KR20020016891A - 니오브분, 니오브분 소결체 및 그것을 사용한 콘덴서 - Google Patents

Abstract

질화량이 500중량ppm 이상에서 7,000중량ppm 이하이고, 평균 입자지름이 0.2㎛ 이상에서 3㎛ 미만인 니오브분. 이 니오브분을 소결해서 이루어지는 소결체. 이 소결체는 일반적으로 400[㎀/(㎌·V)] 이하의 비누설전류값을 가진다. 이 소결체를 한쪽의 전극으로 하고, 그 표면상에 형성된 유전체와 다른 쪽의 전극으로 구성된 콘덴서는 양호한 누설전류 특성을 나타낸다.

Description

니오브분, 니오브분 소결체 및 그것을 사용한 콘덴서{NIOBIUM POWDER, ITS SINTERED BODY, AND CAPACITOR COMPRISING THE SAME}

휴대전화와 개인용컴퓨터 등의 전자기기에 사용되는 콘덴서로서는, 소형대용량인 것이 바람직하다. 이와 같은 콘덴서 중에서도 탄탈륨콘덴서는 중량에 비해서는 용량이 크고, 게다가 성능이 양호하기 때문에 즐겨 사용되고 있다. 이 탄탈륨콘덴서의 양극체로서 탄탈륨분의 소결체가 일반적으로 사용되고 있다. 탄탈륨콘덴서의 용량을 높이기 위해서는 소결체 중량을 중대시킬 필요가 있다.

소결체 중량을 증가시키는 방법에 의하면, 콘덴서의 크기가 필연적으로 증대하므로 소형화의 요구를 만족시키지 않는다. 이들의 결점을 해결하는 연구의 한가지로서, 탄탈륨보다 유전율이 큰 물질로 이루어진 분의 소결체로 이루어진 콘덴서가 고안되고 있다. 이들 유전율이 큰 물질로서 니오브와 티타늄 등이 있다.

그러나 이들 물질로 제작한 소결체는 「비누설전류(比漏泄電流)값」이 크다는 문제점이 있었다. 니오브와 티타늄으로는 유전율이 크므로 대용량의 콘덴서를 얻는 것이 가능하지만, 그 [비누설전류값]을 저감시키는 것이 높은 신뢰성을 가진콘덴서를 얻기 위한 중요한 조건이 된다. 용량근처의 누설전류값, 즉 「비누설전류값」을 측정하는 것에 의해 실용 가능한 누설전류값 이하로 억제한 상태에서 대용량이 얻어지는지 아닌지를 평가할 수 있다.

여기서, 소결체의 표면에 전해산화에 의해 유전체층을 형성시킨 것에 있어서, 실온에서 화성전압 70%의 전압을 3분간 계속해서 인가했을 때의 누설전류를, 상기 전해산화시의 화성전압과 용량과의 곱으로 나눈 값을 비누설전류값으로 정의한다. 즉, 비누설전류값 = ( LC / (C ×V)), ( LC : 누설전류값, C : 용량, V : 화성전압) 으로 정의한다.

탄탈륨분을 사용한 소결체의 경우, 예를 들면 쇼와 캬봇토스파메탈사의 「CAPACITOR GRADE TANTALUM」의 카달로그에 기재된 용량과 누설전류값으로 비누설전류값을 구하면 1500[pA/(㎌·V)] 이하이고, 또한 일반적으로 그것을 보증하는 비누설전류의 실측 값은 카달로그 값의 1/3 내지 1/4 이하라고 말해지고 있고, 400 [㎀/(㎌·V)] 이하가 바람직한 값이다. 그러나, 종래의 니오브분과 티타늄분을 사용한 소결체는, 이 바람직한 값을 크게 초과한 비누설전류값을 나타내기 때문에, 그들의 소결체를 사용해서 제작한 콘덴서는 신뢰성이 결여되어 실용화되지 않았다.

본 발명은 누설전류특성이 양호한 콘덴서의 제조원료로서 사용되는 니오브분, 니오브분의 소결체 및 그 소결체를 사용하여 제작한 콘덴서에 통한 것이다.

본 발명의 목적은, 양호한 누설전류 특성을 가진 콘덴서의 제조에 호적하는 니오브분; 상기 니오브분의 소결체; 및 상기 소결체를 한쪽의 전극으로서 구비한 비누설전류값이 작은 콘덴서를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의하면, 제1에, 질화량이 500중량ppm 이상에서 7,000중량ppm 이하이고, 평균 입자지름이 0.2㎛ 이상에서 3㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 니오브분이 제공된다.

제2에, 니오브분의 소결체에 있어서, 비누설전류값이 400 [㎀/(㎌·V)] 이하인 것을 특징으로 하는 소결체가 제공된다.

제3에, 상기 제1의 발명의 니오브분을 소결해서 이루어지는 소결체가 제공된다.

제4에, 상기 제2의 발명 또는 제3의 발명의 소결체를 한쪽의 전극으로 하고, 그 표면 상에 형성된 유전체와 다른 쪽의 전극으로 구성된 콘덴서가 제공된다.

본 발명의 니오브분은, 질화량이 500중량ppm 이상에서 7,000중량ppm 이하이고, 평균 입자지름이 0.2㎛ 이상이고 3㎛ 미만인 것을 특징으로 하고, 이 니오브분을 소결해서 이루어지는 소결체는 매우 낮은 비누설전류값을 나타낸다.

본 발명의 니오브분의 소결체가 매우 낮은 비누설전류값을 나타내는 이유는 이하와 같이 추정된다.

콘덴서의 용량은 일반적으로 다음식으로 표현된다.

C = ε×( S / d)

(C : 용량, ε: 유전율, S : 비면적, d : 전극간 거리)

여기서, d = k ×V (k:정수, V:화성전압) 인 것에서,

C = ε×( S / ( k × V )) 로 되고, 또한 C ×V = ( ε/ k ) ×S 로 된다. 여기서, 상술한 바와 같이, 비누설전류값 = ( LC / ( C ×V )), (LC :누설전류값)으로 정의하면, 비누설전류값 = ( LC / ( C ×V )) = ( LC /(( ε/ k ) ×S)) 로 표현할 수 있다.

이 식으로부터, LC 가 작고, ( C ×V )가 크고, ε가 크고, 또한 S가 큰 경우에, 비누설전류값이 작게 되는 것을 이해할 수 있다.

본 발명의 니오브분의 평균 입자지름은 3㎛ 미만으로 작기 때문에 그 비표면적은 크고, 또한 상기 비누설전류값을 규정하는 식 중의 분모인 ( C × V )의 값은 크다고 생각된다. 그러나, 니오브분의 평균 입자지름을 과도하게 작게, 즉 0.2㎛ 미만이면, 상기 분체로부터 소결체를 제작한 경우, 상술한 바와 같이 음극재의 함침이 곤란하게 되기 때문에, 용량을 크게 할 수 없다. 따라서, ( C ×V )의 값을 크게 할 수 없어서, 실용에 적합하지 않다.

한편, 니오브는 탄탈륨과 비교해서 산소원소와의 결합력이 크기 때문에, 전해산화피막 중의 산소가 내부의 니오브 금속측에 확산하기 쉽다. 그러나 본 발명에서 소결체는, 니오브분말의 일부가 질소와 결합하고 있기 때문에 전해산화피막 중의 산소가 내부의 니오브 금속과 결합하기 어렵게 되어, 니오브 금속측으로의 확산이 억제된다. 그 결과, 전해산화피막의 안정성을 유지하는 것이 가능하고, LC를 저하시키는 효과가 얻어지는 것으로 추정된다. 또한, 본 발명의 니오브분은 질화량이 500중량ppm 이상에서 7,000중량ppm 이하인 것으로부터 상기 식 중의 분자인 누설전류값 자신이 특이하게 작은 값을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 니오브분으로부터 얻어지는 소결체는 상술한 비누설전류값이 양호하고, 바람직한 값인 400 [㎀/(㎌·V)] 이하의 수치를 나타낸다. 또한, 니오브분의 질화량과 평균 입자지름을 최적화하는 것에 의해 비누설전류값을 200 [㎀/(㎌·V)] 이하로 하는 것도 가능하다.

본 발명의 니오브분은, 그 평균 입자지름이 0.2㎛ 이상에서 3㎛ 미만이지만, 비누설전류값을 보다 작게 한다는 점에서, 평균 입자지름은 0.5㎛ 이상에서 2㎛ 미만인 것이 보다 바람직하다. 0.2㎛ 미만이면, 분체로부터 소결체를 제작해서 콘덴서를 형성하는 경우, 상기 소결체 내부의 세공이 지나치게 작기 때문에, 하기 음극재의 함침이 곤란하게 된다. 또한, 평균 입자지름이 3㎛ 이상이면 바람직한 비누설전류값을 나타내는 소결체를 제작하는 것이 곤란하다. 여기서, 니오브분의 평균 입자지름으로는, 입도분포 측정기 (상품명 「마이크로토락쿠」)를 이용해서 측정한 D₅₀값 (누적중량%가 50중량%에 상당하는 입자지름 값) 을 가리킨다.

이와 같이 작은 평균 입자지름을 가지는 니오브분은, 예를 들면 불화니오브산칼륨의 나트륨환원물의 분쇄에 의한 방법, 니오브인고트의 수산화물의 분쇄 및 탈수소에 의한 방법, 산화니오브의 탄소환원에 의한 방법 등에 의하여 조제할 수 있다. 얻어지는 니오브산의 평균 입자지름은, 예를 들면 니오브인고트의 수소화물의 분쇄 및 탈수소로부터 조제하는 방법의 경우, 니오브인고트의 수소화량과 분쇄시간, 분쇄장치 등을 조제하는 것에 의해 제어할 수 있다.

상기 방법에 의하여 얻어진 니오브분에는, 원료, 환원제 및 사용기기에서 유래하는 불순물이 혼입하고 있다고 생각된다. 대표적인 불순물로서는, 철, 니켈, 코발트, 실리콘, 나트륨, 칼륨 및 마그네슘 등의 원소가 있다. 상술한 니오브분을,예를 들면 불산, 초산, 황산, 염산 중 적어도 한개를 함유한 산 및 알칼리를, 또는 상기 산, 알칼리 및 과산화수소수를, 순차사용 또는 공용해서 세정을 반복하는 것에 의해 불순물을 제거할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 황산으로 충분히 세정한 후 알칼리로 중화해서 황산근을 제거하고, 계속해서 물로 세정하는 것을 반복할 수 있다. 또한, 초산을 사용하는 경우, 동시에 과산화수소수를 공용하는 것에 의해, 니오브분의 초산에 의한 산화를 막을 수 있으므로 바람직하다. 세정방법으로는, 상기 시약 중에서, 불순물의 함유량이 소정량 이하로 되기까지의 시간, 니오브분을 교반해서 추출하는 방법을 수용하여도 좋다.

니오브분 중에 존재하는 불순물인 상기 원소는, 그것을 함유하는 니오브분을 사용해서 콘덴서를 제작했을 때에, 유전체층 내에 유입해서, 전압을 인가했을 때에 전하의 이상들 중의 원인이 되고, 그 결과 콘덴서의 비누설전류값이 크게 되는 것으로 상정된다. 따라서, 본 발명의 니오브분 중의 불순물량은 가능한한 적은 것이 바람직하다. 종래의 니오브분으로는, 분체의 비표면적에 비례해서 표면 상의 불순물량이 많게 되기 때문에, 「비누설전류값」을 규정하는 상기 식 중의 분자의 「누설전류값 (LC)」이 분모의 「(C ×V) 의 값」보다 크게 되는 경향이 있지만, 불순물량을 적게 억제하는 것에 의해 상기 식 중의 분모의 「(C ×V) 의 값」의 증가량을 분자의 「누설전류값 (LC)」의 증가량 보다 크게 할 수 있다.

따라서, 상기 원소의 각각의 함유량이 100중량ppm 이하 또는 그들의 함유량의 합이 350중량ppm 이하인 것이 바람직하다. 불순물 함유량을 그와 같은 수준 이하로 억제하는 것에 의해 상기 유전체층으로의 악영향을 상당히 완화할 수 있다.보다 비누설전류값을 작게 하는 것은, 상기 원소의 각각의 함유량은, 바람직하게는 70중량ppm 이하, 보다 바람직하게는 30중량ppm 이하로 하고, 또한 상기 원소의 함유량의 합은 바람직하게는 300중량ppm 이하, 보다 바람직하게는 200중량ppm 이하로 한다.

본 발명의 니오브분은 상기 평균 입자지름을 가진 분체이고, 또한 500중량ppm 이상에서 7,000중량ppm 이하의 질화량을 가진다. 비누설전류를 보다 작게 하는 점으로부터, 질화량은 1,000중량ppm 이상에서 3,000중량ppm 이하의 범위인 것이 바람직하다. 질화량이 500중량ppm 미만 또는 7,000중량ppm을 초과하면 원하는 비누설전류값의 양호한 소결체를 얻는 것이 곤란하다. 여기서, 질화량은 니오브분에 물리적으로 흡착한 상태의 질소를 함유하는 것은 아니고, 화학적으로 니오브에 결합한 질소의 양을 의미한다.

니오브분의 질화는 액체질화, 이온질화, 가스질화 등의 중 어느 것이든 또는 그들의 조합시킴으로부터 되는 방법으로 실시할 수 있다. 특히, 질소가스 분위기 중에서의 가스질화처리는 니오브분을 질소 분위기 중에 방치하는 것에 의해 달성할 수 있는 것으로, 장치 및 조작이 간편하기 때문에 바람직하다. 방치하는 질화 분위기 온도는 2,000℃ 이하, 방치시간은 수십 시간 이내로서 원하는 질화량의 니오브분이 얻어진다. 분위기 온도가 고온일수록 방치시간을 짧게 할 수 있다.

니오브분의 질화량을 500 내지 7,000중량ppm의 범위에 들어가도록 제어하는 것은, 피질화물의 입자지름을 측정한 뒤, 질화온도와 질화시간과 질화량의 상통을 예비실험에 의하여 확인해서 따라도 좋다.

본 발명의 니오브분의 소결은 상법에 의해 행하는 것이 가능하고, 그 소결방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 니오브분을 소정의 형상에 가압성형한 후 1 내지 1 ×10^-6Torr 으로 수분 내지 수시간, 500 내지 2,000℃에서 가열한다.

상술한 니오브분의 소결체를 한쪽의 전극으로 하고, 상기 전극과 다른 쪽의 전극 사이에 유전체를 개재시키는 것에 의하여 콘덴서를 제조할 수 있다. 바람직한 유전체로서는 산화니오브를 예시할 수 있다. 산화니오브는, 예를 들면 한쪽의 전극인 니오브 소결체를 전해액 중에서 화성하는 것에 의해 소결체 표층부에 형성할 수 있다. 니오브전극을 전해액 중에서 화성하는데는 통상 프로톤산 수용액, 예를 들면 0.1%인산 수용액 또는 황산 수용액을 사용하여 행해진다. 니오브전극을 전해액 중에서 화성해서 산화니오브 유전체를 형성한 경우, 본 발명의 콘덴서는 전해콘덴서로 되고, 니오브측이 양극으로 된다.

한편, 본 발명의 콘덴서의 다른 쪽의 전극은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 알루미늄전해콘덴서 업계에서 공지로 있는 전해액, 유기반도체 및 무기반도체로부터 선택된 적어도 1종의 화합물이 예시된다. 전해액의 구체예로서는 이소부틸트리프로필암모늄붕소테트라플로라이드 전해질을 5중량% 용해한 디메틸포름아미드와 에틸렌글리콜의 혼합용액, 테트라에틸암모늄붕소테트라플로라이드를 7중량% 용해한 프로필렌카보네트와 에틸렌글리콜의 혼합용액 등이 예시된다. 유기반도체의 구체예로서는, 벤질피롤린 사량체와 클로라닐으로 되는 유기반도체, 테트라티오테트라센을 주성분으로 하는 유기반도체, 테트라시아노퀴노디메탄을 주성분으로 하는 유기반도체, 하기 일반식(1) 또는 (2)로 표현되는 고분자에 도팬트를 도프한 전도성 고분자를 주성분으로 한 유기반도체가 예시된다. 무기반도체의 구체예로서는 이산화납 또는 이산화망간을 주성분으로 하는 무기반도체, 사삼산화철로 되는 무기반도체 등이 예시된다. 이와 같은 반도체는 단독으로, 또는 이종 이상 조합시켜서 사용할 수 있다.

식(1) 및 (2)에 있어서, R¹내지 R⁴는 수소, 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 6의 알콕시기를 표현하고, 이들은 서로 동일하기도 상위하기도 한다. X는 산소, 황 또는 질소원자를 표현하고, R⁵는 X가 질소원자일 때만 존재하며 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 표현한다. R¹과 R²및 R³과 R⁴는 서로 결합하고 환상으로 되기도 한다.

식(1) 또는 (2)로 표현되는 고분자로서는, 예를 들면 폴리아닐린, 폴리옥시페닐렌, 폴리페닐렌설파이드, 폴리티오펜, 폴리푸란, 폴리피롤, 폴리메틸피롤 및 이들 고분자의 유도체 등이 있다.

상기 유기반도체 및 무기반도체로서, 전도도 10^-2S·㎝^-1내지 10³S·㎝^-1의 범위의 것을 사용하면, 제작한 콘덴서의 임피던스 값이 보다 작게 되고, 고주파로서의 용량을 더욱 한층 크게 할 수 있다.

또한, 다른 쪽의 전극이 고체일 경우에는, 예를 들면 상기 전극 상에 탄소페이스트, 은페이스트를 순차 적층하고, 에톡시 수지와 같은 재료로 봉구해서 콘덴서가 구성된다. 이 콘덴서는, 니오브 소결체와 일체에 소결성형되었거나 또는 후에 용접된 니오브 또는 탄탈륨리드를 보유하기도 한다. 또한, 다른 쪽 전극이 액체일 경우에는, 상기 양극으로 유전체로부터 구성된 콘덴서를, 예를 들면 다른 쪽의 전극으로 전기적으로 접속한 통에 수납해서 콘덴서가 형성된다. 이 경우, 니오브 소결체의 전극측은, 상기 니오브 또는 탄탈륨리드를 개입시키고 외부에 도출됨과 동시에, 절연성 고무 등에 의해 통과의 절연이 도모되도록 설계되어 있다.

이상 설명한 본 발명에 따라서 제조한 비누설전류값이 양호한 소결체를 사용해서 콘덴서를 제작하는 것에 의해 누설전류값이 작은 신뢰성이 양호한 콘덴서를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 구체예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

니오브분체, 소결체 및 콘덴서의 특성은 다음 방법에 의해 평가했다.

(1) 니오브분체의 질화량

LECO사 제품 산소질소량 측정기를 사용해서, 분체의 열전도도로부터 결합질소량을 구하고, 별도로 측정한 분체의 질량과의 비를 질화량 (단위:중량ppm) 으로 했다.

(2) 소결체의 용량

실온에서, 30%황산 중에 침지시킨 소결체와 황산액 중에 넣은 탄탈륨재의 전극 사이에 HP 제 LCR측정기를 접속해서 측정한 120Hz에서의 용량을 소결체의 용량으로 했다.

(3) 소결체의 누설전류 (LC)

실온에서, 20%인산 수용액 중에 침지시킨 소결체와 인산 수용액 중에 넣은 전극 사이에 유전체 제작시의 화성전압의 70% 전압의 직류전압을 3분간 계속해서 인가한 후에 측정된 전류값을 소결체의 누설전류값으로 했다. 본 발명에서는, 14 [V]의 전압을 인가했다.

(4) 콘덴서의 용량

칩으로 가공한 콘덴서의 용량은 다음과 같이 측정했다. 실온에서, 제작한 칩의 단자 간에 HP 제 LCR측정기를 접속해서 측정한 120Hz에서의 용량을 콘덴서칩으로 가공한 콘덴서의 용량으로 했다.

(5) 콘덴서의 누설전류

칩으로 가공한 콘덴서의 누설전류를 이하와 같이 측정했다. 정격전압 값 (2.5[V], 4[V], 6.3[V], 10[V], 16[V], 25[V] 등) 중 유전체 제작시의 화성전압의약 1/3 내지 약 1/4에 가까운 직류전압을 실온에서 제작한 콘덴서칩의 단자 간에 1분간 계속해서 인가한 후에, 측정된 전류값을 칩으로 가공한 콘덴서의 누설전류값으로 하였다. 본 발명에서는 6.3[V]의 전압을 인가했다.

실시예1 내지 3, 비교예1 내지 3

엑케르 제 도가니 중에서 80℃로 충분히 진공건조한 불화니오브산칼륨 20g과 나트륨을 불화니오브산칼륨의 10배 몰량을 투입하고, 아르곤 분위기 중 1,000℃에서 20시간 화원반응을 행했다. 반응 후 냉각하고, 환원물을 물로 세정하고, 다음 95% 황산, 물로 순차 세정한 후 진공건조했다. 또한 실리카알루미나 볼을 넣은 알루미나 포트의 볼밀을 사용해서 40시간 분쇄한 후, 분쇄시의 불순물 제거를 위해 50% 초산과 10% 과산화수소수의 3:2 (중량비) 혼합액 중에 침지해서 교반했다. 그 후 pH7 로 될 때까지 십분동안 물로 세정해서 진공건조했다. 제작한 니오브분의 평균 입자지름은 2.6㎛이었다. 계속해서 이 니오브분을 용기 중에 질소를 채워서 질소 분위기 중에 표1에 나타낸 온도에서 2시간 방치해서 질화하였다. 표1에 측정한 질화량을 기재하였다.

계속해서 각 니오브분을 0.3mmΦ의 니오브선과 함께 성형해서 대강 크기 0.3㎝ ×0.18㎝ ×0.45㎝의 성형체 (약 0.1g) 로 하였다. 다음 이들의 성형체를 3 ×10^-5Torr의 진공하 1300℃에서 30분 방치하는 것에 의해 소결체를 얻었다. 얻어진 소결체를 0.1%인산 수용액 중에서, 온도조건 80℃에서 200분간 20[V]의 전압으로 화성하는 것에 의해 표면에 산화니오브의 유전체층을 형성하였다. 이 후 30%황산중에서 용량과, 20%인산 수용액 중에서 실온에서 14[V]의 전압을 3분간 인가한 후의 누설전류 (이하「LC」라고 약기한다. )를 각각 측정하고, 그 결과를 표1에 나타내었다. 또한 표1에는 비누설전류값도 나란히 기재하였다.

실시예4 내지 11, 비교예4 내지 6

SUS304제 반응용기에 20㎜φ의 니오브봉을 20g 투입하고, 진공 (약 6 ×10^-4Torr) 에 하여 탈기한 후 800℃로 온도를 상승시켰다. 계속해서 수소를 도입한 후, 수소를 계속해서 도입하면서 350℃로 50시간 보존유지하였다. 냉각후, 수소화된 니오브 덩어리를 철제볼을 넣은 SUS304제 용량 1리터의 포트에 넣어서 10시간 분쇄하였다. 또한 이 분쇄물을 상술한 SUS304제의 반응기에 넣고, 다시 상술한 조건으로 수소화했다. 다음에 SUS304제의 습식분쇄기 (상품명 「아토라이타」)에, 이 수소화물을 물로 20용량%의 슬러리상으로 한 것 및 지르코니아볼을 넣어 습식분쇄하였다. 이 때 분쇄시간을 표1에 나타낸 바와 같이 변화시키는 것에 의해 평균 입자지름이 다른 니오브분을 제작하였다. 각 니오브분을 95%황산, 물, 30%불산과 50%초산의 1:1 (중량비) 혼합액, 물로 순차 세정한 후 진공건조하는 것에 의해 불순물을 제거하였다. 다음 비교예1, 실시예1 또는 실시예2와 같이 해서 질화, 성형, 소결을 행하는 소결체를 얻었다. 그러나, 실시예10 및 11에서는 소결온도를 1,200℃로 하였다. 각 예의 질화조건과 측정한 질화량을 표1에 나란히 기재하였다. 또한 각 예의 측정한 용량, LC 및 비누설전류값을 표1에 나타내었다.

실시예1 내지 11 및 비교예1 내지 6으로 조제한 니오브분 중에 함유된는 불순물 원소의 중량을 원자흡광분판에 의해 구하였다. 결과를 표2에 나타내었다.

실시예12 내지 14, 비교예7 내지 9

비교예7은 비교예1과, 실시예12는 실시예1과, 실시예13은 실시예2와, 실시예14는 실시예3과, 비교예8은 비교예2와, 비교예9는 비교예3과 각각 같은 방법으로 얻은 소결체를 각 50개 준비하였다. 이들의 소결체를 0.1%인산 수용액 중에서 200분간 전해화성(20V) 해서 표면에 유전체 산화피막을 형성하였다. 다음, 초산망간 수용액에 침지 후 220℃에서 30분간 가열하는 것을 반복해서, 유전체 산화피막 상에 다른 쪽의 전극측으로서 이산화망간층을 형성하였다. 계속해서, 그 위에 탄소층, 은페이스트층을 순차적으로 적층하고, 다음, 리드플래임을 실은 후에, 전체를 에폭시 수지로 봉지해서, 칩형 콘덴서를 제작하였다.

제작한 콘덴서의 용량과 LC값의 평균값(n=각 50개)를 표3에 나타내었다. 역시, LC값은 실온에서 6.3[V] 1분간 인가후의 측정값이다.

실시예15 내지 17, 비교예10

실시예10은 비교예10과, 실시예15는 실시예9와, 실시예16은 실시예10과, 실시예17은 실시예11과 각각 같은 방법으로 얻은 소결체를 각 50개 준비하였다. 다음 실시예12과 같게 해서 유전체 산화피막을 형성한 후, 35%초산납 수용액과 35%과황산암모늄 수용액의 1:1 (용량비) 혼합액에 침지해서 40℃에서 1시간 반응시키는 것을 여러번 반복하고, 유전체 산화피막 상에 다른 쪽의 전극층으로서 이산납과 황산납의 혼합물 (이산화납이 94중량%) 층을 형성하였다. 계속해서, 그 위에 탄소층, 은페이스트층을 순차적으로 적층하고 다음 리드플래임을 실은 후에, 전체를 에폭시 수지로 봉지해서 칩형 콘덴서를 제작하였다.

제작한 콘덴서의 용량과 LC값의 평균값(n=각 50개)을 표3에 나타내었다. 역시, LC값은 실온에서 6.3[V] 1분간 인가후의 측정값이다.

표1에 기재한 실시예1 내지 3 과 비교예1 내지 3을 비교하고, 또한 비교예4 내지 6과, 실시예4 내지 6, 실시예7 내지 9, 실시예10, 실시예11을 비교하는 것에 의해, 질화량이 500 이상에서 7,000중량ppm 이하이고 평균 입자지름이 0.2 이상에서 3㎛ 미만인 본 발명의 니오브분으로부터 제작된 소결체는 비누설전류값이 양호한 것을 알 수 있다. 또한, 표3에 기재한 각 예의 콘덴서칩으로 가공했을 때의 LC값을 비교하면 소결체의 비누설전류값이 400[㎀/(㎌·V)] 이하의 것만큼 그 수치가 작고, 일반적으로 바람직하다라고 말해지는 칩일 때의 누설전류값(=0.01 ×용량 ×인가전압) 이하로 되어 신뢰성이 양호한 것을 알 수 있다.

본 발명의 니오브분을 소결해서 이루어지는 소결체는 비누설전류값이 작고, 또한 이 소결체로부터 제작한 콘덴서는 양호한 누설전류(LC) 특성을 가지는 신뢰성이 높은 콘덴서이다.

Claims (10)

1. 질화량이 500중량ppm 이상이고 7000중량ppm 이하이며, 평균 입자지름이 0.2㎛ 이상이고 3㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 니오브분.
2. 제1항에 있어서, 평균 입자지름이 0.5㎛ 이상이고 2㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 니오브분.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 질화량이 1000중량ppm 이상이고 3000중량ppm 이하인 것을 특징으로 하는 니오브분.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 철, 니켈, 코발트, 실리콘, 나트륨, 칼륨 및 마그네슘의 함유량이 각각 100중량ppm 이하이거나 또는 이들 원소의 함유량의 총합이 350중량ppm 이하인 것을 특징으로 하는 니오브분.
5. 니오브분 소결체에 있어서, 비누설전류값이 400[㎀/(㎌·V)] 이하인 것을 특징으로 하는 니오브분 소결체.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 항에 기재된 니오브분을 소결해서 이루어지는 니오브분 소결체.
7. 제6항에 있어서, 400[㎀/(㎌·V)] 이하인 비누설전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 니오브분 소결체.
8. 제6항에 있어서, 200[㎀/(㎌·V)] 이하인 비누설전류값을 갖는 것을 특징으로 하는 니오브분 소결체.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 소결체를 한쪽 전극으로 하고, 그 표면 상에 형성된 유전체와 다른 쪽의 전극으로 구성된 것을 특징으로 하는 콘덴서.
10. 제9항에 있어서, 유전체는 전해산화에 의해 니오브분 소결체의 표면 상에 형성된 산화니오브인 것을 특징으로 하는 콘덴서.