FR2973930A1

FR2973930A1 - Ensemble de condensateur multi-anode a electrolyte solide

Info

Publication number: FR2973930A1
Application number: FR1200899A
Authority: FR
Inventors: 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
Also published as: GB2490005B; JP2012222344A; CN102751106A; JP5988475B2; US20120257325A1; KR102051337B1; KR20120115479A; GB2490005A; US20180025848A1; US9767964B2; GB201204217D0; US10658123B2; CN109346328A; DE102012205600A1

Abstract

L'invention concerne un ensemble de condensateur (100) présentant une capacité élevée tout en restant thermiquement et mécaniquement stable dans des conditions extrêmes. Même à des valeurs élevées de capacité, une bonne stabilité mécanique peut être obtenue par la connexion de plusieurs éléments individuels de condensateur au boîtier (122). On pense que l'utilisation de plusieurs éléments augmente la surface sur laquelle les éléments sont connectés au boîtier. Entre autres choses, ceci permet aux éléments de dissiper sur une plus grande surface les forces de vibrations qu'ils subissent lors de leur utilisation, ce qui rend moins probable un délaminage. Les éléments de condensateur sont enfermés hermétiquement dans un seul boîtier sous une atmosphère gazeuse contenant un gaz inerte, ce qui limite la quantité d'oxygène et d'humidité entrant en contact avec l'électrolyte solide des éléments de condensateur. Grâce aux caractéristiques mentionnées ci-dessus, l'ensemble condensateur (100) est capable de mieux fonctionner dans des conditions extrêmes.

Description

ENSEMBLE DE CONDENSATEUR MULTI-ANODE À ÉLECTROLYTE SOLIDE

Arrière-plan de l'invention Les condensateurs à électrolyte (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 avec les procédés. Par exemple, un type de condensateur qui a été développé est un condensateur à électrique solide qui comprend une anode (par exemple, en tantale), un film d'oxyde diélectrique (par exemple, en 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, comme décrit dans les brevets US No. 5 457 862 de Sakata et al., No. 5 473 503 de Sakata et al., No. 5 729 428 de Sakata et al. et No. 5 812 367 de Kudoh et al. Cependant, la stabilité de tels électrolytes solides est malheureusement médiocre à température élevée en raison de la tendance au passage d'un état dopé à un état non dopé, ou vice versa. En réponse à ces problèmes et à d'autres, il a été développé des condensateurs hermétiquement scellés afin de limiter le contact de l'oxygène avec le polymère conducteur lors de l'utilisation. Par exemple, la publication de brevet US No. 2009/0 244 812 de Rawal et al. décrit un ensemble de condensateur qui comprend un condensateur à polymère conducteur qui est enfermé et hermétiquement scellé dans un boîtier en céramique en 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 en céramique limite la quantité d'oxygène et d'humidité entrant en contact avec le polymère conducteur, de sorte qu'il est moins susceptible de s'oxyder dans des environnements à température élevée, ce qui augmente ainsi la stabilité thermique de l'ensemble de condensateur. Cependant, malgré les avantages obtenues, il reste néanmoins des problèmes. Par exemple, des applications à capacité élevée nécessitent généralement une anode de grande taille pour obtenir la capacité souhaitée. Toutefois, en raison de sa grande taille, l'élément de condensateur est mécaniquement instable, en particulier dans des conditions extrêmes (par exemple, à une température élevée supérieure à environ 175 °C et/ou à une tension élevée supérieure à environ 35 volts), ce qui entraîne un délaminage et une performance électrique médiocre.

Il existe donc actuellement un besoin pour un condensateur capable d'avoir une capacité élevée tout en restant stable même dans des conditions extrêmes. Résumé de l'invention Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est décrit un ensemble de condensateur. L'ensemble comprend un boîtier qui définit une cavité interne ayant une atmosphère gazeuse qui contient un gaz inerte. L'ensemble comprend également un premier élément de condensateur juxtaposé près d'un second élément de condensateur, le premier et le second élément de condensateur étant positionnés dans la cavité interne et connectés au boîtier. Les éléments de condensateur comprennent chacun une anode formée à partir d'un corps poreux fritté et oxydé par voie anodique et un électrolyte solide recouvrant l'anode.

Les éléments de condensateur comprennent en outre un fil d'anode qui se prolonge dans une direction latérale à partir du corps poreux de l'anode, le fil étant positionné au sein de la cavité interne du boîtier. Une extrémité d'anode est en connexion électrique avec le fil d'anode de chacun des éléments de condensateur et une extrémité de cathode est en connexion électrique avec l'électrolyte solide de chacun des éléments de condensateur. D'autres caractéristiques et aspects de la 15 présente invention sont présentés en détail ci-dessous Brève description des dessins Une description complète et suffisante de la présente invention, comprenant son meilleur mode de réalisation destiné à l'homme du métier, est présentée 20 plus particulièrement dans le reste de la description, en faisant référence aux figures jointes, sur lesquelles : la figure 1 est une vue de face d'un mode de réalisation d'un ensemble de condensateur de l'ensemble 25 de la présente invention ; la figure 2 est une vue de face de l'ensemble de condensateur de la figure 1, sans le couvercle et l'élément de scellement ; et la figure 3 est une vue en coupe de l'ensemble de 30 condensateur des figures 1 et 2, prise le long d'une ligne 3-3.

Description détaillée des modes de réalisation préférés L'utilisation répétée de caractères de référence dans le présent mémoire et sur les dessins est destinée à représenter des caractéristiques ou éléments identiques ou analogues de la présente invention. L'homme du métier doit comprendre que la présente discussion est seulement une description d'exemples de modes de réalisation, qui n'est pas destinée à limiter les aspects plus larges de la présente invention, ces aspects les plus larges étant incarnés par l'exemple de construction. D'une manière générale, la présente invention concerne un ensemble de condensateur qui est capable d'avoir une capacité élevée tout en restant thermiquement et mécaniquement stable dans des conditions extrêmes. Bien que la valeur de la capacité de l'ensemble puisse varier en fonction de l'application, elle peut être comprise entre environ 200 gF et environ 10 000 pF, dans certains modes de réalisation entre environ 500 gF et environ 8000 pF, dans certains modes de réalisation entre environ 1000 gF et environ 6000 gF, et dans certains modes de réalisation entre environ 2000 pF et environ 5000 pF, telle que mesurée à une fréquence de fonctionnement de 120 Hz et à une température d'environ 23 °C ± environ 2 °C. Même à de telles valeurs élevées de capacité, une bonne stabilité mécanique peut être obtenue par la connexion de plusieurs éléments individuels de condensateur au boîtier de l'ensemble. Sans souhaiter être limités par une théorie, on pense que l'utilisation de plusieurs éléments augmente la surface sur laquelle les éléments sont connectés au boîtier. Entre autres choses, ceci permet aux éléments de dissiper sur une plus grande surface les forces de vibrations qu'ils subissent lors de leur utilisation, ce qui rend moins probable un délaminage. Les éléments de condensateur sont enfermés et hermétiquement scellés dans un seul boîtier en présence d'une atmosphère gazeuse contenant un gaz inerte, ce qui limite la quantité d'oxygène et d'humidité entrant en contact avec l'électrolyte solide des éléments de condensateur. Grâce à la combinaison des caractéristiques mentionnées ci-dessus, l'ensemble condensateur est capable de mieux fonctionner dans des conditions extrêmes.

Divers modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits en détail.

1. Eléments de condensateur Comme précédemment mentionné, l'ensemble de condensateur comprend plusieurs condensateurs selon une relation juxtaposée. D'une manière générale, n'importe quel nombre d'élément de condensateur peut être utilisé. Par exemple, l'ensemble de condensateur peut contenir 2 à 8 éléments de condensateur (par exemple, 2, 3 ou 4), dans certains modes de réalisation de 2 à 4 éléments de condensateur, dans certains modes de réalisation de 2 à 3 éléments de condensateur, et dans un mode de réalisation particulier, 2 éléments de condensateur. Quel que soit le nombre utilisé, l'élément de condensateur comprend une anode. Lors d'applications à tension élevée, il est souvent souhaitable que l'anode soit formée à partir d'une poudre présentant une charge spécifique relativement basse, par exemple inférieure à environ 70 000 microfarads*volt par gramme (« pF*V/g »), dans certains modes de réalisation d'environ 2000 pF*V/g à environ 65 000 pF*V/g, et dans certains modes de réalisation d'environ 5000 pF*V/g à environ 50 000 iF*V/g. Bien entendu, bien que des poudres ayant une charge spécifique basse puissent parfois être souhaitées, ce n'est en aucun cas une nécessité. C'est- à-dire que la poudre peut également avoir une charge spécifique relativement élevée d'environ 70 000 microfarads*volt par gramme (« }CFF*V/g ») ou plus, dans certains modes de réalisation d'environ 80 000 PF*V/g ou plus, dans certains modes de réalisation d'environ 90 000 pF*V/g ou plus, dans certains modes de réalisation d'environ 100 000 }1F*V/g ou plus, et dans certains modes de réalisation d'environ 120 000 pF*V/g à environ 250 000 pF*V/g. La poudre peut contenir un métal valve (c'est-à- dire un métal qui est capable d'être oxydé) ou un composé à base d'un métal valve, tel que le tantale, le niobium, l'aluminium, le hafnium, le titane, leurs alliages, leurs oxydes, leurs nitrures, et ainsi de suite. Par exemple, la composition de métal valve peut contenir un oxyde électroconducteur de niobium, tel qu'un oxyde de niobium présentant un rapport atomique 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 tels oxydes de métal valve sont décrits dans les brevets US No. 6 322 912 de Fife No. 6 391 275 de Fife et al. ; No. 6 416 730 de Fife et al. ; No. 6 527 937 de Fife ; No. 6 576 099 de Kimmel et al. ; No. 6 592 740 de Fife et al. ; et No. 6 639 787 de Kimmel et al. ; et No. 7 220 397 de Kimmel et al., ainsi que dans les publications de brevets US No. 2005/0 019 581 de Schnitter No. 2005/0 103 638 de Schnitter et al.

No. 2005/0 013 765 de Thomas et al. Les particules de la poudre peuvent être en paillettes, angulaires, nodulaires, et leurs mélanges ou variations. Les particules présentent également typiquement une répartition granulométrique sur tamis d'au moins environ 60 mesh (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 m2/g à environ 10,0 m2/g, dans certains modes de réalisation d'environ 0,5 m2/g à environ 5,0 m2/g, et dans certains modes de réalisation d'environ 1,0 m2/g à environ 2,0 m2/g. L'expression « surface spécifique » fait référence à la surface déterminée par la méthode d'adsorption physique de gaz (B.E.T.) de Bruanauer, Emmet et Teller, Journal of American Chemical Society, vol. 60, 1938, p. 309, l'azote étant utilisé comme gaz d'adsorption. En outre, la masse volumique apparente (ou de Scott) est typiquement d'environ 0,1 g/cm3 à environ 5,0 g/cm3, dans certains modes de réalisation d'environ 0,2 g/cm3 à environ 4,0 g/cm3, et dans certains modes de réalisation d'environ 0,5 g/cm3 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 peuvent être utilisés pour s'assurer que les particules adhéreront suffisamment les unes aux autres quand elles seront pressées pour former le corps d'anode. Des liants appropriés peuvent comprendre le camphre, l'acide stéarique et d'autres acides gras saponacés, le Carbowax (Union Carbide), le Glyptal (General Electric), un poly(alcool vinylique), le naphtalène, une cire végétale et les microcires (paraffines purifiées). Le liant peut être dissous et dispersé dans un solvant.

Par exemple, les solvants peuvent être l'eau, des alcools et ainsi de suite. Quand ils sont utilisés, le pourcentage de liants et/ou de lubrifiants peut varier d'environ 0,1 % à environ 8 % en poids de la masse totale. Cependant, il doit être compris que les liants et les lubrifiants ne sont pas nécessaires dans la présente invention. La poudre résultante peut être compactée au moyen de n'importe quel moule classique de pressage de poudre. Par exemple, le moule de pressage peut être une presse de compactage monoposte utilisant une matrice et un ou plusieurs poinçons. En variante, on peut utiliser des moules de compactage de type enclume utilisant seulement une matrice et un seul poinçon inférieur. Plusieurs types basiques de moules de presse de compactage monoposte sont disponibles, comme les presses à cames, les presses à genouillère et les presses excentriques/à vilebrequin, avec des capacités variables, telles qu'à action simple, à action double, à matrice flottante, à plaque mobile, à piston opposé, à vis, à impact, par pressage à chaud, à matriçage et à calibrage. Après le compactage, le corps d'anode résultant peut alors être coupé pour obtenir n'importe quelle forme souhaitée, par exemple un carré, un rectangle, un cercle, un ovale, un triangle, un hexagone, un octogone, un heptagone, un pentagone, etc.

Le corps d'anode peut également avoir une forme « cannelé », c'est-à-dire qu'il contient un ou plusieurs sillons, une ou plusieurs rainures, une ou plusieurs dépressions ou une ou plusieurs indentations pour augmenter le rapport surface sur volume afin de minimiser l'ESR et de prolonger la réponse en fréquence de la capacité. Le corps d'anode peut ensuite être soumis à une étape de chauffage dans laquelle la majeure partie, si ce n'est la totalité, des liants/lubrifiants est éliminée. Par exemple, le corps d'anode est typiquement chauffé dans une étuve mise en fonctionnement à une température d'environ 150 °C à environ 500 °C. En variante, le liant/lubrifiant peut être éliminé par contact de la pastille avec une solution aqueuse, comme décrit dans le brevet US No. 6 197 252 de Bishop et al. Une fois formé, le corps d'anode est alors fritté. La température, l'atmosphère et la durée du frittage peuvent dépendre de divers facteurs, tels que le type d'anode, la taille de l'anode, etc. Typiquement, le frittage est réalisé à une température d'environ 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 une durée d'environ 5 minutes à environ 100 minutes, et dans certains modes de réalisation d'environ 30 minutes à environ 60 minutes. Si cela est souhaité, le frittage peut être réalisé sous une atmosphère qui limite le transfert des atomes d'oxygène vers l'anode. Par exemple, le frittage peut être réalisé sous une atmosphère réductrice, comme sous vide, dans un gaz inerte, en présence d'hydrogène, etc. L'atmosphère réductrice 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 contenant de l'hydrogène et d'autres gaz (par exemple, de l'argon ou de l'azote) peuvent également être utilisés.

Un fil d'anode peut également être connecté au corps d'anode, le fil d'anode se prolongeant dans une direction latérale à partir de celui-ci. Le fil d'anode peut être sous la forme d'un fil métallique, d'une feuille, etc., et peut être formé à partir d'un composé de métal valve, comme le tantale, le niobium, l'oxyde de niobium, etc. La connexion du fil peut être réalisée selon des techniques connues, comme par soudage du fil au corps ou par incrustation du fil dans le corps d'anode lors de sa formation (par exemple, avant le compactage et/ou le frittage). 11 L'anode est également recouverte d'un diélectrique. Le diélectrique peut être formé par oxydation par voie anodique (« anodisé ») de l'anode frittée, de manière à ce qu'une couche de diélectrique soit formée sur et/ou dans l'anode. Par exemple, une anode de tantale (Ta) peut être anodisée pour donner du pentoxyde de tantale (Ta2O5). Typiquement, l'anodisation est effectuée en appliquant initialement une solution sur l'anode, comme par trempage de l'anode dans l'électrolyte. Un solvant est généralement utilisé, comme l'eau (par exemple, de l'eau désionisée). Pour améliorer la conductivité ionique, on peut utiliser un composé qui est capable de se dissocier dans le solvant pour former des ions. Des exemples de tels composés comprennent, par exemple, les acides, tels que ceux décrits ci-dessous en ce qui concerne l'électrolyte. Par exemple, un acide (par exemple, l'acide phosphorique) peut constituer environ 0,01 % en poids à environ 5 % en poids, dans certains modes de réalisation environ 0,05 % en poids à environ 0,8 % en poids, et dans certains modes de réalisation environ 0,1 % en poids à environ 0,5 % poids de la solution d'anodisation. Si cela est souhaité, des mélanges d'acides peuvent également être utilisés. Un courant est passé à travers la solution d'anodisation pour former la couche de diélectrique. La valeur de la tension de formation régule l'épaisseur de la couche de diélectrique. Par exemple, l'alimentation électrique peut être initialement réglée à un mode galvanostatique jusqu'à ce que la tension nécessaire soit atteinte. Ensuite, l'alimentation électrique peut être passée à un mode potentiostatique pour s'assurer que l'épaisseur souhaitée de diélectrique est formée sur toute la surface de l'anode. Bien entendu, d'autres procédés connus peuvent également être utilisés, tels que des procédés potentiostatiques par impulsion ou par étape. La tension à laquelle l'oxydation anodique se produit est typiquement d'environ 4 V à environ 250 V, et dans certains modes de réalisation, d'environ 9 V à environ 200 V, et dans certains modes de réalisation, d'environ 20 V à environ 150 V. Lors de l'oxydation, la solution d'anodisation peut être maintenue à une température élevée, comme environ 30 °C ou plus, dans certains modes de réalisation entre environ 40 °C et environ 200 °C, et dans certains modes de réalisation, entre environ 50 °C et environ 100 °C. L'oxydation anodique peut également être réalisée à température ambiante ou à une température inférieure. La couche de diélectrique résultante peut être formée sur une surface de l'anode et à l'intérieur de ces pores. Les éléments de condensateur contiennent également un électrolyte solide jouant le rôle de cathode pour le condensateur. Par exemple, un électrique solide de type dioxyde manganèse peut être formé par la décomposition électrolytique du nitrate manganeux (Mn(NO3)z). De telles techniques sont décrites, par exemple, dans le brevet US No. 4 945 452 de Sturmer et al. En variante, l'électrolyte solide peut être formé à partir d'une ou de plusieurs couches de polymère conducteur. Le ou les polymères conducteurs utilisés dans ces couches présentent généralement une conjugaison n et possèdent une conductivité électrique après oxydation ou réduction, comme une conductivité électrique d'au moins environ 1 }1S cm-1 après oxydation. Des exemples de tels polymères conducteurs à conjugaison n comprennent, par exemple, les polyhétérocycles (par exemple, les polypyrroles, les polythiophènes, les polyanilines, etc.), les polyacétylènes, les poly-p-phénylènes, les poly- phénolates, et ainsi de suite. Des polymères conducteurs particulièrement appropriés sont les polythiophènes substitués ayant la structure générale suivante : où, T est 0 ou S ; D est un radical alkylène en C1 à c5 facultativement substitué (par exemple, méthylène, éthylène, n-propylène, n-butylène, n-pentylène, etc.) ; R7 est un radical alkyle en C1 à Cu, linéaire ou ramifié, facultativement substitué (par exemple, méthyle, éthyle, n-propyle ou iso-propyle, n-, iso-, sec- ou tert-butyle, n-pentyle, 1-méthyl-butyle, 2- méthylbutyle, 3-méthylbutyle, 1-éthylpropyle, 1,1- diméthylpropyle, 1,2-di-méthylpropyle, 2,2- diméthylpropyle, n-hexyle, n-heptyle, n-octyle, 2-éthylhexyle, n-nonyle, n-décyle, n-undécyle, n-dodécyle, n-tri-décyle, n-tétradécyle, n-hexadécyle, n-octa- décyle, etc.) ; un radical cycloalkyle en C5 à C12 facultativement substitué (par exemple, cyclopentyle, cyclohexyle, cycloheptyle, cyclooctyle, cyclononyle, cyclodécyle, etc.) ; un radical aryle en C6 à C14 facultativement substitué (par exemple, phényle, naphtyle, etc.) ; un radical aralkyle en C7 à C16 facultativement substitué (par exemple, benzyle, o-, m-, p-tolyle, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5-xylyle, mésityle, etc.) ; un radical hydroxyalkyle en C1 à C4 facultativement substitué ou un radical hydroxyle ; et q est un nombre entier de 0 à 8, dans certains modes de réalisation de 0 à 2, et dans un mode de réalisation, q est 0 ; et n va de 2 à 5000, dans certains modes de réalisation de 4 à 2000, dans certains modes de réalisation de 5 à 1000. Des exemples de substituants pour les radicaux « D » ou « R7 » comprennent, par exemple, les groupes alkyle, cycloalkyle, aryle, aralkyle, alcoxy, halogène, éther, thioéther, disulfure, sulfoxyde, sulfone, sulfonate, amino, aldéhyde, céto, ester d'acide carboxylique, acide carboxylique, carbonate, carboxylate, cyano, alkylsilane et alcoxysilane, carboxylamide, et ainsi de suite. Les polymères de thiophènes particulièrement appropriés sont ceux dans lesquels « D » est un radical alkylène en C2 à C3 facultativement substitué. Par exemple, le polymère peut être un poly(3,4-éthylènedioxythiophène) facultativement substitué, qui possède la structure générale suivante :30 Des procédés permettant de former des polymères conducteurs, tels que ceux décrits ci-dessus, sont bien connus dans l'art. Par exemple, le brevet US No. 6 987 663 de Merker et al. décrit diverses techniques de formation de polythiophènes substitués à partir d'un précurseur monomère. Par exemple, le précurseur monomère peut avoir la structure suivante : où, T, D, R7 et q sont tels que définis ci-dessus. Les monomères de thiophène particulièrement appropriés sont ceux dans lesquels « D » est un radical alkylène en C2 à C3 facultativement substitué. Par exemple, on peut utiliser des 3,4-alkylènedioxythiophènes possédant la structure générale :20 où R7 et q sont tels que définis ci-dessus. Dans un mode de réalisation particulier, « q » est O. Un exemple approprié de 3,4-éthylènedioxthiophène disponible dans le commerce est le CleviosTM M disponible chez Heraeus Clevios. D'autres monomères appropriés sont également décrits dans les brevets US No. 5 111 327 de Blohm et al. et No. 6 635 729 de Groenendaal et al. Des dérivés de ces monomères peuvent également être utilisés, lesquels étant par exemple des dimères ou des trimères des monomères précédemment mentionnés. Des dérivés de poids moléculaire plus élevé, c'est-à-dire des tétramères, des pentamères, etc. des monomères, sont appropriés pour être utilisés dans la présente invention. Les dérivés peuvent être constitués de motifs monomères identiques ou différents et être utilisés sous forme pure ou dans un mélange avec les uns les autres et/ou avec les monomères. Des formes oxydées ou réduites de ces précurseurs peuvent également être utilisées. Les monomères de thiophène sont chimiquement polymérisés en présence d'un catalyseur oxydatif. Le catalyseur oxydatif comprend typiquement un cation de métal de transition, comme les cations de fer (III), de cuivre (II), de chrome (VI), de cérium (IV), de manganèse (IV), de manganèse (VII), de ruthénium (III), 17 etc. Un dopant peut également être utilisé pour fournir un excès de charge au polymère conducteur et stabiliser la conductivité du polymère. Le dopant comprend typiquement un anion inorganique ou organique, tel qu'un ion d'acide sulfonique. Dans certains modes de réalisation, le catalyseur oxydatif utilisé dans la solution de précurseur possède à la fois une fonctionnalité catalytique et dopante, c'est-à-dire qu'il contient un cation (par exemple, un métal de transition) et un anion (par exemple, l'acide sulfonique). Par exemple, le catalyseur oxydatif peut être un sel de métal de transition comprenant des cations de fer (III), tels 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. Des exemples de sels de fer (III) d'acides inorganiques avec des radicaux organiques comprennent, par exemple, les sels de fer (III) de monoesters d'acide sulfurique d'alcanols en C1 à C20 (par exemple, le sel de fer (III) du sulfate de lauryle). En outre, des exemples de sels de fer (III) d'acides organiques comprennent, par exemple, les sels de fer (III) d'acides alcanesulfoniques en C1 à C20 (par exemple, l'acide méthane, éthane, propane, butane ou dodécane sulfonique) ; les sels de fer (III) d'acides perfluorosulfoniques aliphatiques (par exemple, l'acide trifluorométhane sulfonique, l'acide perfluorobutane sulfonique ou l'acide perfluorooctane sulfonique) ; les sels de fer (III) d'acides carboxyliques aliphatiques 18 en C1 à C20 (par exemple, l'acide 2-éthylhexylcarboxylique) ; les sels de fer (III) d'acides perfluorocarboxyliques aliphatiques (par exemple, l'acide trifluoroacétique ou l'acide perfluorooctane) ; les sels de fer (III) d'acides sulfoniques aromatiques facultativement substitués avec des groupes alkyles en C1 à C20 (par exemple, l'acide benzène sulfonique, l'acide o-toluène sulfonique, l'acide p-toluène sulfonique ou l'acide dodécylbenzène sulfonique) ; les sels de fer (III) d'acides cycloalcanesulfoniques (par exemple, l'acide camphosulfonique) ; et ainsi de suite. Des mélanges de ces sels de fer (III) mentionnés ci-dessus peuvent également être utilisés. Le p-toluènesulfonate de fer (III), l'o-toluènesulfonate de fer (III) et leurs mélanges sont particulièrement appropriés. Un exemple approprié de p-toluènesulfonate de fer (III) disponible dans le commerce est disponible chez Heraeus Clevios sous la désignation de CleviosTM C. Divers procédés peuvent être utilisés pour former une couche de polymère conducteur. Dans un mode de réalisation, le catalyseur oxydatif et le monomère sont appliqués soit séquentiellement soit ensemble, de manière à ce que la réaction de polymérisation ait lieu in situ sur la pièce. Des techniques d'application appropriées peuvent comprendre l'impression sérigraphique, le trempage, le revêtement électrophorétique et la pulvérisation, lesquelles peuvent être utilisées pour former un revêtement polymère conducteur. Par exemple, le monomère peut être initialement mélangé avec le catalyseur oxydatif pour former une solution de précurseur. Dès que le mélange est formé, il peut être appliqué sur la pièce, puis laissé à polymériser de manière à ce que le revêtement conducteur se forme sur la surface. En variante, le catalyseur oxydatif et le monomère peuvent être appliqués séquentiellement. Dans un mode de réalisation, par exemple, le catalyseur oxydatif est dissous dans un solvant organique (par exemple, le butanol), puis appliqué sous la forme d'une solution de trempage. La pièce peut ensuite être séchée pour en retirer le solvant. Ensuite, la pièce peut être trempée dans la solution contenant le monomère. La polymérisation est typiquement réalisée 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, comme celles décrites ci-dessus, peuvent être décrites en détail dans le brevet US No. '7515 396 de Biler. D'autres procédés permettant l'application de tels revêtements conducteurs peuvent être décrits dans les brevets US No. 5 457 862 de Sakata et al., No. 5 473 503 de Sakata et al., No. 5 729 428 de Sakata et al. et No. 5 812 367 de Kudoh et al.

En plus de l'application in situ, une couche de polymère conducteur peut également être appliquée sous la forme d'une dispersion de particules de polymère conducteur. Bien que leur taille puisse varier, il est généralement souhaitable que les particules possèdent un petit diamètre pour augmenter la surface disponible pour l'adhérence à la partie anode. Par exemple, les 20 particules peuvent avoir un diamètre moyen d'environ 1 nanomètre à environ 500 nanomètres, dans certains modes de réalisation, d'environ 5 nanomètres à environ 400 nanomètres, et dans certains modes de réalisation, d'environ 10 nanomètres à environ 300 nanomètres. La valeur D90 des particules (les particules ayant un diamètre inférieur ou égal à la valeur D90 constituent 90 % du volume total de toutes les particules solides) peut être inférieure ou égale à environ 15 micromètres, dans certains modes de réalisation, inférieure ou égale à environ 10 micromètres, et dans certains modes de réalisation, d'environ 1 nanomètre à environ 8 micromètres. Le diamètre des particules peut être déterminé en utilisant des techniques connues, par exemple par ultracentrifugation, diffraction laser, etc. La formation des polymères conducteurs sous une forme particulaire peut être améliorée par l'utilisation d'un contre-ion séparé pour contrebalancer la charge positive portée par le polythiophène substitué. Dans certains cas, le polymère peut posséder des charges positives et négatives dans le motif structurel, la charge positive étant située sur la chaîne principale et la charge négative étant située éventuellement sur les substituants du radical « R », comme les groupes sulfonate et carboxylate. Les charges positives de la chaîne principale peuvent être partiellement ou totalement saturées avec les groupes anioniques facultativement présents sur les radicaux « R ». Globalement, les polythiophènes peuvent être, dans ces situations, cationiques, neutres ou même anioniques. Néanmoins, on considère que les polythiophènes sont tous cationiques car la chaîne principale des polythiophènes possède une charge positive. Le contre-ion peut être un anion monomère ou polymère. Par exemple, les anions polymères peuvent être des anions d'acides carboxyliques polymères (par exemple, un poly(acide acrylique), un poly(acide méthacrylique), un poly(acide maléique), etc.) d'acides sulfoniques polymères (par exemple, un acide polystyrène sulfonique (« PSS »), un acide polyvinyl sulfonique, etc.) ; et ainsi de suite. Les acides peuvent également être des copolymères, tels que des copolymères d'acides vinyl carboxyliques et vinyl sulfoniques avec d'autres monomères polymérisables, tels que des esters d'acide acrylique et le styrène. En outre, les anions monomères appropriés comprennent, par exemple, les anions d'acides alcanesulfoniques en C1 à C20 (par exemple, l'acide dodécane sulfonique) d'acides perfluorosulfoniques aliphatiques (par exemple, l'acide trifluorométhane sulfonique, l'acide perfluorobutane sulfonique ou l'acide perfluorooctane sulfonique) ; d'acides carboxyliques aliphatiques en C1 à C20 (par exemple, l'acide 2-éthylhexylcarboxylique) d'acides perfluorocarboxyliques aliphatiques (par exemple, l'acide trifluoroacétique ou l'acide perfluorooctanoïque) ; d'acides sulfoniques aromatiques facultativement substitués avec des groupes alkyle en C1 à C20 (par exemple, l'acide benzène sulfonique, l'acide o-toluène sulfonique, l'acide p-toluène sulfonique ou l'acide dodécylbenzène sulfonique) d'acides cycloalcanesulfoniques (par exemple, l'acide camphosulfonique ou les tétrafluoroborates, les hexaf luorophosphates, les perchlorates, les hexafluoroantimoniates, les hexafluoroarséniates ou les hexachloroantimoniates) ; et ainsi de suite. Les contranions particulièrement appropriés sont des anions polymères, tels qu'un acide carboxylique ou sulfonique polymère (par exemple, l'acide polystyrène sulfonique (« PSS »)). Le poids moléculaire de ces anions polymères est typiquement d'environ 1000 à environ 2 000 000, et dans certains modes de réalisation, d'environ 2000 à environ 500 000. Quand ils sont utilisés, le rapport pondéral de ces contre-ions par rapport aux polythiophènes substitués dans une couche donnée est typiquement d'environ 0,5 : 1 à environ 50 : 1, dans certains modes de réalisation, d'environ 1 : 1 à environ 30 : 1, et dans certains modes de réalisation, d'environ 2 : 1 à environ 20 : 1. Le poids du polythiophène substitué se rapportant aux rapports pondéraux mentionnés ci-dessus correspond à la partie pesée des monomères utilisés, en supposant qu'une conversion totale a lieu lors de la polymérisation. La dispersion peut également contenir un ou plusieurs liants pour renforcer davantage la nature adhésive de la couche polymère et également augmenter la stabilité des particules au sein de la dispersion. Les liants peuvent être de nature organique, comme un poly(alcool vinylique), une polyvinyl pyrrolidone, un poly(chlorure de vinyle), un poly(acétate de vinyle), un poly(butyrate de vinyle), un poly(ester d'acide acrylique), un poly(amide d'acide acrylique), un poly(ester d'acide méthacrylique), un poly(amide d'acide méthacrylique), un polyacrylonitrile, un copolymère de styrène/ester d'acide acrylique, un copolymère d'acétate de vinyle/ester d'acide acrylique et un copolymère d'éthylène/acétate de vinyle, un polybutadiène, un polyisoprène, un polystyrène, un polyéther, un polyester, un polycarbonate, un polyuréthane, un polyamide, un polyimide, une polysulfone, une résine de mélamine formaldéhyde, une résine époxyde, une résine de silicone ou une cellulose. 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 qu'un 3-glycidoxypropyltrialcoxysilane, le tétraéthoxysilane et un hydrolysat de tétraéthoxysilane, ou des polymères réticulables, tels qu'un polyuréthane, un polyacrylate ou une polyoléfine, et une réticulation ultérieure.

D'autres composants peuvent également être inclus dans la dispersion, comme cela est connu dans l'art, tels que des agents de dispersion (par exemple, l'eau), des substances tensio-actives, etc. Si cela est souhaité, une ou plusieurs des étapes d'applications décrites ci-dessus peuvent être répétées jusqu'à ce que l'épaisseur souhaitée de revêtement soit obtenue. Dans certains modes de réalisation, seule une couche relativement fine de revêtement est formée à la fois. L'épaisseur cible totale du revêtement peut généralement varier en fonction des propriétés souhaitées du condensateur. Typiquement, le revêtement polymère conducteur résultant possède une épaisseur d'environ 0,2 micromètre (« pm ») à environ 50 pm, 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 compris que l'épaisseur du revêtement n'est pas nécessairement la même à tous les emplacements sur la pièce. Néanmoins, l'épaisseur moyenne du revêtement sur le substrat tombe généralement dans les plages mentionnées ci-dessus.

La couche de polymère conducteur peut être facultativement cicatrisée. La cicatrisation peut avoir lieu après chaque application d'une couche de polymère conducteur ou après l'application de la totalité du revêtement. Dans certains modes de réalisation, le polymère conducteur peut être cicatrisé par le trempage de la pièce dans une solution d'électrolyte, puis par l'application d'une tension constante à la solution jusqu'à ce que le courant soit réduit jusqu'à un niveau présélectionné. Si cela est souhaité, une telle cicatrisation peut être réalisée en plusieurs étapes. Par exemple, une solution d'électrolyte peut être une solution diluée du monomère, du catalyseur et d'un dopant dans un solvant alcoolique (par exemple, l'éthanol). Le revêtement peut également être lavé, si cela est souhaité, pour éliminer les divers sous-produits, les réactifs en excès et ainsi de suite. Si cela est souhaité, le condensateur peut également contenir d'autres couches, comme cela est connu dans l'art. Par exemple, un revêtement protecteur peut être facultativement formé entre le diélectrique et l'électrolyte solide, comme un revêtement protecteur composé d'un matériau résineux relativement isolant (naturel ou synthétique). De tels matériaux peuvent avoir une résistance spécifique supérieure à environ 10 Q/cm, dans certains modes de réalisation supérieure à environ 100 Q/cm, dans certains modes de réalisation supérieure à environ 1000 0/cm, dans certains modes de réalisation supérieure à environ 1 x 105 Û/cm, et dans certains modes de réalisation supérieure à environ 1 x 1010 0/cm. Certains matériaux résineux pouvant être utilisés dans la présente invention comprennent, mais sans s'y limiter, un polyuréthanne, un polystyrène, un ester d'acide gras insaturé ou saturé (par exemple, un glycéride), et ainsi de suite. Par exemple, des esters d'acide gras appropriés comprennent, mais sans s'y limiter, les esters de l'acide laurique, de l'acide myristique, de l'acide palmitique, de l'acide stéarique, de l'acide éléostéarique, de l'acide oléique, de l'acide linoléique, de l'acide linolénique, de l'acide aleuritique, de l'acide shellolique, et ainsi de suite.

Ces esters d'acide gras s'avèrent particulièrement utiles quand ils sont utilisés dans des combinaisons relativement complexes pour former une « huile siccative » qui permet au film résultant de polymériser rapidement pour donner une couche stable. Ces huiles siccatives peuvent comprendre des mono-, di- et/ou tri- glycérides, lesquels possèdent un squelette de glycérol comportant, respectivement, un, deux ou trois résidus d'acyles gras qui sont estérifiés. Par exemple, certaines huiles siccatives appropriées pouvant être utilisées comprennent, mais sans s'y limiter, l'huile d'olive, l'huile de lin, l'huile de ricin, l'huile de tung, l'huile de soja et le shellac. Ces matériaux de revêtement protecteur et d'autres sont décrits en détail dans le brevet US No. 6 674 635 de Fife et al. La pièce peut également recevoir, respectivement, une couche de carbone (par exemple, de graphite) et une couche d'argent. Par exemple, le revêtement d'argent peut jouer le rôle de conducteur soudable, de couche de contact et/ou de collecteur de charge pour le condensateur, et le revêtement de carbone peut limiter le contact entre le revêtement d'argent et l'électrolyte solide. De tels revêtements peuvent recouvrir une partie ou la totalité de l'électrolyte solide. D'une manière générale, les éléments de condensateur sont sensiblement exempts de résines qui encapsulent les éléments, comme cela est souvent utilisé dans les condensateurs à électrolyte solide classiques. Entre autres choses, l'encapsulation des éléments de condensateur peut induire une instabilité dans les environnements extrêmes, c'est-à-dire une température élevée (par exemple, supérieure à environ 175 °C) et/ou une tension élevée (par exemple, supérieure à environ 35 volts).

II. Boîtier Comme précédemment mentionné, les éléments de condensateur sont scellés hermétiquement au sein d'un boîtier. Différents matériaux peuvent être utilisés pour former le boîtier, comme des métaux, des matières plastiques, des céramiques et ainsi de suite. Dans un mode de réalisation, par exemple, le boîtier comprend une ou plusieurs couches de métal, comme du tantale, du niobium, de l'aluminium, du nickel, du hafnium, du titane, du cuivre, de l'argent, de l'acier (par exemple, de l'acier inoxydable), leurs alliages (par exemple, des oxydes électroconducteurs), leurs composites (par exemple, un métal recouvert avec un oxyde électroconducteur), et ainsi de suite. Dans un autre mode de réalisation, le boîtier peut comprendre une ou plusieurs couches de matériau céramique, tel que le nitrure d'aluminium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de silicium, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de calcium, le verre, etc., ainsi que leurs combinaisons. Le boîtier peut avoir n'importe quelle forme souhaitée comme une forme cylindrique, en D, rectangulaire, triangulaire, prismatique, etc. En se référant aux figures 1 à 3, par exemple, il est présenté un mode de réalisation d'un ensemble condensateur 100 contenant un boîtier 122 et des éléments de condensateur 120a et 120b juxtaposés. Dans ce mode de réalisation particulier, le boîtier 122 est généralement rectangulaire. Typiquement, le boîtier et les éléments de condensateur ont une forme identique ou similaire, de manière à ce que les éléments puissent être facilement introduits dans la cavité interne. Dans le mode de réalisation illustré, par exemple, le boîtier 122 et les éléments de condensateur 120a et 120b ont une forme généralement rectangulaire. La manière avec laquelle les éléments de condensateur sont agencés au sein du boîtier est généralement choisie pour qu'ils soient moins susceptibles de subir un délaminage quand ils sont 28 soumis à des forces de vibration. Dans le mode de réalisation illustré, par exemple, les éléments de condensateur 120a et 120b sont juxtaposés, de sorte qu'une surface latérale 403a de l'élément de condensateur 120a est adjacente et en face d'une surface latérale 403b de l'élément de condensateur 120b et qu'une surface latérale 405a de l'élément de condensateur 120a est opposée à une surface latérale 405b de l'élément de condensateur 120b. En plus d'être juxtaposés et adjacents l'un par rapport à l'autre, les éléments de condensateur 120a et 120b sont également alignés de manière à avoir leur surface principale (par exemple, la surface ayant la plus grande superficie) orientée selon une configuration horizontale. Par exemple, les éléments de condensateur 120a et 120b possèdent chacun une surface principale 181 et 183 qui s'étend dans un plan défini par leur largeur (direction x) et leur longueur (direction y). De cette manière, les surfaces principales des éléments de condensateur sont généralement coplanaires et s'étendent dans la même direction (par exemple, la direction y) que la longueur du boîtier 122 auquel elles sont connectées. Ceci apporte plusieurs avantages, parmi lesquels la capacité d'augmenter la surface de contact entre les éléments de condensateur et le boîtier, ce qui leur permet de mieux résister aux forces de vibration auxquelles ils sont exposés. Bien entendu, il doit être compris que les éléments de condensateur peuvent être agencés de manière à ce que leurs surfaces principales ne soient pas coplanaires mais perpendiculaires les unes des autres dans un certain sens, comme dans la direction z ou la direction x. De même, les éléments de condensateur ne s'étendent pas nécessairement dans la même direction. Si cela est souhaité, l'ensemble de condensateur de la présente invention peut présenter un rendement volumétrique relativement élevé. Pour faciliter un tel rendement élevé, les éléments de condensateur occupent typiquement une partie importante du volume de la cavité interne du boîtier. Par exemple, les éléments de condensateur peuvent occuper environ 30 % en volume ou plus, dans certains modes de réalisation environ 50 % en volume ou plus, dans certains modes de réalisation environ 60 % en volume ou plus, dans certains modes de réalisation environ 70 % en volume ou plus, dans certains modes de réalisation environ 80 % en volume à 98 % en volume, et dans certains modes de réalisation environ 85 % en volume à 97 % en volume de la cavité interne du boîtier. A cette fin, la différence entre certaines dimensions des éléments de condensateur et celles de la cavité interne définie par le boîtier est typiquement relativement petite. En se référant à la figure 3, par exemple, l'élément de condensateur 120a peut avoir une longueur (sans la longueur du fil d'anode 6) qui est relativement similaire à longueur de la cavité interne 126 définie par le boîtier 122. Par exemple, le rapport entre la longueur de l'anode et la longueur de la cavité interne est compris entre environ 0,40 et 1,00, dans certains modes de réalisation entre environ 0,50 et environ 0,99, dans certains modes de réalisation entre environ 0,60 et environ 0,99, et dans certains modes de réalisation entre environ 0,70 et environ 0,98. L'élément de condensateur 120a peut avoir une longueur d'environ 5 millimètres à environ 10 millimètres, et la cavité interne 126 peut avoir une longueur d'environ 6 millimètres à environ 15 millimètres. De même, le rapport entre la hauteur de l'élément de condensateur 120a (dans la direction z) et la hauteur de la cavité interne 126 peut être comprise entre environ 0,40 et 1,00, dans certains modes de réalisation entre environ 0,50 et environ 0,99, dans certains modes de réalisation entre environ 0,60 et environ 0,99, et dans certains modes de réalisation entre environ 0,70 et environ 0,98. Par exemple, la hauteur de l'élément de condensateur 120a peut être d'environ 0,5 millimètre à environ 2 millimètres, et la hauteur de la cavité interne 126 peut être d'environ 0,7 millimètre à environ 6 millimètres. Bien que cela ne soit aucunement nécessaire, les éléments de condensateur peuvent être fixés au boîtier de manière à ce qu'une terminaison d'anode et une terminaison cathode communes soient formées à l'extérieur du boîtier pour une intégration ultérieure à un circuit. La configuration particulière de l'extrémité peut dépendre de l'application envisagée.

Dans un mode de réalisation, par exemple, l'ensemble de condensateur peut être formé de manière à pouvoir être monté en surface, tout en étant encore mécaniquement robuste. Par exemple, le fil d'anode d'un élément de condensateur peut être électriquement connecté à des extrémités externes d'anode et de cathode pouvant être montées en surface (par exemple, des pastilles, des 31 feuilles, des plaques, des châssis, etc.). De telles extrémités peuvent se prolonger à travers le boîtier pour se connecter au condensateur. L'épaisseur ou la hauteur des extrémités est généralement choisie pour minimiser l'épaisseur de l'ensemble condensateur. Par exemple, l'épaisseur des extrémités peuvent être d'environ 0,05 millimètre à environ 1 millimètre, dans certains modes de réalisation d'environ 0,05 millimètre à environ 0,5 millimètre, et d'environ 0,1 millimètre à environ 0,2 millimètre. Si cela est souhaité, la surface des extrémités peut recevoir un dépôt électrolytique du nickel, d'argent, d'or, d'étain, etc., comme cela est connu dans l'art, pour s'assurer que la partie finale pourra être montée sur la carte de circuit. Dans un mode de réalisation particulier, la ou les extrémités sont recouvertes, respectivement, de films minces de nickel et d'argent, et la surface de montage est également recouverte avec une couche de soudure à l'étain. Dans un autre mode de réalisation, la ou les extrémités reçoivent de fines couches métalliques externes (par exemple, en or) sur une couche métallique de base (par exemple, en alliage de cuivre) pour accroître davantage la conductivité. Dans certains modes de réalisation, des éléments connecteurs peuvent être utilisés dans la cavité interne du boîtier pour faciliter la connexion des extrémités d'une manière mécaniquement stable. Par exemple, en se référant à nouveau à la figure 1, l'ensemble condensateur 100 peut comprendre des éléments connecteurs 162 formés à partir d'une première partie 167 et d'une seconde partie 165. Les éléments connecteurs 162 peuvent être formés à partir de matériaux conducteurs similaires à ceux formant les extrémités externes. La première partie 167 et la seconde partie 165 peuvent être des pièces formées d'un seul bloc ou séparées qui sont connectées l'une à l'autre, 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 se trouve dans un plan qui est généralement parallèle à une direction latérale dans laquelle le fil 6 de chaque élément de condensateur s'étend (par exemple, la direction y). La première partie 167 est « droite », dans le sens où elle se trouve dans un plan qui est généralement perpendiculaire à la direction latérale dans laquelle le fil 6 s'étend. De cette manière, la première partie 167 peut limiter les mouvements du fil 6 dans la direction horizontale pour améliorer le contact en surface et la stabilité mécanique pendant l'utilisation.

Si cela est souhaité, un matériau isolant 7 (par exemple, une rondelle de TéflonTM) peut être utilisé autour du fil 6 des éléments de condensateur. La première partie 167 peut posséder une région de montage (non représentée) qui est connectée au fil d'anode 6 d'un élément de condensateur respectif 120a et 120b. La région peut avoir une « forme en U » pour améliorer davantage le contact en surface et la stabilité mécanique du fil 6. La connexion de la région au fil 6 peut être effectuée au moyen de diverses techniques connues, comme le soudage, le soudage au laser, avec des adhésifs conducteurs, etc. Dans un mode de réalisation particulier, par exemple, la région est soudée au laser au fil d'anode 6. Quelle que soit la technique choisie, la première partie 167 peut cependant maintenir le fil d'anode 6 selon un alignement sensiblement horizontal pour améliorer davantage la stabilité dimensionnelle de l'ensemble condensateur 100. En se référant à nouveau à la figure 1, il est présenté un mode de réalisation de la présente invention dans lequel l'élément connecteur 162 et un élément de condensateur respectif 120a ou 120b sont connectés au boîtier 122 par l'intermédiaire respectivement des extrémités d'anode et de cathode 127 et 129. L'extrémité d'anode 127 contient une première région 127a qui est positionnée au sein du boîtier 122 et qui est électriquement connectée à l'élément connecteur 162 et une seconde région 127b qui est positionnée à l'extérieur du boîtier 122 et qui fournit une surface de montage 201. De même, l'extrémité de cathode 129 contient une première région 129a qui est positionnée au sein du boîtier 122 et qui est électriquement connectée à l'électrolyte solide de l'élément de condensateur 120 et une seconde région 129b qui est positionnée à l'extérieur du boîtier 122 et qui fournit une surface de montage 203. Il doit être compris qu'il n'est pas nécessaire que la totalité de ces régions soit positionnée à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier. Dans le mode de réalisation illustré, une piste 30 conductrice 127c s'étend dans une paroi externe 123 du boîtier pour connecter la première région 127a et la seconde région 127b. De manière similaire, une piste conductrice 129c s'étend dans la paroi externe 123 du boîtier pour connecter la première région 127a et la seconde région 127b. Les pistes conductrices et/ou les régions des extrémités peuvent être séparées ou formées d'un seul bloc. En plus de s'étendre à travers la paroi externe du boîtier, les pistes peuvent également se trouver à d'autres endroits, comme à l'extérieur de la paroi externe. Bien entendu, la présente invention n'est aucunement limitée à l'utilisation de pistes conductrices pour former les extrémités souhaitées. Quelle que soit la configuration particulière utilisée, la connexion des extrémités 127 et 129 aux éléments de condensateur 120a et 120b peut être réalisée au moyen de n'importe quelle technique connue, comme le soudage, le soudage au laser, avec des adhésifs conducteurs, etc. Par exemple, dans un mode de réalisation particulier, un adhésif conducteur 131 est utilisé pour connecter la seconde partie 165 de l'élément connecteur 162 à l'extrémité d'anode 127. De même, un adhésif conducteur 133 est utilisé pour connecter la cathode de l'élément de condensateur 120 à l'extrémité 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 en argent, en cuivre, en or, en platine, en nickel, en zinc, en bismuth, etc. La composition de résine peut comprendre une résine thermodurcissable (par exemple, une résine époxy), un agent de durcissement (par exemple, un anhydride d'acide) et un agent de couplage (par exemple, un agent de couplage à base de silane). Des adhésifs conducteurs appropriés sont décrits dans la publication de brevet US No. 2006/0 038 304 d'Osako et al. Facultativement, un élément polymère de retenue peut également être placé en contact avec une ou plusieurs surfaces des éléments de condensateur, comme la surface arrière, la surface avant, la surface supérieure, la surface inférieure, la ou les surfaces latérales, ou n'importe quelle combinaison de celles-ci.

L'élément polymère de retenue peut réduire les risques de délaminage de l'élément de condensateur du boîtier. A cet égard, l'élément polymère de retenue peut posséder un certain degré de résistance qui lui permet de retenir l'élément de condensateur dans une position relativement fixe même quand il est soumis à des forces de vibration, sans être trop solide pour éviter sa rupture. Par exemple, l'élément de retenue peut posséder une résistance à la rupture d'environ 1 mégapascal à environ 150 mégapascals (« MPa »), dans certains modes de réalisation d'environ 2 MPa à environ 100 MPa, dans certains modes de réalisation d'environ 10 MPa à environ 80 MPa, et dans certains modes de réalisation d'environ 20 MPa à environ 70 MPa, telle que mesurée à une température d'environ 25 °C. Il est normalement souhaitable que l'élément de retenue ne soit pas électroconducteur. Bien que divers matériaux possédant les propriétés de résistance souhaitées mentionnées ci-dessus puissent être utilisés, les résines thermodurcissables se sont avérées particulièrement appropriées pour être utilisées dans la présente invention. Des exemples de telles résines comprennent, les résines époxy, les polyimides, les résines de mélamine, les résines d'urée-formaldéhyde, les polyuréthannes, les polymères de silicone, les résines phénoliques, etc. Dans certains modes de réalisation, par exemple, l'élément de retenue peut utiliser un ou plusieurs polyorganosiloxanes. Les groupes organiques liés à un silicium utilisés dans ces polymères peuvent contenir des groupes hydrocarbonés monovalents et/ou des groupes hydrocarbonés halogénés monovalents. Ces groupes monovalents contiennent typiquement 1 à 20 atomes de carbone, de préférence 1 à 10 atomes de carbone, et sont par exemple, mais sans s'y limiter, un alkyle (par exemple, méthyle, éthyle, propyle, pentyle, octyle, undécyle et octadécyle) ; un cycloalkyle (par exemple, cyclohexyle) ; un alcényle (par exemple, vinyle, allyle, butényle et hexényle) ; un aryle (par exemple, phényle, tolyle, xylyle, benzyle et 2-phényléthyle) ; et des groupes hydrocarbonés halogénés (par exemple, 3,3,3- trifluoropropyle, 3-chloropropyle et dichiorophényle). Typiquement, au moins 50 %, et de manière davantage préféré au moins 80 %, des groupes organiques sont des méthyles. Des exemples de tels méthylpolysiloxanes peuvent comprendre, par exemple, le polydiméthylsiloxane (« PDMS »), le polyméthylhydrogénosiloxane, etc. D'autres méthyl polysiloxanes appropriés peuvent comprendre le diméthyldiphénylpolysiloxane, le diméthyl/méthylphénylpolysiloxane, le polyméthylphénylsiloxane, le méthylphényl/diméthyl- siloxane, le polydiméthylsiloxane à terminaison vinyldiméthyle, le vinylméthyl/diméthylpolysiloxane, le vinylméthyl/diméthylpolysiloxane à terminaison vinyldiméthyle, le polydiméthylsiloxane à terminaison vinyldiméthyle, le polydiméthylsiloxane à terminaison vinylphénylméthyle, le polydiméthylsiloxane à terminaison diméthylhydro, le méthylhydro/diméthyl-polysiloxane, le méthyloctylpolysiloxane à terminaison méthylhydro, le méthylhydro/phénylméthyl polysiloxane, etc. L'organopolysiloxane peut également contenir un ou plusieurs groupes fonctionnels polaires latéraux et/ou terminaux, comme les groupes hydroxyle, époxy, carboxyle, amino, alcoxy, méthacrylique ou mercapto, qui confèrent un certain degré de caractère hydrophile au polymère. Par exemple, l'organopolysiloxane peut contenir au moins un groupe hydroxy et facultativement en moyenne au moins deux groupes hydroxy liés à un silicium (groupes silanol) par molécule. Par exemple, de tels organopolysiloxanes comprennent le dihydroxypolydiméthylsiloxane, l' hydroxytriméthylsiloxypoly- diméthylsiloxane, etc. D'autres exemples d'organopolysiloxanes à modification hydroxyle sont décrits dans la publication de brevet US No. 2003/0 105 207 de Kleyer et al. Des organopoly- siloxanes à modification alcoxy peuvent également être utilisés, comme le diméthoxypolydiméthylsiloxane, le méthoxytriméthylsiloxypolydiméthylsiloxane, le diéthoxypolydiméthylsiloxane, l' éthoxytriméthylsiloxypolydiméthylsiloxane, etc. D'autres organopolysiloxanes appropriés sont ceux modifiés avec au moins un groupe fonctionnel aminé. Des exemples de tels polysiloxanes à fonction aminée comprennent les polydiméthylsiloxanes à fonction diaminées. Divers autres groupes fonctionnels polaires appropriés pour les organopolysiloxanes sont également décrits dans la publication de brevt US No. 2010/0 023 4517 de Plantenberg et al. Les résines époxy sont également particulièrement appropriées pour être utilisées comme élément polymère de retenue. Des exemples de résines époxy appropriées comprennent les résines époxy de type éther de glycidyle, comme les résines époxy de type bisphénol A, les résines époxy de type bisphénol F, les résines époxy de type phénol novolaque, les résines époxy de type orthocrésol novolaque, 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 époxy de type crésol novolaque, les résines époxy de type naphtalène, les résines époxy de type phénol aralkyle, les résines époxy de type cyclopentadiène, les résines époxy hétérocycliques, etc. D'autres résines adhésives conductrices appropriées peuvent également être décrites dans la publication de brevet US No. 2006/0 038 304 d'Osako et al. et dans le brevet US No. 7 554 793 de Chacko. Si cela est souhaité, des agents de durcissement peuvent également être utilisés dans l'élément polymère de retenue pour faciliter le durcissement. Les agents de durcissement constituent typiquement environ 0,1 % poids à environ 20 % poids de l'élément de retenue. Des exemples d'agents de durcissement comprennent les amines, les peroxides, les anhydrides, les composés phénoliques, les silanes, les composés d'anhydride 39 d'acide et leurs combinaisons. Des exemples spécifiques d'agents de durcissement appropriés sont le dicyandiamide, le 1-(2-cyanoéthyl) 2-éthyl-4- méthylimidazole, le 1-benzyl 2-méthylimidazole, l'éthyl cyano propyl imidazole, le 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-striazine et la 2,4-dicyano-6,2-undécylimidazolyl-(l)- éthyl-s-triazine, les sels d'imidazolium (comme le trimellitate de 1-cyanoéthyl-2-undécylimidazolium, l'isocyanurate de 2-méthylimidazolium, le tétraphénylborate de 2-éthyl-4-méthylimidazolium et le tétraphénylborate de 2-éthyl-1,4-diméthylimidazolium, etc.).

D'autres agents de durcissement utiles comprennent les composés de phosphine, comme la tributylphosphine, la triphénylphosphine, la tris(diméthoxyphényl)phosphine, la tris(hydroxypropyl)phosphine et la tris(cyanoéthyl)-phosphine ; les sels de phosphonium, comme le tétraphénylborate de tétraphénylphosphonium, le tétraphénylborate de méthyltributylphosphonium et le tétraphénylborate de méthyltricyanoéthylphosphonium) ; les amines, comme le 2,4,6-tris(diméthylaminométhyl)-phénol, la benzylméthylamine, la tétraméthylbutyl- guanidine, la N-méthylpipérazine et la 2-diméthylamino-1-pyrroline ; les sels d'ammonium, comme le tétraphénylborate de triéthylammonium ; les composés diazabicyclo, comme le 1,5-diazabicyclo[5,4,0]-7- undécène, le 1,5-diazabicyclo[4,3,0]-5-nonène et le 1,4-diazabicyclo[2,2,2]-octane ; les sels de composés de diazabicyclo, comme le tétraphénylborate, un sel de phénol, un sel de phénolnovolaque et un sel d'acide 2-éthylhexanoïque ; et ainsi de suite. D'autres additifs peuvent également être utilisés, comme des photoinitiateurs, des modificateurs de viscosité, des agents d'aide à la mise en suspension, des pigments, des agents de réduction de contrainte, des agents de couplage (par exemple, des agents de couplage à base de silane), des charges non conductrices (par exemple, l'argile, la silice, l'alumine, etc.), les agents de stabilisation, etc. Les photoinitiateurs appropriés peuvent comprendre, par exemple, la benzoïne, le benzoïne méthyl éther, le benzoïne éthyl éther, le benzoïne n-propyl éther, le benzoïn isobutyl éther, la 2,2-dihydroxy-2-phényl- acétophénone, la 2,2-diméthoxy-2-phénylacétophénone, la 2,2-diéthoxy-2-phénylacétophénone, la 2,2-diéthoxyacétophénone, la benzophénone, la 4,4-bisdialylamino- benzophénone, l'acide 4-diméthylaminobenzoïque, le 4-diméthylaminobenzoate d'alkyle, la 2-éthyl- anthraquinone, la xanthone, la thioxanthone, la 2-chlorothioxanthone, etc. Quand ils sont utilisés, ces additifs constituent typiquement environ 0,1 % en poids à 20 % en poids de la composition totale. En se référant à nouveau aux figures 1 à 3, par exemple, il est présenté un mode de réalisation dans lequel un élément polymère de retenue 197 est placé en contact avec une surface supérieure 181 et une surface arrière 177 de chaque élément de condensateur 120a et 120b. Bien qu'un seul élément de retenue soit présenté pour chaque élément, il doit être compris que des éléments de retenue séparés peuvent être utilisés pour 41 accomplir la même fonction. En effet, plus généralement, n'importe quel nombre d'éléments polymères de retenue peut être utilisé pour entrer en contact avec n'importe quelle surface souhaitée des éléments de condensateur.

Quand plusieurs éléments de retenue sont utilisés, ils peuvent être en contact les uns avec les autres ou rester physiquement séparés. Par exemple, dans un mode de réalisation, un second élément polymère de retenue (non représenté) peut être utilisé, cet élément polymère de retenue entrant en contact avec une surface supérieure 181 et une surface avant 179 de l'élément de condensateur 120a. Le premier élément polymère de retenue 197 et le second élément polymère de retenue (non représenté) peuvent ou non être en contact l'un avec l'autre. Dans un autre mode de réalisation, un élément polymère de retenue peut également être en contact avec une surface inférieure 183 et/ou les surfaces latérales 403a et 405a de l'élément de condensateur 120a, soit conjointement avec d'autres surfaces, soit à la place d'autres surfaces. Quelle que soit la manière avec laquelle il est utilisé, il est typiquement souhaitable que l'élément polymère de retenue soit également en contact avec au moins une surface du boîtier pour renforcer davantage la stabilisation mécanique de l'élément de condensateur afin d'éviter un délaminage éventuel. Par exemple, l'élément de retenue peut être en contact avec une surface interne d'une ou de plusieurs parois latérales, d'une paroi externe, d'un couvercle, etc. Sur les figures 1 à 3, par exemple, les éléments polymères de retenue 197 sont en contact avec les surfaces internes 107 et 109 du boîtier 122. Bien qu'il y ait un contact avec le boîtier, il est néanmoins souhaitable qu'au moins une partie de la cavité définie par le boîtier reste inoccupée pour permettre au gaz inerte de s'écouler 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 de condensateur et l'élément polymère de retenue, et dans certain mode de réalisation environ 10 % à environ 50 % du volume de la cavité. Une fois connecté de la manière souhaitée, l'assemblage résultant est scellé hermétiquement. En se référant de nouveau aux figures 1 à 3, par exemple, le boîtier 122 peut également comprendre un couvercle 125 qui est placé sur une surface supérieure des parois latérales 124 et 525 après le placement des éléments de condensateur 120a et 120b au sein du boîtier 122. Le couvercle 125 peut être formé à partir d'une céramique, d'un métal (par exemple, le fer, le cuivre, le nickel, le cobalt, etc., ainsi que leurs alliages), une matière plastique et ainsi de suite. Si cela est souhaité, un organe de scellement 187 peut être disposé entre le couvercle 125 et les parois latérales 124 et 525 pour aider à assurer une bonne étanchéité. Dans un mode de réalisation, par exemple, l'organe de scellement peut comprendre un joint verre-métal, bague Kovar® (Goodfellow Camridge Ltd.), etc. La hauteur des parois latérales 124 et 525 est généralement telle que le couvercle 125 n'est pas en contact avec une quelconque surface des éléments de condensateur 120a et 120b, de sorte qu'il n'est pas contaminé. L'élément polymère de retenue 197 facultatif peut ou non être en contact avec le couvercle 125. Quand il est placé dans la position souhaitée, le couvercle 125 est scellé hermétiquement aux parois latérales 124 et 525 au moyen de techniques connues, comme le soudage (par exemple, le soudage par résistance, le soudage au laser, etc.), le brasage, etc. Le scellement hermétique a lieu typiquement en présence d'une atmosphère gazeuse contenant au moins un gaz inerte afin d'inhiber l'oxydation de l'électrolyte solide pendant l'utilisation. Le gaz inerte peut comprendre, par exemple, l'azote, l'hélium, l'argon, le xénon, le néon, le krypton, le radon et ainsi de suite, ainsi que leurs mélanges. Typiquement, les gaz inertes constituent la majorité de l'atmosphère se trouvant dans le boîtier, comme environ 50 % en poids à 100 % en poids, dans certains modes de réalisation environ 75 % en poids à 100 % en poids, et dans certains modes de réalisation environ 90 % en poids à environ 99 % en poids de l'atmosphère. Si cela est souhaité, une quantité relativement petite de gaz non inerte peut également être utilisée, comme le dioxyde de carbone, l'oxygène, la vapeur d'eau, etc. Dans cette situation, 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 environ 0,01 % en poids à environ 1 % en poids de l'atmosphère au sein du boîtier. Par exemple, la teneur en humidité 44 (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 moins, et dans certains modes de réalisation d'environ 0,01 % à environ 5 %. Il doit être compris que les modes de réalisation décrits sont seulement des exemples et que diverses autres configurations peuvent être utilisées dans la présente invention. Par exemple, les modes de réalisation décrits ci-dessus sont connectés aux extrémités d'anode et de cathode au moyen d'éléments connecteur similaires. Cependant, ce n'est en aucun cas nécessaire, et des mécanismes de connexion différents peuvent être utilisés pour chaque élément de condensateur différent. De même, différentes extrémités peuvent également être utilisées. Dans un mode de réalisation, par exemple, des broches terminales peuvent être utilisées plutôt que des extrémités externes pouvant être montées en surface. De telles broches peuvent facultativement s'étendre à travers une paroi externe du boîtier. Grâce à la présente invention, l'ensemble condensateur peut présenter d'excellentes propriétés électriques même s'il est exposé à une température élevée et à une tension élevée. Par exemple, l'ensemble condensateur peut présenter une « tension de claquage » relativement élevée (tension à laquelle le condensateur tombe en panne), comme environ 35 volts ou plus, dans certains modes de réalisation environ 50 volts ou plus, dans certains modes de réalisation environ 60 volts ou plus, et dans certains modes de réalisation environ 60 volts à environ 100 volts, telle que déterminée par l'augmentation de la tension appliquée par incrément de de 3 volts jusqu'à ce que le courant de fuite atteigne 1 mA. De même, le condensateur peut également être capable de résister à des courants de choc relativement élevés, ce qui est également classique dans des applications à tension élevée. Par exemple, le courant maximal de choc peut être d'environ 2 fois le courant nominal ou plus, comme d'environ 40 ampères ou plus, dans certains modes de réalisation d'environ 60 ampères ou plus, et dans certains modes de réalisation d'environ 120 ampères à environ 250 ampères. De plus, la capacité peut 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 mF/cm2 à environ 50 mF/cm2, et dans certains modes de réalisation d'environ 8 mF/cm2 à environ 20 mF/cm2. La capacité peut être déterminée à une fréquence de fonctionnement de 120 Hz et à une température de 25 °C. De plus, l'ensemble condensateur peut également présenter un pourcentage relativement élevé de sa capacité humide, ce qui lui permet d'avoir seulement une petite perte de capacité et/ou une petite fluctuation de capacité en présence de l'humidité atmosphérique. Cette caractéristique de performance est quantifiée par le « pourcentage de capacité sèche sur humide », qui est déterminée par l'équation : Capacité sèche sur humide = (1-([humide - sèche]/humide)) x 100 Par exemple, l'ensemble condensateur de la présente invention peut présenter 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 condensateur peut également avoir une résistance-série équivalente (« ESR ») inférieure à environ 50 ohms, dans certains modes de réalisation inférieure à environ 25 ohms, dans certains modes de réalisation d'environ 0,01 ohm à environ 10 ohms, et dans certains modes de réalisation d'environ 0,05 ohm à environ 5 ohms, mesuree à une fréquence de fonctionnement de 100 kHz. De plus, le courant de fuite, qui désigne généralement le courant passant d'un conducteur vers un conducteur adjacent à travers un isolant, peut être maintenu à des niveaux relativement bas. 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 pA/pF*V, et dans certains modes de réalisation inférieure à environ 0,1 pA/pF*V, pA signifiant microampère et pF*V étant le produit de la capacité et de la tension nominale. Les propriétés électriques, telles que celles décrites ci-dessus, peuvent même être conservées après un vieillissement de longue durée à température élevée. Par exemple, les valeurs peuvent être maintenues pendant environ 100 heures ou plus, dans certains modes de réalisation pendant environ 300 heures à environ 3000 heures, et dans certains modes de réalisation pendant environ 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 situées dans la plage 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 se référant aux exemples suivants.

Procédures de test

Résistance-série équivalente (ESR) La résistance-série équivalente peut être mesurée au moyen d'un dispositif de mesure Keithley 3330 Precision LCZ avec des fils Kelvin avec une polarisation en CC de 2,2 volts et un signal sinusoïdal crête à crête de 0,5 volt. La fréquence de fonctionnement était de 100 Hz et la température était de 23 °C ± 2 °C.

Capacité La capacité a été mesurée au moyen d'un dispositif de mesure Keithley 3330 Precision LCZ avec des fils Kelvin avec une polarisation en CC de 2,2 volts et un signal sinusoïdal crête à crête de 0,5 volt. La fréquence de fonctionnement était de 120 Hz et la température était de 23 °C ± 2 °C.

Test de vibration La pièce a été soumise à la totalité de la gamme de fréquences de 10 Hz à 2000 Hz, puis renvoyée à 10 Hz et inversée en 20 minutes. Ce cycle a été effectué 12 fois dans chacune des 3 directions (36 fois au total), de sorte que le déplacement a été appliqué pendant une période totale d'environ 12 heures. L'amplitude de la vibration était de 3,0 mm à partir de 10 Hz jusqu'à la fréquence de transfert la plus élevée, puis une accélération de 20 g à 2000 Hz. Dix (10) échantillons du condensateur ont été soudés sur une plaque de test et utilisés dans ce test.

Exemple 1 Une anode au tantale (4,80 mm x 5,25 mm x 2,60 mm) a été soumise à une anodisation à 30 V dans un électrolyte liquide jusqu'à 150 pF. Un revêtement polymère conducteur a ensuite été formé par trempage de la totalité 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 procédé 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 %) jusqu'à ce que la dispersion atteigne l'épaulement de la pièce, comme représenté sur la figure 3. La pièce a été laissée dans la dispersion pendant 10 secondes, séchée à 125 °C pendant 30 minutes, puis refroidie jusqu'à température ambiante. Ce procédé a été répété 5 fois. La pièce a ensuite été recouverte de graphite et d'argent. Un matériau de grille de connexion à base de cuivre a été utilisé pour terminer le procédé d'assemblage. Un seul élément connecteur de cathode a été fixé à la surface inférieure de l'élément de condensateur au moyen d'un adhésif à base d'argent. Le fil de tantale de l'élément de condensateur a ensuite été soudé au laser à un élément connecteur d'anode. Deux éléments de condensateur ont été formés de la manière décrite ci-dessus, puis les éléments connecteurs d'anode et de cathode des grilles de connexion respectives ont été collés à une extrémité de cathode en or et soudés à une extrémité d'anode en or située à l'intérieur d'un boîtier en céramique ayant une longueur de 11,00 mm, une largeur de 12,50 mm et une épaisseur de 5,40 mm. Le boîtier comportait des plages de connexion recouvertes d'or sur la partie inférieure et interne du boîtier en céramique. L'adhésif utilisé pour la connexion de la cathode était une pâte d'argent (EPO-Tek E3035) et l'adhésif a été appliqué seulement entre les parties de grille de connexion et la plage de connexion recouverte d'or. Le soudage utilisé pour la connexion de l'anode était un soudage par résistance et une énergie de 190 W a été appliquée entre les parties de grille de connexion et la plage de connexion recouverte d'or du boîtier en céramique pendant 90 ms. L'ensemble a ensuite été chargé dans une étuve à convection pour refusion pour souder la pâte. Après la refusion, un matériau d'élément polymère de retenue (matériau thermorésistant Dow Corning® 736) a été appliqué au-dessus des parties d'anode et de cathode des éléments de condensateur et a été séché à 165 °C pendant 1,5 heure. Après cela, 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 placés au-dessus du récipient, près de la bague d'étanchéité du boîtier en céramique (bague Kovar® ayant une épaisseur de 0,30 mm), de manière à ce qu'il n'y ait aucun contact direct entre la surface interne du couvercle et la surface externe du condensateur fixé. L'ensemble résultant a été placé dans une chambre de soudage et purgé avec de l'azote gazeux pendant 120 minutes avant d'effectuer le soudage par joint de la bague étanchéité sur le couvercle. Aucun déverminage ou cicatrisation supplémentaires n'a été effectué après le soudage par joint. De multiples pièces (50) ont été préparées de cette manière.

Exemple 2 Une anode au tantale (4,80 mm x 10,50 mm x 2,60 mm) a été soumise à une anodisation à 30 V dans un électrolyte liquide jusqu'à 150 }IF. Un revêtement polymère conducteur a ensuite été formé par trempage de la totalité 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 procédé 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 %) jusqu'à ce que la dispersion atteigne l'épaulement. La pièce a été laissée dans la dispersion pendant 10 secondes, séchée à 125 °C pendant 30 minutes, puis refroidie jusqu'à température ambiante. Ce procédé a été répété 5 fois. La pièce a ensuite été recouverte de graphite et d'argent. Plusieurs pièces (50) ont ensuite été formées à partir des éléments de condensateur de la même manière que celle décrite ci-dessus. Les pièces des exemples 1 et 2 ont ensuite été testées pour déterminer leur performance électrique (c'est-à-dire, la capacité (« CAP ») et leur résistance-série équivalente (« ESR »)) avant et après le « test de vibration » décrit ci-dessus réalisé à une température de 25 °C. Les résultats médians sont présentés ci-dessous. Avant le test de Après le test de Échantillon vibration vibration CAP (}lF) ESR (mohm) CAP (11F) ESR (mohm) Exemple 1 270 57 263 71 Exemple 2 274 65 Circuit ouvert Comme indiqué, les ensembles condensateurs de l'exemple 2, qui contenaient une seule anode de grande 20 taille (longueur de 10,5 mm) étaient moins stables dans des conditions extrêmes que les ensembles multi-anode plus petits (longueur de 5,25 mm) utilisé dans l'exemple 1. Ces modifications et variations et d'autres 25 modifications et variations de la présente invention peuvent être mises en pratique par l'homme du métier sans s'écarter de l'esprit et de l'étendue de la présente invention. En outre, il doit être compris que les aspects des divers modes de réalisation sont interchangeables à la fois en totalité ou en partie. De plus, l'homme du métier comprendra que la description précédente est donnée seulement à titre d'exemple et qu'elle n'est pas destinée à limiter l'invention décrite en détail dans les revendications jointes.

Claims

REVENDICATIONS1. Ensemble de condensateur (100) comprenant : un boîtier (122) qui définit une cavité interne (126) ayant une atmosphère gazeuse qui contient un gaz inerte ; un premier élément de condensateur (120a) juxtaposé près d'un second élément de condensateur (120b), le premier et le second élément de condensateur (120a ; 120b) étant positionnés dans la cavité interne (126) et connectés au boîtier (122), les éléments de condensateur comprenant chacun une anode formée à partir d'un corps poreux fritté et oxydé par voie anodique et un électrolyte solide recouvrant l'anode, dans lequel chaque élément de condensateur (120a ; 120b) comprend en outre un fil d'anode (6) qui se prolonge dans une direction latérale à partir du corps poreux de l'anode, dans lequel le fil est positionné au sein de la cavité interne (126) du boîtier (122) ; une extrémité d'anode qui est en connexion électrique avec le fil d'anode (6) de chacun des 20 éléments de condensateur ; et une extrémité de cathode qui est en connexion électrique avec l'électrolyte solide de chacun des éléments de condensateur.
2. Ensemble de condensateur (100) selon la 25 revendication 1, dans lequel une surface latérale (403a) du premier élément de condensateur (120a) est positionnée adjacente et face à une surface latérale (403b) du second élément de condensateur (120b).
3. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, dans lequel le premier élément de condensateur (120a) possède une première surface principale et le second élément de condensateur (120b) possède une seconde surface principale, la première surface principale et la seconde surface principale étant connectées au boîtier (122).
4. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 3, dans lequel la première surface principale et la seconde surface principale sont généralement coplanaires.
5. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, comprenant en outre un élément connecteur (162) qui est électriquement connecté à au moins un des éléments de condensateur, l'élément connecteur (162) contenant une première partie qui est positionnée généralement perpendiculaire à la direction latérale du fil d'anode (6) et qui y est connectée.
6. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 5, dans lequel l'élément connecteur (162) contient en outre une seconde partie qui est généralement parallèle à la direction latérale dans laquelle le fil d'anode (6) se prolonge.
7. Ensemble de condensateur (100) selon la 25 revendication 6, dans lequel la seconde partie est positionnée au sein du boîtier (122).
8. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 6, dans lequel le premier élément de condensateur (120a) possède une première surface 30 principale qui est connectée au boîtier (122) par l'intermédiaire de l'élément connecteur (162).
9. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, dans lequel le corps poreux est formé à partir de tantale ou d'oxyde de niobium.
10. Ensemble de condensateur (100) selon la 5 revendication 1, dans lequel l'électrolyte solide comprend un polymère conducteur.
11. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 10, dans lequel le polymère conducteur est sous la forme d'une dispersion de particules. 10
12. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, dans lequel l'électrolyte solide comprend du dioxyde de manganèse.
13. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, dans lequel les éléments de 15 condensateur occupent environ 30 % en volume ou plus de la cavité interne (126).
14. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, dans lequel les gaz inertes constituent environ 50 % en poids à 100 % poids de 20 l'atmosphère gazeuse.
15. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, comprenant en outre un élément polymère de retenue (197) adjacent à et en contact avec une surface d'au moins un des éléments de condensateur 25 et une surface du boîtier (122).
16. Ensemble de condensateur (100) selon la revendication 1, dans lequel 2 à 4 éléments de condensateur sont positionnés dans la cavité interne (126) du boîtier (122).