(57)【要約】【課題】３次元的な網目構造を構成する芯部を誘電体層および導体層で覆って骨格部として形成した多孔質構造体およびこれを用いたコンデンサを提供すること。【解決手段】３次元的な網目構造を有する多孔質構造体であって、前記３次元的な網目構造を構成する芯部（２１）および前記芯部（２１）の表面に設けられ、誘電体層（２２）および導体層（２３）を積層して形成される被覆部から構成される骨格部と、前記骨格部を囲繞する空隙領域と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元的な網目構造を有する多孔質構造体であって、
前記３次元的な網目構造を構成する芯部および前記芯部の表面に設けられ、誘電体層および導体層を積層して形成される被覆部から構成される骨格部と、
前記骨格部を囲繞する空隙領域と、を備えることを特徴とする多孔質構造体。
【請求項２】
前記被覆部は、複数の誘電体層および複数の導体層を交互に積層して形成されることを特徴とする請求項１記載の多孔質構造体。
【請求項３】
前記誘電体層は、前記導体層側または前記芯部側の少なくとも一方に保護層を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多孔質構造体。
【請求項４】
前記多孔質構造体の体積あたりの骨格部の表面積が７００ｍ２／ｍ３以上６０００ｍ２／ｍ３以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の多孔質構造体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の多孔質構造体であって、導電性を有する前記芯部または前記芯部に最も近い導体層と前記芯部から最も離れた導体層との間に少なくとも一層以上の誘電体層を備える前記多孔質構造体と、
前記導電性を有する芯部および少なくとも一つの導体層に設けられ、またはいずれか一つの導体層および前記いずれか一つの導体層以外の少なくとも一つの導体層に設けられた複数の端子電極と、を備えることを特徴とするコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元的な網目構造を有する多孔質構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、発泡ウレタンシートに鉄粉末、酸化鉄あるいは水酸化鉄粉末を所定の割合で混合して得たスラリーを塗布し、還元雰囲気で焼成することにより鉄の３次元多孔性焼結体を作製する技術が知られている。そして、そのような３次元多孔性焼結体の応用技術には、その表面にニッケルめっきを施したものを電解液に浸して電池を作製するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、単位体積あたりの容量を向上させるため、コンデンサの電極の面積を大きくする技術が知られている。
【０００４】
そのようなコンデンサには、多孔質弁金属箔の表面および空孔表面全体に誘電体酸化被膜を形成させ、その誘電体酸化被膜を陰極用集電体に接合する導電性ポリマーで覆い、それらをユニットとして、積層させて形成するコンデンサもある（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−４５３６６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２１９８６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の発泡ウレタンシートをプリフォームとして作製される３次元多孔性焼結体については、その骨格部の表面に多層の被覆部を設けてコンデンサを作製することはなされていない。
【０００７】
また、多孔質弁金属箔は薄い２次元的な形状をしており、積層したとしても、３次元網目構造に比べると表面積は小さく、コンデンサとして利用しても体積あたりの容量は小さい。
【０００８】
本発明は、３次元的な網目構造を構成する芯部を誘電体層および導体層で覆って骨格部として形成した多孔質構造体およびこれを用いたコンデンサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の目的を達成するため、本発明の多孔質構造体は、３次元的な網目構造を有する多孔質構造体であって、前記３次元的な網目構造を構成する芯部および前記芯部の表面に設けられ、誘電体層および導体層を積層して形成される被覆部から構成される骨格部と、前記骨格部を囲繞する空隙領域と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
このように本発明では、多孔質構造体は、骨格部が３次元的な網目構造を構成する芯部および芯部の表面に設けられ、誘電体層および導体層を積層して形成される被覆部から構成される。そして、この多孔質構造体はスポンジ状の３次元的な網目構造を形成しているため、その芯部および各層の表面積は非常に大きい。
【００１１】
これにより、この多孔質構造体を対抗電極の面積の大きいコンデンサとして利用することができる。その結果、対抗電極の面積が大きいため、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００１２】
また、多孔質構造体の作製に際し、その形状については制約がないため、用途に応じた形状のコンデンサを作製することができる。特に、通常のフィルムコンデンサは、形状を変形させると局所的に電界が集中し不具合が生じ易いが、本発明に係る多孔質構造体を応用したコンデンサでは、最初から望みの形状の多孔質構造体を作製することができるため、そのようなことは生じない。
【００１３】
また、本発明にかかる多孔質構造体をコンデンサとして利用する場合には、端子電極を引き出している部分以外に、電極のエッジ部分がないコンデンサを作製することができる。その結果、通常のフィルムコンデンサなどと比べて、ショートなどの不具合を生じ難くすることができる。
【００１４】
また、コンデンサは対抗電極の面積が異なる場合には、小さい方の対抗電極の面積が容量に影響するが、本発明の多孔質構造体のように対抗電極の面積がほぼ同じである場合には、電極面積を無駄にすることなく表面積の大きさを効率よく容量に反映させることができる。
【００１５】
（２）また、本発明の多孔質構造体は、前記被覆部は、複数の誘電体層および複数の導体層を交互に積層して形成されることを特徴としている。
【００１６】
これにより、交互に対抗電極を積層して構成される並列配置と等価のコンデンサを作製することができる。その結果、さらに単位体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００１７】
（３）また、本発明の多孔質構造体は、前記誘電体層は、前記導体層側または前記芯部側の少なくとも一方に保護層を備えることを特徴としている。
【００１８】
これにより、本発明の多孔質構造体をコンデンサとして用いた場合、芯部または導体層から誘電体層への金属粒子のマイグレーションを防止することができる。その結果、コンデンサにショートなどの不具合を生じ難くすることができる。また、芯部または導体層の酸化や劣化を防止することもできる。
【００１９】
（４）また、本発明の多孔質構造体は、前記多孔質構造体の体積あたりの骨格部の表面積が７００ｍ２／ｍ３以上６０００ｍ２／ｍ３以下であることを特徴としている。
【００２０】
このように本発明の多孔質構造体の表面積は大きいため、骨格部に対抗電極を設けた場合には、容量の大きいコンデンサとして利用することができる。これにより、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００２１】
（５）また、本発明のコンデンサは、導電性を有する前記芯部または前記芯部に最も近い導体層と前記芯部から最も離れた導体層との間に少なくとも一層以上の誘電体層を備える前記多孔質構造体と、前記導電性を有する芯部および少なくとも一つの導体層に設けられ、またはいずれか一つの導体層および前記いずれか一つの導体層以外の少なくとも一つの導体層に設けられた複数の端子電極と、を備えることを特徴としている。
【００２２】
このように、本発明では、少なくとも一層以上の誘電体層を挟む芯部および複数の導体層のうちの２つ以上に端子電極を設け、コンデンサを形成する。
【００２３】
これにより、対抗電極の面積の大きいコンデンサを作製することができる。その結果、対抗電極の面積が大きいため、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００２４】
また、多孔質構造体の作製に際し、その形状については制約がないため、用途に応じた形状のコンデンサを作製することができる。特に、通常のフィルムコンデンサは、形状を変形させると局所的に電界が集中し不具合が生じ易いが、本発明に係る多孔質構造体を応用したコンデンサでは、最初から望みの形状の多孔質構造体を作製することができるため、そのようなことは生じない。
【００２５】
また、本発明にかかる多孔質構造体をコンデンサとして利用する場合には、端子電極を引き出している部分以外には、ほとんど電極のエッジ部分がないコンデンサを作製することができる。その結果、通常のフィルムコンデンサなどと比べて、ショートなどの不具合を生じ難くすることができる。
【００２６】
また、コンデンサは対抗電極の面積が異なる場合には、小さい方の対抗電極の面積が容量に影響するが、本発明の多孔質構造体のように対抗電極の面積がほぼ同じである場合には、電極面積を無駄にすることなく表面積の大きさを効率よく容量に反映させることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係る多孔質構造体について説明する。実施の形態１に係る多孔質構造体は、骨格部が３次元的な網目構造を構成する芯部および芯部の表面に設けられ、誘電体層および導体層を積層して形成される被覆部から構成される。
【００２８】
図１は、実施の形態１に係る多孔質構造体および端子電極の斜視図である。図２は、図１に示す多孔質構造体１の部分１ａを矢印方向から見た拡大図である。図２に示すように、多孔質構造体１は骨格部２とそれを囲繞する空隙部３から構成されている。
【００２９】
この多孔質構造体１はスポンジ状の３次元的な網目構造を形成しているため、その芯部１および各層の表面積は非常に大きい。これにより、この多孔質構造体を対抗電極の面積の大きいコンデンサとして利用することができる。その結果、対抗電極の面積が大きいため、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００３０】
また、コンデンサは対抗電極の面積が異なる場合には、小さい方の対抗電極の面積が容量に影響するが、本発明の多孔質構造体のように対抗電極の面積がほぼ同じである場合には、電極面積を無駄にすることなく表面積の大きさを効率よく容量に反映させることができる。
【００３１】
図３は、図２に示す多孔質構造体１の骨格部２を枝状に伸びる方向に垂直な面ＡＡで切った断面図である。図３に示すように、骨格部２は芯部２１と、それを覆う誘電体層２２および導体層２３により構成されている。芯部２１の材料は、炭化珪素セラミックス、金属珪素、またはその複合材料である。誘電体層２２の材料は、チタン酸バリウムである。導体層２３の材料は、ニッケルである。なお、芯部２１の材料は、他の導電性を有するセラミックス、金属、またはその複合材料であってもよい。また、誘電体層２２の材料は、チタン酸鉛などの他の誘電セラミックスを用いてもよい。また、導体層２３の材料は、銀等の他の導電性を有する金属を用いてもよい。
【００３２】
図１に示すように、多孔質構造体１は端子電極３０ｂおよび３０ｃに接合されている。多孔質構造体に端子電極を設けることにより、コンデンサを形成することができる。端子電極の材料は、銅、ニッケルなどの金属である。図４は、図１に示す多孔質構造体１の部分１ｂを矢印の方向から見た拡大図である。図５は、図４に示す多孔質構造体１の骨格部２と端子電極３０ｂの接合部分を骨格部が枝状に伸びる方向に垂直な面ＢＢで切った断面図である。
【００３３】
図５に示すように、端子電極３０ｂと芯部２１は接合材１１により接合されている。接合材としては、たとえばニッケルロウや銀ロウなどが使われる。
【００３４】
そして、芯部２１、接合材１１および端子電極３０ｂを誘電体層２２が覆い、さらにその空隙部側を導体層２３が覆っている。
【００３５】
図６は、図１に示す多孔質構造体１の部分１ｃを矢印の方向から見た拡大図である。図７は、図４に示す多孔質構造体１の骨格部２と端子電極３０ｃの接合部分を骨格部が枝状に伸びる方向に垂直な面ＣＣで切った断面図である。
【００３６】
図７に示すように、芯部２１は誘電体層２２および導体層２３に覆われている。そして、端子電極３０ｃと導体層２３は接合材１１により接合されている。接合材としては、たとえばニッケルロウや銀ロウなどが使われる。
【００３７】
次に、以上のように構成された実施の形態１に係る多孔質構造体の製造方法について説明する。図８は、実施の形態１に係る多孔質構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、文献（特開２００１−２２６１７４または特開２０００−１０９３７５）に記載された製造方法により、珪素スラリーに浸したポリウレタンプリフォームから作製された炭化珪素多孔質構造体を洗浄処理する（ステップＳ１）。実施の形態１に係る多孔質構造体を応用したコンデンサを作製する場合には、銅電極をニッケルロウで接合する。
【００３９】
上記文献に記載された製造方法では、ポリウレタン等の樹脂製のプリフォームから、多孔質構造体を作製している。したがって、多孔質構造体の作製に際し、その形状については制約がないため、用途に応じた形状のコンデンサを作製することができる。特に、通常のフィルムコンデンサは、形状を変形させると局所的に電界が集中し不具合が生じ易いが、本発明に係る多孔質構造体を応用したコンデンサでは、最初から望みの形状の多孔質構造体を作製することができるため、そのようなことは生じない。
【００４０】
市販のチタン酸バリウムを７００℃で、１時間、大気中で熱処理し、その後ボールミルで２４時間粉砕して、チタン酸バリウムの分散質を作製する。アセチルアセトンが４０体積％となる割合で混合したアルコールアセチルアセトン混合溶媒を用いて、分散媒を作製する。チタン酸バリウムの分散質およびアルコールアセチルアセトン混合溶媒を１０ｋｇ／ｍ３の濃度になるように混合する（ステップＳ２）。
【００４１】
３ｍｍの間隔で多孔質構造体を取り囲む程度の大きさの白金枠を作製し、脱脂洗浄処理を行なう。多孔質構造体および白金枠を３ｍｍの間隔で白金枠が多孔質構造体を取り囲むような状態で混合液に浸す（ステップＳ３）。
【００４２】
容器を超音波で１８０秒攪拌した後、３０秒静置する。多孔質構造体を陰極、白金枠を陽極として、１０から１０００Ｖの電圧下で、電気泳動電着を行なう（ステップＳ４）。
【００４３】
チタン酸バリウム粒子によって骨格部の表面を被膜された多孔質構造体を取り出し、１４０℃で１時間乾燥する。被膜された多孔質構造体を窒素雰囲気において８５０℃で２時間焼成する（ステップＳ５）。このように、電気泳動法によりセラミックス粒子を芯部表面に付着させることにより、誘電体層の厚みを均一にすることができる。その結果、コンデンサに応用した場合には、電界の局所的な集中を防止し、その特性を向上させることができる。このようにして作製された誘電体層の厚みは数μｍ程度であることが確認されている。
【００４４】
なお、誘電体層の材料としてはチタン酸バリウムの他に、チタン酸鉛などの誘電セラミックスを用いることができる。
【００４５】
焼成された多孔質構造体の表面を処理して活性化させる。ニッケル塩の水溶液に還元剤を加え無電解ニッケル浴とし、多孔質構造体をその中に浸し、表面にニッケルめっきを施す（ステップＳ６）。コンデンサを作製する場合には、骨格部の表面のニッケル層に端子電極を半田により接合する。この場合には、端子電極を引き出している部分以外に、電極のエッジ部分がないコンデンサを作製することができる。その結果、通常のフィルムコンデンサなどと比べて、ショートなどの不具合を生じ難くすることができる。
【００４６】
以上の製造方法により作製された実施の形態１に係る多孔質構造体の、表面積を測定した結果、平均孔径３ｍｍの多孔質構造体の単位体積あたりの表面積は７００ｍ２／ｍ３、平均孔径２ｍｍの多孔質構造体の単位あたりの表面積は１２００ｍ２／ｍ３、平均孔径０．６ｍｍの多孔質構造体の単位体積あたりの表面積は１５００ｍ２／ｍ３、平均孔径０．１〜０．３の多孔質構造体の単位体積あたりの表面積は３０００ｍ２／ｍ３であった。ここで、平均孔径とは単位長さあたりの気孔の数を測定し、その逆数としたものである。
【００４７】
また、本願出願人による特願２００３−１６２８７６に示すように、上記の文献（特開２００１−２２６１７４または特開２０００−１０９３７５）に記載された製造工程において珪素スラリーを含浸させたポリウレタンプリフォームを、乾燥させた後、金属板で挟み、厚さが２分の１となるようにプレス機を用いて加圧した状態で炉に入れて１３０℃で６時間加熱し、圧縮して骨格部の体積率を上げた場合には、得られた多孔質構造体の単位体積あたりの表面積は６０００ｍ２／ｍ３であった。
【００４８】
このように、実施の形態１に係る多孔質構造体の単位体積あたりの表面積が大きいことが確認された。したがって、本発明の多孔質構造体の表面積は大きいため、表面に対抗電極を設けた場合には、容量の大きいコンデンサとして利用することができる。これにより、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る多孔質構造体について説明する。実施の形態２に係る多孔質構造体は、その骨格部の表面部分を構成する被覆部が、複数の誘電体層および複数の導体層を交互に積層して形成されている。
【００５０】
図９は、実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部をその枝状に伸びる方向に垂直に切った断面図である。骨格部２は芯部２１の表面に誘電体層２２ａ、２２ｂおよび２２ｃならびに導体層２３ａ、２３ｂおよび２３ｃを交互に積層して形成されている。芯部２１と芯部側から２層目の導体層２３ｂ、および芯部側から１層目の導体層２３ａと３層目の導体層２３ｃはそれぞれ骨格部の先端部分において接続され、並列のコンデンサを形成している。これにより、実施の形態１の多孔質構造体よりもさらに単位体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。並列コンデンサを形成するように芯部または導体層が接合される骨格部の先端は２種類必要であるが、それぞれの位置は、重ならないことを条件として任意に選ぶことができる。
【００５１】
実施の形態１と同様に芯部２１の材料は、炭化珪素セラミックス、金属珪素、またはその複合材料である。誘電体層２２の材料は、チタン酸バリウムである。導体層２３の材料は、ニッケルである。なお、芯部２１の材料は、他の導電性を有するセラミックス、金属、またはその複合材料であってもよい。また、誘電体層２２の材料は、チタン酸鉛などの他の誘電セラミックスを用いてもよい。また、導体層２３の材料は、銀等の他の導電性を有する金属を用いてもよい。
【００５２】
図１０は、実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ａをその枝状に伸びる方向に平行に切った断面図である。図１０に示すように、芯部側から１層目の導体層２３ａおよび３層目の導体層２３ｃは、芯部２１または芯部側から２層目の導体層２３ｂと直接接触しない構造をとっている。一方、芯部２１と芯部側から２層目の導体層２３ｂは直接接触している。
【００５３】
次に、実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ａの製造方法を説明する。まず、上記実施の形態１の多孔質構造体の製造方法により、誘電体層２２ａおよび導体層２３ａを芯部２１の表面に作製する。次に、骨格部の先端部分２ａの先端を削り、芯部２１および誘電体層２２ａを露出させる。上記実施の形態１の製造方法のステップＳ２からＳ５と同様の工程を行ない、その多孔質構造体の骨格部の表面に誘電体層２２ｂを作製し、被覆する。骨格部の先端部分２ａの先端を削り、芯部２１のみを露出させる。上記実施の形態１の製造方法のステップＳ６と同様の工程を行ない、骨格部の表面を導体層２３ｂで被覆する。さらに、上記実施の形態１の製造方法のステップＳ２からＳ６と同様の工程により、誘電体層２２ｃおよび導体層２３ｃを芯部２１の表面に作製する。
【００５４】
このようにして、図１０に示す実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ａを作製することができる。なお、骨格部の表面を削る代わりに、表面の一部を露出した状態での被覆工程またはマスキングなどにより同様の構造を作製することができる。また、芯部２１と芯部側から２層目の導体層２３ｂをそれぞれから引き出した端子電極で結ぶことにより、同様の構造を作製することもできる。
【００５５】
図１１は、実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ｂをその枝状に伸びる方向に平行に切った断面図である。図１１に示すように、芯部２１および芯部側から２層目の導体層２３ｂは、芯部側から１層目の導体層２３ａまたは３層目の導体層２３ｃと直接接触しない構造をとっている。一方、芯部側から１層目の導体層２３ａと３層目の導体層２３ｃは直接接触している。
【００５６】
次に、実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ｂの製造方法を説明する。まず、上記実施の形態１の多孔質構造体の製造方法により、誘電体層２２ａおよび導体層２３ａを芯部２１の表面に作製する。次に、骨格部の先端部分２３ａが露出するように保持しつつ、上記実施の形態１に記載された製造方法のステップＳ２からＳ５と同様の工程を行ない、その多孔質構造体の骨格部の表面に誘電体層２２ｂを作製し、被覆する。さらに、導体層２３ａおよび誘電体層２２ｂが露出するように保持しつつ、導体層２３ｂを覆うように上記実施の形態１の製造方法のステップＳ６と同様の工程を行ない、骨格部の表面を導体層２３ｂにより被覆する。さらに、導体層２３ａが露出した状態を保持しつつ、上記実施の形態１の製造方法のステップＳ２からＳ５と同様の工程を行ない、誘電体層２２ｃを作製し、被覆する。最後に、上記実施の形態１の製造方法のステップＳ６と同様の工程を行ない、骨格部の表面を導体層２３ｃにより被覆する。
【００５７】
このようにして、図１１に示す実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ｂを作製することができる。上記の手順で工程を行なう限り、骨格部の先端部分２ａの作製と同時に並行して骨格部の先端部分２ｂを作製することができる。
【００５８】
なお、骨格部の先端の表面を露出した状態で被覆する代わりに、表面の切削またはマスキングなどにより同様の構造を作製することができる。また、芯部２１と芯部側から２層目の導体層２３ｂを端子電極で結ぶことにより、同様の構造を作製することもできる。
【００５９】
なお、実施の形態２においては、芯部２１の材料は、導電性を有する材料であるが、誘電セラミックス等の誘電体であってもよい。その場合には、最も芯部側の導電体層が実施の形態２の芯部と同様の役割を果たすことになる。このようにしても、同様の効果を有するコンデンサを作製することが可能である。
【００６０】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る多孔質構造体について説明する。実施の形態３に係る多孔質構造体は、その骨格部内部において、誘電体層が導体層側または芯部側の少なくとも一方に保護層を備えている。
【００６１】
図１２は、実施の形態３に係る多孔質構造体の骨格部を枝状に伸びる方向に垂直に切った断面図である。図１２に示すように、実施の形態３に係る多孔質構造体の骨格部２は芯部２１と、それを覆う誘電体層２２、保護層４０および導体層２３により構成されている。これにより、本発明の多孔質構造体をコンデンサとして用いた場合、芯部または導体層から誘電体層への金属粒子のマイグレーションを防止することができる。その結果、コンデンサにショートなどの不具合を生じ難くすることができる。また、芯部または導体層の酸化や劣化を防止することもできる。保護層４０の材料は、たとえばシアネート樹脂などの耐マイグレーション性に優れたコーティング用の樹脂である。なお、保護層４０の材料は、耐マイグレーション性に優れたコーティングに用いられる材料であれば、シアネート樹脂に限られない。
【００６２】
実施の形態３に係る多孔質構造体の骨格部２の製造方法は、上記実施の形態１の多孔質構造体の製造方法において、誘電体層２２の焼成後に保護層を骨格部表面に作製する工程を加えたものである。すなわち、上記の製造方法のステップＳ５とステップＳ６の間に保護層４０を設ける工程が加わる。
【００６３】
保護層４０を設ける工程では、あらかじめコーティング用の樹脂を有機溶媒に溶かして作製した溶液に、誘電体層２２で芯部２１を被覆した状態の多孔質構造体を浸した後引きあげ、それを乾燥し、誘電体層２２の表面に樹脂の保護層４０を作製する。保護層４０を設けた後は、上記実施の形態１の多孔質構造体の製造方法のステップＳ６と同様の工程を行ない、保護層４０の表面を導体層２３で被覆する。このようにして、実施の形態３に係る多孔質構造体を作製する。
【００６４】
実施の形態１と同様に芯部２１の材料は、炭化珪素セラミックス、金属珪素、またはその複合材料である。誘電体層２２の材料は、チタン酸バリウムである。導体層２３の材料は、ニッケルである。なお、芯部２１の材料は、他の導電性を有するセラミックス、金属、またはその複合材料であってもよい。また、誘電体層２２の材料は、チタン酸鉛などの他の誘電セラミックスを用いてもよい。また、導体層２３の材料は、銀等の他の導電性を有する金属を用いてもよい。
【００６５】
なお、実施の形態１から３の多孔質構造体の芯部はセラミックス、金属またはこれらの複合物により構成されているが、導電性樹脂により構成されていてもよい。この場合には、導電性樹脂製のプリフォームを、有機誘電体である樹脂を有機溶媒に溶かした溶液に浸して、表面に誘電体の樹脂の層を設け、さらにその誘電体の樹脂層の表面に導電性樹脂またはニッケル等の金属めっきによる層を設ける。このようにして、導電性樹脂を芯部にした本発明に係る多孔質構造体を作製することもできる。
【００６６】
また、本発明の多孔質構造体の芯部として、ポリウレタン等の有機物スポンジを用いることもできる。その場合には、その有機物スポンジの表面に無電解ニッケルめっきを施し、さらにシアノエチル化物等の有機誘電体の層を設け、その上に無電解ニッケルめっきを施す。なお、無電解ニッケルめっきの代わりに、導電性樹脂の層を設けてもよい。このようにして、有機物スポンジを芯部にした本発明に係る多孔質構造体を作製することもできる。
【００６７】
このように、本発明の多孔質構造体の芯部に有機物を用いることができる。これにより、還元雰囲気における高温炉を用いた焼成の工程が不要となり、時間、コストを削減することができる。また、変形可能で軽量な本発明に係る多孔質構造体を作製することができる。
【００６８】
なお、実施の形態１から３に係る多孔質構造体は、コンデンサ以外にもセンサー、電池、フィルターにも応用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る多孔質構造体によれば、スポンジ状の３次元的な網目構造を形成しているため、その芯部および各層の表面積は非常に大きい。
【００７０】
これにより、この多孔質構造体を対抗電極の面積の大きいコンデンサとして利用することができる。その結果、対抗電極の面積が大きいため、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００７１】
また、多孔質構造体の作製に際し、その形状については制約がないため、用途に応じた形状のコンデンサを作製することができる。特に、通常のフィルムコンデンサは、形状を変形させると局所的に電界が集中し不具合が生じ易いが、本発明に係る多孔質構造体を応用したコンデンサでは、最初から望みの形状の多孔質構造体を作製することができるため、そのようなことは生じない。
【００７２】
また、本発明にかかる多孔質構造体をコンデンサとして利用する場合には、端子電極を引き出している部分以外に、電極のエッジ部分がないコンデンサを作製することができる。その結果、通常のフィルムコンデンサなどと比べて、ショートなどの不具合を生じ難くすることができる。
【００７３】
また、コンデンサは対抗電極の面積が異なる場合には、小さい方の対抗電極の面積が容量に影響するが、本発明の多孔質構造体のように対抗電極の面積がほぼ同じである場合には、電極面積を無駄にすることなく表面積の大きさを効率よく容量に反映させることができる。
【００７４】
また、本発明に係る多孔質構造体によれば、その被覆部は、複数の誘電体層および複数の導体層を交互に積層して形成されるため、交互に対抗電極を積層して構成される並列配置と等価のコンデンサを作製することができる。その結果、さらに単位体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００７５】
また、本発明に係る多孔質構造体によれば、本発明の多孔質構造体をコンデンサとして用いた場合、芯部または導体層から誘電体層への金属粒子のマイグレーションを防止することができる。その結果、コンデンサにショートなどの不具合を生じ難くすることができる。また、芯部または導体層の酸化や劣化を防止することもできる。
【００７６】
また、本発明に係る多孔質構造体によれば、多孔質構造体の表面積は大きいため、骨格部に対抗電極を設けた場合には、容量の大きいコンデンサとして利用することができる。これにより、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００７７】
また、本発明に係るコンデンサによれば、少なくとも一層以上の誘電体層を挟む芯部および複数の導体層のうちの２つ以上に端子電極を設け、コンデンサを形成する。
【００７８】
これにより、対抗電極の面積の大きいコンデンサを作製することができる。その結果、対抗電極の面積が大きいため、体積あたりの容量の大きいコンデンサを作製することができる。
【００７９】
また、多孔質構造体の作製に際し、その形状については制約がないため、用途に応じた形状のコンデンサを作製することができる。特に、通常のフィルムコンデンサは、形状を変形させると局所的に電界が集中し不具合が生じ易いが、本発明に係る多孔質構造体を応用したコンデンサでは、最初から望みの形状の多孔質構造体を作製することができるため、そのようなことは生じない。
【００８０】
また、本発明にかかる多孔質構造体をコンデンサとして利用する場合には、端子電極を引き出している部分以外には、ほとんど電極のエッジ部分がないコンデンサを作製することができる。その結果、通常のフィルムコンデンサなどと比べて、ショートなどの不具合を生じ難くすることができる。
【００８１】
また、コンデンサは対抗電極の面積が異なる場合には、小さい方の対抗電極の面積が容量に影響するが、本発明の多孔質構造体のように対抗電極の面積がほぼ同じである場合には、電極面積を無駄にすることなく表面積の大きさを効率よく容量に反映させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る多孔質構造体および端子電極の斜視図である。
【図２】図１に示す多孔質構造体１の部分１ａを矢印方向から見た拡大図である。
【図３】多孔質構造体１の骨格部２を枝状に伸びる方向に垂直な面ＡＡで切った断面図である。
【図４】図１に示す多孔質構造体１の部分１ｂを矢印の方向から見た拡大図である。
【図５】図４に示す多孔質構造体１の骨格部２と端子電極３０ｂの接合部分を骨格部が枝状に伸びる方向に垂直な面ＢＢで切った断面図である。
【図６】図１に示す多孔質構造体１の部分１ｃを矢印の方向から見た拡大図である。
【図７】図４に示す多孔質構造体１の骨格部２と端子電極３０ｃの接合部分を骨格部が枝状に伸びる方向に垂直な面ＣＣで切った断面図である。
【図８】実施の形態１に係る多孔質構造体の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部を枝状に伸びる方向に垂直に切った断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ａを枝状に伸びる方向に平行に切った断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る多孔質構造体の骨格部の先端部分２ｂを枝状に伸びる方向に平行に切った断面図である。
【図１２】実施の形態３に係る多孔質構造体の骨格部を枝状に伸びる方向に垂直に切った断面図である。
【符号の説明】
１…多孔質構造体
１ａ…多孔質構造体の部分
１ｂ…多孔質構造体の部分
１ｃ…多孔質構造体の部分
２…骨格部
２ａ…骨格部の先端部分
２ｂ…骨格部の先端部分
２ａ…骨格部の先端部分
３…空隙部
１１…接合材
２１…芯部
２２…誘電体層
２２ａ…誘電体層
２２ｂ…誘電体層
２２ｃ…誘電体層
２３…導体層
２３ａ…導体層
２３ｂ…導体層
２３ｃ…導体層
３０ｂ…端子電極
３０ｃ…端子電極
４０…保護層
ＢＢ…面
ＣＣ…面
【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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