JP5094598B2 - キャパシタ - Google Patents

Description

本発明は、キャパシタに関する。

近年の電子機器のデジタル化、高周波数化、小型化に伴って、小型・高電気容量でありながら高周波数領域において等価直列抵抗（ＥＳＲ）及び等価直列リアクタンス（ＥＳＬ）が低いキャパシタが要求されている。そして、これらの要求に応えるキャパシタとして、導電性高分子固体電解コンデンサと呼ばれるキャパシタが知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

図１４は、そのようなキャパシタのうち、特許文献１に記載されたキャパシタ９００を説明するために示す図である。
特許文献１に記載されたキャパシタ９００は、図１４に示すように、弁金属（例えば、Ａｌ、Ｔａなど。）からなる陽極体９２０を陽極酸化して陽極体９２０の表面に誘電体薄膜層９３０を形成し、当該誘電体薄膜層９３０の表面に、複素環式化合物モノマーを化学酸化重合して得られる複素環式化合物ポリマーからなる導電性ポリマー層９４０及び複素環式化合物モノマーを電解重合して得られる複素環式化合物ポリマーからなる導電性ポリマー層９５０を順次形成した構造を有する。陽極体９２０としては、拡面腐食（エッチング）を施すことにより弁金属の表面に多数の微細な孔を形成して表面積を大きくしたものを用いる。また、導電性ポリマー層９４０，９５０としては、抵抗率の小さいポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフランなどからなる複素環式化合物の導電性ポリマーを用いる。

このため、特許文献１に記載されたキャパシタ９００によれば、陽極体９２０として、弁金属の表面に拡面腐食を施すことにより弁金属の表面に多数の微細な孔を形成して表面積を大きくしたものを用いるため、電気容量当たりのキャパシタの体積を小さくすることができるようになり、小型・高電気容量のキャパシタを実現することができる。また、特許文献１に記載されたキャパシタ９００によれば、導電性ポリマー９４０，９５０として、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフランなどからなる抵抗率の小さい複素環式化合物の導電性ポリマーを用いるため、電解質の抵抗を低くすることができ、高周波数領域においてＥＳＲ及びＥＳＬが低いキャパシタを実現することができる。その結果、特許文献１に記載されたキャパシタ９００は、デカップリング素子としても好適に使用可能なキャパシタとなる。

特開昭６３−１９７３１９号公報 特開昭６１−２３１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたキャパシタ９００においては、陽極体９２０の表面に誘電体薄膜層９３０を形成する際に弁金属の表面に存在する微細な孔が誘電体薄膜層により徐々に埋まっていくことに起因して、表面積を一定以上大きくするのが困難となるため、小型化・高電気容量化には一定の限界があるという問題がある。

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであって、従来より小型化・高電気容量化が可能な構造を有するキャパシタを提供することを目的とする。

（１）本発明のキャパシタは、多数のキャパシタ単位を備えるキャパシタであって、各前記キャパシタ単位は、芯となるポリマー繊維と、前記ポリマー繊維の外周に形成された第１導電性薄膜層と、前記第１導電性薄膜層の外周に形成された誘電体薄膜層と、前記誘電体薄膜層の外周に形成された第２導電性薄膜層とを備えることを特徴とする。

このため、本発明のキャパシタによれば、芯となるポリマー繊維の径を細くすればするほど、単位体積当たりの第１導電性薄膜層の表面積を大きくすることができるため、電気容量当たりのキャパシタの体積を任意の大きさに小さくすることができるようになり、従来より小型化・高電気容量化が可能な構造のキャパシタを実現することができる。

また、本発明のキャパシタにおいては、ポリマー繊維を芯として用いるため、キャパシタ単位の径をかなり細くしても、芯を設けない場合と比較して必要な機械的強度を維持することが可能となる。

なお、本発明のキャパシタにおいては、第２導電性薄膜層は、誘電体薄膜層を覆うように連続して形成されていてもよい。

（２）本発明のキャパシタにおいては、前記ポリマー繊維の平均直径は、１０ｎｍ〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。

このような構成とすることにより、単位体積当たりの第１導電性薄膜層の表面積を極めて大きくすることができる。
なお、この観点から言えば、前記ポリマー繊維の平均直径は、１０ｎｍ〜１μｍの範囲内にあることがより好ましい。

なお、第１導電性薄膜の層厚は、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。また、誘電体薄膜層の層厚は、１ｎｍ〜２μｍの範囲内にあることが好ましい。また、第２導電性薄膜の層厚は、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。従って、キャパシタ単位の平均直径は、５２ｎｍ〜６４μｍの範囲内にあることが好ましい。

（３）本発明のキャパシタにおいては、前記ポリマー繊維は、エレクトロスピニング法、溶融紡糸法又は叩解法により形成されたものであることが好ましい。

ポリマー繊維がエレクトロスピニング法又は溶融紡糸法により形成されたものである場合には、平均直径が１０ｎｍ〜１μｍ程度の極めて細いポリマー繊維を容易にかつ高い生産性で形成することができる。この場合、ポリマー繊維としては、ケブラー繊維、ナイロン繊維、ポリイミド繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などの高耐熱性繊維を好適に用いることができる。

一方、ポリマー繊維が叩解法により形成されたものである場合には、平均直径が１μｍ〜２０μｍ程度のポリマー繊維を高い生産性で形成することができる。この場合、ポリマー繊維としては、セルロース繊維などの繊維を好適に用いることができる。

（４）本発明のキャパシタにおいては、前記第１導電性薄膜層は、前記ポリマー繊維の外周に気相法により形成されたものであることが好ましい。

このような構成とすることにより、ポリマー繊維の外周に第１導電性薄膜層を比較的容易にかつ均一に形成することができる。

気相法としては、真空蒸着法又はスパッタ法を好ましく用いることができる。

（５）本発明のキャパシタにおいては、前記第１導電性薄膜層は、弁金属からなり、前記誘電体薄膜層は、前記第１導電性薄膜層の外周において前記弁金属を陽極酸化して形成されたものであることが好ましい。

このような構成とすることにより、第１導電性薄膜層の外周に欠陥の少ない理想的な誘電体薄膜層を形成することができる。

弁金属としては、Ａｌ、Ｔａ、Ｎｂ又はＴｉを用いることができる。弁金属としてＡｌを用いた場合には、誘電体薄膜層は、Ａｌ_２Ｏ_３（ε：８〜１０）となり、弁金属としてＴａを用いた場合には、誘電体薄膜層は、Ｔａ_２Ｏ_５（ε：２７）となり、弁金属としてＮｂを用いた場合には、誘電体薄膜層は、Ｎｂ_２Ｏ_５（ε：４１）となり、弁金属としてＴｉを用いた場合には、誘電体薄膜層は、ＴｉＯ_２（ε：１７０）となる。

誘電体薄膜層としてＡｌ_２Ｏ_３を用いる場合には、耐圧１Ｖ当たり１．２ｎｍ〜１．５ｎｍの計算で求められる値よりも大きい層厚のものを用い、誘電体薄膜層としてＴａ_２Ｏ_５を用いる場合には、耐圧１Ｖ当たり１．４ｎｍ〜１．６ｎｍの計算で求められる値よりも大きい層厚のものを用いる。

（６）本発明のキャパシタにおいては、前記第２導電性薄膜層は、前記誘電体薄膜層の外周に重合形成された導電性ポリマー層からなることが好ましい。

このような構成とすることにより、誘電体薄膜層の外周に第２導電性薄膜層を比較的容易にかつ均一に形成することができる。

導電性ポリマー層の材料としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフランなどからなる複素環式化合物の導電性ポリマーを用いることができる。このような構成とすることにより、電解質の抵抗を低くすることができ、高周波数領域においてＥＳＲ及びＥＳＬが低いキャパシタを実現することができる。

重合形成の方法としては、化学酸化重合法及び／又は電解重合法を好ましく用いることができる。

（７）本発明のキャパシタにおいては、前記第２導電性薄膜層は、前記誘電体薄膜層の外周に気相法又は塗布法により形成されたものであることも好ましい。

このような構成とすることによっても、本発明のキャパシタを実現することができる。

（８）本発明のキャパシタにおいては、前記第１導電性薄膜層に電気的に接続された第１外部接続用電極と、前記第２導電性薄膜層に電気的に接続された第２外部接続用電極とをさらに備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、各キャパシタ単位における第１導電性薄膜層及び第２導電性薄膜層に、外部から導通を取ることが可能となる。

（９）本発明のキャパシタにおいては、前記第１導電性薄膜層には、前記誘電体薄膜層に覆われていない第１領域が存在し、前記第１外部接続用電極は、前記第１領域において前記第１導電性薄膜層に接続され、前記第２外部接続用電極は、前記第２導電性薄膜層の外周部において前記第２導電性薄膜層に接続されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、各キャパシタ単位における第１導電性薄膜層及び第２導電性薄膜層と、第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極とをそれぞれ電気的に接続することが可能となる。

（１０）本発明のキャパシタにおいては、前記誘電体薄膜層には、前記第２導電性薄膜層に覆われていない第２領域が存在し、前記第１外部接続用電極は、前記誘電体薄膜層を貫通して配置される（楔形の）接続子を介して前記第１導電性薄膜層に接続され、前記第２外部接続用電極は、前記第２導電性薄膜層の外周部において前記第２導電性薄膜層に接続されていることが好ましい。

このような構成とすることによっても、各キャパシタ単位における第１導電性薄膜層及び第２導電性薄膜層と、第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極とをそれぞれ電気的に接続することが可能となる。

（１１）本発明のキャパシタにおいては、前記第２外部接続用電極は、ペースト状カーボン及び／又はペースト状金属を用いて前記第２導電性薄膜層に接続されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、第２外部接続用電極を第２導電性薄膜層に低抵抗かつ容易に接続することが可能となる。

以下、本発明のキャパシタを、図に示す各実施形態に基づいてさらに詳細に説明する。

［実施形態１］
１．実施形態１に係るキャパシタ１０の構成
図１は、実施形態１に係るキャパシタ１０の構造を模式的に示す図である。図２は、実施形態１に係るキャパシタ１０におけるキャパシタ単位１００の構造を模式的に示す図である。

実施形態１に係るキャパシタ１０は、図１に示すように、多数のキャパシタ単位１００を備えるキャパシタである。各キャパシタ単位１００は、図２に示すように、芯となるポリマー繊維１１０と、ポリマー繊維１１０の外周に形成された第１導電性薄膜層１２０と、第１導電性薄膜層１２０の外周に形成された誘電体薄膜層１３０と、誘電体薄膜層１３０の外周に形成された第２導電性薄膜層１４０とを備える。

ポリマー繊維１１０の平均直径は、例えば１０ｎｍ〜２０μｍの範囲内にある。また、第１導電性薄膜１２０の層厚は、例えば１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にある。また、誘電体薄膜層１３０の層厚は、例えば１ｎｍ〜２μｍの範囲内にある。また、第２導電性薄膜１４０の層厚は、例えば１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内にある。また、キャパシタ単位１００の平均直径は、例えば５２ｎｍ〜６４μｍの範囲内にある。

ポリマー繊維１１０は、例えばエレクトロスピニング法により形成されたものである。ポリマー繊維１１０としては、例えばケブラー繊維、ナイロン繊維、ポリイミド繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などの高耐熱性繊維を用いる。

第１導電性薄膜層１２０は、弁金属からなり気相法により形成されたものであり、誘電体薄膜層１３０は、第１導電性薄膜層１２０の外周において弁金属を陽極酸化して形成されたものである。弁金属としては、例えばＡｌを用いる。従って、誘電体薄膜層１３０は、Ａｌ_２Ｏ_３からなるものとなる。

第２導電性薄膜層１４０は、誘電体薄膜層１３０の外周に重合形成された導電性ポリマー層からなる。導電性ポリマー層の材料としては、例えばポリチオフェン（ポリエチレンジオキシチオフェン）を用いる。

実施形態１に係るキャパシタ１０は、図１に示すように、第１導電性薄膜層１２０に電気的に接続された第１外部接続用電極２０と、第２導電性薄膜層１４０に電気的に接続された第２外部接続用電極３０とをさらに備える。

第１導電性薄膜層１２０には、誘電体薄膜層１３０に覆われていない第１領域Ｒ_１が存在し、第１外部接続用電極２０は、第１領域Ｒ_１において第１導電性薄膜層１２０に接続され、第２外部接続用電極３０は、第２導電性薄膜層１４０の外周部において第２導電性薄膜層１４０に接続されている。

実施形態１に係るキャパシタ１０は、第１導電性薄膜層１２０を陽極とし、第２導電性薄膜層１４０を陰極として用いる。

２．実施形態１に係るキャパシタ１０の効果
以上のように構成された実施形態１に係るキャパシタ１０によれば、芯となるポリマー繊維１１０の径を細くすればするほど、単位体積当たりの第１導電性薄膜層１２０の表面積を大きくすることができるため、電気容量当たりのキャパシタの体積を任意の大きさに小さくすることができるようになり、小型化・高電気容量化が可能な構造のキャパシタを実現することができる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、ポリマー繊維１１０を芯として用いるため、キャパシタ単位の径をかなり細くしても、必要な機械的強度を維持することが可能となる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、ポリマー繊維１１０の平均直径が１０ｎｍ〜２０μｍの範囲内にあるため、単位体積当たりの第１導電性薄膜層１１０の表面積を極めて大きくすることができる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、ポリマー繊維１１０がエレクトロスピニング法により形成されたものであるため、平均直径が１０ｎｍ〜１μｍ程度の極めて細いポリマー繊維を容易にかつ高い生産性で形成することができる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、第１導電性薄膜層１２０が気相法により形成されたものであるため、極めて細いポリマー繊維の外周に第１導電性薄膜層を比較的容易にかつ均一に形成することができる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、第１導電性薄膜層１２０が弁金属からなり、誘電体薄膜層１３０が第１導電性薄膜層１２０の外周において弁金属を陽極酸化して形成されたものであるため、第１導電性薄膜層１２０の外周に欠陥の少ない理想的な誘電体薄膜層１３０を形成することができる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、第２導電性薄膜層１４０が誘電体薄膜層１３０の外周に重合形成された導電性ポリマー層からなるため、誘電体薄膜層の外周に第２導電性薄膜層を比較的容易にかつ均一に形成することができる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、導電性ポリマー層の材料としてポリピロールからなる複素環式化合物の導電性ポリマーを用いるため、電解質の抵抗を低くすることができ、高周波数領域においてＥＳＲ及びＥＳＬが低いキャパシタを実現することができる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、第１導電性薄膜層１２０に電気的に接続された第１外部接続用電極２０と、第２導電性薄膜層１４０に電気的に接続された第２外部接続用電極３０とをさらに備えるため、各キャパシタ単位１００の第１導電性薄膜層１２０及び第２導電性薄膜層１４０に外部から導通を取ることが可能となる。

また、実施形態１に係るキャパシタ１００によれば、第１導電性薄膜層１２０には誘電体薄膜層１３０に覆われていない第１領域Ｒ_１が存在し、第１外部接続用電極２０は第１領域Ｒ_１において第１導電性薄膜層１２０に接続され、第２外部接続用電極３０は第２導電性薄膜層１４０の外周部において第２導電性薄膜層１４０に接続されているため、第１導電性薄膜層１２０及び第２導電性薄膜層１４０と、第１外部接続用電極２０及び第２外部接続用電極３０とをそれぞれ電気的に接続することが可能となる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るキャパシタ１０ａの構造を模式的に示す図である。

実施形態２に係るキャパシタ１０ａは、図３に示すように、キャパシタ単位１００が３次元的に配列された構造を有し、実施形態１に係るキャパシタ１０を縦方向に積層させることにより作製することができる。なお、外部接続端子Ｅ_１は各層の第１外部接続用電極２０に接続されており、外部接続端子Ｅ_２は各層の第２外部接続用電極３０に接続されている。

従って、実施形態２に係るキャパシタ１０ａは、実施形態１に係るキャパシタ１０が有する効果をそのまま有するのに加え、実施形態１に係るキャパシタ１０よりも小型化・高容量化が容易であるという効果をさらに有する。

［実施形態３］
図４は、実施形態３に係るキャパシタ１０ｂの構造を模式的に示す図である。

実施形態３に係るキャパシタ１０ｂは、キャパシタ単位１００が３次元的に配列された構造を有する点で実施形態２に係るキャパシタ１０ａと同様の構成を有するが、第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極の構成が実施形態２に係るキャパシタ１０ａの場合とは異なる。
すなわち、実施形態３に係るキャパシタ１０ｂにおいては、図４に示すように、第１外部接続用電極２０ｂは、各層を連結する連結部２２を有して構成され、第２外部接続用電極３０ｂは、キャパシタ単位１００の集合体の下面及び側面で各キャパシタ１０における第２導電性薄膜層１４０と接続されるように構成されている。

このように、実施形態３に係るキャパシタ１０ｂは、第１外部接続用電極及び第２外部接続用電極の構成が実施形態２に係るキャパシタ１０ａの場合とは異なるが、実施形態２に係るキャパシタ１０ａの場合と同様に、キャパシタ単位１００が３次元的に配列された構造を有するため、実施形態２に係るキャパシタ１０ａが有する効果をそのまま有する。

［実施形態４］
図５は、実施形態４に係るキャパシタ１０ｃの構造を模式的に示す図である。なお、図５においては、キャパシタ単位１００が２次元的に配列された「単位層」が２層だけ積層されているように示されているが、単位層が３層以上積層されていてもよい。

実施形態４に係るキャパシタ１０ａは、キャパシタ単位１００が３次元的に配列された構造を有する点で実施形態２又は３に係るキャパシタ１０ａ，１０ｂと同様の構成を有するが、キャパシタ単位１００の配列構造が実施形態２又は３に係るキャパシタ１０ａ，１０ｂの場合とは異なる。
すなわち、実施形態４に係るキャパシタ１０ｃにおいては、図５に示すように、キャパシタ単位１００は、縦方向に隣接する各単位層が互いに交差するように配列された構造を有する。

このように、実施形態４に係るキャパシタ１０ｃは、キャパシタ単位１００の配列構造が実施形態２又は３に係るキャパシタ１０ａ，１０ｂの場合とは異なるが、実施形態２又は３に係るキャパシタ１０ａ，１０ｂの場合と同様に、キャパシタ単位１００が３次元的に配列された構造を有するため、実施形態２又は３に係るキャパシタ１０ａ，１０ｂが有する効果をそのまま有する。

［実施形態５］
図６は、実施形態５に係るキャパシタ１０ｄの構造を模式的に示す図である。図７は、実施形態５に係るキャパシタ１０ｄの要部を模式的に示す図である。図７（ａ１）及び図７（ａ２）は、接続子２４を介して第１外部接続用電極２０ｄと第１導電性薄膜１２０とを接続する前の状態を示す図であり、図７（ｂ１）及び図７（ｂ２）は、接続子２４を介して第１外部接続用電極２０ｄと第１導電性薄膜１２０とを接続した後の状態を示す図である。

実施形態５に係るキャパシタ１０ｄは、基本的には実施形態１に係るキャパシタ１０と同様の構成を有するが、第１外部接続用電極と第１導電性薄膜層との接続構造が実施形態１に係るキャパシタ１０の場合と異なる。
すなわち、実施形態５に係るキャパシタ１０ｄにおいては、図６及び図７に示すように、誘電体薄膜層１３０には、第２導電性薄膜層１４０に覆われていない第２領域Ｒ_２が存在し、第１外部接続用電極２０ｄは、誘電体薄膜層１３０を貫通して配置される（楔形の）接続子２４を介して第１導電性薄膜層１４０に接続されている。

このように、実施形態５に係るキャパシタ１０ｄは、第１外部接続用電極と第１導電性薄膜層との接続構造が実施形態１に係るキャパシタ１０の場合とは異なるが、実施形態１に係るキャパシタ１０の場合と同様に、上記した多数のキャパシタ単位１００を備えるキャパシタであるため、芯となるポリマー繊維の径を細くすればするほど、単位体積当たりの第１導電性薄膜層の表面積を大きくすることができる。このため、電気容量当たりのキャパシタの体積を任意の大きさに小さくすることができるようになり、小型化・高電気容量化が可能な構造のキャパシタを実現することができる。

なお、実施形態５に係るキャパシタ１０ｄは、第１外部接続用電極と第１導電性薄膜層との接続構造以外の点では実施形態１に係るキャパシタ１０と同様の構成を有するため、実施形態１に係るキャパシタ１０の場合が有する効果のうち該当する効果を有する。

［実施形態６］
図８〜図１１は、実施形態６に係るキャパシタ１０ｅの製造方法を説明するために示す図である。図８（ａ１）〜図８（ｄ１）及び図８（ａ２）〜図８（ｄ２）はキャパシタ単位集合体４６を製造する各工程を示す図である。このうち図８（ａ１）〜図８（ｄ１）はキャパシタ単位集合体４６等の平面図であり、図８（ａ２）〜図８（ｄ２）はキャパシタ単位１００等の拡大斜視図である。図９は図８（ｂ）に示すＡｌ被覆セルロース繊維紙４２のＳＥＭ写真を示す図である。図１０（ａ）は第１外部接続用電極２０ｅの平面図であり、図１０（ｂ）は第２外部接続用電極３０ｅの平面図である。図１１（ａ）〜図１１（ｄ）はキャパシタ単位集合体４６に第１外部接続用電極２０ｅ及び第２外部接続用電極３０ｅを配設してキャパシタ１０ｅとする各工程を示す図である。

実施形態６に係るキャパシタ１０ｅは、以下のようにして作製する。

（１）キャパシタ単位集合体４６の作製
まず、叩解法により細分化して形成したセルロース繊維を漉いて、ポリマー繊維１１０からなるセルロース繊維紙４０を作製し、これを所定の大きさＡ_０に裁断する（図８（ａ１）及び図８（ａ２）参照。）。

次に、真空蒸着法によりセルロース繊維紙４０上にＡｌを蒸着することにより、Ａｌ被覆セルロース繊維紙４２を作製する。これにより、各ポリマー繊維１１０の外周にはＡｌ（アルミニウム）からなる第１導電性薄膜層１２０が形成される（図８（ｂ１）及び図８（ｂ２）参照。）。このとき、各ポリマー繊維１１０の外周には、図９に示すように、第１導電性薄膜層１２０が独立して形成されていることがわかる。

次に、Ａｌ被覆セルロース繊維紙４２の所定領域Ａ_１においてＡｌを陽極酸化する。これにより、第１導電性薄膜層１２０の外周には部分的にＡｌ_２Ｏ_３からなる誘電体薄膜層１３０が形成され、Ａｌ−Ａｌ_２Ｏ_３被覆セルロース繊維紙４４が作製される（図８（ｃ１）及び図８（ｃ２）参照。）。

最後に、Ａｌ−Ａｌ_２Ｏ_３被覆セルロース繊維紙４４の所定領域Ａ_２において化学酸化重合により導電性ポリマー層１４０を形成する。これにより、キャパシタ単位１００が集合したキャパシタ単位集合体４６が作製される（図８（ｄ１）及び図８（ｄ２）参照。）。

（２）第１外部接続用電極２０ｅ及び第２外部接続用電極３０ｅの準備
第１外部接続用電極２０ｅ（図１０（ａ）参照。）及び第２外部接続用電極３０ｅ（図１０（ｂ）参照。）を準備する。第１外部接続用電極２０ｅ及び第２外部接続用電極３０ｅは、ともに例えば５０μｍの厚さを有する銅フィルムを用いる。

（３）キャパシタ１０ｅの作製工程
まず、上記（１）で作製したキャパシタ単位集合体４６の所定領域Ａ_２、Ａ_４にペースト状カーボン（カーボンペースト）を塗布し乾燥させることにより、キャパシタ単位集合体４６上にカーボン層１５０を形成する（図１１（ａ）参照。）。

次に、キャパシタ単位集合体４６上のカーボン層１５０上にペースト状金属（銀ペースト）１５２を塗布する（図１１（ｂ）参照。）。

次に、キャパシタ単位集合体４６上に第１外部接続用電極２０ｅ及び第２外部接続用電極３０ｅを配置し、その後ペースト状金属１５２を固化させることにより、第１外部接続用電極２０ｅ及び第２外部接続用電極３０ｅをそれぞれ第１導電性薄膜層１２０及び第２導電性薄膜層１４０に接続する（図１１（ｃ）参照。）。

最後に、樹脂封止材１６０を用いて、第１外部接続用電極２０ｅの表面及び第２外部接続用電極３０ｅの表面を外部に露出させた状態で、キャパシタ単位集合体４６、第１外部接続用電極２０ｅ及び第２外部接続用電極３０ｅを封止する（図１１（ｄ）参照。）。
以上のようにして、実施形態６に係るキャパシタ１０ｅを作製することができる。

実施形態６に係るキャパシタ１０ｅは、実施形態２〜４に係るキャパシタ１０ａ〜１０ｃの場合と同様に、キャパシタ単位１００が３次元的に配列された構造を有するため、実施形態２〜４に係るキャパシタ１０ａ〜１０ｃが有する効果をそのまま有する。

また、実施形態６に係るキャパシタ１０ｅによれば、第２外部接続用電極３０ｅがペースト状カーボン及びペースト状金属１５２を用いて第２導電性薄膜層１４０に接続されているため、第２外部接続用電極３０ｅを第２導電性薄膜層１４０に低抵抗かつ容易に接続することが可能となる。

以上、本発明のキャパシタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態に係るキャパシタ１０〜１０ｅにおいては、第１導電性薄膜層１２０の材料としてＡｌを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。第１導電性薄膜層１２０の材料として例えばＴａ、Ｎｂ又はＴｉを用いてもよい。

（２）上記各実施形態に係るキャパシタ１０〜１０ｅにおいては、誘電体薄膜層１３０として、第１導電性薄膜層１１０の外周において弁金属を陽極酸化して形成されたものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。第１導電性薄膜層１１０の外周に気相法を用いて形成された誘電体薄膜層を用いてもよい。

（３）上記各実施形態に係るキャパシタ１０〜１０ｅにおいては、第２導電性薄膜層１４０として、誘電体薄膜層１３０の外周にポリチオフェンからなる導電性ポリマー層を重合形成したものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。誘電体薄膜層１３０の外周にポリピロール、ポリアニリン、ポリフランなどからなる導電性ポリマー層を重合形成したものを用いてもよい。また、気相法又は塗布法により形成された導電性ポリマー層を用いてもよい。

（４）上記実施形態２〜５に係るキャパシタ１０ａ〜１０ｄにおいては、ポリマー繊維１１０として、エレクトロスピニング法により形成されたものを用い、上記実施形態６に係るキャパシタ１０ｅにおいては、ポリマー繊維１１０として、叩解法により細分化されたものを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、溶融紡糸法により形成されたものを用いてもよい。

（５）上記実施形態１〜５に係るキャパシタ１０〜１０ｄにおいては、誘電体薄膜層１３０の外周に形成された第２導電性薄膜層１４０に第１外部接続用電極を接続しているが、本発明はこれに限定されるものではない。図１２は、変形例１に係るキャパシタ１０ｆの構造を模式的に示す部分断面図である。図１３は、変形例２に係るキャパシタ１０ｇの構造を模式的に示す部分断面図である。例えば、図１２に示すように誘電体薄膜層１３０の外周に形成された第２導電性薄膜層１４０を覆うように導電性ポリマー部１４２を設け、当該導電性ポリマー部１４２に第１外部接続用電極を接続してもよいし、図１３に示すように、第２導電性薄膜層１４０を省略するとともに、誘電体薄膜層１３０を覆うように導電性ポリマー部１４２を設け、当該導電性ポリマー部１４２に第１外部接続用電極を接続するようにしてもよい。

（６）上記実施形態６に係るキャパシタ１０ｅにおいては、所定領域Ａ_１においてＡｌを陽極酸化して第１導電性薄膜層１２０の外周に部分的に誘電体薄膜層１３０を形成することにより、第１導電性薄膜層１２０が露出する部分を形成することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１導電性薄膜１２０の外周全面においてＡｌを陽極酸化して第１導電性薄膜層１２０の外周全面に誘電体薄膜層１３０を形成してもよい。この場合には、その後の工程で、研磨等で部分的に誘電体薄膜層を除去することにより、第１導電性薄膜層１２０が露出する部分を形成すればよい。
さらには、第１導電性薄膜層１２０が露出する部分自体を形成しないこととすることもできる。この場合には、実施形態５の場合と同様に、誘電体薄膜層１３０を貫通させた接続子２４を用いて、第１外部接続用電極２０と第１導電性薄膜層１４０とを接続すればよい。

実施形態１に係るキャパシタ１０におけるキャパシタ単位１００の構造を模式的に示す図である。 実施形態１に係るキャパシタ１０の構造を模式的に示す図である。 実施形態２に係るキャパシタ１０ａの構造を模式的に示す図である。 実施形態３に係るキャパシタ１０ｂの構造を模式的に示す図である。 実施形態４に係るキャパシタ１０ｃの構造を模式的に示す図である。 実施形態５に係るキャパシタ１０ｄの構造を模式的に示す図である。 実施形態５に係るキャパシタ１０ｄの要部を模式的に示す図である。 実施形態６に係るキャパシタ１０ｅの製造方法を説明するために示す図である。 実施形態６に係るキャパシタ１０ｅの製造方法を説明するために示す図である。 実施形態６に係るキャパシタ１０ｅの製造方法を説明するために示す図である。 実施形態６に係るキャパシタ１０ｅの製造方法を説明するために示す図である。 変形例１に係るキャパシタ１０ｆの構造を模式的に示す部分断面図である。 変形例２に係るキャパシタ１０ｇの構造を模式的に示す部分断面図である。 従来のキャパシタ９００の構造を模式的に示す図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，９００…キャパシタ、２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ…第１外部接続用電極、２２…連結部、２４…接続子、３０，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ…第２外部接続用電極、４０…セルロース繊維紙、４２…Ａｌ被覆セルロース繊維紙、４４…Ａｌ−Ａｌ_２Ｏ_３被覆セルロース繊維紙、４６…キャパシタ単位集合体、１００…キャパシタ単位、１１０…ポリマー繊維、１２０…第１導電性薄膜層、１３０，９３０…誘電体薄膜層、１４０…第２導電性薄膜層、１４２…導電性ポリマー部、１５０…カーボン層、１５２…ペースト状金属、１６０…樹脂封止材、９２０…陽極体、９４０，９５０…導電性高分子層、Ａ_１…所定の大きさ、Ａ_２…所定領域（第２導電性薄膜層１４０に覆われている領域）、Ａ_３…所定領域（誘電体薄膜層１３０が露出している領域）、Ａ_４…所定領域（第１導電性薄膜層１２０が露出している領域）、Ｅ_１，Ｅ_２…外部接続端子、Ｒ_１…第１領域、Ｒ_２…第２領域

Claims (11)

1. 多数のキャパシタ単位を備えるキャパシタであって、
   各前記キャパシタ単位は、
   芯となるポリマー繊維と、
   前記ポリマー繊維の外周に形成された第１導電性薄膜層と、
   前記第１導電性薄膜層の外周に形成された誘電体薄膜層と、
   前記誘電体薄膜層の外周に形成された第２導電性薄膜層とを備えることを特徴とするキャパシタ。
2. 請求項１に記載のキャパシタにおいて、
   前記ポリマー繊維の平均直径は、１０ｎｍ〜２０μｍの範囲内にあることを特徴とするキャパシタ。
3. 請求項１又は２に記載のキャパシタにおいて、
   前記ポリマー繊維は、エレクトロスピニング法、溶融紡糸法又は叩解法により形成されたものであることを特徴とするキャパシタ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のキャパシタにおいて、
   前記第１導電性薄膜層は、前記ポリマー繊維の外周に気相法により形成されたものであることを特徴とするキャパシタ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のキャパシタにおいて、
   前記第１導電性薄膜層は、弁金属からなり、
   前記誘電体薄膜層は、前記第１導電性薄膜層の外周において前記弁金属を陽極酸化して形成されたものであることを特徴とするキャパシタ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のキャパシタにおいて、
   前記第２導電性薄膜層は、前記誘電体薄膜層の外周に重合形成された導電性ポリマー層からなることを特徴とするキャパシタ。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載のキャパシタにおいて、
   前記第２導電性薄膜層は、前記誘電体薄膜層の外周に気相法又は塗布法により形成されたものであることを特徴とするキャパシタ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のキャパシタにおいて、
   前記第１導電性薄膜層に電気的に接続された第１外部接続用電極と、
   前記第２導電性薄膜層に電気的に接続された第２外部接続用電極とをさらに備えることを特徴とするキャパシタ。
9. 請求項８に記載のキャパシタにおいて、
   前記第１導電性薄膜層には、前記誘電体薄膜層に覆われていない第１領域が存在し、
   前記第１外部接続用電極は、前記第１領域において前記第１導電性薄膜層に接続され、
   前記第２外部接続用電極は、前記第２導電性薄膜層の外周部において前記第２導電性薄膜層に接続されていることを特徴とするキャパシタ。
10. 請求項８に記載のキャパシタにおいて、
    前記誘電体薄膜層には、前記第２導電性薄膜層に覆われていない第２領域が存在し、
    前記第１外部接続用電極は、前記誘電体薄膜層を貫通して配置される接続子を介して前記第１導電体薄膜層に接続され、
    前記第２外部接続用電極は、前記第２導電性薄膜層の外周部において前記第２導電性薄膜層に接続されていることを特徴とするキャパシタ。
11. 請求項８〜１０のいずれかに記載のキャパシタにおいて、
    前記第２外部接続用電極は、ペースト状カーボン及び／又はペースト状金属を用いて前記第２導電性薄膜層に接続されていることを特徴とするキャパシタ。