JP2002008952A - Sintered body of niobium, method of manufacturing the same, and capacitor using the sintered body - Google Patents

Sintered body of niobium, method of manufacturing the same, and capacitor using the sintered body

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JP2002008952A
JP2002008952A JP2001122154A JP2001122154A JP2002008952A JP 2002008952 A JP2002008952 A JP 2002008952A JP 2001122154 A JP2001122154 A JP 2001122154A JP 2001122154 A JP2001122154 A JP 2001122154A JP 2002008952 A JP2002008952 A JP 2002008952A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sintered body of niobium, having a proper leakage current value (LC value) despite a large capacity, a method of manufacturing the sintered body, and a capacitor using the sintered body. SOLUTION: (1) A sintered body of niobium, which is obtained by sintering niobium powder, has a value of 90,000 μF.V/g or larger as the product (CV) of capacitance per unit mass (C: unit μF/g) and formation voltage (V: unit V), and a value of 5×10-4 μm-μA/(μF.V) or smaller for the quotient, obtained by dividing the product of the average particle size (D50] unit μm) of the primary particles of the niobium powder and the leakage current (LC: unit μA/g) by the CV value. (2) The method of manufacturing the sintered body of niobium is to sinter the niobium powder at a temperatures in the range of 500-2,000 deg.C, where the time for leaving it standing at the highest sintering temperature is set at 60-150 minutes, and (3) the capacitor uses the sintered body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、容量が大きい割り
には漏れ電流値が良好なニオブ焼結体、その焼結体の製
造方法、及びその焼結体を用いたコンデンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a niobium sintered body having a good leakage current value for a large capacity, a method for producing the sintered body, and a capacitor using the sintered body.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話やパーソナルコンピューター等
の電子機器に使用されるコンデンサは、小型大容量のも
のが望まれている。このようなコンデンサの中でもタン
タルコンデンサは、大きさの割には容量が大きく、しか
も性能が良好なため好んで使用されている。このタンタ
ルコンデンサの陽極体としてタンタル粉の焼結体が一般
的に使用されている。タンタルコンデンサの容量を上げ
るためには、焼結体質量を増大させる必要がある。
2. Description of the Related Art Capacitors used in electronic devices such as mobile phones and personal computers are desired to be small in size and large in capacity. Among such capacitors, tantalum capacitors are preferably used because of their large capacity for their size and good performance. A sintered body of tantalum powder is generally used as an anode body of the tantalum capacitor. In order to increase the capacity of the tantalum capacitor, it is necessary to increase the mass of the sintered body.

【0003】焼結体質量を増大させる方法では、コンデ
ンサの形状が必然的に増大し小型化の要求を満たさな
い。これらの欠点の解決する研究の一つとして、タンタ
ルより誘電率の大きな材料を用いたコンデンサが考えら
れている。これらの誘電体の大きい材料としてニオブが
ある。
In the method of increasing the mass of the sintered body, the shape of the capacitor is inevitably increased, and does not satisfy the demand for miniaturization. As one of the studies for solving these drawbacks, a capacitor using a material having a higher dielectric constant than tantalum has been considered. There is niobium as a material having a large dielectric.

【0004】特開昭55-157226号公報には、凝集粉から
粒径2.0μmあるいはそれ以下のニオブ微粉末を加圧
成形して焼結し、その成形焼結体を細かく裁断し、これ
にリード部を接合した後再び焼結するコンデンサ用焼結
素子の製造方法が開示されている。しかしながら、該公
報にはコンデンサ特性について詳細には開示されていな
い。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-157226 discloses that a compact niobium powder having a particle size of 2.0 μm or less is compacted and sintered from agglomerated powder, and the molded sintered body is cut into small pieces. A method for manufacturing a sintered element for a capacitor, in which a lead portion is joined and then sintered again, is disclosed. However, this publication does not disclose the capacitor characteristics in detail.

【0005】米国特許4,084,965号公報には、ニオブイ
ンゴットを水素化して粉砕し、5.1μmのニオブ粉末
を得、これを用いたコンデンサが開示されているが、ニ
オブ焼結体はタンタル焼結体に比べて漏れ電流値が大き
いという問題があるため実用性に乏しい。
US Pat. No. 4,084,965 discloses a capacitor using 5.1 μm niobium powder by hydrogenating and pulverizing a niobium ingot. The niobium sintered body is a tantalum sintered body. However, it is not practical because of the problem that the leakage current value is large.

【0006】本発明者等は、ニオブの一部を窒化するこ
と等によりLC値が改善できることを先に提案した(特
開平10-242004号公報;米国特許第6,115,235号)。さら
に、LC値を低下させるためには、例えば前述のニオブ
の焼結体を作製する時の焼結温度を高くすることによっ
て達成できる。しかしながら、焼結温度を高くすると作
製した焼結体の質量あたりの容量と焼結体表面に誘電体
を形成する時の化成電圧の積(以下CV値と略する)が
小さくなるために、最終的な目標である高CVで低LC
というバランスの良いニオブの焼結体を得ることは困難
であった。また、高CVのみを意識したニオブ焼結体か
らコンデンサを作製した場合、LCが特異的に大きなコ
ンデンサが出現する問題があった。
The present inventors have previously proposed that the LC value can be improved by nitriding a part of niobium (Japanese Patent Laid-Open No. 10-242004; US Pat. No. 6,115,235). Further, the LC value can be reduced by, for example, increasing the sintering temperature when producing the above-mentioned niobium sintered body. However, when the sintering temperature is increased, the product of the capacity per mass of the manufactured sintered body and the formation voltage (hereinafter abbreviated as CV value) when forming a dielectric on the surface of the sintered body is reduced. Goal is high CV and low LC
It was difficult to obtain a well-balanced niobium sintered body. Further, when a capacitor is manufactured from a niobium sintered body that is conscious of only a high CV, there is a problem that a capacitor having a specifically large LC appears.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、容量が大きい割りに漏れ電流値(LC値)が良好な
ニオブ焼結体、その焼結体の製造方法及びその焼結体を
用いたコンデンサを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a niobium sintered body having a good leakage current value (LC value) in spite of a large capacity, a method of manufacturing the sintered body, and a sintered body thereof. It is to provide a used capacitor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前述の課
題を鋭意検討した結果、ニオブ粉の最高焼結温度におけ
る放置時間を特定の時間とするコンデンサ用ニオブ粉に
適した特異な焼結方法を見出し、本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明は以下のニオブ粉焼結体、その
製造方法及びその焼結体を用いたコンデンサを提供す
る。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies of the above-mentioned problems, the present inventors have found that a specific firing time suitable for niobium powder for capacitors is set such that the leaving time at the maximum sintering temperature of the niobium powder is a specific time. We found a knotting method and completed the present invention. That is, the present invention provides the following niobium powder sintered body, a method for producing the same, and a capacitor using the sintered body.

【0009】1.ニオブ粉を焼結したニオブ焼結体にお
いて、単位質量あたりの容量(C:単位μF/g)と化
成電圧(V:単位V)の積(CV)の値が9万μF・V
/g以上であって、ニオブ粉の一次粒子の平均粒径(D
50:単位μm)と漏れ電流(LC:単位μA/g)との
積をCVで除した数値が5×10-4μm・μA/(μF
・V)以下であるニオブ焼結体。 2.ニオブ粉が、一部窒化されたニオブ粉である前項1
に記載のニオブ焼結体。 3.窒素含量が20質量ppm〜20万質量ppmであ
る前項2に記載のニオブ焼結体。 4.窒素含量が500質量ppm〜7000質量ppm
である前項3に記載のニオブ焼結体。 5.ニオブ粉を高温で焼結するニオブ焼結体の製造方法
において、500〜2000℃の温度にて、最高焼結温
度における放置時間を60〜150分にすることを特徴
とするニオブ焼結体の製造方法。
1. In the niobium sintered body obtained by sintering niobium powder, the product (CV) of the capacity per unit mass (C: unit μF / g) and the formation voltage (V: unit V) is 90,000 μF · V.
/ G or more, and the average particle diameter of the primary particles of the niobium powder (D
50 : unit μm) and the value obtained by dividing the product of the leakage current (LC: unit μA / g) by CV is 5 × 10 −4 μm · μA / (μF
V) A niobium sintered body that is: 2. Item 1 wherein the niobium powder is a partially nitrided niobium powder.
2. The niobium sintered body according to item 1. 3. 3. The niobium sintered body according to the above 2, wherein the nitrogen content is 20 mass ppm to 200,000 mass ppm. 4. Nitrogen content is 500 mass ppm to 7000 mass ppm
4. The niobium sintered body according to the above item 3. 5. A method for producing a niobium sintered body, comprising sintering niobium powder at a high temperature, wherein the standing time at a maximum sintering temperature at a temperature of 500 to 2000 ° C. is set to 60 to 150 minutes. Production method.

【0010】6.900〜1500℃の温度にて、最高
焼結温度における放置時間を80〜130分にする前項
5に記載のニオブ焼結体の製造方法。 7.一次粒子の平均粒径が3μm以下であるニオブ粉を
造粒したニオブ粉を用いる前項5または6に記載のニオ
ブ焼結体の製造方法。 8.一次粒子の平均粒径が3μm〜0.1μmであるニ
オブ粉を造粒したニオブ粉を用いる前項7に記載のニオ
ブ焼結体の製造方法。 9.ニオブ粉として一部窒化されたニオブ粉を使用する
前項5乃至8のいずれかに記載のニオブ焼結体の製造方
法。 10.窒素含量が20質量ppm〜20万質量ppmの
ニオブ粉を使用する前項9に記載のニオブ焼結体の製造
方法。
6. The method for producing a niobium sintered body according to the above item 5, wherein the standing time at the maximum sintering temperature at a temperature of 900 to 1500 ° C. is 80 to 130 minutes. 7. 7. The method for producing a niobium sintered body according to the above item 5 or 6, wherein niobium powder obtained by granulating niobium powder having an average primary particle size of 3 μm or less is used. 8. 8. The method for producing a niobium sintered body according to the above item 7, wherein niobium powder obtained by granulating niobium powder having an average primary particle diameter of 3 μm to 0.1 μm is used. 9. 9. The method for producing a niobium sintered body according to any one of the above items 5 to 8, wherein a niobium powder partially nitrided is used as the niobium powder. 10. 10. The method for producing a niobium sintered body according to the above item 9, wherein a niobium powder having a nitrogen content of 20 mass ppm to 200,000 mass ppm is used.

【0011】11.窒素含量が500質量ppm〜70
00質量ppmのニオブ粉を使用する前項10に記載の
ニオブ焼結体の製造方法。 12.前項1乃至4のいずれかに記載のニオブ焼結体を
一方の電極とし、その焼結体表面上に形成された誘電体
と、前記誘電体上設けられた他方の電極とから構成され
たコンデンサ。 13.誘電体が、電解酸化により形成した酸化ニオブか
らなる前項12に記載のコンデンサ。 14.他方の電極が、電解液、有機半導体及び無機半導
体から選ばれる少なくとも1種の材料である前項12に
記載のコンデンサ。
11. Nitrogen content is 500 mass ppm to 70
The method for producing a niobium sintered body according to the above item 10, wherein the niobium powder is used in an amount of 00 mass ppm. 12. A capacitor comprising the niobium sintered body according to any one of the above items 1 to 4 as one electrode, a dielectric formed on the surface of the sintered body, and the other electrode provided on the dielectric. . 13. 13. The capacitor according to the above item 12, wherein the dielectric comprises niobium oxide formed by electrolytic oxidation. 14. 13. The capacitor according to the above item 12, wherein the other electrode is at least one material selected from an electrolytic solution, an organic semiconductor, and an inorganic semiconductor.

【0012】15.他方の電極が、有機半導体からな
り、該有機半導体がベンゾピロリン四量体とクロラニル
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、及び下記一般式(1)または(2)
15. The other electrode is made of an organic semiconductor, the organic semiconductor is an organic semiconductor consisting of benzopyrroline tetramer and chloranil, an organic semiconductor mainly containing tetrathiotetracene, an organic semiconductor mainly containing tetracyanoquinodimethane, And the following general formula (1) or (2)

【化2】 (式中、R1〜R4は、互いに同一であっても相違しても
よく、各々水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または
炭素数1〜6のアルコキシ基を表わし、Xは酸素、イオ
ウまたは窒素原子を表わし、R5はXが窒素原子のとき
のみ存在して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基
を表わし、R1とR2及びR3とR4は互いに結合して環状
になっていてもよい。)で示される繰り返し単位を2以
上含む重合体にドーパントをドープした電導性高分子を
主成分とした有機半導体からなる群より選ばれる少なく
とも一種の有機半導体である前項14に記載のコンデン
サ。 16.有機半導体が、ポリピロール、ポリチオフェン及
びこれらの置換誘導体から選ばれる少なくとも1種であ
る前項15に記載のコンデンサ。
Embedded image (Wherein, R 1 to R 4 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and X represents oxygen R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and is present only when X is a nitrogen atom, and R 1 and R 2 and R 3 and R 4 are bonded to each other. At least one organic semiconductor selected from the group consisting of organic semiconductors mainly composed of a conductive polymer doped with a dopant in a polymer containing two or more repeating units represented by the following formula: Item 15. The capacitor according to item 14, above. 16. Item 16. The capacitor according to item 15, wherein the organic semiconductor is at least one selected from polypyrrole, polythiophene, and substituted derivatives thereof.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の焼結体を得るための一形
態を説明する。焼結体を作製するための原料となるニオ
ブ粉は、1次粒子の平均粒径が3μm以下、好ましくは
3μm〜0.1μmの範囲、または平均粒径が1μm以
下、好ましくは1μm〜0.1μmの範囲がよい。平均
粒径が3μmを超えると本発明の目的の1つである、高
CV特性で低LC特性を有する焼結体を得ることが困難
であるため好ましくない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment for obtaining a sintered body of the present invention will be described. Niobium powder as a raw material for producing a sintered body has an average primary particle size of 3 μm or less, preferably 3 μm to 0.1 μm, or an average particle size of 1 μm or less, preferably 1 μm to 0.1 μm. A range of 1 μm is preferred. If the average particle size exceeds 3 μm, it is difficult to obtain a sintered body having high CV characteristics and low LC characteristics, which is one of the objects of the present invention.

【0014】ここで、ニオブ粉の平均粒径としては、粒
度分布測定器(商品名「マイクロトラック」)を用いて
測定したD50値(累積質量%が50質量%に相当する粒
径値)を採用することができる。このような平均粒径を
有するニオブ粉は、例えばフッ化ニオブ酸カリウムをナ
トリウムで還元する方法、あるいはニオブインゴットの
水素化物を粉砕し脱水素する方法、酸化ニオブを炭素還
元により製造する方法等によって得ることができる。例
えば、ニオブインゴットの水素化物を粉砕し脱水素化す
る方法の場合、ニオブインゴットの水素化量と粉砕装置
などによる粉砕時間を制御することにより、希望の平均
粒径を有するニオブ粉を得ることができる。
[0014] Here, the average particle diameter of the niobium powder, the particle size distribution measuring instrument (trade name "Microtrac") measured D 50 value using (particle size value which cumulative mass% corresponds to 50 mass%) Can be adopted. Niobium powder having such an average particle size can be obtained, for example, by a method of reducing potassium fluoride niobate with sodium, or a method of pulverizing and dehydrogenating a hydride of a niobium ingot, or a method of producing niobium oxide by carbon reduction. Obtainable. For example, in the case of a method of pulverizing and dehydrogenating a hydride of a niobium ingot, it is possible to obtain a niobium powder having a desired average particle size by controlling a hydrogenation amount of the niobium ingot and a pulverization time by a pulverizer or the like. it can.

【0015】本発明のニオブ粉は、前記平均粒径を有す
る粉体であって、さらに一部窒化されたニオブ粉である
ことが好ましい。その場合、窒素含量は20質量ppm
乃至20万質量ppm(以下質量ppmを単にppmと
略する)の範囲である。
[0015] The niobium powder of the present invention is a powder having the above average particle diameter, and is preferably a partially nitrided niobium powder. In that case, the nitrogen content is 20 mass ppm
To 200,000 mass ppm (hereinafter, mass ppm is simply abbreviated to ppm).

【0016】次に、該ニオブ粉から焼結体を作製し、後
記するように該焼結体の表面に誘電体を形成してリン酸
水溶液中でLC値を測定した場合、小さいLC値とする
には、前記窒素含量は500ppm〜7000ppm、
さらに容量が大きい割りに漏れ電流(LC)値が良好な
ニオブ焼結体とするには500ppm〜4000ppm
にすることが好ましい。ここで窒素含量とは、ニオブ粉
に吸着したもの、あるいは単に物理的にドーピングした
ものではなく、化学的に窒化したものである。
Next, when a sintered body is prepared from the niobium powder, and a dielectric is formed on the surface of the sintered body as described later and the LC value is measured in an aqueous phosphoric acid solution, a small LC value is obtained. The nitrogen content is between 500 ppm and 7000 ppm,
In order to obtain a niobium sintered body having a good leakage current (LC) value in spite of a large capacity, 500 ppm to 4000 ppm.
Is preferable. Here, the nitrogen content is not the one adsorbed on the niobium powder or the one simply physically doped but chemically nitrided.

【0017】ニオブ粉の窒化処理は、液体窒化法、イオ
ン窒化法、ガス窒化法などのいずれか、あるいはそれら
を組み合わせた方法で実施することができる。このう
ち、装置が簡便で操作が容易な窒化ガス雰囲気下で行う
ニオブ粉のガス窒化法が好ましい。このガス窒化方法
は、例えば、前記ニオブ粉を窒素雰囲気中に放置するこ
とにより行うことができる。この時の窒化する雰囲気温
度は2000℃以下、放置時間は60時間以内とするこ
とで目的とする窒素含量を有するニオブ粉が得られる。
さらにこの処理を高温で行うことにより処理時間を短く
することもできる。前記ニオブ粉の窒素含量は、被窒化
物の粒径測定後、窒化温度と窒化時間を予備実験で確認
して容易に管理することができる。
The nitriding of the niobium powder can be carried out by any of a liquid nitriding method, an ion nitriding method, a gas nitriding method, etc., or a combination thereof. Of these, the gas nitriding method of niobium powder, which is performed in a nitriding gas atmosphere in which the apparatus is simple and easy to operate, is preferable. This gas nitriding method can be performed, for example, by leaving the niobium powder in a nitrogen atmosphere. At this time, the nitriding atmosphere temperature is 2000 ° C. or less, and the leaving time is 60 hours or less, so that niobium powder having a desired nitrogen content can be obtained.
Further, by performing this processing at a high temperature, the processing time can be shortened. The nitrogen content of the niobium powder can be easily controlled by measuring the nitriding temperature and the nitriding time in preliminary experiments after measuring the particle size of the nitride.

【0018】本発明のニオブ粉は、前述したニオブ粉を
適当な形状に造粒した後で使用しても良いし、造粒後に
未造粒のニオブ粉を適量混合して使用しても良い。造粒
方法としては、従来公知の方法が採用できる。例えば、
未造粒ニオブ粉を高温真空下に放置して一体化(凝集固
化)した後、解砕する方法、あるいは特定のバインダー
と未造粒ニオブ粉を混合した後、解砕する方法等が挙げ
られる。この時に、ニオブ粉とバインダーとの混練りの
際には、場合により溶媒を使用しても良い。この場合混
練り後に乾燥して解砕する方法が採用される。バインダ
ーとしては一般的にポリビニルアルコール、アクリル樹
脂等が用いられる。溶媒としては、アセトン、アルコー
ル類、酢酸ブチル等のエステル類、水等から選択される
ものが使用できる。このようにして造粒したニオブ造粒
品は、平均粒径が300μm以下、好ましくは200μ
m以下、さらに好ましくは200μm〜1μmにするの
がよい。
The niobium powder of the present invention may be used after granulating the above-mentioned niobium powder into an appropriate shape, or may be used by mixing an appropriate amount of ungranulated niobium powder after granulation. . As the granulation method, a conventionally known method can be employed. For example,
A method in which ungranulated niobium powder is left under high temperature vacuum to be integrated (agglomerated and solidified) and then crushed, or a method in which a specific binder and ungranulated niobium powder are mixed and then crushed is used. . At this time, when kneading the niobium powder and the binder, a solvent may be used in some cases. In this case, a method of drying and disintegrating after kneading is adopted. Generally, polyvinyl alcohol, acrylic resin, or the like is used as the binder. As the solvent, those selected from acetone, alcohols, esters such as butyl acetate, water and the like can be used. The niobium granulated product thus granulated has an average particle size of 300 μm or less, preferably 200 μm.
m, more preferably 200 μm to 1 μm.

【0019】次に、本発明のニオブ粉を用いた焼結体
は、前述したニオブ粉を焼結して製造することができ
る。例えば、焼結体の1つの製造方法として、ニオブ粉
を所定の形状に加圧成形した後、1.33×10-4
1.33×102Pa(パスカル)で500℃〜200
0℃、好ましくは900℃〜1500℃の範囲で、ニオ
ブ焼結体の最高焼結温度における放置時間が60〜15
0分、好ましくは80〜130分となるように加熱す
る。
Next, a sintered body using the niobium powder of the present invention can be manufactured by sintering the above-described niobium powder. For example, as one method of manufacturing a sintered body, after pressing niobium powder into a predetermined shape, 1.33 × 10 −4 to
500 ° C. to 200 at 1.33 × 10 2 Pa (Pascal)
0 ° C., preferably in the range of 900 ° C. to 1500 ° C., and the standing time of the niobium sintered body at the maximum sintering temperature is 60 to 15 hours.
Heat to 0 minutes, preferably 80-130 minutes.

【0020】ここで、ニオブ焼結体の最高焼結温度と
は、焼結条件における最高温度を意味する。この最高焼
結温度は焼結機器の温度制御変動幅(±25℃)ならび
に最高設定温度±50℃の範囲内で矩形状、パルス状、
三角波状等の形状に自発的に温度を制御する手法で求め
た温度でもよい。
Here, the maximum sintering temperature of the niobium sintered body means the maximum temperature under sintering conditions. The maximum sintering temperature is within the range of the temperature control fluctuation range of the sintering equipment (± 25 ° C) and the maximum set temperature ± 50 ° C.
The temperature may be a temperature obtained by a method of spontaneously controlling the temperature into a shape such as a triangular wave.

【0021】ニオブ粉の焼結する温度の下限は、ニオブ
粉の平均粒径に依存して変化し、例えば平均粒径が小さ
いニオブ粉ほど下限温度は下がる。一方、平均粒径を一
定にして焼結温度を変化させた場合、通常焼結温度が低
いと作製した焼結体はCV値が大きくなるものの、LC
値が大きくなり、コンデンサの材料としての実用に耐え
ることが困難である。しかしながら、本発明において
は、焼結温度が低くても最高焼結温度における放置時間
をコンデンサ用ニオブ焼結体を得るのに好適な60〜1
50分、好ましくは80〜130分とすることにより、
CV値を少なくとも9万μF・V/g以上で、低LC、
すなわち、ニオブ粉の平均粒径とCV値を加味したLC
の尺度、D50・LC/CV値を5×10 -4μm・μA/
(μF・V)以下にすることができる。
The lower limit of the sintering temperature of niobium powder is niobium.
Changes depending on the average particle size of the powder, for example, when the average particle size is small
The lower the temperature, the lower the niobium powder. On the other hand, the average
When the sintering temperature is changed, the sintering temperature is usually low.
Although the CV value of the sintered body produced by
The value is large, and it can withstand practical use as a capacitor material
Is difficult. However, in the present invention
Is the storage time at the maximum sintering temperature even if the sintering temperature is low.
From 60 to 1 suitable for obtaining a niobium sintered body for a capacitor.
50 minutes, preferably 80-130 minutes,
CV value of at least 90,000 μF · V / g or more, low LC,
That is, LC taking into account the average particle size of niobium powder and the CV value
Scale of D50・ LC / CV value is 5 × 10 -Fourμm ・ μA /
(ΜF · V) or less.

【0022】一般に、LC/CV値は表面積あたりのL
C値を表現しているが、同一表面積でも焼結体を構成す
るニオブの粒径が異なると表面形状が異なり、LC値が
変化するものと予想される。前述したLCの尺度、D50
・LC/CV値は、このような表面形状を考慮したLC
の尺度である。該LCの尺度が5×10-4μm・μA/
(μF・V)を越える焼結体からコンデンサを作製する
と、LCが特異的に大きなコンデンサが出現する可能性
があり、好ましくない。
Generally, the LC / CV value is L / surface area.
Although the C value is expressed, it is expected that even if the surface area is the same, if the particle size of niobium constituting the sintered body is different, the surface shape is different and the LC value is changed. The aforementioned measure of LC, D 50
・ LC / CV value is LC considering such surface shape
Is a measure of The LC scale is 5 × 10 −4 μm · μA /
When a capacitor is manufactured from a sintered body exceeding (μF · V), a capacitor having a specifically large LC may appear, which is not preferable.

【0023】最高焼結温度における放置時間を60分未
満にしたり、150分を越えたりさせても目的とする高
容量で低LCのニオブ焼結体を得ることはできない。次
に、コンデンサ素子の製造について説明する。本発明の
コンデンサ素子は、前述したニオブ焼結体を一方の電極
とし、その表面上に形成された誘電体と、その誘電体上
に設けられた他方の電極とから構成される。
Even if the leaving time at the maximum sintering temperature is set to less than 60 minutes or more than 150 minutes, the desired high capacity and low LC niobium sintered body cannot be obtained. Next, the manufacture of the capacitor element will be described. The capacitor element of the present invention includes the above-mentioned niobium sintered body as one electrode, a dielectric formed on the surface thereof, and the other electrode provided on the dielectric.

【0024】まず、ニオブまたはタンタル等の弁作用金
属からなる、適当な形状及び長さを有するリードワイヤ
ーを用意し、これを前述したニオブ粉の加圧成形時にリ
ードワイヤーの一部が成形体の内部に挿入させるように
一体成形して、リードワイヤーを前記焼結体の引き出し
リードとなるように設計して組立てる。ここでコンデン
サの誘電体の好ましい例としては、酸化ニオブからなる
誘電体が挙げられる。
First, a lead wire made of a valve metal such as niobium or tantalum and having an appropriate shape and length is prepared, and a part of the lead wire is formed into a compact by pressing the niobium powder. The lead wire is integrally molded so as to be inserted therein, and the lead wire is designed and assembled so as to be a lead lead of the sintered body. Here, a preferable example of the dielectric of the capacitor includes a dielectric made of niobium oxide.

【0025】なお、本発明で用いる酸化ニオブとはニオ
ブの酸化物の総称であり、ニオブ元素に対する酸素
(O)の結合数は限定されない。例えば、Nb25、N
bO2、NbOx(xは1.0〜2.5の範囲)を含む酸化物が
挙げられる。
Note that niobium oxide used in the present invention is a general term for niobium oxide, and the number of bonds of oxygen (O) to niobium element is not limited. For example, Nb 2 O 5 , N
An oxide containing bO 2 and NbO x (x is in the range of 1.0 to 2.5) is exemplified.

【0026】酸化ニオブからなる誘電体は、一方の電極
であるニオブ焼結体を電解液中で化成することによって
容易に得られる。ニオブ電極を電解液中で化成するに
は、通常プロトン酸水溶液、例えば0.1%りん酸水溶
液または硫酸水溶液を用いて行われる。ニオブ電極を電
解液中で化成して酸化ニオブからなる誘電体を得る場
合、本発明のコンデンサは電解コンデンサとなり、ニオ
ブ側が陽極となる。
A dielectric composed of niobium oxide can be easily obtained by forming a niobium sintered body, which is one of the electrodes, in an electrolytic solution. The formation of a niobium electrode in an electrolytic solution is usually performed using a protonic acid aqueous solution, for example, a 0.1% phosphoric acid aqueous solution or a sulfuric acid aqueous solution. When a niobium electrode is formed in an electrolytic solution to obtain a dielectric composed of niobium oxide, the capacitor of the present invention becomes an electrolytic capacitor, and the niobium side becomes an anode.

【0027】本発明のコンデンサの他方の電極は、格別
限定されるものではなく。例えば、アルミ電解コンデン
サ業界で公知である電解液、有機半導体、及び無機半導
体から選ばれた少なくとも一種の材料(化合物)が好ま
しく使用できる。電解液の具体例としては、イソブチル
トリプロピルアンモニウムボロテトラフルオライド電解
質を5質量%溶解したジメチルホルムアミドとエチレン
グリコールの混合溶液、テトラエチルアンモニウムボロ
テトラフルオライドを7質量%溶解したプロピレンカー
ボネートとエチレングリコールの混合溶液等が挙げられ
る。
The other electrode of the capacitor of the present invention is not particularly limited. For example, at least one material (compound) selected from an electrolytic solution, an organic semiconductor, and an inorganic semiconductor known in the aluminum electrolytic capacitor industry can be preferably used. Specific examples of the electrolyte include a mixed solution of dimethylformamide and ethylene glycol in which 5% by mass of an isobutyltripropylammonium borotetrafluoride electrolyte is dissolved, and a mixture of propylene carbonate and ethylene glycol in which 7% by mass of tetraethylammonium borotetrafluoride is dissolved. A mixed solution is exemplified.

【0028】有機半導体の具体例としては、ベンゾピロ
リン四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)
Specific examples of the organic semiconductor include an organic semiconductor composed of a benzopyrroline tetramer and chloranil, an organic semiconductor composed mainly of tetrathiotetracene, an organic semiconductor composed mainly of tetracyanoquinodimethane, and the following general formula: (1) or (2)

【化3】 (式中、R1〜R4は、互いに同一であっても相違しても
よく、各々水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または
炭素数1〜6のアルコキシ基を表わし、Xは酸素、イオ
ウまたは窒素原子を表わし、R5はXが窒素原子のとき
のみ存在して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基
を表わし、R1とR2及びR3とR4は互いに結合して環状
になっていてもよい。)で示される繰り返し単位を2以
上含む重合体に、ドーパントをドープした電導性高分子
を主成分とした有機半導体が挙げられる。ドーパントに
は公知のドーパントが制限なく使用できる。
Embedded image (Wherein, R 1 to R 4 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and X represents oxygen R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and is present only when X is a nitrogen atom, and R 1 and R 2 and R 3 and R 4 are bonded to each other. The polymer containing two or more repeating units represented by the formula (1) may be an organic semiconductor containing a conductive polymer doped with a dopant as a main component. Known dopants can be used without limitation as the dopant.

【0029】式(1)または(2)で示される繰り返し
単位を2以上含む重合体としては、例えば、ポリアニリ
ン、ポリオキシフェニレン、ポニ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、及びこれらの置換誘導体や共重合体な
どが挙げられる。中でもポリピロール、ポリチオフェン
及びこれらの置換誘導体(例えばポリ(3,4−エチレ
ンジオキソチオフェン)等)が好ましい。
Examples of the polymer containing two or more repeating units represented by the formula (1) or (2) include, for example, polyaniline, polyoxyphenylene, poniphenylene sulfide, polythiophene, polyfuran, polypyrrole, polymethylpyrrole, and polymethylpyrrole. Examples include substituted derivatives and copolymers. Among them, polypyrrole, polythiophene and substituted derivatives thereof (for example, poly (3,4-ethylenedioxothiophene) and the like) are preferable.

【0030】無機半導体の具体例としては、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
半導体は単独でも、または二種以上組み合わせて使用し
てもよい。
Specific examples of the inorganic semiconductor include an inorganic semiconductor composed mainly of lead dioxide or manganese dioxide, and an inorganic semiconductor composed of triiron tetroxide. Such semiconductors may be used alone or in combination of two or more.

【0031】上記有機半導体及び無機半導体として、電
導度10-2S・cm-1〜103S・cm-1の範囲のもの
を使用すると、作製したコンデンサのインピーダンス値
がより小さくなり、高周波での容量をさらに一層大きく
することができる。他方の電極が固体の場合には、その
上に外部外出しリード(例えば、リードフレーム)との
電気的接触をよくするために、導電体層を設けてよい。
When an organic semiconductor and an inorganic semiconductor having an electric conductivity in the range of 10 −2 S · cm −1 to 10 3 S · cm −1 are used, the impedance value of the produced capacitor becomes smaller, and high-frequency Can be further increased. When the other electrode is solid, a conductor layer may be provided thereon to improve electrical contact with an external lead (for example, a lead frame).

【0032】導電体層としては、例えば、導電ペースト
の固化、メッキ、金属蒸着、耐熱性の導電樹脂フィルム
の形成等により形成することができる。導電ペーストと
しては、銀ペースト、銅ペースト、アルミペースト、カ
ーボンペースト、ニッケルペースト等が好ましいが、こ
れらは1種を用いても2種以上を用いてもよい。2種以
上を用いる場合、混合してもよく、または別々の層とし
て重ねてもよい。導電ペーストを適用した後、空気中に
放置するか、または加熱して固化せしめる。メッキとし
ては、ニッケルメッキ、銅メッキ、銀メッキ、アルミメ
ッキ等が挙げられる。また蒸着金属としては、アルミニ
ウム、ニッケル、銅、銀等が挙げられる。
The conductor layer can be formed, for example, by solidifying a conductive paste, plating, depositing a metal, forming a heat-resistant conductive resin film, or the like. As the conductive paste, a silver paste, a copper paste, an aluminum paste, a carbon paste, a nickel paste, and the like are preferable, but one or more of these may be used. When two or more kinds are used, they may be mixed or may be stacked as separate layers. After applying the conductive paste, it is left in the air or heated to be solidified. Examples of plating include nickel plating, copper plating, silver plating, and aluminum plating. Examples of the metal to be deposited include aluminum, nickel, copper, and silver.

【0033】具体的には、例えば第二の電極上にアルミ
ペースト、銀ペーストを順次積層し、エポキシ樹脂のよ
うな材料で封止してコンデンサが構成される。このコン
デンサは、ニオブ焼結体と一体に焼結成形された、また
は後で溶接されたニオブまたはタンタルリードを有して
いても良い。以上のような構成の本発明のコンデンサ
は、例えば、樹脂モールド、樹脂ケース、金属製の外装
ケース、樹脂のディッピング、ラミネートフィルムによ
る外装などの外装により各種用途のコンデンサ製品とす
ることができる。
Specifically, for example, an aluminum paste and a silver paste are sequentially laminated on the second electrode and sealed with a material such as an epoxy resin to form a capacitor. The capacitor may have a niobium or tantalum lead sintered integrally with the niobium sintered body or later welded. The capacitor of the present invention having the above-described configuration can be used as a capacitor product for various applications by, for example, a resin mold, a resin case, a metal outer case, resin dipping, and an outer case made of a laminate film.

【0034】他方の電極が液体の場合には、前記両極と
誘電体から構成されたコンデンサを、例えば、他方の電
極と電気的に接続した缶に収納してコンデンサが形成さ
れる。この場合、ニオブ焼結体の電極側は、前記したニ
オブまたはタンタルリードを介して外部に導出すると同
時に、絶縁性ゴム等により、缶との絶縁がはかられるよ
うに設計される。以上、説明した本発明に従って作製し
たニオブ焼結体を使用してコンデンサを作製すると、容
量が大きく、漏れ電流の良好なコンデンサを得ることが
できる。
When the other electrode is a liquid, the capacitor formed by the electrodes and the dielectric is housed in, for example, a can electrically connected to the other electrode to form a capacitor. In this case, the electrode side of the niobium sintered body is designed so as to be led out to the outside through the niobium or tantalum lead and to be insulated from the can by insulating rubber or the like. When a capacitor is manufactured using the niobium sintered body manufactured according to the present invention described above, a capacitor having a large capacity and a good leakage current can be obtained.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらの例により何ら制限
されるものではない。なお、各例における粉体窒素含
量、焼結体の容量、焼結体の漏れ電流値(LC値)の測
定、及びチップに加工されたコンデンサの容量は以下の
方法で測定した。
EXAMPLES The present invention will now be described specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In each example, the powder nitrogen content, the capacity of the sintered body, the measurement of the leakage current value (LC value) of the sintered body, and the capacity of the capacitor processed into the chip were measured by the following methods.

【0036】(1)粉体の窒素含量 熱伝導度から窒素含量を求めるLECO社製の酸素窒素
量測定器を用いて粉体の窒素量を求め、別途測定した粉
体の質量との比を窒素含量とした。
(1) Nitrogen Content of Powder The nitrogen content of the powder is determined using an oxygen nitrogen content measuring device manufactured by LECO, which determines the nitrogen content from the thermal conductivity, and the ratio to the mass of the powder separately measured is calculated. The nitrogen content was taken.

【0037】(2)焼結体の容量 0.1%リン酸水溶液中80℃で200分間化成し、表面
に誘電体を形成した後、室温において、30%硫酸水溶
液中に浸漬させた焼結体と硫酸液中に入れたタンタル材
の電極との間に、HP製LCR測定器(ヒューレットパ
ッカード社製LCRメーター)に接続して測定した12
0Hzでの容量を焼結体の容量とした。
(2) Capacity of Sintered Body A chemical formed in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at 80 ° C. for 200 minutes to form a dielectric on the surface, and then immersed in a 30% sulfuric acid aqueous solution at room temperature. An LCR measuring device made by HP (LCR meter made by Hewlett-Packard Company) was connected between the electrode and the tantalum material electrode put in the sulfuric acid solution, and the measurement was performed.
The capacity at 0 Hz was defined as the capacity of the sintered body.

【0038】(3)焼結体の漏れ電流値(LC値) 上記(2)のように誘電体を形成した後、室温におい
て、20%リン酸水溶液中に浸漬させた焼結体と、リン
酸水溶液中に入れた電極との間に誘電体作製時の化成電
圧の70%の電圧の直流電圧を3分間印加し続けた後で
測定された電流値を、焼結体の漏れ電流値とした。
(3) Leakage current value (LC value) of the sintered body After forming the dielectric as described in (2) above, the sintered body immersed in a 20% phosphoric acid aqueous solution at room temperature The current value measured after continuously applying a DC voltage of 70% of the formation voltage at the time of producing the dielectric material for 3 minutes between the electrode placed in the acid aqueous solution and the leakage current value of the sintered body did.

【0039】(4)チップに加工されたコンデンサの容
量 HP製LCR測定器で測定した室温120Hzでの値で
あり、その時の漏れ電流値は、定格電圧を1分間印加し
続けた後の測定された電流値である。なお、以下の各例
においてCV、LCの値は、各例とも20個の素子につ
いて測定した平均値を示している。
(4) Capacitance of Capacitor Processed into Chip A value at room temperature of 120 Hz measured by an HP LCR measuring instrument, and a leakage current value at that time is measured after a rated voltage is continuously applied for one minute. Current value. In each of the following examples, the values of CV and LC indicate average values measured for 20 elements in each example.

【0040】実施例1〜3及び比較例1〜4:フッ化ニ
オブ酸カリウムをナトリウム還元して得た平均粒径1μ
mのニオブ粉を1050℃、1.33×10-4Paの真空下で2
0分放置した後、解砕して平均粒径150μmの造粒粉
とした。該造粒粉を窒素気流中に300℃で1.5時間放
置し、窒素含量1600質量ppmの一部が窒化されたニオ
ブ粉とした。該ニオブ粉を0.3mmφのニオブリード線
と共に成形し、大きさ1.8×3.5×4.5mmの成形体(ニ
オブリード線が成形体内部に3.5mm、外部に6mm存
在する)を得た。このような成形体を複数個(20×1
8個)用意し、最高焼結温度1150℃、1.33×10 -4Pa
で表1に示した時間焼結し、焼結体を得た。次いで、0.
1%リン酸水溶液中で80℃、20V、200分間化成
することにより、焼結体上に酸化ニオブの誘電体を形成
した。
[0040]Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4:Difluoride
Average particle size 1μ obtained by reducing sodium potassium in sodium
m of niobium powder at 1050 ℃, 1.33 × 10-Four2 under vacuum of Pa
After standing for 0 minutes, crushed and granulated powder with an average particle size of 150 μm
And Release the granulated powder in a nitrogen stream at 300 ° C for 1.5 hours.
Nitrogen with a nitrogen content of 1600 mass ppm
Powder. The niobium powder is a 0.3 mmφ niobium lead wire.
And a compact of 1.8 × 3.5 × 4.5 mm
Oblead wire is 3.5mm inside the molded body and 6mm outside
Is present). A plurality of such compacts (20 × 1
8) prepared, maximum sintering temperature 1150 ℃, 1.33 × 10 -FourPa
For the time shown in Table 1 to obtain a sintered body. Then, 0.
Forming in 1% phosphoric acid aqueous solution at 80 ° C, 20V, 200 minutes
To form a niobium oxide dielectric on the sintered body
did.

【0041】各焼結体のCV値、LC値及びD50・LC
/CVを表1に示した。さらに、誘電体上に酢酸鉛30
%水溶液と過硫酸アンモニウム30%水溶液の等量混合
液を20回、40℃で接触させることにより、他方の電
極としての二酸化鉛と硫酸鉛の混合物(二酸化鉛97質
量%)を形成した。引き続き、他方の電極上にカーボン
ペースト、銀ペーストを順次積層し、エポキシ樹脂で封
口してコンデンサを作製した。表3に作製したコンデン
サ(大きさ7.3mm×4.3mm×2.8mm)の容量、6.3V
でのLC値を示した。なお、各実施例の値は各例のコン
デンサ20個の平均値であるが、6.3VでのLC値測定
時に、LC値が100μAを越した試料を省いたもので
あり、表3にそのようなLC値が100μAを越した試
料数を付記した。
CV value, LC value and D 50 · LC of each sintered body
/ CV is shown in Table 1. In addition, lead acetate 30
A mixture of equal amounts of a 30% aqueous solution and a 30% aqueous solution of ammonium persulfate was contacted 20 times at 40 ° C. to form a mixture of lead dioxide and lead sulfate (97% by mass of lead dioxide) as the other electrode. Subsequently, a carbon paste and a silver paste were sequentially laminated on the other electrode and sealed with an epoxy resin to produce a capacitor. The capacitance of the capacitor (size 7.3 mm x 4.3 mm x 2.8 mm) prepared in Table 3, 6.3 V
The LC value at was shown. The values in each example are the average values of 20 capacitors in each example. When the LC value was measured at 6.3 V, samples having an LC value exceeding 100 μA were omitted. The number of samples for which the LC value exceeded 100 μA was added.

【0042】実施例4〜6及び比較例5〜8:ニオブイ
ンゴットの水素化物の粉砕及び脱水素から得た平均粒径
0.7μmのニオブ粉を950℃、1.33×10-4Paの真
空下で20分間放置した後、解砕して平均粒径120μ
mの造粒粉とした。該造粒粉を窒素気流中に300℃で
1.5時間放置し窒素含量2000質量ppmの一部窒化さ
れたニオブ粉とした。続いて比較例1と同様にして成形
した後、最高焼結温度1050℃、1.33×10-4Paで表1
に示した時間焼結し、焼結体を得た。次いで、比較例1
と同様にして化成し、CV値、LC値、D50・LC/C
V値を求めて表1に示した。さらに、誘電体上に過硫酸
アンモニウム10%水溶液とアントラキノンスルホン酸
0.5%水溶液の等量混合液を接触させた後、ピロール蒸
気を触れさせる操作を少なくとも5回行うことにより、
ポリピロールからなる他方の電極を形成した。その後、
比較例1と同様にしてコンデンサを作製した。表3にコ
ンデンサの諸数値を記した。
Examples 4-6 and Comparative Examples 5-8: Average particle size obtained from grinding and dehydrogenation of hydride of niobium ingot
After leaving 0.7 μm niobium powder at 950 ° C. under a vacuum of 1.33 × 10 −4 Pa for 20 minutes, it is crushed to obtain an average particle size of 120 μm.
m of granulated powder. The granulated powder was left in a nitrogen stream at 300 ° C. for 1.5 hours to obtain a partially nitrided niobium powder having a nitrogen content of 2000 mass ppm. Subsequently, after molding was performed in the same manner as in Comparative Example 1, the maximum sintering temperature was 1050 ° C., and 1.33 × 10 −4 Pa.
And the sintered body was obtained for the time shown in FIG. Next, Comparative Example 1
And CV value, LC value, D 50 · LC / C
The V value was determined and is shown in Table 1. Further, a 10% aqueous solution of ammonium persulfate and anthraquinone sulfonic acid are placed on the dielectric.
After contacting an equal volume of a 0.5% aqueous solution with a pyrrole vapor at least five times,
The other electrode made of polypyrrole was formed. afterwards,
A capacitor was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1. Table 3 shows various values of the capacitor.

【0043】比較例9〜12:最高焼結温度を表2に示
したようにした以外は、比較例1と同様にして焼結体及
びコンデンサを作製した。焼結体及びコンデンサの諸数
値を表2と表4に示した。
Comparative Examples 9 to 12: Sintered bodies and capacitors were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the maximum sintering temperature was as shown in Table 2. Tables 2 and 4 show various numerical values of the sintered body and the capacitor.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】[0047]

【表4】 [Table 4]

【0048】比較例1及び比較例9〜12を比較する
と、焼結温度が高いほどLC値は良好になるものの、C
V値が下がり、作製したコンデンサの容量が急激に低下
することがわかる。LC値とCV値のバランスが良好な
もの、すなわち、実際的なコンデンサの数値として、L
Cが100μAをこすものものを含まず、容量が400
μF以上の高容量を取るものは、実施例1〜6から明ら
かなように、最高焼結温度における放置時間を80〜1
30分として得られる、CV9万以上、D50・LC/C
V値5×10-4μm・μA/(μF・V)以下のニオブ
粉を用いたものであることがわかる。
A comparison between Comparative Example 1 and Comparative Examples 9 to 12 shows that although the higher the sintering temperature, the better the LC value,
It can be seen that the V value decreases and the capacity of the manufactured capacitor sharply decreases. Those having a good balance between the LC value and the CV value, that is, L
C does not include those rubbing 100 μA and has a capacity of 400
Those having a high capacity of μF or more, as is apparent from Examples 1 to 6, set the standing time at the maximum sintering temperature to 80 to 1
Obtained as 30 minutes, CV9 10,000 or more, D 50 · LC / C
It can be seen that niobium powder having a V value of 5 × 10 −4 μm · μA / (μF · V) or less was used.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明のニオブの焼結体は、500〜2
000℃の温度にて焼結体を作製する場合の最高焼結温
度における放置時間を60〜150分にして得られる、
単位質量あたりの容量(C)と化成電圧(V)の積(C
V)の値が9万μF・V/g以上で、ニオブ粉の一次粒
子の平均粒径(D50)と漏れ電流(LC)との積をCV
で除した数値が5×10-4μm・μA/(μF・V)以
下のニオブ焼結体である。本発明のニオブ焼結体から作
製したコンデンサは、容量とLCのバランスが極めて良
好で、信頼性の良好なコンデンサとなる。
The sintered body of niobium of the present invention has a thickness of 500 to 2
When a sintered body is produced at a temperature of 000 ° C., a standing time at a maximum sintering temperature of 60 to 150 minutes is obtained.
The product (C) of the capacity per unit mass (C) and the formation voltage (V)
V) is 90,000 μF · V / g or more, and the product of the average particle diameter (D 50 ) of the primary particles of niobium powder and the leakage current (LC) is CV
Is a niobium sintered body having a value of 5 × 10 −4 μm · μA / (μF · V) or less. The capacitor manufactured from the niobium sintered body of the present invention has a very good balance between the capacitance and the LC, and is a highly reliable capacitor.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ニオブ粉を焼結したニオブ焼結体におい
て、単位質量あたりの容量(C:単位μF/g)と化成
電圧(V:単位V)の積(CV)の値が9万μF・V/
g以上であって、ニオブ粉の一次粒子の平均粒径
(D50:単位μm)と漏れ電流(LC:単位μA/g)
との積をCVで除した数値が5×10-4μm・μA/
(μF・V)以下であるニオブ焼結体。
In a niobium sintered body obtained by sintering niobium powder, a product (CV) of a capacity per unit mass (C: unit μF / g) and a formation voltage (V: unit V) is 90,000 μF.・ V /
g and the average particle diameter of primary particles of niobium powder (D 50 : unit μm) and leakage current (LC: unit μA / g)
Is 5 × 10 -4 μm · μA /
(ΜF · V) or less niobium sintered body.
【請求項2】 ニオブ粉が、一部窒化されたニオブ粉で
ある請求項1に記載のニオブ焼結体。
2. The niobium sintered body according to claim 1, wherein the niobium powder is a partially nitrided niobium powder.
【請求項3】 窒素含量が20質量ppm〜20万質量
ppmである請求項2に記載のニオブ焼結体。
3. The niobium sintered body according to claim 2, wherein the nitrogen content is 20 mass ppm to 200,000 mass ppm.
【請求項4】 窒素含量が500質量ppm〜7000
質量ppmである請求項3に記載のニオブ焼結体。
4. The nitrogen content is from 500 ppm by mass to 7000.
The niobium sintered body according to claim 3, wherein the mass is ppm.
【請求項5】 ニオブ粉を高温で焼結するニオブ焼結体
の製造方法において、500〜2000℃の温度にて、
最高焼結温度における放置時間を60〜150分にする
ことを特徴とするニオブ焼結体の製造方法。
5. A method for producing a niobium sintered body for sintering niobium powder at a high temperature, comprising the steps of:
A method for producing a niobium sintered body, wherein a standing time at a maximum sintering temperature is 60 to 150 minutes.
【請求項6】 900〜1500℃の温度にて、最高焼
結温度における放置時間を80〜130分にする請求項
5に記載のニオブ焼結体の製造方法。
6. The method for producing a niobium sintered body according to claim 5, wherein the standing time at the maximum sintering temperature is set to 80 to 130 minutes at a temperature of 900 to 1500 ° C.
【請求項7】 一次粒子の平均粒径が3μm以下である
ニオブ粉を造粒したニオブ粉を用いる請求項5または6
に記載のニオブ焼結体の製造方法。
7. A niobium powder obtained by granulating niobium powder having an average primary particle size of 3 μm or less.
3. The method for producing a niobium sintered body according to item 1.
【請求項8】 一次粒子の平均粒径が3μm〜0.1μ
mであるニオブ粉を造粒したニオブ粉を用いる請求項7
に記載のニオブ焼結体の製造方法。
8. The primary particles have an average particle size of 3 μm to 0.1 μm.
8. A niobium powder obtained by granulating niobium powder having a particle size of m.
3. The method for producing a niobium sintered body according to item 1.
【請求項9】 ニオブ粉として一部窒化されたニオブ粉
を使用する請求項5乃至8のいずれかに記載のニオブ焼
結体の製造方法。
9. The method for producing a niobium sintered body according to claim 5, wherein a niobium powder partially nitrided is used as the niobium powder.
【請求項10】 窒素含量が20質量ppm〜20万質
量ppmのニオブ粉を使用する請求項9に記載のニオブ
焼結体の製造方法。
10. The method for producing a niobium sintered body according to claim 9, wherein a niobium powder having a nitrogen content of 20 mass ppm to 200,000 mass ppm is used.
【請求項11】 窒素含量が500質量ppm〜700
0質量ppmのニオブ粉を使用する請求項10に記載の
ニオブ焼結体の製造方法。
11. The nitrogen content is from 500 ppm by mass to 700 ppm.
The method for producing a niobium sintered body according to claim 10, wherein 0 mass ppm niobium powder is used.
【請求項12】 請求項1乃至4のいずれかに記載のニ
オブ焼結体を一方の電極とし、その焼結体表面上に形成
された誘電体と、前記誘電体上設けられた他方の電極と
から構成されたコンデンサ。
12. The niobium sintered body according to claim 1 as one electrode, a dielectric formed on the surface of the sintered body, and the other electrode provided on the dielectric. And composed of a capacitor.
【請求項13】 誘電体が、電解酸化により形成した酸
化ニオブからなる請求項12に記載のコンデンサ。
13. The capacitor according to claim 12, wherein the dielectric comprises niobium oxide formed by electrolytic oxidation.
【請求項14】 他方の電極が、電解液、有機半導体及
び無機半導体から選ばれる少なくとも1種の材料である
請求項12に記載のコンデンサ。
14. The capacitor according to claim 12, wherein the other electrode is at least one material selected from an electrolyte, an organic semiconductor, and an inorganic semiconductor.
【請求項15】 他方の電極が、有機半導体からなり、
該有機半導体がベンゾピロリン四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、及び下記一般式(1)または(2) 【化1】 (式中、R1〜R4は、互いに同一であっても相違しても
よく、各々水素原子、炭素数1〜6のアルキル基または
炭素数1〜6のアルコキシ基を表わし、Xは酸素、イオ
ウまたは窒素原子を表わし、R5はXが窒素原子のとき
のみ存在して水素原子または炭素数1〜6のアルキル基
を表わし、R1とR2及びR3とR4は互いに結合して環状
になっていてもよい。)で示される繰り返し単位を2以
上含む重合体にドーパントをドープした電導性高分子を
主成分とした有機半導体からなる群より選ばれる少なく
とも一種の有機半導体である請求項14に記載のコンデ
ンサ。
15. The other electrode is made of an organic semiconductor,
The organic semiconductor is an organic semiconductor composed of benzopyrroline tetramer and chloranil, an organic semiconductor composed mainly of tetrathiotetracene, an organic semiconductor composed mainly of tetracyanoquinodimethane, and the following general formula (1) or (2) ) (Wherein, R 1 to R 4 may be the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and X represents oxygen R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and is present only when X is a nitrogen atom, and R 1 and R 2 and R 3 and R 4 are bonded to each other. At least one organic semiconductor selected from the group consisting of organic semiconductors mainly composed of a conductive polymer doped with a dopant in a polymer containing two or more repeating units represented by the following formula: The capacitor according to claim 14.
【請求項16】 有機半導体が、ポリピロール、ポリチ
オフェン及びこれらの置換誘導体から選ばれる少なくと
も1種である請求項15に記載のコンデンサ。
16. The capacitor according to claim 15, wherein the organic semiconductor is at least one selected from polypyrrole, polythiophene, and substituted derivatives thereof.
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