JP2024503729A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

コンデンサ素子と、コンデンサ素子の表面から延びる陽極リードと、陽極リードと電気的に接続した陽極終端と、固体電解質と電気的に接続した陰極終端と、コンデンサ素子及び陽極リードを封入するケーシング材料とを備える、固体電解コンデンサが提供される。バリアコーティングは、コンデンサ素子の少なくとも一部の上に配置され、ケーシング材料と接触している。コーティングは、フッ素化成分及び非フッ素化成分を含むポリマー材料を含有する。ポリマー材料は、約１０℃～約１２０℃のガラス転移温度及び約２００℃～約３００℃の熱分解温度を有する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年１月１５日の出願日を有する米国仮特許出願第６３／１３７，８２５号の出願の利益を主張する。

固体電解コンデンサ（例えば、タンタルコンデンサ）は、典型的には金属粉末（例えば、タンタル）を金属リード線の周りにプレスし、プレスした部分を焼結し、焼結した陽極を陽極酸化し、その後、固体電解質を塗布することによって製造される。それらの有利な低い等価直列抵抗（「ＥＳＲ」）及び「非燃焼／非発火」故障モードのために、本質的導電性ポリマーが固体電解質としてしばしば使用される。例えば、このような電解質は、触媒及びドーパントの存在下で、３，４－ジオキシチオフェンモノマー（「ＥＤＯＴ」）のその場化学重合を通して形成され得る。しかしながら、その場重合ポリマーを使用する従来のコンデンサは、比較的高い漏洩電流（「ＤＣＬ」）を有し、高速スイッチオン又は動作電流スパイク中に経験されるような高電圧で故障する傾向がある。これらの問題を克服しようとして、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）及びポリ（スチレンスルホン酸）の複合体（「ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ」）から形成される分散体も使用されている。これらのコンデンサで一部の利益が達成されているが、それでも課題は残っている。例えば、陽極を導電性ポリマー分散体に浸漬すると、スラリーからの水分の存在により、ポリマー層に気泡が形成し得る。気泡は、完全に塗布されたポリマー層内に有効に捕捉される。したがって、乾燥中にこれらが蒸発すると、これらが実際にポリマー層の一部を引き剥がさせ、層が陽極体に接着する能力を低下させる不均一性又は「ブリスター」を表面に残し得る。高湿度及び／又は温度環境に曝露すると、これらのブリスターは、層を陽極体から離層させ、それによって、電気的接触の程度を低下させ、増加した漏洩電流及びＥＳＲをもたらし得る。

外部環境からコンデンサを保護し、コンデンサに良好な機械的安定性を提供するのを助けるために、コンデンサ素子はまた、陽極及び陰極終端の一部が表面に取り付けるために露出したままとなるように、ケーシング材料（例えば、エポキシ樹脂）で封入される。不幸なことに、コンデンサの製造（例えば、リフロー）中にしばしば使用される高温が、残留水分を蒸気として気化させ、この蒸気がかなりの力でケースから出て、ケーシング材料に微小亀裂を形成させ得ることが発見された。これらの微小亀裂は、コンデンサ素子からのケーシング材料の離層、及びまた電気特性の急速な劣化にもつながり得る。更に、酸素も陰極内に拡散して、高温で、特にコンデンサが高温に曝露された場合に、電気特性の劣化を更に増強し得る。

日本国特許公開番号２０２０－１００８０Ａ 日本国特許公開番号２０１７－１３２８３０Ａ 国際公開第２０１４／１９９４８０号 米国特許第６，１９７，２５２号 米国特許出願公開第２００７／００６４３７６号 米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号

よって、特に高温で、より優れた電気性能を示すことができる改善された固体電解コンデンサが必要とされている。

本発明の一実施形態によると、焼結多孔質陽極体、陽極体の上に重なる誘電体、及び誘電体の上に重なる固体電解質を含有するコンデンサ素子と；コンデンサ素子の表面から延びる陽極リードと；陽極リードと電気的に接続した陽極終端と；固体電解質と電気的に接続した陰極終端と；コンデンサ素子及び陽極リードを封入するケーシング材料とを備える、固体電解コンデンサが開示される。バリアコーティングは、コンデンサ素子の少なくとも一部の上に配置され、ケーシング材料と接触している。コーティングは、フッ素化成分及び非フッ素化成分を含むポリマー材料を含有する。ポリマー材料は、約１０℃～約１２０℃のガラス転移温度及び約２００℃～約３００℃の熱分解温度を有する。

本発明の他の特徴及び態様を以下で更に詳細に示す。

当業者に向けた、その最良の態様を含む、本発明の完全で実施可能な程度の開示を、特に添付の図面を参照する明細書の残りの部分で示す。

本発明により形成され得る固体電解コンデンサの一実施形態の概略図である。

本明細書及び図面における参照文字の繰り返しの使用は、本発明の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。

本議論が、例示的な実施形態の説明にすぎず、本発明のより広範な態様を限定することを意図しておらず、そのより広範な態様は例示的な構成で具体化されることが当業者によって理解されるべきである。

一般に、本発明は、多孔質陽極体、陽極体の上に重なる誘電体、及び誘電体の上に重なる固体電解質を含むコンデンサ素子を含有する固体電解コンデンサに関する。陽極リードは、陽極体から延び、陽極終端と電気的に接触している。陰極終端も同様に固体電解質と電気的に接触している。更に、ケーシング材料は、コンデンサ素子及び陽極リードを封入し、外部接触のために陽極終端及び陰極終端の少なくとも一部を露出させたままにする。離層及び酸素拡散の可能性を最小化するのを助けるために、コンデンサ素子の少なくとも一部を覆い、ケーシング材料と接触しているバリアコーティングもコンデンサに使用される。

バリアコーティングは、例えばＪＩＳ Ｋ ７１２１：２０１２（例えば、１０℃／分の温度上昇速度で）に従って決定される、約１０℃～約１２０℃、一部の実施形態では約２０℃～約１００℃、一部の実施形態では約３０℃～約８０℃、一部の実施形態では約３５℃～約５０℃のガラス転移温度を有するポリマー材料を含有する。ポリマー材料の熱分解温度も比較的高く、例えば約２００℃～約３００℃、一部の実施形態では約２１０℃～約２９０℃、一部の実施形態では約２２０℃～約２８０℃である。熱分解温度は、示差熱質量同時測定装置（例えば、ＴＧ／ＤＴＡ６３００、Ｈｉｔａｃｈｉ社）を使用して５℃／分の速度で５０℃から４５０℃まで加熱した場合のポリマー材料の質量変化を測定することによって得られるグラフから決定され得る。熱分解温度は、質量が減少し始める点及び曲線の勾配が最大になる点での外挿の温度である。理論によって制限されることを意図するものではないが、このような制御されたガラス転移温度及び熱分解温度を有する材料は、水分及び酸素に対するバリアとして作用し得るだけでなく、得られたコーティングにケーシング材料への増強した接着度を付与するのを助けることができ、それによりコンデンサの製造中にしばしば経験される高温（例えば、リフロー）に曝露された場合にコンデンサ素子から離層する可能性が低くなると考えられる。

所望の特性を有する様々なポリマー材料のいずれかがバリアコーティングに使用され得る。ポリマー材料は、例えば、典型的には、少なくとも１つのフッ素化成分及び少なくとも１つの非フッ素化成分を含有する。これらの成分は、単純に一緒にブレンドされてポリマー材料を形成する別個の材料（例えば、ポリマー、オリゴマー、又は非ポリマー化合物）であり得る。或いは、これらの成分は、単一コポリマーの別個の異なるモノマー繰り返し単位であり得る。にもかかわらず、フッ素化成分は、典型的にはポリマー材料の約３０質量％～約８０質量％、一部の実施形態では、約４０質量％～約７５質量％を構成し、非フッ素化成分は、約２０質量％～約７０質量％、一部の実施形態では、約２５質量％～約６０質量％を構成する。

フッ素化成分は、例えば、フルオロカーボンであり得る。フルオロカーボンは、典型的には１～１２個の炭素原子、一部の実施形態では、１～８個の炭素原子、一部の実施形態では、１～６個の炭素原子を有するフルオロアルキル基、例えば－ＣＦ_３、－ＣＦ_２ＣＦ_３、－（ＣＦ_２）_２ＣＦ_３、－ＣＦ（ＣＦ_３）_２、－（ＣＦ_２）_３ＣＦ_３、－ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）_２、－Ｃ（ＣＦ_３）_３、－（ＣＦ_２）_４ＣＦ_３、－（ＣＦ_２）_２ＣＦ（ＣＦ_３）_２、－ＣＦ_２Ｃ（ＣＦ_３）_３、－ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、－（ＣＦ_２）_５ＣＦ_３、及び－（ＣＦ_２）_３ＣＦ（ＣＦ_３）_２を含有する。フルオロカーボンはまた、３～２０個の原子の炭素鎖長、一部の実施形態では６～１２個の炭素原子長、一部の実施形態では、８～１０個の炭素原子長を有するエチレン性不飽和基を含有し得る。このような基の例としては、オレフィン（例えば、直鎖状、環状等）、（メタ）アクリレート等が挙げられ得る。本明細書で使用される場合、「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリル及びメタクリル、並びにその塩又はエステル、例えばアクリレート及びメタクリレートを含む。（メタ）アクリレートは非置換であってもよいし、アルキル基（例えば、直鎖状オレフィン、シクロオレフィン等）で置換されていてもよい。このような（メタ）アクリレートの例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ－プロピルアクリレート、ｉ－プロピルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、ｓ－ブチルアクリレート、１－ブチルアクリレート、ｔ－ブチルアクリレート、ｎ－アミルアクリレート、ｉ－アミルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ｎ－ヘキシルアクリレート、２－エチルブチルアクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、ｎ－オクチルアクリレート、ｎ－デシルアクリレート、ｎ－ステアリルアクリレート、メチルシクロヘキシルアクリレート、ベヘニルアクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、２－ヒドロキシエチルメタクリレート、ｎ－プロピルメタクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、ｉ－プロピルメタクリレート、ｉ－ブチルメタクリレート、ｎ－アミルメタクリレート、ｎ－ヘキシルメタクリレート、ｉ－アミルメタクリレート、ｓ－ブチル－メタクリレート、ｔ－ブチルメタクリレート、２－エチルブチルメタクリレート、メチルシクロヘキシルメタクリレート、ｎ－オクチルメタクリレート、ｎ－デシルメタクリレート、ｎ－ステアリルメタクリレート、シンナミルメタクリレート、クロチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロペンチルメタクリレート、２－エトキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート等、並びにこれらの組合せが挙げられ得る。１つの特定の実施形態では、例えば、フルオロカーボンが、フルオロアルキル置換（メタ）アクリレート、例えばペルフルオロブチル（メタ）アクリレート、ペルフルオロヘキシル（メタ）アクリレート、ペルフルオロヘプチル（メタ）アクリレート、ペルフルオロクチル（メタ）アクリレート、ペルフルオロノニル（メタ）アクリレート、ペルフルオロデシル（メタ）アクリレート、ペルフルオロウンデシル（メタ）アクリレート、ペルフルオロドデシル（メタ）アクリレート等、並びにこれらの混合物である。

上に示されるように、ポリマー材料はまた、別個の材料（例えば、ポリマー、オリゴマー、非ポリマー化合物）であり得る非フッ素化成分又はフッ素化成分と非フッ素化成分の両方を含有するコポリマーの別個の異なるモノマー繰り返し単位も含む。当然、フッ素化成分がポリマーでもコポリマーのモノマー繰り返し単位でもない実施形態では、非フッ素化成分がポリマー又はコポリマーのモノマー繰り返し単位であることが典型的には望ましい。にもかかわらず、非フッ素化成分は、典型的にはエチレン性不飽和基、例えば上記の（メタ）アクリレートを含有する。アルキル置換（メタ）アクリレート、例えばｎ－ステアリルメタクリレート、ｎ－ステアリルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート等が特に好ましい。１つの特定の実施形態では、ポリマー材料が、フッ素化モノマー繰り返し単位、例えば上記のフルオロアルキル置換（メタ）アクリレート、並びに非フッ化モノマー繰り返し単位、例えば上記のアルキル置換（メタ）アクリレートを含有するコポリマーを含む。このようなポリマーは、任意の公知の技術、例えば溶液重合、懸濁重合、又は乳化重合を使用して製造され得る。所望であれば、重合開始剤、例えば２，２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル、ジメチル－２，２’－アゾビス－２－メチルプロピオネート、２，２’－アゾビスイソブチロニトリル、ラウロイルペルオキシド等を使用して重合プロセスを促進することができる。このような重合技術の具体例は、例えば、日本国特許公開番号２０２０－１００８０Ａ及び２０１７－１３２８３０Ａに記載されている。

その塗布を補助するために、バリアコーティングは、典型的には室温で液体である有機溶媒と組み合わせてポリマー材料を含有するコーティング配合物の形態で最初に提供され得る。使用される場合、このような溶媒は、典型的には配合物の約７０質量％～約９９．９質量％、一部の実施形態では約８０質量％～約９９．８質量％、一部の実施形態では約９０質量％～約９９．５質量％を構成し、ポリマー材料は、溶液の約０．１質量％～約３０質量％、一部の実施形態では約０．２質量％～約２０質量％、一部の実施形態では、約０．５質量％～約１０質量％を構成し得る。使用される溶媒は、部分的には、ポリマー材料の性質に依存するが、一般的には有機アルコール、炭化水素溶媒、フッ素化炭化水素溶媒等を含む。例えば、フルオロポリマーで使用するのに特に適した溶媒には、フッ素化炭化水素溶媒、例えばヒドロフルオロエーテル、フッ素化ケトン、フッ素化脂肪族オレフィン、フッ素化芳香族オレフィン（例えば、キシレンヘキサフルオリド）等が含まれる。１つの特定の実施形態では、例えば、コーティング配合物が、以下の一般式：
（Ｒ^１－Ｏ）_ｘ－Ｒ^２
（式中、
ｘは１又は２であり、
Ｒ^１及びＲ^２の一方はペルフルオロ脂肪族又はペルフルオロ環状基であり、他方は脂肪族又は環状炭化水素基である）
を有するヒドロフルオロエーテルを含有し得る。例えば、Ｒ^１及び／又はＲ^２は、置換及び非置換のアルキル、アリール、及びアルキルアリール基並びにそれらの誘導体を含み得る。適切なヒドロフルオロエーテルの代表的な例としては、以下の化合物：Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣＨ_３、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＯＣＨ_３、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_４Ｆ_９Ｏ（ＣＦ_２）_３ＯＣＨ_３、Ｃ_３Ｆ_７ＣＦ（ＯＣ_２Ｈ_５）ＣＦ（ＣＦ_３）_２、Ｃ_２Ｆ_５ＣＦ（ＯＣＨ_３）ＣＦ（ＣＦ_３）_２、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_４ＯＣ_４Ｆ_９等が挙げられる。特に適しているのは、その両方が構造Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５によって表される、エチルペルフルオロイソブチルエーテル及びエチルペルフルオロブチルエーテルである。いったん塗布したら、コーティングを乾燥、加熱、及び／又は硬化して残っている溶媒を除去し、所望の位置でポリマー材料のコーティングを残すことができる。

バリアコーティングの特定の性質に対する選択的な制御を通して、得られたコンデンサは、製造中の離層に対して耐性になり得るので、様々な条件下で優れた電気特性を示すことができる。例えば、「非密閉型表面実装部品に関する吸湿／リフロー耐性の分類」（Ｊ－ＳＴＤ－０２０Ｅ、２０１４年１２月）試験に供すると、得られたコンデンサは、以下の基準に従って、少なくとも５（例えば、５、４、３、２ａ、２、又は１）、場合によっては少なくとも４（例えば、４、３、２ａ、２、又は１）、場合によっては少なくとも３（例えば、３、２ａ、２、又は１）、場合によっては少なくとも２ａ（例えば、２ａ、２、又は１）、場合によっては少なくとも２（例えば、２又は１）の、場合によっては１に等しい湿度感度レベル（Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｌｅｖｅｌ）を示すことができる：

コンデンサはまた、温度約２３℃、周波数１２０Ｈｚで測定される、約２０マイクロファラッド（μＦ）以上、一部の実施形態では約２５μＦ以上、一部の実施形態では約３０～約１００μＦ、一部の実施形態では、約４０～約８０μＦの乾燥静電容量を示し得る。静電容量値は、高温でさえ依然として安定なままであることができる。例えば、コンデンサは、温度約８０℃以上、一部の実施形態では約１００℃～約１８０℃、一部の実施形態では、約１０５℃～約１５０℃（例えば、約１０５℃、１２５℃、又は１５０℃）でかなりの期間にわたって、例えば約１００時間以上、一部の実施形態では、約１５０時間～約３，０００時間（例えば、５００、１，０００、１，５００、２，０００、２，５００、又は３，０００時間）「高温貯蔵」試験に曝露し、次いで、約１～２時間回復させた後でさえ、上述の範囲内の温度約２３℃での老化静電容量値を示し得る。例えば、一実施形態では、コンデンサが、温度１５０℃で３，０００時間高温貯蔵試験に曝露した後（回復時間１～２時間）、上述の範囲内の老化静電容量値（２３℃）を示し得る。この点について、「高温貯蔵試験」に供した後の２３℃での老化静電容量の「高温貯蔵試験」前の２３℃での初期静電容量に対する比は、約０．６～１、一部の実施形態では約０．７～１、一部の実施形態では約０．８～１、一部の実施形態では、約０．９～１であり得る。

コンデンサは、他の良好な電気特性を示し得る。例えば、コンデンサは、比較的低い等価直列抵抗（「ＥＳＲ」）、例えば動作周波数１００ｋＨｚ及び温度約２３℃で測定される、約２００ｍΩ以下、一部の実施形態では約１５０ｍΩ以下、一部の実施形態では約０．０１～約１００ｍΩ、一部の実施形態では、約０．１～約６０ｍΩを示し得る。静電容量値と同様に、上記の「高温貯蔵」試験後の老化ＥＳＲも安定で、上述の範囲内のままであり得る。例えば、一実施形態では、「高温貯蔵試験」に供した後の２３℃での老化ＥＳＲの「高温貯蔵試験」前の２３℃での初期ＥＳＲに対する比が、約１０以下、一部の実施形態では約８以下、一部の実施形態では約５以下、一部の実施形態では約０．７～４、一部の実施形態では約０．８～３、一部の実施形態では、１～約２であり得る。

コンデンサはまた、印加電圧（例えば、定格電圧又は定格電圧の倍数、例えば１．１Ｘ定格電圧）に約６０秒間の期間供した後に温度約２３℃でわずか約５０マイクロアンペア（「μＡ」）以下、一部の実施形態では約４０μＡ以下、一部の実施形態では約３０μＡ以下、一部の実施形態では約２０μＡ以下、一部の実施形態では約１０μＡ以下、一部の実施形態では約９μＡ以下、一部の実施形態では約０．０１～約８μＡのＤＣＬを示し得る。注目すべきことに、低いＤＣＬ値は、様々な温度でさえ依然として安定なままであることができる。例えば、コンデンサは、例えば約８０℃～約１５０℃（例えば、約８５℃）の高温にかなりの期間にわたって、例えば約１００時間以上、一部の実施形態では、約１２０時間～約１，５００時間（例えば、１２０、２５０、５００、１，０００、又は１，５００時間）曝露し、次いで、約１～２時間回復させた後、上述の範囲内の低いＤＣＬを示し得る。例えば、一実施形態では、コンデンサが、温度８５℃の試験に１，５００時間供した後（回復時間１～２時間）、上述の範囲内の老化ＤＣＬ値（２３℃）を示し得る。この点について、「高温試験」に供した後の２３℃での老化ＤＣＬの「高温試験」前の２３℃での初期ＤＣＬに対する比は、約１０以下、一部の実施形態では約５以下、一部の実施形態では約２以下、一部の実施形態では約１以下、一部の実施形態では約０．０５～約０．８、一部の実施形態では、約０．１～約０．５であり得る。

ＤＣＬはまた、高い相対湿度レベル（上に示される高温を用いる又は用いない）、例えば約４０％以上、一部の実施形態では約４５％以上、一部の実施形態では約５０％以上、一部の実施形態では、約７０％以上（例えば、約８５％～１００％）での「高湿度試験」に上述のかなりの期間にわたって供した後に安定なままであり得る。相対湿度は、例えば、ＡＳＴＭ Ｅ３３７－０２、方法Ａ（２００７）に従って決定され得る。例えば、コンデンサは、湿度レベル８５％及び温度８５℃にかなりの期間にわたって、例えば約１００時間以上、一部の実施形態では、約１２０時間～約１，５００時間（例えば、１２０、２５０、５００、１，０００、又は１，５００時間）曝露し、次いで、約１～２時間回復させた後、上述の範囲内の老化ＤＣＬ値（２３℃）を示し得る。例えば、高湿度レベル（例えば、約８５％）及び高温（例えば、約８５℃）に１，５００時間曝露した後（回復時間１～２時間）のコンデンサの老化ＤＣＬ（２３℃）のこのような試験前の初期ＤＣＬに対する比は、約１０以下、一部の実施形態では約５以下、一部の実施形態では約２以下、一部の実施形態では約１以下、一部の実施形態では約０．０５～約０．８、一部の実施形態では、約０．１～約０．５であり得る。

コンデンサの様々な実施形態をここで更に詳細に記載する。

Ｉ．コンデンサ素子
Ａ．陽極体
コンデンサ素子は、焼結多孔質体上に形成された誘電体を含有する陽極を含む。多孔質陽極体は、バルブメタル（すなわち、酸化が可能な金属）又はバルブメタル系化合物、例えばタンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン、これらの合金、これらの酸化物、これらの窒化物等を含有する粉末から形成され得る。粉末は、典型的にはタンタル塩（例えば、フルオロタンタル酸カリウム（Ｋ_２ＴａＦ_７）、フルオロタンタル酸ナトリウム（Ｎａ_２ＴａＦ_７）、五塩化タンタル（ＴａＣｌ_５）等）を還元剤と反応させる還元プロセスから形成される。還元剤は、液体、ガス（例えば、水素）、又は固体、例えば金属（例えば、ナトリウム）、金属合金、若しくは金属塩の形態で提供され得る。例えば、一実施形態では、タンタル塩（例えば、ＴａＣｌ_５）を温度約９００℃～約２，０００℃、一部の実施形態では約１，０００℃～約１，８００℃、一部の実施形態では、約１，１００℃～約１，６００℃で加熱して蒸気を形成し、これをガス状還元剤（例えば、水素）の存在下で還元することができる。このような還元反応の追加の詳細は、Ｍａｅｓｈｉｍａらの国際公開第２０１４／１９９４８０号に記載され得る。還元後、生成物を冷却、粉砕、及び洗浄して粉末を形成することができる。

粉末の比電荷は、典型的には所望の用途に応じて約２，０００～約６００，０００マイクロファラッド^＊ボルト／グラム（「μＦ^＊Ｖ／ｇ」）で変化する。例えば、ある特定の実施形態では、約１００，０００～約５５０，０００μＦ^＊Ｖ／ｇ、一部の実施形態では約１２０，０００～約５００，０００μＦ^＊Ｖ／ｇ、一部の実施形態では、約１５０，０００～約４００，０００μＦ^＊Ｖ／ｇの比電荷を有する高電荷粉末が使用され得る。他の実施形態では、約２，０００～約１００，０００μＦ^＊Ｖ／ｇ、一部の実施形態では約５，０００～約８０，０００μＦ^＊Ｖ／ｇ、一部の実施形態では、約１０，０００～約７０，０００μＦ^＊Ｖ／ｇの比電荷を有する低電荷粉末が使用され得る。当技術分野で公知のように、比電荷は、使用される陽極酸化電圧を静電容量に掛け、次いで、この積を陽極酸化電極体の質量で割ることによって決定され得る。

粉末は、一次粒子を含有する自由流動性、微細粉末であり得る。粉末の一次粒子は、一般的に、例えば場合により粒子を７０秒間の超音波振動に供した後に、ＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社によって製造されたレーザー粒径分布分析装置（例えば、ＬＳ－２３０）を使用して決定される、約５～約５００ナノメートル、一部の実施形態では約１０～約４００ナノメートル、一部の実施形態では、約２０～約２５０ナノメートルのメジアン径（Ｄ５０）を有する。一次粒子は、典型的には三次元粒状形状（例えば、結節状又は角状）を有する。このような粒子は、典型的には比較的低い「アスペクト比」（粒子の平均直径又は幅を平均厚さで割ったもの）（「Ｄ／Ｔ」）を有する。例えば、粒子のアスペクト比は、約４以下、一部の実施形態では約３以下、一部の実施形態では、約１～約２であり得る。一次粒子に加えて、粉末は、他のタイプの粒子、例えば一次粒子を凝集する（又は集塊する）ことによって形成される二次粒子も含有し得る。このような二次粒子は、約１～約５００マイクロメートル、一部の実施形態では、約１０～約２５０マイクロメートルのメジアン径（Ｄ５０）を有し得る。

粒子の凝集は、粒子を加熱することによって、及び／又は結合剤の使用を通して生じ得る。例えば、凝集は、温度約０℃～約４０℃、一部の実施形態では約５℃～約３５℃、一部の実施形態では、約１５℃～約３０℃で行われ得る。適切な結合剤には同様に、例えば、ポリ（ビニルブチラール）；ポリ（酢酸ビニル）；ポリ（ビニルアルコール）；ポリ（ビニルピロリドン）；セルロース系ポリマー、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びメチルヒドロキシエチルセルロース；アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン；ポリエチレングリコール（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．社製のＣａｒｂｏｗａｘ）；ポリスチレン、ポリ（ブタジエン／スチレン）；ポリアミド、ポリイミド、及びポリアクリルアミド、高分子量ポリエーテル；エチレンオキシドとプロピレンオキシドのコポリマー；フルオロポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、及びフルオロオレフィンコポリマー；アクリルポリマー、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリ（低級アルキルアクリレート）、ポリ（低級アルキルメタクリレート）及び低級アルキルアクリレートとメタクリレートのコポリマー；並びに脂肪酸及びワックス、例えばステアリン及び他の石鹸脂肪酸、植物性ワックス、マイクロワックス（精製パラフィン）等が含まれ得る。

得られた粉末を、任意の従来の粉末プレス装置を使用して圧縮してペレットを形成することができる。例えば、ダイ及び１つ又は複数のパンチを含有するシングルステーション圧縮プレスであるプレス金型が使用され得る。或いは、ダイ及び単一ロアパンチのみを使用するアンビル型圧縮プレス金型が使用され得る。シングルステーション圧縮プレス金型は、いくつかの基本的なタイプ、例えば様々な能力、例えば単動、複動、フローティングダイ、可動盤、対向ラム、スクリュー、インパクト、ホットプレス、コイニング又はサイジングを有するカム、トグル／ナックル及び偏心式／クランクプレスで入手可能である。粉末は、ワイヤ、シート等の形態であり得る陽極リードの周りに圧縮され得る。リードは、陽極体から長手方向に延びることができ、任意の導電性材料、例えばタンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン等、並びにこれらの導電性酸化物及び／又は窒化物から形成され得る。リードの接続は、他の公知の技術を使用して、例えば形成中（例えば、圧縮及び／又は焼結前）に、リードを陽極体に溶接する又はリードを陽極体に埋め込むことによっても達成され得る。

いずれの結合剤も、真空下、ある特定の温度（例えば、約１５０℃～約５００℃）で数分間ペレットを加熱することによって圧縮した後に除去され得る。或いは、結合剤は、Ｂｉｓｈｏｐらの米国特許第６，１９７，２５２号に記載されるようにペレットを水溶液と接触させることによっても除去され得る。その後、ペレットを焼結して多孔質一体塊を形成する。ペレットは、典型的には温度約７００℃～約１８００℃、一部の実施形態では約８００℃～約１７００℃、一部の実施形態では、約９００℃～約１４００℃で、約５分間～約１００分間、一部の実施形態では、約８分間～約１５分間焼結される。これは一段階又は複数段階で行われ得る。所望であれば、焼結は、酸素原子の陽極への移動を制限する雰囲気中で行われ得る。例えば、焼結は、還元雰囲気、例えば真空、不活性ガス、水素等中で行われ得る。還元雰囲気は、圧力約１０トル～約２０００トル、一部の実施形態では約１００トル～約１０００トル、一部の実施形態では、約１００トル～約９３０トルであり得る。水素と他のガス（例えば、アルゴン又は窒素）の混合物も使用され得る。

Ｂ．誘電体
陽極はまた誘電体でコーティングされる。誘電体は、誘電体層が陽極上及び／又は内に形成されるように、焼結陽極を陽極酸化する（ａｎｏｄｉｃａｌｌｙ ｏｘｉｄｉｚｉｎｇ）（「陽極酸化する（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）」）ことによって形成され得る。例えば、タンタル（Ｔａ）陽極は五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）に陽極酸化され得る。典型的には、陽極酸化は、例えば陽極を電解質に浸漬することによって、最初に溶液を陽極に塗布することによって実施される。溶媒、例えば水（例えば、脱イオン水）が一般的に使用される。イオン伝導率を増強するために、溶媒中で解離してイオンを形成することができる化合物が使用され得る。このような化合物の例としては、例えば、電解質に関して以下に記載される酸が挙げられる。例えば、酸（例えば、リン酸）は、陽極酸化溶液の約０．０１質量％～約５質量％、一部の実施形態では約０．０５質量％～約０．８質量％、一部の実施形態では、約０．１質量％～約０．５質量％を構成し得る。所望であれば、酸のブレンドも使用され得る。

電流を陽極酸化溶液に通過させると誘電体層が形成される。化成電圧の値により、誘電体層の厚さが管理される。例えば、要求される電圧に達するまで、電源を最初にガルバノスタットモードで設定することができる。その後、電源をポテンショスタットモードに切り替えて、陽極の表面全体にわたって所望の誘電体厚が形成されることを確実にすることができる。当然、他の公知の方法、例えばパルス又はステップポテンショスタット法も使用され得る。陽極酸化が行われる電圧は、典型的には約４～約２５０Ｖ、一部の実施形態では、約５～約２００Ｖ、一部の実施形態では、約１０～約１５０Ｖの範囲である。酸化中、陽極酸化溶液を高温、例えば約３０℃以上、一部の実施形態では約４０℃～約２００℃、一部の実施形態では、約５０℃～約１００℃で維持することができる。陽極酸化を室温又はそれ未満で行うこともできる。得られた誘電体層は、陽極の表面上及びその細孔内に形成され得る。

必要ではないが、ある特定の実施形態では、誘電体層は、陽極の外面の上に重なる第１の部分及び陽極の内面の上に重なる第２の部分を有するので、陽極の全体にわたって異なる厚さを有し得る。このような実施形態では、第１の部分が、その厚さが第２の部分の厚さよりも大きくなるように選択的に形成される。しかしながら、誘電体層の厚さが特定の領域内で均一である必要はないことが理解されるべきである。例えば、外面に隣接した誘電体層のある特定の部分は、実際、内面の層のある特定の部分よりも薄くなり得、逆もまた同様であり得る。それにもかかわらず、誘電体層は、外面の層の少なくとも一部が内面の少なくとも一部よりも大きな厚さを有するように形成され得る。これらの厚さの正確な差は特定の用途に応じて変化し得るが、第１の部分の厚さの第２の部分の厚さに対する比は、典型的には約１．２～約４０、一部の実施形態では約１．５～約２５、一部の実施形態では、約２～約２０である。

異なる厚さを有する誘電体層を形成するために、多段階プロセスが一般的に使用される。プロセスの各段階で、焼結陽極を陽極酸化（「陽極酸化」）して誘電体層（例えば、五酸化タンタル）を形成する。陽極酸化の第１の段階中に、比較的小さな化成電圧、例えば約１～約９０ボルト、一部の実施形態では約２～約５０ボルト、一部の実施形態では約５～約２０ボルトの範囲の化成電圧を典型的に使用して、所望の誘電体厚が内部領域について達成されることを確実にする。次いで、その後、焼結体をプロセスの第２の段階で陽極酸化して、誘電体の厚さを所望のレベルまで増加させることができる。これは、一般的に第１の段階中に使用されるよりも高い電圧、例えば約５０～約３５０ボルト、一部の実施形態では約６０～約３００ボルト、一部の実施形態では、約７０～約２００ボルトの範囲の化成電圧で、電解質中で陽極酸化することによって達成される。第１及び／又は第２の段階中、電解質を約１５℃～約９５℃、一部の実施形態では約２０℃～約９０℃、一部の実施形態では、約２５℃～約８５℃の範囲内の温度で維持することができる。

陽極酸化プロセスの第１及び第２の段階中に使用される電解質は同じであっても異なっていてもよい。しかしながら、典型的には、異なる溶液を使用して誘電体層の外側部分でのより大きな厚さの獲得をより良く促進するのを助けることが望ましい。例えば、有意な量の酸化皮膜が陽極の内面上に形成するのを防ぐために、第２の段階で使用される電解質が第１の段階で使用される電解質よりも低いイオン伝導率を有することが望まれ得る。この点について、第１の段階中に使用される電解質は、酸性化合物、例えば硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、ボロン酸等を含有し得る。このような電解質は、温度２５℃で決定される、約０．１～約１００ｍＳ／ｃｍ、一部の実施形態では約０．２～約２０ｍＳ／ｃｍ、一部の実施形態では、約１～約１０ｍＳ／ｃｍの導電率を有し得る。第２の段階中に使用される電解質は、典型的にはヒドロニウムイオン濃度が細孔内の電荷通過の結果として細孔内で上昇するように、弱酸の塩を含有する。イオン輸送又は拡散は、電荷のバランスをとるために必要に応じて弱酸アニオンが細孔に入るようなものである。結果として、主導電性種（ヒドロニウムイオン）の濃度は、ヒドロニウムイオン、酸性アニオン、及び非解離酸の間の平衡の確立で低下するので、導電性の低い種が形成される。導電性種の濃度の低下は、電解質における比較的高い電圧降下をもたらし、これが内部での更なる陽極酸化を妨げるが、高い導電率が続く領域では外側でより厚い酸化物層が構築され、より高い化成電圧になる。適切な弱酸塩には、例えば、ホウ酸、ボロン酸、酢酸、シュウ酸、乳酸、アジピン酸等のアンモニウム又はアルカリ金属塩（例えば、ナトリウム、カリウム等）が含まれ得る。特に適切な塩には、四ホウ酸ナトリウム及び五ホウ酸アンモニウムが含まれる。このような電解質は、典型的には温度２５℃で決定される、約０．１～約２０ｍＳ／ｃｍ、一部の実施形態では約０．５～約１０ｍＳ／ｃｍ、一部の実施形態では、約１～約５ｍＳ／ｃｍの導電率を有する。

所望であれば、陽極酸化の各段階を１サイクル又は複数サイクル繰り返して所望の誘電体厚を達成することができる。更に、第１及び／又は第２の段階後に陽極を別の溶媒（例えば、水）ですすいで、又は洗浄して、電解質を除去することもできる。

Ｃ．固体電解質
固体電解質は、誘電体の上に重なり、一般的にコンデンサの陰極として機能する。固体電解質は、当技術分野で公知の材料、例えば導電性ポリマー（例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等）、二酸化マンガン等を含み得る。例えば、一実施形態では、固体電解質が、非本質的及び／又は本質的導電性ポリマー粒子を含有する１つ又は複数の層を含有する。このような粒子を使用する１つの利点は、これらが、イオン移動により高電場下で絶縁破壊を引き起こし得る、従来のその場重合プロセス中に生成されるイオン性種（例えば、Ｆｅ^２＋又はＦｅ^３＋）の存在を最小化することができることである。よって、その場重合を介するのではなく予備重合された粒子として導電性ポリマーを施用することによって、得られたコンデンサが比較的高い「絶縁破壊電圧」を示し得る。所望であれば、固体電解質が１つ又は複数の層から形成され得る。複数の層が使用される場合、層の１つ又は複数がその場重合によって形成された導電性ポリマーを含むことが可能である。しかしながら、極めて高い絶縁破壊電圧を達成することが望まれる場合、固体電解質は、望ましくはその場重合を介して形成された導電性ポリマーを概して含まないように、上記の導電性粒子から主に形成され得る。使用される層の数にかかわらず、得られた固体電解質は、典型的には約１マイクロメートル（μｍ）～約２００μｍ、一部の実施形態では約２μｍ～約５０μｍ、一部の実施形態では、約５μｍ～約３０μｍの合計厚さを有する。

チオフェンポリマーは、固体電解質に使用するのに特に適している。例えば、ある特定の実施形態では、以下の式（Ｉ）：

（式中、
Ｒ_７は、直鎖状又は分枝状Ｃ_１～Ｃ_１８アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｎ－若しくはイソ－プロピル、ｎ－、イソ－、ｓｅｃ－若しくはｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、１－メチルブチル、２－メチルブチル、３－メチルブチル、１－エチルプロピル、１，１－ジメチルプロピル、１，２－ジメチルプロピル、２，２－ジメチルプロピル、ｎ－ヘキシル、ｎ－へプチル、ｎ－オクチル、２－エチルヘキシル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル、ｎ－ウンデシル、ｎ－ドデシル、ｎ－トリデシル、ｎ－テトラデシル、ｎ－ヘキサデシル、ｎ－オクタデシル等）；Ｃ_５～Ｃ_１２シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル等）；Ｃ_６～Ｃ_１４アリール基（例えば、フェニル、ナフチル等）；Ｃ_７～Ｃ_１８アラルキル基（例えば、ベンジル、ｏ－、ｍ－、ｐ－トリル、２，３－、２，４－、２，５－、２－６、３－４－、３，５－キシリル、メシチル等）であり、
ｑは０～８、一部の実施形態では、０～２、一部の実施形態では０の整数である）
の繰り返し単位を有する「非本質的」導電性チオフェンポリマーが固体電解質に使用され得る。１つの特定の実施形態では、「ｑ」が０であり、ポリマーがポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）である。このようなポリマーを形成するのに適したモノマーの１つの商業的に適した例は３，４－エチレンジオキシチオフェンであり、これはＣｌｅｖｉｏｕｓ（商標）Ｍという呼称でＨｅｒａｅｕｓ社から入手可能である。

式（Ｉ）のポリマーは、一般的に典型的にはポリマーに共有結合していない別個の対イオンの存在を要求する程度まで「非本質的」導電性であると考えられる。対イオンは、導電性ポリマーの電荷を打ち消すモノマー又はポリマーアニオンであり得る。ポリマーアニオンは、例えば、ポリマーカルボン酸（例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸等）；ポリマースルホン酸（例えば、ポリスチレンスルホン酸（「ＰＳＳ」）、ポリビニルスルホン酸等）等のアニオンであり得る。酸はまたコポリマー、例えばビニルカルボン酸及びビニルスルホン酸と他の重合性モノマー、例えばアクリル酸エステル及びスチレンのコポリマーであり得る。同様に、適切なモノマーアニオンには、例えば、Ｃ_１～Ｃ_２０アルカンスルホン酸（例えば、ドデカンスルホン酸）；脂肪族ペルフルオロスルホン酸（例えば、トリフルオロメタンスルホン酸、ペルフルオロブタンスルホン酸又はペルフルオロクタンスルホン酸）；脂肪族Ｃ_１～Ｃ_２０カルボン酸（例えば、２－エチル－ヘキシルカルボン酸）；脂肪族ペルフルオロカルボン酸（例えば、トリフルオロ酢酸又はペルフルオロクタン酸）；Ｃ_１～Ｃ_２０アルキル基によって場合により置換された芳香族スルホン酸（例えば、ベンゼンスルホン酸、ｏ－トルエンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸又はドデシルベンゼンスルホン酸）；シクロアルカンスルホン酸（例えば、カンファースルホン酸又はテトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、パークロレート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロアルセネート又はヘキサクロロアンチモネート）等のアニオンが含まれる。特に適切な対アニオンはポリマーアニオン、例えばポリマーカルボン酸又はスルホン酸（例えば、ポリスチレンスルホン酸（「ＰＳＳ」））である。このようなポリマーアニオンの分子量は、典型的には約１，０００～約２，０００，０００、一部の実施形態では、約２，０００～約５００，０００の範囲である。

ポリマーに共有結合したアニオンによって少なくとも部分的に埋め合わされる主鎖上に位置する正電荷を有する本質的導電性ポリマーも使用され得る。例えば、適切な本質的導電性チオフェンポリマーの一例は、以下の式（ＩＩ）：

（式中、
Ｒは（ＣＨ_２）_ａ－Ｏ－（ＣＨ_２）_ｂ－Ｌ（式中、Ｌは結合又はＨＣ（［ＣＨ_２］_ｃＨである）であり、
ａは０～１０、一部の実施形態では０～６、一部の実施形態では、１～４（例えば、１）であり、
ｂは１～１８、一部の実施形態では１～１０、一部の実施形態では、２～６（例えば、２、３、４、又は５）であり、
ｃは０～１０、一部の実施形態では０～６、一部の実施形態では、１～４（例えば、１）であり、
Ｚはアニオン、例えばＳＯ_３ ^－、Ｃ（Ｏ）Ｏ^－、ＢＦ_４ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、ＳｂＦ_６ ^－、Ｎ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２ ^－、Ｃ_４Ｈ_３Ｏ_４ ^－、ＣｌＯ_４ ^－等であり、
Ｘはカチオン、例えば水素、アルカリ金属（例えば、リチウム、ナトリウム、ルビジウム、セシウム、又はカリウム）、アンモニウム等である）
の繰り返し単位を有し得る。

１つの特定の実施形態では、式（ＩＩ）中のＺが、本質的導電性ポリマーが以下の式（ＩＩＩ）：

（式中、Ｒ及びＸは上に定義される）
の繰り返し単位を含有するようなスルホネートイオンである。式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）中、ａは、好ましくは１であり、ｂは、好ましくは３又は４である。同様に、Ｘは、好ましくはナトリウム又はカリウムである。

所望であれば、ポリマーが他の種類の繰り返し単位を含有するコポリマーであり得る。このような実施形態では、式（ＩＩ）の繰り返し単位が、典型的にはコポリマー中の繰り返し単位の総量の約５０ｍｏｌ％以上、一部の実施形態では約７５ｍｏｌ％～約９９ｍｏｌ％、一部の実施形態では、約８５ｍｏｌ％～約９５ｍｏｌ％を構成する。当然、ポリマーが、１００ｍｏｌ％の式（ＩＩ）の繰り返し単位を含有する程度にホモポリマーであってもよい。このようなホモポリマーの具体例としては、ポリ（４－（２，３－ジヒドロチエノ－［３，４－ｂ］［１，４］ジオキシン－２－イルメトキシ）－１－ブタン－スルホン酸，塩）及びポリ（４－（２，３－ジヒドロチエノ－［３，４－ｂ］［１，４］ジオキシン－２－イルメトキシ）－１－プロパンスルホン酸，塩）が挙げられる。

ポリマーの特定の性質にかかわらず、得られた導電性ポリマー粒子は、典型的には約１～約８０ナノメートル、一部の実施形態では約２～約７０ナノメートル、一部の実施形態では、約３～約６０ナノメートルの平均サイズ（例えば、直径）を有する。粒子の直径は、公知の技術を使用して、例えば超遠心機、レーザー回折等によって決定され得る。粒子の形状も同様に変化し得る。例えば、１つの特定の実施形態では、粒子が球形状である。しかしながら、他の形状、例えばプレート、ロッド、ディスク、バー、チューブ、不規則形状等も本発明によって企図されることが理解されるべきである。

必ずしも要求されないが、導電性ポリマー粒子は分散体の形態で塗布され得る。分散体中の導電性ポリマーの濃度は、分散体の所望の粘度及び分散体がコンデンサ素子に塗布される特定の方法に応じて変化し得る。しかしながら、典型的には、ポリマーが、分散体の約０．１～約１０質量％、一部の実施形態では約０．４～約５質量％、一部の実施形態では、約０．５～約４質量％を構成する。分散体はまた、得られた固体電解質の全体的な特性を増強するための１つ又は複数の成分を含有し得る。例えば、分散体は、ポリマー層の接着性を更に増強し、また分散体内の粒子の安定性を増加させるための結合剤を含有し得る。結合剤は、本質的に有機であり得、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ酪酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸アミド、ポリメタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸アミド、ポリアクリロニトリル、スチレン／アクリル酸エステル、酢酸ビニル／アクリル酸エステル及びエチレン／酢酸ビニルコポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシド樹脂、シリコーン樹脂又はセルロースであり得る。架橋剤を使用して結合剤の接着能力を増強することもできる。このような架橋剤には、例えば、メラミン化合物、マスクドイソシアネート、又は架橋性ポリマー、例えばポリウレタン、ポリアクリレート若しくはポリオレフィン、及びその後の架橋が含まれ得る。分散剤を使用して、層を陽極に塗布する能力を促進することもできる。適切な分散剤には、溶媒、例えば脂肪族アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｉ－プロパノール及びブタノール）、脂肪族ケトン（例えば、アセトン及びメチルエチルケトン）、脂肪族カルボン酸エステル（例えば、酢酸エチル及び酢酸ブチル）、芳香族炭化水素（例えば、トルエン及びキシレン）、脂肪族炭化水素（例えば、ヘキサン、ヘプタン及びシクロヘキサン）、塩素化炭化水素（例えば、ジクロロメタン及びジクロロエタン）、脂肪族ニトリル（例えば、アセトニトリル）、脂肪族スルホキシド及びスルホン（例えば、ジメチルスルホキシド及びスルホラン）、脂肪族カルボン酸アミド（例えば、メチルアセトアミド、ジメチルアセトアミド及びジメチルホルムアミド）、脂肪族及び芳香脂肪族（ａｒａｌｉｐｈａｔｉｃ）エーテル（例えば、ジエチルエーテル及びアニソール）、水、並びに前記溶媒のいずれかの混合物が含まれる。特に適切な分散剤は水である。

上述のものに加えて、更に他の成分を分散体に使用してもよい。例えば、約１０ナノメートル～約１００マイクロメートル、一部の実施形態では約５０ナノメートル～約５０マイクロメートル、一部の実施形態では、約１００ナノメートル～約３０マイクロメートルの径を有する従来の充填剤が使用され得る。このような充填剤の例としては、炭酸カルシウム、ケイ酸塩、シリカ、硫酸カルシウム又はバリウム、水酸化アルミニウム、ガラス繊維又は球、木粉、セルロース粉末、カーボンブラック、導電性ポリマー等が挙げられる。充填剤は粉末形態で分散体に導入され得るが、別の形態、例えば繊維で存在してもよい。

表面活性物質、例えばイオン性又は非イオン性界面活性剤も分散体に使用され得る。更に、接着剤、例えば有機官能性シラン又はその加水分解産物、例えば３－グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、３－アミノプロピル－トリエトキシシラン、３－メルカプトプロピル－トリメトキシシラン、３－メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン又はオクチルトリエトキシシランが使用され得る。分散体はまた、導電性を増加させる添加剤、例えばエーテル基含有化合物（例えば、テトラヒドロフラン）、ラクトン基含有化合物（例えば、γ－ブチロラクトン又はγ－バレロラクトン）、アミド又はラクタム基含有化合物（例えば、カプロラクタム、Ｎ－メチルカプロラクタム、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ－メチルホルムアニリド、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ－オクチルピロリドン、又はピロリドン）、スルホン及びスルホキシド（例えば、スルホラン（テトラメチレンスルホン）又はジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ））、糖又は糖誘導体（例えば、ショ糖、グルコース、フルクトース、又はラクトース）、糖アルコール（例えば、ソルビトール又はマンニトール）、フラン誘導体（例えば、２－フランカルボン酸又は３－フランカルボン酸）、アルコール（例えば、エチレングリコール、グリセロール、ジ－又はトリエチレングリコール）を含有し得る。

分散体は様々な公知の技術を使用して、例えばスピンコーティング、含浸、注入、滴下塗布、注射、噴霧、ドクターブレーディング、ブラッシング、印刷（例えば、インクジェット、スクリーン、若しくはパッド印刷）、又は浸漬によって塗布され得る。分散体の粘度は、典型的には約０．１～約１００，０００ｍＰａｓ（１００秒^－１のせん断速度で測定）、一部の実施形態では約１～約１０，０００ｍＰａｓ、一部の実施形態では約１０～約１，５００ｍＰａｓ、一部の実施形態では、約１００～約１０００ｍＰａｓである。

ｉ．内層
固体電解質は、一般的に１つ又は複数の「内」導電性ポリマー層から形成される。この文脈における「内」という用語は、直接であれ別の層（例えば、プレコート層）を介してであれ、誘電体の上に重なる１つ又は複数の層を指す。１つ又は複数の内層が使用され得る。例えば、固体電解質は、典型的には２～３０個、一部の実施形態では４～２０個、一部の実施形態では、約５～１５個の内層（例えば、１０個の層）を含有する。内層は、例えば、上記の本質的及び／又は非本質的導電性ポリマー粒子を含有し得る。例えば、このような粒子は、内層の約５０質量％以上、一部の実施形態では約７０質量％以上、一部の実施形態では、約９０質量％以上（例えば、１００質量％）を構成し得る。代替実施形態では、内層が、その場重合された導電性ポリマーを含有し得る。このような実施形態では、その場重合されたポリマーが、内層の約５０質量％以上、一部の実施形態では約７０質量％以上、一部の実施形態では、約９０質量％以上（例えば、１００質量％）を構成し得る。

ｉｉ．外層
固体電解質はまた、内層の上に重なり、異なる材料から形成される１つ又は複数の任意選択の「外」導電性ポリマー層を含有し得る。例えば、外層は非本質的導電性ポリマー粒子を含有し得る。１つの特定の実施形態では、外層が、非本質的導電性ポリマー粒子がそれぞれの外層の約５０質量％以上、一部の実施形態では約７０質量％以上、一部の実施形態では、約９０質量％以上（例えば、１００質量％）を構成するので、このような非本質的導電性ポリマー粒子から主に形成される。１つ又は複数の外層が使用され得る。例えば、固体電解質は、２～３０個、一部の実施形態では４～２０個、一部の実施形態では、約５～１５個の外層を含有し得、その各々が非本質的導電性ポリマー粒子の分散体から場合により形成され得る。

Ｄ．外部ポリマーコーティング
外部ポリマーコーティングも固体電解質の上に重なり得る。外部ポリマーコーティングは、上記のような、予備重合された導電性ポリマー粒子（例えば、非本質的導電性ポリマー粒子の分散体）から形成された１つ又は複数の層を含有し得る。外部コーティングは、コンデンサ本体の縁領域に更に浸透して誘電体への接着を増加させ、より機械的に堅牢な部品をもたらすことができ、これにより等価直列抵抗及び漏洩電流が減少し得る。陽極体の内部に含浸させるのではなく、縁被覆度を改善することが一般的に意図されているので、外部コーティングに使用される粒子は、典型的には固体電解質に使用されるよりも大きな径を有する。例えば、外部ポリマーコーティングに使用される粒子の平均サイズの固体電解質の任意の分散体に使用される粒子の平均サイズに対する比は、典型的には約１．５～約３０、一部の実施形態では約２～約２０、一部の実施形態では、約５～約１５である。例えば、外部コーティングの分散体に使用される粒子は、約８０～約５００ナノメートル、一部の実施形態では約９０～約２５０ナノメートル、一部の実施形態では、約１００～約２００ナノメートルの平均サイズを有し得る。

所望であれば、架橋剤を外部ポリマーコーティングに使用して固体電解質への接着度を増強させることもできる。典型的には、架橋剤が、外部コーティングに使用される分散体の塗布前に塗布される。適切な架橋剤は、例えば、Ｍｅｒｋｅｒらの米国特許出願公開第２００７／００６４３７６号に記載されており、例えば、アミン（例えば、ジアミン、トリアミン、オリゴマーアミン、ポリアミン等）；多価金属カチオン、例えばＭｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｃｅ又はＺｎの塩又は化合物、ホスホニウム化合物、スルホニウム化合物等を含む。特に適切な例としては、例えば、１，４－ジアミノシクロヘキサン、１，４－ビス（アミノ－メチル）シクロヘキサン、エチレンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，７－ヘプタンジアミン、１，８－オクタンジアミン、１，９－ノナンジアミン、１，１０－デカンジアミン、１，１２－ドデカンジアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチル－１，４－ブタンジアミン等、並びにこれらの混合物が挙げられる。

架橋剤は、典型的にはそのｐＨが、２５℃で決定される１～１０、一部の実施形態では２～７、一部の実施形態では、３～６である溶液又は分散体から塗布される。酸性化合物を使用して所望のｐＨレベルを達成するのを助けることができる。架橋剤のための溶媒又は分散体の例としては、水又は有機溶媒、例えばアルコール、ケトン、カルボン酸エステル等が挙げられる。架橋剤は、任意の公知のプロセス、例えばスピンコーティング、含浸、キャスティング、滴下塗布、噴霧塗布、蒸着、スパッタリング、昇華、ナイフコーティング、塗装、又は印刷、例えばインクジェット、スクリーン若しくはパッド印刷によってコンデンサ本体に塗布され得る。架橋剤は、塗布したら、ポリマー分散体の塗布前に乾燥させることができる。その後、所望の厚さが達成されるまで、このプロセスを繰り返すことができる。例えば、架橋剤及び分散体層を含む、外部ポリマーコーティング全体の全厚さは、約１～約５０μｍ、一部の実施形態では約２～約４０μｍ、一部の実施形態では、約５～約２０μｍの範囲であり得る。

Ｅ．陰極コーティング
所望であれば、コンデンサ素子は、固体電解質及び他の任意の層（例えば、外部ポリマーコーティング）の上に重なる陰極コーティングも使用することができる。陰極コーティングは、ポリマーマトリックス内に分散した複数の導電性金属粒子を含む金属粒子層を含有し得る。粒子は、典型的には層の約５０質量％～約９９質量％、一部の実施形態では約６０質量％～約９８質量％、一部の実施形態では、約７０質量％～約９５質量％を構成し、ポリマーマトリックスは、典型的には層の約１質量％～約５０質量％、一部の実施形態では約２質量％～約４０質量％、一部の実施形態では、約５質量％～約３０質量％を構成する。

導電性金属粒子は、様々な異なる金属、例えば銅、ニッケル、銀、ニッケル、亜鉛、スズ、鉛、銅、アルミニウム、モリブデン、チタン、鉄、ジルコニウム、マグネシウム等、並びにこれらの合金から形成され得る。銀が層に使用するのに特に適した導電性金属である。金属粒子はしばしば、比較的小さなサイズ、例えば約０．０１～約５０マイクロメートル、一部の実施形態では約０．１～約４０マイクロメートル、一部の実施形態では、約１～約３０マイクロメートルの平均サイズを有する。典型的には、ただ１つの金属粒子層が使用されるが、所望であれば、複数の層が使用され得ることを理解すべきである。このような層の全厚さは、典型的には約１μｍ～約５００μｍ、一部の実施形態では約５μｍ～約２００μｍ、一部の実施形態では約１０μｍ～約１００μｍの範囲内にある。

ポリマーマトリックスは、典型的には本質的に熱可塑性又は熱硬化性であり得るポリマーを含む。しかしながら、典型的には、ポリマーは、銀イオンのエレクトロマイグレーションに対するバリアとして作用することができるように、及びまた陰極コーティングへの水吸着の程度を最小化するために比較的少量の極性基を含有するように選択される。この点について、本発明者らは、ビニルアセタールポリマー、例えばポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール等がこの目的に特に適していることを見出した。例えば、ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをアルデヒド（例えば、ブチルアルデヒド）と反応させることによって形成され得る。この反応は典型的には完全ではないので、ポリビニルブチラールは、一般的に残留ヒドロキシル含有量を有する。しかしながら、この含有量を最小化することによって、ポリマーが有する、高程度の水分吸着をもたらし、銀イオン移動をもたらすような強極性基の程度を少なくすることができる。例えば、ポリビニルアセタール中の残留ヒドロキシル含有量は、約３５ｍｏｌ％以下、一部の実施形態では約３０ｍｏｌ％以下、一部の実施形態では、約１０ｍｏｌ％～約２５ｍｏｌ％であり得る。このようなポリマーの市販品の一例は、「ＢＨ－Ｓ」（ポリビニルブチラール）という呼称でＳｅｋｉｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．社から入手可能である。

陰極コーティングを形成するために、典型的には導電性ペーストを、固体電解質の上に重なるコンデンサに塗布する。１つ又は複数の有機溶媒が一般的にペーストに使用される。様々な異なる有機溶媒、例えばグリコール（例えば、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、エトキシジグリコール、及びジプロピレングリコール）；グリコールエーテル（例えば、メチルグリコールエーテル、エチルグリコールエーテル、及びイソプロピルグリコールエーテル）；エーテル（例えば、ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン）；アルコール（例えば、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソ－プロパノール、及びブタノール）；トリグリセリド；ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトン）；エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチレングリコールエーテルアセテート、及びメトキシプロピルアセテート）；アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルカプリル／カプリン脂肪酸アミド及びＮ－アルキルピロリドン）；ニトリル（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル及びベンゾニトリル）；スルホキシド又はスルホン（例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及びスルホラン）等、並びにこれらの混合物が一般的に使用され得る。有機溶媒は、典型的にはペーストの約１０質量％～約７０質量％、一部の実施形態では約２０質量％～約６５質量％、一部の実施形態では、約３０質量％～約６０質量％を構成する。典型的には、金属粒子は、ペーストの約１０質量％～約６０質量％、一部の実施形態では約２０質量％～約４５質量％、一部の実施形態では、約２５質量％～約４０質量％を構成し、樹脂マトリックスは、ペーストの約０．１質量％～約２０質量％、一部の実施形態では約０．２質量％～約１０質量％、一部の実施形態では、約０．５質量％～約８質量％を構成する。

ペーストは、比較的低い粘度を有し、それにより容易に扱うこと、及びコンデンサ素子に塗布することが可能になり得る。粘度は、例えば、速度１０ｒｐｍ及び温度２５℃で作動するＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ－１粘度計（コーンプレート型）で測定される、約５０～約３，０００センチポアズ、一部の実施形態では約１００～約２，０００センチポアズ、一部の実施形態では、約２００～約１，０００センチポアズの範囲であり得る。所望であれば、増粘剤又は他の粘度調整剤をペーストに使用して粘度を増加又は低下させることができる。更に、塗布されるペーストの厚さは比較的薄くてもよく、依然として所望の特性を達成することができる。例えば、ペーストの厚さは、約０．０１～約５０マイクロメートル、一部の実施形態では約０．５～約３０マイクロメートル、一部の実施形態では、約１～約２５マイクロメートルであり得る。金属ペーストは、塗布したら、場合により乾燥させて、ある特定の化合物、例えば有機溶媒を除去することができる。例えば、乾燥は、温度約２０℃～約１５０℃、一部の実施形態では約５０℃～約１４０℃、一部の実施形態では、約８０℃～約１３０℃で行われ得る。

Ｆ．その他の成分
所望であれば、コンデンサは、当技術分野で公知のように、その他の層を含有することもできる。例えば、ある特定の実施形態では、銀層と固体電解質の接触を更に制限するのを助けることができるカーボン層（例えば、グラファイト）が、固体電解質と銀層との間に配置され得る。更に、例えば以下で更に詳細に記載される、誘電体の上に重なり、有機金属化合物を含むプレコート層も使用され得る。

ＩＩ．終端
所望の層が形成されたら、コンデンサに、上に示される終端を提供することができる。より具体的には、コンデンサが、コンデンサ素子の陽極リードが電気的に接続されている陽極終端及びコンデンサ素子の固体電解質が電気的に接続されている陰極終端を含有する。任意の導電性材料、例えば導電性金属（例えば、銅、ニッケル、銀、ニッケル、亜鉛、スズ、パラジウム、鉛、銅、アルミニウム、モリブデン、チタン、鉄、ジルコニウム、マグネシウム、及びこれらの合金）を使用して終端を形成することができる。特に適切な導電性金属には、例えば、銅、銅合金（例えば、銅－ジルコニウム、銅－マグネシウム、銅－亜鉛、又は銅－鉄）、ニッケル、及びニッケル合金（例えば、ニッケル－鉄）が含まれる。終端の厚さは、一般的にコンデンサの厚さを最小化するように選択される。例えば、終端の厚さは、約０．０５～約１ミリメートル、一部の実施形態では約０．０５～約０．５ミリメートル、及び約０．０７～約０．２ミリメートルの範囲であり得る。１つの例示的な導電性材料は、Ｗｉｅｌａｎｄ社（ドイツ）から入手可能な銅－鉄合金金属板である。所望であれば、終端の表面は、最終的な部品が回路基板に実装可能であることを保証するために、当技術分野で公知のように、ニッケル、銀、金、スズ等で電気めっきされ得る。１つの特定の実施形態では、終端の両面がそれぞれニッケル及び銀フラッシュでめっきされ、実装面もスズはんだ層でめっきされる。

当技術分野で公知の任意の技術を使用して、終端をコンデンサ素子に接続することができる。例えば、一実施形態では、陰極終端及び陽極終端を規定するリードフレームが提供され得る。コンデンサ素子をリードフレームに取り付けるために、導電性接着剤を最初に陰極終端の表面に塗布することができる。導電性接着剤は、例えば、樹脂組成物に含有される導電性金属粒子を含み得る。金属粒子は、銀、銅、金、白金、ニッケル、亜鉛、ビスマス等であり得る。樹脂組成物は、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、硬化剤（例えば、酸無水物）、及びカップリング剤（例えば、シランカップリング剤）を含み得る。適切な導電性接着剤は、Ｏｓａｋｏらの米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号に記載され得る。様々な技術のいずれかを使用して導電性接着剤を陰極終端に塗布することができる。例えば、その実用的で経費節約になる利点のために、印刷技術を使用することができる。当技術分野で公知の任意の技術、例えば機械溶接、レーザー溶接、導電性接着剤等を使用して、陽極リードを陽極終端に電気的に接続することもできる。陽極リードを陽極終端に電気的に接続したら、次いで、導電性接着剤を硬化させて、電解コンデンサが陰極終端に十分に接着されていることを保証することができる。

例えば、図１を参照すると、コンデンサ３０が、上面３７、下面３９、前面３６、裏面３８、第１の側面３５、及び反対側の側面（図示せず）を有するコンデンサ素子３３と電気的に接続した陽極終端６２及び陰極終端７２を含むものとして示されている。陰極終端７２は、例えば導電性接着剤を介して、コンデンサ素子のいずれかの面と電気的に接触して提供され得る。例えば、例示される実施形態では、陰極終端７２が、上面３７と概して平行であり、これに隣接する第１の構成要素７３、及び下面３９と概して平行であり、これに隣接する第２の構成要素７５を含有する。第１の構成要素７３はまた、上面３７と電気的に接触している。陰極終端７２はまた、第１の構成要素７３及び第２の構成要素７５と垂直の方向に概して延びる第３の構成要素７７も含有し得る。所望であれば、第３の構成要素７７はまた、コンデンサ素子３３の裏面３８と電気的に接触して提供され得る。陽極終端６２も同様に、コンデンサ素子３３の下面３９と概して平行な第１の構成要素６３、及び陽極リード１６と概して平行な第２の構成要素６７を含有する。更に、陽極終端６２は、第１の構成要素６３と概して垂直な第３の構成要素６４、及び第２の構成要素６７と概して垂直であり、陽極リード１６に隣接して位置する第４の構成要素６９を含み得る。例示される実施形態では、第２の構成要素６７及び第４の構成要素６９が、陽極リード１６との接続のための領域５１を規定する。図１に描かれていないが、領域５１は、リード１６の表面接触及び機械的安定性を更に増強するために「Ｕ字形」を有し得る。

当技術分野で公知の任意の技術を使用して、終端をコンデンサ素子に接続することができる。例えば、一実施形態では、陰極終端７２及び陽極終端６２を規定するリードフレームが提供され得る。コンデンサ素子３３をリードフレームに取り付けるために、導電性接着剤４９を最初に陰極終端７２の表面に塗布することができる。一実施形態では、陽極終端６２及び陰極終端７２が図１に示される位置に折りたたまれる。その後、コンデンサ素子３３が、その下面３９が接着剤４９と接触し、陽極リード１６が領域５１と接触するように陰極終端７２上に配置される。その後、当技術分野で公知の任意の技術、例えば機械溶接、レーザー溶接、導電性接着剤等を使用して、陽極リード１６が領域５１と電気的に接続される。例えば、陽極リード１６は、レーザーを使用して陽極終端６２に溶接され得る。レーザーは、一般的に誘導放出によって光子を放出することができるレーザー媒質及びレーザー媒質の元素を励起するエネルギー源を含む共鳴器を含有する。他の種類の適切なレーザーは、レーザー媒質が、ネオジム（Ｎｄ）をドープされたアルミニウム及びイットリウムガーネット（ＹＡＧ）からなるものである。励起粒子はネオジムイオンＮｄ^３＋である。エネルギー源は、連続エネルギーをレーザー媒質に提供して、連続レーザービームを放射する、又はエネルギー放出を提供してパルスレーザービームを放射することができる。陽極リード１６を陽極終端６２に電気的に接続したら、その後、導電性接着剤を硬化させることができる。例えば、熱プレスを使用して熱及び圧力を印加して、電解コンデンサ素子３３が接着剤４９によって陰極終端７２に十分に接着していることを保証することができる。

ＩＩＩ．バリアコーティング
上に示されるように、バリアコーティングは、コンデンサ素子の少なくとも一部の上に配置され、ケーシング材料と接触している。１つ又は複数のコーティングを使用することができる。例えば、コーティングは、コンデンサ素子の表面の少なくとも一部、例えばコンデンサ素子の前面、底面、及び／又は上面と接触し得る。場合により、バリアコーティングはまた、陽極終端及び／又は陰極終端の少なくとも一部の上に配置され得る。例えば、一実施形態では、陽極終端の少なくとも一部を覆うバリアコーティングが使用され得る。同様に、コーティングは陽極リードの少なくとも一部とも接触し得る。別の実施形態では、陰極終端の少なくとも一部を覆うバリアコーティングが使用され得る。このような実施形態では、コーティングがコンデンサ素子の表面の少なくとも一部、例えば裏面、上面、及び／又は底面とも接触し得る。例えば、再び図１を参照すると、コンデンサ３０は、陽極終端６２上にあるバリアコーティング９０を有するように示される。より具体的には、例示される実施形態では、コーティング９０が、領域５１が全体的に覆われるように、陽極終端６２の第２の構成要素及び第４の構成要素６９と接触している。コーティング９０はまた、陽極リード１６の少なくとも一部と、特にリード１６が陽極終端６２と接続している領域５１を囲む位置で接触している。当然、コーティングは、他の構成でも提供され、所望の面上に配置され得ると理解されるべきである。例えば、一実施形態では、コーティングが、陽極終端６２の第２の構成要素６７のみと接触し得る。

その位置にかかわらず、バリアコーティングは、様々な公知の技術を使用して、例えばスピンコーティング、含浸、注入、滴下塗布、注射、噴霧、ドクターブレーディング、ブラッシング、印刷（例えば、インクジェット、スクリーン、若しくはパッド印刷）、又は浸漬によってコーティング配合物を部品に塗布することによって形成され得る。コーティング配合物は、塗布したら、乾燥、加熱、及び／又は硬化させて残っている溶媒を除去して、ポリマー材料のコーティングを所望の位置に残すことができる。

ＩＶ．ケーシング材料
示されるように、コンデンサ素子及び陽極リードは、陽極終端及び陰極終端の少なくとも一部が回路基板上に実装するために露出されるように、ケーシング材料で全体的に封入される。例えば、再び図１を参照すると、コンデンサ素子３３及び陽極リード１６は、陽極終端６２の一部及び陰極終端７２の一部が露出したままになるように、ケーシング材料２８内に封入され得る。更に、上述のように、ケーシング材料２８の少なくとも一部もバリアコーティング９０と接触している。

ケーシング材料は多種多様な材料から形成され得る。例えば、一実施形態では、ケーシング材料が、疎水性であり得る硬化性樹脂マトリックスから形成され得る。例えば、ある特定の実施形態では、樹脂マトリックスが、少なくとも２つのシアン酸エステル基を含有するポリシアネートを含有し得る。例えば、ポリシアネートは、硬化したら、トリアジン環を有するポリシアヌレートを形成し得る。炭素－窒素及び炭素－酸素結合に関連する双極子が相殺されているトリアジン環の高度の対称性のために、得られたポリシアヌレートは比較的高程度の吸湿耐性を有することができる。適切なポリシアネートには、例えば、ビスフェノールＡジシアネート；４，４’－ジヒドロキシジフェニル、４，４’－ジヒドロキシジフェニルオキシド、レゾルシニル、ヒドロキノン、４，４’－チオジフェノール、４，４’－スルホニルジフェニル、３，３’，５，５’－テトラブロモビスフェノールＡ、２，２’，６，６’－テトラブロモビスフェノールＡ、２，２’－ジヒドロキシジフェニル、３，３’－ジメトキシビスフェノールＡ、４，４’－ジヒドロキシジフェニルカーボネート、ジシクロペンタジエンジフェノール、４，４’－ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４’－ジヒドロキシジフェニルメタン、トリシクロペンタジエンジフェノール等のジシアネート；トリス（ヒドロキシフェニル）メタンのトリシアネート、２，２’，４，４’－テトラヒドロキシジフェニルメタンのテトラシアネート、フェノールホルムアルデヒド縮合生成物（ノボラック）のポリシアネート；ジシクロペンタジエン及びフェノール縮合生成物のポリシアネート等が含まれ得る。所望であれば、ポリシアネートが、２つ以上の環式環を含有する１つ又は複数の多環式脂肪族基、例えばシクロペンタジエン、ノルボルナン、ボルナン、ノルボルナジエン、テトラヒドロインデン（ｔｒａｈｙｄｒｏｉｎｄｅｎｅ）、メチルテトラヒドロインデン、ジシクロペンタジエン、ビシクロ－（２，２，ｌ）－ヘプタ－２，５－ジエン、５－メチレン－２－ノルボルネン、５－エチリデン－２－ノルボルネン、５－プロペニル－２－ノルボルネン、５－（４－シクロペンテニル）－２－ノルボルネン、５－シクロヘキシリデン－２－ノルボルネン、５－ビニル－２－ノルボルネン等を含むＣ_７～Ｃ_２０多環式脂肪族基も含有し得る。例えば、１つの特定の実施形態では、ポリシアネートがジシクロペンタジエンビスフェノールシアン酸エステルであり得る。理論によって制限されることを意図するものではないが、このような多環式基が、吸湿耐性を改善するのを助ける、ポリシアネートのための非極性架橋基として作用することができると考えられる。

樹脂マトリックスはまた、単独で又はポリシアネートと組み合わせて、エポキシ樹脂を含有し得る。組み合わせて使用する場合、エポキシ樹脂は、ポリシアネートと反応してコポリマーを形成することができる、及び／又は硬化する場合、ポリシアネート樹脂と架橋することができる。適切なエポキシ樹脂の例としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂及びビフェニル型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等が挙げられる。しかしながら、所望の程度の吸湿耐性を得るのを助けるために、フェノールノボラック樹脂のグリシジルエーテルである、エポキシフェノールノボラック（「ＥＰＮ」）樹脂を使用することが特に望ましい。これらの樹脂は、例えば、酸性触媒の存在下で、フェノールと過剰のホルムアルデヒドを反応させて、フェノールノボラック樹脂を得ることによって調製され得る。次いで、水酸化ナトリウムの存在下で、フェノールノボラック樹脂をエピクロロヒドリンと反応させることによって、ノボラックエポキシ樹脂が調製される。ノボラック型エポキシ樹脂の具体例としては、フェノール－ノボラックエポキシ樹脂、クレゾール－ノボラックエポキシ樹脂、ナフトール－ノボラックエポキシ樹脂、ナフトール－フェノール共縮合ノボラックエポキシ樹脂、ナフトール－クレゾール共縮合ノボラックエポキシ樹脂、臭素化フェノール－ノボラックエポキシ樹脂等が挙げられる。選択された樹脂の種類にかかわらず、得られたフェノールノボラックエポキシ樹脂は、典型的には３つ以上のオキシラン基を有し、吸湿耐性を増強するのに特に適し得る、高い架橋密度を有する硬化コーティング組成物を製造するために使用され得る。１つのこのようなフェノールノボラックエポキシ樹脂はポリ［（フェニルグリシジルエーテル）－コ－ホルムアルデヒド］である。他の適切な樹脂は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ社から取引呼称ＡＲＡＬＤＩＴＥ（例えば、ＧＹ２８９、ＥＰＮ １１８３、ＥＰ １１７９、ＥＰＮ １１３９、及びＥＰＮ １１３８）で市販されている。

ポリシアネート及び／又はエポキシ樹脂を共反応物質（硬化剤）と架橋して、組成物の機械特性を更に改善し、上述のように全体的な吸湿耐性を増強することもできる。このような共反応物質の例としては、例えば、ポリアミド、アミドアミン（例えば、芳香族アミドアミン、例えばアミノベンズアミド、アミノベンズアニリド、及びアミノベンゼンスルホンアミド）、芳香族ジアミン（例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等）、アミノベンゾエート（例えば、トリメチレングリコールジ－ｐ－アミノベンゾエート及びネオペンチルグリコールジ－ｐ－アミノ－ベンゾエート）、脂肪族アミン（例えば、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン）、脂環式アミン（例えば、イソホロンジアミン）、イミダゾール誘導体、グアニジン（例えば、テトラメチルグアニジン）、カルボン酸無水物（例えば、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物）、カルボン酸ヒドラジド（例えば、アジピン酸ヒドラジド）、フェノール－ノボラック樹脂（例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等）、カルボン酸アミド等、並びにこれらの組合せが挙げられ得る。フェノール－ノボラック樹脂が、本発明で使用するのに特に適し得る。

ケーシング材料は、無機酸化物充填剤も含有し得る。このような充填剤は、典型的にはケーシング材料の高レベルで、例えばケーシング材料の約７５質量％～約９９．５質量％、一部の実施形態では約７６質量％～約９９質量％、一部の実施形態では、約７７質量％～約９０質量％で維持され、樹脂マトリックスは、典型的にはケーシング材料の約０．５質量％～約２５質量％、一部の実施形態では約１質量％～約２４質量％、一部の実施形態では、約１０質量％～約２３質量％を構成する。無機酸化物充填剤、例えばシリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化鉄（例えば、オキシ水酸化鉄イエロー）、酸化チタン（例えば、二酸化チタン）、酸化亜鉛（例えば、オキシ水酸化ホウ素亜鉛）、酸化銅、ゼオライト、シリケート、クレイ（例えば、スメクタイトクレイ）等、並びにこれらの複合体（例えば、アルミナコーティングシリカ粒子）及びこれらの混合物の性質は変化し得る。しかしながら、使用される特定の充填剤にかかわらず、無機酸化物充填剤の全てではないが、かなりの割合が、典型的にはその高い純度及び比較的単純な化学形態により熱膨張に対するケーシング材料の耐性を更に改善すると考えられる、ガラス状シリカの形態である。ガラス状シリカは、例えば、組成物に使用される充填剤の総質量の約３０質量％以上、一部の実施形態では約３５質量％～約９０質量％、一部の実施形態では、約４０質量％～約８０質量％、並びに組成物全体の約２０質量％～約７０質量％、一部の実施形態では約２５質量％～約６５質量％、一部の実施形態では、約３０質量％～約６０質量％を構成し得る。当然、他の形態のシリカ、例えば石英、ヒュームドシリカ、クリストバライト（ｃｒｉｓｔａｂｏｌｉｔｅ）等をガラス状シリカと組み合わせて使用してもよい。

上述の成分とは別に、更に他の添加剤、例えば光開始剤、粘度調整剤、懸濁補助剤、顔料、応力低減剤、カップリング剤（例えば、シランカップリング剤）、安定剤等もケーシング材料に使用することができることが理解されるべきである。このような添加剤は、使用される場合、典型的には全組成物の約０．１～約２０質量％を構成する。

ケーシング材料をコンデンサ素子に塗布する特定の方法は所望のように変化し得る。１つの特定の実施形態では、コンデンサ素子を型に入れ、ケーシング材料を、型によって規定される空間を占めるが、陽極及び陰極終端の少なくとも一部が露出したままになるようにコンデンサ素子に塗布する。ケーシング材料は、最初に単一又は複数の組成物の形態で提供され得る。例えば、第１の組成物は樹脂マトリックス及び充填剤を含有し得、第２の組成物は共反応物質を含有し得る。にもかかわらず、ケーシング材料は、塗布したら、樹脂マトリックスを共反応物質と架橋させて、それによって、ケーシング材料を所望の形状のケースに硬化させるように、室温で加熱又は静置することができる。例えば、ケーシング材料を約１５℃～約１５０℃、一部の実施形態では約２０℃～約１２０℃、一部の実施形態では、約２５℃～約１００℃に加熱することができる。

本発明は以下の実施例を参照することによってより良く理解され得る。

試験手順
静電容量
静電容量は、２．２ボルトＤＣバイアス及び０．５ボルトピーク間正弦波信号を有するケルビンリードを備えたＫｅｉｔｈｌｅｙ ３３００ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ＬＣＺメーターを使用して測定され得る。動作周波数は１２０Ｈｚであり得、温度は２３℃±２℃であり得る。場合によっては、「湿式／乾式」静電容量を決定することができる。「乾式静電容量」は、固体電解質、グラファイト、及び銀層の塗布前の部品の静電容量を指し、「湿式静電容量」は、誘電体の形成後の部品の静電容量を指し、３０秒間の電解質浸漬後に１０ボルトＤＣバイアス及び０．５ボルトピーク間正弦波信号を有する１ｍＦタンタル陰極を参照して１４％硝酸中で測定される。

等価直列抵抗（ＥＳＲ）
等価直列抵抗は、２．２ボルトＤＣバイアス及び０．５ボルトピーク間正弦波信号を有するケルビンリードを備えたＫｅｉｔｈｌｅｙ ３３００ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ＬＣＺメーターを使用して測定することができる。動作周波数は１００Ｈｚであり得、温度は２３℃±２℃であり得る。

誘電正接
誘電正接は、２．２ボルトＤＣバイアス及び０．５ボルトピーク間正弦波信号を有するケルビンリードを備えたＫｅｉｔｈｌｅｙ ３３００ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ＬＣＺメーターを使用して測定され得る。動作周波数は１２０Ｈｚであり得、温度は２３℃±２℃であり得る。

漏洩電流
漏洩電流は、温度２３℃±２℃及び定格電圧で最低６０秒後に漏れ試験計を使用して測定され得る。

負荷湿度試験
湿度試験は、規格ＩＥＣ ６８－２－６７：１９９５（８５℃／相対湿度８５％）に基づき得る。２５個の試験部品（印刷回路基板上に実装した）に上記湿度試験条件の定格電圧をかけることができる。静電容量及びＥＳＲを、湿度試験条件の回復から２～２４時間後に、温度２３℃±２℃で、０、１２０、２５０，５００、１０００及び１５００時間で測定することができる。

高温貯蔵試験
高温貯蔵試験は、ＩＥＣ ６００６８－２－２：２００７（条件Ｂｂ、温度１５０℃）に基づき得る。２５個の試験部品（印刷回路基板上に実装されていない）を上記温度条件で試験することができる。静電容量及びＥＳＲの全ての測定を、温度試験条件の回復から１～２時間後に、温度２３℃±２℃で行うことができる。

感度レベル（ＭＳＬ）試験
ＭＳＬを、Ｐｂフリーアセンブリのためのリフローで、レベル４及び３までＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ Ｊ－ＳＴＤ ０２０Ｅ（２０１４年１２月）に従って試験することができる。リフローピーク温度（Ｔ_Ｐ）は２６０℃であり得る。亀裂の目視評価を４０倍の倍率で測定することができる。

４０，０００μＦＶ／ｇのタンタル粉末を使用して陽極試料を形成した。各陽極試料をタンタルワイヤで埋め込み、密度５．３ｇ／ｃｍ３に圧縮し、１３８０℃で焼結した。得られたペレットは、サイズ５．２０×３．６０×０．７５ｍｍを有していた。ペレットを、温度４０℃で、導電率８．６ｍＳを有する水／リン酸電解質中７５．０ボルトに陽極酸化して、誘電体層を形成した。ペレットを、温度３０℃で１０秒間、導電率２．０ｍＳを有する水／ホウ酸／四ホウ酸二ナトリウム中１３０ボルトに再度陽極酸化して、外側に構築された厚い酸化物層を形成した。陽極酸化時に、（３－アミノプロピル）トリメトキシシランのエタノール中溶液（１．０％）を含有する有機金属化合物の４つのプレコート層を使用した。陽極を、固形分２．０％を有するポリ（４－（２，３－ジヒドロチエノ－［３，４－ｂ］［１，４］ジオキシン－２－イルメトキシ）－１－ブタン－スルホン酸の溶液（Ｃｌｅｖｉｏｕｓ（商標）Ｋ、Ｈｅｒａｅｕｓ社）に浸漬することによって、導電性ポリマーコーティングを形成した。コーティングしたら、部品を１２５℃で１５分間乾燥させた。このプロセスを２回繰り返した。その後、部品を、固形分１．１％及び粘度２０ｍＰａ．ｓを有する分散ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｕｓ（商標）Ｋ、Ｈｅｒａｅｕｓ社）に浸漬した。コーティングしたら、部品を１２５℃で１５分間乾燥させた。このプロセスを８回繰り返した。その後、部品を、固形分２．０％及び粘度２０ｍＰａ．ｓを有する分散ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｕｓ（商標）Ｋ、Ｈｅｒａｅｕｓ社）に浸漬した。コーティングしたら、部品を１２５℃で１５分間乾燥させた。このプロセスを３回繰り返した。その後、部品を、固形分２％及び粘度１６０ｍＰａ．ｓを有する分散ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｕｓ（商標）Ｋ、Ｈｅｒａｅｕｓ社）に浸漬した。コーティングしたら、部品を１２５℃で１５分間乾燥させた。このプロセスを１４回繰り返した。次いで、部品をグラファイト分散体に浸漬し、乾燥させた。最後に、部品を銀分散体に浸漬し、乾燥させた。４７μＦ／３５Ｖコンデンサの複数の部品（９５０）をこのようにして製造し、シリカ樹脂に封入した。

コンデンサ素子を封入前に上記のポリマー材料によってコーティングしたことを除いて、コンデンサを実施例１に記載される方法で形成した。４７μＦ／３５Ｖコンデンサの複数の部品（３３００）をこのようにして製造し、シリカ樹脂に封入した。

湿度感度レベルを、ＩＰＣ／ＪＥＤＥＣ Ｊ－ＳＴＤ ０２０Ｅ（２０１４年１２月）に従って、９６時間後（ＭＳＬ４）及び１９２時間後（ＭＳＬ３）に各試料について試験した。亀裂の入った部品の比率をＴａｂｌｅ １（表２）で以下に示す。標本数は、各加湿時間について最小１００単位とした。

本発明のこれらの及び他の修正及び変形が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によって実施され得る。更に、様々な実施形態の態様が全体的に又は部分的に相互交換され得ることが理解されるべきである。更に、当業者であれば、前記説明が単なる例としてのものであり、このような添付の特許請求の範囲に更に記載される本発明を制限することを意図していないことを認識するだろう。

１６ 陽極リード
２８ ケーシング材料
３０ コンデンサ
３３ コンデンサ素子
３５ 第１の側面
３６ 前面
３７ 上面
３８ 裏面
３９ 下面
４９ 導電性接着剤
５１ 領域
６２ 陽極終端
６３ 第１の構成要素
６４ 第３の構成要素
６７ 第２の構成要素
６９ 第４の構成要素
７２ 陰極終端
７３ 第１の構成要素
７５ 第２の構成要素
７７ 第３の構成要素
９０ バリアコーティング

Claims (25)

1. 固体電解コンデンサであって、
   焼結多孔質陽極体、前記陽極体の上に重なる誘電体、及び前記誘電体の上に重なる固体電解質を含有するコンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子の表面から延びる陽極リードと、
   前記陽極リードと電気的に接続した陽極終端及び前記固体電解質と電気的に接続した陰極終端と、
   前記コンデンサ素子及び陽極リードを封入するケーシング材料と、
   前記コンデンサ素子の少なくとも一部の上に配置され、前記ケーシング材料と接触しているバリアコーティングであり、前記バリアコーティングがフッ素化成分及び非フッ素化成分を含むポリマー材料を含み、前記ポリマー材料が約１０℃～約１２０℃のガラス転移温度及び約２００℃～約３００℃の熱分解温度を有する、バリアコーティングと
   を備える、固体電解コンデンサ。
2. Ｊ－ＳＴＤ－０２０Ｅ（２０１４年１２月）に従って試験した場合に、少なくとも４の湿度感度レベルを示す、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記フッ素化成分が、フルオロアルキル基を有するフルオロカーボンを含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記フルオロアルキル基が、－ＣＦ_３、－ＣＦ_２ＣＦ_３、－（ＣＦ_２）_２ＣＦ_３、－ＣＦ（ＣＦ_３）_２、－（ＣＦ_２）_３ＣＦ_３、－ＣＦ_２ＣＦ（ＣＦ_３）_２、－Ｃ（ＣＦ_３）_３、－（ＣＦ_２）_４ＣＦ_３、－（ＣＦ_２）_２ＣＦ（ＣＦ_３）_２、－ＣＦ_２Ｃ（ＣＦ_３）_３、－ＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３、－（ＣＦ_２）_５ＣＦ_３、－（ＣＦ_２）_３ＣＦ（ＣＦ_３）_２、又はこれらの組合せを含む、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記フルオロカーボンが（メタ）アクリレート基も含有する、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
6. 前記フッ素化成分がフルオロアルキル置換（メタ）アクリレートを含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
7. 前記フルオロアルキル置換（メタ）アクリレートが、ペルフルオロブチル（メタ）アクリレート、ペルフルオロヘキシル（メタ）アクリレート、ペルフルオロヘプチル（メタ）アクリレート、ペルフルオロクチル（メタ）アクリレート、ペルフルオロノニル（メタ）アクリレート、ペルフルオロデシル（メタ）アクリレート、ペルフルオロウンデシル（メタ）アクリレート、ペルフルオロドデシル（メタ）アクリレート、又はこれらの組合せを含む、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
8. 前記フッ素化成分及び前記非フッ素化成分がコポリマーのモノマー繰り返し単位である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
9. 前記フッ素化成分が、前記非フッ素化成分とは別個の材料である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
10. 前記非フッ素化成分が（メタ）アクリレートを含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
11. 前記非フッ素化成分が、ｎ－ステアリルメタクリレート、ｎ－ステアリルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、又はこれらの組合せを含む、請求項１０に記載の固体電解コンデンサ。
12. 前記バリアコーティングが、前記陽極終端及び／又は陰極終端の少なくとも一部と接触している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
13. 前記バリアコーティングが前記陽極終端の少なくとも一部を覆う、請求項１２に記載の固体電解コンデンサ。
14. 前記バリアコーティングが前記陽極リードの少なくとも一部を覆う、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
15. 前記バリアコーティングが、前記陽極リードが延びる前記コンデンサ素子の表面の少なくとも一部を覆う、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
16. 前記ケーシング材料が樹脂マトリックスから形成される、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
17. 前記コンデンサ素子が、前記固体電解質の上に重なる金属粒子層を含有する陰極コーティングを更に備え、前記金属粒子層が複数の導電性金属粒子を含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
18. 前記陽極体がタンタルを含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
19. 前記固体電解質が導電性ポリマーを含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
20. 前記導電性ポリマーが、以下の式：
    （式中、
    Ｒ_７は、直鎖状又は分枝状Ｃ_１～Ｃ_１８アルキル基、Ｃ_５～Ｃ_１２シクロアルキル基、Ｃ_６～Ｃ_１４アリール基、Ｃ_７～Ｃ_１８アラルキル基、又はこれらの組合せであり、
    ｑは０～８の整数である）
    の繰り返し単位を有する、請求項１９に記載の固体電解コンデンサ。
21. 前記導電性ポリマーがポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）である、請求項２０に記載の固体電解コンデンサ。
22. 前記固体電解質がポリマー対イオンも含有する、請求項２０に記載の固体電解コンデンサ。
23. 前記固体電解質の上に重なり、予備重合された導電性ポリマー粒子及び架橋剤を含有する外部ポリマーコーティングを更に備える、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
24. 請求項１に記載の固体電解コンデンサを形成する方法であって、
    コーティング配合物を前記陽極終端の少なくとも一部の上に配置する工程であり、前記コーティング配合物が前記ポリマー材料及び溶媒を含有する、工程と、
    前記コーティング配合物から前記溶媒を除去して前記バリアコーティングを形成する工程と
    を含む、方法。
25. 前記溶媒が、フッ素化炭化水素、フッ素化ケトン、フッ素化脂肪族オレフィン、フッ素化芳香族オレフィン、又はこれらの組合せを含む、請求項２４に記載の方法。

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