JP2000188243A - コンデンサ - Google Patents
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- JP2000188243A JP2000188243A JP10363883A JP36388398A JP2000188243A JP 2000188243 A JP2000188243 A JP 2000188243A JP 10363883 A JP10363883 A JP 10363883A JP 36388398 A JP36388398 A JP 36388398A JP 2000188243 A JP2000188243 A JP 2000188243A
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- niobium
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- capacitor
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた誘電体特性を有する酸化ニオブを使用
した、容量の大きいニオブコンデンサのＬｃ特性を改善
し、単位重量あたりの容量が大きく、Ｌｃ特性の良好な
ニオブコンデンサの提供。 【解決手段】 二つの電極と、電極間に介在する誘電体
とから構成されたコンデンサにおいて、誘電体が酸化ニ
オブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分とする第１の層
と、酸化ニオブＮｂＯx （Ｘ＝２．５）とＮｂＯx （Ｘ
＝２．０）の混合物を主成分とする第２の層との二層構
造からなる誘電体であるコンデンサ。、
した、容量の大きいニオブコンデンサのＬｃ特性を改善
し、単位重量あたりの容量が大きく、Ｌｃ特性の良好な
ニオブコンデンサの提供。 【解決手段】 二つの電極と、電極間に介在する誘電体
とから構成されたコンデンサにおいて、誘電体が酸化ニ
オブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分とする第１の層
と、酸化ニオブＮｂＯx （Ｘ＝２．５）とＮｂＯx （Ｘ
＝２．０）の混合物を主成分とする第２の層との二層構
造からなる誘電体であるコンデンサ。、
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は新規なコンデンサ、
とりわけ単位重量あたりの容量が大きく、漏れ電流（以
下ＬＣと略記する。）特性の良好なコンデンサに関す
る。
とりわけ単位重量あたりの容量が大きく、漏れ電流（以
下ＬＣと略記する。）特性の良好なコンデンサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年ＩＣやプリント基板などの小型化、
高集積化により携帯電話、ノートブック型パソコン、電
子手帳などの小型、軽量の電子機器が広く普及してき
て、これらの電子機器に使用されているコンデンサも小
型、大容量のものの開発が望まれている。この分野に使
用されているコンデンサの中でもタンタル電解コンデン
サはサイズの割りには容量が大きく、しかも性能が良好
なため広く使用されている。このタンタル電解コンデン
サの誘電体としては酸化タンタルが使用されているが、
コンデンサの容量を更に大きくするためには酸化タンタ
ルよりは誘電率の高い酸化ニオブや酸化チタンを誘電体
に用いたニオブコンデンサやチタンコンデンサの開発が
求められる。
高集積化により携帯電話、ノートブック型パソコン、電
子手帳などの小型、軽量の電子機器が広く普及してき
て、これらの電子機器に使用されているコンデンサも小
型、大容量のものの開発が望まれている。この分野に使
用されているコンデンサの中でもタンタル電解コンデン
サはサイズの割りには容量が大きく、しかも性能が良好
なため広く使用されている。このタンタル電解コンデン
サの誘電体としては酸化タンタルが使用されているが、
コンデンサの容量を更に大きくするためには酸化タンタ
ルよりは誘電率の高い酸化ニオブや酸化チタンを誘電体
に用いたニオブコンデンサやチタンコンデンサの開発が
求められる。
【０００３】しかし、これら酸化ニオブや酸化チタンを
誘電体として用いたコンデンサはＬＣ特性が不良で実用
に耐えるものではなく、その改善が必要である。本発明
者らは、これらのコンデンサのうち、酸化ニオブを誘電
体としたニオブコンデンサのＬＣ不良の原因の一つが、
酸化ニオブを構成するニオブに対する酸素の結合量の過
剰または不足によることを見出し、本発明を完成するに
至った。
誘電体として用いたコンデンサはＬＣ特性が不良で実用
に耐えるものではなく、その改善が必要である。本発明
者らは、これらのコンデンサのうち、酸化ニオブを誘電
体としたニオブコンデンサのＬＣ不良の原因の一つが、
酸化ニオブを構成するニオブに対する酸素の結合量の過
剰または不足によることを見出し、本発明を完成するに
至った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた誘電
体特性を有する酸化ニオブを使用した、容量の大きいニ
オブコンデンサのＬＣ特性を改善し、単位重量あたりの
容量が大きく、ＬＣ特性の良好なニオブコンデンサを提
供することを目的とする。
体特性を有する酸化ニオブを使用した、容量の大きいニ
オブコンデンサのＬＣ特性を改善し、単位重量あたりの
容量が大きく、ＬＣ特性の良好なニオブコンデンサを提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、［１］ 二つ
の電極と、電極間に介在する誘電体とから構成されたコ
ンデンサにおいて、誘電体が酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝
２．５）を主成分とする第１の層と、酸化ニオブＮｂＯ
x （Ｘ＝２．５）とＮｂＯx （Ｘ＝２．０）の混合物を
主成分とする第２の層との二層構造からなる誘電体であ
るコンデンサ、［２］ 誘電体の第１の層に含まれる酸
化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）の含有量が少なくとも
９０重量％である上記［１］に記載のコンデンサ、
［３］ 誘電体の第２の層に含まれる酸化ニオブＮｂＯ
X （Ｘ＝２．５）とＮｂＯX （Ｘ＝２．０）との混合物
の含有量が少なくとも９０重量％である上記［１］また
は［２］に記載のコンデンサ、［４］ 誘電体の第２の
層に含まれる酸化ニオブのＮｂＯX （Ｘ＝２．５）：Ｎ
ｂＯX （Ｘ＝２．０）とのモル比が、１：４ないし４：
１である上記［１］ないし［３］のいずれかに記載のコ
ンデンサ、［５］ 第１の層と第２の層からなる誘電体
層のうちの第１の層の割合が、０．０１〜１０ｖｏｌ％
である上記［１］ないし［４］のいずれかに記載のコン
デンサ、
の電極と、電極間に介在する誘電体とから構成されたコ
ンデンサにおいて、誘電体が酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝
２．５）を主成分とする第１の層と、酸化ニオブＮｂＯ
x （Ｘ＝２．５）とＮｂＯx （Ｘ＝２．０）の混合物を
主成分とする第２の層との二層構造からなる誘電体であ
るコンデンサ、［２］ 誘電体の第１の層に含まれる酸
化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）の含有量が少なくとも
９０重量％である上記［１］に記載のコンデンサ、
［３］ 誘電体の第２の層に含まれる酸化ニオブＮｂＯ
X （Ｘ＝２．５）とＮｂＯX （Ｘ＝２．０）との混合物
の含有量が少なくとも９０重量％である上記［１］また
は［２］に記載のコンデンサ、［４］ 誘電体の第２の
層に含まれる酸化ニオブのＮｂＯX （Ｘ＝２．５）：Ｎ
ｂＯX （Ｘ＝２．０）とのモル比が、１：４ないし４：
１である上記［１］ないし［３］のいずれかに記載のコ
ンデンサ、［５］ 第１の層と第２の層からなる誘電体
層のうちの第１の層の割合が、０．０１〜１０ｖｏｌ％
である上記［１］ないし［４］のいずれかに記載のコン
デンサ、
【０００６】［６］ 電極の一方がニオブまたはニオブ
の一部を窒化した窒化ニオブである上記［１］ないし
［５］のいずれかに記載のコンデンサ、及び［７］ 窒
化ニオブ電極が、ニオブを窒素雰囲気中、室温ないし２
０００℃で１〜５０時間処理して一部を窒化した窒化ニ
オブで構成された電極である上記［５］に記載のコンデ
ンサ、を開発することにより上記の目的を達成した。
の一部を窒化した窒化ニオブである上記［１］ないし
［５］のいずれかに記載のコンデンサ、及び［７］ 窒
化ニオブ電極が、ニオブを窒素雰囲気中、室温ないし２
０００℃で１〜５０時間処理して一部を窒化した窒化ニ
オブで構成された電極である上記［５］に記載のコンデ
ンサ、を開発することにより上記の目的を達成した。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のコンデンサは、誘電体と
して酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分として
含有する第１の層と酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）
及びＮｂＯX（Ｘ＝２．０）との混合物を主成分とする
第２の層との二層構造からなる誘電体層を用いたコンデ
ンサである。一般に酸化ニオブの構造をＮｂＯX （Ｘは
ニオブに結合する酸素のモル比を示す）と表現すると、
Ｘの値として、０．９、１．０、１．１、２．０及び
２．５の割合で結合のものが知られている。これらの結
合値を持つ酸化ニオブはＸ線光電子分光法による解析に
よってこの構造は公知である。
して酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分として
含有する第１の層と酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）
及びＮｂＯX（Ｘ＝２．０）との混合物を主成分とする
第２の層との二層構造からなる誘電体層を用いたコンデ
ンサである。一般に酸化ニオブの構造をＮｂＯX （Ｘは
ニオブに結合する酸素のモル比を示す）と表現すると、
Ｘの値として、０．９、１．０、１．１、２．０及び
２．５の割合で結合のものが知られている。これらの結
合値を持つ酸化ニオブはＸ線光電子分光法による解析に
よってこの構造は公知である。
【０００８】本発明者は研究の結果、これら酸化ニオブ
のうち、ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分とする第１の
層と、ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯX （Ｘ＝２．
０）との混合物を主成分とする第２の層との二層構造と
した酸化ニオブを誘電体とした時は別として、それ以外
の酸化ニオブを主たる成分とする酸化ニオブを誘電体と
してコンデンサを作成すると、これらのコンデンサのＬ
Ｃ値が不良となることを見出した。この原因はまだ完全
に解明できてはいないが、ＬＣ値が不良となる理由とし
て前記した二層構造以外の酸化ニオブを主成分として誘
電体を形成した場合、誘電体中の酸素が誘電体側から電
極側へ、または電極に付着している内存酸素が電極側か
ら誘電体側に移動が行われることにより、誘電体自身の
特性が不安定になることによるものと推定される。
のうち、ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分とする第１の
層と、ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯX （Ｘ＝２．
０）との混合物を主成分とする第２の層との二層構造と
した酸化ニオブを誘電体とした時は別として、それ以外
の酸化ニオブを主たる成分とする酸化ニオブを誘電体と
してコンデンサを作成すると、これらのコンデンサのＬ
Ｃ値が不良となることを見出した。この原因はまだ完全
に解明できてはいないが、ＬＣ値が不良となる理由とし
て前記した二層構造以外の酸化ニオブを主成分として誘
電体を形成した場合、誘電体中の酸素が誘電体側から電
極側へ、または電極に付着している内存酸素が電極側か
ら誘電体側に移動が行われることにより、誘電体自身の
特性が不安定になることによるものと推定される。
【０００９】これに対し、前記した二層構造の酸化ニオ
ブを誘電体として使用した場合、前述した酸素の移動が
生じても誘電体内部でおき、見かけ上平衡状態になって
いて結果として誘電体自身の特性が安定化されているも
のと考えられる。本発明のコンデンサに使用する誘電体
で、第１層の酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）の量や
第２層の酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯ
X （Ｘ＝２．０）との混合物の組成比が一組成の方に片
寄るとか、あるいは誘電体の第２の層に対する第１の層
の割合が上昇すると、作製したコンデンサのＬＣ値は大
きくなる。ＬＣ値は１μＡ以下が好ましい。ＬＣ値を１
μＡ以下に保つには、第１の層の酸化ニオブ中のＮｂＯ
X （Ｘ＝２．５）の含有量及び第２の層のＮｂＯX（Ｘ
＝２．５）及びＮｂＯX （Ｘ＝２．０）との混合物の含
有量は少なくとも９０重量％以上、特に９５重量％以上
にすることが好ましい。
ブを誘電体として使用した場合、前述した酸素の移動が
生じても誘電体内部でおき、見かけ上平衡状態になって
いて結果として誘電体自身の特性が安定化されているも
のと考えられる。本発明のコンデンサに使用する誘電体
で、第１層の酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）の量や
第２層の酸化ニオブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯ
X （Ｘ＝２．０）との混合物の組成比が一組成の方に片
寄るとか、あるいは誘電体の第２の層に対する第１の層
の割合が上昇すると、作製したコンデンサのＬＣ値は大
きくなる。ＬＣ値は１μＡ以下が好ましい。ＬＣ値を１
μＡ以下に保つには、第１の層の酸化ニオブ中のＮｂＯ
X （Ｘ＝２．５）の含有量及び第２の層のＮｂＯX（Ｘ
＝２．５）及びＮｂＯX （Ｘ＝２．０）との混合物の含
有量は少なくとも９０重量％以上、特に９５重量％以上
にすることが好ましい。
【００１０】本発明の誘電体層は、前述した原因より方
向性は問わないので二つの電極間に誘電体層として存在
すれば効果があり、また一定の厚みを有さなくてもよ
く、更に誘電体内に電極が入り組んだ形状を有する部所
があってもよい。この場合、前記した誘電体の含有量に
電極の量を加えないのは言うまでもない。更にＬＣ値を
良好にするには第２の層のＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及び
ＮｂＯX （Ｘ＝２．０）とのモル比を少なくとも１：４
から４：１に、好ましくは１：３から３：１の範囲に保
ち、さらには誘電体の第２の層に対する第１の層の割合
を少なくとも０．０１〜１０ｖｏｌ％、特に０．０４〜
３ｖｏｌ％に保った酸化ニオブをコンデンサの誘電体に
用いることが望ましい。
向性は問わないので二つの電極間に誘電体層として存在
すれば効果があり、また一定の厚みを有さなくてもよ
く、更に誘電体内に電極が入り組んだ形状を有する部所
があってもよい。この場合、前記した誘電体の含有量に
電極の量を加えないのは言うまでもない。更にＬＣ値を
良好にするには第２の層のＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及び
ＮｂＯX （Ｘ＝２．０）とのモル比を少なくとも１：４
から４：１に、好ましくは１：３から３：１の範囲に保
ち、さらには誘電体の第２の層に対する第１の層の割合
を少なくとも０．０１〜１０ｖｏｌ％、特に０．０４〜
３ｖｏｌ％に保った酸化ニオブをコンデンサの誘電体に
用いることが望ましい。
【００１１】前述した二層構造の酸化ニオブを主成分と
する誘電体層を形成する方法としては、例えば、ニオブ
を含有するアルコキシ錯体、アセチルアセトナート錯体
などニオブ錯体を熱分解及び／または加水分解する方
法、あるいは後記するような電極にニオブやニオブの一
部を窒化した窒化ニオブとした場合には該電極を電解酸
化するなどして作製することもできる。場合によっては
これらの方法を併用してもよい。このような方法のう
ち、ニオブを含有する錯体を熱分解及び／または加水分
解して作製する場合、錯体の種類、濃度、分解温度、分
解時間、分解の雰囲気のガスの種類及びその濃度によ
り、また電解酸化で作製する場合は使用する電極の種
類、形状、電解液の種類、濃度、電解温度、時間などに
よりＮｂＯX におけるＸの値が変化するので、あらかじ
め予備実験により作製した誘電体のＸ線光電子分光法の
図をチェックしながら条件を決定しておくことが必要で
ある。一般に分解温度が高く、分解時間が長いほど、分
解雰囲気ガス中の酸素ガス濃度が高いほど、また電解液
濃度が高いほど、電解温度が高く時間が長いほど、得ら
れた酸化ニオブＮｂＯX のＸの値が大きくなる傾向にあ
る。
する誘電体層を形成する方法としては、例えば、ニオブ
を含有するアルコキシ錯体、アセチルアセトナート錯体
などニオブ錯体を熱分解及び／または加水分解する方
法、あるいは後記するような電極にニオブやニオブの一
部を窒化した窒化ニオブとした場合には該電極を電解酸
化するなどして作製することもできる。場合によっては
これらの方法を併用してもよい。このような方法のう
ち、ニオブを含有する錯体を熱分解及び／または加水分
解して作製する場合、錯体の種類、濃度、分解温度、分
解時間、分解の雰囲気のガスの種類及びその濃度によ
り、また電解酸化で作製する場合は使用する電極の種
類、形状、電解液の種類、濃度、電解温度、時間などに
よりＮｂＯX におけるＸの値が変化するので、あらかじ
め予備実験により作製した誘電体のＸ線光電子分光法の
図をチェックしながら条件を決定しておくことが必要で
ある。一般に分解温度が高く、分解時間が長いほど、分
解雰囲気ガス中の酸素ガス濃度が高いほど、また電解液
濃度が高いほど、電解温度が高く時間が長いほど、得ら
れた酸化ニオブＮｂＯX のＸの値が大きくなる傾向にあ
る。
【００１２】本発明のコンデンサにおいて使用される一
方の電極の材料として、アルミニウム、タンタル、チタ
ン、ニオブ、ニオブの一部を窒化した窒化ニオブやこれ
ら金属の合金などが挙げられる。電極の形状は板状、箔
状、棒状、燒結体などがある。コンデンサの大きさは要
求されるコンデンサの容量を勘案して決定される。板
状、箔状、棒状の場合は折り曲げたり、巻回したりして
単位体積あたりの電極の表面積を増大させて使用する。
燒結体電極として使用する場合には、これら金属の微粉
末を加圧成形した後、１０0 〜１０ー6Ｔｏｒｒの圧力
下に５００〜２，０００℃、数分〜数時間焼成すること
により作製することができる。
方の電極の材料として、アルミニウム、タンタル、チタ
ン、ニオブ、ニオブの一部を窒化した窒化ニオブやこれ
ら金属の合金などが挙げられる。電極の形状は板状、箔
状、棒状、燒結体などがある。コンデンサの大きさは要
求されるコンデンサの容量を勘案して決定される。板
状、箔状、棒状の場合は折り曲げたり、巻回したりして
単位体積あたりの電極の表面積を増大させて使用する。
燒結体電極として使用する場合には、これら金属の微粉
末を加圧成形した後、１０0 〜１０ー6Ｔｏｒｒの圧力
下に５００〜２，０００℃、数分〜数時間焼成すること
により作製することができる。
【００１３】上記の電極材料において、ニオブや、ニオ
ブの一部を窒化した窒化ニオブを使用すると単位重量あ
たりの容量が大きいコンデンサが得られること及び該窒
化ニオブを使用した時はそれに加えＬＣ特性が更に良好
になることにより、ニオブの一部を窒化した窒化ニオブ
を電極とするニオブコンデンサは高容量で低ＬＣが要求
される回路用のコンデンサ電極となるものである。この
窒化ニオブは、ニオブメタルの一部を窒素化したもの
で、例えばニオブを窒素雰囲気下で窒素化することによ
り得られる。この場合の窒素含有量は、ニオブメタルの
形状により変わるが、粒径が１０〜３０ミクロン程度の
粉末においては数１０〜２００，０００ｐｐｍ、好まし
くは数１００〜数１０，０００ｐｐｍである。窒素化反
応温度は、限定するわけではないが工業的には２５０℃
〜２，０００℃で、時間は１〜５０時間程度で必要とさ
れる窒素を含有する窒化ニオブが得られる。一般に高温
程短時間で表面を窒素化することができる。室温程度の
低温度においても窒素雰囲気下で数１０時間以上ニオブ
メタルの微粉末を放置しておくと必要とされる数１０ｐ
ｐｍの窒素量の窒化ニオブが得られる。
ブの一部を窒化した窒化ニオブを使用すると単位重量あ
たりの容量が大きいコンデンサが得られること及び該窒
化ニオブを使用した時はそれに加えＬＣ特性が更に良好
になることにより、ニオブの一部を窒化した窒化ニオブ
を電極とするニオブコンデンサは高容量で低ＬＣが要求
される回路用のコンデンサ電極となるものである。この
窒化ニオブは、ニオブメタルの一部を窒素化したもの
で、例えばニオブを窒素雰囲気下で窒素化することによ
り得られる。この場合の窒素含有量は、ニオブメタルの
形状により変わるが、粒径が１０〜３０ミクロン程度の
粉末においては数１０〜２００，０００ｐｐｍ、好まし
くは数１００〜数１０，０００ｐｐｍである。窒素化反
応温度は、限定するわけではないが工業的には２５０℃
〜２，０００℃で、時間は１〜５０時間程度で必要とさ
れる窒素を含有する窒化ニオブが得られる。一般に高温
程短時間で表面を窒素化することができる。室温程度の
低温度においても窒素雰囲気下で数１０時間以上ニオブ
メタルの微粉末を放置しておくと必要とされる数１０ｐ
ｐｍの窒素量の窒化ニオブが得られる。
【００１４】一方、本発明のコンデンサの他方の電極と
して、アルミニウム電解コンデンサ業界でも公知である
電解液、有機半導体からの導電性有機化合物、無機半導
体からの無機導電性化合物から選ばれた少なくとも一種
のものを使用できる。有機半導体の例として、例えばベ
ンゾピロリン４量体とクロラニルからなる有機半導体、
テトラチオテトラセンを主成分とする有機半導体、テト
ラシアノキノジメタンを主成分とする有機半導体、下記
一般式（１）または（２）で表される高分子にドーパン
トをドープした導電性高分子を主成分とした有機半導体
を挙げることができる。
して、アルミニウム電解コンデンサ業界でも公知である
電解液、有機半導体からの導電性有機化合物、無機半導
体からの無機導電性化合物から選ばれた少なくとも一種
のものを使用できる。有機半導体の例として、例えばベ
ンゾピロリン４量体とクロラニルからなる有機半導体、
テトラチオテトラセンを主成分とする有機半導体、テト
ラシアノキノジメタンを主成分とする有機半導体、下記
一般式（１）または（２）で表される高分子にドーパン
トをドープした導電性高分子を主成分とした有機半導体
を挙げることができる。
【００１５】
【化１】 （式中、Ｒ1 〜Ｒ4 は、水素、アルキル基またはアルコ
キシ基、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子、Ｒ5 はＸが
窒素原子との時のみ存在して水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 、Ｒ4 は互いに結合して環状に
なっていてもよい。）
キシ基、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子、Ｒ5 はＸが
窒素原子との時のみ存在して水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 、Ｒ4 は互いに結合して環状に
なっていてもよい。）
【００１６】
【化２】 （式中、Ｒ1 、Ｒ2 は、水素、アルキル基またはアルコ
キシ基、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子、Ｒ3 はＸが
窒素原子との時のみ存在して水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ2 は互いに結合して環状になっていてもよ
い。）
キシ基、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子、Ｒ3 はＸが
窒素原子との時のみ存在して水素またはアルキル基であ
り、Ｒ1 、Ｒ2 は互いに結合して環状になっていてもよ
い。）
【００１７】式（１）または式（２）で表される導電性
高分子の例としては、例えばポリアニリン、ポリオキシ
フェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフ
ェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール
などが挙げられる。また無機半導体としては二酸化鉛ま
たは二酸化マンガンを主成分とする無機半導体、四三酸
化鉄からなる無機半導体などが挙げられる。このような
半導体を二種以上併用してもよい。本発明においては誘
電体と電極との接続が不完全な部所、例えば一部誘電体
と電極との接触が欠けたところがあってもよい。
高分子の例としては、例えばポリアニリン、ポリオキシ
フェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフ
ェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール
などが挙げられる。また無機半導体としては二酸化鉛ま
たは二酸化マンガンを主成分とする無機半導体、四三酸
化鉄からなる無機半導体などが挙げられる。このような
半導体を二種以上併用してもよい。本発明においては誘
電体と電極との接続が不完全な部所、例えば一部誘電体
と電極との接触が欠けたところがあってもよい。
【００１８】
【実施例】以下本発明の実施例を示して、より具体的に
説明する。 （実施例１）幅７ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、厚さ１００ミ
クロンのタンタル箔の中心に太さ０．３ｍｍφ、長さ１
０ｍｍのタンタル線の一部分（２ｍｍ分）を溶接した
後、巻回してタンタルリード線を接合して電極を形成し
た。一方別に用意したペンタプロピルニオベート（ニオ
ブ錯体）の３％トルエン溶液に前記電極をタンタルリー
ド線の上から７ｍｍを残して浸漬して引き上げた後、空
気雰囲気中２００℃で３時間、続いて８５℃水蒸気中で
１時間、更に窒素雰囲気中５００℃で１時間処理するこ
とを繰り返して電極上に酸化ニオブの誘電体層を形成し
た。この酸化ニオブはＸ線光電子分光分析によりＮｂＯ
X （Ｘ＝２．５）の第１層の下にＮｂＯX （Ｘ＝２．
５）ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯ X （Ｘ＝２．
０）との混合物（モル比３：２）の第２層が存在（第１
層の第２層に対する割合が０．４ｖｏｌ％）することを
確認した。引き続き、ピロール溶液と過硫酸アンモニウ
ム及びトルエンスルホン酸の混合水溶液に順次電極を浸
漬させることを繰り返し、誘電体上にポリピロール層を
形成させた。更にカーボンペースト、銀ペーストに順次
浸漬、乾燥することにより積層した後、陰極リードを取
り付け、エポキシ樹脂で封口してコンデンサとし、その
容量及びＬＣ値を測定した。ＬＣ値は、電圧印加後１分
経過した時の電流値である。結果を表３に示す。
説明する。 （実施例１）幅７ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、厚さ１００ミ
クロンのタンタル箔の中心に太さ０．３ｍｍφ、長さ１
０ｍｍのタンタル線の一部分（２ｍｍ分）を溶接した
後、巻回してタンタルリード線を接合して電極を形成し
た。一方別に用意したペンタプロピルニオベート（ニオ
ブ錯体）の３％トルエン溶液に前記電極をタンタルリー
ド線の上から７ｍｍを残して浸漬して引き上げた後、空
気雰囲気中２００℃で３時間、続いて８５℃水蒸気中で
１時間、更に窒素雰囲気中５００℃で１時間処理するこ
とを繰り返して電極上に酸化ニオブの誘電体層を形成し
た。この酸化ニオブはＸ線光電子分光分析によりＮｂＯ
X （Ｘ＝２．５）の第１層の下にＮｂＯX （Ｘ＝２．
５）ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯ X （Ｘ＝２．
０）との混合物（モル比３：２）の第２層が存在（第１
層の第２層に対する割合が０．４ｖｏｌ％）することを
確認した。引き続き、ピロール溶液と過硫酸アンモニウ
ム及びトルエンスルホン酸の混合水溶液に順次電極を浸
漬させることを繰り返し、誘電体上にポリピロール層を
形成させた。更にカーボンペースト、銀ペーストに順次
浸漬、乾燥することにより積層した後、陰極リードを取
り付け、エポキシ樹脂で封口してコンデンサとし、その
容量及びＬＣ値を測定した。ＬＣ値は、電圧印加後１分
経過した時の電流値である。結果を表３に示す。
【００１９】（実施例２）粒径分布が１０〜３０ミクロ
ンのニオブメタル粉末約０．１ｇを径が０．３ｍｍφ、
長さ１５ｍｍのタンタルリードと共に成形して大きさ３
ｍｍ×３ｍｍ×０．２ｍｍの成形体（タンタルリード線
が成形体中に２ｍｍ入っていて、外部に１２ｍｍ突き出
ている。）を得た。次いで該成形体を真空中、１，５０
０℃で燒結させ、ニオブ燒結体とした。次いで５％りん
酸水溶液中で２６Ｖ化成を室温で５時間続けることによ
り燒結体上に酸化ニオブの誘電体層を形成した。この誘
電体層は第２表に示した組成からなることを分析により
確認した。更にこの電極を硝酸マンガン水溶液中に浸漬
後、２５０℃で熱分解することを繰り返して、誘電体層
上に酸化マンガンの無機半導体層を形成した。引き続き
実施例１と同様にしてカーボンペースト、銀ペーストを
積層し、エポキシ樹脂で封口してコンデンサを得た。こ
のコンデンサの特性を表３に示す。
ンのニオブメタル粉末約０．１ｇを径が０．３ｍｍφ、
長さ１５ｍｍのタンタルリードと共に成形して大きさ３
ｍｍ×３ｍｍ×０．２ｍｍの成形体（タンタルリード線
が成形体中に２ｍｍ入っていて、外部に１２ｍｍ突き出
ている。）を得た。次いで該成形体を真空中、１，５０
０℃で燒結させ、ニオブ燒結体とした。次いで５％りん
酸水溶液中で２６Ｖ化成を室温で５時間続けることによ
り燒結体上に酸化ニオブの誘電体層を形成した。この誘
電体層は第２表に示した組成からなることを分析により
確認した。更にこの電極を硝酸マンガン水溶液中に浸漬
後、２５０℃で熱分解することを繰り返して、誘電体層
上に酸化マンガンの無機半導体層を形成した。引き続き
実施例１と同様にしてカーボンペースト、銀ペーストを
積層し、エポキシ樹脂で封口してコンデンサを得た。こ
のコンデンサの特性を表３に示す。
【００２０】（実施例３）実施例２で用いたと同じニオ
ブメタル粉末を、あらかじめ５００℃の窒素雰囲気中で
窒素化を行い、窒素含有量約３，０００重量ｐｐｍの窒
化ニオブ粉とした後、実施例２と同様の条件で処理して
コンデンサを得た。このコンデンサの特性を表３に示
す。 （実施例４）実施例２において、燒結体の化成条件を
０．５％酢酸水溶液中で２６Ｖ、１０時間とした以外は
すべて実施例３と同じようにしてコンデンサを得た。作
製した誘電体の組成を表２に示す。
ブメタル粉末を、あらかじめ５００℃の窒素雰囲気中で
窒素化を行い、窒素含有量約３，０００重量ｐｐｍの窒
化ニオブ粉とした後、実施例２と同様の条件で処理して
コンデンサを得た。このコンデンサの特性を表３に示
す。 （実施例４）実施例２において、燒結体の化成条件を
０．５％酢酸水溶液中で２６Ｖ、１０時間とした以外は
すべて実施例３と同じようにしてコンデンサを得た。作
製した誘電体の組成を表２に示す。
【００２１】（実施例５〜９）実施例１における空気雰
囲気中２００℃で３時間、続いて８５℃水蒸気中で１時
間、更に窒素雰囲気中５００℃で１時間の誘電体形成処
理の代わりに、表１に記載した条件で誘電体形成処理を
行った。それ以外は実施例１と同様にしてコンデンサを
作製した。誘電体の組成を表２に、このコンデンサの特
性を表２に示す。
囲気中２００℃で３時間、続いて８５℃水蒸気中で１時
間、更に窒素雰囲気中５００℃で１時間の誘電体形成処
理の代わりに、表１に記載した条件で誘電体形成処理を
行った。それ以外は実施例１と同様にしてコンデンサを
作製した。誘電体の組成を表２に、このコンデンサの特
性を表２に示す。
【表１】
【００２２】（実施例１０）実施例２において、燒結体
の化成条件をりん酸水溶液濃度０．０３％，２６Ｖ、室
温３０分とした以外はすべて同様にしてコンデンサを作
製した。作製した誘電体の組成を表２に、コンデンサの
特性を表３に示す。
の化成条件をりん酸水溶液濃度０．０３％，２６Ｖ、室
温３０分とした以外はすべて同様にしてコンデンサを作
製した。作製した誘電体の組成を表２に、コンデンサの
特性を表３に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】（実施例１１〜１３）実施例３と同様にし
て作製した化成後の燒結体（誘電体層は実施例２と同様
な組成であることを確認）の複数個を、さらに実施例３
と同様な化成液中で逆電圧を印加することによって誘電
体層を破壊した。その後この燒結体を１４０℃で表４に
示した時間放置することによって誘電体層を修復した。
続いて実施例３と同様にしてコンデンサを作製した。誘
電体層の組成及びコンデンサの性能を表４に列記する。
て作製した化成後の燒結体（誘電体層は実施例２と同様
な組成であることを確認）の複数個を、さらに実施例３
と同様な化成液中で逆電圧を印加することによって誘電
体層を破壊した。その後この燒結体を１４０℃で表４に
示した時間放置することによって誘電体層を修復した。
続いて実施例３と同様にしてコンデンサを作製した。誘
電体層の組成及びコンデンサの性能を表４に列記する。
【００２６】
【表４】
【００２７】
【発明の効果】二つの電極間に介在する誘電体を酸化ニ
オブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分とする第１の層と
酸化ニオブ：ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯX （Ｘ
＝２．０）との混合物を主成分とする第２の層とのに層
構造の誘電体とした本発明のコンデンサは、単位重量あ
たりの容量が大きくＬＣ特性が良好である。さらに、該
コンデンサの一方の電極をニオブやニオブの一部を窒化
した窒化ニオブとしたコンデンサは、より単位重量あた
りの容量が大きくなる。特に電極を、ニオブの一部を窒
化した窒化ニオブとしたコンデンサは、よりＬＣ特性な
どの性能が改善され、搬用電子機器用の小型高容量のコ
ンデンサとして使用できる。
オブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分とする第１の層と
酸化ニオブ：ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）及びＮｂＯX （Ｘ
＝２．０）との混合物を主成分とする第２の層とのに層
構造の誘電体とした本発明のコンデンサは、単位重量あ
たりの容量が大きくＬＣ特性が良好である。さらに、該
コンデンサの一方の電極をニオブやニオブの一部を窒化
した窒化ニオブとしたコンデンサは、より単位重量あた
りの容量が大きくなる。特に電極を、ニオブの一部を窒
化した窒化ニオブとしたコンデンサは、よりＬＣ特性な
どの性能が改善され、搬用電子機器用の小型高容量のコ
ンデンサとして使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 9/04 ３０１ Ｈ０１Ｇ 9/00 ５０１ 9/055 9/04 ３４６ Ｆターム(参考） 4G001 BA37 BA61 BA69 BA76 BB37 BC01 BC45 BD23 BE15 4G030 AA15 AA49 BA09 CA03 5E082 AA05 AB09 BC14 BC39 EE03 EE22 EE23 EE28 EE30 FF15 FG03 FG27 FG44 GG04 HH25 HH48 JJ25 MM24 PP03
Claims (7)
- 【請求項１】 二つの電極と、電極間に介在する誘電体
とから構成されたコンデンサにおいて、誘電体が酸化ニ
オブＮｂＯX （Ｘ＝２．５）を主成分とする第１の層
と、酸化ニオブＮｂＯx （Ｘ＝２．５）とＮｂＯx （Ｘ
＝２．０）の混合物を主成分とする第２の層との二層構
造からなる誘電体であるコンデンサ。 - 【請求項２】 誘電体の第１の層に含まれる酸化ニオブ
ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）の含有量が少なくとも９０重量
％である請求項１に記載のコンデンサ。 - 【請求項３】 誘電体の第２の層に含まれる酸化ニオブ
ＮｂＯX （Ｘ＝２．５）とＮｂＯX （Ｘ＝２．０）との
混合物の含有量が少なくとも９０重量％である請求項１
または２に記載のコンデンサ。 - 【請求項４】 誘電体の第２の層に含まれる酸化ニオブ
のＮｂＯX （Ｘ＝２．５）：ＮｂＯX （Ｘ＝２．０）と
のモル比が、１：４ないし４：１である請求項１ないし
３のいずれか１項に記載のコンデンサ。 - 【請求項５】 第１の層と第２の層とからなる誘電体層
のうちの第１の層の割合が、０．０１〜１０ｖｏｌ％で
ある請求項１ないし４のいずれか１項に記載のコンデン
サ。 - 【請求項６】 電極の一方がニオブまたはニオブの一部
を窒化した窒化ニオブである請求項１ないし５のいずれ
か１項に記載のコンデンサ。 - 【請求項７】 窒化ニオブ電極が、ニオブを窒素雰囲気
中、室温ないし２０００℃で１〜５０時間処理して一部
を窒化した窒化ニオブで構成された電極である請求項５
に記載のコンデンサ。
Priority Applications (12)
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| DE69933792T DE69933792T3 (de) | 1998-12-15 | 1999-12-13 | Niobkondensator und verfahren zu dessen herstellung |
| PCT/JP1999/006971 WO2000036617A1 (fr) | 1998-12-15 | 1999-12-13 | Condensateur au niobium et procede de fabrication correspondant |
| CNB998161985A CN1201349C (zh) | 1998-12-15 | 1999-12-13 | 铌电容器 |
| AT99959774T ATE343844T1 (de) | 1998-12-15 | 1999-12-13 | Niobkondensator und verfahren zu dessen herstellung |
| KR1020017007542A KR100636563B1 (ko) | 1998-12-15 | 1999-12-13 | 니오브 콘덴서 및 그 제조방법 |
| EP99959774A EP1158552B2 (en) | 1998-12-15 | 1999-12-13 | Niobium capacitor and method of manufacture thereof |
| CA002360789A CA2360789C (en) | 1998-12-15 | 1999-12-13 | Niobium capacitor and method of manufacture thereof |
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| US10/314,333 US6661646B2 (en) | 1998-12-15 | 2002-12-09 | Niobium capacitor and method of manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36388398A JP4263795B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000188243A true JP2000188243A (ja) | 2000-07-04 |
| JP4263795B2 JP4263795B2 (ja) | 2009-05-13 |
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|---|---|---|---|
| JP36388398A Expired - Fee Related JP4263795B2 (ja) | 1998-12-15 | 1998-12-22 | コンデンサ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002015208A1 (fr) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | Showa Denko K.K. | Poudre de niobium, agglomere correspondant, et condensateur utilisant ceux-ci |
| WO2002052593A1 (fr) * | 2000-12-27 | 2002-07-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Procede de fabrication d'un condensateur electrolytique |
| US6420043B1 (en) | 1996-11-07 | 2002-07-16 | Cabot Corporation | Niobium powders and niobium electrolytic capacitors |
| JP2002231583A (ja) * | 2000-12-01 | 2002-08-16 | Showa Denko Kk | コンデンサ用ニオブ粉と該ニオブ粉を用いた焼結体および該焼結体を用いたコンデンサ |
| WO2002093596A1 (fr) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Showa Denko K.K. | Poudre de monoxyde de niobium, produit fritte de monoxyde de niobium et condensateur utilisant ledit produit fritte de monoxyde de niobium |
| US6616728B2 (en) | 1998-05-04 | 2003-09-09 | Cabot Corporation | Nitrided niobium powders and niobium electrolytic capacitors |
| WO2004013879A1 (ja) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Rohm Co., Ltd. | ニオブコンデンサおよびこれの製造方法 |
| JP2007096264A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサ素子、その製造方法および固体電解コンデンサ |
| CN100383900C (zh) * | 2001-05-15 | 2008-04-23 | 昭和电工株式会社 | 一氧化铌粉、一氧化铌烧结体以及使用一氧化铌烧结体的电容器 |
| US7737066B2 (en) | 2001-05-15 | 2010-06-15 | Showa Denko K.K. | Niobium monoxide powder, niobium monoxide sintered body and capacitor using the sintered body |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36388398A patent/JP4263795B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100383900C (zh) * | 2001-05-15 | 2008-04-23 | 昭和电工株式会社 | 一氧化铌粉、一氧化铌烧结体以及使用一氧化铌烧结体的电容器 |
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| CN100440399C (zh) * | 2002-08-02 | 2008-12-03 | 罗姆股份有限公司 | 铌电容器及其制造方法 |
| WO2004013879A1 (ja) * | 2002-08-02 | 2004-02-12 | Rohm Co., Ltd. | ニオブコンデンサおよびこれの製造方法 |
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