(57)【要約】【課題】電解コンデンサーのための細線／太線リードアセンブリを提供する。【解決手段】焼結された多孔質アノード本体と、第１のアノードリードと、第２のアノードリードとを含む固体電解コンデンサー要素を含むコンデンサーを提供する。第１のアノードリードは、第２のアノードリードの厚みよりも大きい厚みを有する。第１のアノードリードの一部分は、多孔質アノード本体に埋め込まれ、第１のアノードリードの第２の部分は、多孔質アノード本体の面から縦方向に延びる。一方、第２のアノードリードは、アノード端子への接続に向けてアノード本体に電気的に接続される。一実施形態において、第２のアノードリードは、アノード本体の面に直接に接続することができる。別の実施形態において、第２のアノードリードは、第１のアノードリードの第２の部分の端部での取り付けを通じてなどでアノード本体に間接的に接続することができる。【選択図】図１
2015041779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサー要素を含む固体電解コンデンサーであって、
前記コンデンサー要素が、
焼結された多孔質アノード本体と、
第１のアノードリードであって、該第１のアノードリードの第１の部分が、前記多孔質アノード本体内に埋め込まれ、該第１のアノードリードの第２の部分が、該多孔質アノード本体の面から縦方向に延びる前記第１のアノードリードと、
前記多孔質アノード本体に対して外部に位置決めされた第２のアノードリードと、
前記焼結された多孔質アノード本体の上に重なる誘電体層と、
前記誘電体層の上に重なり、固体電解質を含むカソードと、
を含む、
ことを特徴とする固体電解コンデンサー。
【請求項２】
前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの厚みよりも小さい厚みを有することを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項３】
前記第２のアノードリードの厚みが、前記第１のアノードリードの厚みの約１０％から約９０％までであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項４】
前記第１のアノードリードの前記厚みは、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまでであることを特徴とする請求項２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項５】
前記第２のアノードリードの前記厚みは、約１０マイクロメートルから約１８００マイクロメートルまでであることを特徴とする請求項２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項６】
前記第１のアノードリード及び前記第２のアノードリードは、同じ材料であることを特徴とする請求項２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項７】
前記第１のアノードリード及び前記第２のアノードリードは、異なる材料であることを特徴とする請求項２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項８】
前記第１のアノードリードは、前記第２のアノードリードとは異なる材料であり、
更に、前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの厚みと同じか又はそれよりも大きい厚みを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項９】
前記第２のアノードリードは、該第２のアノードリードが、前記第１のアノードリードの前記第２の部分に隣接し、かつそれと接触するように、前記多孔質アノード本体の前記面に接続されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１０】
前記第２のアノードリードは、抵抗溶接によって前記多孔質アノード本体の前記面に接続されることを特徴とする請求項９に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１１】
前記第２のアノードリードは、レーザ溶接によって前記多孔質アノード本体の前記面に接続されることを特徴とする請求項９に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１２】
前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの前記第２の部分に接続されることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１３】
前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの前記第２の部分の端部に接続され、かつ該第１のアノードリードの該第２の部分の該端部から縦方向に延びることを特徴とする請求項１２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１４】
前記第２のアノードリードは、抵抗溶接によって前記第１のアノードリードの前記第２の部分に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１５】
前記第２のアノードリードは、レーザ溶接によって前記第１のアノードリードの前記第２の部分に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１６】
前記アノード本体は、約１０，０００μＦ*Ｖ／ｇから約６００，０００μＦ*Ｖ／ｇまでの比電荷を有する粉末から形成され、
前記粉末は、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン、その導電性酸化物、又はその導電性窒化物のようなバルブ金属を含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１７】
前記第２のアノードリードに電気的に接続されたアノード端子と前記カソードに電気的に接続されたカソード端子とを更に含むことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサー。
【請求項１８】
焼結された多孔質アノード本体を含む固体電解コンデンサーを形成する方法であって、
第１のアノードリードの第１の部分をバルブ金属組成物から形成された粉末内に該第１のアノードリードの第２の部分が前記アノード本体の面から縦方向に延びるように位置決めする段階と、
前記粉末を前記第１のアノードリードの前記第１の部分の周囲に締め固める段階と、
前記締め固めた粉末と前記第１のアノードリードの前記第１の部分とを焼結して前記多孔質アノード本体を形成する段階と、
第２のアノードリードを前記多孔質アノード本体に対して外部に位置決めする段階と、
前記第２のアノードリードをアノード端子に溶接して該第２のアノードリードと該アノード端子の間に電気接続部を形成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記第２のアノードリードは、該第２のアノードリードが、前記第１のアノードリードの前記第２の部分に隣接し、かつそれと接触するように、前記多孔質アノード本体の前記面に接続され、
前記第１のアノードリードの前記第２の部分も、前記アノード端子に溶接される、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２のアノードリードは、前記多孔質アノード本体の前記面に溶接されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの前記第２の部分に接続されることを特徴とする請求項１８から請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの前記第２の部分の端部に接続され、かつ該第１のアノードリードの該第２の部分の該端部から縦方向に延びることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの前記第２の部分に溶接されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２のアノードリードを切り取る段階を更に含むことを特徴とする請求項１８から請求項２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記焼結された多孔質アノード本体を陽極酸化して誘電体層を形成する段階と、
前記陽極酸化した焼結アノード本体に固体電解質を付加してカソードを形成する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１８から請求項２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記カソードとカソード端子の間に電気接続部を形成する段階と、
前記アノード端子の少なくとも一部と前記カソード端子の一部が露出したままに留まるように前記コンデンサーをモールド成形材料でカプセル化する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの厚みよりも小さい厚みを有することを特徴とする請求項１８から請求項２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１のアノードリード及び前記第２のアノードリードは、同じ材料であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１のアノードリード及び前記第２のアノードリードは、異なる材料であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１のアノードリードは、前記第２のアノードリードとは異なる材料であり、
更に、前記第２のアノードリードは、前記第１のアノードリードの厚みと同じか又はそれよりも大きい厚みを有する、
ことを特徴とする請求項１８から請求項２９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
固体電解コンデンサー（例えば、タンタルコンデンサー）は、電子回路の小型化への主要な寄与ファクタであり、極端な環境におけるそのような回路の適用を可能にした。典型的な固体電解コンデンサーのアノードは、多孔質アノード本体を含み、アノードリードがアノード本体を超えて延びてコンデンサーのアノード端子に接続される。アノードは、最初にタンタル粉末をペレットにプレスし、次に、それを焼結して個々の粉末粒子の間に溶融を起こすことによって形成することができる。多くの従来の固体電解コンデンサーに関連付けられた１つの課題は、タンタル粒子の小さい粒子サイズが、アノード本体とアノードリードの間の容積接触を低減する可能性があることである。実際に、アノードリードと粉末粒子の間に多くの接触点を見つるのは困難である可能性がある。アノード本体とアノードリードの間の接触面積が減少すると、アノードリードとアノードが接触するところで対応する抵抗の増大がある。この増大した等価直列抵抗（ＥＳＲ）の結果として、コンデンサーは、電気性能の低下を示す。その一方、アノードリードの直径が増大すると、アノードリード自体内の内部抵抗が増大し、この内部抵抗の増大は、アノード本体とアノードリードの間の接触点の増加の結果として見られるＥＳＲのいかなる改善（低下）も相殺してしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】米国特許第６，３２２，９１２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３９１，２７５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，４１６，７３０号明細書
【特許文献４】米国特許第６，５２７，９３７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，５７６，０９９号明細書
【特許文献６】米国特許第６，５９２，７４０号明細書
【特許文献７】米国特許第６，６３９，７８７号明細書
【特許文献８】米国特許第７，２２０，３９７号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００５／００１９５８１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００５／０１０３６３８号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００５／００１３７６５号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１９７，２５２号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，１９１，９３６号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，９４９，６３９号明細書
【特許文献１５】米国特許第３，３４５，５４５号明細書
【特許文献１６】米国特許出願公開第２００５／０２７０７２５号明細書
【特許文献１７】米国特許第４，９４５，４５２号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，９８７，６６３号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，１１１，３２７号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，６３５，７２９号明細書
【特許文献２１】米国特許第７，５１５，３９６号明細書
【特許文献２２】米国特許第５，４５７，８６２号明細書
【特許文献２３】米国特許第５，４７３，５０３号明細書
【特許文献２４】米国特許第５，７２９，４２８号明細書
【特許文献２５】米国特許第５，８１２，３６７号明細書
【特許文献２６】米国特許公開第２００７／００６４３７６号明細書
【特許文献２７】米国特許第６，６７４，６３５号明細書
【特許文献２８】米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、リードの直径が増大するときに増大するそれ自体の抵抗の悪影響なしにアノード本体とアノードリードの間の接触点の増加の利益との間の均衡を取り、それによって超低ＥＳＲレベルを達成することによりコンデンサーの電気性能を有意に改善する改善された固体電解コンデンサーに対する必要性が現在存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態に従って、コンデンサー要素を含む固体電解コンデンサーを開示する。コンデンサー要素は、焼結された多孔質アノード本体と、第１のアノードリードと、第２のアノードリードと、焼結された多孔質アノード本体の上に重なる誘電体層と、誘電体層の上に重なり、固体電解質を含むカソードとを含む。第１のアノードリードの第１の部分は、多孔質アノード本体に埋め込まれ、第１のアノードリードの第２の部分は、多孔質アノード本体の面から縦方向に延びる。更に、第２のアノードリードは、多孔質アノード本体の外部に位置決めされる。
【０００５】
本発明の別の実施形態に従って、焼結された多孔質アノード本体を含む固体電解コンデンサーを形成する方法を開示する。本方法は、第１のアノードリードの第２の部分がアノード本体の面から縦方向に延びるように、第１のアノードリードの第１の部分をバルブ金属組成物から形成された粉末中に位置決めする段階と、粉末を第１のアノードリードの第１の部分の周囲に締め固める段階と、締め固めた粉末と第１のアノードリードの第１の部分とを焼結して多孔質アノード本体を形成する段階と、第２のアノードリードを多孔質アノード本体の外部に位置決めする段階と、第２のアノードリードをアノード端子に溶接して第２のアノードリードとアノード端子の間に電気接続部を形成する段階とを含む。
【０００６】
本発明の他の特徴及び態様を以下により詳細に示す。
【０００７】
本発明の当業者に対するその最良モードを含む完全かつ実施可能な開示を添付図面への参照を含む本明細書の残りの部分でより具体的に示す。
【０００８】
本明細書及び図面における参照文字の反復的な使用は、本発明の同じか又は類似の特徴又は要素を表すように意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の電解コンデンサー要素の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１の電解コンデンサー要素の前面図である。
【図３】図１の電解コンデンサー要素の上面図である。
【図４】図１〜図３のコンデンサー要素を組み込む本発明の電解コンデンサーの斜視図である。
【図５】本発明の電解コンデンサー要素の別の実施形態の斜視図である。
【図６】図５のコンデンサー要素の前面図である。
【図７】図５のコンデンサー要素の上面図である。
【図８】図５〜図７のコンデンサー要素を組み込む本発明の電解コンデンサーの斜視図である。
【図９】本発明の電解コンデンサー要素の一実施形態の斜視図である。
【図１０】図９の電解コンデンサーの前面図である。
【図１１】図９の電解コンデンサーの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
当業者には、本解説が例示的実施形態の説明に過ぎず、本発明の広義の態様を限定するように意図していないことは理解されるものとする。一般的に言って、本発明は、焼結された多孔質アノード本体と、焼結された多孔質アノード本体の上に重なる誘電体層と、誘電体層の上に重なり、固体電解質を含むカソードとを含むコンデンサー要素を含む固体電解コンデンサーに関する。コンデンサー要素は、第１のアノードリードと第２のアノードリードとを含むアノードリードアセンブリを更に含む。
【００１１】
第１のアノードリードと第２のアノードリードが両方共にタンタルで製造される場合のような一実施形態において、第１のアノードリードは、第２のアノードリードの厚みよりも大きいとすることができる厚みを有することができる。例えば、第１のアノードリードは、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまでの厚み／直径を有することができ、それに対して第２のアノードリードは、約１０マイクロメートルから約１８００マイクロメートルまでの厚み／直径を有することができる。更に、第２のアノードリードは、第１のアノードリードの厚み／直径の約１０％から約９０％までの厚み／直径を有することができる。一方、第１のアノードリードがタンタルで製造され、第２のアノードリードが非タンタル材料（例えば、ステンレス鋼、ニッケル、又はニッケル−鉄合金）で製造される場合のような他の実施形態において、第１のアノードリードと第２のアノードリードは、ほぼ同じ厚みを有することができ、又は第２のアノードリードは、第１のアノードリードの厚みよりも大きいか又は小さい厚みを有することができる。非タンタル材料の厚みは、選択される特定の非タンタル材料及びその融点に依存する。例えば、第１のアノードリード及び第２のアノードリードの各々は、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまでの厚み／直径を有することができ、第１のアノードリードは、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまでの厚み／直径を有することができ、それに対して第２のアノードリードは、約１００マイクロメートルから約２５００マイクロメートルまでの厚み／直径を有することができ、又は第１のアノードリードは、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまでの厚み／直径を有することができ、それに対して第２のアノードリードは、約１０マイクロメートルから約１８００マイクロメートルまでの厚み／直径を有することができる。
【００１２】
第１及び第２のアノードリードワイヤの直径に関わらず、第１のアノードリードの一部分は、多孔質アノード本体に埋め込まれ、第１のアノードリードの第２の部分は、アノード本体の面から縦方向に延びる。一方、第２のアノードリードは、アノード端子への接続に向けてアノード本体に電気的に接続される。一実施形態において、第２のアノードリードは、アノード本体の面に直接に接続することができる。別の実施形態において、第２のアノードリードは、第１のアノードリードの第２の部分の端部における取り付け等によってアノード本体に間接的に接続することができる。
【００１３】
本発明者は、第１のアノードリードが第２のアノードリードよりも大きい厚み／直径を有する場合に、第１のアノードリードの埋め込み部分とアノード本体の間の接触面積が増大し、それによってアノードリードとアノード本体の接触点における抵抗が低下することによってＥＳＲが低下することを見出した。しかし、アノードリードの厚み／直径が増大するときに、アノードリードの内部抵抗も増大する。第１のアノードリードの厚み／直径の増大からもたらされる第１のアノードリードの高い内部抵抗の影響を低減するために、第１のアノードリードの外部（第２の）部分の長さは最小にされ、小さい直径を利用する第２のアノードリードは、処理中の担持ワイヤとして、更にアノード端子への接続に向けて使用される。第１のアノードリードの第２の部分は、約０マイクロメートルから約５０００マイクロメートルまでの長さを有することができ、第２のアノードリードは、約１マイクロメートルから約２０ミリメートルまでの長さを有することができる。本発明者は、そのような２アノードリード構成を使用することにより、得られるコンデンサーのＥＳＲを低下することができることを見出した。
【００１４】
更に、第２のアノードリードが、第１のアノードリードの第２の部分の端部から延びる場合等に、第２のアノードリードをアノード端子に接続することにより、第１のアノードリードと比較して小さい第２のアノードリードの厚み／直径に起因して、レーザ溶接中に少ないエネルギしか用いなくてもよい。更に、大きい直径の第１のアノードリードが使用され、この直径が、アノード端子への第１のアノードリードの正常なレーザ溶接が可能ではなくなるほど大きい場合に、小さい直径の第２のアノードリードの使用は、レーザ溶接の使用を容易にする。更に、抵抗溶接によって第２のアノードリードをアノード端子に接続する際の容易性を改善することができる。一方、アノード端子への接続部を製造するのに導電性接着剤が利用される場合には、第１のアノードリードと比較して小さい第２のアノードリードの厚み／直径に起因して、少ない量の接着剤しか用いなくてもよい。また、小さい厚み／直径を有するリードは、大きい厚み／直径を有するリードよりも操作することが容易であるので、第１のアノードリードよりも小さい厚み／直径を有する第２のアノードリードを利用することによって他の処理段階を簡易化することができ、第１のアノードリードと比較して小さい第２のアノードリードの厚み／直径に起因して、第２のアノードリードが曲がることになる危険性が小さいので、アノードリードアセンブリの全体の安定性を高めることができる。更に、第２のアノードリードの一部分（例えば、担持ワイヤ）は、最終的にコンデンサー自体から切り取られ、最終コンデンサー製品の構成要素として必要とされないので、陽極酸化及びカソード堆積のような化学処理中にアノードを担持するのに小さい厚み／直径を有する第２のアノードリードを使用することによって材料コストが低減される。
【００１５】
一方、上述のように、本発明者は、第１のアノードリードとは異なる材料から製造された第２のアノードリードを利用することにより、第１のアノードリードがタンタルから製造され、第２のアノードリードがステンレス鋼、ニッケル、又はニッケル−イオン合金で製造される場合等に、本発明の開示のコンデンサーを形成することに関連付けられたコストを低減することができることも見出した。そのような実施形態において、第２のアノードリードは、同じ厚み／直径を有することができ、又は第２のアノードリードは、タンタルで製造することができる第１のアノードリードの厚み／直径よりも大きい厚み／直径、又は小さい厚み／直径のいずれも有することができる。そのような実施形態において、陽極酸化及びカソード堆積のような化学処理中にアノードを担持するのにタンタルではない第２のアノードリードを使用することにより、材料コストを低減することができる。例えば、第２のアノードリードの一部分（例えば、担持ワイヤ）は、最終的にコンデンサー自体から切り取られ、最終コンデンサー製品の構成要素として必要とされないので、第１のアノードリードと比較してそれ程高価ではない材料を使用することができる。
【００１６】
ここで本発明の様々な実施形態をより詳細に以下に説明する。
【００１７】
Ｉ．アノード
典型的には、多孔質アノード本体は、高い比電荷、例えば、約２，０００μＦ*Ｖ／ｇ又はそれよりも高く、一部の実施形態では約５，０００μＦ*Ｖ／ｇ又はそれよりも高く、更に一部の実施形態では約１０，０００μＦ*Ｖ／ｇ又はそれよりも高いものを有するバルブ金属組成物から形成される。例えば、そのような粉末は、約１０，０００μＦ*Ｖ／ｇから約６００，０００μＦ*Ｖ／ｇまで、一部の実施形態では約４０，０００μＦ*Ｖ／ｇから約５００，０００μＦ*Ｖ／ｇまで、一部の実施形態では約７０，０００μＦ*Ｖ／ｇから約４００，０００μＦ*Ｖ／ｇまで、一部の実施形態では約１００，０００μＦ*Ｖ／ｇから約３５０，０００μＦ*Ｖ／ｇまで、更に一部の実施形態では約１５０，０００μＦ*Ｖ／ｇから約３００，０００μＦ*Ｖ／ｇまでの比電荷を有することができる。当業技術で一般に知られているように、比電荷は、使用される陽極酸化電圧をキャパシタンスに乗算し、次に、この積を陽極酸化された電極本体の重量で割算することによって決定することができる。
【００１８】
バルブ金属組成は、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、及びこれらの窒化物などのようなバルブ金属（すなわち、酸化機能を有する金属）又はバルブ金属システム化合物を含む。例えば、バルブ金属組成は、１：１．０±１．０、一部の実施形態では１：１．０±０．３、一部の実施形態では１：１．０±０．１、更に一部の実施形態では１：１．０±０．０５のニオブ対酸素の原子比を有するニオブ酸化物のようなニオブの導電性酸化物を含むことができる。例えば、ニオブ酸化物は、ＮｂＯ0.7、ＮｂＯ1.0、ＮｂＯ1.1、及びＮｂＯ2とすることができる。好ましい実施形態において、この組成は、高温での焼結の後であっても化学的に安定な状態に留まることができる導電性ニオブ酸化物であるＮｂＯ1.0を含む。そのような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号明細書、Ｆｉｆｅ他に付与された米国特許第６，３９１，２７５号明細書、Ｆｉｆｅ他に付与された米国特許第６，４１６，７３０号明細書、Ｆｉｆｅに付与された米国特許第６，５２７，９３７号明細書、Ｋｉｍｍｅｌ他に付与された米国特許第６，５７６，０９９号明細書、Ｆｉｆｅ他に付与された米国特許第６，５９２，７４０号明細書、Ｋｉｍｍｅｌ他に付与された米国特許第６，６３９，７８７号明細書、及びＫｉｍｍｅｌ他に付与された米国特許第７，２２０，３９７号明細書、並びにＳｃｈｎｉｔｔｅｒに付与された米国特許出願公開第２００５／００１９５８１号明細書、Ｓｃｈｎｉｔｔｅｒ他に付与された米国特許出願公開第２００５／０１０３６３８号明細書、及びＴｈｏｍａｓ他に付与された米国特許出願公開第２００５／００１３７６５号明細書に記載されており、これらの文献の全てが、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれている。
【００１９】
アノードを形成するのに、一般的にバルブ金属組成の粉末が使用される。この粉末は、様々な形状、例えば、結節状のもの、角張ったもの、薄片など、並びにこれらの組合せのうちのいずれかの粒子を含むことができる。特に適切な粉末は、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐ．から入手可能なタンタル粉末（例えば、Ｃ２５５片状粉末、ＴＵ４Ｄ片状／結節状粉末など）及びＨ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋから入手可能なタンタル粉末（例えば、ＮＨ１７５結節状粉末）である。必須ではないが、粉末は、当業技術で公知のいずれかの技術を用いて、例えば、熱処理を通過して凝集させることができる。粉末をアノードの形状に形成する前に、プレスされてアノード本体が形成される時に粒子が互いに十分に接着することを確実にするために、任意的に粉末を結合剤及び／又は潤滑剤と混合することができる。次に、得られる粉末をいずれかの従来の粉末プレスデバイスを用いて、ペレットを形成するように締め固めることができる。例えば、ダイと１つ又は複数のパンチとを含む単一ステーション圧縮プレスであるプレスモールドを使用することができる。これに代えて、ダイ及び単一の下側パンチしか用いないアンビル型の圧縮プレスモールドを使用することができる。単一ステーション圧縮プレスモールドは、単動、複動、浮動ダイ、可動盤、対向ラム、スクリュー、衝撃、ホットプレス、圧印、又はサイジングのような様々な機能を有するカムプレス、トグル／ナックルプレス、及び偏心／クランクプレスのようないくつかの基本的なタイプに対して利用可能である。
【００２０】
粉末は、その特定の組成に関わらず、図１及び図４に示して以下により詳細に解説するように、第１のアノードリード３０の第２の部分３０ｂが締め固めた多孔質アノード本体３３から延びるように、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの周囲に締め固められる。１つの特定の実施形態において、２つ又はそれよりも多くの部分（例えば、上側部分及び下側部分）を有するダイを含むプレスモールドを使用することができる。使用中に、ダイのこれらの部分は、その壁が実質的に位置合わせして、アノードの望ましい形状を有するダイ空洞を形成するように、互いに隣接して配置することができる。ある一定量の粉末をダイ空洞内に装填する前、中、及び／又は後にダイ空洞内に第１のアノードリード３０を埋め込むことができる。ダイは、アノードリードの挿入を可能にする１つ又は複数のスロットを定めることができる。ダイを粉末で充填し、更にその中に第１のアノードリードを埋め込んだ後に、ダイ空洞は、次に、閉じられ、パンチによる圧縮力を受けることができる。一般的に、圧縮力は、長手軸（すなわち、図１及び図４のｚ軸）に沿って延びる第１のアノードリードの長さに対してほぼ平行又はほぼ垂直のいずれかの方向に作用される。それによって粒子は、第１のアノードリードとの密接な接触に強いられ、リードから粉末への強い結合がもたらされる。
【００２１】
プレス後に、真空下かつある温度（例えば、約１５０°から約５００°まで）で数分間ペレットを加熱することにより、いずれの結合剤／潤滑剤も除去することができる。これに代えて、結合剤／潤滑剤は、あらゆる目的で引用によって文書全体が本明細書に組み込まれているＢｉｓｈｏｐ他に付与された米国特許第６，１９７，２５２号明細書に記載されているように、ペレットを水溶液に接触させることによって除去することができる。その後に、多孔質アノード本体は焼結され、多孔質で一体形の塊が形成される。一般的に、ペレットは、約１２００℃から約２０００℃まで、一部の実施形態では約１３００℃から約１９００℃まで、更に一部の実施形態では約１５００℃から約１８００℃までの温度で約５分から約１００分まで、一部の実施形態では約３０分から約６０分までの時間にわたって焼結される。望ましい場合に、焼結は、アノードへの酸素原子の移動を制限する雰囲気中で行うことができる。例えば、焼結は、例えば、真空、不活性ガス、水素のような還元雰囲気中で行うことができる。還元雰囲気は、約１０トルから約２０００トルまで、一部の実施形態では約１００トルから約１０００トルまで、更に一部の実施形態では約１００トルから約９３０トルまでの圧力にあるとすることができる。水素と他のガス（例えば、アルゴン又は窒素）との混合物を使用することができる。
【００２２】
図１〜図８に示す特定の実施形態において、焼結された多孔質アノード本体３３は、矩形ペレットの形状にある。しかし、矩形の形状を有することに加えて、アノードは、立方体、円筒形、円形、又はあらゆる他の幾何学形状を有することができる。面対容積比を高めてＥＳＲを最小にし、キャパシタンスの周波数応答を拡張するために、アノード本体は、１つ又はそれよりも多くの皺、溝、凹部、又は圧痕を含むことで「溝付き」のものとすることができる。そのような「溝付き」アノードは、例えば、Ｗｅｂｂｅｒ他に付与された米国特許第６，１９１，９３６号明細書、Ｍａｅｄａ他に付与された米国特許第５，９４９，６３９号明細書、Ｂｏｕｒｇａｕｌｔ他に付与された米国特許第３，３４５，５４５号明細書、並びにＨａｈｎ他に付与された米国特許出願公開第２００５／０２７０７２５号明細書に記載されており、これらの文献の全てが、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれている。
【００２３】
ＩＩ．誘電体
誘電体も、アノード本体の上に重なるか、又はそれを被覆する。誘電体は、誘電体層がアノード本体を覆って及び／又はその内部に形成されるように、焼結されたアノードをアノードに通電することによって酸化する（「陽極酸化する」）ことによって形成することができる。例えば、タンタル（Ｔａ）アノード本体を五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）に陽極酸化することができる。一般的に、陽極酸化は、最初に、アノード本体に溶液を付加すること、例えば、アノード本体を電解質中に浸漬することによって実施することができる。一般的に、水（例えば、脱イオン水）のような溶媒が使用される。イオン導電率を改善するために、溶媒中で分離してイオンを形成する機能を有する化合物を使用することができる。そのような化合物の例は、例えば、電解質に関して以下に説明するもののような酸を含む。例えば、酸（例えば、リン酸）は、陽極酸化溶液の約０．０１重量％から約５重量％まで、一部の実施形態では約０．０５重量％から約０．８重量％まで、更に一部の実施形態では約０．１重量％から約０．５重量％までを構成することができる。必要に応じて酸の混合物を使用することができる。
【００２４】
陽極酸化溶液中に電流を流すことで誘電体層が形成される。形成電圧の値が、誘電体層の厚みを制御する。例えば、必要とされる電圧に達するまでは、最初に電源を定電流モードで構成することができる。その後に、アノード本体の面全域を覆って望ましい誘電体厚が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換えることができる。当然ながら、パルス定電位法又はステップ定電位法のような他の公知の方法を使用することができる。陽極酸化が行われる電圧は、一般的に約４Ｖから約２５０Ｖまで、一部の実施形態では約９Ｖから約２００Ｖまで、更に一部の実施形態では約２０Ｖから約１５０Ｖまでの範囲に及ぶ。酸化中には、陽極酸化溶液は、例えば、約３０℃又はそれよりも高く、一部の実施形態では約４０℃から約２００℃まで、更に一部の実施形態では約５０℃から約１００℃までの高温に保つことができる。陽極酸化は、周囲温度又はそれ未満で行うことができる。得られる誘電体層は、アノード本体の面上及びその孔隙内に形成することができる。
【００２５】
必須ではないが、ある一定の実施形態において、誘電体層は、アノード本体の外部面の上に重なる第１の部分とアノード本体の内部面の上に重なる第２の部分とを有する点で、アノード本体を通して異なる厚みを有することができる。そのような実施形態において、第１の部分は、その厚みが第２の部分のものよりも大きいように選択的に形成される。しかし、誘電体層の厚みは、特定の領域内で一様である必要はないことを理解すべきである。外部面に隣接する誘電体層のうちのある一定の部分は、例えば、内部面における層のうちのある一定の部分よりも実際には薄いとすることができる。それにも関わらず、誘電体層は、外部面における層の少なくとも一部分が、内部面における少なくとも一部分よりも大きい厚みを有するように形成することができる。これらの厚みにおける正確な差は、特定の用途に依存して様々なものとすることができるが、第２の部分の厚みに対する第１の部分の厚みの比は、一般的に約１．２から約４０まで、一部の実施形態では約１．５から約２５まで、更に一部の実施形態では約２から約２０までである。
【００２６】
異なる厚みを有する誘電体層を形成するために、一般的に多段処理が使用される。処理の各段において、焼結されたアノード本体は、アノードに通電することによって酸化され（「陽極酸化され」）、誘電体層（例えば、五酸化タンタル）が形成される。陽極酸化の第１の段中に、内側領域に対して望ましい誘電体厚が達成されることを確実にするために、一般的に比較的小さい形成電圧、例えば、約１ボルトから約９０ボルトまで、一部の実施形態では約２ボルトから約５０ボルトまで、更に一部の実施形態では約５ボルトから約２０ボルトまでの範囲に及ぶ形成電圧が使用される。その後に、誘電体の厚みを望ましいレベルまで増すために、焼結された本体を陽極酸化することができる。一般的に、この酸化は、電解質中で第１の段中に使用されるものよりも高い電圧、例えば、約５０ボルトから３５０ボルトまで、一部の実施形態では約６０ボルトから３００ボルトまで、更に一部の実施形態では約７０ボルトから２００ボルトまでの形成電圧で陽極酸化を行うことによって達成される。第１及び／又は第２の段中に、電解質は、約１５℃から約９５℃まで、一部の実施形態では約２０℃から約９０℃まで、更に一部の実施形態では約２５℃から約８５℃までの範囲の温度に保つことができる。
【００２７】
陽極酸化処理の第１及び第２の段中に使用される電解質は、同じか又は異なるとすることができる。しかし、一般的に、誘電体層の外側部分において大きい厚みの取得を容易にするのを助けるために異なる溶液を使用することが望ましい。例えば、有意な量の酸化物膜が、アノード本体の内部面上に形成されるのを阻止するために、第２の段に使用される電解質は、第１の段に使用される電解質よりも低いイオン導電率を有することを望ましいこととすることができる。この点に関して、第１の段中に使用される電解質は、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、ボロン酸のような酸性化合物を含むことができる。そのような電解質は、２５℃の温度で判断される場合に、約０．１ｍＳ／ｃｍから約１００ｍＳ／ｃｍまで、一部の実施形態では約０．２ｍＳ／ｃｍから約２０ｍＳ／ｃｍまで、更に一部の実施形態では約１ｍＳ／ｃｍから約１０ｍＳ／ｃｍまでの導電率を有することができる。第２の段中に使用される電解質は、孔隙内での電荷の通過の結果として孔隙内でヒドロニウムイオン濃度が増大するように、一般的に、弱酸の塩を含む。イオンの搬送又は拡散は、電荷を平衡状態にする必要性に応じて弱酸アニオンが孔隙に進入するようなものである。その結果、ヒドロニウムイオン、酸アニオン、及び非解離酸の間の平衡が確立される中で、主な導電性化学種（ヒドロニウムイオン）の濃度が低下し、それによって導電性の弱い化学種が形成される。導電性化学種の濃度低下は、電解質中で比較的大きい電圧降下をもたらし、それによって内部での更に別の陽極酸化が妨げられ、一方、外側では、継続する高導電率の領域内での高い形成電圧に応答して厚い酸化物層が堆積される。適切な弱酸塩は、例えば、ホウ酸、ボロン酸、酢酸、シュウ酸、乳酸、アジピン酸のようなアンモニウム塩又はアルカリ金属塩（例えば、ナトリウム、カリウム等）を含むことができる。特に適切な塩は、四ホウ酸ナトリウム及び五ホウ酸アンモニウムを含む。一般的に、そのような電解質は、２５℃の温度で判断される場合に、約０．１ｍＳ／ｃｍから約２０ｍＳ／ｃｍまで、一部の実施形態では約０．５ｍＳ／ｃｍから約１０ｍＳ／ｃｍまで、更に一部の実施形態では約１ｍＳ／ｃｍから約５ｍＳ／ｃｍまでの導電率を有する。
【００２８】
望ましい場合に、陽極酸化の各段は、望ましい誘電体厚を得るために１つ又はそれよりも多くのサイクルにわたって繰り返すことができる。更に、第１及び／又は第２の段の後に電解質を除去するために、アノード本体を別の溶媒（例えば、水）ですすぐか又は洗い流すことができる。
【００２９】
ＩＩＩ．固体電解質
コンデンサー要素は、コンデンサーのためのカソードとして機能する固体電解質を更に含む。例えば、硝酸第一マンガン（Ｍｎ（ＮＯ3）2）の熱分解によって二酸化マンガン固体電解質を形成することができる。そのような技術は、例えば、Ｓｔｕｒｍｅｒ他に付与された米国特許第４，９４５，４５２号明細書に記載されており、この文献は、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれている。
【００３０】
これに代えて、固体電解質は、１つ又はそれよりも多くの導電性ポリマー層から形成することができる。そのような層内に使用される導電性ポリマーは、一般的にπ共役のものであり、酸化又は還元の後の導電率、例えば、酸化後の少なくとも約１μＳｃｍ-1の導電率を有する。そのようなπ共役の導電性ポリマーの例は、例えば、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を含む。特に適切な導電性ポリマーは、以下の一般構造を有する置換ポリチオフェンである。
2015041779.tif 000003
ここで、Ｔは、Ｏ又はＳであり、Ｄは、任意的に置換されたＣ1からＣ5まで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、直鎖又は分枝の任意的に置換されたＣ1からＣ18までのアルキルラジカル（例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル又はｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、又は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）、任意的に置換されたＣ5からＣ12までの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）、任意的に置換されたＣ6からＣ14までのアリールラジカル（例えば、フェニル、ナフチル等）、任意的に置換されたＣ7からＣ18までのアラルキルラジカル（例えば、ベンジル、ｏ−トリル、ｍ−トリル、ｐ−トリル、２，３−キシリル、２，４−キシリル、２，５−キシリル、２−６キシリル、３−４−キシリル、３，５−キシリル、メシチル等）、任意的に置換されたＣ1からＣ4までのヒドロキシアルキルラジカル、又はヒドロキシルラジカルであり、ｑは、０から８までの整数、一部の実施形態では０から２まで、更に一実施形態では０であり、ｎは、２から５，０００まで、一部の実施形態では４から２，０００まで、更に一部の実施形態では５から１，０００までである。ラジカル「Ｄ」又は「Ｒ7」に対する置換基の例は、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、カーボネート、カルボキシレート、シアノ、アルキルシラン、及びアルコキシシラン基、カルボキシルアミド基、並びに類似のものを含む。
【００３１】
特に適切なチオフェンポリマーは、「Ｄ」が、任意的に置換されたＣ2からＣ3までのアルキレンラジカルであるものである。例えば、ポリマーは、以下の一般構造を有する任意的に置換されたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とすることができる。
2015041779.tif 000004
【００３２】
上述したもののような導電性ポリマーを形成する方法は、当業技術で公知である。例えば、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれているＭｅｒｋｅｒ他に付与された米国特許第６，９８７，６６３号明細書は、モノマー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。モノマー前駆体は、例えば、以下の構造を有することができる。
2015041779.tif 000005
ここで、Ｔ，Ｄ，Ｒ7、及びｑは、上記に定めたものである。特に適切なチオフェンモノマーは、「Ｄ」が、任意的に置換されたＣ2からＣ3までのアルキレンラジカルであるものである。例えば、以下の一般構造を有する任意的に置換された３，４−アルキレンジオキシチオフェンを使用することができる。
2015041779.tif 000006
ここで、Ｒ7及びｑは、上記に定めたものである。１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の市販物で適切な一例は、Ｈｅｒａｅｕｓ  ＣｌｅｖｉｏｓからＣｌｅｖｉｏｓ（登録商標）Ｍという名称の下で入手可能である。Ｂｌｏｈｍ他に付与された米国特許第５，１１１，３２７号明細書及びＧｒｏｅｎｅｎｄａａｌ他に付与された米国特許第６，６３５，７２９号明細書にも、他の適切なモノマーが記載されており、これらの文献は、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれている。例えば、上述のモノマーのダイマー又はトリマーであるこれらのモノマーの誘導体を使用することができる。モノマーの高分子誘導体、すなわち、テトラマー、ペンタマー等も、本発明における使用に適している。これらの誘導体は、同じか又は異なるモノマー単位で構成し、純粋な形態、並びに互いの混合物及び／又はモノマーとの混合物に使用することができる。これらの前駆体の酸化又は還元された形態を使用することもできる。
【００３３】
チオフェンモノマーは、酸化触媒の存在下で化学的に重合される。一般的に、酸化触媒は、例えば、鉄（ＩＩＩ）カチオン、銅（ＩＩ）カチオン、クロム（ＶＩ）カチオン、セリウム（ＩＶ）カチオン、マンガン（ＩＶ）カチオン、マンガン（ＶＩＩ）カチオン、又はルテニウム（ＩＩＩ）カチオンなどのような遷移金属カチオンを含む。導電性ポリマーに過剰電荷を与え、かつポリマーの導電率を安定化するために、ドーパントを使用することができる。一般的に、ドーパントは、スルホン酸のイオンのような無機アニオン又は有機アニオンを含む。ある一定の実施形態において、前駆体溶液に使用される酸化触媒は、カチオン（例えば、遷移金属）とアニオン（例えば、スルホン酸）とを含む点で触媒機能とドーピング機能の両方を有する。例えば、酸化触媒は、鉄（ＩＩＩ）ハロゲン化物（例えば、ＦｅＣｌ3）、又はＦｅ（ＣｌＯ4）3又はＦｅ（ＳＯ4）3のような他の無機酸の鉄（ＩＩＩ）塩、並びに有機ラジカルを含む有機酸及び無機酸の鉄（ＩＩＩ）塩のような鉄（ＩＩＩ）カチオンを含む遷移金属塩とすることができる。有機ラジカルを有する無機酸の鉄（ＩＩＩ）塩の例は、例えば、Ｃ1からＣ20までのアルカノールの硫酸モノエステルの鉄（ＩＩＩ）塩（例えば、ラウリル硫酸の鉄（ＩＩＩ）塩）を含む。同様に、有機酸の鉄（ＩＩＩ）塩の例は、Ｃ1からＣ20までのアルカンスルホン酸（例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、又はドデカンスルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩、脂肪族ペル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、ペルフルオロブタンスルホン酸、又はペルフルオロオクタンスルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩、脂肪族Ｃ1からＣ20までのカルボン酸（例えば、２−エチルヘキシルカルボン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩、脂肪族ペルフルオロカルボン酸（例えば、トリフルオロ酢酸又はペルフルオロオクタン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩、任意的にＣ1からＣ20までのアルキル基によって置換された芳香族スルホン酸（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、又はドデシルベンゼンスルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩、及びシクロアルカンスルホン酸（例えば、カンフルスルホン酸）の鉄（ＩＩＩ）塩などを含む。上述のこれらの鉄（ＩＩＩ）塩の混合物を使用することもできる。ｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、ｏ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）、及びこれらの混合物は特に適切である。ｐ−トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）の市販物で適切な一例は、Ｈｅｒａｅｕｓ  ＣｌｅｖｉｏｓからＣｌｅｖｉｏｓ（登録商標）Ｃという名称の下で入手可能である。
【００３４】
導電性ポリマー層を形成するのに様々な方法を利用することができる。一実施形態において、酸化触媒とモノマーは、重合反応がアノード部分上で原位置発生するように順次又は一緒のいずれかで付加される。導電性ポリマーコーティングを形成するのに、スクリーン印刷、浸漬、電気泳動コーティング、及び噴霧を含むことができる適切な付加技術を使用することができる。一例として、前駆体溶液を形成するために、最初にモノマーを酸化触媒と混合することができる。混合物が形成された状態で、それをアノード部分に付加し、次に、面上に導電性コーティングが形成されるように重合させることができる。これに代えて、酸化触媒とモノマーは、順次付加することができる。一実施形態において、例えば、酸化触媒は、有機溶媒（例えば、ブタノール）中に溶解され、次に、浸漬溶液として付加される。次に、溶媒をアノード部分から除去するために、アノード部分を乾燥させることができる。その後に、この部分は、モノマーを含む溶液中に浸漬することができる。
【００３５】
重合は、使用される酸化剤と望ましい反応時間とに基づいて、一般的に約−１０℃から約２５０℃まで、一部の実施形態では約０℃から約２００℃までの温度に実施される。上述したものの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号明細書により詳細に記載されていると考えられる。そのような導電性コーティングを付加するための更に他の方法は、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれているＳａｋａｔａ他に付与された米国特許第５，４５７，８６２号明細書、Ｓａｋａｔａ他に付与された米国特許第５，４７３，５０３号明細書、Ｓａｋａｔａ他に付与された米国特許第５，７２９，４２８号明細書、Ｋｕｄｏｈ他に付与された米国特許第５，８１２，３６７号明細書に記載されていると考えられる。
【００３６】
原位置付加に加えて、導電性ポリマー層は、導電性ポリマー粒子の分散液の形態で付加することができる。粒子サイズは、様々なものとすることができるが、アノード部分に接着するために利用可能な面積を拡大するために、粒子が小さい直径を有することが一般的に望ましい。例えば、粒子は、約１ナノメートルから約５００ナノメートルまで、一部の実施形態では約５ナノメートルから約４００ナノメートルまで、更に一部の実施形態では約１０ナノメートルから約３００ナノメートルまでの平均直径を有することができる。粒子のＤ90値（Ｄ90よりも小さいか又はそれに等しい直径を有する粒子が、固体粒子の全ての合計体積のうちの９０％を構成する）は、約１５マイクロメートル又はそれ未満、一部の実施形態では約１０マイクロメートル又はそれ未満、更に一部の実施形態では約１ナノメートルから約８マイクロメートルまでとすることができる。粒径は、超遠心分離、レーザ回折のような公知の技術を用いて決定することができる。
【００３７】
導電性ポリマーの粒子形態への形成は、置換ポリチオフェンによって担持される陽電荷を中和するために別個の対イオンを使用することによって促進することができる。一部の場合には、ポリマーは、構造単位内に陽電荷と陰電荷を有することができ、陽電荷は、主鎖上に位置し、陰電荷は、任意的にスルホン酸基又はカルボキシレート基のようなラジカル「Ｒ」の置換基上に位置する。主鎖の陽電荷は、ラジカル「Ｒ」上に任意的に存在するアニオン基で部分的又は完全に飽和することができる。全体として見ると、これらの場合に、ポリチオフェンは、カチオン性、中性、又は更にアニオン性のものとすることができる。それにも関わらず、ポリチオフェンの主鎖が陽電荷を有するので、これらのポリチオフェンは、全てカチオン性ポリチオフェンと見なされる。
【００３８】
この対イオンは、モノマーアニオン又はポリマーアニオンとすることができる。ポリマーアニオンは、例えば、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、ポリマーレイン酸等）、ポリマースルホン酸（例えば、ポリスチレンスルホン酸（「ＰＳＳ」）、及びポリビニルスルホン酸等）などのアニオンとすることができる。これらの酸は、コポリマー、例えば、アクリル酸エステル及びスチレンのような他の重合可能モノマーを有するビニルカルボン酸及びビニルスルホン酸のコポリマーとすることができる。同様に、適切なモノマーアニオンは、例えば、Ｃ1からＣ20までのアルカンスルホン酸（例えば、ドデカンスルホン酸）、脂肪族ペル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、ペルフルオロブタンスルホン酸、又はペルフルオロオクタンスルホン酸）、脂肪族Ｃ1からＣ20までのカルボン酸（例えば、２−エチル−ヘキシルカルボン酸）、脂肪族ペルフルオロカルボン酸（例えば、トリフルオロ酢酸又はペルフルオロオクタン酸）、任意的にＣ1からＣ20までのアルキル基によって置換された芳香族スルホン酸（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、又はドデシルベンゼンスルホン酸）、及びシクロアルカンスルホン酸（例えば、カンフルスルホン酸、又はテトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、過塩素酸、ヘキサフルオロアンチモン酸、ヘキサフルオロヒ酸、又はヘキサクロロアンチモン酸）などのアニオンを含む。特に適切な対アニオンは、ポリマーカルボン酸又はポリマースルホン酸（例えば、ポリスチレンスルホン酸（「ＰＳＳ」））のようなポリマーアニオンである。一般的に、そのようなポリマーアニオンの分子量は、約１，０００から約２，０００，０００まで、一部の実施形態では約２，０００から約５００，０００までの範囲に及ぶ。
【００３９】
使用される時には、定められた層内の置換ポリチオフェンに対するそのような対イオンの重量比は、一般的に約０．５：１から約５０：１まで、一部の実施形態では１：１から約３０：１まで、更に一部の実施形態では約２：１から約２０：１までである。上述の重量比において意味する置換ポリチオフェンの重量は、重合中に完全な変換が発生すると仮定して、使用されるモノマーの計量された分量を意味する。
【００４０】
ポリマー層の接着性を一層強め、更に分散液中の粒子の安定性を高めるために、分散液は、１つ又はそれよりも多くの結合剤を含むことができる。結合剤は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルクロライド、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチレート、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸アミド、ポリメタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸アミド、ポリアクリロニトリル、スチレン／アクリル酸エステル、ビニルアセテート／アクリル酸エステルとエチレン／ビニルアセテートとのコポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシド樹脂、シリコーン樹脂、又はセルロースのような本質的に有機質のものとすることができる。結合剤の接着機能を高めるために、架橋剤を使用することができる。そのような架橋剤は、例えば、メラミン化合物、マスクドイソシアネート、又は３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、テトラエトキシシラン、及びテトラエトキシシラン加水分解物のような官能性シラン、又はポリウレタン、ポリアクリレート、又はポリオレフィンのような架橋性ポリマーを含むことができる。当業技術で一般に知られているように、分散液中には、分散剤（例えば、水）、面活物質などのような他の成分を含めることもできる。
【００４１】
望ましい場合に、上述の付加段階のうちの１つ又はそれよりも多くは、望ましいコーティング厚が得られるまで繰り返すことができる。一部の実施形態において、一度に比較的薄いコーティング層しか形成されない。合計のターゲットコーティング厚は、一般的にコンデンサーの望ましい特性に依存して様々なものとすることができる。典型的には、得られる導電性ポリマーコーティングは、約０．２マイクロメートルから約５０マイクロメートルまで、一部の実施形態では約０．５マイクロメートルから約２０マイクロメートルまで、更に一部の実施形態では約１マイクロメートルから約５マイクロメートルまでの厚みを有する。コーティング厚は、アノード部分上の全ての場所で必ずしも同じではないことを理解すべきである。それにも関わらず、基板上の平均コーティング厚は、上述の範囲にほぼ収まる。
【００４２】
導電性ポリマー層は、任意的に修復することができる。修復は、導電性ポリマー層の各付加の後に行うことができ、又は全てのコーティングの付加の後に行うことができる。一部の実施形態において、導電性ポリマーは、その部分を電解質溶液中に浸漬し、その後に、電流が予め選択されるレベルに低下するまでこの溶液に一定の電圧を印加することによって修復することができる。望ましい場合に、そのような修復は、複数の段階において達成することができる。例えば、電解質溶液は、アルコール溶媒（例えば、エタノール）中のモノマーと触媒とドーパントとからなる希薄溶液とすることができる。望ましい場合に、様々な副成物及び過剰試薬などを除去するためにコーティングを洗い流すこともできる。
【００４３】
ＩＶ．外部ポリマーコーティング
必須ではないが、アノード本体には、外部ポリマーコーティングを付加することができ、外部ポリマーコーティングは、固体電解質の上に重なることができる。一般的に、外部ポリマーコーティングは、上記により詳細に記載したもののような予備重合させた導電性粒子の分散液から形成された１つ又はそれよりも多くの層を含む。外部コーティングは、誘電体への接着を強めるようにコンデンサー本体の縁部領域内に深く侵入する可能性を有し、等価直列抵抗及び漏れ電流を低減することができる機械的により堅固な部分をもたらすことができる。一般的に、アノード本体の内側を含浸状態にするのではなく、縁部カバレージの程度を改善することが意図されるので、外部コーティングに使用される粒子は、典型的には、固体電解質のいずれかの任意的な分散液に使用されるものよりも大きいサイズを有する。例えば、固体電解質のいずれかの分散液に使用される粒子の平均サイズに対する外部コーティングポリマーに使用される粒子の平均サイズの比は、一般的に約１．５から約３０まで、一部の実施形態では約２から約２０まで、更に一部の実施形態では約５から約１５までである。例えば、外部コーティングの分散液に使用される粒子は、約５０ナノメートルから約５００ナノメートルまで、一部の実施形態では約８０ナノメートルから約２５０ナノメートルまで、更に一部の実施形態では約１００ナノメートルから約２００ナノメートルまでの平均サイズを有することができる。
【００４４】
望ましい場合に、固体電解質への接着程度を高めるために、外部ポリマーコーティングにおいて架橋剤を使用することができる。一般的に、架橋剤は、外部コーティングに使用される分散液の付加の前に付加される。適切な架橋剤は、例えば、Ｍｅｒｋｅｒ他に付与された米国特許公開第２００７／００６４３７６号明細書に記載されており、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）、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｃｅ、又はＺｎの塩又は化合物、ホスホニウム化合物、スルホニウム化合物のような多価金属カチオンなどを含む。特に適切な例は、例えば、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ビス（アミノ−メチル）シクロヘキサン、エチレンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，７−ヘプタンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，４−ブタンジアミンなど、並びにこれらの混合物を含む。
【００４５】
典型的には、架橋剤は、２５℃で測定されたｐＨが１から１０まで、一部の実施形態では２から７まで、更に一部の実施形態では３から６までの溶液又は分散液から付加される。望ましいｐＨレベルに到達するのを助けるために、酸性化合物を使用することができる。架橋剤のための溶媒又は分散剤の例は、水、又はアルコール、ケトン、カルボン酸エステルのような有機溶媒を含む。架橋剤は、スピンコーティング、含浸、キャスティング、滴下付加、噴霧付加、蒸着、スパッタリング、昇華、ナイフコーティング、塗布、又は印刷、例えば、インクジェット印刷、スクリーン印刷、又はパッド印刷のようないずれかの公知の処理によってコンデンサー本体に付加することができる。付加された状態で、ポリマー分散液の付加の前に架橋剤を乾燥させることができる。次に、望ましい厚みに到達するまでこの処理を繰り返すことができる。例えば、架橋剤及び分散液層を含む外部ポリマーコーティング全体の合計厚みは、約１マイクロメートルから約５０マイクロメートルまで、一部の実施形態では約２マイクロメートルから約４０マイクロメートルまで、更に一部の実施形態では約５マイクロメートルから約２０マイクロメートルまでの範囲に及ぶとすることができる。
【００４６】
Ｖ．コンデンサーの他の層
当業技術で一般に知られているように、望ましい場合に、コンデンサーは、誘電体層、固体電解質等に加えて他の層を含むことができる。例えば、誘電体と固体電解質の間に、比較的絶縁性の高い樹脂材料（天然又は合成のもの）で製造されたもののような保護コーティングを任意的に形成することができる。そのような材料は、約１０Ω・ｃｍよりも大きい、一部の実施形態では約１００Ω・ｃｍよりも大きい、一部の実施形態では約１，０００Ω・ｃｍよりも大きい、一部の実施形態では約１ｘ１０5Ω・ｃｍよりも大きい、更に一部の実施形態では一部の実施形態では約１ｘ１０10Ω・ｃｍよりも大きい比抵抗率を有することができる。本発明に対して利用することができる一部の樹脂材料は、ポリウレタン、ポリスチレン、不飽和脂肪酸又は飽和脂肪酸のエステル（例えば、グリセリド）などを含むが、これらに限定されない。例えば、適切な脂肪酸エステルは、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エレオステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アロイリチン酸、シェロール酸などエステルを含むが、これらに限定されない。これらの脂肪酸エステルは、得られる膜が安定した層に急速に重合するのを可能にする「乾性油」を形成するように比較的複雑な組合せに使用される場合に特に有利であることが見出されている。そのような乾性油は、それぞれ１つ、２つ、及び３つのエステル化された脂肪アシル残留物を有するグリセロール骨格を有するモノグリセリド、ジグリセリド、及び／又はトリグリセリドを含むことができる。例えば、使用することができる一部の適切な乾性油は、オリーブ油、亜麻仁油、ひまし油、きり油、大豆油、及びシェラックを含むが、これらに限定されない。これら及び他の保護コーティング材料は、Ｆｉｆｅ他に付与された米国特許第６，６７４，６３５号明細書により詳細に記載されており、この文献は、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれている。
【００４７】
望ましい場合に、この部分には、炭素層（例えば、グラファイト）及び銀層をそれぞれ付加することができる。銀コーティングは、例えば、コンデンサーにおいて半田付け可能な導体、接触層、及び／又は集電体として機能することができ、炭素コーティングは、銀コーティングと固体電解質の接触を制限することができる。そのようなコーティングは、固体電解質の一部又は全てを覆うことができる。
【００４８】
ＶＩ．アノードリードアセンブリ
上述のように、本発明の電解コンデンサーは、アノードリードアセンブリを形成する第１のアノードリードと第２のアノードリードとを含む。第１及び第２のアノードリードは、タンタル、ニオブ、ニッケル、アルミニウム、ハフニウム、チタン、ステンレス鋼など、並びにこれらの合金、酸化物、及び／又は窒化物のようないずれの導電材料からも形成することができる。第１のアノードリードと第２のアノードリードが同じ材料（例えば、タンタル）から形成されることは必須ではないことを理解すべきである。例えば、一部の実施形態において、第１のアノードリードは、タンタルとすることができ、第２のアノードリードは、ステンレス鋼、ニッケル、又はニッケル合金とすることができる。１つの特定の実施形態において、第２のアノードリードは、ニッケル−鉄合金であるＮＩＬＯ（登録商標）である。第１及び第２のアノードリードは、円形、楕円形、正方形、矩形のようないずれかの望ましい断面形状を有することができる。更に、リードの一方だけしか多孔質アノード本体内に埋め込む必要がなく、リードの一方だけしかアノード端子に直接に接続する必要がない。例えば、第１のアノードリードは、多孔質アノード本体に埋め込まれた第１の部分と、多孔質アノード本体の面から縦方向に延びる第２の部分とを有することができる。その一方、第２のアノードリードは、多孔質アノード本体に埋め込まれず、アノード端子への接続部を形成するのに使用することができる。
【００４９】
更に、第１のアノードリードと第２のアノードリードが同じ材料から形成されるか、又は異なる材料から形成されるかに関わらず、第１のアノードリードは、第２のアノードリードよりも大きい厚み／直径を有することができ、第１のアノードリードとアノード本体の粒子との間の結合が改善され、それによって低いＥＳＲをもたらすことができ、同時に第２のアノードリードは、第１のアノードリードよりも小さい厚み／直径を有することができ、全体のアノードリードアセンブリの内部抵抗が低下し、それによって同じく低いＥＳＲをもたらすことができる。従って、大きい直径の第１のアノードリードと小さい直径の第２のアノードリードとの組合せは、コンデンサーのＥＳＲを相乗的に低下させる。例えば、第１のアノードリードの第１の部分は、アノード本体に埋め込まれ、大きい直径を有して第１のアノードリードとアノード本体の間の接触点を増加するので、接触点における抵抗が低下する。更に、大きい直径を有する第１のアノードリードの第２の部分は、大きい直径を有する第１のアノードリードの長さを最小にするためにアノード本体の面から短い距離しか延びないことが可能であり、それによってその大きい直径に起因するリード内の高い内部抵抗の効果を最小にすることができる。一方、アノード端子との電気接続部を形成するのに使用することができる外部の第２のアノードリードは、第１のアノードリードのものよりも小さい直径を有することができ、それによって第２のアノードリードの内部抵抗が低下し、多孔質アノード本体から延び、かつその外部にあるリードアセンブリのＥＳＲが最小にされる。しかし、第１のアノードリードがタンタルから製造され、第２のアノードリードが、ステンレス鋼、ニッケル、又はニッケル−鉄合金のような非タンタル材料から製造される場合のような一部の事例では、第１のアノードリードと第２のアノードリードは、同じ厚み／直径を有することができ、又は第２のアノードリードが、より大きい厚み／直径を有することができることは理解されるものとする。
【００５０】
上記に記載して図１〜図８に示すように、第１のアノードリードと第２のアノードリードが両方共にタンタルを含む場合、又は第１のアノードリードがタンタルを含み、第２のアノードリードが非タンタル材料を含む場合のような一部の実施形態において、アノードリードアセンブリは、第２のアノードリードよりも一般的により大きい厚み／直径を有する第１のアノードリードを含む。一般的に、第１のアノードリードは、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまで、例えば、約２００マイクロメートルから約１５００マイクロメートルまで、例えば、約２５０マイクロメートルから約１０００マイクロメートルまでの厚み／直径Ｄ１を有することができる。一方、第２のアノードリードは、約１０マイクロメートルから約１８００マイクロメートルまで、例えば、約５０マイクロメートルから約１２００マイクロメートルまで、例えば、約１００マイクロメートルから約７５０マイクロメートルまでの厚み／直径Ｄ２を有することができる。更に、第２のアノードリードは、第１のアノードリードの厚み／直径の約１０％から約９０％まで、例えば、第１のアノードリードの厚み／直径の約１５％から約８５％まで、例えば、第１のアノードリードの厚み／直径の約２０％から約８０％まで、例えば、第１のアノードリードの厚み／直径の約２５％から約７５％までの厚み／直径を有することができる。
【００５１】
一方、図９〜図１１に示すように、第１のアノードリードがタンタルを含み、第２のアノードリードが非タンタル材料を含む一部の実施形態において、アノードリードアセンブリは、第２のアノードリードとほぼ同じ厚み／直径を有する第１のアノードリードを含むことができる。従って、第１のアノードリード及び第２のアノードリードは、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまで、例えば、約２００マイクロメートルから約１５００マイクロメートルまで、例えば、約２５０マイクロメートルから約１０００マイクロメートルまでの厚み／直径Ｄ１及びＤ２を有することができる。しかし、一部の事例では、第２のアノードリードは、第１のアノードリードが、約１００マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまで、例えば、約２００マイクロメートルから約１５００マイクロメートルまで、例えば、約２５０マイクロメートルから約１０００マイクロメートルまでの厚み／直径Ｄ１を有することができ、それに対して第２のアノードリードが、約１００マイクロメートルから約２５００マイクロメートルまで、例えば、約２０５マイクロメートルから約２０００マイクロメートルまで、例えば、約２５５マイクロメートルから約１５００マイクロメートルまでの厚み／直径Ｄ２を有することができるように、第１のアノードリードの厚み／直径Ｄ１よりも大きい厚み／直径Ｄ２を有することができることは理解されるものとする。
【００５２】
更に、図１、図３、図４〜図５、図７〜図８、図９、及び図１１に示すように、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａ（すなわち、第１のアノードリードのうちで多孔質アノード本体の面から縦方向に延びる部分）は、第２のアノードリード４０の長手（ｚ）方向長さ（Ｌ２）よりも短い長手（ｚ）方向長さ（Ｌ１）を有することができる。第１のアノードリード３０の第２の部分の長さＬ１は、第１のアノードリード３０の大きい直径に起因して高いその内部抵抗に帰することができるコンデンサーのＥＳＲを低下させ、第１のアノードリード３０の重量に起因する曲げの危険性を低減するために最小にされる。この場合に、第１のアノードリードの第２の部分は、０マイクロメートルよりも大きく約５０００マイクロメートルまで、例えば、約１マイクロメートルから約２５００マイクロメートルまで、例えば、約１０マイクロメートルから約１２５０マイクロメートルまでの長さを有することができ、それに対して第２のアノードリードは、約１マイクロメートルから約２０ミリメートルまで、例えば、約１００マイクロメートルから約１５ミリメートルまで、例えば、約１０００マイクロメートルから約１０ミリメートルまでの長さを有することができる。
【００５３】
更に、アノードリードアセンブリ５０は、第２のアノードリードが多孔質アノード本体に接続される場所に基づいて、様々な構成を有することができることを理解すべきである。一実施形態において、第２のアノードリードは、図１に示すように、多孔質アノード本体の同じ面から縦方向に延びる第１のアノードリードの第２の部分に近く、かつそれと電気接触状態になるように多孔質アノード本体の外部面に直接に接続することができる。第２のアノードリードは、抵抗溶接、レーザ溶接、又は導電性接着剤のようなあらゆる適切な方法によって多孔質アノード本体の面に接続することができる。別の実施形態において、第２のアノードリードは、図５に示すように、第１のアノードリードの第２の部分の端部から縦方向に延びるように第１のアノードリードの第２の部分に直接に接続することができる。第２のアノードリードは、抵抗溶接、レーザ溶接、又は導電性接着剤のようなあらゆる適切な方法によって第１のアノードリードの第２の部分の端部に接続することができる。
【００５４】
ＶＩＩ．端子
コンデンサーは、それが形成される特定の設計又は方式に関わらず、当業技術で一般に知られているように端子に接続することができる。例えば、第２のアノードリード及びカソードそれぞれにアノード端子及びカソード端子を電気的に接続することができる。端子の特定の構成は、当業技術で一般に知られているように様々なものとすることができる。必須ではないが、一実施形態において、例えば、図４及び図８に示すように、カソード端子４４は、コンデンサー要素の下面３９と電気接触状態にある平面部分４５と、平面部分４５に対して実質的に垂直に位置決めされ、かつコンデンサー要素の後面３８と電気接触状態にある直立部分４６とを含むことができる。コンデンサー要素をカソード端子に取り付けるために、当業技術で一般に知られているように導電性接着剤を使用することができる。導電性接着剤は、例えば、樹脂組成と共に含まれる導電性金属粒子を含むことができる。金属粒子は、銀、銅、金、プラチナ、ニッケル、亜鉛、ビスマス等とすることができる。樹脂組成は、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）、及び結合剤（例えば、シラン結合剤）を含むことができる。適切な導電性接着剤は、Ｏｓａｋｏ他に付与された米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号明細書に記載されており、この文献は、あらゆる目的で引用によって文書全体で本明細書に組み込まれている。
【００５５】
再度図４及び図８を参照すると、必須ではないが、アノード端子３５もまた、平面部分４１と直立部分４２を含むことができる。直立部分４２は、本発明の第２のアノードリード４０を担持する領域を含むことができる。例えば、この領域は、第２のアノードリード４０を受け入れるためのスロット４３を有することができる。スロットは、いずれかの望ましい形状を有することができ、アノード端子３５での第２のアノードリード４０の面接触及び機械的安定性を更に高めるために、Ｕ字形、Ｖ字形、円形、矩形、正方形、段差付きのもの等とすることができる。例えば、スロットの幾何学形状は、第２のアノードリード４０の幾何学形状に適合させることができる。第２のアノードリード４０は、アノード端子３５に、レーザ溶接、抵抗溶接、導電性接着剤の使用等によって電気的に接続させることができる。第２のアノードリード４０をアノード端子３５に接続するのに使用される特定の溶接技術に関わらず、十分な溶接部を形成するのに必要とされるエネルギの量は、大きい直径の第１のアノードリード３０がアノード端子３５に直接に接続された場合に必要とされることになるエネルギ量と比較すると低い。従って、小さい第２のアノードリード４０をアノード端子３５への直接接続部として機能するように利用することにより、多孔質アノード本体３３内に比較的厚い第１のアノードリード３０を埋め込む利点（すなわち、ＥＳＲを低下させる多孔質アノード本体との改善された接触）を依然として達成することができ、更に、第２のアノードリード４０の小さい厚み／直径に起因して、アノード端子との電気接続部を形成するための溶接処理をより効率的で費用効果的な方式に実施することができる。
【００５６】
更に、コンデンサー要素が形成され、上述のように端子に取り付けられた状態で、それは、樹脂ケーシング内に封入することができ、次に、このケーシングをシリカ又はあらゆる他の公知のカプセル化材料で充填することができる。ケースの幅及び長さは、意図する用途に依存して様々なものとすることができる。しかし、ケーシングの全厚は、得られるアセンブリを薄型製品（例えば、「ＩＣカード」）内に容易に組み込むことができるように一般的に小さい。例えば、ケーシングの厚みは、約４．０ミリメートル又はそれ未満、一部の実施形態では約１００マイクロメートルから約２．５ミリメートルまで、更に一部の実施形態では約１５０マイクロメートルから約２．０ミリメートルまでの範囲に及ぶ場合がある。適切なケーシングは、例えば、「Ａ」ケース、「Ｂ」ケース、「Ｈ」ケース、又は「Ｔ」ケース（ＡＶＸ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含むことができる。カプセル化後に、それぞれのアノード端子及びカソード端子の露出部分は、エイジング、選別、及び切り取ることができる。望ましい場合に、任意的に露出部分をケーシングの外側に沿って２度曲げることができる（例えば、約９０°の角度で）。
【００５７】
次に、図１〜図１１に着目し、本発明の固体電解コンデンサーの様々な実施形態をより詳細に解説する。
【００５８】
最初に図１を参照すると、多孔質アノード本体３３と、第１のアノードリード３０及び第２のアノードリード４０を含むアノードリードアセンブリ５０とで形成されたコンデンサー要素の１つの特定の実施形態１００が示されている。一般的に、図１は、第１のアノードリード３０の周囲に形成された多孔質アノード本体３３の斜視図であり、多孔質アノード本体３３、第１のアノードリード３０、及び第２のアノードリード４０の配置及び寸法を示している。例えば、多孔質アノード本体３３は、第１の側面３１と、第２の側面３２と、前面３６と、後面３７と、上面３８と、下面３９とを有することができる。更に、多孔質アノード本体３３は、例えば、ｘ軸に沿う前面３６の幅を意味することができる幅Ｗと、例えば、ｙ軸に沿った前面３６の高さ又は厚みを意味することができる高さＨとを有することができる。多孔質アノード本体３３の前面３６の幅Ｗは、約２００マイクロメートルから約８０００マイクロメートルまで、一部の実施形態では約４００マイクロメートルから６０００マイクロメートルまで、更に一部の実施形態では約６００マイクロメートルから約４０００マイクロメートルまでの範囲に及ぶ可能性がある。更に、多孔質アノード本体３３の前面３６の高さＨは、約２００マイクロメートルから約８０００マイクロメートルまで、一部の実施形態では約４００マイクロメートルから約６０００マイクロメートルまで、更に一部の実施形態では約６００マイクロメートルから約４０００マイクロメートルまでの範囲に及ぶ可能性がある。
【００５９】
更に、図１に示すように、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３の面、例えば、前面３６から延びる第１の部分３０ａと、アノード本体３３に位置決めされた第２の部分３０ｂとを有することができる。第１のアノードリード３０の厚み／直径は、アノード本体３３の全体サイズに依存して様々なものとすることができる。いかなる場合にも、厚み／直径Ｄ１（図２を参照されたい）が大きい程、多孔質アノード本体３３と第２の部分３０ｂに沿って埋め込まれたアノードリード３０との間の接触点の個数は多く、それによって低いＥＳＲ及びコンデンサーの改善された電気性能がもたらされる。第１のアノードリード３０の寸法に対しては、上述の第ＶＩ節で解説している。
【００６０】
図１〜図３に示すように、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３の前面３６から延びるが、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３のあらゆる他の面から延びることができることを理解すべきである。更に、多孔質アノード本体３３の面から延びる第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａは、上述したように多孔質アノード本体３３内に埋め込まれた第１のアノードリード３０の第２の部分３０ｂの厚みを同じく意味する厚みＤ１（コンデンサー要素１００の前面図を示す図２を参照されたい）を有することができる。
【００６１】
これに加えて、図１のコンデンサー要素１００は、そのアノードリードアセンブリ５０の一部として第２のアノードリード４０を更に含む。図示のように、第２のアノードリード４０は、厚み／直径Ｄ１よりも小さい厚み／直径Ｄ２（図２を参照されたい）を有する。図１の特定のコンデンサー要素１００では、第２のアノードリード４０は、上記に詳細に解説したあらゆる適切な方法によって多孔質アノード本体の前面３６に直接に接続することができる。更に、第２のアノードリード４０は、図１〜図３に示すように、多孔質アノード本体の前面３６から長手（ｚ）方向に延びる部分である第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａに隣接し、かつそれと電気接触状態にある。第２のアノードリード４０の寸法に対しては、上述の第ＶＩ節で解説している。
【００６２】
最初は、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの長さＬ１は、第２のアノードリード４０の長さＬ２よりも短いとすることができる。第２のアノードリード４０は、陽極酸化及びカソード堆積のような化学処理の最中、並びにコンデンサーの組み立てのあらゆる他の工程中に担持ワイヤとして使用される。アノードリードの各々の長さに対する様々な範囲に対しては、上述の第ＶＩ節で詳細に解説しており、一般的に、第１のアノードリード３０を原因とする内部抵抗を最小にするために、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの長さＬ１は、第２のアノードリード４０の長さＬ２よりも短く、それによってＥＳＲが低下する。第１のアノードリード３０の短い長さによってアノードリードアセンブリ５０の重量が低減されることで、処理中のリードアセンブリ５０の安定性を高めることができ、それによってより長い長さを有するより大きい直径のアノードが利用される場合と比較して、アノードリードアセンブリ５０が曲がる傾向を制限することができる。更に、第１のアノードリード３０に必要とされる材料の量が減少し、より費用効果的である。一方、図４に示すコンデンサー２００の組み立て中に、小さい直径を有する第２のアノードリード４０を使用することができるように、第２のアノードリード４０は、少なくとも最初は第１のアノードリード３０の長さＬ１よりも長い長さＬ２を有する。しかし、化学処理及び他の組み立てが完了した状態で、第２のアノードリード４０は、第１のアノードリード３０とほぼ同じ長さに切り取ることができる。次に、第２のアノードリード４０は、図４に示すようにノッチ４７においてアノード端子３５の直立部分４２に取り付けることができ、同時に第１のアノードリード３０を同じく図４７に示すようにノッチ４７においてアノード端子３５に取り付けることができる。上記に解説した構成は、単一のアノードリードが利用される場合と比較してコンデンサーのＥＳＲを低下させることができ、更に、小さい直径の第２のアノードリードに起因してコンデンサー要素のより容易な処理を可能にする。
【００６３】
本発明の開示の別の実施形態は、図５〜図８のコンデンサー要素３００及びコンデンサー４００を含む。図５〜図７のコンデンサー要素３００は、図１〜図３のコンデンサー要素１００を参照して上記に解説したものと同じ寸法を有する多孔質アノード本体３３を有する。
【００６４】
更に、図５に示すように、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３の面、例えば、前面３６から延びる第１の部分３０ａと、アノード本体３３に位置決めされた第２の部分３０ｂとを有することができる。第１のアノードリード３０の厚み／直径は、アノード本体３３の全体サイズに依存して様々なものとすることができる。いかなる場合にも、厚み／直径Ｄ１（図６を参照されたい）が大きい程、多孔質アノード本体３３と第２の部分３０ｂに沿って埋め込まれたアノードリード３０との間の接触点の個数は多く、それによって低いＥＳＲ及びコンデンサーの改善された電気性能がもたらされる。
【００６５】
図５〜図７に示すように、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３の前面３６から延びるが、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３のあらゆる他の面から延びることができることを理解すべきである。更に、多孔質アノード本体３３の面から延びる第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａは、上述したように多孔質アノード本体３３内に埋め込まれた第１のアノードリード３０の第２の部分３０ｂの厚みを同じく意味する厚みＤ１（コンデンサー要素１００の前面図を示す図６を参照されたい）を有することができる。
【００６６】
これに加えて、図５のコンデンサー要素３００は、そのアノードリードアセンブリ５０の一部として第２のアノードリード４０を更に含む。図示のように、第２のアノードリード４０は、厚み／直径Ｄ１よりも小さい厚み／直径Ｄ２（図６を参照されたい）を有することができる。図５の特定のコンデンサー要素３００では、第２のアノードリード４０は、第１のアノードリード３０の第２の部分３０ａの端部３４に直接に接続することができ、そこから多孔質アノード本体の長手（ｚ）方向に上記に詳細に解説したあらゆる適切な方法によって延びることができる。
【００６７】
最初は、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの長さＬ１は、第２のアノードリード４０の長さＬ２よりも短く、第２のアノードリード４０は、陽極酸化及びカソード堆積のような化学処理の最中、並びにコンデンサーの組み立てのあらゆる他の工程中に担持ワイヤとして使用される。アノードリードの各々の長さに対する様々な範囲に対しては、上記で詳細に解説しており、一般的に、第１のアノードリード３０を原因とする内部抵抗を最小にするために、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの長さＬ１は、第２のアノードリード４０の長さＬ２よりも短く、それによってＥＳＲが低下する。更に、第１のアノードリード３０に必要とされる材料の量が減少し、より費用効果的である。一方、図８に示すコンデンサー４００の組み立て中に処理を簡易化するために、小さい直径を有する第２のアノードリード４０を使用することができるように、第２のアノードリード４０は、長めの長さＬ２を有する。しかし、処理の後に、長さＬ２の第２のアノードリード４０をあらゆる適切な長さに切り取って、図８に示すように、ノッチ４３においてアノード端子３５の直立部分４２に取り付けることができる。第２のアノードリード４０は、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの直径Ｄ１よりも小さい直径Ｄ２を有するので、アノード端子３５をアノードリードアセンブリ５０により簡単に効率良く接続することができる。
【００６８】
本発明の開示の更に別の実施形態は、図９〜図１１のコンデンサー要素３００及びコンデンサー５００を含む。図９〜図１１のコンデンサー要素５００は、図１〜図３のコンデンサー要素１００を参照して上記に解説したものと同じ寸法を有する多孔質アノード本体３３を有する。しかし、図９〜図１１の実施形態において、第１のアノードリードと第２のアノードリードは、異なる材料から形成され、一方、これは、図１〜図８の実施形態では要求されない。
【００６９】
更に、図９に示すように、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３の面、例えば、前面３６から延びる第１の部分３０ａと、アノード本体３３に位置決めされた第２の部分３０ｂとを有することができる。第１のアノードリード３０の厚み／直径は、アノード本体３３の全体サイズに依存して様々なものとすることができる。いかなる場合にも、厚み／直径Ｄ１（図９を参照されたい）が大きい程、多孔質アノード本体３３と第２の部分３０ｂに沿って埋め込まれたアノードリード３０との間の接触点の個数は多く、それによって低いＥＳＲ及びコンデンサーの改善された電気性能がもたらされる。
【００７０】
図９〜図１１に示すように、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３の前面３６から延びるが、第１のアノードリード３０は、多孔質アノード本体３３のあらゆる他の面から延びることができることを理解すべきである。更に、多孔質アノード本体３３の面から延びる第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａは、上述したように多孔質アノード本体３３内に埋め込まれた第１のアノードリード３０の第２の部分３０ｂの厚みを同じく意味する厚みＤ１（コンデンサー要素５００の前面図を示す図１０を参照されたい）を有することができる。
【００７１】
これに加えて、図９のコンデンサー要素５００は、そのアノードリードアセンブリ５０の一部として第２のアノードリード４０を更に含む。図示のように、第２のアノードリード４０は、厚み／直径Ｄ１と同じ厚み／直径Ｄ２（図１０を参照されたい）を有することができる。図９の特定のコンデンサー要素５００では、第２のアノードリード４０は、第１のアノードリード３０の第２の部分３０ａの端部３４に直接に接続することができ、そこから多孔質アノード本体の長手（ｚ）方向に上記に詳細に解説したあらゆる適切な方法によって延びることができる。しかし、第２のアノードリード４０は、第１のアノードリードの厚み／直径よりも大きい厚み／直径を有することができる（図示せず）ことを理解すべきである。
【００７２】
最初は、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの長さＬ１は、第２のアノードリード４０の長さＬ２よりも短く、第２のアノードリード４０は、陽極酸化及びカソード堆積のような化学処理の最中、並びにコンデンサーの組み立てのあらゆる他の工程中に担持ワイヤとして使用される。アノードリードの各々の長さに対する様々な範囲に対しては、上記で詳細に解説しており、一般的に、第１のアノードリード３０を原因とする内部抵抗を最小にするために、第１のアノードリード３０の第１の部分３０ａの長さＬ１は、第２のアノードリード４０の長さＬ２よりも短く、それによってＥＳＲが低下する。更に、第１のアノードリード３０に必要とされる材料の量が減少し、より費用効果的である。一方、コンデンサー５００の組み立て中に、小さい直径を有する第２のアノードリード４０を使用することができるように、第２のアノードリード４０は、長めの長さＬ２を有する。
【００７３】
本発明の開示の結果として、以下に説明する試験手順によって判断されるように、優れた電気特性を示すコンデンサーを形成することができる。例えば、本発明のコンデンサーは、１００ｋＨｚの周波数及び２３℃±２℃の温度で判断された場合に、例えば、約３００ミリオーム（ｍΩ）又はそれ未満、一部の実施形態では約１００ｍΩ又はそれ未満、一部の実施形態では約０．０１ｍΩから約５０ｍΩまで、更に一部の実施形態では約０．１ｍΩから約２０ｍΩまでの極めて低いＥＳＲを示すことができる。更に、一般的に、１つの導体から絶縁体を通過して隣接する導体に流れる電流を意味する漏れ電流を比較的低いレベルに維持することができる。例えば、本発明のコンデンサーの正規化漏れ電流の数値は、一部の実施形態では約０．１μＡ／μＦ*Ｖよりも小さく、一部の実施形態では約０．０１μＡ／μＦ*Ｖよりも小さく、更に一部の実施形態では約０．００１μＡ／μＦ*Ｖよりも小さく、この場合、μＡは、マイクロアンペアであり、μＦ*Ｖは、キャパシタンスと定格電圧の積である。
【００７４】
試験手順
等価直列抵抗（「ＥＳＲ」）
ＥＳＲは、一般的に、コンデンサーが電子回路内で充電中及び放電中に抵抗器のように作用する程度を意味し、通常はコンデンサーと直列にある抵抗として表される。ＥＳＲは、典型的には、Ｋｅｌｖｉｎ  Ｌｅａｄｓを有するＫｅｉｔｈｌｅｙ  ３３３０  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  ＬＣＺメーターを用い、１００ｋＨｚの作動周波数及び２３℃±２℃の温度で２．２ボルトＤＣバイアス及び０．５ボルトピーク間正弦波信号を用いて測定される。
【００７５】
キャパシタンス（「Ｃａｐ」）
Ｋｅｌｖｉｎ  Ｌｅａｄｓを有するＫｅｉｔｈｌｅｙ  ３３３０  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  ＬＣＺメーターを用い、２．２ボルトＤＣバイアス及び０．５ボルトピーク間正弦波信号を用いてキャパシタンスを測定した。作動周波数は、１２０ｋＨｚであり、温度は、２３℃±２℃であった。
【００７６】
漏れ電流
漏れ電流を測定する漏れ試験セットを用いて、約２３℃±２℃の温度、及び最短でも３０秒後の定格電圧で漏れ電流（「ＤＣＬ」）を測定した。
【００７７】
レーザ溶接
Ｔｒｕｍｐｆ  Ｎｄ：ＹａＧ  ＨＡＡＳレーザ（１，０６４ナノメートル前後の波長の近ＩＲ光を放出する）を用いてレーザ溶接が行われた。一般的に、溶接エネルギは、アノードリードをアノード端子／リードフレームに接合するのに必要とされるレーザエネルギの量を意味する。溶接するエネルギは、ジュールで与えられる。
【実施例１】
【００７８】
７０，０００μＦＶ／ｇのタンタル粉末をペレットにプレスして、４．１５ｍｍの長さ、３．６０ｍｍの幅、及び０．９５ｍｍの厚みを有する多孔質本体を形成した。タンタル粉末をタンタルデバイス自動モールド成形機械のホッパー内に充填し、０．５０ｍｍの直径を有する第１のタンタルワイヤと共に自動的にモールド成形し、５．３ｇ／ｃｍ3の密度までプレスして多孔質本体を製造した。アノードリードの全長のうちの７０％を多孔質アノード本体内に埋め込んだ。多孔質中へのワイヤの侵入は、アノード長さの７０％であった。このモールド成形した本体を１４００℃の低圧の下で放置し、焼結された本体を得た。
【００７９】
次に、直径０．２４ｍｍのタンタルワイヤを有する第２のタンタルワイヤを第１の０．５０ｍｍ直径ワイヤのうちで本体から延びる部分の端部と抵抗溶接処理によって互いに溶接した。その後に、第２の０．２４ｍｍ直径タンタルワイヤを補助的なステンレス鋼ストリップに溶接した。
【００８０】
タンタルアノードを０．１％のリン酸の液体電解質中で１３．１Ｖで陽極酸化し、１２０Ｈｚで３３０μＦのコンデンサーを製造した。次に、このアノードを鉄（ＩＩＩ）トルエンスルホン酸のブタノール溶液（Ｃｌｅｖｉｏｓ（登録商標）Ｃ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）中に５分間浸漬し、次に、３．４−エチレンジオキシチオフェン（Ｃｌｅｖｉｏｓ（登録商標）Ｍ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）中に１分間浸漬することによって導電性ポリマーコーティングを形成した。４５分の重合の後に、誘電体の面上にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の薄層が形成された。反応副成物を除去するために、このアノードをメタノール中で洗浄し、液体電解質中で陽極酸化し、再度メタノール中で洗浄した。この処理を６回繰り返した。その後にこの部分を２％の固体含有物及び２０ｍＰａ・ｓの粘性を有する分散されたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｓ（登録商標）Ｋ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）中に浸漬した。被覆時に、この部分を１２５℃で２０分間乾燥させた。この処理は繰り返さなかった。その後に、この部分を２％の固体含有物及び１６０ｍＰａ・ｓの粘性を有する分散されたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｓ（登録商標）Ｋ、Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ）中に浸漬した。被覆時に、この部分を１２５℃で２０分間乾燥させた。この処理を８回繰り返した。次に、この部分をグラファイト分散液中に浸漬して乾燥させた。最後に、この部分を銀分散液中に浸漬して乾燥させた。仕上がり部分を従来の組み立て技術によって完成させ、次に測定した。組み立て処理の仕上げには、銅ベースのリードフレームを用いた。レーザ溶接処理によってアノードリードワイヤをアノード端子に接合してコンデンサー要素を取り付けた状態で、第２のアノードリード４０の長さＬ２を０．８０ｍｍに設定した。次に、カプセル化エポキシ樹脂を用いて、リードフレームを封入した。このようにして、３３０μＦ／６．３Ｖコンデンサーの複数の部分（１５００個）を製造した。
【実施例２】
【００８１】
第２のアノードリード４０の長さＬ２を０．１ｍｍに設定したことを除き、実施例１で記載した方式でコンデンサーを形成した。このようにして複数の部分（１５００個）を製造した。
【００８２】
［比較実施例３］
０．２４ｍｍの直径を有する単一のリードワイヤのみを利用したことを除き、実施例１で記載した方式でコンデンサーを形成した。このようにして複数の部分（３０００個）を製造した。
【００８３】
［比較実施例４］
０．５０ｍｍの直径を有する単一のリードワイヤのみを利用したことを除き、実施例１で記載した方式でコンデンサーを形成した。このようにして複数の部分（３０００個）を製造した。
【００８４】
下記の表１は、タンタルワイヤ直径、レーザ溶接設定、仕上がりコンデンサーの中央ＤＣＬ、中央キャパシタンス、及び中央ＥＳＲを含む上記に解説した実施例１〜実施例４の特性を要約している。
【００８５】
（表１）
2015041779.tif 000007
【００８６】
表１に示すように、細線／太線アノードリードアセンブリを使用する利点は、単一のリードワイヤのみを用いる比較実施例と比較した場合に、より優れた（より低い）ＥＳＲ値にある。比較実施例４に関する電気データは、レーザ溶接処理を完了することができなかったために該当データが不在である。
【００８７】
当業者は、本発明のこれら及び他の修正及び変形を本発明の精神及び範囲から逸脱することなく実施することができる。これに加えて、様々な実施形態の態様は、全体的又は部分的の両方で入れ替えることができることを理解すべきである。更に、当業者は、以上の説明が単なる例であり、添付の特許請求の範囲に更に説明する本発明をそのように限定するように意図していないことを認めるであろう。
【符号の説明】
【００８８】
３０  第１のアノードリード
３３  多孔質アノード本体
４０  第２のアノードリード
５０  アノードリードアセンブリ
１００  コンデンサー要素
【図１】
2015041779.tif 000008
【図２】
2015041779.tif 000009
【図３】
2015041779.tif 000010
【図４】
2015041779.tif 000011
【図５】
2015041779.tif 000012
【図６】
2015041779.tif 000013
【図７】
2015041779.tif 000014
【図８】
2015041779.tif 000015
【図９】
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【図１０】
2015041779.tif 000017
【図１１】
2015041779.tif 000018
【外国語明細書】
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