JP3624898B2 - ニオブ粉、それを用いた焼結体及びそれを用いたコンデンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単位質量当たりの容量が大きく、耐熱特性の良好なコンデンサを安定に製造することができるニオブ粉、それを用いた焼結体、その焼結体を用いたコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器に使用されるコンデンサは、小型で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、一般的にタンタル粉の焼結体が使用されている。これら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か、または、タンタル粉を微粉化して表面積を増加させた焼結体を用いる必要がある。
【０００３】
焼結体質量を増加させる方法では、コンデンサの形状が必然的に増大して小型化の要求を満たさない。一方、タンタル粉を微粉化して比表面積を増加させる方法では、タンタル焼結体の細孔径が小さくなり、また焼結段階で閉鎖孔が多くなり、後工程における陰極剤の含浸が困難になる。これらの欠点を解決する手段の一つとして、タンタルより誘電率の大きい材料の焼結体を用いたコンデンサが考えられる。誘電率の大きい材料としてはニオブが知られている。一方ニオブとタンタルは、同属であるため、ニオブ中には、タンタルが不純物として存在する。
【０００４】
特開平１３−３０７９６３号公報において、ニオブ粉を精製し、タンタル含有量を７００質量ｐｐｍ以下にしたニオブ粉を得、これ用いて焼結体及びコンデンサを作製すると、ＣＶ値または容量が低下しないことが開示されている。しかしながら、製造工程中に精製工程を設けたのでは、ニオブ粉の製造時間が長くなり、また回収率の低下を招くことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
単位質量当たりの容量が大きく耐熱特性の良好なコンデンサ、それを与える焼結体、及びそれを与えるニオブ粉を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意検討した結果、ニオブ粉の組成を、必ずしもニオブ粉の精製の必要のない特定の範囲に調整することにより前記課題を解決できることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明は、以下の発明に関する。
（１）ＭｇとＺｒ含有量が各々５０〜４００質量ｐｐｍ、Ｗ含有量が２０〜２００質量ｐｐｍ、Ｔａ含有量が３００〜３０００質量ｐｐｍ、酸素，窒素，水素，Ｍｇ，Ｚｒ，ＷおよびＴａ以外の元素の含有量が、５０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするニオブ粉。
（２）酸素含有量が、４０００〜１０００００質量ｐｐｍである前項１に記載のニオブ粉。
（３）窒素含有量が、２０〜２０００００質量ｐｐｍである前項１または２に記載のニオブ粉。
（４）水素含有量が、５〜２００質量ｐｐｍである前項１乃至３に記載のニオブ粉。
（５）一次粉の平均粒径が、０．１〜５μｍである前項１乃至４に記載のニオブ粉。
（６）一次粉を造粒した二次粉の平均粒径が、５０〜３００μｍである前項５に記載のニオブ粉。
（７）ＢＥＴ比表面積が０．５ｍ^２／ｇ以上４０ｍ^２／ｇ以下である前項１乃至６に記載のニオブ粉。
（８）ＣＶ値が、８００００〜２０００００μＦＶ／ｇである前項１乃至７に記載のニオブ粉。
【０００８】
（９）前項１乃至８のいずれか１項に記載のニオブ粉を用いた焼結体。
（１０）比表面積が、０．５ｍ^２／ｇ〜７ｍ^２／ｇである前項９に記載の焼結体。
【０００９】
（１１）前項９乃至１０のいずれか１項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、前記誘電体上に設けられた他方の電極とから構成されたコンデンサ。
（１２）誘電体の主成分が酸化ニオブである前項１１に記載のコンデンサ。
（１３）他方の電極が、電解液、有機半導体及び無機半導体からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料である前項１１に記載のコンデンサ。
（１４）他方の電極が、有機半導体であって、該有機半導体が、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及び導電性高分子からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料である前項１３に記載のコンデンサ。
（１５）導電性高分子が、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリ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１４に記載のコンデンサ。
（１６）導電性高分子が、下記一般式（１）又は一般式（２）
【００１０】
【化３】

【００１１】
（式中、Ｒ^１〜Ｒ^４はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１乃至１０の直鎖上もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和のアルキル基、アルコキシ基あるいはアルキルエステル基、またはハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、１級、２級もしくは３級アミノ基、ＣＦ_３基、フェニル基及び置換フェニル基からなる群から選ばれる一価基を表わす。Ｒ^１とＲ^２及びＲ^３とＲ^４の炭化水素鎖は互いに任意の位置で結合して、かかる基により置換を受けている炭素原子と共に少なくとも１つ以上の３〜７員環の飽和または不飽和炭化水素の環状構造を形成する二価鎖を形成してもよい。前記環状結合鎖には、カルボニル、エーテル、エステル、アミド、スルフィド、スルフィニル、スルホニル、イミノの結合を任意の位置に含んでもよい。Ｘは酸素、硫黄又は窒素原子を表し、Ｒ^５はＸが窒素原子の時のみ存在して、独立して水素又は炭素数１乃至１０の直鎖上もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和のアルキル基を表す。）で示される繰り返し単位を含む重合体に、ドーパントをドープした導電性高分子である前項１４に記載のコンデンサ。
（１７）導電性高分子が、下記一般式（３）
【００１２】
【化４】

【００１３】
（式中、Ｒ^６及びＲ^７は、各々独立して水素原子、炭素数１乃至６の直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和のアルキル基、または該アルキル基が互いに任意の位置で結合して、２つの酸素元素を含む少なくとも１つ以上の５〜７員環の飽和炭化水素の環状構造を形成する置換基を表わす。また、前記環状構造には置換されていてもよいビニレン結合を有するもの、置換されていてもよいフェニレン構造のものが含まれる。）で示される繰り返し単位を含む導電性高分子である前項１６に記載のコンデンサ。
（１８）導電性高分子が、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）にドーパントをドープした導電性高分子である前項１４に記載のコンデンサ。
（１９）他方の電極が、層状構造を少なくとも一部に有する材料からなる前項１１に記載のコンデンサ。
（２０）他方の電極が、有機スルホン酸アニオンをドーパントとして含んだ材料である前項１１に記載のコンデンサ。
【００１４】
（２１）前項１１乃至２０のいずれか１項に記載のコンデンサを使用した電子回路。
（２２）前項１１乃至２０のいずれか１項に記載のコンデンサを使用した電子機器。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のニオブ粉を得る一形態を説明する。
本発明のニオブ粉の製造には、一般に入手できるニオブ原料を用いることができる。たとえば、ハロゲン化ニオブのマグネシウムやナトリウムによる還元、フッ化ニオブ酸カリウムのナトリウム還元、フッ化ニオブ酸カリウムのニッケル陰極上への溶融塩（ＮａＣｌ＋ＫＣｌ）電解、ニオブの五酸化物のアルカリ金属、アルカリ土類金属、カーボンまたは水素による還元、ニオブインゴットへの水素導入後の粉砕・脱水素等によって得ることができる。
【００１６】
本発明のニオブ粉は、タンタル含有量が、３００質量ｐｐｍ〜３０００質量ｐｐｍ以下である（通常、７００質量ｐｐｍより多く３０００質量ｐｐｍ以下であるが、３００質量ｐｐｍ〜７００質量ｐｐｍであってもよい。）。
後述する特定の元素の含有量を特定範囲に管理することにより、特開平１３−３０７９６３号公報に記載されたようにタンタル含有量をあえて７００質量ｐｐｍ以下にすることもなく、該ニオブ粉を用いた焼結体及びコンデンサのＣＶ値または容量の低下はない。さらに好ましいことに、該ニオブ粉を用いたコンデンサの高温負荷試験は、良好な値を示す。
【００１７】
本発明のニオブ粉には、ＭｇとＺｒが各々５０〜４００質量ｐｐｍ、Ｗが２０〜２００質量ｐｐｍ、それぞれ含まれる。また、酸素、窒素、水素、Ｍｇ、Ｚｒ、ＷおよびＴａ以外の元素含有量は、各々５０質量ｐｐｍ以下である。これら元素の含有量が、これらの範囲外になると、前記したＣＶ値、容量、高温負荷試験値の全てを良好に維持することが困難になる。
【００１８】
本発明のＭｇ、ＺｒおよびＷ元素を前記含有量含んだニオブ粉は、例えば各々の元素を含んだ化合物または、元素を前述したニオブ粉に混合することによって得ればよい。一般的に得られるニオブ粉には、ＭｇとＺｒが各々４００質量ｐｐｍ以上、Ｗが２００質量ｐｐｍ以上、Ｔａが３０００質量ｐｐｍ以上、または、酸素、窒素、水素、Ｍｇ、Ｚｒ、ＷおよびＴａ以外の元素が５０質量ｐｐｍ以上含まれることは希であり、本発明のニオブ粉を得るためには、Ｍｇ、ＺｒおよびＷを添加すれば良く、必ずしもニオブ粉を精製する必要はない。そのため、収率よく、時間をかけずにニオブ粉の製造ができる。
ニオブ粉にこれら元素を添加する時期は、前記したニオブ粉を作製した後または作製する任意の段階に加えても良いが、あらかじめ予備実験により好ましい混合時期を決定しておくことが望ましい。また、前記したニオブ粉を得るための装置の少なくとも１つを、前記特定の元素を含んだ材質の装置としておき、ニオブ粉作製時に装置との磨耗によって、該元素がニオブ粉に所定量混合されるように設計しておいても良い。
【００１９】
このようにして得たニオブ粉は、水素と炭素を、通常、各々５〜２００質量ｐｐｍ含有している。本発明のニオブ粉は、空気中室温で、自然酸化皮膜を形成する。この場合、含有酸素量は、ニオブ粉の粒径によっても異なるが、通常、４０００〜１０００００質量ｐｐｍである。マグネシウム、カルシウム、水素などの還元剤により、ニオブの自然酸化皮膜を還元し、酸素含有量を下げることも可能である。例えば、酸素含有量が、８０００質量ｐｐｍのニオブ粉や、８００００質量ｐｐｍのニオブ粉を、還元して各々５０００質量ｐｐｍのニオブ粉にすることができる。
【００２０】
本発明では、前記ニオブ粉および／または後述する二次粉を一部窒化しておいて使用しても良い。ニオブ粉の一部を窒化するには、例えばニオブ粉を窒素ガス雰囲気中で窒素化することによって得られる。この場合、窒素量は、２０〜２０００００質量ｐｐｍにするのが好ましい。さらに作製したコンデンサの漏れ電流値を良好にするには、１００〜３００００質量ｐｐｍが特に好ましい。ここで窒化量とは、ニオブ粉に吸着したものではなく、化学的に結合した窒素量である。
【００２１】
ニオブ粉の窒化方法としては、液体窒化、イオン窒化、ガス窒化などのうちいずれかあるいはそれらの組み合わせた方法で実施することができる。窒素ガス雰囲気によるガス窒化処理は、装置が簡便で操作が容易なため好ましい。たとえば窒素ガス雰囲気によるガス窒化方法は、前記ニオブ粉を窒素雰囲気中に放置することによって達成される。窒化する雰囲気温度は、２０００℃以下、放置時間は、数時間以内で目的とする窒化量のニオブ粉が得られる。より高温で処理することにより処理時間を短くすることができる。前記ニオブ粉の窒化量は、被窒化物の窒化温度と窒化時間を予備実験等で確認した条件で管理することができる。
【００２２】
本発明の粉体の平均粒径は、０．１μｍ以上で５μｍ未満、好ましくは０．２μｍ以上で２μｍ未満である。平均粒径が５μｍ以上であると、作製した焼結体自身のＣＶ値が小さく、容量の大きなコンデンサを作製することが困難であるため好ましくない。０．１μｍ未満であると、他方の電極材料を含浸することが難しく、かえって容量を下げるため好ましくない。該平均粒径範囲にある本発明の粉体の比表面積は、０．５ｍ^２／ｇ以上で４０ｍ^２／ｇ以下である。本発明のコンデンサ用粉体は、該粉体を所定の大きさに造粒して二次粉として使用しても良い。
【００２３】
造粒方法として、従来公知の方法が採用できる。例えば、粉体を５００℃〜２０００℃の高温真空下に放置した後、湿式または乾式解砕する方法、アクリル樹脂やポリビニルアルコール等の適当なバインダーと粉体を混合した後解砕する方法、アクリル樹脂や樟脳等の適当な化合物と混合した後高温真空下に放置し、その後湿式または乾式解砕する方法等があげられる。造粒と解砕の程度によって造粒粉の粒径は、任意に変更可能であるが、通常、平均粒径で５０μｍ〜３００μｍのものが使用される。造粒・解砕後に分級して用いても良い。また、造粒後に造粒前の粉体を適量混合して用いても良い。このようにして作製した造粒粉のＢＥＴ比表面積は、通常、０．４〜２０ｍ^２／ｇになる。
【００２４】
また本発明のニオブ粉は、後述するように該ニオブ粉から焼結体を作製した後０．１％燐酸水溶液中８０℃で所定電圧で３００分間化成した場合、ＣＶ値は、８００００〜２０００００μＦＶ／ｇ（硫酸３０％水溶液中室温で１２０Ｈｚ１．５Ｖバイアス３０秒値）を示す。
【００２５】
本発明の焼結体は、前述した粉体を焼結して製造することができる。焼結体の製造方法の１例を以下に示す。なお、焼結体の製造方法は、この例に限定されるものではない。例えば、粉体を所定の形状に加圧成型した後、１０^−１〜１０^−４Ｐａで、数分〜数時間、５００〜２０００℃で加熱して得られる。本発明の焼結体の比表面積は、通常、０．５ｍ^２／ｇ〜７ｍ^２／ｇになる。
【００２６】
また、適当な形状・長さの、ニオブやタンタル等の弁作用金属からなるリードワイヤーを用意し、前述した粉体の加圧成型時に該リードワイヤーの一部が成型体の内部に挿入されるように一体成型して、該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することもできる。
【００２７】
前述した焼結体を一方の電極とし他方の電極（対電極）の間に介在した誘電体とからコンデンサを製造することができる。コンデンサの誘電体として酸化ニオブおよび酸化タンタルを主成分とする誘電体があげられる。例えば、酸化ニオブを主成分とする誘電体は、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％酢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を主成分とす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。
【００２８】
一方、本発明のコンデンサの他方の電極として、有機半導体および無機半導体から選ばれる少なくとも１種の化合物があげられる。有機半導体の具体例としては、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）で表される繰り返し単位を含む高分子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あげられる。
【００２９】
【化５】

【００３０】
式（１）および（２）において，Ｒ^１〜Ｒ^４は水素、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し、これらは互いに同一であっても相違してもよく、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子を表し、Ｒ^５はＸが窒素原子のときのみ存在して水素または炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ^１とＲ^２およびＲ^３とＲ^４は互いに結合して環状になっていても良い。
【００３１】
さらに、本発明においては、前記一般式（１）で表される繰り返し単位を含む電導性高分子は、好ましくは下記一般式（３）で示される構造単位を繰り返し単位として含む電導性高分子が挙げられる。
【００３２】
【化６】

【００３３】
式中、Ｒ^６及びＲ^７は、各々独立して水素原子、炭素数１乃至６の直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和のアルキル基、または該アルキル基が互いに任意の位置で結合して、２つの酸素元素を含む少なくとも１つ以上の５〜７員環の飽和炭化水素の環状構造を形成する置換基を表わす。また、前記環状構造には置換されていてもよいビニレン結合を有するもの、置換されていてもよいフェニレン構造のものが含まれる。このような化学構造を含む電導性高分子は、荷電されており、ドーパントがドープされる。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。
【００３４】
式（１）乃至（３）で表される繰り返し単位を含む高分子としては、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、およ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−エチレンジオキシチオフェン）等）が好ましい。
【００３５】
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あげられる。このような半導体は、単独でも、または、２種以上組み合わせて使用しても良い。
【００３６】
上記有機半導体および無機半導体として、電導度１０^−２〜１０^３Ｓ／ｃｍ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。
【００３７】
さらに他方の電極が固体の場合には、その上に外部引き出しリード（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、導電体層を設けてもよい。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イ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、アルミメッキ等があげられる。また蒸着金属としては、アルミニウム、ニッケル、銅、銀等があげられる。
【００３８】
具体的には、例えば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、前記焼結体と一体に焼結成型された、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よい。
【００３９】
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、金属性の外装ケース、樹脂のディッピング、ラミネートフイ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。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明の具体例についてさらに詳細に説明する。
本発明の粉体の窒化量は、ＬＥＫＯ社製の窒素・酸素分析計を用いて求めた。焼結体のＣＶ値は、０．１％燐酸水溶液中で２０Ｖ印加、８０℃、３００分化成した後に、３０％硫酸中で測定した容量と、化成電圧２０Ｖとの積から求めた。またニオブ粉中の酸素、窒素、以外の元素の含有量は、Ｓｉ及びＰが、ＩＣＰ−ＡＥＳ、Ｃ及びＳが、高周波燃焼／ＩＲ、これ以外の元素は、ＩＣＰ−ＡＥＳから求めた。コンデンサの高温負荷試験値は、作製したコンデンサを、８５℃４Ｖで１０００時間放置したときの容量が、初期値の±２０％を超える個数で表現した。この個数が小さいほど高温負荷試験値は良好となる。また、ＣＶ値、および該ニオブ粉を用いたコンデンサの高温負荷試験値を求めるための試料数は、各例とも３０個とした。
【００４１】
実施例１〜５、比較例１〜３
Ｔａ含有量１２００質量ｐｐｍのニオブインゴットを水素化後湿式粉砕して、平均粒径０．７８μｍ、比表面積４．６ｍ^２／ｇのニオブ粉を得た。マグネシウム、酸化ジルコニウム、タングステン酸アンモニウムを、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｗの各含有量が表１に記載の量となるように添加した。ついでこの粉体を、１２００℃で真空加熱した後取り出し、解砕後分級し平均粒径９０μｍ、比表面積１．５ｍ^２／ｇの造粒粉（二次粉とも言う）を得た。これを４００℃で３時間窒素気流中に放置することにより一部窒化したニオブ粉を得た。このニオブ粉の各元素の含有量は、窒素２５００質量ｐｐｍ、酸素３２０００質量ｐｐｍ、水素１００質量ｐｐｍ、酸素、窒素、水素、Ｍｇ、Ｚｒ、ＷおよびＴａ以外の元素の含有量は、４０質量ｐｐｍ以下であった。この造粒粉を１．８×３．５×４．０ｍｍの大きさに成型（直径０．３ｍｍのニオブワイヤーを共に成型しリードとした）した後、１３００℃で７×１０^−５Ｐａの減圧下で焼結し比表面積０．８ｍ^２／ｇの焼結体を得た。（この焼結体のＣＶ値を表１に示した。）この焼結体を０．１％リン酸水溶液中、８０℃２０Ｖで３００分化成した。次いで、焼結体内部の細孔および表面煮に、酸化剤を過硫酸アンモニウム、ドーパントをアンソラキノンスルフォン酸ナトリウムとし、ドーパントの存在下、ピロールと酸化剤との反応を繰り返すことによりポリピロールを析出させ、他方の電極を形成した。さらにカーボンペースト、銀ペーストを順に積層した後、エポキシ樹脂で封止してコンデンサを作製した。各実施例及び比較例の測定値を表１に記載した。
【００４２】
実施例６〜１４、比較例４〜１２
タンタル含有量が各々表１に記載したニオブインゴットを使用し、他方の電極のを、二酸化鉛が９８質量％、焼結体細孔中で酢酸鉛水溶液と過硫酸アンモニウム水溶液の反応を繰り返し、二酸化鉛と硫酸鉛の混合物の他方の電極を形成した。これら以外は実施例１〜３、比較例１、３と同様にしてコンデンサを作製した。なお、比較例１０，１１、１２のＭｇ、Ｚｒ、Ｗの添加量は、各々、実施例１，２，３と同様の含有量を目標として添加した。
【００４３】
実施例１５〜１９、比較例１３〜１５
実施例１〜５、比較例１〜３と同様に行った。ただし、ニオブ粉を、五塩化タンタルが０．５％混入している五塩化ニオブをマグネシウム還元することにより作製した。また、窒化は４５０℃で３時間窒素気流中放置して行った。
得られたニオブ粉は、平均粒径０．５３〜０．７８μｍ、比表面積７．１ｍ^２／ｇであった。得られた造粒粉は、平均粒径１２０μｍ、比表面積１．７ｍ^２／ｇであった。また、窒素量８５００質量ｐｐｍ、酸素量９０００質量ｐｐｍ、水素量１４０質量ｐｐｍ、酸素、窒素、水素、Ｍｇ、Ｚｒ、ＷおよびＴａ以外の元素の含有量は、４０質量ｐｐｍ以下であった。焼結体の比表面積は１．３ｍ^２／ｇであった。これを用いて実施例１〜５、比較例１〜３と同様にしてコンデンサを作製した。
【００４４】
【表１】

【００４５】
実施例１〜５と比較例１〜３、実施例６〜８と比較例４および５、実施例９〜１１と比較例６および７、実施例１２〜１４と比較例８および９、実施例１５〜１９と比較例１３〜１５、ならびに比較例１０〜１２を各々比較することにより前記したように特定の金属の含有量を特定量にコントロールしたニオブ粉から作製した焼結体およびコンデンサは、ＣＶ値、容量および高温負荷試験値すなわち耐熱性が良好であることがわかる。
【００４６】
【発明の効果】
収率よく時間をかけずに製造ができるコンデンサ用ニオブ粉が提供され、この粉体をコンデンサに用いることにより、単位質量当たりの容量が大きく、耐熱特性の良好なコンデンサを製造することができる。

Claims (22)

1. ＭｇとＺｒ含有量が各々５０〜４００質量ｐｐｍ、Ｗ含有量が２０〜２００質量ｐｐｍ、Ｔａ含有量が３００〜３０００質量ｐｐｍ、酸素，窒素，水素，Ｍｇ，Ｚｒ，ＷおよびＴａ以外の元素の含有量が、５０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするコンデンサ用ニオブ粉。
2. 酸素含有量が、４０００〜１０００００質量ｐｐｍである請求項１に記載のコンデンサ用ニオブ粉。
3. 窒素含有量が、２０〜２０００００質量ｐｐｍである請求項１または２に記載のコンデンサ用ニオブ粉。
4. 水素含有量が、５〜２００質量ｐｐｍである請求項１乃至３に記載のコンデンサ用ニオブ粉。
5. 一次粉の平均粒径が、０．１〜５μｍである請求項１乃至４に記載のコンデンサ用ニオブ粉。
6. 一次粉を造粒した二次粉の平均粒径が、５０〜３００μｍである請求項５に記載のコンデンサ用ニオブ粉。
7. ＢＥＴ比表面積が０．５ｍ^２／ｇ以上４０ｍ²／ｇ以下である請求項１乃至６に記載のコンデンサ用ニオブ粉。
8. ＣＶ値が、８００００〜２０００００μＦＶ／ｇである請求項１乃至７に記載のコンデンサ用ニオブ粉。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のコンデンサ用ニオブ粉を用いた焼結体。
10. 比表面積が、０．５ｍ²／ｇ〜７ｍ²／ｇである請求項９に記載の焼結体。
11. 請求項９乃至１０のいずれか１項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、前記誘電体上に設けられた他方の電極とから構成されたコンデンサ。
12. 誘電体の主成分が酸化ニオブである請求項１１に記載のコンデンサ。
13. 他方の電極が、電解液、有機半導体及び無機半導体からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料である請求項１１に記載のコンデンサ。
14. 他方の電極が、有機半導体であって、該有機半導体が、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及び導電性高分子からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料である請求項１３に記載のコンデンサ。
15. 導電性高分子が、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリ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１４に記載のコンデンサ。
16. 導電性高分子が、下記一般式（１）又は一般式（２）
    

    

    （式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴はそれぞれ独立して水素原子、炭素数１乃至１０の直鎖上もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和のアルキル基、アルコキシ基あるいはアルキルエステル基、またはハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、１級、２級もしくは３級アミノ基、ＣＦ₃基、フェニル基及び置換フェニル基からなる群から選ばれる一価基を表わす。Ｒ¹とＲ²及びＲ³とＲ⁴の炭化水素鎖は互いに任意の位置で結合して、かかる基により置換を受けている炭素原子と共に少なくとも１つ以上の３〜７員環の飽和または不飽和炭化水素の環状構造を形成する二価鎖を形成してもよい。前記環状結合鎖には、カルボニル、エーテル、エステル、アミド、スルフィド、スルフィニル、スルホニル、イミノの結合を任意の位置に含んでもよい。Ｘは酸素、硫黄又は窒素原子を表し、Ｒ⁵はＸが窒素原子の時のみ存在して、独立して水素又は炭素数１乃至１０の直鎖上もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和のアルキル基を表す。）で示される繰り返し単位を含む重合体に、ドーパントをドープした導電性高分子である請求項１４に記載のコンデンサ。
17. 導電性高分子が、下記一般式（３）
    

    

    （式中、Ｒ⁶及びＲ⁷は、各々独立して水素原子、炭素数１乃至６の直鎖状もしくは分岐状の飽和もしくは不飽和のアルキル基、または該アルキル基が互いに任意の位置で結合して、２つの酸素元素を含む少なくとも１つ以上の５〜７員環の飽和炭化水素の環状構造を形成する置換基を表わす。また、前記環状構造には置換されていてもよいビニレン結合を有するもの、置換されていてもよいフェニレン構造のものが含まれる。）で示される繰り返し単位を含む導電性高分子である請求項１６に記載のコンデンサ。
18. 導電性高分子が、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）にドーパントをドープした導電性高分子である請求項１４に記載のコンデンサ。
19. 他方の電極が、層状構造を少なくとも一部に有する材料からなる請求項１１に記載のコンデンサ。
20. 他方の電極が、有機スルホン酸アニオンをドーパントとして含んだ材料である請求項１１に記載のコンデンサ。
21. 請求項１１乃至２０のいずれか１項に記載のコンデンサを使用した電子回路。
22. 請求項１１乃至２０のいずれか１項に記載のコンデンサを使用した電子機器。