、その中に実質的な量のいかなる溶媒も含まないか又は無視できる量の溶媒を含む粉体に対応する。別の実施形態において、乾燥粉体は、合計質量の約５．０重量％より少ないか、組成物の合計質量の約２．０重量％より少ないか、約１．０重量％より少ないか、約０．５重量％より少ないか又は０．１重量％より少ないレベルの溶媒又はバインダを含む粉体に対応する。従来のペーストに比べて溶媒／バインダが排除されること又は低減されることは、特にそのような成分を製造プロセス中に加熱又は他のステップにより除去するための、費用及び処理ステップを有利に削減する。さらに、乾燥粉体を使用することは、従来のシーディング技術と比べて、粉体の純度が焼結後も同じまま保持されることを意味する。
【００１５】
主題の技術に従って、シード層部分、グリップ部分及び／又はアノード本体を選択的に形成するために用いられる乾燥粉体の種類は、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、レニウム、オスミウム、イリジウム、ルテニウム、ハフニウム、ジルコニウム、バナジウム、クロムといった高融点金属、並びにこれらの金属の導電性合金、酸化物及び窒化物を含む組成物から形成される粒子を含むことができる。用途に応じて、用いられる乾燥粉体の比電荷は、約１，０００μＦ＊Ｖ／ｇから約５００，０００μＦ＊Ｖ／ｇまでの範囲内で様々であり得る。用途に応じて、用いられる乾燥粉体の粒径は、約０．０１ミクロンから約２００ミクロンまで様々であり得る。一例において、粒径は、印刷プロセスにおいて用いられるステンシル厚の高さ未満であるか又はそれと等しい。
【００１６】
最終的には、粉体の粒径は、シード部分、グリップ部分及び／又はアノード本体部分をステンシル印刷するために用いられる孔のサイズに依存するものであり得る。具体的には、所望のキャパシタ構成部品のフットプリントに基づいて、異なる粒径を選択することができる。例えば、より小型のケース寸法に合わせてより小型のキャパシタを製造する場合には、ステンシル内の開口部をより小さくすることができる。従って、より小型のステンシル孔に適合することを助長するために、より小さい粒径（例えば、与えられた乾燥粉体を篩過して、適切な粒径とすることによって達成される）を用いることができる。これにより、一般に、印刷は容易になり、かつ、その後でシードに付与される加圧成形されたアノードとの接触点を増やすことを可能することができる。
【００１７】
例示的な一実施形態において、選択されたキャパシタ構成部品（例えば、アノード、シード及び／又はグリップ）は、一例において約１，０００μＦ＊Ｖ／ｇと１０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの間の、又は別の例では約２，０００μＦ＊Ｖ／ｇと４，０００μＦ＊Ｖ／ｇの間の比電荷で特徴付けられる粉体を含む、例示的な乾燥粉体から形成される。乾燥粉体は、一例では約１マイクロメートル（ミクロン）から約１００マイクロメートルまで、一例では約１０マイクロメートルから約７０マイクロメートルまで、又は別の例では約２０ミクロンから約５０ミクロンまでの平均粒径によって特徴付けることができる。幾つかの実施形態において用いられるタンタル粉末の具体的な例は、これらに限定されないが、昭和キャボットによって供給されるＳ７００又はＳ５０６配合物、又はＨ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋによって供給されるＳＴＡ１００、ＳＴＡ１５０、ＳＴＡ２００合又はＱＲ７配合物のようなキャパシタ等級のタンタル粉末に対応する。一例において、粒子は、約１５０マイクロメートル又はそれ以下、又は約０ミクロンと約３７ミクロンの間のＤ90粒径分布（粒子の９０重量％が報告値未満の直径を有する）を有することができる。
【００１８】
一例において、上記のものと同じ粉体が、アノードに結合するためのシード層、及びチャネル絶縁体（例えば、ポリマー）に結合するための随意的なグリップ輪郭を印刷するために用いられる。アノードもまた、上記のものと同じ粉体又は後述するような異なる粉体を用いて、シード層部分を覆って形成することができる。シードとアノードに同じ粉体が用いられる場合には、シードを形成して、より高い温度（例えば、約１４００−１９００°Ｃの間の範囲）で焼結し、アノードをより低い温度（例えば、約１３００−１７００°Ｃの間の範囲）で焼結することができる。別の例において、アノードは、シード層を用いることなく上記の粉体を用いて形成される。加圧成形されたアノードを印刷された粉体シード部分と組み合わせて用いる場合には、加圧成形されたアノードの焼結のためにさらに低い範囲の焼結温度を用いることができる。
【００１９】
別の例において、上記の特定の粉体はシード及び随意的なグリップのために用いられるが、アノード本体の形成するためには異なる粉体が用いられる。あるいは、アノード及びシード／グリップの両方を、これより説明する異なる特定の粉体から形成することができる。そのような一例において、比較的高い比電荷の乾燥粉体は、約４０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ又はそれ以上、幾つかの実施形態では約５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ又はそれ以上、幾つかの実施形態では約７０，０００μＦ＊Ｖ／ｇ又はそれ以上、幾つかの実施形態では約１００，０００μＦ＊Ｖ／ｇから約１５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇまで、及び幾つかの実施形態では約７０，０００μＦ＊Ｖ／ｇから約５００，０００μＦ＊Ｖ／ｇまでのような高い比電荷を有するバルブ金属組成物から形成することができる。アノード本体に用いられる本発明の乾燥粉体は、最終的にはステンシルの孔の寸法に応じて、約１マイクロメートルから約１００マイクロメートルまでの範囲の平均粒径を有するものとすることができる。例示的な一実施形態において、ステンシル印刷プロセスの間にスキージによって粒子が引きずられたり破砕されたりすることがないように、粉体の粒径はステンシルの厚さより小さくなければならない。アノード本体のためのバルブ金属組成物は、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン、それらの合金、それらの酸化物、それらの窒化物などのようなバルブ金属（即ち、酸化が可能な金属）又はバルブ金属ベースの化合物を含むことができる。例えば、バルブ金属組成物は、導電性のニオブ酸化物、例えば、ニオブ対酸素の原子比が１：１．０±１．０、幾つかの実施形態では１：１．０±０．３、幾つかの実施形態では１：１．０±０．１、及び幾つかの実施形態では１：１．０±０．０５の酸化ニオブを含むことができる。例えば、酸化ニオブは、ＮｂＯ0.7、ＮｂＯ1.0、ＮｂＯ1.1及びＮｂＯ2とすることができる。そのようなバルブ金属酸化物の例は、その全てが全ての目的についてその全体が引用によりここに組み入れられる、Ｆｉｆｅの特許文献３、Ｆｉｆｅ他の特許文献４、Ｆｉｆｅ他の特許文献５、Ｆｉｆｅの特許文献６、Ｋｉｍｍｅｌ他の特許文献７、Ｆｉｆｅ他の特許文献８、及びＫｉｍｍｅｌ他に付与された特許文献９、及びＫｉｍｍｅｌ他に付与された特許文献１０、並びにＳｃｈｎｉｔｔｅｒの特許文献１１、Ｓｃｈｎｉｔｔｅｒ他の特許文献１２、Ｔｈｏｍａｓ他の特許文献１３に記載されている。
【００２０】
主題の乾燥粉体を印刷することができる基板は、種々の技術のいずれかを用いて構成することができる。基板の幾何学的構成は、一般に、当業者に周知のように、ウェハ、箔、テープ、シート、スクリーン、メッシュなどのような様々な形態とすることができる。基板は一般に導電性であり、その上に印刷される乾燥粉体の種類に対して親和性のある選択された材料から作成することができる。一実施形態において、基板は、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）、それらの合金（例えば、導電性酸化物）、それらの複合体（例えば、導電性酸化物で被覆された金属）、それらの酸化物又は窒化物などのようないずれかの金属を含むことができる、金属基板を含む。タンタル金属並びにその合金が本発明における使用のために特に適している。１つの特定の例において、導電性ウェハは、タンタル、ニオブ、タンタル又はニオブの酸化物などから作成される。他の例において、低コストの材料（例えば、ステンレス鋼、銅など）を上記のようなタンタル又はその他のような適切な導電性材料の外層で被覆することによって基板が形成される。
【００２１】
基板の形状及び大きさもまた様々とすることができる。例えば、基板の外周形状は、所望により、角形、円形又は他の任意の形状とすることができる。一例において、導電性ウェハは、約２５ミクロンと約４００ミクロンの間、又は約５０ミクロンと約１００ミクロンの間の厚さを有する。特定の例は、約５０ミクロン、１００ミクロン、１５０ミクロン、２５０ミクロン及び４００ミクロンの基板厚を含む。もっと厚い基板を用い、後で削り戻すことで、より薄い所望の厚さを達成することさえできることを認識されたい。基板の表面積は、その上に印刷される構成部品の数に応じて様々とすることができる。粉体印刷部分のアレイをその上に印刷することができる表面積の例示的な寸法は、約４３ｍｍ掛ける４３ｍｍの間に対応するものとすることができるが、製造要件に応じてより小さな又はより大きな基板上に印刷するために、必要に応じてウェハ面積を変えることができることを認識されたい。印刷は、ウェハ又は基板の全体又は一部をカバーするように選択的に行うことが可能である。
【００２２】
本発明の１つの態様に従ってシードが基板上に印刷された後、それぞれのシードを用いて、加圧成形された又は印刷されたアノード本体を基板に接着することができる。あるいは、アノード本体を、開示された技術に従って基板上に直接印刷することができる。その結果得られるアノード構成部品は、その後、従来技術を用いて処理することができる。具体的には、一旦、基板、シード又はリードに取り付けられたら、アノード本体をアノード酸化させて、アノードの上及び／又はアノード内に誘電体層が形成されるようにすることができる。アノード酸化は、アノードを酸化して比較的高い誘電定数を有する材料を形成する電気化学的プロセスである。例えば、タンタルアノードをアノード酸化して、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）にすることができる。典型的には、アノード酸化は、最初に、アノードを電解質の中に浸漬することなどによってアノードに電解質を付与することにより行われる。電解質は一般に、溶液（例えば、酸性又はアルカリ性）、分散体、溶融物などのような液体の形態である。電解質中では一般に、水（例えば、脱イオン水）、エーテル（例えば、ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン）、アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール及びブタノール）、トリグリセリド、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン）、エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ジエチレングリコールエーテル及び酢酸メトキシプロピル）、アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルカプリル／カプリン脂肪酸アミド及びＮ−アルキルピロリドン）、ニトリル（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル及びベンゾニトリル）、スルホキシド又はスルホン（例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及びスルホラン）などの溶媒が用いられる。溶媒は、電解質の約５０重量％から約９９．９重量％まで、幾つかの実施形態では約７５重量％から約９９重量％まで、及び幾つかの実施形態では約８０重量％から約９５重量％までを構成するものとすることができる。必ずしも必要ではないが、所望の酸化物の得ることを助けるために、水性溶媒（例えば、水）が所望されることが多い。実際、水は、電解質中で用いられる溶媒のうちの約５０重量％又はそれ以上、幾つかの実施形態では約７０重量％又はそれ以上、及び幾つかの実施形態では約９０重量％から１００重量％を構成することができる。
【００２３】
電解質は、いずれかの好適な範囲のイオン伝導率を有するイオン伝導性である。例示的な電解質は、金属塩、アルカリ塩、アルカリ塩とグリコールとの混合物、酸と有機溶媒との混合物、又はリン酸とグリコールとの混合物を含むことができる。電解質のイオン伝導性を高めるために、溶媒中で解離してイオンを形成することが可能な化合物を用いることができる。この目的に適したイオン性化合物としては、例えば、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、ボロン酸などの酸；アクリル酸、メタクリル酸、マロン酸、コハク酸、サリチル酸、スルホサリチル酸、アジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸、オレイン酸、没食子酸、酒石酸、クエン酸、ギ酸、酢酸、グリコール酸、シュウ酸、プロピオン酸、フタル酸、イソフタル酸、グルタル酸、グルコン酸、乳酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、イタコン酸、トリフルオロ酢酸、バルビツール酸、桂皮酸、安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸などのカルボキシル酸；メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸などのスルホン酸；ポリ（アクリル）又はポリ（メタクリル）酸及びそれらの共重合体（例えば、マレイン−アクリル系、スルホン−アクリル系、及びスチレン−アクリル系共重合体）、カラギーナン酸、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸などのポリマー酸などを含む有機酸を挙げることができる。イオン性化合物の濃度は、所望のイオン伝導率を達成するように選択することができる。例えば、酸（例えば、リン酸）は、電解質の約０．０１重量％から約５重量％、幾つかの実施形態では約０．０５重量％から約０．８重量％、及び幾つかの実施形態では約０．１重量％から約０．５重量％を構成することができる。所望であれば、イオン性化合物のブレンドを電解質中で用いることもできる。
【００２４】
誘電体層を形成するために、電解質に電流が流される。電圧の値が誘電体層の厚さを制御する。例えば、所望の電圧に達するまで、最初は電源を定電流モードに設定することができる。その後、アノードの表面を覆って所望の誘電体厚さが形成されることを保証するために、電源を定電位モードに切り替えることができる。もちろん、パルス式又はステップ式の定電位方法といった他の公知の方法を用いることもできる。電圧は、典型的には約４Ｖから約２００Ｖまでの範囲にわたり、幾つかの実施形態では約９Ｖから約１００Ｖまでの範囲にわたる。アノード酸化の間、電解質を、約３０°Ｃ又はそれ以上、幾つかの実施形態では約４０°Ｃから約２００°Ｃ、及び幾つかの実施形態では約５０°Ｃから約１００°Ｃといった高い温度に保つことができる。アノード酸化は、周囲温度又はそれより低い温度で行うこともできる。得られる誘電体層は、アノードの表面上及びその細孔内に形成されることがあり、誘電体の厚さは一般に温度に支配され、一般に温度が低いほど薄い酸化物が得られる。
【００２５】
アノード酸化された部分を、二酸化マンガン、導電性ポリマーなどのような固体電解質を含むカソードを形成するためのステップに供することができる。二酸化マンガン固体電解質は、例えば、硝酸第一マンガン（Ｍｎ（ＮＯ3）2）の熱分解によって形成することができる。このような技術は、例えば、全ての目的についてその全体を引用によりここに組み入れるＳｔｕｒｍｅｒ他の特許文献１４に記載されている。あるいは、１つ又は複数のポリ複素環（例えば、ポリピロール、ポリチオフェン及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）、ポリアニリン）、ポリアセチレン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリフェノラート、及びそれらの誘導体を含む導電性ポリマー被膜を用いることができる。さらに、所望であれば、複数の導電性ポリマー層から導電性ポリマー被膜を形成することもできる。例えば、一実施形態において、導電性ポリマー・カソードは、ＰＥＤＴから形成された１つの層と、ポリピロールから形成された別の層とを含むことができる。導電性ポリマー被膜をアノード部品に付与するために、種々の方法を利用することができる。例えば、電解重合、スクリーン印刷、浸漬、電気泳動被覆及び吹き付けといった従来技術を用いて、導電性ポリマー被膜を形成することができる。一実施形態において、例えば、導電性ポリマーを形成するために用いられるモノマー（例えば、３，４−エチレンジオキシチオフェン）をまず重合触媒と混合して溶液を形成することができる。例えば、１つの好適な重合触媒は、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋによって販売されているトルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）であるＣＬＥＶＩＯＳ  Ｃである。ＣＬＥＶＩＯＳ  Ｃは、同じくＨ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋによって販売されている３，４−エチレンジオキシチオフェン、即ちＰＥＤＴモノマーであるＣＬＥＶＩＯＳ  Ｍのための市販の触媒である。触媒の分散体が形成されたら、次に、ポリマーがアノード部品の表面上に形成されるようにアノード部品を分散体に浸漬することができる。あるいは、触媒とモノマーを別々にアノード部品に付与することもできる。一実施形態において、例えば、触媒を溶媒（例えば、ブタノール）に溶解し、次いで、浸漬液としてアノード部品に付与することができる。次いで、アノード部品を乾燥して溶媒を除去することができる。その後、適切なモノマーを含む溶液の中にアノード部分を浸漬することができる。モノマーは、触媒を含むアノード部品の表面に接触すると、その上で化学的に重合する。上記のような技術は、Ｂｉｌｅｒの特許文献１５で、より詳細に説明されている。
【００２６】
さらに、触媒（例えば、ＣＬＥＶＩＯＳ  Ｃ）を、随意的な保護被膜を形成するために用いられる材料（例えば、樹脂材料）と混合することもできる。このような場合には、アノード部品をその後、モノマー（ＣＬＥＶＩＯＳ  Ｍ）を含む溶液に浸漬することができる。その結果として、モノマーは、保護被膜内及び／又はその表面上で触媒に接触し、その触媒と反応して導電性ポリマー被膜を形成することができる。上記のような技術は、Ｂｉｌｅｒの特許文献１６においてより詳細に説明されている。種々の方法を上で説明してきたが、アノード部品に導電性被膜を付与するためのその他のいずれの方法も本発明に用いることができることを理解されたい。例えば、そのような導電性ポリマー被膜を付与するための他の方法は、全ての目的についてその全体を引用によりここに組み入れるＳａｋａｔａ他の特許文献１７、Ｓａｋａｔａ他の特許文献１８、Ｓａｋａｔａ他の特許文献１９、及びＫｕｄｏｈ他の特許文献２０において説明されている。
【００２７】
一旦、付与されたら、固体電解質をヒーリングすることができる。ヒーリングは、固体電解質層の各々の付与後に行ってもよく、又は被膜全体の付与後に行ってもよい。幾つかの実施形態において、例えば、固体電解質は、ペレットを酸の溶液などの電解質溶液中に浸漬し、その後、予め選択された水準まで電流が低下するまで溶液に定電圧を印加することによってヒーリングすることができる。所望であれば、このようなヒーリングは多段ステップで達成することができる。上記の層のうちの幾つか又は全てを付与した後、所望であればペレットを洗浄して、種々の副生成物、過剰の触媒などを除去することができる。さらに、幾つかの場合には、上述された浸漬操作のうちの幾つか又は全ての後で、乾燥を用いることができる。例えば、触媒を付与した後、及び／又はペレットを洗浄した後、それに続く浸漬工程の間にペレットが液体を受け入れることができるようにペレットの細孔を開放するために、乾燥が所望される場合がある。
【００２８】
所望であれば、部品に、随意に炭素層（例えば、グラファイト）及び銀層をそれぞれ付与することができる。銀被膜は、例えば、キャパシタのための、はんだ付け可能な導電体、コンタクト層、及び／又は集電体として機能することができ、炭素被膜は銀被膜と固体電解質との接触を制限することができる。このような被膜は、固体電解質の一部又は全てをカバーすることができる。
【００２９】
本発明の電解キャパシタは、キャパシタ素子のアノード・リード（即ち、導電性基板）が電気的に接続されることになるアノード終端、及びキャパシタ素子のカソードが電気的に接続されることになるカソード終端も含むことができる。終端を形成するために、任意の導電性材料、例えば導電性金属（例えば、銅、ニッケル、銀、ニッケル、亜鉛、スズ、パラジウム、鉛、銅、アルミニウム、モリブデン、チタン、鉄、ジルコニウム、マグネシウム、タングステン及びそれらの合金）を用いることができる。特に好適な導電性金属としては、例えば、銅、銅合金（例えば、銅−ジルコニウム、銅−マグネシウム、銅−亜鉛、又は銅−鉄）、ニッケル及びニッケル合金（例えば、ニッケル−鉄）が挙げられる。終端の厚さは、一般に、キャパシタの厚さを最小化するように選択される。例えば、終端の厚さは、約０．０５ミリメートルから約１ミリメートルまで、幾つかの実施形態では約０．０５ミリメートルから約０．５ミリメートルまで、及び約０．０７ミリメートルから約０．２ミリメートルまでの範囲にわたることができる。
【００３０】
終端は、接着結合などのような当該技術分野で公知のいずれかの技術を用いて接続することができる。一実施形態において、例えば、導電性接着剤を最初にアノード終端及び／又はカソード終端の表面に付与することができる。導電性接着剤としては、例えば、樹脂組成物に含まれた導電性金属粒子を挙げることができる。金属粒子は、銀、銅、金、白金、ニッケル、亜鉛、ビスマスなどとすることができる。樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、硬化剤（例えば、酸無水物）、及びカップリング剤（例えば、シランカップリング剤）を含むことができる。好適な導電性接着剤は、全ての目的について、その全体を引用によりここに組み入れるＯｓａｋｏ他の特許文献２１において説明されている。
【００３１】
これより図面を参照すると、図１−図３は、１つ又はそれ以上のキャパシタ素子を形成するために乾燥粉体のステンシル印刷をどのように用いることができるかについての概略的な態様を示す。具体的には、乾燥粉体を特定の別個の位置に選択的に印刷するために、ステンシル１００又は他の枠組みを準備することができる。ステンシル１００は、複数の孔（即ち、開口部）１０２を定めるように形成され、この孔の中に乾燥粉体を配置することができる。一例において、複数の孔１０２はアレイ状に、例えば、ｘ掛けるｙ個の開口部の矩形のアレイ状に構成される。幾つかの実施形態において、開口部のアレイを定めるｘ及びｙの値は、それぞれ約５から５０の範囲内から選択される整数値である。各々の孔１０２は、正方形、長方形、円形又は他の形状の開口部として様々に選択することができる。各々の孔１０２の大きさは、さしわたしが約５０ミクロンから約１０００ミクロンまでの範囲にわたって変えることができ、例えば、１つの特定の例では４００×４００ミクロンであり、別の例では６６０×６６０ミクロンであり、さらに別の例では１０００×１０００ミクロンである。孔の大きさ、形状、及びステンシルに全体にわたっての位置の、その他の配列又は設計は様々であり得ることを認識されたい。
【００３２】
図２は、孔２０２を有する同様のステンシル２００の概略的な断面図である（但し、図１のステンシル１００における孔１０２ほど多数ではない）。ステンシル２００は、金属（例えば、ニッケル）などの導電性材料を含む多様な材料のいずれかから形成することができる。ステンシル２００は基板２０６に隣接して、ステンシルと基板とがちょうど触れ合うように制御可能に位置決めされる。前述したように、基板２０６は、様々にウェハに対応することができる（例えば、タンタル、ニオブ、タンタル又はニオブの酸化物などから成る導電性ウェハなど）。上記のような乾燥粉体２０８を、粉体２０８が各々の孔を基板２０６の表面とステンシル２００の上部との間で実質的に充填するように、ステンシル孔の表面を覆って供給することができる。一例において、約２５グラムの粉体がステンシル上に置かれる。粉体は、ステンシル２００の上面に沿ったスキージ２１０又は他の装置の強制的な移動によって、各孔２０２の中へと突き固めることができる。次いで、ステンシルを手動、半手動又は自動的に持ち上げるか、又は印刷されたウェハをステンシルの底部から取り外すことにより、ステンシルを基板から取り除くことができる。
【００３３】
粉体の基板への堆積を補助するために、ステンシルに対して制御された振動を与えるか又はステンシルをたたくことができる。こうした振動は、それぞれの孔から粉体が抜け出ることを容易にすることができる。ステンシル２００を取り除いた後、残ったそれぞれの粉体部分を焼結して、図３に示されるように、基板３０６上に複数のそれぞれの、印刷され焼結された粉体部分３２０を生成することができる。基板３０６は、図３に示されるように、基板を取り扱うための、及び必要に応じて基板をステンシル及び／又は他の製造用構成部品又は組立体に対して移動する／位置決めするための延長部３０５をさらに含むことができる。
【００３４】
本発明に従う選択的に印刷された粉体部分の焼結は、アノード本体の付与及び焼結の前及び／又は後に行うことができる。１つの特定の実施形態において、シードは、アノードとは別に焼結される。粉体が焼結される温度は、例えば、約１０００°Ｃから約２５００°Ｃまで、幾つかの実施形態では約１０００°Ｃから約２０００°Ｃまで、及び幾つかの実施形態では約１２００°Ｃから約１８００°Ｃまで又は約１３００°Ｃから約１７００°Ｃまでの範囲にわたることができる。一例において、印刷されたシード及び随意的なグリップの焼結は、例えば、約１２００°Ｃから約１５００°Ｃで行うことができる印刷されたアノードの焼結温度よりも一般に高い温度、例えば、約１７００°Ｃから約１９００°Ｃまでの温度で行うことができる。加圧成形されたアノードを付与し、焼結する場合には、加圧成形されたアノードは、そのアノードを形成するために用いられた粉体に応じた種々のふさわしい好適な温度で焼結することができる。例えば、約２００，０００μＦ＊Ｖ／ｇの比電荷を有する粉体を９５０−１２００°Ｃの間で焼結することができ、約１５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの比電荷を有する粉体から加圧成形されたアノードは、１０００−１３００°Ｃの間で焼結することができ、約５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの比電荷を有する粉体から加圧成形されたアノードは、１２００−１６００°Ｃの間で焼結することができる。焼結は、いずれかの所望の圧力で行うことができる。焼結の合計時間もまた、約１０分から約１時間までの範囲にわたることができる。これらの電荷及び温度の範囲は単なる例として提示されるだけであり、それ以外のより高い又はより低い適正な温度を用いることができることを認識されたい。
【００３５】
粉体印刷部分３２０の具体的な大きさは、形成される素子に応じて変えることができる。一例において、シード層はアノード本体ほど厚くしなくてもよい。さらに、異なる最終的なキャパシタの大きさのためには、異なる大きさの素子が必要であり得る。例えば、ステンシル１００、２００及び得られる粉体印刷部分３２０の高さの１つの例示的な範囲は、約５０−５００ミクロンの範囲に対応する。ステンシルの高さの別の例示的な範囲は、約１００−２００ミクロンに対応し、又は代替的に約５０−１５０ミクロンに対応する。例示的なアノードの高さは、種類及び表面積、並びに要求されるキャパシタの動作電圧に応じて、約２０ミクロンと約１０００ミクロンとの間で様々な高さとすることができる。１つの具体的な例において、アノード本体は、約２００ミクロンと１，０００ミクロンとの間の縦断面高さを有する。別の例において、縦断面高さは、約４００ミクロンと約７００ミクロンとの間の範囲内とすることができる。後で図１０を参照して説明されるように、このようなアノード縦断面高さは、単一の印刷ステップによって達成することができ、又は複数回のステンシルの繰り返しによって複数の粉体印刷部分層を積層して、より大きな一体化した部分にすることにより達成することができる。
【００３６】
粉体印刷部分３２０のフットプリントもまた様々であり得る。一例において、印刷された粉体シードの各々のフットプリントは、そのシードに取り付けられる対応するアノード本体と同じフットプリントに概ね対応するものとすることができる。別の例において、プロセスの準備及び操作の時間を短くし、製造コストを削減し、場合によってはアノード本体とシードとの位置合わせにおける許容差を大きくするために、各々の粉体シード印刷部分のフットプリントは、対応するアノード本体のフットプリントよりも各方向寸法（dimension）において最大約２５ミクロンまで大きいものとすることができる。
【００３７】
主題の乾燥粉体印刷技術を用いた方法の第１の例示的な実施形態、並びにそのような方法から形成される第１の例示的なキャパシタ実施形態は図４−図７に示されており、これらの図を参照して論じられる。この方法は、複数のキャパシタを形成するために用いることができる特徴及びステップを特に開示するが、同様の技術を用いて、１つ又はそれ以上のそのような構成部品を含めて、任意の特定の数の構成部品を作成することができることを認識されたい。
【００３８】
ここで図４を参照すると、基板層４００が準備される。一般に、このような基板は、構成部品層を貫通して基板層の中まで切り目を入れることによって個々のキャパシタ本体が形成される従来のキャパシタで用いられる基板よりも、相対的に薄くすることができる。一例において、基板４００は、約５０ミクロンと約４００ミクロンの間の厚さを有する。基板４００は、概ね平坦で実質的に平面であり、タンタル、ニオブ、その酸化物などのようなバルブ金属、又はタンタルで被覆されたステンレス鋼又は銅の固体ウェハのような金属ウェハを含むがこれらに限定されない、いずれかの適切な導電性材料で構成することができる。さらに図示されているように、図１−図３において示される乾燥粉体ステンシル印刷技術を用いて、複数のシード４０２がウェハ４００の表面に沿って選択的に形成される。一例において、シードは、ステンシル印刷技術を用いて約５０ミクロンの高さまで付与された乾燥タンタル粉末から形成される印刷された粉体部分に対応する。それぞれのシード４０２は、基板４００全体にわたって実質的に均一な分布で形成される。
【００３９】
印刷された粉体シード部分４０２は、一般に、その後で付与されるアノード本体と基板４００との間の結合を強化することを補助するために設けられる。図５に示されるように、アノード本体４０４は、それぞれのシード４０２と組になるように正確に位置合わせされる。アノード本体４０４のそれぞれのシード４０２への位置合わせは、公知の技術をいくつでも用いて促進することができる。基板がジグ機械の内に取り付けられる場合には、シード４０２を印刷する際の位置合わせがアノード４０４をプレスする際の位置合わせとほぼ一致することを保証するために、基板の角又は他の参照点から１つ又はそれ以上の印刷シードの位置までの寸法を監視することができる。印刷機及び／又はプレス機は、シード４０２とアノード本体４０４との位置合わせをさらに促進にするために、自己較正機能、自己位置合わせ機能、及び／又はセンサに基づく制御を含むことができる。前述のように、シードに対するアノード本体の位置合わせにおけるより高い融通性に適合するように、シード４０２のフットプリントを、アノード本体４０４のフットプリントよりも１つ又はそれ以上の方向寸法おいて僅かに大きくすることができる。
【００４０】
一例において、アノード本体４０４は、あらかじめ加圧成形された、基板４００及びシード４０２に隣接してそれぞれ位置決めされるペレットに対応することができる。別の実施形態において、アノード本体４０４は、シード４０２を形成するのに用いられたものと同じ乾燥粉体ステンシル印刷技術から形成される。例えば、シード４０２を形成するのに用いられた孔と同様に形作られた孔を有するステンシルを１回又はそれ以上連続的に繰り返して用いて、それぞれのアノード本体４０４をシード４０２の上に堆積させることができる。他の実施形態において、同様の孔位置を有するより厚いステンシルを用いて、アノード本体４０４を形成することができる。さらに別の実施形態において、シード４０２は乾燥粉体で印刷されるが、アノード本体４０４は焼結前に除去されるバインダ及び溶媒を含んだペーストで印刷される。前述のような焼結ステップは、シード４０２が基板４００上に設けられた後、及びアノード本体４０４がシード４０２の上に設けられた後に用いることができる。アノード本体４０４が設けられた後で焼結が行われたときに、アノード本体４０４は、基板４００に融着したシード４０２に融着する。
【００４１】
シード４０２及びアノード本体４０４を基板４００上に正確に位置合わせした後、それぞれのキャパシタの実施形態の形成を完了するために、種々の異なる技術を用いることができる。例えば、上記のように、アノード本体４０４をアノード酸化して固体電解質を付与することができる。所望であれば、蓋４１２が組立体の上部に沿って付与される場合にそこに付与することができる炭素層４０８及び／又は１つ又はそれ以上の銀層４１０のような付加的な層を用いることができる。他の実施形態において、全ての目的について引用によりここに組み入れる特許文献２２（ＡＶＸ  Ｌｔｄ）で説明されているように、カソード終端としての基板の蓋の必要性をなくすことによって、キャパシタの体積効率を高めることができる。
【００４２】
尚も図４−図７を参照すると、例えば、図６において形成されるようなアレイの間のチャネルを側壁を封入する液状エポキシ樹脂で充填することによって、それぞれのキャパシタ本体を囲むように封入樹脂４１４を形成することができる。封入プロセスの間に樹脂４１４が硬化した後、処理された基板を中心線（図６の破線４１６で示される）に沿ってスライスして、複数のキャパシタ本体の各々を個別のユニットに分離することができる。封入の後、部品は洗浄され、ダイシングされ、終端される。終端は、印刷されたペースト及び／又はめっき層の組み合わせを含むことができる。封入を省くことができる更なるバリエーションは、別個のキャパシタを付加的な電子部品と共に又はなしでパッケージ内に気密封止することを伴うものとすることができる。
【００４３】
得られるキャパシタ・ユニットの例は、図７に示される。各々のキャパシタ４２０は、基板部分４００から成るアノード端子部分を含む。シード４０２及びアノード本体４０４が基板から直立しており、これがエポキシ樹脂の側壁４１４ａ及び４１４ｂで外装されている。キャパシタ４２０の上端領域は、炭素ペーストの層４０８、銀ペーストの層４１０、及び構成部品のカソード端子部分を形成する銀ペーストの更なる層４１２で被覆される。キャパシタ４２０のカソード終端及びアノード終端として、それぞれ、エンドキャップ４２２及び４２４が設けられる。
【００４４】
図４−図７を参照して説明される固体電解キャパシタを形成するために用いることができる例示的な構造及び／又はステップに関する更なる詳細は、その全てが全ての目的についてその全体を引用によりここに組み入れられる、以下の米国特許、即ち、Ｓａｌｉｓｂｕｒｙの特許文献２３、Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎの特許文献２４、Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎの特許文献２５、Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎの特許文献２６、Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎの特許文献２７、Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎの特許文献２８、及びＨｕｎｔｉｎｇｔｏｎの特許文献２に開示される。
【００４５】
主題の技術の例示的な実施形態の更なる態様は、図８−図１０に提示されており、一般にシード及び／又はアノードを基板８００又は９００に直接印刷することに関し、基板は、この例では、その上にアノード本体を形成し、その後、処理のために取り扱うことができる、比較的薄く実質的に平滑で概ね平坦な、ウェハ、テープ（例えば、オープンリール式テープ）、箔又はその他の表面に対応することができる。
【００４６】
図８は、基板８００が２組の粉体印刷部分を伴って形成される、上述された実施形態と同様の一実施形態を示す。具体的には、主題の乾燥粉体ステンシル印刷技術を用いて１つ又はそれ以上の粉体印刷部分８０２が基板８００に付与され、それぞれのシード層部分を直接形成する。次いで、アノード本体８０４が薄いシード層の上に直接印刷される。図８の特定の一実施形態において、比較的低い比電荷（約１，０００μＦ＊Ｖ／ｇと１０，０００μＦ＊Ｖ／ｇとの間のオーダーであり、一実施形態では約３，０００μＦ＊Ｖ／ｇに対応する）を有する乾燥粉体を用いて、シード８０２が形成される。次いで、比較的高い比電荷（約１００，０００μＦ＊Ｖ／ｇから約１５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの間のオーダー）を有する乾燥粉体を用いて、アノード８０４が形成される。比較的低い比電荷を有する粉体の使用は、ときとして比較的高い温度（約１７００−１９００°Ｃの範囲）で焼結されるのに対し、比較的高い比電荷を有する粉体は、比較的低い温度（約１３００−１７００°Ｃの範囲）で焼結することができる。高温かつ低比電荷の粉体は、焼結したときにあまり収縮せず、基板への良好な結合が達成されるので、シード層に用いる場合に有利なものとなり得る。一旦、粉体と基板との結合が達成されると、その後で高電荷かつ低温の粉体がアノードとして用いられる場合に、アノードをしっかりと固定して付与することがより容易になる。
【００４７】
代替的な一実施形態として、焼結温度を下げるために、図８のシード８０２を、より高い比電荷（低い焼結温度）の粉体を用いて形成することができることを認識されたい。より高い比電荷の粉体がシードのために用いられる場合には、これを通常の温度よりやや高い温度（例えば、通常の１３００−１７００°Ｃの代わりに１５００−１９００°Ｃ）で焼結することができる。より高い比電荷の同じ粉体を次にアノード８０４に用いて、通常の比較的低い約１３００−１７００°Ｃの間の範囲の焼結温度で焼結することができる。
【００４８】
図９に示されるように、アノード本体９０４を基板９００に直接印刷することもまた可能であり得る。そのような場合には、アノード９０４を形成するために用いられる乾燥粉体は、基板への適切な結合を達成するために高めの温度で焼結することができる粉体に対応するものとすることができる。一例において、アノード本体９０４を形成するために用いられる乾燥粉体は、比較的低い比電荷（約１，０００μＦ＊Ｖ／ｇと約５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇとの間のオーダー）を有し、約１４００−１９００°Ｃの間の範囲内の温度で焼結することができる粉体に対応する。
【００４９】
図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて示されるように、開示される例の更なるバリエーションは、印刷プロセスの複数回の繰り返しを用いる印刷アノードの形成に関する。例えば、アノード８０４（図８に示されたアノードと同様のもの）及び／又はアノード９０４（図９に示されたアノードと同様のもの）は、乾燥粉体印刷を逐次的に繰り返すこと（例えば、各アノード本体８０４、９０４の中の破線で示される、これに限定されるものではないが３回の繰り返しのように）から形成することができる。所与のステンシル及び孔の厚さ、並びに得られるアノード本体の所望の縦断面高さに応じて、１又はそれ以上の回数の繰り返しを用いることができる。各々の繰り返しの間に、又は積み上げプロセスの最後に、焼結を用いることができる。
【００５０】
印刷アノード本体８０４、９０４の厚さは比較的薄くすることができ、例えば約４ミリメートル又はそれ以下、幾つかの実施形態では約０．０５ミリメートルから約２ミリメートル、幾つかの実施形態では約０．１ミリメートルから約１ミリメートルにすることができる。得られるキャパシタの電気的特性を改善するために、アノード本体の形状を選択することもできる。例えば、アノード本体は、曲線、正弦曲線、矩形状、Ｕ字型、Ｖ字型、Ｔ字型、Ｈ字型などの形状を有することができる。アノード本体は、ＥＳＲを最小化し、キャパシタンスの周波数応答を拡張するために表面積対体積の比を高めるように、１つ又はそれ以上の畝、溝、陥凹部又は圧痕を含む「溝付き」形状を有するものとすることもできる。このような「溝付き」アノードは、例えば、その全てが、全ての目的についてその全体が引用によりここに組み入れられる、Ｗｅｂｂｅｒ他の特許文献２９、Ｍａｅｄａ他の特許文献３０、及びＢｏｕｒｇａｕｌｔ他の特許文献３１、並びにＨａｈｎ他の特許文献３２に記載されている。上でより詳細に説明されたように、アノード本体８０４、９０４をアノード酸化し、電解質で被覆することができる。これらに限定されないが、アノード酸化、マンガン化、ヒーリングなどの付加的な処理ステップを実施することができる。
【００５１】
本発明の第３の例示的な実施形態の態様を図１１−図１５に示す。一般に、このような第３の例示的な実施形態は、基板上にシードに加えてグリップが印刷されることを除いて、図４−図７に示された第１の例示的な実施形態と同様である。グリップは一般に、シードを取り囲む輪郭として形成されるような粉体印刷部分に対応し、そのグリップのところで、絶縁材料が、隣接するシード及び対応するアノード本体の間及び／又はそのような別個の構成部品の外周を囲むチャネル内で基板に「グリップする」又は接着することができる。図１１−図１５に示される要素が図４−図７に示される要素と同様のものである限りにおいて、同様の参照符号が用いられる。
【００５２】
図１１は、アノード・シードに対応する粉体印刷部分を形成するための開口部に対応する複数のシード孔１０２’を含む例示的なステンシル１００’を示す。さらに、ステンシル１００’は、組み合わされて各シード孔１０２’を取り囲む輪郭を形成する複数の横断方向の孔１０６と複数の長手方向の孔１０８とを含む。横断方向孔１０６と長手方向孔１０８の集積を用いて、本発明の態様に従い、更なる乾燥粉体を用いて、印刷されたシードのそれぞれ周囲にグリップを印刷することができる。一例において、シードを印刷するのに用いられるものと同じ粉体がグリップの印刷のために用いられる。シード及び外郭のグリップは、別々のステンシル（孔１０２’を含む１つのステンシルと、孔１０６及び１０８を含む別のステンシル）を用いて交互に印刷することができることを認識されたい。
【００５３】
尚も図１１を参照すると、本発明の幾つかの実施形態は、縁部の参照線に対応するステンシル及び対応する粉体印刷部分を含む。図１１に示される縁部参照線は、内部のグリップ線と同様の付加的な横断方向孔１０６及び／又は長手方向孔１０８に対応し、これらは、構成部品切断位置の位置合わせの参照として用いられるように、ウェハ又はウェハ・ハンドルの１つ又は複数の縁部まで続けて印刷することができる。このような縁部参照線は、内部のグリップの有無に関わらず印刷することができる。
【００５４】
ここで図１２−図１５の断面図をそれぞれ参照すると、印刷されたグリップ部分４０３は、基板４００上のそれぞれのシード４０２の間に堆積される（即ち、印刷される）。グリップ４０３の設置は、アノード本体４０４の間のチャネル内でベース絶縁材料４１３がそこに接着することができる結合面の役割を果たす。絶縁材料４１３の設置は、アノード本体を互いに電気的に分離することを補助するために、電解質の付与及びアノード本体４０４のマンガン化の処理ステップの前に行うことができる。一実施形態において、絶縁材料４１３は、ポリマー、例えばフルオロポリマー、例えば、これらに限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ＭＦＡ、ＦＥＰ、又はＤｕＰｏｎｔからＴｅｆｌｏｎ−ＰＦＡのブランド名の下で販売されているポリマー、ダイキンからＮｅｏｌｆｏｎ−ＰＦＡのブランド名を用いて販売されているポリマー又はＳｏｌｖａｙ  ＳｏｌｅｘｉｓからＨｙｆｌｏｎ−ＰＦＡのブランド名を用いて販売されているポリマーを含むその他のポリマーに対応することができる。
【００５５】
上記の技術、及び乾燥粉体を印刷することで作成される、結果として得られるデバイスは、多くの利点を様々な形で提供することができる。幾つかの実施形態において、主題の技術は、アレイ・タイプの形式で多数のキャパシタ構成部品が製造される場合の構成部品の歩留まりを改善する可能性を提供する。製造における変更の結果として、製造時間及び費用の削減がもたらされることになる。所望の場所に（例えば、ステンシルの設計及び適用に基づいて）選択的に印刷する能力は、非常に自由度の高いプロセスを提供する。さらに、主題の印刷技術の結果として、比較的薄型であることで一般に特徴付けられるアノード本体を形成することもできる。
【００５６】
主題の技術は、ベース・シード層及びアノード本体層において多数のカットを必要とする従来のキャパシタ形成方法と比べた利点を提供する。そのようなカットを排除することで、製造にかかる全体としての処理時間及び費用を減らすことになる。カットを排除することでさらに幾つかの実施形態においてより薄い基板の使用を可能にすることができ、それゆえ付加的な製造費用が節約される。なぜなら、基板内に侵入する１つ又はそれ以上の切り込みに適合する基板を必要としないからである。プロセス操作におけるステップの数を減らすことによって、操作者の誤りの可能性もまた減少するはずであり、それゆえ製品歩留まりが高まることになる。
【００５７】
主題の乾燥粉体印刷技術はまた、材料の使用がより少なく、それゆえ費用が削減され、体積効率が増大することに関する利点も提供する。特に、電解キャパシタの作成において用いられるその他の材料の量を削減することができるので、そのような構成部品の製造における著しい費用の節約がもたらされる。例えば、比較的薄い基板を用いることができる。また、小さい粉末の粒径を薄いステンシルと共に用いることで、従来法に比べてより薄いシードが可能になる。また、より少ないシード粉体が用いられ、例えば、従来法で用いられる粉体の典型的な重量である、より重い約０．３−１．０グラムよりも少ない、約０．１０−０．１５グラムのオーダーの粉体が用いられる。その他の構成部品に用いられる材料がより少ないということは、キャパシタのアノードのための余地が増え、それゆえ、対象となるキャパシタの全体としての体積効率が増大することを意味する。
【００５８】
また、付与されるシード粉体は、従来法と比べて、基板全体にわたって実質的により均一な厚さの分布で形成される。また、ステンシル印刷を用いることで、同じ部品を作成するための粉体の比電荷（ＣＶ）値が小さくなること、又は、より高いＣＶ値の粉体を用いて作成される部品と比べて特定の又はより良好な電気的特性が達成されることによって、粉体の選択も容易になった。付加的に又は代替的に、より高いＣＶの粉体をより薄い基板と共に用いることで、同じ高さを有するがより高い性能のアノードの形成を促進することができ、それゆえ新たな製品性能範囲の可能性が提供される。
【００５９】
また、主題の技術は、実質的に平坦な（即ち、平面の）基板に利用することができるので有利である。ワッフル状のパターン又はグリップ状にプレスされた（pressed-in-grip）構造を採用した構成部品基板とは逆に、平坦な基板は一般にそれほど高価ではなく、付加的な問題の影響を受けにくい。特に、複雑なワッフル状及びグリップ状にプレスされた基板は、一般に原料基板材料のより厚い部分を必要とし、これを後で特定の位置で凹ませるか又は切除するので、コストがかかる。平坦ではない基板はまた、基板の反転又は二重焼結という、コストが高く、かつ注意を要するステップを必要とする場合もある。基板の反転は、選択的に付与されたシードの望ましくない剥離を引き起こしかねない。また、主題の技術は、シード及び／又はアノード本体が主題のステンシル印刷技術を用いて形成されるときに、そうした要素のより均一な分布を提供する。
【００６０】
キャパシタ・シードを形成するために従来のシード形成方法ではなく主題の乾燥粉体印刷技術を用いて製造されたキャパシタ間で、具体的な比較を行った。そのような比較において、新規なステンシル印刷技術によって形成されたキャパシタは、有利に増大したキャパシタンス、及び有利に減少した等価直列抵抗（ＥＳＲ）を達成する一方で、漏れ電流及び散逸率は同等に維持された。
【００６１】
本発明は、以下の実施例を参照することによって、より良く理解することができる。
【実施例】
【００６２】
試験手順
キャパシタンス、散逸率、ＥＳＲ及び漏れ電流（ＤＣＬ）
キャパシタンス、散逸率及び等価直列抵抗（ＥＳＲ）は、ＨＰ４２６３精密ＬＣＺメータを用いて、１．５ボルトＤＣバイアスを有する１ボルトの信号で測定した。キャパシタンスと散逸率については、メータを動作周波数約１２０Ｈｚにセットした。ＥＳＲについては、メータを動作周波数約１００ｋＨｚにセットした。漏れ電流は、ＨＰ６６４３電源装置を用いて、所与の約１０秒の浸漬時間（soak time）の後、温度２５°Ｃ及び所定の定格電圧に設定した動作条件の試験手順を用いて測定した。
【００６３】
実施例１（シード）
図７に示される構成部品にほぼ対応するような固体電解キャパシタを、約１０ミル（２５０ミクロン）の厚さを有するタンタル・ウェハ基板を用いて作成した。約５０ミクロンの厚さを有し、かつ約１．１ｍｍ2で孔間ピッチが約１．７６ｍｍのそれぞれの孔を有するステンシルを用い、ＱＲ７乾燥タンタル粉末（約３，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）を用いて乾燥粉体シードを選択的に印刷した。シードを焼結し、次にＳ−５０６タンタル粉末（約５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）から作られた加圧成形されたアノード本体をシードに付与し、デバインド（debind）及び焼結し、次いでアノード酸化して誘電体層を形成した。二酸化マンガン固体電解質を形成し、この時点で炭素被膜及び銀被膜により本体を被覆した。従来の組み立て技術によって、デバイス蓋、封入及び終端構成部品を付加し、計測を行った。最終製品寸法は、０８０５「Ｒ」ケース寸法に対応する。電気的特性を以下の表に列挙する。
【００６４】
実施例２（シード）
図７に示される構成部品にほぼ対応するような固体電解キャパシタを、約１０ミル（２５０ミクロン）の厚さを有するタンタル・ウェハ基板を用いて作成した。約５０ミクロンの厚さを有し、かつ約０．６ｍｍ2で孔間ピッチが約１．２６ｍｍのそれぞれの孔を有するステンシルを用い、ＱＲ７乾燥タンタル粉末（約３，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）を用いて乾燥粉体シードを選択的に印刷した。シードを焼結し、次にＳＴＡ１００乾燥タンタル粉末（約１００，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）から作られた加圧成形されたアノード本体をシードに付与し、デバインド及び焼結し、次いでアノード酸化して誘電体層を形成した。二酸化マンガン固体電解質を形成し、この時点で炭素被膜及び銀被膜により本体を被覆した。従来の組み立て技術によって、デバイス蓋、封入及び終端構成部品を付加し、計測を行った。最終製品寸法は、０６０３「Ｌ」ケース寸法に対応する。電気的特性を以下の表に列挙する。
【００６５】
実施例３（シード＋グリップ）
図１５に示された構成部品にほぼ対応するような固体電解キャパシタを、約１０ミル（２５０ミクロン）の厚さを有するタンタル・ウェハ基板を用いて作成した。約５０ミクロンの厚さを有し、かつ約０．６ｍｍ2で孔間ピッチが約１．２６ｍｍのそれぞれの孔を有するステンシルを用い、ＱＲ７乾燥タンタル粉末（約３，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）を用いて乾燥粉体シード及びグリップを選択的に印刷した。シード及びグリップを焼結し、次にＳ−７００タンタル粉末（約７０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）から作られた加圧成形されたアノード本体をシードに付与した。次に、アノードをデバインド及び焼結し、次いでアノード酸化して誘電体層を形成した。二酸化マンガン固体電解質を形成し、この時点で炭素被膜及び銀被膜により本体を被覆した。従来の組み立て技術によって、デバイス蓋、封入及び終端構成部品を付加し、計測を行った。最終製品寸法は、０６０３「Ｌ」ケース寸法に対応する。電気的特性を以下の表に列挙する。
【００６６】
実施例４、５、及び６（シード）
図７に示される構成部品にほぼ対応するような固体電解キャパシタを、約６ミル（１５０ミクロン）の厚さを有するタンタル・ウェハ基板を用いて作成した。約５０ミクロンの厚さを有し、かつ約０．３８ｍｍ2で半径約０．０８ｍｍのそれぞれの孔を有するステンシルを用い、ＱＲ７乾燥タンタル粉末（約３，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）を用いて乾燥粉体シードを選択的に印刷した。シードを焼結し、次にＳＴＡ１５０乾燥タンタル粉末（約１５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）から作られた加圧成形されたアノード本体をシードに付与し、デバインド及び焼結し、次いでアノード酸化して誘電体層を形成した。３つの異なる形成電圧をアノード酸化の際に用いた。実施例４では、部品は形成電圧７．５Ｖ及び湿潤キャパシタンス約１０．３μＦでアノード酸化された。実施例５では、部品は形成電圧１７Ｖ及び湿潤キャパシタンス約４．３μＦでアノード酸化された。実施例６では、部品は形成電圧２５Ｖ及び湿潤キャパシタンス約２．４３μＦでアノード酸化された。二酸化マンガン固体電解質を形成し、この時点で炭素被膜及び銀被膜により本体を被覆した。従来の組み立て技術によって、デバイス蓋、封入及び終端構成部品を付加し、計測を行った。最終製品寸法は、０４０２「Ｋ」ケース寸法に対応する。電気的特性を以下の表に列挙する。
【００６７】
実施例７（シード）
図７に示される構成部品にほぼ対応するような固体電解キャパシタを、約６ミル（１５０ミクロン）の厚さを有するタンタル・ウェハ基板を用いて作成した。約５０ミクロンの厚さを有し、かつ約２．４ｍｍ掛ける０．７ｍｍで半径約０．１５ｍｍのそれぞれの孔を用い、ＱＲ７乾燥タンタル粉末（約３，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）を用いて乾燥粉体シードを選択的に印刷した。シードを焼結し、次にＳ−５０６タンタル粉末（約５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級）から作られた加圧成形されたアノード本体をシードに付与し、デバインド及び焼結し、次いでアノード酸化して誘電体層を形成した。二酸化マンガン固体電解質を形成し、この時点で炭素被膜及び銀被膜により本体を被覆した。従来の組み立て技術によって、デバイス蓋、封入及び終端構成部品を付加し、計測を行った。最終製品寸法は、１２１０「Ｔ」ケース寸法に対応する。電気的特を以下の表に列挙する。
【００６８】
実施例８（アノード）
アノードを、約１０ミル（２５０ミクロン）の厚さを有するタンタル・ウェハ基板上に、シード層を含めずに直接ステンシル印刷した。約１００ミクロンの厚さを有するステンシルを用いて、約０．６ｍｍ2で高さ１００ミクロン、ピッチ約１．２６ｍｍのアノード本体（それぞれの孔寸法に対応する）を形成した。アノード本体を形成するために約２００，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級の乾燥タンタル粉末を用いた。次いで印刷された粉体アノードを約１３００°Ｃで焼結したが、結合強度を高めるためにはより高い温度の方が良いかもしれない。
【００６９】
実施例９（アノード）
アノードを、約１０ミル（２５０ミクロン）の厚さを有するタンタル・ウェハ基板上に直接（シード層を含めずに）、及びシードと共に、両者ともステンシル印刷した。約４００ミクロンの厚さを有するステンシルを用いて、約７．３１ｍｍ掛ける４．３６ｍｍで高さ４００ミクロンのアノード本体（それぞれの孔寸法に対応する）を形成した。アノード本体を形成するために、約５０，０００μＦ＊Ｖ／ｇの等級のＳ５０６乾燥タンタル粉末を用いた。次いで印刷された粉体アノードを真空下、約１３７０°Ｃで焼結した。
【００７０】
次いで、実施例１−７で形成された試料の電気的特性を試験した。平均の結果を以下の表１に示す。
表１
2011035406.tif 000003
【００７１】
本発明のこれら及び他の改変並びにバリエーションは、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく実行することができる。さらに、種々の実施形態の態様は、全体及び部分の両方で交換可能であることを理解されたい。さらにまた、当業者は、上記の説明は単なる例としてのものであり、このような添付の特許請求の範囲に記載された本発明をさらに限定することを意図するものではないことを認識する。
【符号の説明】
【００７２】
１００、１００’、２００：ステンシル
１０２、１０２’、２０２：複数の孔
１０６：横断方向孔
１０８：長手方向孔
２０６、３０６、４００、８００、９００：基板
２０８：乾燥粉体
２１０：スキージ
３０５：延長部
３２０：印刷された粉体部分
４０２、８０２：シード
４０３：グリップ
４０４、８０４、９０４：アノード本体
４０８：炭素層
４１０：銀層
４１２：蓋
４１３：絶縁材料
４１４：封入樹脂
４２０、４２０’：キャパシタ
４２２、４２４：エンドキャップ
【図１】
2011035406.tif 000004
【図２】
2011035406.tif 000005
【図３】
2011035406.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011035406.tif 000010
【図８】
2011035406.tif 000011
【図９】
2011035406.tif 000012
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2011035406.tif 000014
【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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【外国語明細書】
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