(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極を準備することと、
前記陽極上に誘電体を形成することと、
外部電気接続とアクティブ陰極領域との間に導電性ブリッジを形成することであって、前記アクティブ陰極領域は前記誘電体上にあることと、
前記外部電気的接続に電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであって、それにより前記アクティブ陰極領域上に前記モノマーの導電ポリマーを形成することと、
前記導電ポリマーと電気的に接触する金属層を形成することと、
前記外部電気接続と前記アクティブ陰極領域との間の前記導電性ブリッジを分断することと、
を含み、
前記金属層を前記形成することは前記導電性ブリッジを通して金属を電気めっきすることを含む、コンデンサーを形成する方法。
【請求項２】
前記アクティブ陰極領域は少なくとも部分的に導電性シード層によって覆われる、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３】
前記導電性シード層は二酸化マンガンと導電性ポリマーとから選択される材料を含む、請求項２に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項４】
前記導電性ブリッジは導電性シード層を含む、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項５】
前記誘電体上に絶縁体を形成することを更に含む、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項６】
前記導電性ブリッジは前記絶縁体の上方に延在する、請求項５に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項７】
前記導電性ブリッジはプロセスキャリアへ電気的に接続される、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項８】
前記導電性ブリッジを前記分断することはレーザーアブレーションを含む、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項９】
前記導電性ブリッジは二酸化マンガンと導電性ポリマーとから選択される材料を含む、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１０】
前記導電性を前記分断することは前記導電性ブリッジの導電性を分断することを含む、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１１】
前記陽極は弁作用金属と弁作用金属の導電性酸化物とからなる群から選択される、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１２】
前記陽極はアルミニウムと、タンタルと、ニオブとＮｂＯとからなる群から選択される、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１３】
前記金属層は銀と、ニッケルと、銅と、金とからなる群から選択される金属を含む、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１４】
前記金属層は銀と、ニッケルとからなる群から選択される金属を含む、請求項１３に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１５】
前記金属層を形成することに先立って、カーボン含有層を形成することを更に含む、請求項１に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１６】
陽極を準備することであって、該陽極は該陽極上の誘電体と、該陽極と電気的に接触する導電性ノードとを有することと、
前記導電性ノードとアクティブ陰極領域との間に導電性経路を形成することであって、該アクティブ陰極領域は前記誘電体上にあることと、
前記陽極に電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであって、それにより前記アクティブ陰極領域上に前記モノマーの導電ポリマーを形成することと、
前記導電ポリマーと電気的に接触する金属層を、前記導電性経路を通して電気めっきすることと、
前記導電性ノードと前記アクティブ陰極領域との間の前記導電性経路を分断することと、
を含む、コンデンサーを形成する方法。
【請求項１７】
前記導電性経路は導電性ブリッジである、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１８】
前記アクティブ陰極領域は少なくとも部分的に導電性シード層によって覆われる、請求項１７に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項１９】
前記導電性シード層は二酸化マンガンと導電性ポリマーとから選択される材料を含む、請求項１８に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２０】
前記導電性ブリッジは前記導電性シード層を含む、請求項１８に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２１】
前記導電性ブリッジは前記導電性シード層である、請求項２０に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２２】
前記誘電体上に絶縁体を形成することを更に含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２３】
前記導電性経路は前記絶縁体の上方に延在する、請求項２２に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２４】
前記導電性経路を前記分断することはレーザーアブレーションを含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２５】
前記導電性経路は二酸化マンガンと導電性ポリマーとから選択される材料を含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２６】
前記導電性を前記分断することは前記導電性経路の導電性を分断することを含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２７】
前記陽極は弁作用金属と弁作用金属の導電性酸化物とからなる群から選択される、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２８】
前記陽極はアルミニウムと、タンタルと、ニオブとＮｂＯとからなる群から選択される、請求項２７に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項２９】
前記導電性ノードは前記陽極と前記導電性経路との間の電気的経路である、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３０】
前記導電性ノードは導電性の非弁作用金属である材料を含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３１】
前記導電性ノードは貴金属と、ステンレス鋼と、炭素とから選択される材料を含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３２】
前記ノードは半導体と導体とから選択される、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３３】
前記ノードは１０２ΩΜ以下の抵抗率を有する、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３４】
前記導電性経路を前記分断することは前記導電性経路の少なくとも一部分を除去すること又は酸化することを含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３５】
前記除去すること又は酸化することはアブレーションによって行われる、請求項３４に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３６】
前記除去すること又は酸化することはレーザーアブレーションによって行われる、請求項３５に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３７】
前記除去すること又は酸化することは機械的磨耗によって行われる、請求項３４に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３８】
前記除去すること又は酸化することは熱的劣化によって行われる、請求項３４に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項３９】
前記金属層は銀と、ニッケルと、銅と、金とからなる群から選択される金属を含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項４０】
前記金属層は銀と、ニッケルとからなる群から選択される金属を含む、請求項３９に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項４１】
前記電気めっきすることに先立って、カーボン含有層を形成することを更に含む、請求項１６に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項４２】
プロセスキャリアを準備することと、
陽極を前記プロセスキャリアに取り付けることであって、該陽極は該陽極の上に誘電体を備えることと、
前記誘電体上に導電性層を適用することと、
前記導電性層と前記プロセスキャリアとの間に、導電性を有する導電性ブリッジを形成することと、
前記プロセスキャリアに電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであって、それにより、前記導電性ブリッジを通して前記導電性層上に前記モノマーの導電ポリマーを形成することと、
前記導電ポリマー上に金属層を形成することと、
前記導電性層と前記プロセスキャリアとの間の前記導電性を分断することと、
を含み、
前記金属層を前記形成することは前記導電性ブリッジを通して金属を電気めっきすることを含む、コンデンサーを形成する方法。
【請求項４３】
前記金属層は銀と、ニッケルと、銅と、金とからなる群から選択される金属を含む、請求項４２に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項４４】
前記金属層は銀と、ニッケルとからなる群から選択される金属を含む、請求項４３に記載のコンデンサーを形成する方法。
【請求項４５】
前記金属層を形成することに先立って、カーボン含有層を形成することを更に含む、請求項４２に記載のコンデンサーを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１０年９月２１日に出願され、期間が満了している米国特許仮出願第６１／３８４，７８５号の優先権を主張して２０１１年９月２１日に出願された係属中の米国特許出願第１３／２３８，０３７号の一部継続（Continuation-ln-Part）出願であり、これら双方の出願の内容は引用することにより本明細書の一部をなす。また、本願は２０１３年２月１９日に出願された米国仮特許出願第６１／７６６，４５４号の優先権も主張し、この仮出願の内容は引用することにより本明細書の一部をなす。
【０００２】
本発明は固体電解コンデンサー及び固体電解コンデンサーを製造する方法に関する。より詳細には、本発明は電気化学的に重合された真性導電性ポリマー及び金属層を含む陰極の形成を改良する導電性ブリッジを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
固体電解コンデンサーは当該技術分野においてよく知られている。真性導電性ポリマー陰極を備える固体電解コンデンサーもよく知られている。真性導電性ポリマー陰極を備える固体電解コンデンサーに付随する特定の問題は製造コストと、ポリマー被覆率（coverage）並びに各部分及び部分と部分との間のビルドアップすなわち厚さの変動とである。製造コストは２つの事柄と関連付けられる。１つは、十分な被覆率を達成するのに必要となる、化学的なｉｎ−ｓｉｔｕ重合に必要な浸漬／乾燥サイクルの繰返し回数である。他の１つは、電気化学的重合の現行の方法を用いる装置のコスト及び複雑性である。
【０００４】
誘電体の高抵抗特性に起因して、誘電体を通して陽極から電流を通過させることによってポリマーコーティングを形成することは困難である。この問題を回避するために、通常、誘電体上に導電性シード層を形成して、次に、導電性シード層と接触する外部の電気的なコンタクトを設置する。通常、この構成は複雑なハードウェアを必要とするか、又は製品設計を、外部接続を可能にするものに制限する。従来からの外部接続方法は素子のアクティブ表面に対して損傷を与える可能性が高い。外部のハードウェアと導電性シード層との間の物理的な直接接続が必要とされる現行の製造方法においては、この損傷が発生する。外部のハードウェアは誘電体と適合性がなく、誘電体及び／又はポリマー陰極層へ物理的な損傷を与えることが一般的である。ポリマー陰極層の損傷によって、結果として誘電体のポリマー被覆率が不十分となる場合があり、これにより、その後の陰極層による誘電体特性の損失、又は露出した誘電体へのその後の加工損傷をもたらす可能性がある。
【０００５】
本発明は導電性ポリマーコーティングを形成する非常に効率的な方法を提供するものであり、これにより、外部電気的コンタクトを素子のアクティブ陰極領域から電気的に分離する工程によって外部電気的コンタクトが改良される。このことは、物理的又は電気的に、ポリマーの品質又は下にある誘電体及び陽極層に有害な影響を与えることなく達成される。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、改良された固体電解コンデンサーを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、当該技術分野において一般に認識されているコンデンサー形成の問題を軽減する、より効率的な固体電解コンデンサーを形成する方法を提供することである。
【０００８】
理解されるように、これらの利点及び他の利点はコンデンサーを形成する方法において提供される。本方法は、陽極を準備することであって、陽極は陽極上の誘電体と、陽極と電気的に接触する導電性ノードとを有することと、
誘電体上に導電性シード層を適用することと、
導電性シード層と導電性ノードとの間に導電性ブリッジを形成することと、
陽極に電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであって、それにより導電性シード層上にモノマーの導電ポリマーを形成することと、
導電ポリマーと電気的に接触する金属層を電気めっきすることと、
導電性シード層と導電性ノードとの間の導電性ブリッジを分断することと、
を含む。
【０００９】
コンデンサーを形成する方法において別の実施形態が提供される。本方法は、陽極を準備することであって、陽極は陽極上の誘電体と、陽極と電気的に接触する導電性ノードとを有することと、
誘電体上に絶縁体を形成することと、
誘電体上に導電性シード層を適用することと、
導電性シード層と導電性ノードとの間に導電性ブリッジを形成することと、
陽極に電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであって、それにより導電性シード層上にモノマーの導電ポリマーを形成することと、
好ましくは電気めっきによって、導電ポリマーと電気的に接触する金属層を形成することと、
導電性シード層と導電性ノードとの間の導電性を分断することと、
を含む。
【００１０】
コンデンサーを形成する方法において更に別の実施形態が提供される。本方法は、プロセスキャリアを準備することと、
プロセスキャリアに取り付けられた陽極を提供することであって、陽極は陽極の上に誘電体を備えることと、
誘電体上に導電性シード層を適用することと、
導電性シード層とプロセスキャリアとの間に導電性ブリッジを形成することと、
プロセスキャリアに電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであって、それにより導電性シード層上にモノマーの導電ポリマーを形成することと、
好ましくは電気めっきによって、導電ポリマーと電気的に接触する金属層を形成することと、
導電性シード層とプロセスキャリアとの間の導電性ブリッジを分断することと、
を含む。
【００１１】
理解されるように、更に別の利点はコンデンサーを形成する方法において提供される。本方法は、
誘電体をその上に備える陽極を準備することと、
誘電体上に導電性シード層を適用することと、
導電性シード層と外部電気的コンタクトとの間に導電性ブリッジを形成することと、
外部電気的コンタクトに電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであり、それによって、導電性シード層上にモノマーの導電ポリマーを形成することと、
導電ポリマーと電気的に接触する金属層を電気化学的に形成することと、
導電性シード層と外部電気的コンタクトとの間の導電性ブリッジの接続を分断することと、
を含む。
【００１２】
更に別の実施形態が、コンデンサーを形成する方法において提供される。本方法は、
誘電体をその上に有する陽極と、陽極と電気的に接触する導電性ノードとを準備することと、
導電性ノードとアクティブ陰極領域との間の導電性経路を形成することであり、そのアクティブ陰極領域は誘電体上にあることと、
陽極に電圧を印加することと、
モノマーを電気化学的に重合することであり、それによって、アクティブ陰極領域上にモノマーの導電ポリマーを形成することと、
導電ポリマー上に金属めっき層を形成することと、
導電性ノードとアクティブ陰極領域との間の導電性経路を分断することと、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の概略上面図である。
【図２】本発明の実施形態の概略上面図である。
【図３】本発明の実施形態の概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態の概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態の概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態の概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態の概略断面図である。
【図８】本発明の実施形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は改良された固体電解コンデンサー及び固体電解コンデンサーを製造する方法に関する。より詳細には、本発明は改良された導電性ポリマー陰極及びめっき金属層を有するコンデンサーと、導電性ポリマー陰極及びめっき金属層を形成する改良された方法とに関する。
【００１５】
本開示の、集積された非限定的なコンポーネントを形成する図面を参照して、本発明を説明する。様々な図面全体を通して、類似の要素はそれに従って参照符号が付されている。
【００１６】
本発明の実施形態を、図１を参照して説明する。図１は、陽極及び誘電体をその上に有するフィルム１０の概略上面図である。少なくとも１つの導電性ノード１２及び好ましくは複数の導電性ノードは陽極と電気的に接触しており、１つの実施形態において、その導電性ノードは陽極から誘電体を通って外部へ向かって延在している。絶縁体１４が示されており、絶縁体１４の目的は本明細書において更に説明する。
【００１７】
本発明の実施形態が断面の概略図で図２に示されている。図２において、誘電体１８をその上に有する陽極１６を備えるフィルムが集合的に参照符号１０で表されている。導電性ノード１２は陽極１６と電気的に接触している。導電性シード層２０は、好ましくは誘電体及び絶縁体１４の全体を覆って導電性フィルムを形成し、導電性シード層は導電性ノードと直接電気的に接触している。理解されるように、陽極に印加される電圧は陽極と、導電性ノードと、導電性シード層全体とを通過し、それにより誘電体の表面にわたって電荷を供給する。電流は直接誘電体を通って流れない。なぜならば、誘電体は導電性ノードより高い抵抗を有するからである。導電性ポリマー２２はｉｎ−ｓｉｔｕのモノマーの電気化学的重合によって導電性シード層の上に形成される。導電性ポリマー２２は少なくともアクティブ陰極領域２１内に形成される。金属層２３は、好ましくは導電性ノードを通過する電圧を用いて、導電性ポリマー層上に形成される。導電性ポリマー及び金属層が形成された後、陽極層と、導電性ポリマーとめっき金属とを含む陰極層との間の導電性は、点線２４に沿うように絶縁体１４の境界内で分断され、結果として導電性層が誘電体によって分離され、それによりコンデンサーを形成する。当該技術分野において知られているように、好ましくは、金属層に先立ってカーボン含有層が形成されて、金属層の接着を改善する。検討の目的のために、陽極は、明細書全体にわたって参照符号１６で指定され、陰極は、陽極から誘電体を隔てた反対側の導電性層の集合体である。当業者であれば理解するように、このことは便宜上のものであり、陽極及び陰極は、弁作用金属が用いられていない場合、本発明の範囲から逸脱することなく、従来の慣習に対して物理的に又はコンデンサーを逆に実装することのいずれかによって交換可能であり、それによって用語が変わる。この実施形態において、導電性シード層は導電性シード層及び導電性ブリッジの双方の役割を果たしている。レーザーアブレーション等によって分断された後の図２の実施形態が図３に断面概略図で示されている。
【００１８】
本発明の実施形態が断面の概略図で図４に示されている。図４において、誘導体１８をその上に有する陽極１６が参照符号１０で統合されている。導電性ノード１２は陽極１６と電気的に接触している。導電性シード層２０は、好ましくは誘電体の全体を覆って、及び少なくとも絶縁体１４まで導電性フィルムを形成している。絶縁体は導電性シード層を絶縁体のところで終端させるダムとして機能するか、又は代替的に、導電性シード層は導電性ノード１２まで延在することができ、更には導電性ノード１２を通り過ぎて、それにより導電性ノードを覆うことさえできる。コーティングである導電性ブリッジ２６は導電性シード層２０及び導電性ノードから延在し、導電性シード層２０と導電性ノードとの間に電気的なコンタクトを形成する。それにより、陽極から導電性ノードを通る導電性経路と、導電性シード層へのブリッジとを形成する。導電性ノード及び導電性ブリッジを通る導電性経路は誘電体を通る導電性経路より低い抵抗を有する。電圧が印加されて、それにより、少なくともアクティブ陰極領域２１において導電性ポリマー２２を形成する。追加の電圧が印加されて、導電性ポリマー２２を覆うめっき金属層２３を形成する。導電性ポリマー及びめっき金属層を形成した後、ブリッジの導電性は参照符号２８等の絶縁体の境界内において分断されて、それにより、図５に示すように陽極が導電性ポリマー及びめっき金属層から電気的に分離される。
【００１９】
本発明の実施形態が断面の概略図で図６に示されている。図６において、誘電体１８をその上に有する陽極１６が参照符号１０で統合されている。絶縁体１４は導電性シード層２０が誘電体上を移動するのを妨げて、これにより導電性シード層を絶縁体のところで終端させる。導電性ノード１２は陽極と導電性シード層２０との間の電気的コンタクトを形成して、それにより好ましい電導性の経路を確立する。なぜならば、誘電体を通る経路はより高い抵抗を有するからである。導電性ポリマー層２２及びめっき金属層２３を少なくともアクティブ陰極領域２１に形成した後、陽極と陰極との間の導電性は線３０等において分断されて、それにより、図７に示しているように、その間に誘電体を備える電気的に分離された導電性層を含むコンデンサーを形成する。
【００２０】
本発明の実施形態が断面の概略図で図８に示されている。図８において、陽極１６は誘電体１８をその上に有する。導電性シード層２０は誘電体上に形成され、絶縁体１４のところで終端されることが好ましい。導電性ブリッジ２６は導電性シード層２０と、少なくとも１つのプロセスキャリア５０又は外部の電気的接続５２との間の電気的な接続を提供する。電圧がプロセスキャリアか外部の導電性接続のいずれかに印加され、少なくともアクティブ陰極領域２１におけるｉｎ−ｓｉｔｕのモノマーの電気化学的重合と、それに続く金属層２３の電気めっきによって導電性ポリマー層２２が形成される。導電性ポリマー層及び金属層が完成した後、好ましくは５４のところで導電性ブリッジの導電は分断され、それにより電解コンデンサーが形成される。
【００２１】
導電性は導電性層又は導電性素材を通る電流フローを分断するのに適した任意の方法によって分断することが可能である。分断は、限定ではないが、除去、破壊、酸化、蒸発、浸食、アブレーション、化学処理、熱処理等によって行うことが可能である。電流フローを分断する特に好ましい方法はレーザーアブレーションであり、導電性の材料がレーザーによって処理されて、それにより処理された材料がアブレーション又は蒸発によって除去される。さらに、アブレーションの熱によって導電性ポリマー又はその等価物が局所的に酸化される場合があり、それにより、その酸化されるポリマーの部分が非導電性になる。
【００２２】
導電性ブリッジは、誘電体の抵抗より低い抵抗、好ましくは１０４Ω以下の抵抗を有する導電性の経路を形成し、その導電性の経路が、限定ではないが、通常は導電性ノードと導電性シード層との間に架け渡される、コーティングされた材料である。導電性シード層は誘電体との有害反応を伴うことなく、誘電体上の導電性シード層を覆う電気化学的重合を促進する。導電性ブリッジは既存の陰極材料で一般的な特性を有する材料から構成される。すなわち、その材料は、低リーク電流特性及び保護的特徴の観点から誘電体との適合性があり、製造作業中に誘電体との接触を維持している間でさえもそれらの同じ特性を示す。導電性ブリッジにおいて用いられるのに特に好ましい材料は、二酸化マンガン及び導電ポリマーである。製造の簡潔性及び適合性の確実性に起因して、導電性シード層を覆って形成される導電性ポリマーと同じ導電性ポリマーが好ましいが、それに限定されるわけではない。ｉｎ−ｓｉｔｕの重合をするか、又はポリマーのスラリーを適用してその後乾燥させることによって、導電性ポリマーブリッジを形成することが可能である。
【００２３】
導電性ノードは、誘電体を通る電気抵抗より低い電気抵抗の経路を形成する領域である。導電性ノードは誘電体、半導体又は導体を通る電流経路とすることが可能であり、導電性ノードは導電性であることが最も好ましい。導電性ノードの抵抗率は１０４Ω以下であることが好ましく、１０２Ω以下であることが更により好ましい。導電性ノードは、電流が導電性ノードを通って流れる間、湿気の存在下で酸化物が形成されるのを防止する材料を含むか、又はその材料でコーティングされていることが好ましい。貴金属、ステンレス鋼及び炭素が、本発明を例証するのに特に適するものとして挙げられる。
【００２４】
絶縁体はエポキシ樹脂、ポリイミド、シロキサン及びシリコーンから選択されるポリマーであることが好ましい。絶縁体は２つの機能を提供する。絶縁体の１つの機能はダムとして振る舞うことであり、これにより、モノマー又は任意の溶液のウィッキングが絶縁体を超えるのを妨げる。別の機能は、導電性の分断と誘電体との間の緩衝となることである。例えば、電気的な分断が絶縁体の上方で生じたとき、絶縁体の一部分が損失を被ることのない状態を維持することが可能であり、それによって、誘電体上でのレーザー浸食によるいかなる損失作用をも軽減する。
【００２５】
本発明の目的のために、直接的な電気的コンタクトが物理的に接触する２つのコンポーネント間の電気的コンタクトとして定義される。間接的な電気的コンタクトが導電性接着剤等の導体を間に有する２つのコンポーネント間の電気的コンタクトとして定義される。
【００２６】
導電性シード層は二酸化マンガン又は導電性ポリマー等の導電性材料の薄い層であることが好ましい。導電性シード層は、電荷を誘電体の一部分の上方に拡散させ、それによって、ｉｎ−ｓｉｔｕで電気化学的に形成される導電性ポリマーの形成を改善するシード層とすることができる。島状に二酸化マンガンを用いることが可能であり、これらの島は、導電性ポリマーが成長すると導電性ポリマーによって電気的に接続される。代替的に、下にある表面を二酸化マンガンで覆うことが可能である。導電性ポリマー、及び最も好ましくは導電性シード層上に形成されているものと同じ導電性ポリマーの薄い層を用いることが可能である。導電性シード層のための導電性ポリマーのこの薄い層はポリマーのスラリーを用いた浸漬コーティングによって、又はｉｎ−ｓｉｔｕ重合によって形成することが可能である。
【００２７】
めっき金属層が提供されて、後のリードフレーム等の外部の端子への接続性を高める。所望の場合、カーボン含有層を含めることができる。金属は、好ましくは銀、ニッケル、銅又は金を含む層等のはんだ付け可能な金属であり、銀又はニッケルが最も好ましい。
【００２８】
アノードは、本発明の実証に特に好適であると言及されている、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン及び酸化ニオブの弁作用金属又は弁作用金属の導電性酸化物を含むことが好ましい。アノードとしてはニオブ、タンタル、アルミニウム、及びＮｂＯが特に好ましい。
【００２９】
誘電体は陽極の酸化物であることが好ましいが、それに限定されるものではない。陽極上、特に弁作用金属陽極上へ誘電体を形成することについては、広く文書化されており、当該技術分野においてよく理解されているので、本明細書において更に入念に記載するほどのものではない。アクティブ陰極領域は、ｉｎ−ｓｉｔｕで電気化学的に重合されたポリマーによってコーティングされる静電容量性部材の領域である。含まれている実施形態において、通常、これが導電性シード層によって覆われて、ｉｎ−ｓｉｔｕで電気化学的に重合されたポリマーの平らな成長を促進するが、これが導電性シード層によって画定されるわけではない。なぜならば、導電性シード層はアクティブ陰極領域を超えて延在する場合があるか、又はアクティブ陰極領域の被覆率より低い被覆率を有する場合があるからである。また、アクティブ陰極領域は陽極誘電体の表面と接触していることが好ましい。
【００３０】
陰極層は、好ましくはポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール若しくはそれらの誘導体等の導電性ポリマー、二酸化マンガン、酸化鉛又はそれらの組合せを含む導電性層である。真性導電性ポリマーが最も好ましい。
【００３１】
特に好ましい導電ポリマーを式１に示す。
【化１】
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式１のＲ１及びＲ２は環のβ−サイトにおける重合を阻害するように選択される。α−サイトの重合のみが進行することを可能とすることが最も好ましい。したがって、Ｒ１及びＲ２は水素でないことが好ましい。より好ましくは、Ｒ１及びＲ２はα−ダイレクター（director）である。したがって、エーテル結合はアルキル結合より好ましい。立体障害（steric interference）を回避するためにこれらの基が小さいことが最も好ましい。これらの理由で、Ｒ１及びＲ２は一つになって−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｏ−とすることが最も好ましい。式１において、ＸはＳ又はＮであり、最も好ましくはＸはＳである。
【００３２】
Ｒ１及びＲ２は独立して直鎖若しくは分岐Ｃ１〜Ｃ１６アルキル若しくはＣ２〜Ｃ１８アルコキシアルキルを表すか、又は置換Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、フェニル若しくはベンジルであり、ここでＲ１及びＲ２は非置換であるか、又はＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、ハロゲン若しくはＯＲ３で置換されており、又はＲ１及びＲ２は一つになって非置換であるか、若しくはＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ１〜Ｃ６アルコキシ、ハロゲン、Ｃ３〜Ｃ８シクロアルキル、フェニル、ベンジル、Ｃ１〜Ｃ４アルキルフェニル、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシフェニル、ハロフェニル、Ｃ１〜Ｃ４アルキルベンジル、Ｃ１〜Ｃ４アルコキシベンジル若しくはハロベンジルで置換された直鎖Ｃ１〜Ｃ６アルキレン、２つの酸素元素を含有する５員、６員、若しくは７員複素環構造である。Ｒ３は水素、直鎖若しくは分岐Ｃ１〜Ｃ１６アルキル若しくはＣ２〜Ｃ１８アルコキシアルキルを表すことが好ましく、又は非置換であるか、若しくはＣ１〜Ｃ６アルキルで置換されたＣ３〜Ｃ８シクロアルキル、フェニル若しくはベンジルである。
【００３３】
導電ポリマーはポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン及び式１の繰返し単位を含み、特に有機スルホン酸塩と組み合わされたポリマーから選択されることが好ましく、特に好ましいポリマーは３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）である。
【００３４】
二酸化マンガン層は陽極素材を硝酸マンガン水の溶液中に浸漬することによって得ることが好ましい。次に、乾燥雰囲気又は蒸気雰囲気中において２００℃〜３５０℃の温度にてこの硝酸塩を分解することによって酸化マンガンが形成される。陽極は複数回処理されて、それにより最適な被覆率を保証することができる。
【００３５】
通常、当該技術分野において使用されるように、様々なドーパントを重合プロセス中にポリマー中へ組み込むことが可能である。ドーパントは様々な酸又は塩から誘導することが可能であり、芳香族スルホン酸、芳香族ポリスルホン酸、水酸基を有する有機スルホン酸、カルボキシルヒドロキシル基を有する有機スルホン酸、脂環族スルホン酸、及びベンゾキノンスルホン酸、ベンゼンジスルホン酸、スルホサリチル酸、スルホイソフタル酸、カンファースルホン酸、ベンゾキノンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸を含む。他の適切なドーパントは、米国特許第６，３８１，１２１号において例示されているようにスルホキノン、アントラセンモノスルホン酸、置換ナフタレンモノスルホン酸、置換ベンゼンスルホン酸又は複素環スルホン酸を含み、この米国特許は引用することにより本明細書の一部をなす。
【００３６】
所望の場合、バインダー及び架橋剤を導電性ポリマー層に組み込むことも可能である。好適な材料としては、ポリ（酢酸ビニル）、ポリカーボネート、ポリ（酪酸ビニル）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ（塩化ビニル）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリエーテル、ポリエステル、シリコーン、並びにピロール／アクリレートコポリマー、酢酸ビニル／アクリレートコポリマー及びエチレン／酢酸ビニルコポリマーが挙げられる。
【００３７】
ポリマーの中にドーパントを含むことが好ましい。ドーパントは別個にコーティングすることもできるし、モノマー溶液内に含めることもできる。特に好ましいドーパントはスルホン酸ポリスチレン（ＰＳＳ）のナトリウム塩である。
【００３８】
提示された実施形態を特に参照することによって、それに限定することなく本発明を説明した。当業者であれば、明確に述べられてはいないが、本願に添付されている特許請求の範囲の範囲（metes and bounds）内にある追加の実施形態、代替形態及び改良形態を理解するであろう。
【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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