FR2973927A1

FR2973927A1 - Configuration de boitier pour un condensateur electrolytique solide

Info

Publication number: FR2973927A1
Application number: FR1200900A
Authority: FR
Inventors: Stanislav Zednicek; Martin Biler; Jan Petrzilek; Ivana Zednickova
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-10-12
Anticipated expiration: 2032-03-27
Also published as: JP2012222345A; GB2489785B; FR2973927B1; KR101848098B1; CN102737855B; KR20120115174A; JP2016136642A; US20120257328A1; GB201204311D0; HK1177550A1; GB2489785A; CN102737855A; US8379372B2; DE102012205589A1

Abstract

L'invention concerne un ensemble de condensateur (200) stable dans des conditions extrêmes. L'ensemble comprend, plus particulièrement, un élément de condensateur (120) positionné à l'intérieur d'une cavité intérieure (126) d'un boîtier (222) comprenant une base (123) à laquelle est connecté l'élément de condensateur (120) et un couvercle (225) comprenant une paroi externe (223) à partir de laquelle s'étend une paroi latérale (224) dont une extrémité est définie par une lèvre (253) s'étendant à un angle par rapport à la direction longitudinale et ayant un bord périphérique (251) situé au-delà d'une périphérie de la paroi latérale (224). La lèvre (253) est scellée hermétiquement à la base (123). Dans certains cas, le bord périphérique de la lèvre (253) est coplanaire avec un bord de la base (123). L'utilisation d'une telle lèvre (253) peut permettre une connexion plus stable entre les composants et améliorer l'étanchéité et la stabilité mécanique de l'ensemble condensateur (200), lui permettant de mieux fonctionner dans des conditions extrêmes.

Description

1 CONFIGURATION DE BOÎTIER POUR UN CONDENSATEUR ELECTROLYTIQUE SOLIDE

Arrière-plan de l'invention Les condensateurs électrolytiques (par exemple, les condensateurs au tantale) sont de plus en plus utilisés dans la conception de circuits en raison de leur rendement volumétrique, de leur fiabilité et de leur compatibilité de traitement. Par exemple, un type de condensateur qui a été élaboré est un condensateur électrolytique solide qui comprend une anode (par exemple, tantale), un film d'oxyde diélectrique (par exemple, pentoxyde de tantale, Ta2O5) formé sur l'anode, une couche d'électrolyte solide et une cathode. La couche d'électrolyte solide peut être formée à partir d'un polymère conducteur, tel que décrit dans les brevets U.S. n' 5 457 862 de Sakata, et al., 5 473 503 de Sakata, et al., 5 729 428 de Sakata, et al., et 5 812 367 de Kudoh, et al. Malheureisement, cependant, la stabilité de ces électrolytes solides est faible à des températures élevées en raison de leur tendance à se transformer d'un état dopé à un état non dopé, ou vice versa. En réponse à ces problèmes et à d'autres problèmes, des condensateurs scellés hermétiquement pour limiter le contact de l'oxygène avec le polymère conducteur pendant l'utilisation ont été élaborés. La publication de brevet U.S. n° 2009/0244812 de Rawal, et al., par exemple, décrit un ensemble de condensateur qui comprend un condensateur polymère conducteur qui est enfermé et scellé hermétiquement à l'intérieur d'un boîtier en céramique en la présence d'un gaz inerte. Le boîtier comprend un couvercle qui est soudé aux parois latérales d'une structure de base. Selon Rawal, et al., le boîtier de céramique limite la quantité d'oxygène et d'humidité fournie au polymère conducteur de

2 telle sorte qu'il est moins susceptible de s'oxyder dans des environnements de température élevée, augmentant ainsi la stabilité thermique de l'ensemble condensateur. Cependant, en dépit des avantages obtenus, il subsiste néanmoins des problèmes. Par exemple, le soudage du couvercle aux parois latérales peut être problématique et conduire à un joint imparfait où une faible quantité d'humidité et/ou d'oxygène peut entrer. Alors que ceci ne constitue pas un problème en toutes circonstances, ceci peut devenir particulièrement gênant dans des conditions extrêmes de température élevée (par exemple, au-dessus de 175 °C environ) et de tension élevée (par exemple, au-dessus de 35 volts environ). De ce fait, il existe actuellement un besoin de 15 proposer une configuration de boîtier qui est capable de présenter un joint hermétique amélioré.

Résumé de l'invention Un mode de réalisation de la présente invention décrit 20 un ensemble de condensateur qui comprend un boîtier. Le boîtier comprend une base s'étendant dans une direction latérale et un couvercle qui se superpose à la base pour définir une cavité intérieure entre eux. Le couvercle comprend une paroi extérieure et une paroi latérale 25 s'étendant dans une direction longitudinale depuis la paroi extérieure vers la base. Une lèvre s'étend depuis la paroi latérale à un angle par rapport à la direction longitudinale et est scellée hermétiquement à la base. La lèvre présente un bord périphérique situé au-delà d'une 30 périphérie de la paroi latérale. Un élément de condensateur est positionné à l'intérieur de la cavité intérieure et est connecté à la base du boîtier. L'élément de condensateur comprend une anode formée à partir d'un corps poreux fritté

3 oxydé anodiquement et un électrolyte solide superposé à l'anode. L'ensemble comprend également une terminaison d'anode qui est en connexion électrique avec le corps d'anode et une terminaison de cathode qui est en connexion électrique avec l'électrolyte solide. D'autres caractéristiques et aspects de la présente invention sont énoncés dans de plus amples détails ci-après.

Brève description des dessins Une description complète et suffisante de la présente invention, comprenant le meilleur mode de réalisation de celle-ci, destinée à l'homme du métier, est exposée plus particulièrement dans la suite de la description, qui fait référence aux figures annexées, sur lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un ensemble de condensateur de l'ensemble de la présente invention ; la figure 2 est une vue en coupe en éclaté de la paroi latérale du couvercle de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe d'encore un autre mode de réalisation d'un ensemble de condensateur de l'ensemble de la présente invention. L'utilisation répétée de caractères de référence dans la présente description et sur les dessins est destinée à représenter des caractéristiques ou éléments identiques ou analogues de l'invention.

Description détaillée de modes de réalisation représentatifs L'homme du métier comprendra que la présente discussion est une description d'exemples de modes de réalisation uniquement, et n'est pas censée limiter les aspects les plus larges de la présente invention, lesquels

4 aspects les plus larges sont englobés dans la construction en exemple. De manière générale, la présente invention concerne un ensemble de condensateur qui est stable dans des conditions extrêmes. L'ensemble comprend plus particulièrement un élément de condensateur qui est positionné à l'intérieur d'une cavité intérieure d'un boîtier. Le boîtier comprend une base à laquelle l'élément condensateur est connecté. Le boîtier comprend également un couvercle qui possède une paroi externe à partir de laquelle s'étend une paroi latérale. Une lèvre s'étend à partir de la paroi latérale qui est scellée hermétiquement à la base. La lèvre présente un bord périphérique situé au-delà d'une périphérie de la paroi latérale. Dans certains cas, le bord périphérique de la lèvre est également coplanaire avec un bord de la base. L'utilisation d'une telle lèvre peut permettre une connexion plus stable entre les composants et améliorer l'étanchéité et la stabilité mécanique de l'ensemble condensateur, lui permettant ainsi de mieux fonctionner dans des conditions extrêmes. Divers modes de réalisation de la présente invention vont être à présent décrits dans de plus amples détails.

1. Elément de condensateur Pour des applications à haute tension, il est souvent souhaitable que l'anode de l'élément condensateur soit formée à partir d'une poudre ayant une charge spécifique relativement faible, telle qu'inférieure à environ 70 000 microFarads*Volts par gramme (« ptF*V/g »), dans certains modes de réalisation, d'environ 2 000 pF*V/g à environ 65 000 PF*V/g, et dans certains modes de réalisation, d'environ 5 000 à environ 50 000 µF*V/g. Evidemment, bien que des poudres ayant une faible charge spécifique puissent parfois être souhaitables, il ne s'agit en aucun cas d'une exigence. A savoir, la poudre peut avoir une charge spécifique relativement élevée d'environ 70 000 microFarads*Volts par gramme (« pF*V/g ») ou plus, 5 dans certains modes de réalisation, d'environ 80 000 pF*V/g ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 90 000 gF*V/g ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 100 000 µF*V/g ou plus, et dans certains modes de réalisation, d'environ 120 000 à environ 250 000 µF*V/g.

La poudre peut contenir un métal valve (c'est-à-dire, un métal pouvant s'oxyder) ou un composé à base de métal valve, tel que le tantale, le niobium, l'aluminium, l'hafnium, le titane, leurs alliages, leurs oxydes, leurs nitrures, etc. Par exemple, la composition de métal valve peut contenir un oxyde de niobium électriquement conducteur, tel que l'oxyde de niobium ayant un rapport atomique de niobium sur oxygène de 1:1,0 ± 1,0, dans certains modes de réalisation, de 1:1,0 ± 0,3, dans certains modes de réalisation, de 1:1,0 ± 0,1, et dans certains modes de réalisation, de 1:1,0 ± 0,05. Par exemple, l'oxyde de niobium peut être NbOo,7, NbO1,o, NbO1,1 et NbO2. Des exemples de ces oxydes de métal valve sont décrits dans les brevets U.S. n° 6 322 912 de Fife ; 6 391 275 de Fife et al. ; 6 416 730 de Fife et al. ; 6 527 937 de Fife ; 6 576 099 de Kimmel, et al. ; 6 592 740 de Fife, et al. ; et 6 639 787 de Kimmel, et al. ; et 7 220 397 de Kimmel, et al., ainsi que les publications de demande de brevet U.S. n° 2005/0019581 de Schnitter ; 2005/0103638 de Schnitter, et al. ; 2005/0013765 de Thomas, et al.

Les particules de la poudre peuvent être sous forme de paillettes, angulaires, nodulaires et des mélanges ou variantes de ces formes. La particule a également typiquement une granulométrie d'au moins environ 60 mesh

6 (0,250 mm), dans certains modes de réalisation, d'environ 60 mesh (0,250 mm) à environ 325 mesh (0,044 mm), et dans certains modes de réalisation, d'environ 100 mesh (0,149 mm) à environ 200 mesh (0,074 mm). En outre, la surface spécifique est d'environ 0,1 à environ 10,0 m2/g, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,5 à environ 5,0 m2/g, et dans certains modes de réalisation, d'environ 1,0 à environ 2,0 m2/g. Le terme « surface spécifique » désigne une surface déterminée par la méthode d'adsorption de gaz physique (B.E.T.) de Bruanauer, Emmet, et Teller, Journal of American Chemical Society, Vol. 60, 1938, p. 309, avec de l'azote comme gaz d'adsorption. De la même manière, la masse volumique apparente (ou de Scott) est typiquement d'environ 0,1 à environ 5,0 g/cm3, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,2 à environ 4,0 g/cm3, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,5 à environ 3,0 g/cm3. D'autres composants peuvent être ajoutés à la poudre pour faciliter la construction du corps d'anode. Par exemple, un liant et/ou un lubrifiant peut être employé pour garantir que les particules adhèrent de manière adéquate les unes aux autres lorsqu'elles sont pressées pour former le corps de l'anode. Des liants appropriés peuvent inclure le camphre, les acides stéariques et d'autres acides gras savonneux, le Carbowax (Union Carbide), le Glyptal (General Electric), les alcools de polyvinyle, le naphtalène, la cire végétale et les microcires (parafines purifiées). Le liant peut être dissous et dispersé dans un solvant. Des exemples de solvants peuvent inclure l'eau, les alcools, etc. Lorsqu'ils sont utilisés, le pourcentage de liants et/ou lubrifiants peut varier d'environ 0,1 % à environ 8 % en poids de la masse totale.

7 Il doit être entendu, cependant, que des liants et lubrifiants ne sont pas requis dans la présente invention. La poudre obtenue peut être compactée en utilisant n'importe quel moule à compression de poudre classique. Par exemple, le moule à compression peut être une presse de compactage monoposte utilisant une matrice et un ou plusieurs poinçons. En variante, il est possible d'utiliser des presses de compactage de type enclume qui n'utilisent qu'une matrice et un seul poinçon inférieur. Les presses de compactage monoposte sont disponibles sous forme de plusieurs types de base, tels que presses à came, à levier articulé/genouillère et à excentrique/vilebrequin avec diverses capacités, telles qu'à simple effet, double effet, matrice flottante, plaque mobile, vérin opposé, vis, impact, compression à chaud, matriçage ou calibrage. Après compactage, le corps de l'anode obtenu peut ensuite être découpé selon une quelconque forme souhaitée, telle que carrée, rectangulaire, circulaire, ovale, triangulaire, hexagonale, octogonale, heptagonale, pentagonale, etc. Le corps de l'anode peut également avoir une forme "cannelée" en ce qu'il présente un ou plusieurs sillons, rainures, dépressions ou indentations pour augmenter le rapport surface sur volume pour minimiser l'ESR et étendre la réponse en fréquence de la capacité. Le corps de l'anode peut ensuite être soumis à une étape de chauffage dans laquelle la plus grande partie, voire la totalité, du liant/lubrifiant est éliminée. Par exemple, le corps de l'anode est typiquement chauffé par un four qui fonctionne à une température d'environ 150 °C à environ 500 °C. En variante, le liant/lubrifiant peut également être éliminé en mettant en contact la pastille avec une solution aqueuse, comme décrit dans le brevet U.S. n° 6 197 252 de Bishop, et al.

8 Une fois formé, le corps d'anode est ensuite fritté. La température, l'atmosphère et le temps de frittage peuvent dépendre d'une variété de facteurs, tels que le type d'anode, la taille de l'anode, etc. Typiquement, le frittage se produit à une température allant de 800 °C à environ 1900 °C, dans certains modes de réalisation, d'environ 1000 °C à environ 1500 °C, et dans certains modes de réalisation, d'environ 1100 °C à environ 1400 °C, pendant un temps d'environ 5 minutes à environ 100 minutes, et dans certains modes de réalisation, d'environ 30 minutes à environ 60 minutes. Si on le souhaite, le frittage peut se produire dans une atmosphère qui limite le transfert d'atomes d'oxygène vers l'anode. Par exemple, le frittage peut se produire dans une atmosphère de réduction, telle que dans un vide, un gaz inerte, de l'hydrogène, etc. L'atmosphère de réduction peut être à une pression d'environ 10 Torr (1,333 kPa) à environ 2000 Torr (266,6 kPa), dans certains modes de réalisation, d'environ 100 Torr (13,33 kPa) à environ 1000 Torr (133,3 kPa), et dans certains modes de réalisation, d'environ 100 Torr (13,33 kPa) à environ 930 Torr (124,4 kPa). Des mélanges d'hydrogène et d'autres gaz (par exemple, argon et azote) peuvent également être employés. Un conducteur d'anode peut également être connecté au corps de l'anode qui s'étend dans une direction latérale à partir de celui-ci. Le conducteur d'anode peut être sous la forme d'un fil, d'une feuille, etc., et peut être formé à partir d'un composé de métal valve, tel que tantale, niobium, oxyde de niobium, etc. La connexion du conducteur peut être accomplie en utilisant des techniques connues, telles que par soudage du conducteur au corps ou en le logeant à l'intérieur du corps d'anode pendant la formation (par exemple, avant compactage et/ou frittage).

9 L'anode est également revêtue d'un diélectrique. Le diélectrique peut être formé en oxydant anodiquement (« en anodisant ») l'anode frittée de telle sorte qu'une couche diélectrique est formée sur et/ou à l'intérieur de l'anode.

Par exemple, une anode de tantale (Ta) peut être anodisée en pentoxyde de tantale (Ta2O5). Typiquement, l'anodisation est effectuée en appliquant initialement une solution sur l'anode, comme en immergeant l'anode dans l'électrolyte. Un solvant est généralement employé, tel que de l'eau (par exemple, de l'eau déionisée). Pour améliorer la conductivité ionique, il est possible d'utiliser un composé qui est capable de se dissocier dans le solvant pour former des ions. Des exemples de ces composés comprennent, par exemple, des acides, tels que décrits ci-après par rapport à l'électrolyte. Par exemple, un acide (par exemple, acide phosphorique) peut constituer d'environ 0,01 % en poids à environ 5 % en poids, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,05 % en poids à environ 0,8 % en poids, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,1 % en poids à environ 0,5 % en poids de la solution d'anodisation. Si on le souhaite, des mélanges d'acides peuvent également être utilisés. On fait passer un courant à travers la solution d'anodisation pour former la couche diélectrique. La valeur de la tension de formation a une influence sur l'épaisseur de la couche diélectrique. Par exemple, l'alimentation électrique peut être réglée initialement selon un mode galvanostatique jusqu'à ce que la tension requise soit atteinte. Par la suite, l'alimentation électrique peut être commutée vers un mode potentiostatique pour garantir que l'épaisseur diélectrique souhaitée est formée sur l'ensemble de la surface de l'anode. Bien entendu, d'autres procédés connus peuvent également être utilisés, tels que

10 des procédés par impulsions ou potentiostatiques par étapes. La tension à laquelle l'oxydation anodique se produit est habituellement d'environ 4 à environ 250 V, et dans certains modes de réalisation, d'environ 9 à environ 200 V, et dans certains modes de réalisation, d'environ 20 à environ 150 V. Pendant l'oxydation, la solution d'anodisation peut être maintenue à une température élevée, telle que d'environ 30 °C ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 40 °C à environ 200 °C, et dans certains modes de réalisation, d'environ 50 °C à environ 100 °C. L'oxydation anodique peut également être effectuée à température ambiante ou en dessous. La couche diélectrique obtenue peut être formée sur une surface de l'anode et à l'intérieur de ses pores.

L'élément condensateur comprend également un électrolyte solide qui fonctionne comme la cathode pour le condensateur. Un électrolyte solide au dioxyde de manganèse peut, par exemple, être formé par la décomposition pyrolytique du nitrate manganeux (Mn(NO3)2). Ces techniques sont décrites, par exemple, dans le brevet U.S. n° 4 945 452 de Sturmer, et al. En variante, l'électrolyte solide peut être formé à partir d'une ou plusieurs couches de polymère conducteur. Le(s) polymère(s) conducteur(s) employé(s) dans ces couches sont typiquement n-conjugués et ont une conductivité électrique après oxydation ou réduction, telle qu'une conductivité électrique d'au moins environ 1 iS cm-1 après oxydation. Des exemples de tels polymères conducteurs n-conjugués comprennent, par exemple, des polyhétérocycles (par exemple, polypyrroles, polythiophènes, polyanilines, etc.), des polyacétylènes, des poly-p-phénylènes, des polyphénolates, etc. Des polymères conducteurs

11 particulièrement appropriés sont les polythiophènes substitués ayant la structure générale suivante : dans laquelle, T est 0 ou S ; D est un radical alkylène en C1-05 éventuellement substitué (par exemple, méthylène, éthylène, n-propylène, 10 n-butylène, n-pentylène, etc.) ; R7 est un radical alkyle en C1-C18, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué (par exemple, méthyle, éthyle, n-ou iso-propyle, n-, iso-, sec- or tert-butyle, n-pentyle, 1-méthylbutyle, 2-méthylbutyle, 3-méthylbutyle, 1- 15 éthylpropyle, 1,1-diméthylpropyle, 1,2-diméthylpropyle, 2,2-diméthylpropyle, n-hexyle, n-heptyle, n-octyle, 2-éthylhexyle, n-nonyle, n-décyle, n-undécyle, n-dodécyle, n- tridécyle, n-tétradécyle, n-hexadécyle, n-octadécyle, etc.) ; un radical cycloalkyle en C5-C12 éventuellement 20 substitué (par exemple, cyclopentyle, cyclohexyle, cycloheptyle, cyclooctyle, cyclononyle cyclodécyle, etc.) ; un radical aryle en C6-C14 éventuellement substitué (par exemple, phényle, naphtyle, etc.) ; un radical aralkyle en C7-C18 éventuellement substitué (par exemple, benzyle, o-, 25 m-, p-tolyle, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2-6, 3-4-, 3,5-xylyle, mésityle, etc.) ; un radical hydroxyalkyle en C1-C4 éventuellement substitué, ou un radical hydroxyle ; et

12 q est un entier de 0 à 8, dans certains modes de réalisation, de 0 à 2, et dans un mode de réalisation, égal à 0 ; et n est de 2 à 5 000, dans certains modes de réalisation, de 4 à 2 000, et dans certains modes de réalisation, de 5 à 1 000. Des exemples de substituants pour les radicaux « D » ou « R7 » comprennent, par exemple, les groupes alkyle, cycloalkyle, aryle, aralkyle, alcoxy, halogène, éther, thioéther, bisulfure, sulfoxyde, sulfone, sulfonate, amino, aldéhyde, cétone, ester d'acide carboxylique, acide carboxylique, carbonate, carboxylate, cyano, les groupes alkylsilane et alcoxysilane, les groupes carboxylamide, etc. Les polymères de thiophène particulièrement appropriés sont ceux dans lesquels « D » est un radical alkylène en C2-C3 éventuellement substitué. Par exemple, le polymère peut être un poly(3,4-éthylènedioxythiophène) éventuellement substitué, qui a la structure générale suivante : Les procédés de formation de polymères conducteurs, tels que décrits ci-dessus, sont bien connus dans l'art. Par exemple, le brevet U.S. n° 6 987 663 de Merker, et al. décrit diverses techniques pour former des polythiophènes substitués à partir d'un précurseur monomère. Le précurseur monomère peut, par exemple, avoir la structure suivante : dans laquelle, T, D, R7 et q sont tels que définis plus haut. En particulier, les monomères de thiophène appropriés sont ceux dans lesquels « D » est un radical alkylène en C2-C3 éventuellement substitué. Par exemple, les 3,4-alkylènedioxythiophènes éventuellement substitués peuvent être employés qui ont la structure générale : dans laquelle, R7 and q sont tels que définis plus haut. Dans un mode de réalisation particulier, « q » est O.

Un exemple approprié sur le marché de 3,4-éthylènedioxthiophène est disponible chez Heraeus Clevios sous le nom de CleviosTM M. D'autres monomères appropriés sont également décrits dans les brevets U.S. n° 5 111 327 de Blohm, et al. et 6 635 729 de Groenendaal, et al. Il est également possible d'employer des dérivés de ces monomères qui sont, par exemple, les dimères ou trimères des monomères ci-dessus. Des dérivés de masse moléculaire élevée, à savoir, tétramères, pentamères, etc. des monomères sont appropriés pour être utilisés dans la présente invention. Les dérivés peuvent être constitués

14 d'unités monomères identiques ou différentes et utilisés sous forme pure et en les mélangeant les uns avec les autres et/ou avec les monomères. Des formes oxydées ou réduites de ces précurseurs peuvent également être employées. Les monomères de thiophène sont polymérisés chimiquement en la présence d'un catalyseur oxydatif. Le catalyseur oxydatif comprend habituellement un cation de métal de transition, tel que cations de fer(III), cuivre(II), chrome(VI), cérium(IV), manganèse(IV), manganèse(VII), ruthénium(III), etc. Un dopant peut également être utilisé pour conférer une charge excédentaire au polymère conducteur et stabiliser la conductivité du polymère. Le dopant comprend typiquement un anion inorganique ou organique, tel qu'un ion d'un acide sulfonique. Dans certains modes de réalisation, le catalyseur oxydant utilisé dans la solution de précurseur a à la fois une fonctionnalité catalytique et dopante en ce qu'il comprend un cation (par exemple, métal de transition) et un anion (par exemple, acide sulfonique). Par exemple, le catalyseur oxydant peut être un sel de métal de transition qui comprend des cations de fer (III), tel que des halogénures de fer (III) (par exemple, FeC13) ou des sels de fer (III) d'autres acides inorganiques, tels que Fe(C104)3 ou Fe2 (SO4) 3 et les sels de fer (III) d'acides organiques et d'acides inorganiques comprenant des radicaux organiques. Les exemples de sels de fer (III) d'acides inorganiques à radicaux organiques comprennent, par exemple, des sels de fer (III) de monoesters d'acide sulfurique d'alcanols en C1-C20 (par exemple, sel de fer (III) de sulfate de lauryle). De même, des exemples de sels de fer (III) d'acides organiques comprennent éventuellement des sels de fer (III) d'acides alcane sulfoniques en C1-C20 (par

15 exemple, acide méthane, éthane, propane, butane, ou dodécane sulfonique) ; des sels de fer (III) d'acides perfluorosulfoniques aliphatiques (par exemple acide trifluorométhane sulfonique, acide perfluorobutane sulfonique ou acide perfluorooctane sulfonique) ; des sels de fer (III) d'acides carboxyliques aliphatiques en C1 à C20 (par exemple, acide 2-éthylhexylcarboxylique) ; des sels de fer (III) d'acides perfluorocarboxyliques aliphatiques (par exemple, acide trifluoroacétique ou acide de perfluorooctane) ; des sels de fer (III) d'acides sulfoniques aromatiques éventuellement substitués par des groupes alkyle en C1 à C20 (par exemple, acide benzène sulfonique, acide o-toluène sulfonique, acide p-toluène sulfonqie, ou acide dodécylbenzène sulfonique) ; des sels de fer (III) d'acides cycloalcane sulfoniques (par exemple, acide camphosulfonique) ; etc. Des mélanges de ces sels de fer (III) susmentionnés peuvent également être utilisés. Le p-toluène sulfonate de fer (III), le o-toluène sulfonate de fer (III), et les mélanges de ceux-ci, sont particulièrement appropriés. Un exemple de p-toluène sulfonate de fer (III) approprié est disponible sur le marché chez Heraeus Clevios sous le nom de CleviosTM C. Divers procédés peuvent être utilisés pour former une couche de polymère conductrice. Dans un mode de réalisation, le catalyseur oxydant et le monomère sont appliqués, soit séquentiellement, soit ensemble, de telle sorte que la réaction de polymérisation ait lieu in situ sur la pièce. Des techniques d'application appropriées pouvant comprendre la sérigraphie, l'immersion, le revêtement électrophorétique, et la pulvérisation, peuvent être utilisées pour former un revêtement polymère conducteur. A titre d'exemple, le monomère peut être initialement mélangé au catalyseur oxydant pour former une solution de

16 précurseur. Une fois que le mélange est formé, il peut être appliqué sur la pièce, puis mis à polymériser de telle sorte que le revêtement conducteur soit formé sur la surface. En variante, le catalyseur oxydant et le monomère peuvent être appliqués séquentiellement. Dans un mode de réalisation, par exemple, le catalyseur oxydant est dissous dans un solvant organique (par exemple, butanol) et appliqué ensuite en tant que solution d'immersion. La pièce peut ensuite être séchée pour éliminer le solvant de celle- ci. Ensuite, la pièce peut être immergée dans une solution contenant le monomère. La polymérisation est typiquement effectuée à des températures d'environ -10 °C à environ 250 °C, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0 °C à environ 200 °C, en fonction de l'agent oxydant utilisé et du temps de réaction souhaité. Des techniques de polymérisation appropriées, telles que décrites ci-dessus, peuvent être décrites plus en détail dans le brevet U.S. n° 7 515 396 de Biler. D'autres procédés pour appliquer un tel (de tels) revêtement(s) conducteur(s) peuvent être décrits dans les brevets U.S n° 5 457 862 de Sakata, et al., 5 473 503 de Sakata, et al., 5 729 428 de Sakata, et al. et 5 812 367 de Kudoh, et al. En plus de l'application in situ, une couche polymère conductrice peut également être appliquée sous forme d'une dispersion de particules polymères conductrices. Bien que leur taille puisse varier, il est habituellement souhaitable que les particules aient un petit diamètre pour accroître la surface disponible pour adhérer à la partie d'anode. Par exemple, les particules peuvent avoir un diamètre moyen d'environ 1 à 500 nanomètres, dans certains modes de réalisation, d'environ 5 à environ 400 nanomètres, et dans certains modes de réalisation, d'environ 10 à

17 environ 300 nanomètres. La valeur D90 des particules (particules ayant un diamètre inférieur ou égal à la valeur D90 constituent 90 % du volume total de l'ensemble des particules solides) peut être d'environ 15 micromètres ou moins, dans certains modes de réalisation, d'environ 10 micromètres ou moins, et dans certains modes de réalisation, d'environ 1 nanomètre à environ 8 micromètres. Le diamètre des particules peut être déterminé au moyen de techniques connues, telles que par ulpistentrifugation, diffraction laser, etc. La formation des polymères conducteurs selon une forme particulaire peut être améliorée en utilisant un contre-ion séparé pour compenser la charge positive portée par le polythiophène substitué. Dans certains cas, le polymère peut posséder des charges positives et négatives dans l'unité structurelle, la charge positive étant située sur la chaîne principale et la charge négative éventuellement sur les substituants du radical « R », tels que les groupes sulfonate ou carboxylate. Les charges positives de la chaîne principale peuvent être partiellement ou complètement saturées avec les groupes anioniques éventuellement présents sur les radicaux « R ». Vus globalement, les polythiophènes peuvent, dans ces cas, être cationiques, neutres, voire anioniques. Néanmoins, ils sont tous considérés comme des polythiophènes cationiques puisque la chaîne principale polythiophène a une charge positive. Le contre-ion peut être un anion monomère ou polymère. Les anions polymères peuvent, par exemple, être des anions d'acides carboxyliques polymères (par exemple, acides polyacryliques, acide polyméthacrylique, acides polymaléiques, etc.) ; d'acides sulfoniques polymères (par exemple, acides polystyrène sulfoniques (« PSS »), acides

18 polyvinyle sulfoniques, etc.) ; etc. Les acides peuvent également être des copolymères, tels que les copolymères d'acides vinyle carboxyliques et vinyle sulfoniques avec d'autres monomères polymérisables, tels que les esters d'acide acrylique et le styrène. De même, des anions monomères appropriés comprennent, par exemple, des anions d'acides alcane sulfoniques en C1-C20 (par exemple, acide dodécane sulfonique) ; des acides perfluorosulfoniques aliphatiques (par exemple, acide trifluorométhane sulfonique, acide perfluorobutane sulfonique ou acide perfluorooctane sulfonique) ; des acides carboxyliques aliphatiques en C1-C20 (par exemple, acide 2-éthylhexylcarboxylique) ; des acides perfluorocarboxyliques aliphatiques (par exemple, acide trifluoroacétique ou acide perfluorooctanoïque) ; des acides sulfoniques aromatiques éventuellement substitués par des groupes alkyle en C1-C20 (par exemple, acide benzène sulfonique, acide o-toluène sulfonique, acide p-toluène sulfonique, ou acide dodécylbenzène sulfonique) ; des acides cycloalcane sulfoniques (par exemple, acide camphosulfonique ou tétrafluoroborates, hexafluorophosphates, perchlorates, hexafluoroantimonates, hexafluoroarsenates ou hexafluoroantimonates) ; etc. Des contre-anions particulièrement appropriés sont les anions polymères, tels qu'un acide carboxylique ou sulfonique polymère (par exemple, acide polystyrène sulfonique (« PSS »)). La masse moléculaire de tels anions polymères est habituellement d'environ 1 000 à environ 2 000 000, et dans certains modes de réalisation, d'environ 2 000 à environ 500 000.

Lorsqu'il est employé, le rapport de poids de ces ions antagonistes sur les polythiophènes substitués dans une couche donnée va typiquement d'environ 0,5:1 à environ 50:1, dans certains modes de réalisation, d'environ 1:1 à environ

19 30:1, et dans certains modes de réalisation, d'environ 2:1 à environ 20:1. Le poids du polythiophène substitué correspond, lorsqu'on se réfère aux rapports de poids référencés ci-dessus, à la partie pesée des monomères utilisés, en supposant qu'une conversion complète ait lieu pendant la polymérisation. La dispersion peut également contenir un ou plusieurs liants pour améliorer encore la nature adhésive de la couche polymère et accroître également la stabilité des particules à l'intérieur de la dispersion. Les liants peuvent être de nature organique, tels que les alcools de polyvinyle, les polyvinyle pyrollidones, les chlorures de polyvinyle, les acétates de polyvinyle, les butyrates de polyvinyle, les esters d'acide polyacrylique, les amides d'acide polyacrylique, les esters d'acide polyméthacrylique, les amides d'acide polyméthacrylique, les polyacrylonitriles, l'ester d'acide styrène/acrylique, l'acétate de vinyle/ester d'acide acrylique et les copolymères d'éthylène/acétate de vinyle, les polybutadiènes, les polyisoprènes, les polystyrènes, les polyéthers, les polyesters, les polycarbonates, les polyuréthannes, les polyamides, les polyimides, les polysulfones, les résines mélamine-formaldéhyde, les résines époxy, les résines de silicone ou les celluloses.

Des agents de réticulation peuvent également être utilisés pour améliorer la capacité d'adhérence des liants. Ces agents de réticulation peuvent comprendre, par exemple, des composés de mélamine, des isocyanates masqués ou des silanes fonctionnels, tels que 3- glycidoxypropyltrialcoxysilane, hydrolysat de tétraéthoxysilane et tétraéthoxysilane ou polymères réticulables, tels que polyuréthannes, polyacrylates ou polyoléfines, et la réticulation subséquente. D'autres

20 composants peuvent également être inclus à l'intérieur de la dispersion, comme connu dans l'art, tels que les agents de dispersion (par exemple, de l'eau), les substances tensioactives, etc.

Si on le souhaite, une ou plusieurs des étapes d'application décrites ci-dessus peuvent être répétées jusqu'à ce que l'épaisseur souhaitée du revêtement soit obtenue. Dans certains modes de réalisation, seule une couche relativement mince du revêtement est formée à la fois. L'épaisseur cible totale du revêtement peut généralement varier en fonction des propriétés souhaitées du condensateur. Habituellement, le revêtement polymère conducteur obtenu a une épaisseur d'environ 0,2 micromètre (« Tm ») à environ 50 im, dans certains modes de réalisation d'environ 0,5 pm à environ 20 pm, et dans certains modes de réalisation, d'environ 1 pm à environ 5 pm. Il doit être entendu que l'épaisseur du revêtement n'est pas nécessairement la même à tous les emplacements sur le substrat métallique. Néanmoins, l'épaisseur moyenne du revêtement sur le substrat tombe généralement dans les plages indiquées ci-dessus. La couche de polymère conductrice peut éventuellement être cicatrisée. La cicatrisation peut avoir lieu après chaque application d'une couche polymère conductrice ou peut avoir lieu après l'application de l'intégralité du revêtement polymère conducteur. Dans certains modes de réalisation, le polymère conducteur peut être cicatrisé en immergeant le substrat métallique dans une solution d'électrolyte, et en appliquant par la suite une tension constante à la solution jusqu'à ce que le courant soit réduit à un niveau présélectionné. Si on le souhait, une telle cicatrisation peut être accomplie en plusieurs étapes. Par exemple, une solution d'électrolyte peut être une

21 solution diluée du monomère, du catalyseur et du dopant dans un solvant à base d'alcool (par exemple, éthanol). Le revêtement peut également être lavé si souhaité pour éliminer divers sous-produits, réactifs excédentaires, etc.

Si on le souhaite, le condensateur peut également contenir d'autres couches telles que connues dans l'art. Par exemple, une couche de protection peut éventuellement être formée entre le diélectrique et l'électrolyte solide, telle qu'une constituée d'un matériau résineux relativement isolant (naturel ou synthétique). Ces matériaux peuvent avoir une résistivité spécifique supérieure à environ 10 0/cm, dans certains modes de réalisation, supérieure à environ 100, dans certains modes de réalisation, supérieure à environ 1 000 0/cm, dans certains modes de réalisation, supérieure à environ 1 x 105 0/cm, et dans certains modes de réalisation, supérieure à environ 1 x 1010 0/cm. Certains matériaux résineux qui peuvent être utilisés dans la présente invention comprennent, mais sans limitation, polyuréthanne, polystyrène, esters d'acides gras insaturés ou saturés (par exemple, glycérides), etc. Par exemple, des esters appropriés d'acides gras comprennent, mais sans limitation, les esters d'acide laurique, d'acide myristique, d'acide palmitique, d'acide stéarique, d'acide éléostéarique, d'acide oléique, d'acide linoléique, d'acide linolénique, d'acide aleuritique, d'acide shellolique, etc. Ces esters d'acides gras se sont avérés particulièrement utiles lorsqu'ils sont utilisés dans des combinaisons relativement complexes pour former une « huile séchante », qui permet au film obtenu de polymériser rapidement en une couche stable. Ces huiles séchantes peuvent comprendre des mono-, di- et/ou tri-glycérides, qui ont un squelette glycérol ayant respectivement un, deux et trois résidus

22 d'acyle gras qui sont estérifiés. Par exemple, des huiles séchantes appropriées qui peuvent être utilisées comprennent, mais sans limitation, l'huile d'olive, l'huile de lin, l'huile de ricin, l'huile d'abrasin, l'huile de soja et la laque. Ces matériaux et autres matériaux de couche de protection sont décrits dans de plus amples détails dans le brevet U.S. n° 6 674 635 de Fife, et al. La pièce peut également être revêtue d'une couche de carbone (par exemple, graphite) et d'une couche d'argent, respectivement. La couche d'argent peut, par exemple, servir de conducteur brasable, de couche de contact et/ou de collecteur de charge pour le condensateur et la couche de carbone peut limiter le contact de la couche d'argent avec l'électrolyte solide. Ces couches peuvent couvrir une partie ou l'ensemble de l'électrolyte solide. De façon générale, l'élément de condensateur est sensiblement exempt de résines qui encapsulent l'élément condensateur telles que souvent employées dans les condensateurs électrolytiques solides. Entre autres choses, l'encapsulation de l'élément condensateur peut conduire à une instabilité dans des environnements extrêmes, à savoir, à une température élevée (par exemple, supérieure à 175 °C) et/ou à une tension élevée (par exemple, au-dessus d'environ 35 volts).

II. Boîtier Comme indiqué ci-dessus, l'élément de condensateur est scellé hermétiquement à l'intérieur d'un boîtier. N'importe lesquels d'une variété de matériaux différents peuvent être utilisés pour former le boîtier, tels que des métaux, matières plastiques, céramiques, etc. Dans un mode de réalisation, par exemple, le boîtier comprend une ou plusieurs couches d'un métal, tel que tantale, niobium,

23 aluminium, nickel, hafnium, titane, cuivre, argent, acier (par exemple, inoxydable), alliages de ceux-ci (par exemple oxydes électriquement conducteurs), composites de ceux-ci (par exemple, métal revêtu d'un oxyde électriquement conducteur), etc. Dans un autre mode de réalisation, le boîtier peut comprendre une ou plusieurs couches d'un matériau céramique, tel que nitrure d'aluminium, oxyde d'aluminium, oxyde de silicium, oxyde de magnésium, oxyde de calcium, verre, etc., ainsi que des combinaisons de ceux-ci. Le boîtier peut être de n'importe quelle forme souhaitée, telle que cylindrique, en D, rectangulaire, triangulaire, prismatique, etc. La figure 1, par exemple, représente un mode de réalisation d'un ensemble de condensateur 200 qui possède un boîtier 222 et un élément de condensateur 120. Dans ce mode de réalisation particulier, le boîtier 222 est généralement rectangulaire. Typiquement, le boîtier et l'élément de condensateur ont la même forme ou une forme similaire, de telle sorte que l'élément de condensateur peut être facilement logé à l'intérieur de la cavité intérieure. Dans le mode de réalisation illustré, par exemple, à la fois l'élément de condensateur 120 et le boîtier 222 ont une forme généralement rectangulaire.

Si on le souhaite, l'ensemble de condensateur de la présente invention peut présenter un rendement volumétrique élevé. Pour faciliter un tel rendement élevé, l'élément de condensateur occupe typiquement une partie sensible du volume d'une cavité intérieure du boîtier. Par exemple, l'élément de condensateur peut occuper environ 30 % en vol. ou plus, dans certains modes de réalisation, environ 50 % en vol. ou plus, dans certains modes de réalisation, environ 60 % en vol. ou plus, dans certains modes de réalisation, environ 70 % en vol. ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 80 % en vol. à environ 98 % en vol., et dans certains modes de réalisation, d'environ 85 % en vol. à 97 % en vol. de la cavité intérieure du boîtier. A cette fin, la différence entre les dimensions de l'élément de condensateur et celles de la cavité intérieure définie par le boîtier est typiquement relativement faible. En référence à la figure 1, par exemple, l'élément de condensateur 120 peut avoir une longueur (à l'exclusion de la longueur du conducteur d'anode 6) qui est relativement similaire à la longueur d'une cavité intérieure 126 définie par le boîtier 222. Par exemple, le rapport de la longueur de l'anode sur la longueur de la cavité intérieure est d'environ 0,40 à 1,00, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,50 à environ 0,99, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,60 à environ 0,99, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,70 à environ 0,98. L'élément de condensateur 120 peut avoir une longueur d'environ 5 à environ 10 millimètres, et la cavité intérieure 126 peut avoir une longueur d'environ 6 à environ 15 millimètres. De la même manière, le rapport de la hauteur de l'élément de condensateur 120 (dans la direction z) sur la hauteur de la cavité intérieure 126 peut aller d'environ 0,40 à 1,00, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,50 à environ 0,99, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,60 à environ 0,99, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,70 à environ 0,98. Le rapport de la largeur de l'élément de condensateur 120 (dans la direction x) sur la largeur de la cavité intérieure 126 peut également aller d'environ 0,50 à 1,00, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,60 à environ 0,99, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,70 à environ 0,99, dans certains modes de réalisation,

25 d'environ 0,80 à environ 0,98, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,85 à environ 0,95. Par exemple, la largeur de l'élément de condensateur 120 peut être d'environ 2 à environ 7 millimètres et la largeur de la cavité intérieure 126 peut être d'environ 3 à environ 10 millimètres, et la hauteur de l'élément de condensateur 120 peut être d'environ 0,5 à environ 2 millimètres et la largeur de la cavité intérieure 126 peut être d'environ 0,7 à environ 6 millimètres.

Bien que ce ne soit aucunement requis, l'élément de condensateur peut être attaché au boîtier de telle manière qu'une terminaison d'anode et une terminaison de cathode soient formées à l'extérieur du boîtier pour intégration ultérieure dans un circuit. La configuration particulière des terminaisons peut dépendre de l'application prévue. Dans un mode de réalisation, par exemple, l'ensemble de condensateur peut être formé de telle sorte qu'il puisse être monté en surface, tout en conservant sa robustesse mécanique. Par exemple, le conducteur d'anode peut être connecté électriquement à des terminaisons d'anode et de cathode montables en surface externes (par exemple, coussinets, feuilles, plaques, cadres, etc.). Ces terminaisons peuvent s'étendre à travers le boîtier pour se connecter avec le condensateur. L'épaisseur ou la hauteur des terminaisons est généralement choisie pour minimiser l'épaisseur de l'ensemble de condensateur. Par exemple, l'épaisseur des terminaisons peut aller d'environ 0,05 à environ 1 millimètre, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,05 à environ 0,5 millimètre, et d'environ 0,1 à environ 0,2 millimètre. Si on le souhaite, la surface des terminaisons peut être galvanisée avec du nickel, de l'argent, de l'or, de l'étain, etc. comme connu dans l'art pour s'assurer que la pièce finale puisse être montée sur la carte de circuit imprimé. Dans un mode de réalisation particulier, la(les) terminaison(s) est(sont) enduite(s) respectivement de bavures de nickel et d'argent, et la surface de montage est également recouverte d'une couche de soudure d'étain. Dans un autre mode de réalisation, la(les) terminaison(s) sont enduites de couches de métal externe minces (par exemple, d'or) sur une couche de métal de base (par exemple, alliage de cuivre) pour accroître encore la conductivité.

Dans certains modes de réalisation, des éléments connecteurs peuvent être employés à l'intérieur de la cavité intérieure du boîtier pour faciliter la connexion aux terminaisons d'une manière mécaniquement stable. Par exemple, en référence à la figure 1, l'ensemble de condensateur 200 peut comprendre un élément de connexion 162 qui est formé à partir d'une première partie 167 et d'une seconde partie 165. L'élément de connexion 162 peut être formé à partir de matériaux conducteurs comme les terminaisons externes. La première partie 167 et la seconde partie 165 peuvent être des pièces solidaires ou séparées qui sont connectées ensemble, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un élément conducteur supplémentaire (par exemple, un métal). Dans le mode de réalisation illustré, la seconde partie 165 est prévue dans un plan qui est généralement parallèle à une direction latérale dans laquelle s'étend le conducteur 6 (par exemple, la direction y). La première partie 167 est « verticale » dans le sens où elle est prévue dans un plan qui est généralement perpendiculaire à la direction latérale dans laquelle s'étend le conducteur 6. De cette manière, la première partie 167 peut limiter le mouvement du conducteur 6 dans la direction horizontale pour améliorer le contact de surface et la stabilité mécanique pendant l'utilisation. Si

27 on le souhaite, un matériau isolant 7 (par exemple une rondelle en TéflonTM) peut être employé autour du conducteur 6. La première partie 167 peut posséder une région de montage (non représentée) qui est connectée au conducteur d'anode 6. La région peut avoir une « forme en U » pour améliorer encore le contact de surface et la stabilité mécanique du conducteur 6. La connexion de la région au conducteur 6 peut être accomplie en utilisant n'importe laquelle d'une variété de techniques connues, telles que par soudage, soudage au laser, adhésifs conducteurs, etc. Dans un mode de réalisation particulier, par exemple, la région est soudée au laser au conducteur d'anode 6. Indépendamment de la technique choisie, cependant, la première partie 167 peut maintenir le conducteur d'anode 6 en alignement sensiblement horizontal pour améliorer encore la stabilité dimensionnelle de l'ensemble condensateur 200. En référence à nouveau à la figure 1, elle représente un mode de réalisation de la présente invention dans lequel l'élément de connecteur 162 et l'élément de condensateur 120 sont connectés au boîtier 222 respectivement par l'intermédiaire de terminaisons d'anode et de cathode 127 et 129. La terminaison d'anode 127 comprend une première région 127a qui est positionnée à l'intérieur du boîtier 222 et connectée électriquement à l'élément de connexion 162 et une seconde région 127b qui est positionnée à l'extérieur du boîtier 222 et fournit une surface de montage 201. De la même manière, la terminaison de cathode 129 comprend une première région 129a qui est positionnée à l'intérieur du boîtier 222 et connectée électriquement à l'électrolyte solide de l'élément condensateur 120 et une seconde région 129b qui est positionnée à l'extérieur du boîtier 222 et fournit une surface de montage 203. Il doit

28 être entendu que la totalité de ces régions n'a pas besoin d'être positionnée à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier. Dans le mode de réalisation illustré, une piste conductrice 127c s'étend dans une base 123 du boîtier pour connecter la première région 127a et la seconde région 127b. De la même manière, une piste conductrice 129c s'étend dans la base 123 du boîtier pour connecter la première région 127a et la seconde région 127b. Les pistes et/ou régions conductrices des terminaisons peuvent être séparées ou solidaires. En plus de s'étendre à travers la paroi externe du boîtier, les pistes peuvent également être positionnées à d'autres emplacements, tels qu'à l'extérieur de la paroi externe. Bien entendu, la présente invention n'est en aucun cas limitée à l'utilisation de pistes conductrices pour former les terminaisons souhaitées. Indépendamment de la configuration particulière employée, la connexion des terminaisons 127 et 129 à l'élément de condensateur 120 peut être effectuée en utilisant n'importe quelle technique connue, telle que le soudage, le soudage au laser, les adhésifs conducteurs, etc. Dans un mode de réalisation particulier, par exemple, un adhésif conducteur 131 est utilisé pour connecter la seconde partie 165 de l'élément de connexion 162 à la terminaison d'anode 127. De la même manière, un adhésif conducteur 133 est utilisé pour connecter la cathode de l'élément condensateur 120 à la terminaison de cathode 129. Les adhésifs conducteurs peuvent être formés à partir de particules métalliques conductrices contenues dans une composition de résine. Les particules métalliques peuvent être de l'argent, du cuivre, de l'or, du platine, du nickel, du zinc, du bismuth, etc. La composition de résine peut inclure une résine thermodurcie (par exemple, résine époxy),

29 un agent durcisseur (par exemple, anhydride d'acide), et un agent de couplage (par exemple, agents adhésifs au silane). Les adhésifs conducteurs appropriés sont décrits dans la publication de demande de brevet U.S. n° 2006/0038304 de Osako, et al. Eventuellement, une barrière polymère peut également être disposée en contact avec une ou plusieurs surfaces de l'élément condensateur, telles que la surface arrière, la surface avant, la surface supérieure, la surface inférieure, la(les) surface(s) latérale(s), ou toute combinaison de celles-ci. La barrière polymère peut réduire la probabilité de délamination par l'élément condensateur à partir du boîtier. A cet égard, la barrière polymère peut posséder un certain degré de résistance qui lui permet de retenir l'élément condensateur dans une position relativement fixe même lorsqu'il est soumis à des forces de vibration, tout en n'étant pas fort au point qu'il se craquelle. Par exemple, la barrière peut posséder une résistance à la traction d'environ 1 à environ 150 Mégapascals (« MPa »), dans certains modes de réalisation, d'environ 2 à environ 100 MPa, dans certains modes de réalisation, d'environ 10 à environ 80 MPa, et dans certains modes de réalisation, d'environ 20 à environ 70 MPa, mesurée à une température d'environ 25 °C. Il est normalement souhaitable que la barrière ne soit pas conductrice électriquement. Bien que n'importe lequel d'une variété de matériaux ayant les propriétés de résistance souhaitées indiquées plus haut puisse être employé, les résines thermodurcissables polymérisables se sont avérées particulièrement appropriées pour une utilisation dans la présente invention. Des exemples de ces résines comprennent, par exemple, les résines époxy, les polyimides, les résines de mélamine, les résines d'urée-formaldéhyde, les

30 polyuréthannes, les polymères de silicone, les résines phénoliques, etc. Dans certains modes de réalisation, par exemple, la barrière peut employer un ou plusieurs polyorganosiloxanes. Les groupes organiques à liaison par silicium utilisés dans ces polymères peuvent contenir des groupes hydrocarbures monovalents et/ou hydrocarbures halogénés monovalents. Ces groupes monovalents ont typiquement de 1 à environ 20 atomes de carbone, de préférence, de 1 à 10 atomes de carbone, et sont, par exemple, mais sans limitation, des groupes alkyle (par exemple, méthyle, éthyle, propyle, pentyle, octyle, undécyle et octadécyle) ; cycloalkyle (par exemple, cyclohexyle) ; alcényle (par exemple, vinyle, allyle, butényle et hexényle) ; aryle (par exemple, phényle, tolyle, xylyle, benzyle et 2-phényléthyle) ; et des groupes hydrocarbures halogénés (par exemple, 3,3,3- trifluoropropyle, 3-chloropropyle et dichlorophényle). Typiquement, au moins 50 et de manière plus préférée, au moins 80 des groupes organiques sont des groupes méthyle.

Des exemples de ces méthylpolysiloxanes peuvent inclure, par exemple, le polydiméthylsiloxane (« PDMS »), le polyméthylhydrogènosiloxane, etc. Encore d'autres méthyle polysiloxanes méthyle appropriés peuvent comprendre le diméthyidiphénylpolysiloxane, le diméthyl/méthylphénylpolysiloxane, le polyméthylphénylsiloxane, le méthylphényl/diméthylsiloxane, le polydiméthylsiloxane à terminaison vinyldiméthyle, vinylméthyl/diméthylpolysiloxane, le vinylméthyl/diméthylpolysiloxane à terminaison vinyldiméthyle, le polydiméthylsiloxane à terminaison divinylméthyle, le polydiméthylsiloxane à terminaison vinylphénylméthyle, le polydiméthylsiloxane à terminaison diméthylhydro, le méthylhydro/diméthylpolysiloxane, le

31 méthyloctylpolysiloxane à terminaison méthylhydro, le méthylhydro/phénylméthyl polysiloxane, etc. L'organopolysiloxane peut également contenir un ou plusieurs groupes fonctionnels polaires pendants et/ou terminaux, tels que les groupes hydroxyle, époxy, carboxyle, amino, alcoxy, méthacrylique ou mercapto, qui fournissent un certain degré d'hydrophilicité au polymère. Par exemple, l'organopolysiloxane peut contenir au moins un groupe hydroxy et éventuellement, une moyenne d'au moins deux groupes hydroxy à liaison par silicium (groupes silanol) par molécule. Des exemples de ces organopolysiloxanes comprennent, par exemple, le dihydroxypolydiméthylsiloxane, l'hydroxy-triméthylsiloxypolydiméthylsiloxane, etc. D'autres exemples d'organopolysiloxanes modifiés par hydroxyle sont décrits dans le brevet U.S. n° 2003/0105207 de Kleyer, et al. Il est également possible d'employer des organopolysiloxanes modifiés par alcoxy tels que le diméthoxypolydiméthylsiloxane, le méthoxy- triméthylsiloxypolydiméthylsiloxane, le diéthoxypolydiméthylsiloxane, l' éthoxy-triméthylsiloxy- polydiméthylsiloxane, etc. Encore d'autres organopolysiloxanes appropriés sont ceux modifiés avec au moins un groupe fonctionnel amino. Des exemples de ces polysiloxanes amino-fonctionnels comprennent, par exemple, les polydiméthylsiloxanes diamino-functionnels. Divers autres groupes fonctionnels polaires pour les organopolysiloxanes sont également décrits dans la publication de demande de brevet U.S. n° 2010/00234517 de Plantenberg, et al.

Les résines époxy sont également particulièrement adaptées à une utilisation en tant que barrière polymère. Des exemples de résines époxy appropriées comprennent, par exemple, les résines époxy de type éther de glycidyle,

32 telles que les résines époxy de type bisphénol A, les résines époxy de type bisphénol F, les résines époxy de type novolaque de phénol, les résines époxy de type novolaque d'orthocrésol, les résines époxy bromées et les résines époxy de type biphényle, les résines époxy aliphatiques cycliques, les résines époxy de type ester de glycidyle, les résines époxy de type glycidylamine, les résines époxydes de type novolaque de crésol, les résines époxy de type naphtalène, les résines époxy de type aralkyle de phénol, les résines époxy de type cyclopentadiène, les résines époxy hétérocycliques, etc. Encore d'autres résines adhésives conductrices appropriées peuvent également être décrites dans la publication de demande de brevet U.S. n° 2006/0038304 d'Osako, et al. et le brevet U.S. n° 7 554 793 de Chacko. Si on le souhaite il est également possible d'employer des agents durcisseurs dans la barrière polymère pour aider à favoriser le durcissement. Les agents durcisseurs constituent typiquement d'environ 0,1 à environ 20 % en poids de la barrière. Les agents durcisseurs comprennent, par exemple, des amines, péroxydes, anhydrides, composés de phénol, silanes, composés d'anhydride acide et des combinaisons de ceux-ci. Des exemples spécifiques d'agents durcisseurs appropriés sont le dicyandiamide, le 1-(2 cyanoéthyle) 2-éthyl-4-méthylimidazole, le 1-benzyle - méthylimidazole, l'éthyl cyano propyle benzimidazole, 2-méthylimidazole, le 2-phénylimidazole, le 2-éthyl-4-méthylimidazole, le 2-undécylimidazole, le 1-cyanoéthyl-2-méthylimidazole, la 2,4-dicyano-6,2-méthylimidazolyl-(1)- éthyl-s-triazine et la 2,4-dicyano- 6,2-undécylimidazolyl-(1)-éthyl-s-triazine, des sels d'imidazolium (tels que trimellitate de 1-cyanoéthyl-2-undécylimidazolium, isocyanurate de 2-méthylimidazolium, tétraphénylborate de

33 2-éthyl-4-méthylimidazolium, et tétraphénylborate de 2-éthyl-1,4-diméthylimidazolium, etc. Encore d'autres agents durcisseurs utiles comprennent des composés de phosphine, tels que la tributylphosphine, la triphénylphosphine, la tris(diméthoxyphenyl)phosphine, la tris(hydroxypropyl)- phosphine et la tris(cyanoéthyl)phosphine ; des sels de phosphonium, tels que le tétraphénylphosphonium- tétraphénylborate, le méthyltributylphosphonium-tétra- phénylborate et le tétraphénylborate de méthyl- tricyanoéthylphosphonium) ; des amines, telles que le 2,4,6-tris(diméthylaminométhyl)phénol, la benzylméthylamine, la tétraméthylbutylguanidine, la N-méthylpipérazine et la 2-diméthylamino-l-pyrroline ; des sels d'ammonium, tels que le tétraphénylborate de triéthylammonium ; des composés diazabicyclo, tels que le l,5-diazabicyclo[5,4,0]-7-undécène, le 1,5-diazabicyclo[4,3,0]-5-nonène et le 1,4-diazabicyclo[2,2,2]-octane ; des sels de composés de diazabicyclo tels que tétraphénylborate, sel de phénol, sel de phénolnovolaque, et sel d'acide 2-éthylhexanoïque ; etc.

Encore d'autres additifs peuvent également être employés, tels que des photoinitiateurs, modificateurs de viscosité, agents facilitant la suspension, pigments, agents réducteurs de tension, agents de couplage (par exemple, agents de couplage au silane), charges non- conductrices (par exemple, argile, silice, alumine, etc.), stabilisants, etc. Des photoinitiateurs appropriés peuvent inclure, par exemple, la benzoïne, l'éther méthylique de benzoïne, l'éther éthylique de benzoïne, l'éther n-propylique de benzoïne, l'éther isobutylique de benzoïne, la 2,2 dihydroxy-2-phénylacétophénone, la 2,2-diméthoxy-2-phénylacétophénone, la 2,2-diéthoxy-2-phénylacétophénone, la 2,2-diéthoxyacétophénone, la benzophénone, la 4,4-bisdialylaminobenzophénone, l'acide 4-diméthylamino-

34 benzoïque, le 4-diméthylaminobenzoate d'alkyle, la 2-éthylanthraquinone, la xanthone, la thioxanthone, la 2-cholorothioxanthone, etc. Lorsqu'ils sont employés, ces additifs constituent typiquement d'environ 0,1 à environ 20 % en poids de la composition totale. En référence à nouveau à la figure 1, par exemple, elle représente un mode de réalisation dans lequel une seule barrière polymère 197 est disposée en contact avec une surface supérieure 181 et une surface arrière 177 de l'élément de condensateur 120. Alors qu'une seule barrière est représentée sur la figure 1, il doit être entendu que des barrières séparées peuvent être employées pour accomplir la même fonction. En fait, plus généralement, n'importe quel nombre de barrières polymères peut être employé pour entrer en contact avec n'importe quelle surface souhaitée de l'élément condensateur. Lorsque de multiples barrières sont employées, elles peuvent être en contact les unes avec les autres ou rester physiquement séparées. Par exemple, dans un mode de réalisation, il est possible d'employer une seconde barrière polymère (non représentée) qui entre en contact avec la surface supérieure 181 et la surface avant 179 de l'élément de condensateur 120. La première barrière polymère 197 et la seconde barrière polymère (non représentée) peuvent ou non être en contact l'une avec l'autre. Dans encore un autre mode de réalisation, une barrière polymère peut également être en contact avec une surface inférieure 183 et/ou une(des) surface(s) latérale(s) de l'élément condensateur 120, soit en conjugaison avec d'autres surfaces, soit à la place d'autres surfaces. Indépendamment de la manière dont elle est appliquée, il est généralement souhaitable que la barrière soit également en contact avec au moins une surface du boîtier

35 pour aider en outre à stabiliser mécaniquement l'élément de condensateur contre une éventuelle délamination. Par exemple, la barrière peut être en contact avec une surface intérieure d'une ou plusieurs de la (des) paroi(s) latérale(s), de la paroi externe, du couvercle, etc. Sur la figure 1, par exemple, la barrière polymère 197 est en contact avec les surfaces intérieures 107 et 109 du boîtier 222. Alors qu'elle est en contact avec le boîtier, il est néanmoins souhaité qu'une partie de la cavité définie par le boîtier reste inoccupée pour permettre au gaz inerte de passer à travers la cavité et de limiter le contact de l'électrolyte solide avec l'oxygène. Par exemple, au moins environ 5 % du volume de la cavité restent typiquement inoccupés par l'élément condensateur et la barrière polymère, et dans certains modes de réalisation, d'environ 10 % à environ 50 % du volume de la cavité. Une fois connecté de la manière souhaitée, l'emballage obtenu est scellé hermétiquement. En réfrence à la figure 1, par exemple, le boîtier 222 comprend une base 123 et un couvercle 225 entre lesquels est formée la cavité 126. Le couvercle 225 et la base 123 peuvent être formés à partir d'une céramique, d'un métal (par exemple, fer, cuivre, nickel, cobalt, etc., ainsi que des alliages de ceux-ci), d'une matière plastique, etc. Dans un mode de réalisation, par exemple, la base 123 est formée à partir d'un matériau céramique et le couvercle 225 est formé à partir d'un matériau métallique. Le couvercle 225 comprend une paroi externe 223 qui est solidaire d'au moins une paroi latérale 224. Dans le mode de réalisation illustré, par exemple, deux parois latérales opposées 224 sont représentées en coupe. La hauteur de la (des) paroi(s) latérale(s) 224 est généralement telle que le couvercle 225 n'entre pas en contact avec une quelconque surface de l'élément condensateur 120 de sorte qu'il n'est pas contaminé. La paroi externe 223 et la base 123 s'étendent toutes deux dans une direction latérale (direction y) et sont généralement parallèles l'une à l'autre et à la direction latérale du conducteur d'anode 6. La paroi latérale 224 s'étend à partir de la paroi externe 223 dans une direction longitudinale qui est généralement perpendiculaire à la base 123. Une extrémité distale 500 du couvercle 225 est définie par l'autre paroi externe 223 et une extrémité proximale 501 est définie par une lèvre 253 de la paroi latérale 224. La figure 2 montre la lèvre 253 dans de plus amples détails. La paroi latérale 224 présente plus particulièrement une épaisseur dans une direction latérale définie entre les surfaces 403 et 405. La lèvre 253 s'étend de la paroi latérale 224 dans la direction latérale, qui peut être généralement parallèle à la direction latérale de la base 123. L'angle a entre la paroi latérale 224 et la lèvre 253 peut varier, mais est typiquement d'environ 60° à environ 120°, dans certains modes de réalisation, d'environ 70° à environ 110°, et dans certains modes de réalisation, d'environ 80° à environ 100° (par exemple, d'environ 90°). La lèvre 253 définit également un bord périphérique 251, qui peut être généralement perpendiculaire à la direction latérale dans laquelle s'étendent la lèvre 253 et la base 123. Le bord périphérique 251 se trouve au-delà de la périphérie externe de la paroi latérale 224 et peut être généralement coplanaire avec un bord 151 de la base 123. La lèvre 253 peut être scellée à la base 123 en utilisant n'importe quelle technique connue, telle que le soudage (par exemple, par résistance ou laser), le brasage, la colle, etc. Par exemple, dans le mode de réalisation illustré, un élément d'étanchéité 287 est employé (par

37 exemple, joint verre sur métal, anneau Kovar®, etc.) entre les composants pour faciliter leur fixation. Indépendamment, l'utilisation d'une lèvre décrite ci-dessus peut permettre une connexion plus stable entre les composants et améliorer l'étanchéité et la stabilité mécanique de l'ensemble condensateur. Un joint hermétique se produit généralement en la présence d'une atmosphère gazeuse qui contient au moins un gaz inerte de sorte à inhiber l'oxydation de l'électrolyte solide pendant l'utilisation. Le gaz inerte peut être, par exemple, l'azote, l'hélium, l'argon, le xénon, le néon, le krypton, le radon, etc., ainsi que des mélanges de ceux-ci. Typiquement, les gaz inertes constituent la majeure partie de l'atmosphère à l'intérieur du boîtier, telle que d'environ 50 % en poids à 100 % en poids, dans certains modes de réalisation, d'environ 75 % en poids à 100 % en poids, et dans certains modes de réalisation, d'environ 90 % en poids à environ 99 % en poids de l'atmosphère. Si souhaité, une quantité relativement faible de gaz non inertes peut également être employée, tels que le dioxyde de carbone, l'oxygène, la vapeur d'eau, etc. Dans de tels cas, cependant, les gaz non inertes constituent typiquement 15 % en poids ou moins, dans certains modes de réalisation, 10 % en poids ou moins, dans certains modes de réalisation, environ 5 % en poids ou moins, dans certains modes de réalisation, environ 1 % en poids ou moins, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,01 % en poids à environ 1 % en poids de l'atmosphère à l'intérieur du boîtier. Par exemple, la teneur en humidité (exprimée en termes d'humidité relative) peut être d'environ 10 % ou moins, dans certains modes de réalisation, d'environ 5 % ou moins, dans certains modes de réalisation, d'environ 1 % ou

38 moins, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,01 à environ 5 %. Il doit être entendu que les modes de réalisation décrits ne sont que des exemples, et que diverses autres configurations peuvent être employées dans la présente invention. Par exemple, la figure 3 montre un ensemble condensateur 300 ayant une configuration de boîtier similaire à celle des figures 1 et 2, excepté que des broches terminales 327b et 329b sont employées respectivement en tant que terminaisons externes pour l'anode et la cathode. Plus particulièrement, la broche terminale 327a s'étend à travers une piste 327c formée dans la paroi externe 323 et est connectée au conducteur d'anode 6 en utilisant des techniques connues (par exemple, soudage). Une section supplémentaire 327a peut être employée pour fixer la broche 327b. De la même manière, la broche terminale 329b s'étend à travers une piste 329c formée dans la paroi externe 323 et est connectée à la cathode via un adhésif conducteur 133, comme décrit plus haut. Les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à 3 sont traités dans les présentes en termes d'un seul élément de condensateur uniquement. Il doit également être entendu, cependant, que de multiples éléments de condensateurs peuvent également être scellés hermétiquement à l'intérieur d'un boîtier. Les multiples éléments de condensateurs peuvent être fixés au boîtier en utilisant n'importe laquelle d'une variété de techniques différentes. Grâce à la présente invention, l'ensemble de condensateur peut présenter d'excellentes propriétés électriques même lorsqu'il est exposé à des environnements de température élevée et de tension élevée. Par exemple, l'ensemble de condensateur peut présenter une « tension de

39 claquage » (tension à laquelle le condensateur est défaillant) relativement élevée, telle que d'environ 35 volts ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 50 volts ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 60 volts ou plus, et dans certains modes de réalisation, d'environ 60 volts à environ 100 volts, tel que déterminé par augmentation de la tension appliquée par incréments de 3 volts jusqu'à ce que le courant de fuite atteigne 1 mA. De la même manière, le condensateur peut également être apte à supporter des courants de surtension relativement élevés, ce qui est également commun dans des applications haute tension. Le courant de surtension de crête peut, par exemple, être d'environ 2 fois la tension nominale ou plus, par exemple, dans une plage d'environ 40 Amps ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 60 Amps ou plus, et dans certains modes de réalisation, d'environ 120 Amps à environ 250 Amps. La capacité peut de la même manière être d'environ 1 milliFarad par centimètre carré (« mF/cm2 ») ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 2 mF/cm2 ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 5 à environ 50 mF/cm2, et dans certains modes de réalisation, d'environ 8 à environ 20 mF/cm2. La capacité peut être déterminée à une fréquence opérationnelle de 120 Hz et une température de 25 °C. En outre, l'ensemble de condensateur peut également présenter un pourcentage relativement élevé de sa capacité humide, ce qui lui permet de n'avoir qu'une faible perte et/ou fluctuation de capacité en la présence de l'humidité de l'atmosphère. Cette caractéristique de performance est quantifiée par le « pourcentage de capacité sèche sur humide », qui est déterminé par l'équation : Capacité sèche sur humide = (1-([humide - sèche]/humide)) x 100

L'ensemble de condensateur de la présente invention peut présenter, par exemple, un pourcentage de capacité sèche sur humide d'environ 80 % ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 85 % ou plus, dans certains modes de réalisation, d'environ 90 % ou plus, et dans certains modes de réalisation, d'environ 92 % à 100 %. L'ensemble de condensateur peut également avoir une résistance série équivalente (« ESR ») inférieure à 50 ohms environ, dans certains modes de réalisation, inférieure à 25 ohms environ, dans certains modes de réalisation, d'environ 0,01 à environ 10 ohms, et dans certains modes de réalisation, d'environ 0,05 à environ 5 ohms, mesurée à une fréquence opérationnelle de 100 kHz. En outre, le courant de fuite, qui désigne généralement un courant passant d'un conducteur à un conducteur adjacent à travers un isolant, peut être maintenu à des niveaux relativement faibles. Par exemple, la valeur numérique du courant de fuite normalisé d'un condensateur de la présente invention est, dans certains modes de réalisation, inférieure à environ 1 pA/pF*V, dans certains modes de réalisation, inférieure à environ 0,5 }1A/pF*V, et dans certains modes de réalisation, inférieure à environ 0,1 µA/µF*V, où }iA signifie microampères et PF*V signifie le produit de la capacité et de la tension nominale. Les propriétés électriques, telles que décrites ci-dessus, peuvent toujours être maintenues après vieillissement pendant un temps important à des températures élevées. Par exemple, les valeurs peuvent être maintenues pendant environ 100 heures ou plus, dans certains modes de réalisation, environ 300 heures à environ 3000 heures, et dans certains modes de réalisation, environ

41 400 heures à environ 2500 heures (par exemple, 500 heures, 600 heures, 700 heures, 800 heures, 900 heures, 1000 heures, 1100 heures, 1200 heures ou 2000 heures) à des températures allant d'environ 100 °C à environ 250 °C, et, dans certains modes de réalisation, d'environ 100 °C à environ 225 °C, et dans certains modes de réalisation, d'environ 100 °C à environ 225 °C (par exemple, 100 °C, 125 °C, 150 °C, 175 °C ou 200 °C). La présente invention peut être mieux comprise en 10 référence aux exemples suivants.

Procédures d'essai

Résistance série équivalente (ESR) 15 La résistance série équivalente a été mesurée en utilisant un capacimètre LCZ de précision Keithley 3330 avec des fils Kelvin, avec une erreur de 2,2 volts CC et un signal sinusoïdal pic à pic de 0,5 volt. La fréquence opérationnelle était de 100 kHz et la température était de 20 23 °C ±2 °C.

Capacité La capacité a été mesurée au moyen d'un capacimètre LCZ de précision Keithley 3330 avec des fils kelvin, avec 25 une erreur de 2,2 volts CC et un signal sinusoïdal pic à pic de 0,5 volt. La fréquence opérationnelle était de 120 Hz et la température était de 23 °C + 2 °C.

Test de fines fuites : 30 Des pièces assemblées dans un boîtier scellé hermétiquement approprié ont été placées dans une chambre à l'hélium (4,3 kg/cm). Au bout d'une heure, les pièces assemblées ont été mesurées avec un détecteur de masse

42 d'hélium (vide de Pfeiffer - HLT560) avec une limite de rejet de 10-8 cm3'atm's-1.

Exemple 1 Une anode de tantale (5,20 mm x 3,70 mm x 0,85 mm) a été anodisée à 125 V dans un électrolyte liquide à 10 F. Un revêtement de polymère conducteur a ensuite été formé en plongeant l'ensemble de l'anode dans une dispersion de poly(3,4-éthylènedioxythiophène) (« PEDT ») (CleviosTM K, teneur en solides de 1,1 %). La pièce a ensuite été séchée à 125 °C pendant 20 minutes. Ce processus a été répété 10 fois. Ensuite, la pièce a été plongée à une vitesse de 0,1 mm/s dans une dispersion de PEDT (teneur en solides de 2,8 %) de sorte que la dispersion atteigne l'épaulement de la pièce. La pièce a été laissée dans la dispersion pendant 10 secondes, séchée à 125 °C pendant 30 minutes, et puis refroidie à température ambiante. Ce processus a été répété 5 fois. La pièce a ensuite été revêtue avec du graphite et de l'argent. Un matériau de grille de connexion à base de cuivre a ensuite été utilisé pour terminer le processus d'assemblage. Un seul élément connecteur cathodique a ensuite été fixé à la surface inférieure de l'élément condensateur en utilisant un adhésif d'argent. Le fil de tantale de l'élément condensateur a ensuite été soudé au laser à un élément connecteur anodique. Les éléments connecteurs anodique et cathodique de la grille de connexion ont ensuite été collés à une terminaison de cathode en or et soudés à une terminaison d'anode en or située à l'intérieur d'un boîtier de céramique ayant une longueur de 11,00 mm, une largeur de 6,00 mm et une épaisseur de 2,20 mm. Le boîtier présentait des coussinets de soudure plaqués or sur la partie interne inférieure du boîtier de céramique. L'adhésif employé pour

43 la connexion de la cathode était une pâte à braser à l'étain (EPO-Tek E3035) et l'adhésif n'a été appliqué qu'entre les parties de la grille de connexion et le coussinet de soudure plaqué or. Le soudage employé pour la connexion anodique était un soudage par résistance et l'énergie de 190 W a été appliquée entre les parties de grille de connexion et le coussinet de soudure plaqué or du boîtier de céramique pendant 90 ms. L'ensemble a ensuite été chargé dans un four de refusion à convection pour braser la pâte. Après quoi, un couvercle Kovar® ayant une longueur de 9,95 mm, une largeur de 4,95 mm et une épaisseur de 0,10 mm a été placé au-dessus du récipient, de façon ajustée sur le joint d'étanchéité du boîtier de céramique (joint Kovar® ayant une épaisseur de 0,30 mm) de sorte qu'il n'existe aucun contact direct entre la surface intérieure du couvercle et la surface extérieure du condensateur fixé. L'ensemble obtenu a été placé dans une chambre de soudage et purgé avec un gaz d'azote pendant 120 minutes avant d'opérer un soudage continu entre le joint d'étanchéité et le couvercle. Aucun déverminage ni cicatrisation complémentaire n'ont été opérés après le soudage continu. De multiples éléments (50) ont été fabriqués de cette manière.

Exemple 2 Un élément de condensateur a tout d'abord été formé et connecté aux éléments connecteurs anodique et cathodique comme décrit dans l'exemple 1. Les éléments connecteurs anodique et cathodique ont ensuite été soudés par résistance aux parties en acier inoxydable d'une terminaison située sur une paroi inférieure, comme le montre la figure 3. Le soudage s'est produit à une énergie de 190 W pendant 90 ms. Un couvercle métallique comprenant

44 des lèvres, comme le montre la figure 3, a été placé sur la paroi pour former un boîtier ayant une longueur de 20,10 mm, une largeur de 12,50 mm et une épaisseur de 4,60 mm. Des coussinets en acier inoxydable (isolés par le biais de la bague en verre de la partie de boîtier métallique) ont été placés entre les zones de contact du couvercle et la paroi inférieure. L'ensemble obtenu a été placé dans une chambre de soudage et purgé avec de l'azote gazeux pendant 120 minutes avant soudage continu. Aucun déverminage ni cicatrisation n'ont été opérés après le soudage continu. De multiples éléments (50) ont été fabriqués de cette manière. Les condensateurs finis des exemples 1 et 2 ont été testés pour s'assurer de l'absence de fines fuites, comme décrit plus haut. Il a été déterminé que plus de 95 % des pièces de l'exemple 2 se sont avérées dépasser la limite de détection de masse, par rapport à 81 % seulement des pièces de l'exemple 1. Le rendement élevé serait dû à l'utilisation de la conception de lèvre, qui a permis une connexion plus stable entre les composants du boîtier et une meilleure performance du processus de soudage continu. Les condensateurs finis des exemples 1-2 ont également été testés pour leur performance électrique (à savoir, courant de fuite, ESR et capacité) en fixant les pièces au moyen d'une pâte à braser à une carte PCB. Les mesures ont été opérées à 25 °C et puis répétées au bout de 2000 heures de stockage à une température de 125 °C et une tension nominale appliquée de 35 V. Les résultats sont indiqués ci-après.

Performance électrique Echantillon Performance électrique après 2000 heures, à 25 °C 125 °C/35 V DCL ESR Cap DCL ESR Cap [MA] [mOhm] [µF] [MA] [mOhm] [µF] Exemple 1 0,05 122 8,58 0,25 133 8,44 Exemple 2 0,58 126 8,24 1,47 104 8,12 Ces modifications et variantes et autres modifications et variantes de la présente invention peuvent être mises en oeuvre par l'homme du métier, sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la présente invention. En outre, il doit être entendu que les aspects des divers modes de réalisation peuvent être interchangés à la fois en totalité ou en partie. En outre, l'homme du métier ordinaire comprendra que la description précédente n'est donnée qu'à titre d'exemple, et n'est pas censée limiter l'invention décrite ci-après dans les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS1. Ensemble de condensateur (200) comprenant : un boîtier (222) comprenant une base (123) s'étendant dans une direction latérale et un couvercle (225) qui se superpose à la base pour définir une cavité intérieure (126) entre eux, dans lequel le couvercle (225) comprend une paroi externe (223) et une paroi latérale (224) s'étendant dans une direction longitudinale de la paroi latérale (224) vers la base (123), dans lequel une lèvre (253) s'étend à partir de la paroi latérale (224) à un angle par rapport à la direction longitudinale et est hermétiquement scellée à la base (123), la lèvre (253) ayant un bord périphérique (251) situé au-delà d'une périphérie de la paroi latérale (224) ; un élément de condensateur (120) qui est positionné à l'intérieur de la cavité intérieure (126) et est connecté à la base (123) du boîtier (222), l'élément de condensateur (120) comprenant une anode formée à partir d'un corps poreux fritté oxydé anodiquement et d'un électrolyte solide superposé à l'anode ; une terminaison d'anode (127) qui est en connexion électrique avec le corps d'anode ; et une terminaison de cathode (129) qui est en connexion électrique avec l'électrolyte solide.
2. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel la paroi externe (223) définit une extrémité distale du couvercle (225) et la lèvre (253) définit une extrémité proximale du couvercle (225).
3. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel le bord périphérique (251) de la lèvre (253) est généralement coplanaire avec un bord périphérique (121) de la base (123). 47
4. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel le bord périphérique (251) de la lèvre (253) s'étend dans une direction qui est généralement perpendiculaire à la direction latérale de la base (123).
5. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel la paroi latérale (224) s'étend dans une direction qui est généralement perpendiculaire à la direction latérale de la base (123).
6. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel la lèvre (253) s'étend à partir de la paroi latérale (224) dans une direction qui est généralement parallèle à la direction latérale de la base (123).
7. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel l'angle entre la paroi latérale (224) et la lèvre (253) est d'environ 80° à environ 100°.
8. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel un élément d'étanchéité (287) est disposé entre la lèvre (253) et la base (123).
9. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel des parois latérales opposées (224) s'étendent de la paroi extérieure du couvercle (225) dans une direction longitudinale vers la base (123), dans lequel une lèvre (253) s'étend à partir de chacune des parois latérales (224) à un angle par rapport à la direction longitudinale et est scellée hermétiquement à la base (123), chaque lèvre (253) ayant un bord périphérique (251) situé au-delà d'une périphérie d'une paroi latérale (224). 48
10. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel la cavité intérieure (126) a une atmosphère gazeuse qui contient un gaz inerte.
11. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 10, dans lequel l'élément condensateur (120) occupe environ 30 % en vol. ou plus de la cavité intérieure (126).
12. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 10, dans lequel des gaz inertes constituent d'environ 50 % en poids à 100 % en poids de l'atmosphère gazeuse.
13. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel le corps poreux est formé à partir de tantale et d'oxyde de niobium.
14. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel l'électrolyte solide comprend un polymère conducteur.
15. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 14, dans lequel le polymère conducteur est 20 sous la forme d'une dispersion de particules.
16. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, dans lequel la base (123) et le couvercle (225) sont formés à partir d'un métal, d'une matière plastique, d'une céramique ou d'une combinaison de ceux-ci. 25
17. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 16, dans lequel le couvercle (225) est formé à partir d'un métal.
18. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 1, comprenant en outre un conducteur qui 30 s'étend dans une direction latérale à partir du corps poreux de l'anode, dans lequel le conducteur est positionné à l'intérieur de la cavité intérieure (126) du boîtier (222).
19. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 18, comprenant en outre un élément de connecteur qui comprend une première partie qui est positionnée généralement perpendiculairement à la direction latérale du conducteur d'anode et connectée à celui-ci.
20. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 19, dans lequel l'élément de connecteur comprend en outre une seconde partie qui est généralement parallèle à la direction latérale dans laquelle s'étend le conducteur d'anode.
21. Ensemble de condensateur (200) selon la revendication 20, dans lequel la seconde partie est positionnée à l'intérieur du boîtier (222).