JP4727160B2 - Valve action metal sintered body, manufacturing method thereof and solid electrolytic capacitor - Google Patents

Valve action metal sintered body, manufacturing method thereof and solid electrolytic capacitor Download PDF

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Description

本発明は、固体電解コンデンサの陽極用弁作用金属焼結体の製造方法及びその焼結体を陽極に用いた固体電解コンデンサに関する。さらに詳しくいえば、弁作用金属としてニオブ、ニオブ化合物、ニオブ合金粉、タンタル、タンタル化合物、タンタル合金粉を用い、単位質量あたり容量が高い陽極用ニオブ焼結体およびタンタル焼結体の製造方法およびその焼結体を陽極に用いた固体電解コンデンサに関する。   The present invention relates to a method for producing a valve action metal sintered body for an anode of a solid electrolytic capacitor and a solid electrolytic capacitor using the sintered body as an anode. More specifically, niobium, niobium compound, niobium alloy powder, tantalum, tantalum compound, and tantalum alloy powder are used as the valve action metal, and a method for producing a niobium sintered body for anode and a tantalum sintered body having a high capacity per unit mass and The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using the sintered body as an anode.

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、ニオブ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。さらに、最近の電子デバイスは、低電圧での作動、高周波での作動、低ノイズ化が求められており、固体電解コンデンサにおいても、より高容量、低ESR(等価直列抵抗)、tanδ特性の向上が求められている。   Capacitors used in electronic devices such as mobile phones and personal computers are desired to be small and have a large capacity. Among such capacitors, tantalum capacitors and niobium capacitors are preferred because of their large capacity and good performance. Furthermore, recent electronic devices are required to operate at low voltage, operate at high frequency, and reduce noise. Even in solid electrolytic capacitors, higher capacity, lower ESR (equivalent series resistance), and improved tanδ characteristics Is required.

弁作用金属を用いたコンデンサの陽極体として、一般的に弁作用金属粉の焼結体が使用されている。例えば、ニオブ粉末と液状バインダーとを混合することによりニオブ粉の造粒を行い、これを圧縮成形により成形し、さらにこの成形体に陽極リードを植設したものを高温、高真空焼結することにより焼結体と言われる電極となる。
この焼結体内部は、前記粉体が電気的・機械的に連結した三次元の複雑な形状をとる。この焼結体の内部空隙の表面も含んだ表面に誘電体皮膜層を形成した後、対電極となる材料を含浸してコンデンサが構成される。作製されたコンデンサの容量は、誘電体皮膜層が焼結体内外部の表面に均一に付着している限り、ミクロ的には、対電極材料と誘電体皮膜層との接触状況に大きく依存する。
Generally, a sintered body of valve action metal powder is used as an anode body of a capacitor using a valve action metal. For example, niobium powder is granulated by mixing niobium powder and a liquid binder, this is molded by compression molding, and the anode lead is implanted in the molded body at high temperature and high vacuum sintering. Thus, an electrode called a sintered body is obtained.
The inside of the sintered body has a three-dimensional complicated shape in which the powder is electrically and mechanically connected. A dielectric film layer is formed on the surface of the sintered body including the surface of the internal voids, and then a capacitor is formed by impregnating a material serving as a counter electrode. The capacitance of the produced capacitor greatly depends on the contact state between the counter electrode material and the dielectric coating layer as long as the dielectric coating layer is uniformly attached to the surface outside the sintered body.

これら弁作用金属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、または弁作用金属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。   In order to increase the capacity of these valve metal capacitors, it is necessary to increase the mass of the sintered body or to use a sintered body having a surface area increased by pulverizing the valve metal powder.

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、弁作用金属粉を微粉化して比表面積を増加させる方法では、弁作用金属焼結体の細孔直径が小さくなり、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。   In the method of increasing the mass of the sintered body, the shape of the capacitor inevitably increases and does not satisfy the demand for downsizing. On the other hand, in the method of increasing the specific surface area by pulverizing the valve action metal powder, the pore diameter of the valve action metal sintered body is reduced and the number of closed holes is increased in the sintering stage, and impregnation with the cathode agent in the post-process. Becomes difficult.

例えば、対電極材料として、燐酸水溶液を用いたとき、誘電体皮膜層層との接触状況が完全として、その時の容量出現率(陰極剤含浸率とも言う)を100%とすると、粘性の大きな電極材料、特に固体の電極材料を使用した場合、容量出現率を100%とすることは、困難であった。とりわけ、弁作用金属粉の平均粒径が小さい場合や、弁作用金属粉から作製した焼結体の形状が大きな場合、困難さが増加し、極端な場合には、容量出現率は、50%にも満たないこともあった。また、このような低容量出現率の場合、高容量な弁作用金属コンデンサを作製できないことはもちろんのこと、ESRを低くすることができず、tanδ特性に劣り、耐湿性を十分得ることが出来なかった。   For example, when a phosphoric acid aqueous solution is used as the counter electrode material, the contact state with the dielectric coating layer is perfect, and the capacity appearance rate (also referred to as the cathode agent impregnation rate) at that time is 100%. When using a material, particularly a solid electrode material, it was difficult to set the capacity appearance rate to 100%. In particular, when the average particle diameter of the valve action metal powder is small, or when the shape of the sintered body produced from the valve action metal powder is large, the difficulty increases. In an extreme case, the capacity appearance rate is 50%. Sometimes it was less than. In addition, in such a low capacity appearance rate, it is not possible to produce a high-capacity valve metal capacitor, but ESR cannot be lowered, tan δ characteristics are inferior, and sufficient moisture resistance can be obtained. There wasn't.

高容量な弁作用金属焼結体におけるこれらの欠点を解決する手段の一つとして、焼結体の細孔を大きくし、粘性の大きな対電極材料、特に固体の電極材料の陰極剤含浸性を向上させ、高容量と共に、低ESR、低tanδ値、長期信頼性を達成できる弁作用金属焼結体を作製し、これを電極としたコンデンサが考えられる。   As one of the means to solve these drawbacks in the high capacity valve action metal sintered body, the pores of the sintered body are enlarged, and the negative electrode impregnation property of the counter electrode material having a large viscosity, particularly the solid electrode material, is improved. A capacitor having a valve action metal sintered body that can be improved and has high capacity, low ESR, low tan δ value, and long-term reliability can be considered.

特許文献1(特開昭48−25859号公報)には、タンタル、ニオブ等の金属粉末に、焼結温度より低い蒸発点を持つ化合物を添加し、焼結時に蒸発飛散させ細孔を形成させるコンデンサ用多孔質電極の製造方法が開示されている。添加する化合物として、フッ化アルミニウム、フッ化ビスマス、フッ化亜鉛、フッ化鉛、フッ化カドミウムの粉末が例示されている。これら化合物は、焼結工程で徐々に蒸散し、設定された温度では完全に蒸散されることが記載されている。蒸散して形成された細孔は1500℃という高温に曝されるため焼き締まりをおこし、有効に残存しない。その結果、作製されたコンデンサの容量は、10〜16μFと極めて小さく、tanδも7〜9%と極めて大きいものとなる。   In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-25859), a compound having an evaporation point lower than the sintering temperature is added to a metal powder such as tantalum or niobium, and vaporized and scattered during sintering to form pores. A method of manufacturing a porous electrode for a capacitor is disclosed. Examples of the compound to be added include aluminum fluoride, bismuth fluoride, zinc fluoride, lead fluoride, and cadmium fluoride powders. It is described that these compounds gradually evaporate in the sintering process and completely evaporate at a set temperature. Since the pores formed by transpiration are exposed to a high temperature of 1500 ° C., they are baked and do not remain effectively. As a result, the capacitance of the manufactured capacitor is as extremely small as 10 to 16 μF, and tan δ is as extremely large as 7 to 9%.

特許文献2(特開昭56−45015号公報)には、タンタル、ニオブ等の弁作用金属粉末に該粉末より融点の低い物質を添加し、真空中高温に曝すことによりこれら添加した物質を蒸発飛散させ細孔を形成させる陽極体の製造方法が開示されている。添加する物質として亜鉛、アルミニウム金属が記載されている。この方法も、焼結中に蒸発飛散するため焼き締まりをおこし、細孔が有効に残存しない。その結果、作製されたコンデンサの容量は2.4〜2.5μFと極めて小さく、ESRも140mΩと極めて大きなものとなっている。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 56-45015), a substance having a melting point lower than that of the powder is added to a valve action metal powder such as tantalum or niobium, and the added substance is evaporated by exposure to high temperature in a vacuum. A method of manufacturing an anode body that is dispersed to form pores is disclosed. Zinc and aluminum metal are described as substances to be added. Also in this method, evaporation is scattered during sintering, so that baking is performed and pores do not remain effectively. As a result, the capacitance of the manufactured capacitor is as extremely small as 2.4 to 2.5 μF, and the ESR is as extremely large as 140 mΩ.

特許文献3(特開平10−275746号公報)には、50μm以下の顆粒状バインダーを混合した弁作用金属粉を真空中、2000℃程度の高温で焼結して空孔を残す、コンデンサ用焼結体の製造方法が開示されている。顆粒状のバインダーとして、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンカーボネート、メタクリル酸メチル、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂等が記載されている。これらのバインダーは有機系のポリマーであり、焼結中に解重合等の反応を起こして分解飛散するために細孔が有効に残存しない。   In Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-275746), a valve action metal powder mixed with a granular binder of 50 μm or less is sintered in a vacuum at a high temperature of about 2000 ° C. to leave pores. A method for producing a knot is disclosed. As the granular binder, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyrate, polyvinyl acetate, polyethylene carbonate, methyl methacrylate, polyethylene resin, polyester resin, methacrylic resin and the like are described. Since these binders are organic polymers, they cause decomposition such as depolymerization during sintering and decompose and fly, so that pores do not remain effectively.

特許文献4(特開平11−181505号公報)には、タンタル、ニオブ、アルミニウムなどの弁作用金属凝集粉または造粒粉と固形有機物を組み合わせて成形し、この成形体を高温、高真空で焼結する固体電解コンデンサ用陽極焼結体の製造方法が開示されている。固形有機物としてPVA(ポリビニルアルコール)系またはアクリル系固形バインダー、あるいは樟脳の使用が好ましいとの記載がある。これら、固体有機物は、特許文献3(特開平10−275746号公報)に記載されているバインダーと同種の化合物であり、焼結中に解重合等の反応を起こして分解飛散するために細孔が有効に残存しない。その結果、ESRの改善は見られるものの約150mΩと極めて高いものとなっている。   In Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-181505), a valve-acting metal agglomerated powder or granulated powder such as tantalum, niobium, and aluminum is combined with a solid organic material, and the formed body is baked at high temperature and high vacuum. A manufacturing method of an anode sintered body for a solid electrolytic capacitor to be bonded is disclosed. There is a description that it is preferable to use PVA (polyvinyl alcohol) or acrylic solid binder or camphor as the solid organic matter. These solid organic substances are compounds of the same type as the binder described in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-275746), and cause pores to decompose and scatter by causing a reaction such as depolymerization during sintering. Does not remain effectively. As a result, although ESR is improved, it is extremely high at about 150 mΩ.

特許文献5(特開平9−74051号公報)には、タンタル、チタン、ニオブ、アルミニウムなどの弁作用金属粉末に、糸状に加工したメタクリル酸エステル重合体、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ポリブチレンカーボネート等からなる繊維を添加混合し、成形した後、高温真空中で焼結する固体電解コンデンサ用焼結体の製造方法が開示されている。これらの化合物は、形状が繊維状であるだけで、特許文献3(特開平10−275746号公報)に記載されているバインダーと同種の化合物で同じ物性をもつため、焼結中に解重合等の反応を起こして分解飛散するために細孔が有効に残存しない。   Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-74051) discloses a methacrylic acid ester polymer, polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, polybutylene carbonate, etc., processed into a thread-like metal powder such as tantalum, titanium, niobium, and aluminum. A method for producing a sintered body for a solid electrolytic capacitor is disclosed in which a fiber made of is added and mixed, molded, and then sintered in a high-temperature vacuum. Since these compounds are only in the form of fibers, they are the same kind of compounds as the binder described in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-275746) and have the same physical properties. As a result of this reaction, the fine particles do not remain effectively.

特許文献6(特開平6−252011号公報)には、弁作用金属粉を成形、焼結して多孔性のコンデンサ用焼結体を作製するに当たり、空孔パスを短くするために薄い焼結体を作製し、多数の焼結体を積層する製造方法が開示されている。この方法は、コンデンサの単位容積に多数の薄い焼結体を積層しなければならないため工程数が増加し経済的に不利であるとともに、1個の焼結体でコンデンサを作製する場合に比べて容積効率が悪化し、容量の大きなコンデンサが作製できない。   In Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-252011), a thin sintered body is used to shorten the pore path when forming a porous sintered body for a capacitor by molding and sintering a valve action metal powder. The manufacturing method which produces a body and laminates many sintered compacts is indicated. This method is economically disadvantageous because a large number of thin sintered bodies must be laminated on the unit volume of the capacitor, and it is economically disadvantageous, as compared to the case of producing a capacitor with a single sintered body. The volumetric efficiency deteriorates and a capacitor with a large capacity cannot be produced.

特許文献7(特開平4−136102号公報)には、電解コンデンサ用タンタル粉に液状バインダーを混合した後、この造粒粉の流れ性を良好にするために、粒度を20〜400μmに整えて、成形、焼結する技術が開示されている。粒度を整えることにより微細な粒子は取り除かれ、造粒粉間の空隙が一旦は大きくなる。しかし、成形時の圧縮加工によりその空隙は小さくなり、結果的には整粒しない場合とほとんど変わらない空隙となり、ESR等の物性を改善できない。   In Patent Document 7 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136102), after mixing a liquid binder with tantalum powder for electrolytic capacitors, the particle size is adjusted to 20 to 400 μm in order to improve the flowability of the granulated powder. Techniques for molding and sintering are disclosed. By adjusting the particle size, fine particles are removed, and the gaps between the granulated powders are once increased. However, the compression process at the time of molding reduces the gap, and as a result, the gap becomes almost the same as when not sized, and physical properties such as ESR cannot be improved.

特許文献8(特開2001−345238号公報)には、フッ化タンタルカリウムを850℃で還元処理して得た粉体をビーズミルで粉砕して平均粒子径が約2μmのタンタル粉を得、樟脳エマルジョンを混合した後噴霧乾燥して得た凝集力の弱い造粒粉を1100℃に加熱して硬い凝集粉を作製した後、マグネシウムチップを添加して800℃で脱酸素反応させて1〜20μmの空孔を形成させたタンタルまたはニオブの凝集粉を得、4.5〜5.0g/cm3の密度を持つようにプレス成形し、1000〜1400℃で焼結させ、0.08〜0.5μmの範囲と1〜20μmの範囲に細孔のピークを有し、全空孔容積のうち5体積%以上が1〜20μmの空孔径を有する多孔質焼結体の製法が開示されている。実施例には、全空孔容積のうち7〜9体積%が1〜20μmの空孔径である焼結体が開示されているが、1μm以下の空孔が全空孔容積の90体積%以上と多く、かつその空孔ピークトップは0.08〜0.5μmの範囲に存在する極めて小さい空孔なため、陰極剤の含浸性は不十分であり、99000〜101000μFV/gの焼結体でESRが550〜600mΩと非常に高い値となっている。また、800℃以上の高温に曝される回数が4回と多く、熱履歴の回数と共にCVの減少がおこる問題がある。 In Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-345238), a powder obtained by reducing tantalum potassium fluoride at 850 ° C. is pulverized by a bead mill to obtain a tantalum powder having an average particle diameter of about 2 μm. A granulated powder with weak cohesive force obtained by spray drying after mixing the emulsion is heated to 1100 ° C. to produce a hard agglomerated powder, then magnesium chip is added and deoxygenated at 800 ° C. for 1 to 20 μm. An agglomerated powder of tantalum or niobium having pores of 5 to 5.0 g / cm 3 is obtained by press molding, sintering at 1000 to 1400 ° C., and 0.08 to 0. A method for producing a porous sintered body having pore peaks in the range of .5 μm and in the range of 1 to 20 μm, and having a pore diameter of 1 to 20 μm in 5% by volume or more of the total pore volume is disclosed. . In the examples, a sintered body in which 7 to 9% by volume of the total pore volume has a pore diameter of 1 to 20 μm is disclosed, but the pores of 1 μm or less are 90% by volume or more of the total pore volume. And the peak peak of the pores are very small pores in the range of 0.08 to 0.5 μm, so the impregnation of the cathode agent is insufficient, and the sintered body is 99000 to 101000 μFV / g. ESR is a very high value of 550 to 600 mΩ. Further, the number of times of exposure to a high temperature of 800 ° C. or more is as many as 4, and there is a problem that CV decreases with the number of thermal histories.

特許文献9(国際公開第02/092864号パンフレット)には、細孔直径分布において、0.2〜0.7μmと0.7〜3μmに2つのピークトップをもち、後者のピークトップの相対強度が大きいニオブ焼結体の製造方法が開示されている。これら2つのピークを持つニオブ焼結体は、成形時の加圧を特定の加圧値に調節することにより製造できることが記載されている。この方法では、加圧値を低くした場合、電極線のリードワイヤーと成形体の接着強度が低下して、LCが高くなる場合があった。また、焼結体の体積が25mm3を超えるような大きな焼結体については、細孔形成が不十分で陰極剤の含浸率が80%を下回ることがあり、高容量と低ESRを同時に達成できない場合があった。 Patent Document 9 (WO02 / 092864) has two peak tops in the pore diameter distribution at 0.2 to 0.7 μm and 0.7 to 3 μm, and the relative intensity of the latter peak top. A method for producing a niobium sintered body having a large size is disclosed. It is described that the niobium sintered body having these two peaks can be manufactured by adjusting the pressure during molding to a specific pressure value. In this method, when the pressurization value is lowered, the adhesion strength between the lead wire of the electrode wire and the molded body is lowered, and the LC is sometimes increased. For large sintered bodies with a sintered body volume exceeding 25 mm 3 , pore formation is insufficient and the impregnation rate of the cathode agent may be less than 80%, achieving high capacity and low ESR at the same time. There were cases where it was not possible.

特許文献10(特開平6−128604号公報)には、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブ、クロム、コバルト、レニウム、鉄、ニッケル、銅などのマトリクスとなる金属に、マトリクス金属より酸化物生成自由エネルギーが低く、かつ化学量論組成より低い酸素量の酸化物を添加して焼結して、緻密な焼結部材を製造する方法が開示されている。この方法は、酸素欠損型の酸化物が還元剤として働く作用を利用している。これら酸素欠損させた酸化物として、アルミニウム、イットリウムなどが例示されている。この方法で作製された部材の相対密度は93〜99%で、ほとんど空孔が存在しない。したがって、陰極剤の含浸ができず高容量、低ESRのコンデンサにならない。   In Patent Document 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-128604), a metal that forms a matrix such as tungsten, molybdenum, tantalum, niobium, chromium, cobalt, rhenium, iron, nickel, copper, or the like, free energy of oxide formation from the matrix metal. A method of manufacturing a dense sintered member by adding and sintering an oxide having a low oxygen content and lower than the stoichiometric composition is disclosed. This method utilizes the action of an oxygen deficient oxide as a reducing agent. Examples of these oxygen-deficient oxides include aluminum and yttrium. The relative density of the member produced by this method is 93 to 99%, and there are almost no voids. Therefore, impregnation with the cathode agent cannot be performed, and the capacitor does not have a high capacity and low ESR.

特開昭48−25859号公報JP-A-48-25859 特開昭56−45015号公報JP-A-56-45015 特開平10−275746号公報JP-A-10-275746 特開平11−181505号公報JP-A-11-181505 特開平9−74051号公報JP-A-9-74051 特開平6−252011号公報JP-A-6-252011 特開平4−136102号公報JP-A-4-136102 特開2001−345238号公報JP 2001-345238 A 国際公開第02/092864号パンフレットInternational Publication No. 02/092864 Pamphlet 特開平6−128604号公報JP-A-6-128604

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、弁作用金属、弁作用金属化合物及び/または弁作用金属合金を主成分とする固体電解コンデンサの陽極用弁作用金属焼結体であって、陰極剤の含浸性が高く、高容量出現率で低ESR、tanδ特性が良好で、かつ耐湿性、高温負荷などの長期信頼性に優れるコンデンサを作製できる焼結体、特にCV値が40000CV/gを超える高容量の焼結体、とりわけ焼結体の体積が10mm3以上の大型の焼結体およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a valve metal sintered body for an anode of a solid electrolytic capacitor having a valve metal, a valve metal compound and / or a valve metal alloy as a main component. In addition, a sintered body capable of producing a capacitor having high cathode agent impregnation, high capacity appearance rate, low ESR, good tan δ characteristics, and excellent long-term reliability such as moisture resistance and high temperature load, in particular a CV value of 40000 CV / An object of the present invention is to provide a sintered body having a high capacity exceeding g, particularly a large-sized sintered body having a sintered body volume of 10 mm 3 or more, and a method for producing the same.

本発明の固体電解コンデンサ用焼結体の製造方法は、コンデンサ用弁作用金属粉末を圧縮・成形し成形体を形成する工程と、前記成形体を高温で焼結する工程を有するコンデンサ用焼結体の製造方法において、前記成形体を、コンデンサ用弁作用金属の一次粉、二次凝集粉または造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合造粒物により形成し、その成形体を焼結した後に細孔形成剤を除去する工程を有するところに特徴がある。またこの形成体は混合造粒物の分散液を塗布・印刷することでも形成される。焼結温度では除去されない細孔形成剤を用いて焼結し、焼結後に焼結体に残存する細孔形成剤を除去することにより、焼結体に細孔が形成される。細孔形成剤の種類、平均粒径、添加量を制御することにより、陰極剤の種類に最適な細孔ピーク位置、数、量を調整でき、陰極材の含浸性を向上させることができる。   The method for producing a sintered body for a solid electrolytic capacitor according to the present invention comprises a step of compressing and forming a valve-acting metal powder for a capacitor to form a formed body, and a step of sintering the formed body at a high temperature. In the manufacturing method of a body, the said molded object is formed with the mixed granulated material containing the primary powder of the valve action metal for capacitors, secondary agglomerated powder or granulated powder, a pore formation agent, and an organic binder, The molded object It is characterized in that it has a step of removing the pore-forming agent after sintering. The formed body can also be formed by applying and printing a dispersion of the mixed granulated product. Sintering is performed using a pore-forming agent that is not removed at the sintering temperature, and pores are formed in the sintered body by removing the pore-forming agent remaining in the sintered body after sintering. By controlling the type, average particle size, and amount of addition of the pore forming agent, the optimum pore peak position, number, and amount for the type of cathode agent can be adjusted, and the impregnation property of the cathode material can be improved.

本発明の方法にしたがえば、陽極として用いる焼結体の細孔直径分布のピークの位置、数、量を調節することが可能であり、特に焼結体の体積が10mm3以上で空孔率が55体積%以上の大型焼結体について、1μm以上の細孔容積が全空孔容積の10体積%以上となり、高容量で、陰極剤の含浸性が高くなり、かつ低ESRおよびtanδ特性が良好で、長期信頼性のおける固体電解コンデンサが生産できる。 According to the method of the present invention, it is possible to adjust the position, number and amount of the pore diameter distribution peak of the sintered body used as the anode, and in particular, when the volume of the sintered body is 10 mm 3 or more For large sintered bodies having a rate of 55% by volume or more, the pore volume of 1 μm or more is 10% by volume or more of the total pore volume, the capacity is high, the impregnation property of the cathode agent is high, and the low ESR and tan δ characteristics It is possible to produce a solid electrolytic capacitor that is excellent in long-term reliability.

すなわち、本発明は、以下の固体電解コンデンサの陽極用弁作用金属焼結体の製造方法及びその焼結体を陽極として用いた固体電解コンデンサに関する。   That is, this invention relates to the manufacturing method of the valve action metal sintered compact for anodes of the following solid electrolytic capacitors, and the solid electrolytic capacitor using the sintered compact as an anode.

1.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と、有機バインダーとを含む混合物を、分散させ塗工・成形する工程、または前記混合物の造粒物を圧縮・成形する工程、得られた成形体を焼結する工程、及び得られた焼結体に含まれる細孔形成剤を除去する工程を含むことを特徴とする固体電解コンデンサの陽極用弁作用金属焼結体の製造方法。
2.ニオブ、ニオブ化合物及びニオブ合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と、細孔形成剤と、有機バインダーとを含む混合物の造粒物を圧縮・成形する工程、得られた成形体を焼結する工程、及び得られた焼結体に含まれる細孔形成剤を除去する工程を有することを特徴とする固体電解コンデンサの陽極用ニオブ焼結体の製造方法。
3.成形体を形成する工程の前に、混合物の造粒物に対して、窒素、酸素、ホウ素、リン、硫黄、セレン、テルルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をドープする工程を有する前記1または2に記載の製造方法。
4.成形体を形成する工程後、焼結工程の前に、成形体に対して、窒素、酸素、ホウ素、リン、硫黄、セレン、テルルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をドープする工程を有する前記1または2に記載の製造方法。
5.焼結工程後、細孔形成剤除去工程前に、細孔形成剤を含む焼結体に対して、窒素、酸素、ホウ素、リン、硫黄、セレン、テルルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をドープする工程を有する前記1または2に記載の製造方法。
6.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、水素、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス、酸素、硫黄、セレン、テルル、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む前記1〜5のいずれかに記載の製造方法。
7.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、タンタルまたはニオブの元素を含む前記6に記載の製造方法。
8.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、一酸化ニオブ、窒化珪素及びアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む前記6に記載の製造方法。
9.窒化珪素が、SiαNβ(式中、α及びβは正の整数を表す。)で示される化合物である前記8記載の製造方法。
10.窒化珪素が、SiN、Si22、Si23及びSi34の中から選ばれる少なくとも1種である前記9に記載の製造方法。
11.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末の平均粒径が0.01〜2μmである前記1、3〜10のいずれかに記載の製造方法。
12.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の二次凝集粉末の平均粒径が0.1〜20μmである前記1、3〜10のいずれかに記載の製造方法。
13.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末または二次凝集粉末の造粒粉の平均粒径が0.2〜200μmである前記1、3〜10のいずれかに記載の製造方法。
14.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金が、ニオブ、ニオブ化合物及びニオブ合金である前記11〜13のいずれかに記載の製造方法。
15.細孔形成剤が、成形体を焼結する温度で固体として存在する酸化物である前記1〜14のいずれかに記載の製造方法。
16.酸化物が、周期律表1〜5族、7〜15族の酸化物である前記15記載の製造方法。
17.酸化物が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、レニウム、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、銅、カドミウム、水銀、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、珪素、ゲルマニウム、鉛、アンチモン、ビスマス、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物である前記15に記載の製造方法。
18.酸化物を与える化合物が、水酸化物、炭酸塩及び炭酸水素塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である前記15に記載の製造方法。
19.細孔形成剤が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、酸化リチウム、炭酸リチウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸マグネシウムカルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、炭酸バリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、水酸化イットリウム、炭酸イットリウム、酸化ランタン、水酸化ランタン、炭酸ランタン、酸化セリウム、水酸化セリウム、炭酸セリウム、酸化ネオジム、水酸化ネオジム、炭酸ネオジム、酸化サマリウム、水酸化サマリウム、炭酸サマリウム、炭酸マンガン、酸化鉄、水酸化鉄、炭酸鉄、酸化マグネシウム鉄、酸化鉛鉄、酸化亜鉛バリウム、酸化ホウ素、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化鉛、及び炭酸鉛からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である前記1〜15のいずれかに記載の製造方法。
20.造粒物の調製に用いられる細孔形成剤が、0.1μm〜100μmの平均粒径を有する粉体である前記1〜19のいずれかに記載の製造方法。
21.細孔形成剤が、複数のピークを有する粒度分布である前記20に記載の製造方法。
22.複数のピークが、粒子径0.1〜1.0μmに少なくとも一つと、粒子径1.0μm以上に少なくとも一つ存在する前記21に記載の製造方法。
23.有機バインダーが、樟脳、ナフタリン、石けん脂肪酸、カーボワックス、植物ワックス、精製パラフィン、アクリル系ポリマー、メタクリル系ポリマー、ビニル系ポリマー及びポリエチレンカーボネートからなる群から選ばれる少なくとも1種である前記1〜22のいずれかに記載の製造方法。
24.細孔形成剤の除去工程が、水、有機溶媒、酸性溶媒、アルカリ性溶媒、アミン溶媒、アミノ酸溶媒、ポリリン酸溶媒、クラウンエーテル溶媒、キレート溶媒、アンモニウム塩溶媒及びイオン交換樹脂分散溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の溶剤により除去する工程である前記1〜23のいずれかに記載の製造方法。
25.さらに、弁作用金属のリードを設ける工程を含む前記1〜24のいずれかに記載の製造方法。
26.リードを設ける工程が、圧縮・成形工程中で、造粒物を弁作用金属リードと共に圧縮・成形して弁作用金属リードを植設することにより行われる前記25に記載の製造方法。
27.リードを設ける工程が、除去工程の後に、焼結体に弁作用金属リードを溶接することにより行われる前記25に記載の製造方法。
28.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合物からなり、造粒物の平均粒子径が10〜1000μmであることを特徴とする前記1または2に記載の製造方法。
29.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合物からなり、造粒物の安息角が60°以下であることを特徴とする前記1または2に記載の製造方法。
30.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合物からなり、造粒物の流れ性が0.1cm3/g以上であることを特徴とする前記1または2に記載の製造方法。
31.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合物からなる造粒物の短軸径と長軸径の比が、短軸1に対し長軸が50以下であることを特徴とする造粒物。
32.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、水素、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス、酸素、硫黄、セレン、テルル、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む前記31に記載の造粒物。
33.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、タンタルまたはニオブの元素を含む前記31または32に記載の造粒物。
34.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、一酸化ニオブ、窒化珪素及びアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む前記31または32に記載の造粒物。
35.窒化珪素が、SiαNβ(式中、α及びβは正の整数を表す。)で示される化合物である前記34記載の造粒物。
36.体積が10mm3以上で、比表面積が0.005m2/mm3以上であることを特徴とする固体電解コンデンサ陽極用の弁作用金属、弁作用金属化合物または弁作用金属合金の焼結体。
37.体積が10mm3以上、空孔率が55体積%以上で、細孔直径分布の最大ピークが0.1μm以上10μm以下であり、直径1μm以上の細孔の容積が全空孔容積の10体積%以上であることを特徴とする固体電解コンデンサの陽極用弁作用金属、弁作用金属化合物または弁作用金属合金の焼結体。
38.細孔直径分布のピークが0.3μm以上に複数存在する前記36または37に記載の焼結体。
39.直径1μm以上の細孔の容積が、全空孔容積の13体積%以上である前記36〜38のいずれかに記載の焼結体。
40.弁作用金属化合物及び弁作用金属合金が、水素、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス、酸素、硫黄、セレン、テルル、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む前記36〜39のいずれかに記載の焼結体。
41.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーと溶剤を含み、溶剤以外の固形分濃度が1〜80質量%である前記1記載の分散液。
42.20℃における粘度が0.1Pa・s以上である前記41に記載の分散液。
43.20℃におけるチクソトロピー指数が0.2〜2である前記41に記載の分散液。
44.前記41〜43のいずれかに記載の分散液を塗工してなることを特徴とする塗工体。
45.前記41〜43にいずれかに記載の分散液を型に入れてなることを特徴とする成形体。
46.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合物の造粒物を圧縮・成形してなることを特徴とする成形体。
47.弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金が、ニオブ、ニオブ化合物及びニオブ合金である前記46に記載の成形体。
48.前記44に記載の塗工体または前記45〜47のいずれかに記載の成形体を、焼結してなる細孔形成剤を含む焼結体。
49.前記48に記載の焼結体に含まれる細孔形成剤を除去してなることを特徴とする細孔形成剤を含まない固体電解コンデンサの陽極用焼結体。
50.1200℃で焼結した場合に焼結体のCV値が40000〜400000μFV/gとなる前記36〜40及び前記48、49のいずれか1項に記載の陽極用焼結体。
51.前記36〜40及び前記48、49のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの陽極用焼結体を一方の電極とし、対電極との間に介在した誘電体とから構成される固体電解コンデンサ。
52.誘電体の主成分が酸化ニオブまたは酸化タンタルである前記51に記載の固体電解コンデンサ。
53.対電極の材料が、固体電解質、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種である前記51または52に記載の固体電解コンデンサ。
54.対電極の材料が有機半導体であって、その有機半導体が、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種である前記53に記載の固体電解コンデンサ。
55.有機半導体が導電性高分子であって、その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種である前記54に記載の固体電解コンデンサ。
56.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記55に記載の固体電解コンデンサ。
57.対電極の材料が、層状構造を少なくとも一部に有する前記54〜56のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
58.前記51〜57のいずれかに記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。
59.前記51〜57のいずれかに記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。
60.発振器搭載機器、IC搭載機器、CPU搭載機器または電源機器である前記51〜57のいずれかに記載の固体電解コンデンサを使用した機器。
61.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、水素、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、亜鉛、硼素、アルミニウム、珪素、窒素、アンチモン、酸素、ネオジム、エルビウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む前記6に記載の製造方法。
62.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、珪素と窒素を含む前記61に記載の製造方法。
63.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、水素、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、亜鉛、硼素、アルミニウム、珪素、窒素、アンチモン、酸素、ネオジム、エルビウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む前記32に記載の造粒物。
64.弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、タンタル、ニオブ、珪素、窒素、アンチモンおよび酸素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む前記63に記載の造粒物。
65.弁作用金属化合物及び弁作用金属合金が、水素、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、亜鉛、硼素、アルミニウム、珪素、窒素、アンチモン、酸素、ネオジム、エルビウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む前記40に記載の焼結体。
66.導電性高分子が、下記一般式(1)または一般式(2)

Figure 0004727160
(式中、R1〜R4はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10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、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し、
1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く、
前記環状の結合鎖は、その任意の位置にカルボニル、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、イミノの結合を含んでもよく、
Xは酸素、硫黄または窒素原子を表し、R5はXが窒素原子の時のみ存在して、独立して水素原子または炭素数1〜10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記55に記載の固体電解コンデンサ。
67.導電性高分子が、下記一般式(3)
Figure 0004727160
(式中、R6及びR7は、各々独立して水素原子、炭素数1〜6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し、
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記66に記載の固体電解コンデンサ。
69.対電極の材料が、有機スルホン酸アニオンをドーパントとして含む前記54乃至57および66、67のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。 1. Disperse a mixture containing at least one primary powder, secondary agglomerated powder or a granulated powder thereof, a pore-forming agent, and an organic binder selected from a valve metal, a valve metal compound and a valve metal alloy Coating and molding, or compressing and molding the granulated product of the mixture, sintering the resulting molded body, and removing the pore forming agent contained in the obtained sintered body The manufacturing method of the valve action metal sintered compact for anodes of a solid electrolytic capacitor characterized by including a process.
2. Compression and molding of a granulated mixture of at least one primary powder selected from niobium, a niobium compound and a niobium alloy, a secondary agglomerated powder or a granulated powder thereof, a pore forming agent, and an organic binder. A niobium sintered body for an anode of a solid electrolytic capacitor, comprising: a step of sintering, a step of sintering the obtained molded body, and a step of removing a pore forming agent contained in the obtained sintered body Production method.
3. Before the step of forming a molded body, the granulated product of the mixture has a step of doping at least one element selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, boron, phosphorus, sulfur, selenium, tellurium 3. The production method according to 1 or 2.
4). After the step of forming the formed body and before the sintering step, the step of doping the formed body with at least one element selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, boron, phosphorus, sulfur, selenium, and tellurium. The manufacturing method according to 1 or 2 above.
5. After the sintering step and before the pore forming agent removing step, at least one selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, boron, phosphorus, sulfur, selenium and tellurium is applied to the sintered body containing the pore forming agent. 3. The manufacturing method according to 1 or 2 above, comprising a step of doping an element.
6). Valve action metal compounds and valve action metal alloys are hydrogen, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, ruthenium , Osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, carbon, silicon, germanium, tin, lead, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth , Oxygen, sulfur, selenium, tellurium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosym, holmium, erbium, thulium, ytte The process according to any one of the 1 to 5 comprising at least one element selected from the group consisting of Biumu and lutetium.
7). 7. The manufacturing method according to 6, wherein the valve action metal compound and the valve action metal alloy contain an element of tantalum or niobium.
8). 7. The production method according to 6 above, wherein the valve metal compound and the valve metal alloy include at least one selected from the group consisting of niobium monoxide, silicon nitride, and antimony.
9. 9. The production method according to 8 above, wherein the silicon nitride is a compound represented by SiαNβ (wherein α and β represent a positive integer).
10. 10. The production method according to 9 above, wherein the silicon nitride is at least one selected from SiN, Si 2 N 2 , Si 2 N 3 and Si 3 N 4 .
11. 11. The production method according to any one of 1 to 3 to 10, wherein an average particle diameter of at least one primary powder selected from a valve action metal, a valve action metal compound, and a valve action metal alloy is 0.01 to 2 μm.
12 The production according to any one of 1 to 3 and 10, wherein an average particle size of at least one secondary agglomerated powder selected from a valve metal, a valve metal compound and a valve metal alloy is 0.1 to 20 μm. Method.
13. The above 1, 3 to 10 wherein the granulated powder of at least one primary powder or secondary agglomerated powder selected from a valve action metal, a valve action metal compound and a valve action metal alloy has an average particle diameter of 0.2 to 200 µm. The manufacturing method in any one of.
14 14. The manufacturing method according to any one of 11 to 13, wherein the valve action metal, the valve action metal compound, and the valve action metal alloy are niobium, a niobium compound, and a niobium alloy.
15. 15. The production method according to any one of 1 to 14, wherein the pore forming agent is an oxide present as a solid at a temperature at which the molded body is sintered.
16. 16. The production method according to 15 above, wherein the oxide is an oxide of Groups 1 to 5 and Groups 7 to 15 of the Periodic Table.
17. The oxide is lithium, sodium, potassium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, lanthanum, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, rhenium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, copper, From cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, silicon, germanium, lead, antimony, bismuth, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium 16. The production method according to 15 above, which is at least one oxide selected from the group consisting of:
18. 16. The production method according to 15 above, wherein the oxide-providing compound is at least one selected from the group consisting of hydroxide, carbonate and bicarbonate.
19. Pore forming agent is sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium oxide, lithium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium hydrogen carbonate, magnesium calcium carbonate, calcium oxide, calcium hydroxide , Calcium carbonate, barium oxide, barium carbonate, hafnium oxide, yttrium oxide, yttrium hydroxide, yttrium carbonate, lanthanum oxide, lanthanum hydroxide, lanthanum carbonate, cerium oxide, cerium hydroxide, cerium carbonate, neodymium oxide, neodymium hydroxide, Neodymium carbonate, samarium oxide, samarium hydroxide, samarium carbonate, manganese carbonate, iron oxide, iron hydroxide, iron carbonate, magnesium oxide, lead iron oxide, barium zinc oxide, boron oxide, aluminum oxide, Aluminum oxide, a manufacturing method according to any one of the 15 is at least one compound selected from the group consisting of lead oxide, and lead carbonate.
20. 20. The production method according to any one of 1 to 19, wherein the pore forming agent used for the preparation of the granulated product is a powder having an average particle size of 0.1 μm to 100 μm.
21. 21. The production method according to 20, wherein the pore forming agent has a particle size distribution having a plurality of peaks.
22. 22. The production method according to 21 above, wherein the plurality of peaks are present at least one in a particle diameter of 0.1 to 1.0 μm and at least one in a particle diameter of 1.0 μm or more.
23. 1 to 22 above, wherein the organic binder is at least one selected from the group consisting of camphor, naphthalene, soap fatty acid, carbowax, vegetable wax, purified paraffin, acrylic polymer, methacrylic polymer, vinyl polymer and polyethylene carbonate. The manufacturing method in any one.
24. The pore-forming agent removal step is selected from the group consisting of water, organic solvents, acidic solvents, alkaline solvents, amine solvents, amino acid solvents, polyphosphoric acid solvents, crown ether solvents, chelating solvents, ammonium salt solvents, and ion exchange resin dispersion solvents. 24. The production method according to any one of 1 to 23, which is a step of removing with at least one selected solvent.
25. Furthermore, the manufacturing method in any one of said 1-24 including the process of providing the lead | read | reed of a valve action metal.
26. The manufacturing method according to 25, wherein the step of providing the lead is performed by compressing and molding the granulated material together with the valve metal lead and implanting the valve metal lead in the compression / molding step.
27. The manufacturing method according to 25, wherein the step of providing the lead is performed by welding the valve action metal lead to the sintered body after the removing step.
28. It comprises at least one kind of primary powder selected from valve action metal, valve action metal compound and valve action metal alloy, secondary agglomerated powder, or a mixture of these granulated powder, pore former and organic binder, 3. The production method according to 1 or 2 above, wherein the average particle diameter of the granules is 10 to 1000 μm.
29. It comprises at least one kind of primary powder selected from valve action metal, valve action metal compound and valve action metal alloy, secondary agglomerated powder, or a mixture of these granulated powder, pore former and organic binder, 3. The method according to 1 or 2 above, wherein the repose angle of the granules is 60 ° or less.
30. It comprises at least one kind of primary powder selected from valve action metal, valve action metal compound and valve action metal alloy, secondary agglomerated powder, or a mixture of these granulated powder, pore former and organic binder, 3. The production method according to 1 or 2 above, wherein the flowability of the granules is 0.1 cm 3 / g or more.
31. Granulation comprising at least one primary powder selected from valve action metals, valve action metal compounds and valve action metal alloys, secondary agglomerated powders, or a mixture of these granulated powders, a pore-forming agent and an organic binder A granulated product, wherein the ratio of the minor axis diameter to the major axis diameter of the product is 50 or less with respect to the minor axis 1.
32. Valve action metal compounds and valve action metal alloys are hydrogen, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, ruthenium , Osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, carbon, silicon, germanium, tin, lead, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth , Oxygen, sulfur, selenium, tellurium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosym, holmium, erbium, thulium, ytte Biumu, and granulated product according to the 31 containing at least one element selected from the group consisting of lutetium.
33. 33. The granulated product according to 31 or 32, wherein the valve action metal compound and the valve action metal alloy contain an element of tantalum or niobium.
34. 33. The granulated product as described in 31 or 32 above, wherein the valve action metal compound and the valve action metal alloy contain at least one selected from the group consisting of niobium monoxide, silicon nitride and antimony.
35. 35. The granulated product as described in 34 above, wherein the silicon nitride is a compound represented by SiαNβ (wherein α and β represent a positive integer).
36. A sintered body of a valve metal, a valve metal compound or a valve metal alloy for a solid electrolytic capacitor anode, having a volume of 10 mm 3 or more and a specific surface area of 0.005 m 2 / mm 3 or more.
37. The volume is 10 mm 3 or more, the porosity is 55% by volume or more, the maximum peak of the pore diameter distribution is 0.1 μm or more and 10 μm or less, and the volume of pores having a diameter of 1 μm or more is 10% by volume of the total pore volume. A sintered body of a valve action metal, a valve action metal compound or a valve action metal alloy for an anode of a solid electrolytic capacitor, characterized in that it is as described above.
38. 38. The sintered body according to 36 or 37, wherein a plurality of pore diameter distribution peaks are present at 0.3 μm or more.
39. The sintered body according to any one of 36 to 38, wherein the volume of pores having a diameter of 1 μm or more is 13% by volume or more of the total pore volume.
40. Valve action metal compounds and valve action metal alloys are hydrogen, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, ruthenium , Osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, carbon, silicon, germanium, tin, lead, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth , Oxygen, sulfur, selenium, tellurium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosym, holmium, erbium, thulium, ytter Um, and a sintered body according to any one of the 36 to 39 comprising at least one element selected from the group consisting of lutetium.
41. It contains at least one primary powder, secondary agglomerated powder or granulated powder thereof, a pore forming agent, an organic binder and a solvent selected from a valve metal, a valve metal compound and a valve metal alloy, 2. The dispersion according to 1 above, wherein the solid content concentration is 1 to 80% by mass.
42. The dispersion according to 41, wherein the viscosity at 20 ° C. is 0.1 Pa · s or more.
43. The dispersion according to 41, wherein the thixotropy index at 20 ° C. is 0.2 to 2.
44. The coating body formed by coating the dispersion liquid in any one of said 41-43.
45. A molded body comprising the dispersion according to any one of 41 to 43 in a mold.
46. Granulated product of at least one kind of primary powder, secondary agglomerated powder selected from valve action metal, valve action metal compound and valve action metal alloy, or a mixture containing these granulated powder, pore former and organic binder A molded product characterized by being compressed and molded.
47. 47. The molded article according to 46, wherein the valve action metal, the valve action metal compound, and the valve action metal alloy are niobium, a niobium compound, and a niobium alloy.
48. 48. A sintered body containing a pore forming agent obtained by sintering the coated body according to 44 or the molded body according to any one of 45 to 47.
49. 49. A sintered body for an anode of a solid electrolytic capacitor containing no pore forming agent, wherein the pore forming agent contained in the sintered body according to 48 is removed.
50. The sintered body for an anode according to any one of 36 to 40 and 48 and 49, wherein the sintered body has a CV value of 40000 to 400,000 400,000 FV / g when sintered at 50.200 ° C.
51. 50. A solid electrolytic capacitor comprising the anode sintered body of the solid electrolytic capacitor according to any one of 36 to 40 and 48 and 49 as one electrode, and a dielectric interposed between the counter electrode .
52. 52. The solid electrolytic capacitor as described in 51 above, wherein the main component of the dielectric is niobium oxide or tantalum oxide.
53. 53. The solid electrolytic capacitor according to 51 or 52, wherein the counter electrode material is at least one selected from the group consisting of a solid electrolyte, an organic semiconductor, and an inorganic semiconductor.
54. The material of the counter electrode is an organic semiconductor, and the organic semiconductor is an organic semiconductor composed of benzopyrroline tetramer and chloranil, an organic semiconductor mainly composed of tetrathiotetracene, and an organic composed mainly of tetracyanoquinodimethane. 54. The solid electrolytic capacitor as described in 53 above, which is at least one selected from the group consisting of a semiconductor and a conductive polymer.
55. 55. The solid electrolytic capacitor as described in 54 above, wherein the organic semiconductor is a conductive polymer, and the conductive polymer is at least one selected from polypyrrole, polythiophene, polyaniline and substituted derivatives thereof.
56. 56. The solid electrolytic capacitor as described in 55 above, wherein the conductive polymer is a conductive polymer obtained by doping a dopant in poly (3,4-ethylenedioxythiophene).
57. The solid electrolytic capacitor according to any one of 54 to 56, wherein the counter electrode material has a layered structure at least in part.
58. 58. An electronic circuit using the solid electrolytic capacitor according to any one of 51 to 57.
59. 58. An electronic device using the solid electrolytic capacitor according to any one of 51 to 57.
60. 58. A device using the solid electrolytic capacitor according to any one of 51 to 57, which is an oscillator-mounted device, an IC-mounted device, a CPU-mounted device, or a power supply device.
61. Valve action metal compounds and valve action metal alloys are hydrogen, yttrium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, zinc, boron, aluminum, silicon, nitrogen, antimony, oxygen, neodymium, erbium 7. The production method according to 6 above, comprising at least one element selected from the group consisting of ytterbium and lutetium.
62. The manufacturing method according to 61, wherein the valve action metal compound and the valve action metal alloy contain silicon and nitrogen.
63. Valve action metal compounds and valve action metal alloys are hydrogen, yttrium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, zinc, boron, aluminum, silicon, nitrogen, antimony, oxygen, neodymium, erbium 33. The granulated product according to 32, comprising at least one element selected from the group consisting of ytterbium and lutetium.
64. 64. The granulated product according to 63, wherein the valve action metal compound and the valve action metal alloy contain at least one element selected from the group consisting of tantalum, niobium, silicon, nitrogen, antimony and oxygen.
65. Valve action metal compounds and valve action metal alloys are hydrogen, yttrium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, zinc, boron, aluminum, silicon, nitrogen, antimony, oxygen, neodymium, erbium, ytterbium 41. The sintered body according to 40, comprising at least one element selected from the group consisting of lutetium and lutetium.
66. The conductive polymer is represented by the following general formula (1) or general formula (2).
Figure 0004727160
Wherein R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkyl ester group, a halogen atom, a nitro group, A monovalent group selected from the group consisting of a group, a cyano group, a primary, secondary or tertiary amino group, a CF 3 group, a phenyl group and a substituted phenyl group;
The hydrocarbon chains of R 1 and R 2 and R 3 and R 4 are bonded to each other at any position, and at least one or more 3- to 7-membered saturated or unsaturated groups with carbon atoms substituted by such groups. It may form a divalent chain that forms a cyclic structure of a saturated hydrocarbon,
The cyclic bond chain may include a bond of carbonyl, ether, ester, amide, sulfide, sulfinyl, sulfonyl, imino at any position thereof,
X represents an oxygen, sulfur or nitrogen atom, R 5 is present only when X is a nitrogen atom, and is independently a hydrogen atom or a linear or branched saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Represents a group. )
56. The solid electrolytic capacitor as described in 55 above, which is a conductive polymer obtained by doping a polymer containing a repeating unit represented by the following formula:
67. The conductive polymer is represented by the following general formula (3)
Figure 0004727160
(Wherein R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or the alkyl group is bonded to each other at an arbitrary position. And represents a substituent that forms a cyclic structure of at least one 5- to 7-membered saturated hydrocarbon containing two oxygen elements,
The cyclic structure includes those having a vinylene bond which may be substituted and those having a phenylene structure which may be substituted. )
67. The solid electrolytic capacitor as described in 66 above, which is a conductive polymer containing a repeating unit represented by:
69. 68. The solid electrolytic capacitor according to any one of 54 to 57 and 66, 67, wherein the counter electrode material contains an organic sulfonate anion as a dopant.

以下、本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described.

[1]造粒物
本発明の焼結体の製造に用いる造粒物は、弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉(以下、単に「弁作用金属粉」または「コンデンサ用弁作用金属粉」ということがある。)と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合物からなる。弁作用金属は好ましくはニオブ及びタンタルであり、特に好ましくはニオブである。
[1] Granulated product The granulated product used in the production of the sintered body of the present invention is at least one primary powder, secondary agglomerated powder selected from a valve action metal, a valve action metal compound and a valve action metal alloy. These granulated powders (hereinafter simply referred to as “valve action metal powder” or “valve action metal powder for capacitors”), a mixture containing a pore forming agent and an organic binder. The valve action metal is preferably niobium and tantalum, particularly preferably niobium.

本発明で用いる弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金とは、ニオブまたはタンタルを主成分とし、コンデンサを製造するための素材となりうるものをいう。これには、純ニオブまたは純タンタルのほか、ニオブまたはタンタルと他の成分との合金や複合体、窒素(50〜50000ppm)及び/または酸素(2000〜200000ppm)等の成分を含む導電性(半導体を含む)ニオブまたはタンタル化合物であってもよい。ニオブにおいては窒素および/または酸素を含む導電性(半導体を含む)化合物の形態が、一窒化二ニオブおよび/または一酸化ニオブおよび/または一酸化六ニオブであってもよい。これらの化合物は、無定形、非晶質、ガラス状、コロイド状、結晶などの形態を取っている物であっても良い。また、これら純ニオブまたは純タンタル、ニオブ合金、タンタル合金、ニオブ化合物あるいはタンタル化合物の水素化物であっても良い。   The valve action metal, the valve action metal compound, and the valve action metal alloy used in the present invention refer to those containing niobium or tantalum as a main component and being a material for producing a capacitor. In addition to pure niobium or pure tantalum, conductive (semiconductor) containing components such as alloys and composites of niobium or tantalum and other components, nitrogen (50 to 50000 ppm) and / or oxygen (2000 to 200000 ppm). Niobium or tantalum compounds. In niobium, the form of the conductive (including semiconductor) compound containing nitrogen and / or oxygen may be niobium mononitride and / or niobium monoxide and / or niobium monoxide. These compounds may be in the form of amorphous, amorphous, glassy, colloidal or crystalline. Further, pure niobium or pure tantalum, niobium alloy, tantalum alloy, niobium compound or hydride of tantalum compound may be used.

前記弁作用金属合金および弁作用金属化合物の弁作用金属以外の成分としては、水素、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス、酸素、硫黄、セレン、テルル、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素が挙げられる。好ましくは、水素、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、亜鉛、硼素、アルミニウム、珪素、窒素、リン、アンチモン、酸素、ネオジム、エルビウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。これらの弁作用金属合金および弁作用金属化合物は、無定形、非晶質、ガラス状、コロイド状、結晶などの形態を取っている物であっても良い。より高容量で低ESRのコンデンサ用弁作用金属粉を得るためには、窒素、酸素、タンタル、アンチモン、珪素の少なくとも1種の元素を含むことが好ましい。窒素と珪素を含むニオブ化合物の場合、その形態が窒化珪素であってもよい。窒化珪素の具体例としては、SiN、Si22、Si23、Si34、などが例示され、その形態としては、無定形、非晶質、ガラス状、コロイド状、結晶などの形態を取っている物であっても良い。 Components other than the valve action metal of the valve action metal alloy and the valve action metal compound include hydrogen, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, chromium, Molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, carbon, silicon, germanium, tin, lead, Nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, oxygen, sulfur, selenium, tellurium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosim, hormiu , Erbium, thulium, ytterbium, and at least one element and the like are selected from the group consisting of lutetium. Preferably, hydrogen, yttrium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, zinc, boron, aluminum, silicon, nitrogen, phosphorus, antimony, oxygen, neodymium, erbium, ytterbium and lutetium At least one element selected from the group. These valve action metal alloys and valve action metal compounds may be in the form of amorphous, amorphous, glassy, colloidal, crystalline or the like. In order to obtain a valve action metal powder for a capacitor having a higher capacity and a lower ESR, it is preferable to contain at least one element of nitrogen, oxygen, tantalum, antimony and silicon. In the case of a niobium compound containing nitrogen and silicon, the form may be silicon nitride. Specific examples of silicon nitride include SiN, Si 2 N 2 , Si 2 N 3 , Si 3 N 4 , etc., and the forms thereof are amorphous, amorphous, glassy, colloidal, crystal, etc. The thing which is taking the form of may be sufficient.

本発明の製造方法では、弁作用金属粉として、一次粉、それが凝集してなる二次凝集粉、及び一次粉または二次凝集粉を造粒してなる造粒粉のいずれもが使用できる。一次粉としては平均粒径が0.01〜2μmのものが好ましく、二次凝集粉としては平均粒径が0.1〜20μmのものが好ましく、造粒粉としては平均粒径が0.2〜200μmのものが好ましい。弁作用金属粉は、球状、棒状、扁平状、フレーク状など、形状に左右されず好適に使用できる。より高容量のコンデンサ用弁作用金属焼結体を得るためには、熱履歴が少なく、比表面積の大きい弁作用金属粉を用いることが望ましい。   In the production method of the present invention, as the valve action metal powder, any of a primary powder, a secondary agglomerated powder obtained by agglomerating it, and a granulated powder obtained by granulating the primary powder or the secondary agglomerated powder can be used. . The primary powder preferably has an average particle size of 0.01 to 2 μm, the secondary agglomerated powder preferably has an average particle size of 0.1 to 20 μm, and the granulated powder has an average particle size of 0.2. The thing of -200 micrometers is preferable. The valve action metal powder can be suitably used regardless of the shape such as a spherical shape, a rod shape, a flat shape, and a flake shape. In order to obtain a valve capacitor metal sintered body for a capacitor having a higher capacity, it is desirable to use a valve metal powder having a small heat history and a large specific surface area.

このような弁作用金属粉は、米国特許4,084,965号公報、特開平10-242004号公報、特開2002-25864号公報などに記載されている粉砕によるニオブ粉、ニオブ化合物粉、ニオブ合金粉の製造方法、米国特許1,728,941号公報、米国特許4,687,632号公報、特開2000-119710号公報などに記載されているニオブ酸化物やニオブハロゲン化物の還元によるニオブ粉の製造方法などの公知の方法を用いて製造することができる。   Such valve-acting metal powder is produced by pulverization of niobium powder, niobium compound powder, niobium alloy powder described in US Pat. No. 4,084,965, JP-A-10-242004, JP-A-2002-25864, etc. Using a known method such as niobium powder or niobium powder by reduction of niobium oxide or niobium halide described in U.S. Pat.No. 1,728,941, U.S. Pat. Can be manufactured.

本発明で用いる細孔形成剤は、後の焼結工程前あるいは焼結工程中に、前記した弁作用金属、弁作用金属化合物または弁作用金属合金と反応せず、焼結温度(通常、700℃以上)で固体のまま存在する物質、具体的には酸化物または焼結工程を経ることによりそのような酸化物を与える化合物が好ましい。焼結温度において固体のまま存在する細孔形成剤を用いることにより、焼結時において弁作用金属粉の必要以上な凝集をブロックして、弁作用金属同士の接点でのみ弁作用金属同士の融着を起こさせることができる。焼結温度において液体または気体となる細孔形成剤も使用できるが、その場合には弁作用金属粉の凝集をブロックする効果が小さくなり、望む細孔より小さな細孔を形成する場合がある。
また、弁作用金属粉の必要以上な凝集をブロックすることは、コンデンサ作製時の陰極剤の含浸性に最適な焼結体の密度をコントロールすることができ、焼結体の比表面積を大きく残し、焼結体のもつ単位体積あたりの容量を大きくすることができる。
The pore forming agent used in the present invention does not react with the valve action metal, the valve action metal compound or the valve action metal alloy before or during the subsequent sintering process, and the sintering temperature (usually 700 A substance that remains in a solid state at a temperature higher than or equal to ° C., specifically, an oxide or a compound that gives such an oxide through a sintering process is preferable. By using a pore-forming agent that remains solid at the sintering temperature, the valve action metal powder is prevented from agglomerating more than necessary during sintering, so that the fusion of the valve action metals only at the contact points of the valve action metals. Can be awakened. A pore forming agent that becomes a liquid or gas at the sintering temperature can also be used, but in that case, the effect of blocking the aggregation of the valve action metal powder is reduced, and a pore smaller than the desired pore may be formed.
Also, blocking unnecessary aggregation of the valve action metal powder can control the density of the sintered body that is optimal for the impregnation of the cathode agent during capacitor production, leaving a large specific surface area of the sintered body. The capacity per unit volume of the sintered body can be increased.

細孔形成剤としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、レニウム、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、銅、カドミウム、水銀、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、珪素、ゲルマニウム、鉛、アンチモン、ビスマス、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムの酸化物や、これら酸化物を与える水酸化物、炭酸塩または炭酸水素塩を単独でまたは二種以上混合して用いることができる。
なお、本発明において、焼結工程後における細孔形成剤には、成形体作製時に使用した細孔形成剤が焼結処理により酸化物となるものも含まれる。
Examples of the pore forming agent include lithium, sodium, potassium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, lanthanum, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, rhenium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium. , Nickel, copper, cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, silicon, germanium, lead, antimony, bismuth, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosym, holmium, erbium, thulium , Ytterbium and lutetium oxides, and hydroxides, carbonates or hydrogencarbonates that give these oxides can be used alone or in combination. That.
In the present invention, the pore forming agent after the sintering step includes those in which the pore forming agent used at the time of forming the molded body becomes an oxide by the sintering treatment.

細孔形成剤は、焼結後の工程において溶媒により除去されるため、溶媒に対する溶解性のよいものが好ましい。さらに、溶解除去されるため安価な細孔形成剤が経済的に有利である。したがって、特に好ましい細孔形成剤としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、酸化リチウム、炭酸リチウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸マグネシウムカルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、炭酸バリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、水酸化イットリウム、炭酸イットリウム、酸化ランタン、水酸化ランタン、炭酸ランタン、酸化セリウム、水酸化セリウム、炭酸セリウム、酸化ネオジム、水酸化ネオジム、炭酸ネオジム、酸化サマリウム、水酸化サマリウム、炭酸サマリウム、炭酸マンガン、酸化鉄、水酸化鉄、炭酸鉄、酸化マグネシウム鉄、酸化鉛鉄、酸化亜鉛バリウム、酸化ホウ素、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化鉛、炭酸鉛からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。   Since the pore-forming agent is removed by the solvent in the step after sintering, those having good solubility in the solvent are preferable. Furthermore, an inexpensive pore forming agent is economically advantageous because it is dissolved and removed. Therefore, particularly preferred pore-forming agents include sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium bicarbonate, lithium oxide, lithium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium bicarbonate, magnesium calcium carbonate, oxidation Calcium, calcium hydroxide, calcium carbonate, barium oxide, barium carbonate, hafnium oxide, yttrium oxide, yttrium hydroxide, yttrium carbonate, lanthanum oxide, lanthanum hydroxide, lanthanum carbonate, cerium oxide, cerium hydroxide, cerium carbonate, neodymium oxide , Neodymium hydroxide, neodymium carbonate, samarium oxide, samarium hydroxide, samarium carbonate, manganese carbonate, iron oxide, iron hydroxide, iron carbonate, magnesium iron oxide, lead iron oxide, barium zinc oxide, Boron, aluminum oxide, aluminum hydroxide, lead oxide, at least one compound selected from the group consisting of lead carbonate.

細孔形成剤の粒径は、本発明の焼結体の細孔直径に影響し、焼結体の細孔直径はコンデンサの容量及びコンデンサ製造工程における陰極剤の含浸性に影響する。陰極剤の含浸性が良好であると、高容量、かつ低ESRのコンデンサとすることができる。特に焼結体の最も薄い部分の厚さが、1mm以上あり、焼結体の体積が10mm3以上の大型のコンデンサ用陽極焼結体については、含浸性の差が顕著に現れる。細孔直径分布のピークが小さい焼結体には陰極剤が良好に含浸しないので、コンデンサ用弁作用金属焼結体の望ましい細孔直径は、平均径として0.1μm以上、さらに0.3μm以
上である。特に、焼結体の体積が10mm3以上で空孔率が55体積%以上の大型のコンデンサの陽極用弁作用金属焼結体については、1μm以上の細孔容積の合計が全空孔容積の10体積%以上であることが好ましい。また、細孔直径分布のピークが0.3μm以上に複数存在すること、及び1μm以上の細孔容積の合計が全空孔容積の13体積%以上であることがさらに好ましい。
The particle diameter of the pore forming agent affects the pore diameter of the sintered body of the present invention, and the pore diameter of the sintered body affects the capacity of the capacitor and the impregnation property of the cathode agent in the capacitor manufacturing process. When the impregnation property of the cathode agent is good, a capacitor having a high capacity and a low ESR can be obtained. In particular, the difference in impregnation is noticeable for large-sized capacitor anode sintered bodies having a thickness of 1 mm or more and a sintered body volume of 10 mm 3 or more. Since the sintered compact with a small peak of pore diameter distribution is not well impregnated with the cathode agent, the desirable pore diameter of the valve action metal sintered body for capacitors is 0.1 μm or more as an average diameter, and more than 0.3 μm. It is. In particular, in the case of a valve capacitor metal sintered body for an anode of a large capacitor having a sintered body volume of 10 mm 3 or more and a porosity of 55 volume% or more, the total pore volume of 1 μm or more is the total pore volume. It is preferable that it is 10 volume% or more. More preferably, there are a plurality of pore diameter distribution peaks at 0.3 μm or more, and the total pore volume of 1 μm or more is 13% by volume or more of the total pore volume.

前述のように、細孔形成剤は焼結温度において固体で存在し、適当な溶剤で除去されるため、本発明の焼結体の平均細孔直径は、細孔形成剤の平均粒径とほとんど変わらない。したがって、細孔形成剤の平均粒径は0.1μm以上、100μm以下、さらに0.5μm以上、20μm以下であることが望ましい。また、平均粒径1.0μm以下の細孔形成剤1種類のみで用いる場合は、細孔形成剤の粒度分布のうち、1μm以上の分布が、10体積%以上あることが好ましい。   As described above, since the pore-forming agent exists as a solid at the sintering temperature and is removed with an appropriate solvent, the average pore diameter of the sintered body of the present invention is the average particle diameter of the pore-forming agent. Almost unchanged. Therefore, the average particle diameter of the pore-forming agent is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 20 μm or less. When only one kind of pore forming agent having an average particle size of 1.0 μm or less is used, it is preferable that the distribution of 1 μm or more in the particle size distribution of the pore forming agent is 10% by volume or more.

また、平均粒径の異なる複数の細孔形成剤を混合して、粒度分布が複数のピークを有する細孔形成剤として用いることもできる。具体的には、平均粒径が0.1〜1μm、好ましくは0.3〜1μmの細孔形成剤と、平均粒径が1μm以上、好ましくは1〜20μm、さらに好ましくは1〜5μmの細孔形成剤とを組み合わせて用いることにより、陽極焼結体への陰極剤の含浸性が向上する。これらの異なる平均粒径を有する細孔形成剤は、さらにそれぞれ平均粒径の異なる複数の細孔形成剤を混合して用いることもできる。平均粒径の異なる複数の細孔形成剤を組み合わせて用いる場合であっても、細孔形成剤混合物は、粒径1μm以上のものが10体積%以上あることが好ましく、さらに13〜80体積%であることが好ましく、特に15〜50体積%であることが好ましい。例えば、焼結体の細孔直径分布のピークを0.7μmと2μmに持たせ、かつ直径1μm以上の細孔容積が全細孔容積の13体積%以上になるように調整するためには、平均粒径が約0.7μmと約2μmの細孔形成剤を組み合わせて用い、平均粒径2μm以上の細孔形成剤の割合を13体積%以上とすればよい。   Moreover, a plurality of pore forming agents having different average particle diameters can be mixed and used as a pore forming agent having a plurality of peaks in the particle size distribution. Specifically, a pore forming agent having an average particle diameter of 0.1 to 1 μm, preferably 0.3 to 1 μm, and a fine particle having an average particle diameter of 1 μm or more, preferably 1 to 20 μm, more preferably 1 to 5 μm. By using in combination with the hole forming agent, the impregnation property of the cathode agent into the anode sintered body is improved. These pore forming agents having different average particle diameters can be used by mixing a plurality of pore forming agents having different average particle diameters. Even when a plurality of pore-forming agents having different average particle diameters are used in combination, the pore-forming agent mixture preferably has a particle diameter of 1 μm or more, and is preferably 10% by volume or more, and further 13 to 80% by volume. It is preferable that it is, and it is especially preferable that it is 15-50 volume%. For example, in order to adjust the pore diameter distribution peak of the sintered body to 0.7 μm and 2 μm and to adjust the pore volume having a diameter of 1 μm or more to 13 volume% or more of the total pore volume, A pore forming agent having an average particle diameter of about 0.7 μm and about 2 μm may be used in combination, and the ratio of the pore forming agent having an average particle diameter of 2 μm or more may be 13% by volume or more.

弁作用金属に対する細孔形成剤の添加量は、成形体密度、焼結体密度に関係する。本発明の焼結体の密度は、陰極剤の含浸のしやすさ、焼結体の強度を考慮すれば、ニオブに対しては2.5〜4.0g/mlが好ましく、2.8〜3.8g/mlがさらに好ましく、3.0〜3.6g/mlが特に好ましい。タンタルに対しては4.5〜7.8g/mlが好ましく、4.8〜7.3g/mlがさらに好ましく、5.0〜6.8g/mlが特に好ましい。また、成形体の弁作用金属換算密度(細孔形成剤とバインダーとリード線を除いた前述の弁作用金属、弁作用金属化合物、弁作用金属合金などの成形体密度)は、焼き締まりの関係からニオブに対しては2.0〜3.8g/mlが好ましく、2.5〜3.6g/mlがさらに好ましく、2.8〜3.4g/mlが特に好ましい。タンタルに対しては4.0〜7.5g/mlが好ましく、4.5〜7.0g/mlがさらに好ましく、4.8〜6.3g/mlが特に好ましい。   The amount of pore-forming agent added to the valve metal is related to the density of the compact and the density of the sintered body. The density of the sintered body of the present invention is preferably 2.5 to 4.0 g / ml with respect to niobium, considering the ease of impregnation of the cathode agent and the strength of the sintered body. 3.8 g / ml is more preferable, and 3.0 to 3.6 g / ml is particularly preferable. For tantalum, it is preferably 4.5 to 7.8 g / ml, more preferably 4.8 to 7.3 g / ml, and particularly preferably 5.0 to 6.8 g / ml. Also, the valve metal equivalent density (the density of the above-mentioned valve action metal, valve action metal compound, valve action metal alloy, etc. excluding the pore forming agent, binder and lead wire) of the compact is related to shrinkage. To niobium is preferably 2.0 to 3.8 g / ml, more preferably 2.5 to 3.6 g / ml, and particularly preferably 2.8 to 3.4 g / ml. For tantalum, 4.0 to 7.5 g / ml is preferable, 4.5 to 7.0 g / ml is more preferable, and 4.8 to 6.3 g / ml is particularly preferable.

添加する細孔形成剤の量は、焼結体密度が上記範囲内となるように選択すればよい。細孔形成剤の分子量、形状、平均粒径、嵩密度、タッピング密度によっても異なるが、通常は、弁作用金属粉と細孔形成剤の合計量を基準にして70質量%以下が好ましく、50質量%以下がさらに好ましい。   What is necessary is just to select the quantity of the pore formation agent to add so that a sintered compact density may become in the said range. Although it varies depending on the molecular weight, shape, average particle diameter, bulk density, and tapping density of the pore forming agent, it is usually preferably 70% by mass or less based on the total amount of the valve action metal powder and the pore forming agent. A mass% or less is more preferable.

本発明における弁作用金属粉と細孔形成剤とバインダーの混合物に用いるバインダーは公知の有機系バインダーが使用できる。例えば、樟脳、ナフタリン、ステアリン酸等の石けん脂肪酸、カーボワックス、植物ワックス、精製パラフィン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミドなどのアクリル系ポリマー、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリメタクリルアミドなどのメタクリル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニルなどのポリビニル系ポリマー、ポリエチレンカーボネートなどが使用できる。これらのバインダーは、通常溶液に溶かして用いられる。使用できる溶媒としては、水、アルコール類、エーテル類、セルソルブ類、ケトン類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。   A known organic binder can be used as the binder used in the mixture of the valve metal powder, the pore forming agent and the binder in the present invention. For example, soap fatty acids such as camphor, naphthalene, stearic acid, carbowax, vegetable wax, refined paraffin, acrylic polymers such as polyacrylic acid, polyacrylic acid ester, polyacrylamide, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ester, polymethacrylic acid Methacrylic polymers such as amide, polyvinyl alcohols such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, and polyvinyl acetate, and polyethylene carbonate can be used. These binders are usually used after being dissolved in a solution. Examples of the solvent that can be used include water, alcohols, ethers, cellosolves, ketones, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and the like.

有機バインダーの使用量は、その種類によって一概には言えないが、弁作用金属粉及び細孔形成剤の合計を100質量部としたときに、通常1〜15質量部であり、好ましくは3〜10質量部、さらに好ましくは4〜8質量部である。   The amount of the organic binder used cannot be generally specified depending on the type thereof, but is usually 1 to 15 parts by mass, preferably 3 to 3 parts when the total of the valve action metal powder and the pore forming agent is 100 parts by mass. It is 10 mass parts, More preferably, it is 4-8 mass parts.

本発明における弁作用金属粉と細孔形成剤とバインダーの混合物からなる造粒物は、例えば以下のようにして製造することができる。   The granulated product comprising the mixture of the valve action metal powder, the pore forming agent and the binder in the present invention can be produced, for example, as follows.

コンデンサ用弁作用金属粉、細孔形成剤及び有機バインダーを溶剤(トルエン等)に入れ、十分に混合する。混合には混合機を用いることができる。混合機としては、振とう混合機、V型混合機、ビーズ混合機、ナウターミキサーなど、通常の装置が問題なく使用できる。混合における温度は、溶媒の沸点、凝固点により制限されるが、一般には、−50℃以上120℃以下、好ましくは−50℃以上50℃以下、さらに好ましくは−10℃以上30℃以下である。混合に要する時間は、5分以上であれば特に制限はないが、通常1〜6時間である。窒素、アルゴンなどの不活性ガスを用いて無酸素雰囲気下で行うことが望ましい。その後、溶媒を留去しながら造粒する。   Capacitor valve metal powder, pore forming agent and organic binder are put in a solvent (toluene or the like) and mixed thoroughly. A mixer can be used for mixing. As the mixer, ordinary apparatuses such as a shake mixer, a V-type mixer, a bead mixer, and a nauter mixer can be used without any problem. Although the temperature in mixing is limited by the boiling point and freezing point of the solvent, it is generally −50 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, preferably −50 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, more preferably −10 ° C. or higher and 30 ° C. or lower. The time required for mixing is not particularly limited as long as it is 5 minutes or longer, but is usually 1 to 6 hours. It is desirable to perform in an oxygen-free atmosphere using an inert gas such as nitrogen or argon. Then, it granulates, distilling a solvent off.

溶媒の留去には、乾燥造粒機を用いることができる。乾燥造粒機としては、コニカルドライヤー、流動乾燥機、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。溶媒の留去は、使用する溶媒の沸点にもよるが、減圧から加圧の適当な圧力のもと、常温から200℃で行われる。一般的には、減圧下、常温以上120℃以下が好ましい。
本発明における造粒物は、その平均粒径が10μm〜1000μmが好ましく、15μm〜500μmがさらに好ましく、20μm〜300μmが特に好ましい。
A dry granulator can be used for distilling off the solvent. Examples of the drying granulator include a conical dryer, a fluid dryer, a nauter mixer, and a Henschel mixer. Although the solvent is distilled off, it is carried out from room temperature to 200 ° C. under an appropriate pressure from reduced pressure to increased pressure, although it depends on the boiling point of the solvent used. In general, the temperature is preferably from normal temperature to 120 ° C. under reduced pressure.
The granulated product in the present invention preferably has an average particle size of 10 μm to 1000 μm, more preferably 15 μm to 500 μm, and particularly preferably 20 μm to 300 μm.

弁作用金属粉と細孔形成剤は、前述のように各々単独に用いて混合物を調製しても良いし、弁作用金属粉と細孔形成剤とをあらかじめ混合造粒した後に有機バインダーを用いて混合物を調製しても良い。弁作用金属粉と細孔形成剤をあらかじめ混合造粒する場合、例えばトルエンなどの有機溶剤に弁作用金属粉と細孔形成剤を入れ、上記の混合機及び乾燥造粒機を用いて混合し分散液を調製する。
この分散液は塗布または印刷を行うことができる。このときの分散液の溶剤を除く部分すなわち固形分の濃度範囲は1〜80質量%が好ましく、1〜50質量%が特に好ましい。
またこのときの分散液の粘度はJIS Z 8803に記載の方法で求められる。粘度の測定はB型粘度計、E型粘度計など一般の装置で求めることができる。粘度の範囲は20℃において0.1Pa・s以上であることが好ましく、0.2Pa・s以上が特に好ましい。またこのときのチクソトロピー指数の範囲は0.2〜2であることが好ましく、0.3〜1.6が特に好ましい。
上記分散液を用いて混合物を調製するには、これを造粒、乾燥した後、適当な圧力で300℃〜1700℃の温度で、1分から100時間加熱することにより製造することができる。この時、無機バインダーや有機バインダーを用いても良い。熱履歴(温度、時間、回数)は、その温度にもよるが焼結体の比表面積の低下を招き、その結果、容量の低下を招く。したがって、熱履歴は少ない方が望ましい。
As described above, the valve action metal powder and the pore forming agent may each be used alone to prepare a mixture, or the valve action metal powder and the pore forming agent are mixed and granulated in advance and then an organic binder is used. A mixture may be prepared. When mixing and granulating the valve action metal powder and the pore forming agent in advance, for example, put the valve action metal powder and the pore forming agent in an organic solvent such as toluene and mix using the above mixer and dry granulator. Prepare a dispersion.
This dispersion can be applied or printed. In this case, the portion of the dispersion excluding the solvent, that is, the concentration range of the solid content is preferably 1 to 80% by mass, particularly preferably 1 to 50% by mass.
The viscosity of the dispersion at this time is determined by the method described in JIS Z 8803. Viscosity can be measured with a general apparatus such as a B type viscometer or an E type viscometer. The viscosity range is preferably 0.1 Pa · s or more at 20 ° C., particularly preferably 0.2 Pa · s or more. Moreover, it is preferable that the range of the thixotropy index at this time is 0.2-2, and 0.3-1.6 are especially preferable.
In order to prepare a mixture using the above dispersion, the mixture can be granulated, dried, and then heated at an appropriate pressure at a temperature of 300 ° C. to 1700 ° C. for 1 minute to 100 hours. At this time, an inorganic binder or an organic binder may be used. Although the heat history (temperature, time, number of times) depends on the temperature, the specific surface area of the sintered body is reduced, and as a result, the capacity is reduced. Therefore, it is desirable that the heat history is small.

本発明においては、弁作用金属粉または成形体とする前の造粒物に、窒素、ホウ素、リン、硫黄、セレン、テルルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をドープする工程を設けても良い。例えば、窒素ドープでは、ガス窒化、イオン窒化、固体窒化等の方法が用いられる。中でも、ガス窒化法が、窒素をニオブ粒子の表面に均一にドープできることから好ましい。また、このドープ処理は、焼結する前の成形体に対して行なってもよいし、焼結後、細孔形成剤を除去する工程の前、あるいは細孔形成剤を除去した工程の後に行なっても良い。   In the present invention, a step of doping at least one element selected from the group consisting of nitrogen, boron, phosphorus, sulfur, selenium, and tellurium is provided on the granulated product before forming the valve action metal powder or molded body. Also good. For example, in nitrogen doping, methods such as gas nitriding, ion nitriding, and solid nitriding are used. Among them, the gas nitriding method is preferable because nitrogen can be uniformly doped on the surface of the niobium particles. The dope treatment may be performed on the molded body before sintering, or after sintering, before the step of removing the pore forming agent, or after the step of removing the pore forming agent. May be.

[2]成形体
本発明における、成形とは、前記分散液を印刷または塗布する方法、弁作用金属粉と細孔形成剤とバインダーの混合物からなる造粒物を圧縮成形する方法を言う。成形体とは、前記方法により成形されたものを言う。
分散液を印刷または塗布する方法による成形は、例えばドクターブレード、スクイズコートなどロール塗布法、メタルマスクなどによるスクリーン印刷法、凹版印刷法など公知の印刷手法によって分散液を基材に印刷する方法、鋳型に分散液を流し込むことによって成形する方法(ピロー成形、泥漿鋳込)などを用いることができる。
本発明における、弁作用金属粉と細孔形成剤とバインダーの混合物からなる造粒物の成形体(以下、単に「成形体」と記載することがある。)は好ましくは自動成型機により作製できる。具体的には、造粒物を自動成型機のホッパーから金型に自然落下させながら計量し、リード線と共に成形する。このため、適度な流れ性や安息角を持たない造粒物では、ホッパーから金型に流れにくく安定に成形できない。結果として、成形体の質量、焼結体強度や形状のバラツキが大きくなり、欠け、割れが発生することもあり、漏れ電流値が悪くなることがある。造粒物の平均粒子径が、10μm以下では流れ性が悪くなり、1000μm以上では金型の角の部分への充填量にバラツキが生じる。したがって、造粒物の平均粒子径は、前述したように10μm〜1000μmが好ましく、15μm〜500μmがさらに好ましく、20μm〜300μmが特に好ましい。また、本発明における造粒物は、傾斜法における安息角が60°以下、特に10〜50°が好ましい。本発明における造粒物の流れ性(日本工業規格 Z2504の方法で測定)としては、単位時間あたり流れる体積としては多ければ多いほどよい。通常、0.1cm3/s以上であることが好ましく、0.2cm3/s以上さらに好ましく、0.3cm3/s以上であることが特に好ましい。流れ性が良好であれば、球状、棒状、扁平状、フレーク状など、形状に左右されず好適に使用できるが、通常、球状または棒状が好ましい。造粒物の短軸径と長軸径の比が、短軸1に対して長軸が50以下が好ましく、長軸が10以下がさらに好ましく、長軸が5以下が特に好ましい。
[2] Molded body In the present invention, molding refers to a method of printing or coating the dispersion, and a method of compression molding a granulated product composed of a mixture of a valve metal powder, a pore forming agent and a binder. The molded product refers to a product molded by the above method.
Molding by a method of printing or applying the dispersion is, for example, a method of printing the dispersion on a substrate by a known printing method such as a doctor blade, a roll coating method such as squeeze coating, a screen printing method using a metal mask or the like, an intaglio printing method, A method of forming by casting a dispersion into a mold (pillow molding, mud casting) or the like can be used.
In the present invention, a molded product of a granulated product composed of a mixture of a valve action metal powder, a pore-forming agent and a binder (hereinafter sometimes simply referred to as “molded product”) can be preferably produced by an automatic molding machine. . Specifically, the granulated material is weighed while being naturally dropped from a hopper of an automatic molding machine to a mold, and molded together with a lead wire. For this reason, in the case of a granulated product having no suitable flowability and angle of repose, it cannot flow stably from the hopper to the mold and cannot be stably molded. As a result, the mass of the molded body, the strength of the sintered body, and variations in shape increase, chipping and cracking may occur, and the leakage current value may deteriorate. When the average particle size of the granulated product is 10 μm or less, the flowability is poor, and when it is 1000 μm or more, the filling amount in the corners of the mold varies. Therefore, the average particle diameter of the granulated product is preferably 10 μm to 1000 μm, more preferably 15 μm to 500 μm, and particularly preferably 20 μm to 300 μm, as described above. The granulated product of the present invention preferably has an angle of repose of 60 ° or less, particularly 10 to 50 ° in the tilt method. As the flowability of the granulated product in the present invention (measured by the method of Japanese Industrial Standard Z2504), the larger the volume flowing per unit time, the better. Usually, it is preferably 0.1 cm 3 / s or more, more preferably 0.2 cm 3 / s or more, and particularly preferably 0.3 cm 3 / s or more. If the flowability is good, it can be suitably used regardless of the shape, such as a spherical shape, a rod shape, a flat shape, or a flake shape, but usually a spherical shape or a rod shape is preferred. The ratio of the minor axis diameter to the major axis diameter of the granulated product is preferably 50 or less, more preferably 10 or less, and particularly preferably 5 or less for the major axis with respect to the minor axis 1.

リード線を用いずに成形体を作製し、焼結後の細孔形成剤を含む焼結体、または焼結及び細孔形成剤除去をした後の焼結体にリード線を溶接しても良い。この溶接には、スポット溶接が好んで用いられる。リード線としては、弁作用をもつタンタル、ニオブ、アルミニウム、およびそれらの化合物、合金などが好適に使用できるが、例えば焼結したニオブ粉との接着性の関係からニオブ、一部窒化したニオブ、ニオブ合金が好ましい。本発明のニオブ粉と同じ組成のニオブリード線が更に好ましい。すなわち、一部窒化したニオブ粉を用いる場合は、一部窒化したニオブリード線を用い、ニオブ合金粉を用いる場合はニオブ合金リード線を用いることが好ましい。   Even if a molded body is prepared without using a lead wire, and the lead wire is welded to the sintered body containing the pore forming agent after sintering or the sintered body after sintering and removing the pore forming agent, good. For this welding, spot welding is preferably used. As the lead wire, tantalum, niobium, aluminum having a valve action, and compounds and alloys thereof can be preferably used. For example, niobium, partially nitrided niobium due to the adhesive property with sintered niobium powder, Niobium alloys are preferred. A niobium lead wire having the same composition as the niobium powder of the present invention is more preferred. That is, when using a partially nitrided niobium powder, it is preferable to use a partially nitrided niobium lead wire, and when using a niobium alloy powder, it is preferable to use a niobium alloy lead wire.

[3]焼結処理
このようにして得られた成形体は焼結処理に付される。焼結条件は、使用する細孔形成剤の融点、沸点、および/または使用する弁作用金属粉、弁作用金属化合物、弁作用金属合金の融点、沸点により左右されるが、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス存在下、または高減圧下(例えば10-4〜10-1Pa)、700℃〜2000℃で1分から100時間加熱して行われる。好ましい焼結温度は800℃〜1500℃、さらに好ましい焼結温度は1000℃〜1300℃である。
[3] Sintering treatment The molded body thus obtained is subjected to a sintering treatment. The sintering conditions depend on the melting point and boiling point of the pore-forming agent used and / or the melting point and boiling point of the valve metal powder, valve metal compound and valve metal alloy used. It is carried out by heating at 700 ° C. to 2000 ° C. for 1 minute to 100 hours in the presence of an inert gas or under a high reduced pressure (eg 10 −4 to 10 −1 Pa). A preferable sintering temperature is 800 ° C to 1500 ° C, and a more preferable sintering temperature is 1000 ° C to 1300 ° C.

焼結温度に達する前に有機バインダーを除去する工程を設けることができる。有機バインダーの除去は、例えば減圧下(101〜103Pa)、焼結温度よりも低い200〜600℃で10分〜10時間処理することにより行なうことができる。焼結処理前に有機バインダーの除去処理工程を設けることにより、有機バインダーをより完全に除去することができる。
また、金属粉として弁作用金属、弁作用金属化合物または弁作用金属合金の水素化物を用いた場合は、焼結工程中または焼結工程前に水素を除去する工程を設けることができる。水素の除去(脱水素)は、例えば減圧下(101〜103Pa)、300〜600℃で10分〜100時間処理することにより行なうことができる。
A step of removing the organic binder before reaching the sintering temperature can be provided. The removal of the organic binder can be performed, for example, by treating at 200 to 600 ° C., which is lower than the sintering temperature, for 10 minutes to 10 hours under reduced pressure (10 1 to 10 3 Pa). By providing the organic binder removal treatment step before the sintering treatment, the organic binder can be more completely removed.
Further, when a hydride of a valve action metal, a valve action metal compound, or a valve action metal alloy is used as the metal powder, a step of removing hydrogen can be provided during or before the sintering step. Removal of hydrogen (dehydrogenation) can be performed, for example, by treating at 300 to 600 ° C. for 10 minutes to 100 hours under reduced pressure (10 1 to 10 3 Pa).

焼結終了後、弁作用金属焼結体の温度(品温とも略する。)が30℃以下になるまで冷却し、0.01体積%〜10体積%、好ましくは0.1体積%〜1体積%の酸素を含む窒素やアルゴンなどの不活性ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加え、8時間以上放置後取り出す。   After the sintering is completed, the valve action metal sintered body is cooled until the temperature (also referred to as product temperature) is 30 ° C. or less, and is 0.01 vol% to 10 vol%, preferably 0.1 vol% to 1 An inert gas such as nitrogen or argon containing volume% oxygen is gradually added so that the product temperature does not exceed 30 ° C., and the mixture is left for 8 hours or longer and then taken out.

[4]細孔形成剤の除去
焼結後、焼結体に含まれる細孔形成剤を除去して、本発明のコンデンサ陽極用弁作用金属焼結体を製造する。細孔形成剤を除去する方法としては、溶媒に溶解することにより除去する方法が挙げられる。用いる溶媒は、溶解すべき細孔形成剤の溶解度が十分に得られる溶媒であればよく、好ましくは安価で残留しにくいものがよい。
例えば、細孔形成剤が水溶性ならば、溶媒としては水を用いることができる。
細孔形成剤が有機溶剤可溶性ならば、溶媒としては有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ジメチルスルホキルシド(DMSO)等が使用できる。
細孔形成剤が酸可溶性ならば、溶媒として硝酸、硫酸、リン酸、硼酸、炭酸、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、沃化水素酸、有機酸等の酸性溶媒を用いることができる。
細孔形成剤がアルカリ可溶性ならば、溶媒としてアルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア等のアルカリ性溶媒を用いることができる。
細孔形成剤が可溶性錯体を形成するならば、溶媒としてその配位子となるアンモニア、エチレンジアミン等のアミン類、グリシン等のアミノ酸類、トリポリ燐酸ナトリウム等のポリリン酸類、クラウンエーテル類、チオ硫酸ナトリウム等のチオ硫酸塩、エチレンジアミン四酢酸等のキレート剤等の溶液を用いることができる。
また、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウムなどのアンモニウム塩の溶液や、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂なども好適に使用できる。
[4] Removal of pore-forming agent After sintering, the pore-forming agent contained in the sintered body is removed to produce the valve-acting metal sintered body for capacitor anode of the present invention. Examples of the method for removing the pore forming agent include a method for removing it by dissolving in a solvent. The solvent to be used may be any solvent that can sufficiently obtain the solubility of the pore-forming agent to be dissolved, and is preferably an inexpensive one that hardly remains.
For example, if the pore forming agent is water-soluble, water can be used as the solvent.
If the pore forming agent is soluble in an organic solvent, an organic solvent can be used as the solvent. As the organic solvent, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone, dimethylsulfoylside (DMSO) and the like can be used.
If the pore-forming agent is acid-soluble, an acidic solvent such as nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, boric acid, carbonic acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, or organic acid may be used as the solvent. it can.
If the pore-forming agent is alkali-soluble, an alkaline solvent such as an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, or ammonia can be used as the solvent.
If the pore-forming agent forms a soluble complex, ammonia as its ligand, amines such as ethylenediamine, amino acids such as glycine, polyphosphoric acids such as sodium tripolyphosphate, crown ethers, sodium thiosulfate A solution of a chelating agent such as thiosulfate such as ethylenediaminetetraacetic acid can be used.
Also, ammonium salt solutions such as ammonium chloride, ammonium nitrate, and ammonium sulfate, cation exchange resins, and anion exchange resins can be suitably used.

細孔形成剤の溶媒による除去を考慮した場合の細孔形成剤と溶媒との組み合わせとしては、例えば、酸化バリウムと水、炭酸カルシウムと塩酸、酸化アルミニウムと水酸化ナトリウム水溶液、酸化ハフニウムとメチルイソブチルケトン、炭酸マグネシウムとエチレンジアミン四酢酸4ナトリウム塩水溶液等が挙げられる。   The combination of the pore-forming agent and the solvent when considering removal of the pore-forming agent with a solvent includes, for example, barium oxide and water, calcium carbonate and hydrochloric acid, aluminum oxide and sodium hydroxide aqueous solution, hafnium oxide and methyl isobutyl. Examples include ketones, magnesium carbonate, and ethylenediaminetetraacetic acid tetrasodium salt aqueous solution.

細孔形成剤を溶解除去する温度は、低いことが望ましい。弁作用金属は酸素との親和性が高いため、溶解除去する温度が高いと弁作用金属表面が酸化される。したがって、溶解除去する温度は50℃以下が好ましい。さらには−10℃〜40℃が好ましく、特に0℃〜30℃が好ましい。また、前記理由により、溶解除去する際に発熱が少ない方法を選択することが好ましい。例えば、細孔形成剤に金属酸化物や金属炭酸物を用いた場合、酸で溶解除去する方法は、中和熱などが発生する。したがって、例えば、水や有機溶剤に溶解させる方法、硝酸アンモニウム塩水溶液やエチレンジアミン4酢酸などを用いて可溶性錯体を形成する方法、イオン交換樹脂を含む溶液に溶解する方法などの発熱しにくい方法を選択することが好ましい。   It is desirable that the temperature for dissolving and removing the pore forming agent is low. Since the valve metal has high affinity with oxygen, the surface of the valve metal is oxidized when the temperature for dissolving and removing is high. Therefore, the temperature for dissolving and removing is preferably 50 ° C. or less. Furthermore, −10 ° C. to 40 ° C. is preferable, and 0 ° C. to 30 ° C. is particularly preferable. For the above reasons, it is preferable to select a method that generates less heat when dissolved and removed. For example, when a metal oxide or metal carbonate is used as the pore forming agent, the method of dissolving and removing with an acid generates heat of neutralization. Therefore, for example, select a method that hardly generates heat, such as a method of dissolving in water or an organic solvent, a method of forming a soluble complex using an aqueous ammonium nitrate salt solution or ethylenediaminetetraacetic acid, or a method of dissolving in a solution containing an ion exchange resin. It is preferable.

これら溶媒を用いて細孔形成剤を除去した後、十分に水洗して、溶媒を除去する。例えば、硝酸や塩化アンモニウムなどを溶媒として細孔形成剤を除去し、イオン交換水を用いて硝酸や塩化アンモニウム溶媒を水洗除去する場合、水洗後のイオン交換水の電気伝導度が5μS/cm以下となるまで水洗することが望ましい。十分に洗浄した後、適当な圧力の下、120℃以下、好ましくは80℃以下、さらに好ましくは50℃以下で乾燥する。減圧下の方が乾燥時間が短く、乾燥温度も低くできる。乾燥終了後、徐酸化して本発明の焼結体が得られる。   After removing the pore-forming agent using these solvents, the solvent is removed by washing thoroughly with water. For example, when the pore forming agent is removed using nitric acid or ammonium chloride as a solvent and the nitric acid or ammonium chloride solvent is removed by washing with ion exchange water, the electric conductivity of the ion exchange water after washing is 5 μS / cm or less. It is desirable to wash with water until After sufficient washing, drying is performed at an appropriate pressure of 120 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or lower. Under reduced pressure, the drying time is shorter and the drying temperature can be lowered. After completion of drying, it is gradually oxidized to obtain the sintered body of the present invention.

本発明の製造方法で作製した焼結体は、陰極剤の含浸に適した細孔直径分布のピークトップが、0.01μm〜100μmの範囲内にある。体積が10mm3未満の小さな焼結体はもちろんなこと、特に焼結体の最も薄い部分の厚さが1mm以上あり、焼結体の体積が10mm3以上である大型の焼結体においても、細孔ピークトップを0.3μm以上、さらには0.5μm以上に調整することが可能である。
さらに、焼結体の体積が10mm3以上で空孔率が55体積%以上である大型の焼結体についても、直径1μm以上の細孔容積が全空孔容積の10体積%以上に調整でき、細孔直径分布のピークを0.3μm以上、さらには0.5μm以上に複数存在させることが可能であり、直径1μm以上の細孔容積を全空孔容積の13体積%以上にすることも可能である。
In the sintered body produced by the production method of the present invention, the peak top of the pore diameter distribution suitable for impregnation with the cathode agent is in the range of 0.01 μm to 100 μm. Of course, not only a small sintered body having a volume of less than 10 mm 3 , particularly a large sintered body having a thickness of 1 mm or more at the thinnest portion of the sintered body and a volume of the sintered body of 10 mm 3 or more, It is possible to adjust the pore peak top to 0.3 μm or more, and further to 0.5 μm or more.
Furthermore, even for a large sintered body having a sintered body volume of 10 mm 3 or more and a porosity of 55 volume% or more, the pore volume having a diameter of 1 μm or more can be adjusted to 10 volume% or more of the total pore volume. A plurality of pore diameter distribution peaks can be present at 0.3 μm or more, further 0.5 μm or more, and the pore volume with a diameter of 1 μm or more can be made 13 volume% or more of the total pore volume. Is possible.

本発明の製造方法により得られる焼結体の密度は、ニオブでは通常4.0g/ml以下、タンタルでは通常8.0g/ml以下となる。密度がニオブで4.0g/ml以下、タンタルで8.0g/ml以下であれば、陰極剤の種類にもよるが、その含浸性が良好となる。例えば、CV値が200000μFV/gの高容量のニオブ粉を、本発明の方法で、成形体密度2.8g/ml、成形体体積25mm3に調整して1150℃で焼結した場合、焼結体体積は約22mm3になり、焼結体密度は3.2g/ml、比表面積0.17m2(0.0077m2/mm3)になるが、細孔形成剤を用いない場合、必要以上に焼結が進み、焼結体体積は約17mm3になり、焼結体密度は4.2g/ml、比表面積0.10m2(0.0059m2/mm3)になる。
焼結体密度の増加は陰極剤の含浸性をより困難にしてコンデンサにおける容量出現率を低下させ、比表面積の低下は焼結体の容量の低下を招く。細孔形成剤を用いない方法では、200000μF/gの高容量ニオブ粉を用いても、約400μF/個(約20mm3の焼結体)程度のコンデンサしか得られない。
The density of the sintered body obtained by the production method of the present invention is usually 4.0 g / ml or less for niobium, and usually 8.0 g / ml or less for tantalum. If the density is 4.0 g / ml or less for niobium and 8.0 g / ml or less for tantalum, the impregnation property is good, depending on the type of the cathode agent. For example, when a high-capacity niobium powder having a CV value of 200,000 μFV / g is adjusted to a compact density of 2.8 g / ml and a compact volume of 25 mm 3 by the method of the present invention and sintered at 1150 ° C., The body volume is about 22 mm 3 , the sintered body density is 3.2 g / ml, and the specific surface area is 0.17 m 2 (0.0007 m 2 / mm 3 ). Sintering proceeds to a sintered body volume of about 17 mm 3 , a sintered body density of 4.2 g / ml, and a specific surface area of 0.10 m 2 (0.0059 m 2 / mm 3 ).
Increasing the density of the sintered body makes it more difficult to impregnate the cathode agent and lowers the capacity appearance rate in the capacitor, and decreasing the specific surface area causes a decrease in the capacity of the sintered body. In the method using no pore forming agent, only a capacitor of about 400 μF / piece (about 20 mm 3 sintered body) can be obtained even if a high-capacity niobium powder of 200,000 μF / g is used.

本発明の方法を用いれば、高い容量出現率と高い焼結体の容量を同時に達成でき、約750μF/個(約20mm3の焼結体)コンデンサを作製することができる。前述のように熱履歴の少ない1次粉を用いれば、より低い温度での焼結が可能で、その結果、約20mm3の焼結体について800μF/個以上、さらには1000μF/個以上の容量を持つ焼結体も作製可能である。 By using the method of the present invention, a high capacity appearance rate and a high capacity of a sintered body can be achieved simultaneously, and a capacitor of about 750 μF / piece (about 20 mm 3 sintered body) can be manufactured. If the primary powder having a low thermal history is used as described above, sintering at a lower temperature is possible. As a result, a capacity of 800 μF / piece or more, further 1000 μF / piece or more for a sintered body of about 20 mm 3. It is also possible to produce a sintered body having

本発明の方法で10mm3の焼結体を作製した場合の比表面積は0.005m2/mm3以上であり、前述のように熱履歴の少ない1次粉を用いれば、比表面積を0.01m2/mm3以上にすることもできる。また、焼結体の体積を50mm3、100mm3と大きくしても陰極剤含浸率の大きな低下が見られず、ESRは安定している。 When a 10 mm 3 sintered body is produced by the method of the present invention, the specific surface area is 0.005 m 2 / mm 3 or more. If the primary powder having a small thermal history is used as described above, the specific surface area is set to 0.005. It can also be set to 01 m 2 / mm 3 or more. Further, even if the volume of the sintered body was as large as 50 mm 3, 100 mm 3 showed no significant reduction in the cathode agent impregnation ratio, ESR is stable.

本発明の焼結体は、一例として、1200℃で焼結した場合、CV値(0.1質量%燐酸水溶液中で、80℃120分化成した場合の化成電圧値と120Hzでの容量との積)が、40000〜400000μFV/gとなる。   As an example, when the sintered body of the present invention is sintered at 1200 ° C., the CV value (formation voltage value in the case of 120 ° C. 120 ° C. differentiation in a 0.1 mass% phosphoric acid aqueous solution and the capacity at 120 Hz) Product) is 40000-400000 μFV / g.

[5]コンデンサ素子
次に、コンデンサ素子の製造について説明する。
前述した焼結体を一方の電極とし、対電極と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。例えば、ニオブ焼結体を一方の電極とし、その焼結体表面(細孔内表面含む。)上に誘電体を形成し、前記誘電体上に対電極を設け、コンデンサを構成する。
[5] Capacitor Element Next, the production of the capacitor element will be described.
A capacitor can be manufactured from the above-mentioned sintered body as one electrode and a dielectric interposed between the counter electrode. For example, a niobium sintered body is used as one electrode, a dielectric is formed on the surface of the sintered body (including the surface in the pores), and a counter electrode is provided on the dielectric to constitute a capacitor.

ここでコンデンサの誘電体としては、酸化ニオブを主体とする誘電体が好ましく、特に五酸化ニオブを主体とする誘電体が好ましい。五酸化ニオブを主体とする誘電体は、例えば、一方の電極であるニオブ焼結体を電解酸化することによって得られる。ニオブ電極を電解液中で電解酸化するには、通常プロトン酸水溶液、例えば、0.1%リン酸水溶液、硫酸水溶液または1%の酢酸水溶液、アジピン酸水溶液等を用いて行われる。このように、ニオブ電極を電解液中で化成して酸化ニオブ誘電体を得る場合、本発明のコンデンサは、電解コンデンサとなりニオブ電極が陽極となる。   Here, as the dielectric of the capacitor, a dielectric mainly composed of niobium oxide is preferable, and a dielectric mainly composed of niobium pentoxide is particularly preferable. A dielectric body mainly composed of niobium pentoxide can be obtained, for example, by electrolytic oxidation of a niobium sintered body that is one of the electrodes. Electrolytic oxidation of the niobium electrode in the electrolytic solution is usually performed using a protonic acid aqueous solution, for example, a 0.1% phosphoric acid aqueous solution, a sulfuric acid aqueous solution, a 1% acetic acid aqueous solution, an adipic acid aqueous solution, or the like. Thus, when a niobium electrode is formed in an electrolytic solution to obtain a niobium oxide dielectric, the capacitor of the present invention becomes an electrolytic capacitor and the niobium electrode becomes an anode.

本発明のコンデンサにおいて、ニオブ焼結体の対電極(対極)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1種の材料(化合物)が使用できる。   In the capacitor of the present invention, the counter electrode (counter electrode) of the niobium sintered body is not particularly limited. For example, at least one selected from an electrolyte, an organic semiconductor, and an inorganic semiconductor known in the aluminum electrolytic capacitor industry. These materials (compounds) can be used.

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などが挙げられる。   Specific examples of the electrolyte include a mixed solution of dimethylformamide and ethylene glycol in which 5% by mass of isobutyltripropylammonium borotetrafluoride electrolyte is dissolved, propylene carbonate and ethylene glycol in which 7% by mass of tetraethylammonium borotetrafluoride is dissolved. Examples thereof include mixed solutions.

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、あるいは下記一般式(1)または一般式(2)で表される繰り返し単位を含む導電性高分子が挙げられる。   Specific examples of the organic semiconductor include an organic semiconductor composed of benzopyrroline tetramer and chloranil, an organic semiconductor composed mainly of tetrathiotetracene, an organic semiconductor composed mainly of tetracyanoquinodimethane, or the following general formula (1 ) Or a conductive polymer containing a repeating unit represented by the general formula (2).

Figure 0004727160
Figure 0004727160

式中、R1〜R4はそれぞれ独立して水素原子、炭素数1〜10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、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。前記環状の結合鎖は、その任意の位置にカルボニル、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、イミノの結合を含んでもよい。Xは酸素、硫黄または窒素原子を表し、R5はXが窒素原子の時のみ存在して、独立して水素原子または炭素数1〜10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を表す。 In the formula, R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkyl ester group, a halogen atom, or a nitro group. , A monovalent group selected from the group consisting of a cyano group, a primary, secondary or tertiary amino group, a CF 3 group, a phenyl group and a substituted phenyl group. The hydrocarbon chains of R 1 and R 2 and R 3 and R 4 are bonded to each other at any position, and at least one or more 3- to 7-membered saturated or unsaturated groups with carbon atoms substituted by such groups. You may form the bivalent chain | strand which forms the cyclic structure of a saturated hydrocarbon. The cyclic bond chain may include a bond of carbonyl, ether, ester, amide, sulfide, sulfinyl, sulfonyl, or imino at any position. X represents an oxygen, sulfur or nitrogen atom, R 5 is present only when X is a nitrogen atom, and is independently a hydrogen atom or a linear or branched saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Represents a group.

さらに、本発明においては前記一般式(1)または一般式(2)のR1〜R4は、好ましくは、それぞれ独立して水素原子、炭素数1〜6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アルコキシ基を表し、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。 Further, in the present invention, R 1 to R 4 in the general formula (1) or the general formula (2) are preferably each independently a hydrogen atom or a linear or branched saturated group having 1 to 6 carbon atoms. Alternatively, it represents an unsaturated alkyl group or alkoxy group, and R 1 and R 2 and R 3 and R 4 may be bonded to each other to form a ring.

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導電性高分子は、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導電性高分子である。   In the present invention, the conductive polymer containing a repeating unit represented by the general formula (1) is preferably a conductive polymer containing a structural unit represented by the following general formula (3) as a repeating unit.

Figure 0004727160
Figure 0004727160

式中、R6及びR7は、各々独立して水素原子、炭素数1〜6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。 In the formula, R 6 and R 7 are each independently a hydrogen atom, a linear or branched saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or the alkyl group is bonded to each other at an arbitrary position. And a substituent that forms a cyclic structure of at least one 5- to 7-membered saturated hydrocarbon containing two oxygen elements. The cyclic structure includes those having a vinylene bond which may be substituted and those having a phenylene structure which may be substituted.

このような化学構造を含む導電性高分子は、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。   The conductive polymer containing such a chemical structure is doped with a dopant. A well-known dopant can be used for a dopant without a restriction | limiting.

一般式(1)または一般式(2)で表される繰り返し単位を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、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−エチレンジオキシチオフェン)等)が好ましい。   Examples of the polymer containing the repeating unit represented by the general formula (1) or (2) include polyaniline, polyoxyphenylene, polyphenylene sulfide, polythiophene, polyfuran, polypyrrole, polymethylpyrrole, and substituted derivatives thereof. And copolymers. Of these, polypyrrole, polythiophene, and substituted derivatives thereof (for example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) are preferable.

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 mainly composed of lead dioxide or manganese dioxide, and an inorganic semiconductor composed of iron trioxide. Such semiconductors may be used alone or in combination of two or more.

上記有機半導体及び無機半導体として、電導度10-2S/cm〜103S/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更に一層大きくすることができる。 When the organic semiconductor and the inorganic semiconductor having a conductivity in the range of 10 −2 S / cm to 10 3 S / cm are used, the impedance value of the manufactured capacitor is further reduced, and the capacitance at high frequency is further increased. Can do.

前記導電性高分子層を製造する方法としては、例えばアニリン、チオフェン、フラン、ピロール、メチルピロールまたはこれらの置換誘導体の重合性化合物を、脱水素的2電子酸化の酸化反応を充分行わせ得る酸化剤の作用で重合する方法が採用される。重合性化合物(モノマー)からの重合反応は、例えばモノマーの気相重合、溶液重合等があり、誘電体を有するニオブ焼結体の表面に形成される。導電性高分子が有機溶媒可溶性であり、溶液として塗布可能な場合には、表面に塗布して形成する方法が採用される。   As the method for producing the conductive polymer layer, for example, aniline, thiophene, furan, pyrrole, methylpyrrole or a polymerizable compound of these substituted derivatives may be oxidized enough to cause an oxidation reaction of dehydrogenative two-electron oxidation. A method of polymerizing by the action of the agent is employed. The polymerization reaction from the polymerizable compound (monomer) includes, for example, vapor phase polymerization of a monomer, solution polymerization, and the like, and is formed on the surface of a niobium sintered body having a dielectric. When the conductive polymer is soluble in an organic solvent and can be applied as a solution, a method of applying it to the surface is employed.

溶液重合による好ましい製造方法の1つとして、誘電体層を形成したニオブ焼結体を、酸化剤を含む溶液(溶液1)に浸漬し、次いでモノマー及びドーパントを含む溶液(溶液2)に浸漬して重合し、表面に導電性高分子層を形成する方法が例示される。また、前記焼結体を、溶液2に浸漬した後で溶液1に浸漬してもよい。また、前記溶液2を、ドーパントを含まないモノマー溶液としてもよい。また、ドーパントを使用する場合、酸化剤を含む溶液に共存させて使用してもよい。   As one of preferred production methods by solution polymerization, a niobium sintered body having a dielectric layer formed is immersed in a solution containing an oxidizing agent (solution 1), and then immersed in a solution containing a monomer and a dopant (solution 2). And a method of polymerizing and forming a conductive polymer layer on the surface. Further, the sintered body may be immersed in the solution 1 after being immersed in the solution 2. Moreover, the said solution 2 is good also as a monomer solution which does not contain a dopant. Moreover, when using a dopant, you may use it making it coexist in the solution containing an oxidizing agent.

このような重合工程の操作を、誘電体を有する前記ニオブ焼結体に対して1回以上、好ましくは3〜20回繰り返すことによって緻密で層状の導電性高分子層を容易に形成することができる。   By repeating this polymerization step operation once or more, preferably 3 to 20 times, with respect to the niobium sintered body having a dielectric, a dense and layered conductive polymer layer can be easily formed. it can.

本発明のコンデンサの製造方法においては、酸化剤はコンデンサ性能に悪影響を及ぼすことなく、その酸化剤の還元体がドーパントになって導電性高分子の電動度を向上させ得るものであれば良く、工業的に安価で製造上取り扱いの容易な酸化剤が好まれる。   In the method for producing a capacitor of the present invention, the oxidizing agent may be any one that can improve the electric power of the conductive polymer by using the reduced form of the oxidizing agent as a dopant without adversely affecting the capacitor performance. An oxidizing agent that is industrially inexpensive and easy to handle in production is preferred.

このような酸化剤としては、具体的には、例えばFeCl3やFeClO4、Fe(有機酸アニオン)塩等のFe(III)系化合物類、または無水塩化アルミニウム/塩化第一銅、アルカリ金属過硫酸塩類、過硫酸アンモニウム塩類、過酸化物類、過マンガン酸カリウム等のマンガン類、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノ−1,4−ベンゾキノン(DDQ)、テトラクロロ−1,4−ベンゾキノン、テトラシアノ−1,4−ベンゾキノン等のキノン類、よう素、臭素等のハロゲン類、過酸、硫酸、発煙硫酸、三酸化硫黄、クロロ硫酸、フルオロ硫酸、アミド硫酸等のスルホン酸、オゾン等及びこれら複数の酸化剤の組み合わせが挙げられる。 Specific examples of such an oxidizing agent include FeCl (III) compounds such as FeCl 3 , FeClO 4 , Fe (organic acid anion) salt, anhydrous aluminum chloride / cuprous chloride, alkali metal peroxide. Sulfates, ammonium persulfates, peroxides, manganese such as potassium permanganate, 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone (DDQ), tetrachloro-1,4-benzoquinone Quinones such as tetracyano-1,4-benzoquinone, halogens such as iodine and bromine, sulfonic acids such as peracid, sulfuric acid, fuming sulfuric acid, sulfur trioxide, chlorosulfuric acid, fluorosulfuric acid and amidosulfuric acid, ozone and the like A combination of these plural oxidizing agents can be mentioned.

これらの中で、前記Fe(有機酸アニオン)塩を形成する有機酸アニオンの基本化合物としては、有機スルホン酸または有機カルボン酸、有機リン酸、有機ホウ酸等が挙げられる。有機スルホン酸の具体例としては、ベンゼンスルホン酸やp−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、α−スルホ−ナフタレン、β−スルホ−ナフタレン、ナフタレンジスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸(アルキル基としてはブチル、トリイソプロピル、ジ−t−ブチル等)等が使用される。   Among these, examples of the basic compound of the organic acid anion that forms the Fe (organic acid anion) salt include organic sulfonic acid or organic carboxylic acid, organic phosphoric acid, and organic boric acid. Specific examples of the organic sulfonic acid include benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, α-sulfo-naphthalene, β-sulfo-naphthalene, naphthalene disulfonic acid, alkylnaphthalenesulfonic acid (alkyl group). As butyl, triisopropyl, di-t-butyl, etc.).

一方、有機カルボン酸の具体例としては、酢酸、プロピオン酸、安息香酸、シュウ酸等が挙げられる。さらに本発明においては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニル硫酸ポリ−α−メチルスルホン酸、ポリエチレンスルホン酸、ポリリン酸等の高分子電解質アニオンも使用される。なお、これら有機スルホン酸または有機カルボン酸は単なる例示であり、これらに限定されるものではない。また、前記アニオンの対カチオンとしては、H+、Na+、K+等のアルカリ金属イオン、または水素原子やテトラメチル基、テトラエチル基、テトラブチル基、テトラフェニル基等で置換されたアンモニウムイオン等が例示されるが、これらに限定されるものではない。前記の酸化剤のうち、特に好ましいのは、3価のFe系化合物類、または塩化第一銅系、過硫酸アルカリ塩類、過硫酸アンモニウム塩類酸類、キノン類を含む酸化剤である。 On the other hand, specific examples of the organic carboxylic acid include acetic acid, propionic acid, benzoic acid, oxalic acid and the like. Furthermore, in the present invention, polyelectrolyte anions such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl sulfate poly-α-methyl sulfonic acid, polyethylene sulfonic acid, and polyphosphoric acid are also used. These organic sulfonic acids or organic carboxylic acids are merely examples, and are not limited thereto. Examples of the counter anion of the anion include alkali metal ions such as H + , Na + , K + , or ammonium ions substituted with hydrogen atoms, tetramethyl groups, tetraethyl groups, tetrabutyl groups, tetraphenyl groups, or the like. Although illustrated, it is not limited to these. Of the above oxidizing agents, particularly preferred are oxidizing agents containing trivalent Fe compounds, or cuprous chloride, alkali persulfates, ammonium persulfates, and quinones.

導電性高分子の製造方法において必要に応じて共存させるドーパント能を有するアニオン(酸化剤の還元体アニオン以外のアニオン)は、前述の酸化剤から産生される酸化剤アニオン(酸化剤の還元体)を対イオンに持つ電解質アニオンまたは他の電解質アニオンを使用することができる。具体的には例えば、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -の如き15族元素のハロゲン化物アニオン、BF4 -の如き13族元素のハロゲン化物アニオン、I-(I3 -)、Br-、Cl-の如きハロゲンアニオン、ClO4 -の如き過ハロゲン酸アニオン、AlCl4 -、FeCl4 -、SnCl5 -等の如きルイス酸アニオン、あるいはNO3 -、SO4 2-の如き無機酸アニオン、またはp−トルエンスルホン酸やナフタレンスルホン酸、炭素数1〜5のアルキル置換ナフタレンスルホン酸等のスルホン酸アニオン、CF3SO3 -,CH3SO3 -の如き有機スルホン酸アニオン、またはCH3COO-、C65COO-のごときカルボン酸アニオン等のプロトン酸アニオンを挙げることができる。 An anion having an ability to coexist as necessary in the method for producing a conductive polymer (anion other than the reductant anion of the oxidant) is an oxidant anion (reductant of the oxidant) produced from the above-mentioned oxidant. An electrolyte anion having a counter ion or other electrolyte anion can be used. Specifically, for example, a halide anion of a group 15 element such as PF 6 , SbF 6 , AsF 6 , a halide anion of a group 13 element such as BF 4 , I (I 3 ), Br , Halogen anions such as Cl , perhalogenate anions such as ClO 4 , Lewis acid anions such as AlCl 4 , FeCl 4 and SnCl 5 , or inorganic acid anions such as NO 3 and SO 4 2− Or sulfonate anions such as p-toluenesulfonic acid and naphthalenesulfonic acid, alkyl-substituted naphthalenesulfonic acid having 1 to 5 carbon atoms, organic sulfonate anions such as CF 3 SO 3 and CH 3 SO 3 , or CH 3 Examples include proton acid anions such as carboxylic acid anions such as COO and C 6 H 5 COO .

また、同じく、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニル硫酸、ポリ−α−メチルスルホン酸、ポリエチレンスルホン酸、ポリリン酸等の高分子電解質のアニオン等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、高分子系及び低分子系の有機スルホン酸化合物あるいはポリリン酸化合物のアニオンが挙げられ、望ましくは芳香族系のスルホン酸化合物(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム等)がアニオン供出化合物として用いられる。   Similarly, anions of polymer electrolytes such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl sulfuric acid, poly-α-methyl sulfonic acid, polyethylene sulfonic acid, and polyphosphoric acid can be exemplified. However, it is not limited to these. Preferred examples include anions of high molecular weight and low molecular weight organic sulfonic acid compounds or polyphosphoric acid compounds. Desirably, aromatic sulfonic acid compounds (sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium naphthalene sulfonate, etc.) are supplied as anions. Used as a compound.

有機スルホン酸アニオンのうち、さらに有効なドーパントとしては、分子内に一つ以上のスルホアニオン基(−SO3 -)とキノン構造を有するスルホキノン化合物や、アントラセンスルホン酸アニオンが挙げられる。 Among the organic sulfonate anions, more effective dopants include sulfoquinone compounds having one or more sulfo anion groups (—SO 3 ) and a quinone structure in the molecule, and anthracene sulfonate anions.

前記スルホキノン化合物のスルホキノンアニオンの基本骨格として、p−ベンゾキノン、o−ベンゾキノン、1,2−ナフトキノン、1,4−ナフトキノン、2,6−ナフトキノン、9,10−アントラキノン、1,4−アントラキノン、1,2−アントラキノン、1,4−クリセンキノン、5,6−クリセンキノン、6,12−クリセンキノン、アセナフトキノン、アセナフテンキノン、カンホルキノン、2,3−ボルナンジオン、9,10−フェナントレンキノン、2,7−ピレンキノンが挙げられる。   As the basic skeleton of the sulfoquinone anion of the sulfoquinone compound, p-benzoquinone, o-benzoquinone, 1,2-naphthoquinone, 1,4-naphthoquinone, 2,6-naphthoquinone, 9,10-anthraquinone, 1,4-anthraquinone, 1,2-anthraquinone, 1,4-chrysenequinone, 5,6-chrysenequinone, 6,12-chrysenequinone, acenaphthoquinone, acenaphthenequinone, camphorquinone, 2,3-bornanedione, 9,10-phenanthrenequinone, 2,7- Examples include pyrenequinone.

対電極(対極)が固体の場合には、所望により用いられる外部引き出しリード(例えば、リードフレームなど)との電気的接触をよくするため、その上に導電体層を設けてもよい。   When the counter electrode (counter electrode) is solid, a conductor layer may be provided thereon in order to improve electrical contact with an external lead (for example, a lead frame) used as desired.

導電体層は、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など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、ニッケルペーストなどが好ましいが、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、アルミメッキなどが挙げられる。また、蒸着金属としては、アルミニウム、ニッケル、銅、銀などが挙げられる。   The conductor layer can be formed, for example, by solidifying conductive paste, plating, metal vapor deposition, 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 these may be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types, 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 solidify. Examples of the plating include nickel plating, copper plating, silver plating, and aluminum plating. Moreover, aluminum, nickel, copper, silver etc. are mentioned as a vapor deposition metal.

具体的には、例えば第二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、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よい。   Specifically, for example, a carbon paste and a silver paste are sequentially laminated on the second electrode and sealed with a material such as an epoxy resin to constitute a capacitor. The capacitor may have niobium or tantalum leads that are sintered integrally with the niobium sintered body or later welded.

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、ラミネートフィルムによる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。   The capacitor of the present invention having the above-described configuration can be made into a capacitor product for various uses by, for example, a resin mold, a resin case, a metallic outer case, resin dipping, and a laminate film.

また、対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、対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、絶縁性ゴムなどにより缶との絶縁がはかられるように設計される。   Further, when the counter electrode is liquid, the capacitor composed of the two electrodes and the dielectric is housed in, for example, a can electrically connected to the counter electrode to form a capacitor. In this case, the electrode side of the niobium sintered body is designed to be led out to the outside through the niobium or tantalum lead described above, and at the same time, insulated from the can by an insulating rubber or the like.

以上、説明した本発明の実施態様にしたがって製造したコンデンサ用弁作用金属焼結体は、特に焼結体の体積が10mm3以上である大型の焼結体の陰極剤の含浸性に効果があり、該焼結体からコンデンサを製造することにより、高容量、低ESR、低tanδが達成でき、漏れ電流値の小さい長期信頼性の良好なコンデンサを得ることができる。 As described above, the valve action metal sintered body for a capacitor manufactured according to the embodiment of the present invention described above is particularly effective in impregnating the cathode agent of a large sintered body having a sintered body volume of 10 mm 3 or more. By manufacturing a capacitor from the sintered body, high capacity, low ESR, and low tan δ can be achieved, and a capacitor with a small leakage current value and good long-term reliability can be obtained.

また、本発明のコンデンサは、従来のタンタルコンデンサよりも容積の割に静電容量が大きく、より小型のコンデンサ製品を得ることができる。   In addition, the capacitor of the present invention has a larger capacitance than the conventional tantalum capacitor, and a smaller capacitor product can be obtained.

このような特性を持つ本発明のコンデンサは、例えば、アナログ回路及びデジタル回路中で多用されるバイパスコンデンサ、カップリングコンデンサとしての用途や電源回路の平滑用、ノイズフィルター用として、従来のタンタルコンデンサの用途にも適用できる。   The capacitor of the present invention having such characteristics is, for example, a conventional tantalum capacitor for use as a bypass capacitor, a coupling capacitor, a smoothing power supply circuit, or a noise filter in analog circuits and digital circuits. It can be applied to applications.

一般に、このようなコンデンサは電子回路中で多用されるので、本発明のコンデンサを用いれば、電子部品の配置や排熱の制約が緩和され、信頼性の高い電子回路を、従来より狭い空間に収めることができる。   In general, such a capacitor is frequently used in an electronic circuit. Therefore, by using the capacitor of the present invention, restrictions on the arrangement of electronic components and exhaust heat are alleviated, and a highly reliable electronic circuit can be made in a narrower space than before. Can fit.

さらに、本発明のコンデンサを用いれば、従来より小型で信頼性の高い電子機器、例えば、コンピュータ、PCカード等のコンピュータ周辺機器、携帯電話などのモバイル機器、家電製品、車載機器、人工衛星、通信機器等を得ることができる。   Furthermore, if the capacitor of the present invention is used, electronic devices that are smaller and more reliable than conventional devices, for example, computer peripheral devices such as computers and PC cards, mobile devices such as mobile phones, home appliances, in-vehicle devices, artificial satellites, communication Equipment etc. can be obtained.

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限定されるものではない。なお、各例におけるタッピング密度、安息角、粒子径、細孔直径、コンデンサの容量、漏れ電流値、容量出現率、及び耐湿性は以下の方法により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these examples. The tapping density, angle of repose, particle diameter, pore diameter, capacitor capacity, leakage current value, capacity appearance rate, and moisture resistance in each example were measured by the following methods.

(1)焼結体の空孔率
焼結体の外形寸法と質量から焼結体の嵩密度を求め、ピクノメータにより焼結体の真密度を求め、下記式に従い焼結体の空孔率を算出した。

Figure 0004727160
(1) Porosity of sintered body The bulk density of the sintered body is obtained from the external dimensions and mass of the sintered body, the true density of the sintered body is obtained by a pycnometer, and the porosity of the sintered body is calculated according to the following formula. Calculated.
Figure 0004727160

(2)粒子径測定
マイクロトラック社製粒度分布測定装置(Microtrac, Inc; HRA 9320-X100)を用い、粒度分布をレーザー回折散乱法で測定した。その累積体積%が、50体積%に相当する粒径値(D50;μm)を平均粒子径とした。
(2) Particle size measurement The particle size distribution was measured by a laser diffraction scattering method using a particle size distribution measuring apparatus (Microtrac, Inc; HRA 9320-X100) manufactured by Microtrac. The average particle diameter was defined as a particle size value (D 50 ; μm) corresponding to the cumulative volume% of 50 volume%.

(3)細孔直径測定
マイクロメリティクス社製装置(Micromeritics Instrument Corporation; Poresier 9320)を用い細孔分布を水銀圧入法で測定した。
なお、本発明では、圧入量の変化率から極大値を求め、極大値が示す細孔直径をピークトップとした。極大値が複数ある場合は、それぞれをピークトップとした。
(3) Pore diameter measurement The pore distribution was measured by a mercury intrusion method using an apparatus (Micromeritics Instrument Corporation; Poresier 9320).
In the present invention, the maximum value is obtained from the rate of change of the press-fitting amount, and the pore diameter indicated by the maximum value is set as the peak top. When there were a plurality of maximum values, each was set as a peak top.

(4)1μm以上の細孔容積率
マイクロメリティクス社製装置(Micromeritics Instrument Corporation; Poresier 9320)を用い細孔分布を水銀圧入法で測定した。
本発明では、全細孔容積量(ml)中の1μm以上の細孔容積量(ml)の割合を1μm以上の細孔容積率(体積%)とした。
(4) Pore volume ratio of 1 μm or more The pore distribution was measured by a mercury intrusion method using an apparatus manufactured by Micromeritics Instrument Corporation (Poresier 9320).
In the present invention, the ratio of the pore volume (ml) of 1 μm or more in the total pore volume (ml) is defined as the pore volume ratio (volume%) of 1 μm or more.

(5)陽極焼結体の容量
0.1%燐酸水溶液中で、80℃,20Vの条件で600分間化成したときの焼結体を、室温下、30%硫酸中、バイアス1.5V、120Hzで測定した容量を陽極焼結体の容量とした。
(5) Capacity of Anode Sintered Body When sintered in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at 80 ° C. and 20 V for 600 minutes, the sintered body was subjected to a bias of 1.5 V and 120 Hz in 30% sulfuric acid at room temperature. The capacity measured in step 1 was taken as the capacity of the anode sintered body.

(6)コンデンサの容量及びtanδの測定
室温において、作製したチップの端子間にヒューレットパッカード社製LCR測定器を接続し、バイアス1.5V、120Hzでの容量およびtanδ測定値をチップ加工したコンデンサの容量、およびtanδとした。
(6) Capacitor capacity and tan δ measurement At room temperature, a Hewlett Packard LCR measuring instrument was connected between the terminals of the fabricated chip, and the capacitance and tan δ measurement values at a bias of 1.5 V and 120 Hz were processed into chips. The capacity and tan δ were used.

(7)コンデンサの漏れ電流測定
室温において、作製したチップの端子間に直流電圧6.3Vを1分間印加し続けた後に測定された電流値をチップに加工したコンデンサの漏れ電流値とした。
(7) Capacitor Leakage Current Measurement At room temperature, the current value measured after applying a DC voltage of 6.3 V for 1 minute between the terminals of the fabricated chip was taken as the leakage current value of the capacitor processed into the chip.

(8)コンデンサのESR測定
室温において、作製したチップの端子間にヒューレットパッカード社製LCR測定器を接続し、100kHz、1.5VDC、0.5Vrms.でのESR測定値をチップ加工したコンデンサのESRとした。
(8) ESR measurement of capacitor At room temperature, an ESR measurement value at 100 kHz, 1.5 VDC, and 0.5 Vrms. It was.

(9)コンデンサの容量出現率
0.1%燐酸水溶液中で、80℃,20Vの条件で600分間化成したときの焼結体について、30%硫酸中、バイアス1.5V、120Hzで測定した容量に対するコンデンサ形成後の容量の割合(%)で表現した。
(10)コンデンサの耐湿性
作製したコンデンサを60℃95%RHで2000時間放置したときの容量が、初期値の110%未満の個数で表現した。110%未満の個数が多いほど、耐湿性は良好と判断した。
(11)コンデンサのESR安定性
作製したコンデンサを60℃95%RHで2000時間放置したときのESR値が、初期値の100±10%未満の個数で表現した。100±10%未満の個数が多いほど、ESRの安定性は良好と判断した。
(9) Capacitance Appearance Rate Capacitance measured in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution for 600 minutes under conditions of 80 ° C. and 20 V, measured in 30% sulfuric acid with a bias of 1.5 V and 120 Hz. It was expressed as a ratio (%) of capacitance after capacitor formation with respect to.
(10) Moisture resistance of capacitor The capacity when the produced capacitor was allowed to stand at 60 ° C. and 95% RH for 2000 hours was expressed as a number less than 110% of the initial value. It was judged that the more the number was less than 110%, the better the moisture resistance.
(11) ESR Stability of Capacitor The ESR value when the produced capacitor was allowed to stand at 60 ° C. and 95% RH for 2000 hours was expressed as a number less than 100 ± 10% of the initial value. It was judged that the stability of ESR was better as the number was less than 100 ± 10%.

また、実施例及び比較例の焼結体からのコンデンサの作製は以下の1〜4のいずれかの方法により行なった。   Moreover, the production of capacitors from the sintered bodies of Examples and Comparative Examples was performed by any of the following methods 1 to 4.

コンデンサの作製法1:
20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、6時間電解酸化して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属陽極焼結体を各100個用意した。次に、60%硝酸マンガン水溶液に浸漬後220℃で30分加熱する操作を繰り返して、誘電体酸化皮膜上に対電極層として二酸化マンガン層を形成した。引き続き、その上に、カーボン層、銀ペースト層を順次積層した。次にリードフレームを載せた後、全体をエポキシ樹脂で封止して、チップ型コンデンサを作製した。
Capacitor manufacturing method 1:
100 valve metal anode sintered bodies each having a dielectric oxide film formed on the surface thereof by electrolytic oxidation using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V for 6 hours were prepared. Next, the operation of heating at 220 ° C. for 30 minutes after being immersed in a 60% manganese nitrate aqueous solution was repeated to form a manganese dioxide layer as a counter electrode layer on the dielectric oxide film. Subsequently, a carbon layer and a silver paste layer were sequentially laminated thereon. Next, after the lead frame was mounted, the whole was sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor.

コンデンサの作製法2:
20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、6時間電解酸化して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属焼結体を各100個用意した。次に、35%酢酸鉛水溶液と35%過硫酸アンモニウム水溶液の1:1(容量比)混合液に浸漬後、40℃で1時間反応させる操作を繰り返して、誘電体酸化皮膜上に対電極層として二酸化鉛と硫酸鉛の混合層を形成した。引き続き、その上に、カーボン層、銀ペースト層を順次積層した。次にリードフレームを載せた後、全体をエポキシ樹脂で封止して、チップ型コンデンサを作製した。
Capacitor manufacturing method 2:
100 valve metal sintered bodies each having a dielectric oxide film formed on the surface thereof by electrolytic oxidation at a voltage of 20 V using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution for 6 hours were prepared. Next, after being immersed in a 1: 1 (volume ratio) mixed solution of 35% lead acetate aqueous solution and 35% ammonium persulfate aqueous solution, an operation of reacting at 40 ° C. for 1 hour is repeated to form a counter electrode layer on the dielectric oxide film. A mixed layer of lead dioxide and lead sulfate was formed. Subsequently, a carbon layer and a silver paste layer were sequentially laminated thereon. Next, after the lead frame was mounted, the whole was sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor.

コンデンサの作製法3:
20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、6時間電解酸化して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属焼結体を各100個用意した。次に、誘電体酸化被膜の上に、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対電極(対極)を形成した。引き続き、その上に、カーボン層、銀ペースト層を順次積層した。次にリードフレームを載せた後、全体をエポキシ樹脂で封止して、チップ型コンデンサを作製した。
Capacitor manufacturing method 3:
100 valve metal sintered bodies each having a dielectric oxide film formed on the surface thereof by electrolytic oxidation at a voltage of 20 V using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution for 6 hours were prepared. Next, an equivalent mixture of 10% aqueous solution of ammonium persulfate and 0.5% aqueous solution of anthraquinone sulfonic acid was brought into contact with the dielectric oxide film, and then contacted with pyrrole vapor was performed at least 5 times. The counter electrode (counter electrode) consisting of was formed. Subsequently, a carbon layer and a silver paste layer were sequentially laminated thereon. Next, after the lead frame was mounted, the whole was sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor.

コンデンサの作製法4:
20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、6時間電解酸化して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した弁作用金属焼結体を各100個用意した。次に、この弁作用金属焼結体を、過硫酸アンモニウム25質量%を含む水溶液(溶液1)に浸漬した後引き上げ、80℃で30分乾燥させ、次いで誘電体を形成した燒結体を、3,4−エチレンジオキシチオフェン18質量%を含むイソプロパノール溶液(溶液2)に浸漬した後引き上げ、60℃の雰囲気に10分放置することにより酸化重合を行った。これを再び溶液1に浸漬し、さらに前記と同様に処理した。溶液1に浸漬してから酸化重合を行うまでの操作を8回繰り返した後、50℃の温水で10分洗浄を行い、100℃で30分乾燥を行うことにより、導電性のポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)からなる対電極(対極)を形成した。引き続き、その上に、カーボン層、銀ペースト層を順次積層した。次にリードフレームを載せた後、全体をエポキシ樹脂で封止して、チップ型コンデンサを作製した。
Capacitor fabrication method 4:
100 valve metal sintered bodies each having a dielectric oxide film formed on the surface thereof by electrolytic oxidation at a voltage of 20 V using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution for 6 hours were prepared. Next, the valve action metal sintered body was dipped in an aqueous solution (solution 1) containing 25% by mass of ammonium persulfate, then lifted, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and then the sintered body on which the dielectric was formed was After immersing in an isopropanol solution (solution 2) containing 18% by mass of 4-ethylenedioxythiophene, it was pulled up and left to stand in an atmosphere at 60 ° C. for 10 minutes for oxidative polymerization. This was again immersed in solution 1 and further treated in the same manner as described above. The operation from immersion in solution 1 to oxidative polymerization was repeated 8 times, followed by washing with warm water at 50 ° C. for 10 minutes, and drying at 100 ° C. for 30 minutes, whereby conductive poly (3, A counter electrode (counter electrode) composed of 4-ethylenedioxythiophene) was formed. Subsequently, a carbon layer and a silver paste layer were sequentially laminated thereon. Next, after the lead frame was mounted, the whole was sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor.

実施例1:
室温下、樟脳500gをトルエン10Lに溶解させた。この溶液に、水素化ニオブを粉砕する方法で作製した平均粒径0.5μmの水素化ニオブ粉8.4kg、平均粒径0.7μmの酸化バリウム粉800g、平均粒径2μmの酸化バリウム粉800gを分散させた。ジルコニアビーズを用いて、ダイノミルで1時間混合した。このスラリーをナウターミキサーに入れ、1×102Pa、80℃の条件で減圧乾燥すると共に造粒して、平均粒径が120μmの水素化ニオブと酸化バリウムと樟脳の混合造粒物を得た。この混合造粒物を1×102Pa以下の減圧下、480℃で脱水素して水素化ニオブをニオブに変換すると共に樟脳を除去して、平均粒径が120μmの硬いニオブと酸化バリウムの混合造粒物10kgを得た。トルエン5Lにポリイソブチルメタクリレート300gを溶解した溶液に硬いニオブと酸化バリウムの混合造粒物を分散し、コニカルドライヤーを用い、1×102Pa、80℃の条件で減圧乾燥して、平均粒径が120μmのニオブと酸化バリウムとポリイソブチルメタクリレートの混合造粒物を得た。
Example 1:
At room temperature, 500 g of camphor was dissolved in 10 L of toluene. To this solution, 8.4 kg of niobium hydride powder having an average particle size of 0.5 μm, 800 g of barium oxide powder having an average particle size of 0.7 μm, and 800 g of barium oxide powder having an average particle size of 2 μm, prepared by pulverizing niobium hydride. Was dispersed. Using zirconia beads, the mixture was mixed with a dynomill for 1 hour. This slurry is put into a Nauta mixer, dried under reduced pressure at 1 × 10 2 Pa and 80 ° C., and granulated to obtain a mixed granulated product of niobium hydride, barium oxide and camphor having an average particle size of 120 μm. It was. This mixed granulated product was dehydrogenated at 480 ° C. under a reduced pressure of 1 × 10 2 Pa or less to convert niobium hydride to niobium and remove camphor and to remove hard niobium having an average particle size of 120 μm and barium oxide. 10 kg of mixed granulated material was obtained. Disperse a hard granulated product of niobium and barium oxide in a solution of 300 g of polyisobutyl methacrylate in 5 L of toluene, and dry under reduced pressure using a conical dryer under the conditions of 1 × 10 2 Pa and 80 ° C. Produced a granulated product of 120 μm of niobium, barium oxide and polyisobutyl methacrylate.

このようにして得られた、混合造粒物をタンタル素子自動成型機(株式会社精研製、TAP−2R)のホッパーに入れ、0.3mmφのニオブ線と共に自動成形し、大きさがおよそ3.3mm×1.8mm×4.3mm(約25mm3)となるように成形体を得た。この成形体のニオブ換算成形体密度は2.8g/ml(ニオブ量72mg)であった。 The mixed granulated material thus obtained is put into a hopper of a tantalum element automatic molding machine (manufactured by Seiko Co., Ltd., TAP-2R) and automatically molded with a niobium wire having a diameter of 0.3 mm. A molded body was obtained so as to be 3 mm × 1.8 mm × 4.3 mm (about 25 mm 3 ). The molded body density of the molded body in terms of niobium was 2.8 g / ml (niobium amount: 72 mg).

次にこれらの成形体を10-2〜102Pa、250〜400℃で3時間加熱し、ポリイソブチルメタクリレートを分解除去し、4×10-3Paの減圧下、1150℃で30分間放置して焼結した後、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加えて減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置して酸化バリウム混合のニオブ焼結体を取り出した。 Next, these molded bodies were heated at 10 −2 to 10 2 Pa and 250 to 400 ° C. for 3 hours to decompose and remove polyisobutyl methacrylate and left at 1150 ° C. for 30 minutes under a reduced pressure of 4 × 10 −3 Pa. After sintering, the product was cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. The process of gradually adding nitrogen gas containing 0.1 vol% oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and removing it under reduced pressure is repeated until the product temperature does not change, and then left for 8 hours or longer to oxidize. The niobium sintered body mixed with barium was taken out.

この酸化バリウム混合のニオブ焼結体1000個とイオン交換水1000gをポリテトラフルオロエチレン製の容器に入れ、15℃以下になるように冷却した。これとは別に、15℃以下に冷却した、60%硝酸600g、30%過酸化水素150g、イオン交換水750gの混合水溶液を用意し、この水溶液500gを撹拌しながら、水温が20℃を超えないように酸化バリウム混合のニオブ焼結体とイオン交換水の入っている容器に滴下し、酸化バリウムを溶解した。滴下終了後、さらに2時間撹拌を継続し、30分静置した後、デカンテーションした。イオン交換水2000gを加え、30分撹拌後、30分静置した後、デカンテーションした。この操作を5回繰り返し、さらに、ニオブ焼結体をポリテトラフルオロエチレン製のカラム入れ、イオン交換水を流しながら4時間水洗浄を行い、酸化バリウムをバリウム塩として除去した。この時の洗浄水の電気伝導度は0.9μS/cmであった。   1000 pieces of this niobium sintered body mixed with barium oxide and 1000 g of ion-exchanged water were placed in a polytetrafluoroethylene container and cooled to 15 ° C. or lower. Separately, a mixed aqueous solution of 60% nitric acid 600 g, 30% hydrogen peroxide 150 g, and ion-exchanged water 750 g cooled to 15 ° C. or lower is prepared, and the water temperature does not exceed 20 ° C. while stirring 500 g of this aqueous solution. Thus, it was dripped at the container containing the niobium sintered compact mixed with barium oxide and ion-exchanged water to dissolve barium oxide. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for another 2 hours, the mixture was allowed to stand for 30 minutes, and then decanted. After adding 2000 g of ion-exchanged water and stirring for 30 minutes, the mixture was allowed to stand for 30 minutes and then decanted. This operation was repeated 5 times. Further, the niobium sintered body was placed in a polytetrafluoroethylene column and washed with water for 4 hours while flowing ion exchange water to remove barium oxide as a barium salt. The electrical conductivity of the washing water at this time was 0.9 μS / cm.

このニオブ焼結体を1×102Pa、50℃の条件で減圧乾燥した後、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加えて減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置してニオブリード線が植設されたニオブ焼結体を得た。この焼結体は、体積約22mm3、焼結体密度3.2g/ml、比表面積0.0077m2/mm3、空孔率は63%であった。また、0.7μmと2μmに細孔直径ピークトップを有し、1μm以上の細孔容積は全空孔容積の17体積%であった。 The niobium sintered body was dried under reduced pressure at 1 × 10 2 Pa and 50 ° C., and then cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. The process of gradually adding nitrogen gas containing 0.1% by volume of oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and removing under reduced pressure is repeated until the product temperature does not change, and then left for 8 hours or longer to read niobium lead. A sintered niobium body in which wires were implanted was obtained. This sintered body had a volume of about 22 mm 3 , a sintered body density of 3.2 g / ml, a specific surface area of 0.0007 m 2 / mm 3 , and a porosity of 63%. The pore diameter peak tops were 0.7 μm and 2 μm, and the pore volume of 1 μm or more was 17% by volume of the total pore volume.

次に、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。
この化成したニオブ陽極焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率は98%であり、容量は766μF/個であった。
Next, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface.
A chip-type capacitor was fabricated using the capacitor fabrication method 4 for this formed niobium anode sintered body. The capacity appearance rate of this capacitor was 98%, and the capacity was 766 μF / piece.

実施例2〜4:
成形する前(実施例2)、成形した後焼結する前(実施例3)、または焼結した後酸化バリウムを除去する前(実施例4)に、窒素雰囲気下、300℃で2時間窒化処理した以外は、実施例1と同様の方法でニオブリード線が植設されたニオブ焼結体を得た。この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。さらにこれらの化成したニオブ陽極焼結体について、コンデンサの作製方法1〜3を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、電気特性を表1〜3に示す。
Examples 2-4:
Before forming (Example 2), before forming and then sintering (Example 3), or after sintering and before removing barium oxide (Example 4), nitriding in a nitrogen atmosphere at 300 ° C. for 2 hours A niobium sintered body in which niobium lead wires were implanted was obtained in the same manner as in Example 1 except for the treatment. 100 sintered bodies were prepared, and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. Further, with respect to these formed niobium anode sintered bodies, chip type capacitors were produced using capacitor production methods 1 to 3. Tables 1 to 3 show the physical properties of the sintered body, the capacity appearance rate of the capacitor, and the electrical characteristics.

実施例5:
酸化ニオブを還元する方法で、平均粒径約0.5μmの一次粒子が凝集した平均粒径7μmのニオブ二次凝集粉を用意した。室温下、ポリメチルメタクリル酸メチルエステル300gをトルエン10Lに溶解させた。この溶液に、ニオブ凝集粉8.5kg、平均粒径0.9μmの酸化カルシウム粉1.5kgを分散させた。ジルコニアビーズを用いて、ダイノミルで1時間混合した。このスラリーをナウターミキサーに入れ、1×102Pa、80℃の条件で減圧乾燥すると共に造粒して、平均粒径が180μmのニオブと酸化カルシウムとのポリメチルメタクリル酸メチルエステル混合造粒物を得た。このようにして得られた混合造粒物をタンタル素子自動成型機(株式会社精研製 TAP−2R)ホッパーに入れ、リード線を用いずに自動成形し、大きさがおよそ3.3mm×1.8mm×4.3mm(約25mm3)となるように成形体を作製した。この成形体のニオブ換算成形体密度は3.0g/ml(ニオブ量76mg)であった。
Example 5:
Niobium secondary agglomerated powder having an average particle diameter of 7 μm in which primary particles having an average particle diameter of about 0.5 μm were aggregated by a method of reducing niobium oxide was prepared. At room temperature, 300 g of polymethylmethacrylic acid methyl ester was dissolved in 10 L of toluene. In this solution, 8.5 kg of niobium aggregated powder and 1.5 kg of calcium oxide powder having an average particle size of 0.9 μm were dispersed. Using zirconia beads, the mixture was mixed with a dynomill for 1 hour. This slurry is put into a Nauter mixer, dried under reduced pressure at 1 × 10 2 Pa and 80 ° C. and granulated, and mixed granulated polymethylmethacrylic acid methyl ester of niobium having an average particle size of 180 μm and calcium oxide. I got a thing. The mixed granulated material thus obtained is put into a tantalum element automatic molding machine (TAP-2R manufactured by Seken Co., Ltd.) hopper and automatically molded without using a lead wire, and the size is about 3.3 mm × 1. A molded body was prepared so as to be 8 mm × 4.3 mm (about 25 mm 3 ). The density of the molded body in terms of niobium was 3.0 g / ml (amount of niobium of 76 mg).

次にこの成形体を10-2〜102Pa、250〜400℃で3時間加熱し、ポリメチルメタクリル酸メチルエステルを分解除去し、4×10-3Paの減圧下、1200℃で30分間放置して焼結したのち、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加え減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置して酸化カルシウム混合のニオブ焼結体を取り出した。 Next, this molded body was heated at 10 −2 to 10 2 Pa at 250 to 400 ° C. for 3 hours to decompose and remove polymethylmethacrylic acid methyl ester, and at a reduced pressure of 4 × 10 −3 Pa at 1200 ° C. for 30 minutes. After leaving it to sinter, it was cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. After repeating the operation of gradually adding nitrogen gas containing 0.1% by volume of oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and removing it under reduced pressure until the product temperature does not change, leave it for 8 hours or more to leave calcium oxide The mixed niobium sintered body was taken out.

この酸化カルシウム混合ニオブ焼結体1000個とイオン交換水1000gをポリテトラフルオロエチレン製の容器に入れ、15℃以下になるように冷却した。これとは別に、20℃以下に冷却した、60%硝酸600g、30%過酸化水素150g、イオン交換水750gの混合水溶液を用意し、この水溶液500gを撹拌しながら、水温が20℃を超えないように酸化カルシウム混合のニオブ焼結体とイオン交換水の入っている容器に滴下し、酸化カルシウムを溶解した。滴下終了後、さらに2時間撹拌を継続し、30分静置した後、デカンテーションした。イオン交換水2000gを加え、30分撹拌の後、30分静置した後、デカンテーションした。この作業を5回繰り返し、さらに、ニオブ焼結体をポリテトラフルオロエチレン製のカラム入れ、イオン交換水を流しながら4時間水洗浄を行い、酸化カルシウムをカルシウム塩として除去した。この時の洗浄水の電気伝導度は、0.9μS/cmであった。   1000 pieces of this calcium oxide mixed niobium sintered body and 1000 g of ion exchange water were put into a polytetrafluoroethylene container and cooled to 15 ° C. or lower. Separately, a mixed aqueous solution of 60% nitric acid 600 g, 30% hydrogen peroxide 150 g, and ion-exchanged water 750 g cooled to 20 ° C. or less is prepared, and the water temperature does not exceed 20 ° C. while stirring 500 g of this aqueous solution. Thus, it was dripped at the container containing the niobium sintered compact with which calcium oxide was mixed, and ion-exchange water, and the calcium oxide was melt | dissolved. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for another 2 hours, the mixture was allowed to stand for 30 minutes, and then decanted. After adding 2000 g of ion-exchanged water and stirring for 30 minutes, the mixture was allowed to stand for 30 minutes and then decanted. This operation was repeated five times, and the niobium sintered body was placed in a polytetrafluoroethylene column and washed with water for 4 hours while flowing ion exchange water to remove calcium oxide as a calcium salt. The electrical conductivity of the washing water at this time was 0.9 μS / cm.

このニオブ焼結体を1×102Pa、50℃の条件で減圧乾燥したのち、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加えては減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置してニオブ焼結体を得た。この焼結体に0.3mmφのニオブリード線をスポット溶接し、陽極用ニオブ焼結体を作製した。 The niobium sintered body was dried under reduced pressure under conditions of 1 × 10 2 Pa and 50 ° C., and then cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. After gradually adding nitrogen gas containing 0.1% by volume of oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and repeating the removal under reduced pressure until the product temperature does not change, leave it for more than 8 hours. A niobium sintered body was obtained. A niobium lead wire having a diameter of 0.3 mmφ was spot-welded to the sintered body to prepare a niobium sintered body for an anode.

この焼結体は、体積約23mm3、焼結体密度3.3g/ml、比表面積0.0073m2/mm3、空孔率61%であった。また、0.8μmに細孔直径ピークトップを有し、1μm以上の細孔容積は全空孔容積の19体積%であった。 This sintered body had a volume of about 23 mm 3 , a sintered body density of 3.3 g / ml, a specific surface area of 0.0073 m 2 / mm 3 , and a porosity of 61%. In addition, the pore diameter peak top was 0.8 μm, and the pore volume of 1 μm or more was 19% by volume of the total pore volume.

次に、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。さらにこれらの化成したニオブ陽極焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表1〜3に示す。   Next, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. Further, with respect to these formed niobium anode sintered bodies, chip type capacitors were produced using the capacitor production method 4. Tables 1 to 3 show the capacitance appearance rate and electrical characteristics of this capacitor.

実施例6〜24:
実施例1または実施例5と同様の方法で、平均粒径の異なるニオブ粉と、平均粒径の異なる複数の細孔形成剤を用い、パラフィン、植物油、樟脳、ポリアクリル系ポリマー、ポリメタクリル系ポリマーまたはポリビニル系ポリマーのバインダーを用いてニオブと細孔形成剤とバインダーの混合造粒物を得た後、成形し、1000℃〜1500℃で焼結し、細孔形成剤に適した溶媒を用いて細孔形成剤を除去した。この焼結体を実施例1または5と同様な方法で処理して、陽極用ニオブ焼結体を得た。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。さらにこれらの化成したニオブ焼結体について、コンデンサの作製方法1〜4を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表1〜3に示す。
Examples 6-24:
In the same manner as in Example 1 or Example 5, using niobium powder having different average particle diameters and a plurality of pore forming agents having different average particle diameters, paraffin, vegetable oil, camphor, polyacrylic polymer, polymethacrylic system After obtaining a mixed granulated product of niobium, a pore-forming agent and a binder using a polymer or polyvinyl polymer binder, it is molded and sintered at 1000 ° C to 1500 ° C, and a solvent suitable for the pore-forming agent is used. Used to remove the pore former. This sintered body was processed in the same manner as in Example 1 or 5 to obtain a niobium sintered body for anode. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. Further, with respect to these formed niobium sintered bodies, chip type capacitors were produced using capacitor production methods 1 to 4. Tables 1 to 3 show the physical properties of the sintered body, the capacity appearance rate of the capacitor, and the electrical characteristics.

実施例25:
五酸化ニオブを還元する方法で、平均粒径約0.3μmの一次粒子が凝集した平均粒径6μmの一酸化ニオブ二次凝集粉を用意した。室温下、ポリメチルメタクリル酸メチルエステル300gをトルエン10Lに溶解させた。この溶液に、ニオブ凝集粉8.5kg、平均粒径0.9μmの酸化カルシウム粉1.5kgを分散させた。ジルコニアビーズを用いて、ダイノミルで1時間混合した。このスラリーをナウターミキサーに入れ、1×102Pa、80℃の条件で減圧乾燥すると共に造粒して、平均粒径が170μmの一酸化ニオブと酸化カルシウムとのポリメチルメタクリル酸メチルエステル混合造粒物を得た。このようにして得られた混合造粒物をタンタル素子自動成型機(株式会社精研製 TAP−2R)ホッパーに入れ、リード線を用いずに自動成形し、大きさがおよそ3.3mm×1.8mm×4.3mm(約25mm3)となるように成形体を作製した。この成形体の一酸化ニオブ換算成形体密度は3.0g/ml(一酸化ニオブ量76mg)であった。
Example 25:
Niobium monoxide secondary agglomerated powder having an average particle diameter of 6 μm in which primary particles having an average particle diameter of about 0.3 μm were aggregated by a method of reducing niobium pentoxide was prepared. At room temperature, 300 g of polymethylmethacrylic acid methyl ester was dissolved in 10 L of toluene. In this solution, 8.5 kg of niobium aggregated powder and 1.5 kg of calcium oxide powder having an average particle size of 0.9 μm were dispersed. Using zirconia beads, the mixture was mixed with a dynomill for 1 hour. This slurry is put into a Nauter mixer, dried under reduced pressure at 1 × 10 2 Pa and 80 ° C. and granulated, and mixed with polymethylmethacrylic acid methyl ester of niobium monoxide and calcium oxide having an average particle size of 170 μm. A granulated product was obtained. The mixed granulated material thus obtained is put into a tantalum element automatic molding machine (TAP-2R manufactured by Seken Co., Ltd.) hopper and automatically molded without using a lead wire, and the size is about 3.3 mm × 1. A molded body was prepared so as to be 8 mm × 4.3 mm (about 25 mm 3 ). The density of the compact in terms of niobium monoxide was 3.0 g / ml (the amount of niobium monoxide was 76 mg).

次にこの成形体を10-2〜102Pa、250〜400℃で3時間加熱し、ポリメチルメタクリル酸メチルエステルを分解除去し、4×10-3Paの減圧下、1200℃で30分間放置して焼結したのち、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加え減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置して酸化カルシウム混合の一酸化ニオブ焼結体を取り出した。 Next, this molded body was heated at 10 −2 to 10 2 Pa at 250 to 400 ° C. for 3 hours to decompose and remove polymethylmethacrylic acid methyl ester, and at a reduced pressure of 4 × 10 −3 Pa at 1200 ° C. for 30 minutes. After leaving it to sinter, it was cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. After repeating the operation of gradually adding nitrogen gas containing 0.1% by volume of oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and removing it under reduced pressure until the product temperature does not change, leave it for 8 hours or more to leave calcium oxide The mixed niobium monoxide sintered body was taken out.

この酸化カルシウム混合一酸化ニオブ焼結体1000個とイオン交換水1000gをポリテトラフルオロエチレン製の容器に入れ、15℃以下になるように冷却した。これとは別に、20℃以下に冷却した、60%硝酸600g、30%過酸化水素150g、イオン交換水750gの混合水溶液を用意し、この水溶液500gを撹拌しながら、水温が20℃を超えないように酸化カルシウム混合の一酸化ニオブ焼結体とイオン交換水の入っている容器に滴下し、酸化カルシウムを溶解した。滴下終了後、さらに2時間撹拌を継続し、30分静置した後、デカンテーションした。イオン交換水2000gを加え、30分撹拌の後、30分静置した後、デカンテーションした。この作業を5回繰り返し、さらに、一酸化ニオブ焼結体をポリテトラフルオロエチレン製のカラム入れ、イオン交換水を流しながら4時間水洗浄を行い、酸化カルシウムをカルシウム塩として除去した。この時の洗浄水の電気伝導度は、0.8μS/cmであった。   1000 calcium oxide mixed niobium monoxide sintered bodies and 1000 g of ion-exchanged water were put in a polytetrafluoroethylene container and cooled to 15 ° C. or lower. Separately, a mixed aqueous solution of 60% nitric acid 600 g, 30% hydrogen peroxide 150 g, and ion-exchanged water 750 g cooled to 20 ° C. or less is prepared, and the water temperature does not exceed 20 ° C. while stirring 500 g of this aqueous solution. Thus, it was dripped at the container containing the niobium monoxide sintered compact mixed with calcium oxide and ion-exchanged water to dissolve calcium oxide. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for another 2 hours, the mixture was allowed to stand for 30 minutes, and then decanted. After adding 2000 g of ion-exchanged water and stirring for 30 minutes, the mixture was allowed to stand for 30 minutes and then decanted. This operation was repeated 5 times. Further, the niobium monoxide sintered body was placed in a polytetrafluoroethylene column and washed with water for 4 hours while flowing ion exchange water to remove calcium oxide as a calcium salt. The electrical conductivity of the washing water at this time was 0.8 μS / cm.

この一酸化ニオブ焼結体を1×102Pa、50℃の条件で減圧乾燥したのち、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加えては減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置して一酸化ニオブ焼結体を得た。この焼結体に0.3mmφのニオブリード線をスポット溶接し、陽極用一酸化ニオブ焼結体を作製した。 The niobium monoxide sintered body was dried under reduced pressure under the conditions of 1 × 10 2 Pa and 50 ° C., and then cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. After gradually adding nitrogen gas containing 0.1% by volume of oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and repeating the removal under reduced pressure until the product temperature does not change, leave it for more than 8 hours. A sintered niobium monoxide was obtained. A niobium lead wire having a diameter of 0.3 mmφ was spot welded to the sintered body to prepare a niobium monoxide sintered body for an anode.

この焼結体は、体積約23mm3、焼結体密度3.3g/ml、比表面積0.0115m2/mm3、空孔率61%であった。また、0.7μmに細孔直径ピークトップを有し、1μm以上の細孔容積は全空孔容積の17体積%であった。次に、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。さらにこれらの化成した一酸化ニオブ陽極焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表2〜3に示す。 This sintered body had a volume of about 23 mm 3 , a sintered body density of 3.3 g / ml, a specific surface area of 0.0115 m 2 / mm 3 , and a porosity of 61%. Moreover, it had a pore diameter peak top at 0.7 μm, and the pore volume of 1 μm or more was 17% by volume of the total pore volume. Next, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. Further, with respect to these formed niobium monoxide anode sintered bodies, chip-type capacitors were produced using the capacitor production method 4. Tables 2 to 3 show the capacitance appearance rate and electrical characteristics of this capacitor.

比較例1:
実施例1と同様の方法で細孔形成剤を用いずにニオブ粉を成形、焼結してニオブ焼結体を得た。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。この化成した焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表1〜3に示す。
Comparative Example 1:
A niobium powder was formed and sintered in the same manner as in Example 1 without using a pore forming agent to obtain a niobium sintered body. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was manufactured using the capacitor manufacturing method 4 for the formed sintered body. Tables 1 to 3 show the physical properties of the sintered body, the capacity appearance rate of the capacitor, and the electrical characteristics.

比較例2:
実施例5と同様の方法で細孔形成剤を用いずにニオブ粉を成形、焼結してニオブ焼結体を得た。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。この化成した焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表1〜3に示す。
Comparative Example 2:
A niobium sintered body was obtained by molding and sintering niobium powder without using a pore-forming agent in the same manner as in Example 5. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was manufactured using the capacitor manufacturing method 4 for the formed sintered body. Tables 1 to 3 show the physical properties of the sintered body, the capacity appearance rate of the capacitor, and the electrical characteristics.

Figure 0004727160
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実施例26:
室温下、ポリメチルメタクリル酸メチルエステル300gをトルエン10Lに溶解させた。この溶液に、水素化ニオブを粉砕する方法で作製した平均粒径0.5μmの水素化ニオブ粉8.5kg、平均粒径0.9μmの酸化カルシウム粉1.5kgを分散させた。ジルコニアビーズを用いて、ダイノミルで1時間混合した。このスラリーをロータリーエバポレータに入れ、1×102Pa、40℃の条件で溶剤除去しニオブと酸化カルシウムとのポリメチルメタクリル酸メチルエステル混合分散液を得た。次にこの分散液を厚さ0.2mmのメタルマスク、メタルブレードを用い清浄なニオブ箔上に10mm×5mmのパターンを印刷した。この印刷物を常圧下、温度80℃の条件で乾燥し、分散液を箔上に定着させた。
Example 26:
At room temperature, 300 g of polymethylmethacrylic acid methyl ester was dissolved in 10 L of toluene. In this solution, 8.5 kg of niobium hydride powder having an average particle diameter of 0.5 μm and 1.5 kg of calcium oxide powder having an average particle diameter of 0.9 μm prepared by pulverizing niobium hydride were dispersed. Using zirconia beads, the mixture was mixed with a dynomill for 1 hour. This slurry was put into a rotary evaporator, and the solvent was removed under conditions of 1 × 10 2 Pa and 40 ° C. to obtain a polymethylmethacrylic acid methyl ester mixed dispersion of niobium and calcium oxide. Next, a 10 mm × 5 mm pattern was printed on the clean niobium foil using this dispersion using a metal mask and a metal blade having a thickness of 0.2 mm. The printed matter was dried under normal pressure and at a temperature of 80 ° C., and the dispersion was fixed on the foil.

次にこれらの印刷物を10-2〜102Pa、250〜400℃で3時間加熱し、ポリメチルメタクリル酸メチルエステルを分解除去すると同時に脱水素を行い、4×10-3Paの減圧下、1150℃で30分間放置して焼結した後、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加えて減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置して酸化カルシウム混合のニオブ焼結体を取り出した。
この酸化カルシウム混合のニオブ焼結体100枚とイオン交換水1000gをポリテトラフルオロエチレン製の容器に入れ、15℃以下になるように冷却した。これとは別に、15℃以下に冷却した、60%硝酸600g、30%過酸化水素150g、イオン交換水750gの混合水溶液を用意し、この水溶液500gを撹拌しながら、水温が20℃を超えないように酸化カルシウム混合のニオブ焼結体とイオン交換水の入っている容器に滴下し、酸化カルシウムを溶解した。滴下終了後、さらに2時間撹拌を継続し、30分静置した後、デカンテーションした。イオン交換水2000gを加え、30分撹拌後、30分静置した後、デカンテーションした。この操作を5回繰り返し、さらに、ニオブ焼結体をポリテトラフルオロエチレン製のカラム入れ、イオン交換水を流しながら4時間水洗浄を行い、酸化カルシウムをカルシウム塩として除去した。この時の洗浄水の電気伝導度は0.9μS/cmであった。
Next, these printed materials were heated at 10 −2 to 10 2 Pa at 250 to 400 ° C. for 3 hours to decompose and remove polymethylmethacrylic acid methyl ester and dehydrogenate at the same time under reduced pressure of 4 × 10 −3 Pa. After being allowed to sinter at 1150 ° C. for 30 minutes, it was cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. The process of gradually adding nitrogen gas containing 0.1 vol% oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and removing it under reduced pressure is repeated until the product temperature does not change, and then left for 8 hours or longer to oxidize. The niobium sintered body mixed with calcium was taken out.
100 sheets of this niobium sintered body mixed with calcium oxide and 1000 g of ion-exchanged water were put in a polytetrafluoroethylene container and cooled to 15 ° C. or lower. Separately, a mixed aqueous solution of 60% nitric acid 600 g, 30% hydrogen peroxide 150 g, and ion-exchanged water 750 g cooled to 15 ° C. or lower is prepared, and the water temperature does not exceed 20 ° C. while stirring 500 g of this aqueous solution. Thus, it was dripped at the container containing the niobium sintered compact with which calcium oxide was mixed, and ion-exchange water, and the calcium oxide was melt | dissolved. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for another 2 hours, the mixture was allowed to stand for 30 minutes, and then decanted. After adding 2000 g of ion-exchanged water and stirring for 30 minutes, the mixture was allowed to stand for 30 minutes and then decanted. This operation was repeated 5 times. Further, the niobium sintered body was placed in a polytetrafluoroethylene column and washed with water for 4 hours while flowing ion exchange water to remove calcium oxide as a calcium salt. The electrical conductivity of the washing water at this time was 0.9 μS / cm.

このニオブ焼結体を1×102Pa、50℃の条件で減圧乾燥した後、品温が30℃以下になるまで冷却した。0.1体積%の酸素を含む窒素ガスを品温が30℃を超えないように徐々に加えて減圧除去する操作を、品温が変化しなくなるまで繰り返した後、8時間以上放置した後、印刷面に沿って箔を切断しニオブリード線を溶接してニオブ焼結体を得た。この焼結体は、体積約50mm3、空孔率は74%であった。また、0.9μmに細孔直径ピークトップを有し、1μm以上の細孔容積は全空孔容積の16体積%であった。印刷されたニオブ粉末は14.2mgであった。 The niobium sintered body was dried under reduced pressure at 1 × 10 2 Pa and 50 ° C., and then cooled until the product temperature was 30 ° C. or lower. After repeating the operation of gradually adding nitrogen gas containing 0.1% by volume of oxygen so that the product temperature does not exceed 30 ° C. and removing under reduced pressure until the product temperature does not change, and then leaving it for 8 hours or more, The foil was cut along the printed surface and a niobium lead wire was welded to obtain a niobium sintered body. This sintered body had a volume of about 50 mm 3 and a porosity of 74%. Moreover, it had a pore diameter peak top at 0.9 μm, and the pore volume of 1 μm or more was 16% by volume of the total pore volume. The printed niobium powder was 14.2 mg.

次に、この焼結体を、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。   Next, this sintered body was subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface.

この化成したニオブ陽極焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率は98%であり、容量は149μF/個であった。またこのコンデンサに使用した粉末の重量を、圧縮成形の場合のニオブ重量(72mg)に換算すると、その容量は755μF/個となり、実施例1〜5と同等の水準であった。   A chip-type capacitor was fabricated using the capacitor fabrication method 4 for this formed niobium anode sintered body. The capacity appearance rate of this capacitor was 98%, and the capacity was 149 μF / piece. Moreover, when the weight of the powder used for this capacitor was converted to the niobium weight (72 mg) in the case of compression molding, the capacity was 755 μF / piece, which was the same level as in Examples 1-5.

実施例27〜34:
実施例1と同様の方法でニオブと酸化バリウムとポリイソブチルメタクリレートの混合造粒物を得た。焼結体の体積が約1〜約500mm3になるように、この混合造粒物をタンタル素子自動成型機(株式会社精研製 TAP−2R)のホッパーに入れ、ニオブ線と共に自動成形し、大きさがおよそ表4の値となるような成形体を得、これを1150℃で焼結した。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成し、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型のコンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率を表4および図1に示す。
Examples 27-34:
A mixed granulated product of niobium, barium oxide and polyisobutyl methacrylate was obtained in the same manner as in Example 1. This mixed granulated product is placed in the hopper of a tantalum element automatic molding machine (TAP-2R manufactured by Seken Co., Ltd.) so that the sintered body has a volume of about 1 to about 500 mm 3, and is automatically molded with a niobium wire. A molded product having a value approximately equal to that in Table 4 was obtained and sintered at 1150 ° C. Furthermore, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was produced by using it. The capacity appearance rate of this capacitor is shown in Table 4 and FIG.

比較例3〜10:
比較例1と同様の方法で、細孔形成剤を用いずに焼結体の体積が約1〜約500mm3になるように、タンタル素子自動成型機(株式会社精研製 TAP−2R)のホッパーに入れ、ニオブ線と共に自動成形し、大きさがおよそ表4の値となるような成形体を得、これを1150℃で焼結した。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。コンデンサの作製方法4を用いてチップ型のコンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率を表4および図1に示す。
Comparative Examples 3 to 10:
Hopper of tantalum element automatic molding machine (TAP-2R manufactured by Seiko Co., Ltd.) so that the volume of the sintered body is about 1 to about 500 mm 3 without using a pore forming agent in the same manner as in Comparative Example 1. And molded automatically together with the niobium wire to obtain a molded product having a size of about the value shown in Table 4, which was sintered at 1150 ° C. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was manufactured using the capacitor manufacturing method 4. The capacity appearance rate of this capacitor is shown in Table 4 and FIG.

表4および図1から明らかなように、比較例3〜10で作製したコンデンサでは焼結体体積が5mm3以下程度までは優れた容量出現率を示すが、焼結体体積が10mm3を超えるあたりから容量出現率は急激に低下する。一方、実施例27〜34で作製したコンデンサでは、焼結体体積が10mm3以上のものでも高い容量出現率を維持している。すなわち、実施例で作製したコンデンサは、体積が10mm3以上の大型焼結体を用いた場合に、特に優れた容量出現率を示すことが分かる。 As is apparent from Table 4 and FIG. 1, the capacitors produced in Comparative Examples 3 to 10 show excellent capacity appearance rates up to about 5 mm 3 or less, but the sintered body volume exceeds 10 mm 3 . From around, the capacity appearance rate drops sharply. On the other hand, in the capacitors produced in Examples 27 to 34, a high capacity appearance rate is maintained even when the sintered body volume is 10 mm 3 or more. That is, it can be seen that the capacitor produced in the example shows a particularly excellent capacity appearance rate when a large sintered body having a volume of 10 mm 3 or more is used.

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実施例35:
実施例1、2、5、6、8、10、14、19、31、32、33及び34と同じ方法で焼結体を各々100個ずつ作製し、各焼結体を0.1%リン酸水溶液中で80℃,600分,20Vで化成し、焼結体表面に誘電体酸化皮膜層を形成した。次にこの化成済み焼結体を各々50個ずつに分け、各50個組の化成済みの焼結体にコンデンサの作製方法2と4により2種類の陰極剤を含浸させた後、カーボンペースト、銀ペーストを順に積層し、エポキシ樹脂で封口してチップ型コンデンサを作製した。作製したコンデンサの容量出現率、耐湿性及びESRの安定性を表5に示す。
Example 35:
100 sintered bodies were produced in the same manner as in Examples 1, 2, 5, 6, 8, 10, 14, 19, 31, 32, 33 and 34, and each sintered body was 0.1% phosphorus. Chemical conversion was carried out in an acid aqueous solution at 80 ° C. for 600 minutes at 20 V to form a dielectric oxide film layer on the surface of the sintered body. Next, each of the formed sintered bodies is divided into 50 pieces, and each of the 50 sets of formed sintered bodies is impregnated with two kinds of cathode agents by the capacitor production methods 2 and 4, followed by carbon paste, A silver paste was laminated in order and sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor. Table 5 shows the capacity appearance rate, moisture resistance, and ESR stability of the manufactured capacitors.

比較例11:
比較例1、2、7、8、9及び10と同じ方法で焼結体を各々100個ずつ作製し、各焼結体を0.1%リン酸水溶液中で80℃,600分,20Vで化成し、焼結体表面に誘電体酸化皮膜層を形成した。次にこの化成済み焼結体を各々50個ずつに分け、各50個組の化成済みの焼結体にコンデンサの作製方法2と4により2種類の陰極剤を含浸させた後、カーボンペースト、銀ペーストを順に積層し、エポキシ樹脂で封口してチップ型コンデンサを作製した。作製したコンデンサの容量出現率、耐湿性及びESRの安定性を表5に示す。
Comparative Example 11:
100 sintered bodies were produced in the same manner as in Comparative Examples 1, 2, 7, 8, 9 and 10, and each sintered body was produced in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at 80 ° C., 600 minutes, 20 V. Then, a dielectric oxide film layer was formed on the surface of the sintered body. Next, each of the formed sintered bodies is divided into 50 pieces, and each of the 50 sets of formed sintered bodies is impregnated with two kinds of cathode agents by the capacitor production methods 2 and 4, followed by carbon paste, A silver paste was laminated in order and sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor. Table 5 shows the capacity appearance rate, moisture resistance, and ESR stability of the manufactured capacitors.

表5から、実施例35で作製したコンデンサは、比較例11で作製したコンデンサに比べて、耐湿性及びESR安定性に優れていることが分かる。   From Table 5, it can be seen that the capacitor produced in Example 35 is superior in moisture resistance and ESR stability to the capacitor produced in Comparative Example 11.

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実施例36:
実施例1と同様の手法で、水素化タンタルを粉砕する方法で作製した平均粒径0.5μmの水素化タンタル粉9kg、平均粒径0.7μmの酸化バリウム粉500g、平均粒径2μmの酸化バリウム粉500gを用い、平均粒径が120μmのタンタルと酸化バリウムとポリイソブチルメタクリレートの混合造粒物を得た。得られた混合造粒物を自動成形し、大きさがおよそ3.3mm×1.8mm×4.2mm(約25mm3)となるように成形体を得た。この成形体のタンタル換算成形体密度は5.0g/ml(タンタル量125mg)であった。
Example 36:
9 kg of tantalum hydride powder having an average particle diameter of 0.5 μm, 500 g of barium oxide powder having an average particle diameter of 0.7 μm, and oxidation having an average particle diameter of 2 μm, prepared by a method of pulverizing tantalum hydride in the same manner as in Example 1. Using 500 g of barium powder, a mixed granulated product of tantalum, barium oxide and polyisobutyl methacrylate having an average particle size of 120 μm was obtained. The obtained mixed granulated product was automatically molded to obtain a molded body having a size of about 3.3 mm × 1.8 mm × 4.2 mm (about 25 mm 3 ). This molded body had a tantalum-converted molded body density of 5.0 g / ml (tantalum amount 125 mg).

次にこれらの成形体を焼結し酸化バリウム混合のタンタル焼結体を得、酸洗浄、乾燥後にタンタル焼結体を得た。この焼結体は、体積約22mm3、焼結体密度5.7g/ml、比表面積0.0059m2/mm3、空孔率は66%であった。また、0.7μmと2μmに細孔直径ピークトップを有し、1μm以上の細孔容積は全空孔容積の18体積%であった。 Next, these compacts were sintered to obtain a tantalum sintered body mixed with barium oxide, and a tantalum sintered body was obtained after acid cleaning and drying. This sintered body had a volume of about 22 mm 3 , a sintered body density of 5.7 g / ml, a specific surface area of 0.0059 m 2 / mm 3 , and a porosity of 66%. The pore diameter peak tops were 0.7 μm and 2 μm, and the pore volume of 1 μm or more was 18% by volume of the total pore volume.

次にこの焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。   Next, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface.

この化成したタンタル陽極焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率は98%であり、容量は703μF/個であった。   About this formed tantalum anode sintered body, a chip type capacitor was manufactured by using capacitor manufacturing method 4. The capacity appearance rate of this capacitor was 98%, and the capacity was 703 μF / piece.

実施例37〜39:
成形する前(実施例37)、成形した後焼結する前(実施例38)、または焼結した後酸化バリウムを除去する前(実施例39)に、窒素雰囲気下、300℃で2時間窒化処理した以外は、実施例36と同様の方法でタンタルリード線が植設されたタンタル焼結体を得た。この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。さらにこれらの化成したタンタル陽極焼結体について、コンデンサの作製方法1〜3を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、電気特性を表6〜8に示す。
Examples 37-39:
Before forming (Example 37), before forming and then sintering (Example 38), or after sintering and before removing barium oxide (Example 39), nitriding at 300 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere A tantalum sintered body in which a tantalum lead wire was implanted was obtained in the same manner as in Example 36 except that the treatment was performed. 100 sintered bodies were prepared, and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. Further, with respect to these formed tantalum anode sintered bodies, chip type capacitors were produced using capacitor production methods 1 to 3. Tables 6 to 8 show the physical properties of this sintered body, the capacity appearance rate of this capacitor, and the electrical characteristics.

実施例40:
フッ化タンタルカリウムを還元する方法で、平均粒径約0.5μmの一次粒子が凝集した平均粒径5μmのタンタル二次凝集粉を用意した。室温下、ポリメチルメタクリル酸メチルエステル300gをトルエン10Lに溶解させた。この溶液に、タンタル凝集粉9kg、平均粒径0.9μmの酸化カルシウム粉1kgを分散させ、実施例34の手法を用いて成形体を作製した。この成形体のタンタル換算成形体密度は5.5g/ml(タンタル量135mg)であった。
Example 40:
A tantalum secondary agglomerated powder having an average particle size of 5 μm in which primary particles having an average particle size of about 0.5 μm were aggregated by a method of reducing potassium tantalum fluoride was prepared. At room temperature, 300 g of polymethylmethacrylic acid methyl ester was dissolved in 10 L of toluene. In this solution, 9 kg of aggregated tantalum powder and 1 kg of calcium oxide powder having an average particle size of 0.9 μm were dispersed, and a molded body was produced using the method of Example 34. The molded body density of this molded body in terms of tantalum was 5.5 g / ml (tantalum amount 135 mg).

次にこれらの成形体を焼結し酸化カルシウム混合のタンタル焼結体を得、酸洗浄、乾燥後にタンタル焼結体を得た。この焼結体は、体積約22mm3、焼結体密度5.9g/ml、比表面積0.0055m2/mm3、空孔率61%であった。また、0.8μmに細孔直径ピークトップを有し、1μm以上の細孔容積は全空孔容積の19体積%であった。 Next, these molded bodies were sintered to obtain a tantalum sintered body mixed with calcium oxide, and a tantalum sintered body was obtained after acid cleaning and drying. This sintered body had a volume of about 22 mm 3 , a sintered body density of 5.9 g / ml, a specific surface area of 0.0053 m 2 / mm 3 , and a porosity of 61%. In addition, the pore diameter peak top was 0.8 μm, and the pore volume of 1 μm or more was 19% by volume of the total pore volume.

次に、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。さらにこれらの化成したタンタル陽極焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表6〜8に示す。   Next, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. Further, with respect to these formed tantalum anode sintered bodies, a chip type capacitor was manufactured by using capacitor manufacturing method 4. Tables 6 to 8 show the capacity appearance rate and electrical characteristics of this capacitor.

実施例41〜59:
実施例36または実施例40と同様の方法で、平均粒径の異なるタンタル粉と、平均粒径の異なる複数の細孔形成剤を用い、パラフィン、植物油、樟脳、ポリアクリル系ポリマー、ポリメタクリル系ポリマーまたはポリビニル系ポリマーのバインダーを用いてタンタルと細孔形成剤とバインダーの混合造粒物を得た後、成形し、1000℃〜1500℃で焼結し、細孔形成剤に適した溶媒を用いて細孔形成剤を除去した。この焼結体を実施例36または40と同様な方法で処理して、陽極用タンタル焼結体を得た。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。さらにこれらの化成したタンタル焼結体について、コンデンサの作製方法1〜4を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表6〜8に示す。
Examples 41-59:
In the same manner as in Example 36 or Example 40, using tantalum powder having different average particle diameters and a plurality of pore forming agents having different average particle diameters, paraffin, vegetable oil, camphor, polyacrylic polymer, polymethacrylic polymer A mixed granulated product of tantalum, a pore forming agent and a binder is obtained using a polymer or polyvinyl polymer binder, and then molded, sintered at 1000 ° C. to 1500 ° C., and a solvent suitable for the pore forming agent is obtained. Used to remove the pore former. This sintered body was processed in the same manner as in Example 36 or 40 to obtain a tantalum sintered body for an anode. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. Further, with respect to these formed tantalum sintered bodies, chip type capacitors were produced using capacitor production methods 1 to 4. Tables 6 to 8 show the physical properties of this sintered body, the capacity appearance rate of this capacitor, and the electrical characteristics.

比較例12:
実施例36と同様の方法で細孔形成剤を用いずにタンタル粉を成形、焼結してタンタル焼結体を得た。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。この化成した焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表6〜8に示す。
Comparative Example 12:
Tantalum powder was molded and sintered in the same manner as in Example 36 without using a pore-forming agent to obtain a tantalum sintered body. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was manufactured using the capacitor manufacturing method 4 for the formed sintered body. Tables 6 to 8 show the physical properties of this sintered body, the capacity appearance rate of this capacitor, and the electrical characteristics.

比較例13:
実施例40と同様の方法で細孔形成剤を用いずにタンタル粉を成形、焼結してタンタル焼結体を得た。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。この化成した焼結体について、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型コンデンサを作製した。この焼結体の物理物性とこのコンデンサの容量出現率、及び電気特性を表6〜8に示す。
Comparative Example 13:
Tantalum powder was molded and sintered in the same manner as in Example 40 without using a pore-forming agent to obtain a tantalum sintered body. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was manufactured using the capacitor manufacturing method 4 for the formed sintered body. Tables 6 to 8 show the physical properties of this sintered body, the capacity appearance rate of this capacitor, and the electrical characteristics.

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実施例60〜67:
実施例36と同様の方法でタンタルと酸化バリウムとポリイソブチルメタクリレートの混合造粒物を得た。焼結体の体積が約1〜約500mm3になるように、この混合造粒物をタンタル素子自動成型機(株式会社精研製 TAP−2R)のホッパーに入れ、タンタル線と共に自動成形し、大きさがおよそ表9の値となるような成形体を得、これを1250℃で焼結した。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成し、コンデンサの作製方法4を用いてチップ型のコンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率を表9および図2に示す。
Examples 60-67:
A mixed granulated product of tantalum, barium oxide and polyisobutyl methacrylate was obtained in the same manner as in Example 36. This mixed granulated product is placed in the hopper of a tantalum element automatic molding machine (TAP-2R manufactured by Seken Co., Ltd.) so that the sintered body has a volume of about 1 to about 500 mm 3, and is automatically molded with a tantalum wire. Was obtained and sintered at 1250 ° C. Furthermore, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was produced by using it. The capacity appearance rate of this capacitor is shown in Table 9 and FIG.

比較例14〜21:
比較例12と同様の方法で、細孔形成剤を用いずに焼結体の体積が約1〜約500mm3になるように、タンタル素子自動成型機(株式会社精研製 TAP−2R)のホッパーに入れ、タンタル線と共に自動成形し、大きさがおよそ表9の値となるような成形体を得、これを1250℃で焼結した。さらに、この焼結体100個を用意し、20Vの電圧で、0.1%リン酸水溶液を用い、600分間電解化成して、表面に誘電体酸化皮膜を形成した。コンデンサの作製方法4を用いてチップ型のコンデンサを作製した。このコンデンサの容量出現率を表9および図2に示す。
Comparative Examples 14-21:
Hopper of tantalum element automatic molding machine (TAP-2R manufactured by Seken Co., Ltd.) so that the volume of the sintered body is about 1 to about 500 mm 3 without using a pore forming agent in the same manner as in Comparative Example 12. And molded automatically together with the tantalum wire to obtain a molded body having a size of approximately the value shown in Table 9, and sintered at 1250 ° C. Further, 100 sintered bodies were prepared and subjected to electrolytic conversion for 600 minutes using a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at a voltage of 20 V to form a dielectric oxide film on the surface. A chip-type capacitor was manufactured using the capacitor manufacturing method 4. The capacity appearance rate of this capacitor is shown in Table 9 and FIG.

表9および図2から明らかなように、比較例14〜21で作製したコンデンサでは焼結体体積が5mm3以下程度までは優れた容量出現率を示すが、焼結体体積が10mm3を超えるあたりから容量出現率は急激に低下する。一方、実施例60〜67で作製したコンデンサでは、焼結体体積が10mm3以上のものでも高い容量出現率を維持している。すなわち、実施例で作製したコンデンサは、体積が10mm3以上の大型焼結体を用いた場合に、特に優れた容量出現率を示すことが分かる。 As apparent from Table 9 and FIG. 2, the capacitors produced in Comparative Examples 14 to 21 show an excellent capacity appearance rate up to about 5 mm 3 or less, but the sintered body volume exceeds 10 mm 3 . From around, the capacity appearance rate drops sharply. On the other hand, in the capacitors produced in Examples 60 to 67, a high capacity appearance rate is maintained even when the sintered body volume is 10 mm 3 or more. That is, it can be seen that the capacitor produced in the example shows a particularly excellent capacity appearance rate when a large sintered body having a volume of 10 mm 3 or more is used.

Figure 0004727160
Figure 0004727160

実施例68:
実施例36、37、40、41、43、45、49、54、64、65、66及び67と同じ方法で焼結体を各々100個ずつ作製し、各焼結体を0.1%リン酸水溶液中で80℃,600分,20Vで化成し、焼結体表面に誘電体酸化皮膜層を形成した。次にこの化成済み焼結体を各々50個ずつに分け、各50個組の化成済みの焼結体にコンデンサの作製方法2と4により2種類の陰極剤を含浸させた後、カーボンペースト、銀ペーストを順に積層し、エポキシ樹脂で封口してチップ型コンデンサを作製した。作製したコンデンサの容量出現率、耐湿性及びESRの安定性を表10に示す。
Example 68:
100 sintered bodies were produced in the same manner as in Examples 36, 37, 40, 41, 43, 45, 49, 54, 64, 65, 66 and 67, and each sintered body was 0.1% phosphorus. Chemical conversion was carried out in an acid aqueous solution at 80 ° C. for 600 minutes at 20 V to form a dielectric oxide film layer on the surface of the sintered body. Next, each of the formed sintered bodies is divided into 50 pieces, and each of the 50 sets of formed sintered bodies is impregnated with two kinds of cathode agents by the capacitor production methods 2 and 4, followed by carbon paste, A silver paste was laminated in order and sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor. Table 10 shows the capacity appearance rate, moisture resistance, and ESR stability of the manufactured capacitors.

比較例22:
比較例12、13、18、19、20及び21と同じ方法で焼結体を各々100個ずつ作製し、各焼結体を0.1%リン酸水溶液中で80℃,600分,20Vで化成し、焼結体表面に誘電体酸化皮膜層を形成した。次にこの化成済み焼結体を各々50個ずつに分け、各50個組の化成済みの焼結体にコンデンサの作製方法2と4により2種類の陰極剤を含浸させた後、カーボンペースト、銀ペーストを順に積層し、エポキシ樹脂で封口してチップ型コンデンサを作製した。作製したコンデンサの容量出現率、耐湿性及びESRの安定性を表10に示す。
Comparative Example 22:
100 sintered bodies were produced in the same manner as in Comparative Examples 12, 13 , 18, 19, 20 and 21, and each sintered body was produced in a 0.1% phosphoric acid aqueous solution at 80 ° C., 600 minutes, 20 V. Then, a dielectric oxide film layer was formed on the surface of the sintered body. Next, each of the formed sintered bodies is divided into 50 pieces, and each of the 50 sets of formed sintered bodies is impregnated with two kinds of cathode agents by the capacitor production methods 2 and 4, followed by carbon paste, A silver paste was laminated in order and sealed with an epoxy resin to produce a chip capacitor. Table 10 shows the capacity appearance rate, moisture resistance, and ESR stability of the manufactured capacitors.

表10から、実施例68で作製したコンデンサは、比較例22で作製したコンデンサに比べて、耐湿性及びESR安定性に優れていることが分かる。   From Table 10, it can be seen that the capacitor produced in Example 68 is superior in moisture resistance and ESR stability to the capacitor produced in Comparative Example 22.

Figure 0004727160
Figure 0004727160

実施例27〜34及び比較例3〜10のコンデンサの容量出現率を示すグラフである。It is a graph which shows the capacity | capacitance appearance rate of the capacitor | condenser of Examples 27-34 and Comparative Examples 3-10. 実施例60〜67及び比較例14〜21のコンデンサの容量出現率を示すグラフである。It is a graph which shows the capacity | capacitance appearance rate of the capacitor | condenser of Examples 60-67 and Comparative Examples 14-21.

Claims (48)

弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と、有機バインダーとを含む混合物を、分散させ塗工・成形する工程、または前記混合物の造粒物を圧縮・成形する工程、得られた成形体を焼結し体積49mm 3 以上の焼結体を得る工程、及び得られた焼結体に含まれる細孔形成剤を除去する工程を含み、前記細孔形成剤は粒度分布に複数のピークを有し、前記複数のピークが粒子径0.1〜0.9μmに少なくとも一つと粒子径1.0μm以上に少なくとも一つ存在し、かつ粒径1μm以上のものが10体積%以上であることを特徴とする、細孔直径分布が複数のピークを有する固体電解コンデンサの陽極用弁作用金属焼結体の製造方法。 Disperse a mixture containing at least one primary powder, secondary agglomerated powder or a granulated powder thereof, a pore-forming agent, and an organic binder selected from a valve metal, a valve metal compound and a valve metal alloy Coating / molding step, or compressing / molding the granulated product of the mixture, sintering the obtained molded body to obtain a sintered body having a volume of 49 mm 3 or more , and the obtained sintered body Removing the pore-forming agent contained in the particle, wherein the pore-forming agent has a plurality of peaks in a particle size distribution, and the plurality of peaks are particles having at least one particle size of 0.1 to 0.9 μm. The valve action for an anode of a solid electrolytic capacitor having a plurality of peaks in the pore diameter distribution, wherein at least one having a diameter of 1.0 μm or more and 10% by volume or more having a particle diameter of 1 μm or more A method for producing a sintered metal body. ニオブ、ニオブ化合物及びニオブ合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と、細孔形成剤と、有機バインダーとを含む混合物の造粒物を圧縮・成形する工程、得られた成形体を焼結し体積49mm 3 以上の焼結体を得る工程、及び得られた焼結体に含まれる細孔形成剤を除去する工程を有し、前記細孔形成剤は粒度分布に複数のピークを有し、前記複数のピークが粒子径0.1〜0.9μmに少なくとも一つと粒子径1.0μm以上に少なくとも一つ存在し、かつ粒径1μm以上のものが10体積%以上であることを特徴とする、細孔直径分布が複数のピークを有する固体電解コンデンサの陽極用ニオブ焼結体の製造方法。 Compression and molding of a granulated mixture of at least one primary powder selected from niobium, a niobium compound and a niobium alloy, a secondary agglomerated powder or a granulated powder thereof, a pore forming agent, and an organic binder. Forming the pores, sintering the obtained molded body to obtain a sintered body having a volume of 49 mm 3 or more , and removing the pore-forming agent contained in the obtained sintered body. The agent has a plurality of peaks in the particle size distribution, and the plurality of peaks are present in at least one particle size of 0.1 to 0.9 μm, at least one particle size of 1.0 μm or more, and a particle size of 1 μm or more. A method for producing a niobium sintered body for an anode of a solid electrolytic capacitor having a plurality of peaks in pore diameter distribution, characterized in that the content is 10% by volume or more. 成形体を形成する工程の前に、混合物の造粒物に対して、窒素、酸素、ホウ素、リン、硫黄、セレン、テルルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をドープする工程を有する請求項1または2に記載の製造方法。   Prior to the step of forming the molded body, the granulated product of the mixture has a step of doping at least one element selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, boron, phosphorus, sulfur, selenium and tellurium Item 3. The method according to Item 1 or 2. 成形体を形成する工程後、焼結工程の前に、成形体に対して、窒素、酸素、ホウ素、リン、硫黄、セレン、テルルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をドープする工程を有する請求項1または2に記載の製造方法。   After the step of forming the formed body and before the sintering step, the step of doping the formed body with at least one element selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, boron, phosphorus, sulfur, selenium, and tellurium. The manufacturing method according to claim 1 or 2. 焼結工程後、細孔形成剤除去工程前に、細孔形成剤を含む焼結体に対して、窒素、酸素、ホウ素、リン、硫黄、セレン、テルルからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素をドープする工程を有する請求項1または2に記載の製造方法。   After the sintering step and before the pore forming agent removing step, at least one selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, boron, phosphorus, sulfur, selenium and tellurium is applied to the sintered body containing the pore forming agent. The manufacturing method of Claim 1 or 2 which has the process of doping an element. 弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、水素、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、チタニウム、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、タンタル、ニオブ、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、プラチナ、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀、硼素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、炭素、珪素、ゲルマニウム、スズ、鉛、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス、酸素、硫黄、セレン、テルル、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む請求項1、3〜5のいずれかに記載の製造方法。   Valve action metal compounds and valve action metal alloys are hydrogen, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, tantalum, niobium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, rhenium, ruthenium , Osmium, rhodium, iridium, palladium, platinum, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, carbon, silicon, germanium, tin, lead, nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth , Oxygen, sulfur, selenium, tellurium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosym, holmium, erbium, thulium, ytte Biumu and process according to any one of claims 1, 3 to 5 comprises at least one element selected from the group consisting of lutetium. 弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、タンタルまたはニオブの元素を含む請求項6に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 6, wherein the valve action metal compound and the valve action metal alloy contain an element of tantalum or niobium. 弁作用金属化合物および弁作用金属合金が、一酸化ニオブ、窒化珪素及びアンチモンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む請求項6に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 6, wherein the valve action metal compound and the valve action metal alloy include at least one selected from the group consisting of niobium monoxide, silicon nitride, and antimony. 窒化珪素が、SiαNβ(式中、α及びβは正の整数を表す。)で示される化合物である請求項8記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 8, wherein the silicon nitride is a compound represented by SiαNβ (wherein α and β represent positive integers). 窒化珪素が、SiN、Si22、Si23及びSi34の中から選ばれる少なくとも1種である請求項9に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 9, wherein the silicon nitride is at least one selected from SiN, Si 2 N 2 , Si 2 N 3 and Si 3 N 4 . 弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末の平均粒径が0.01〜2μmである請求項1、3〜10のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1, 3 and 10, wherein an average particle diameter of at least one primary powder selected from a valve metal, a valve metal compound and a valve metal alloy is 0.01 to 2 µm. . 弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の二次凝集粉末の平均粒径が0.1〜20μmである請求項1、3〜10のいずれかに記載の製造方法。   The average particle size of at least one secondary agglomerated powder selected from a valve action metal, a valve action metal compound, and a valve action metal alloy is 0.1 to 20 µm. Production method. 弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末または二次凝集粉末の造粒粉の平均粒径が0.2〜200μmである請求項1、3〜10のいずれかに記載の製造方法。   The average particle diameter of the granulated powder of at least one primary powder or secondary agglomerated powder selected from valve action metals, valve action metal compounds and valve action metal alloys is 0.2 to 200 µm. The manufacturing method in any one of 10. 弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金が、ニオブ、ニオブ化合物及びニオブ合金である請求項11〜13のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 11, wherein the valve action metal, the valve action metal compound, and the valve action metal alloy are niobium, a niobium compound, and a niobium alloy. 細孔形成剤が、成形体を焼結する温度で固体として存在する酸化物である請求項1〜14のいずれかに記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the pore forming agent is an oxide that exists as a solid at a temperature at which the molded body is sintered. 酸化物が、周期律表1〜5族、7〜15族の酸化物である請求項15記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 15, wherein the oxide is an oxide of Groups 1 to 5 and Groups 7 to 15 of the Periodic Table. 酸化物が、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、レニウム、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、銅、カドミウム、水銀、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、珪素、ゲルマニウム、鉛、アンチモン、ビスマス、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種の酸化物である請求項15に記載の製造方法。   The oxide is lithium, sodium, potassium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, scandium, yttrium, lanthanum, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, rhenium, iron, ruthenium, cobalt, rhodium, iridium, nickel, copper, From cadmium, mercury, boron, aluminum, gallium, indium, thallium, silicon, germanium, lead, antimony, bismuth, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium The production method according to claim 15, which is at least one oxide selected from the group consisting of: 酸化物を与える化合物が、水酸化物、炭酸塩及び炭酸水素塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項15に記載の製造方法。   The production method according to claim 15, wherein the oxide-providing compound is at least one selected from the group consisting of hydroxide, carbonate and bicarbonate. 細孔形成剤が、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、酸化リチウム、炭酸リチウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸マグネシウムカルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化バリウム、炭酸バリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、水酸化イットリウム、炭酸イットリウム、酸化ランタン、水酸化ランタン、炭酸ランタン、酸化セリウム、水酸化セリウム、炭酸セリウム、酸化ネオジム、水酸化ネオジム、炭酸ネオジム、酸化サマリウム、水酸化サマリウム、炭酸サマリウム、炭酸マンガン、酸化鉄、水酸化鉄、炭酸鉄、酸化マグネシウム鉄、酸化鉛鉄、酸化亜鉛バリウム、酸化ホウ素、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化鉛、及び炭酸鉛からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物である請求項1〜15のいずれかに記載の製造方法。   Pore forming agent is sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, lithium oxide, lithium carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium hydrogen carbonate, magnesium calcium carbonate, calcium oxide, calcium hydroxide , Calcium carbonate, barium oxide, barium carbonate, hafnium oxide, yttrium oxide, yttrium hydroxide, yttrium carbonate, lanthanum oxide, lanthanum hydroxide, lanthanum carbonate, cerium oxide, cerium hydroxide, cerium carbonate, neodymium oxide, neodymium hydroxide, Neodymium carbonate, samarium oxide, samarium hydroxide, samarium carbonate, manganese carbonate, iron oxide, iron hydroxide, iron carbonate, magnesium oxide, lead iron oxide, barium zinc oxide, boron oxide, aluminum oxide, Aluminum oxide, process according to any one of claims 1 to 15 is at least one compound selected from the group consisting of lead oxide, and lead carbonate. 細孔形成剤が、0.1μm〜100μmの平均粒径を有する粉体である請求項1〜19のいずれかに記載の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 19, wherein the pore-forming agent is a powder having an average particle diameter of 0.1 µm to 100 µm. 有機バインダーが、樟脳、ナフタリン、石けん脂肪酸、カーボワックス、植物ワックス、精製パラフィン、アクリル系ポリマー、メタクリル系ポリマー、ビニル系ポリマー及びポリエチレンカーボネートからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜20のいずれかに記載の製造方法。   21. The organic binder is at least one selected from the group consisting of camphor, naphthalene, soap fatty acid, carbowax, vegetable wax, purified paraffin, acrylic polymer, methacrylic polymer, vinyl polymer, and polyethylene carbonate. The manufacturing method in any one of. 細孔形成剤の除去工程が、水、有機溶媒、酸性溶媒、アルカリ性溶媒、アミン溶媒、アミノ酸溶媒、ポリリン酸溶媒、クラウンエーテル溶媒、キレート溶媒、アンモニウム塩溶媒及びイオン交換樹脂分散溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の溶剤により除去する工程である請求項1〜21のいずれかに記載の製造方法。   The pore-forming agent removal step is selected from the group consisting of water, organic solvents, acidic solvents, alkaline solvents, amine solvents, amino acid solvents, polyphosphoric acid solvents, crown ether solvents, chelating solvents, ammonium salt solvents, and ion exchange resin dispersion solvents. The method according to any one of claims 1 to 21, which is a step of removing with at least one selected solvent. さらに、弁作用金属のリードを設ける工程を含む請求項1〜22のいずれかに記載の製造方法。   Furthermore, the manufacturing method in any one of Claims 1-22 including the process of providing the lead | read | reed of a valve action metal. リードを設ける工程が、圧縮・成形工程中で、造粒物を弁作用金属リードと共に圧縮・成形して弁作用金属リードを植設することにより行われる請求項23に記載の製造方法。   24. The manufacturing method according to claim 23, wherein the step of providing the lead is performed by implanting the valve action metal lead by compressing and forming the granulated material together with the valve action metal lead in the compression / forming process. リードを設ける工程が、除去工程の後に、焼結体に弁作用金属リードを溶接することにより行われる請求項23に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 23, wherein the step of providing the lead is performed by welding the valve action metal lead to the sintered body after the removing step. 前記混合物の造粒物の平均粒子径が10〜1000μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the granulated product of the mixture has an average particle size of 10 to 1000 µm. 前記混合物の造粒物の安息角が60°以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein an angle of repose of the granulated product of the mixture is 60 ° or less. 前記混合物の造粒物の流れ性が0.1cm3/g以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the flowability of the granulated product of the mixture is 0.1 cm 3 / g or more. 弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーと溶剤を含み、溶剤以外の固形分濃度が1〜80質量%であり、前記細孔形成剤は粒度分布に複数のピークを有し、前記複数のピークが粒子径0.1〜0.9μmに少なくとも一つと粒子径1.0μm以上に少なくとも一つ存在し、かつ粒径1μm以上のものが10体積%以上である請求項1の製造方法で使用する分散液。 It contains at least one primary powder, secondary agglomerated powder or granulated powder thereof, a pore forming agent, an organic binder and a solvent selected from a valve metal, a valve metal compound and a valve metal alloy, The solid content concentration is 1 to 80% by mass, the pore-forming agent has a plurality of peaks in the particle size distribution, and the plurality of peaks are at least one in a particle size of 0.1 to 0.9 μm and a particle size of 1 The dispersion used in the production method according to claim 1, wherein at least one particle having a particle diameter of 1 μm or more is 10% by volume or more at 0.0 μm or more. 20℃における粘度が0.1Pa・s以上である請求項29に記載の分散液。   The dispersion according to claim 29, which has a viscosity at 20 ° C of 0.1 Pa · s or more. 20℃におけるチクソトロピー指数が0.2〜2である請求項29に記載の分散液。   30. The dispersion according to claim 29, wherein the thixotropy index at 20 [deg.] C. is 0.2-2. 請求項29〜31のいずれかに記載の分散液を塗工する工程を含む方法により得られる塗工体。   The coating body obtained by the method including the process of applying the dispersion liquid in any one of Claims 29-31. 請求項29〜31にいずれかに記載の分散液を型に入れる工程を含む方法により得られる成形体。   A molded body obtained by a method comprising the step of placing the dispersion according to any one of claims 29 to 31 into a mold. 弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金から選択される少なくとも1種の一次粉末、二次凝集粉末またはそれらの造粒粉と細孔形成剤と有機バインダーとを含む混合物の造粒物を圧縮・成形してなり、前記細孔形成剤は粒度分布に複数のピークを有し、前記複数のピークが粒子径0.1〜0.9μmに少なくとも一つと粒子径1.0μm以上に少なくとも一つ存在し、かつ粒径1μm以上のものが10体積%以上であることを特徴とする成形体。 Granulated product of at least one kind of primary powder, secondary agglomerated powder selected from valve action metal, valve action metal compound and valve action metal alloy, or a mixture containing these granulated powder, pore former and organic binder The pore-forming agent has a plurality of peaks in the particle size distribution, and the plurality of peaks have at least one particle diameter of 0.1 to 0.9 μm and a particle diameter of 1.0 μm or more. A molded article having at least one and having a particle size of 1 μm or more is 10% by volume or more. 弁作用金属、弁作用金属化合物及び弁作用金属合金が、ニオブ、ニオブ化合物及びニオブ合金である請求項34に記載の成形体。   The molded article according to claim 34, wherein the valve action metal, the valve action metal compound, and the valve action metal alloy are niobium, a niobium compound, and a niobium alloy. 請求項32に記載の塗工体または請求項33〜35のいずれかに記載の成形体を、焼結してなる細孔形成剤を含む体積49mm 3 以上の焼結体。 A sintered body having a volume of 49 mm 3 or more containing a pore-forming agent obtained by sintering the coated body according to claim 32 or the molded body according to any of claims 33 to 35. 請求項36に記載の焼結体に含まれる細孔形成剤を除去してなることを特徴とする細孔形成剤を含まない体積49mm 3 以上の固体電解コンデンサの陽極用焼結体。 A sintered body for an anode of a solid electrolytic capacitor having a volume of 49 mm 3 or more, which does not contain a pore forming agent, wherein the pore forming agent is removed from the sintered body according to claim 36. 1200℃で焼結した場合に焼結体のCV値が40000〜400000μFV/gとなる請求項37に記載の陽極用焼結体。   The sintered body for an anode according to claim 37, wherein when sintered at 1200 ° C, the sintered body has a CV value of 40000 to 400000 µFV / g. 請求項37に記載の固体電解コンデンサの陽極用焼結体を一方の電極とし、対電極との間に介在した誘電体とから構成される固体電解コンデンサ。   A solid electrolytic capacitor comprising a sintered body for an anode of a solid electrolytic capacitor according to claim 37 as one electrode and a dielectric interposed between the counter electrode. 誘電体の主成分が酸化ニオブまたは酸化タンタルである請求項39に記載の固体電解コンデンサ。   The solid electrolytic capacitor according to claim 39, wherein a main component of the dielectric is niobium oxide or tantalum oxide. 対電極の材料が、固体電解質、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種である請求項39または40に記載の固体電解コンデンサ。   The solid electrolytic capacitor according to claim 39 or 40, wherein the material of the counter electrode is at least one selected from the group consisting of a solid electrolyte, an organic semiconductor, and an inorganic semiconductor. 対電極の材料が有機半導体であって、その有機半導体が、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種である請求項41に記載の固体電解コンデンサ。   The material of the counter electrode is an organic semiconductor, and the organic semiconductor is an organic semiconductor composed of benzopyrroline tetramer and chloranil, an organic semiconductor mainly composed of tetrathiotetracene, and an organic composed mainly of tetracyanoquinodimethane. The solid electrolytic capacitor according to claim 41, which is at least one selected from the group consisting of a semiconductor and a conductive polymer. 有機半導体が導電性高分子であって、その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42に記載の固体電解コンデンサ。   The solid electrolytic capacitor according to claim 42, wherein the organic semiconductor is a conductive polymer, and the conductive polymer is at least one selected from polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and substituted derivatives thereof. 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43に記載の固体電解コンデンサ。   44. The solid electrolytic capacitor according to claim 43, wherein the conductive polymer is a conductive polymer obtained by doping poly (3,4-ethylenedioxythiophene) with a dopant. 対電極の材料が、層状構造を少なくとも一部に有する請求項42〜44のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。   45. The solid electrolytic capacitor according to claim 42, wherein the counter electrode material has a layered structure at least in part. 請求項39〜45のいずれかに記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。   The electronic circuit using the solid electrolytic capacitor in any one of Claims 39-45. 請求項39〜45のいずれかに記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。   The electronic device using the solid electrolytic capacitor in any one of Claims 39-45. 発振器搭載機器、IC搭載機器、CPU搭載機器または電源機器である請求項39〜45のいずれかに記載の固体電解コンデンサを使用した機器。   The device using the solid electrolytic capacitor according to any one of claims 39 to 45, which is an oscillator-mounted device, an IC-mounted device, a CPU-mounted device, or a power supply device.
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