WO2006132346A1 - Ｎｂ化合物の微粉末およびその製造方法 - Google Patents

Ｎｂ化合物の微粉末およびその製造方法 Download PDF

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Chojiro Kuriyama
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Rohm Co., Ltd.
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Definitions

  • the O concentration is 24000 ppm or more.
  • the O concentration power is 140000 ppm or more.
  • the N concentration is 14000 ppm or more.
  • the N concentration is 24000 PP m or more.
  • the N concentration force is 48000 ppm or more.
  • the sum of the O concentration and the N concentration is 8000 ppm or more.
  • the sum of O concentration and N concentration is 14000 ppm or more.
  • the sum of the O concentration and the N concentration is preferably 48000 ppm or more.
  • the sum of the O concentration and the N concentration is 140000 ppm or more.
  • the Nb compound since the Nb compound is used, it is possible to prevent the sintering temperature from being extremely lowered when the fine powder is further refined. Therefore, if the fine powder of the Nb compound is used as a material for the porous sintered body of the solid electrolytic capacitor, its high CV can be achieved, and the size and capacity can be reduced.
  • the electrical conductivity of the Nb compound fine powder should be 1Z10 or higher than that of pure Nb.
  • the Nb compound is not included in insulators or so-called semiconductors, but is included in the category of conductors.
  • the surface area per weight is 10 m 2 Zg or more.
  • the concentration of O in the fine powder of the Nb compound is set to 14000 ppm or more.
  • the O concentration of the fine powder of the Nb compound is set to 24000 ppm or more.
  • the N concentration of the fine powder of the Nb compound is 24000 ppm or more.
  • a method for producing an Nb compound provided by the sixth aspect of the present invention includes a step of producing a fine powder of Nb and a step of doping O and N into the fine powder of Nb.
  • the sum of the O concentration and the N concentration in the fine powder of the Nb compound is 14000 ppm or more.
  • the surface area per weight thereof Is the value described in the preferred embodiment of the fine powder of the Nb compound provided by the first to third aspects of the present invention.
  • the temperature in the doping step is preferably as high as possible within a range in which the sintering phenomenon does not occur. Further, in the diffusion process, it is preferable that the diffusion is performed in a state where the difference in O and N concentration between the surface layer of the Nb fine powder and the inside is small. For this reason, it is desirable to spend as much time as possible for the diffusion.
  • the concentration of the doping gas and the ambient temperature for performing the doping are gradually increased. According to such a configuration, 0 atoms or N atoms can be appropriately diffused by gas phase diffusion.
  • the method further includes a step of forming an oxide film made of Nb oxide, which is 2.5 with respect to gas phase, by a gas phase oxide.
  • a sintering phenomenon occurs. O is thermally diffused from the oxide film into the fine powder at a temperature not present. According to such a configuration, the O concentration can be appropriately controlled by adjusting the formation thickness of the above-described oxide film.
  • a vapor phase growth method is used.
  • the Nb fine powder is isolated from the atmosphere from the start of the step of manufacturing the Nb fine powder to the end of the doping step. According to such a configuration, the fine Nb powder is not unduly oxidized!
  • the porous sintered body provided by the seventh aspect of the present invention is a porous sintered body for use in the manufacture of a solid electrolytic capacitor, and is the first to third aspects of the present invention.
  • a fine powder of Nb compound provided by any one of the above is used.
  • the solid electrolytic capacitor provided by the eighth aspect of the present invention includes a porous sintered body having valve action metal force, a dielectric layer covering at least a part of the porous sintered body, and the above
  • a solid electrolytic capacitor comprising: a solid electrolyte layer covering at least a part of the dielectric layer;
  • the porous sintered body provided by the seventh aspect of the present invention is used.
  • the CV value is 100,000 ⁇ FZg or more.
  • the CV value is 700,000 ⁇ FZg or more.
  • the CV value is 800,000 ⁇ FZg or more.
  • the CV value is 1 million FZg or more.
  • a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor provided by the ninth aspect of the present invention includes a porous sintered body made of a valve metal and a dielectric layer covering at least a part of the porous sintered body. And a solid electrolyte layer covering at least a part of the dielectric layer.
  • a powder compact is formed by using a fine powder of Nb to form a powder compact, and the powder compact is doped with O using a gas phase method.
  • the O concentration of the fine powder of the Nb compound is 14000 ppm or more.
  • the O concentration of the fine powder of the Nb compound is 24000 ppm or more.
  • the O concentration of the fine powder of the Nb compound is 48000 ppm or more.
  • the O concentration of the Nb compound fine powder is set to 140000 ppm or more.
  • a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor provided by the tenth aspect of the present invention includes a porous sintered body made of a valve metal and a dielectric layer covering at least a part of the porous sintered body. And a solid electrolyte layer covering at least a part of the dielectric layer.
  • a powder compact is formed by using a fine powder of Nb to form a powder compact, and the powder compact is doped with N using a gas phase method.
  • a step of sintering the powder compact is
  • the N concentration of the Nb compound fine powder is 14000 ppm or more.
  • the N concentration of the Nb compound fine powder is set to 48000 ppm or more.
  • the N concentration of the Nb compound fine powder is set to 140000 ppm or more.
  • the sum of the O concentration and the N concentration of the Nb compound fine powder is 8000 ppm or more.
  • the sum of the O concentration and the N concentration of the fine powder of the Nb compound is 14000 ppm or more.
  • the sum of the O concentration and the N concentration of the fine powder of the Nb compound is 24000 ppm or more.
  • the sum of the O concentration and the N concentration of the fine powder of the Nb compound is 140000 ppm or more.
  • the surface area per weight is the value described in the preferred embodiment of the fine powder of Nb compound provided by the first or third aspect of the present invention. Use things.
  • a solid electrolytic capacitor having a porous sintered body suitable for achieving high CV can be appropriately manufactured.
  • gas phase diffusion can be appropriately performed.
  • the method further includes a step of forming an oxide film such as an Nb oxide compound having a value of 2.5 by vapor phase oxidation, and in the doping step, a temperature at which a sintering phenomenon occurs. O is thermally diffused from the oxide film into each powder constituting the powder compact at a lower temperature. Such a configuration is advantageous for controlling the O concentration.
  • the step of forming the powder compact is performed using a paste containing the fine Nb powder and a binder.
  • the Nb fine powder contained in the paste can be aggregated at a high density.
  • the method for producing a solid electrolytic capacitor provided by the twelfth aspect of the present invention includes a treatment of attaching a paste containing a fine powder of Nb or Nb compound and a binder to a rod made of a valve metal, and the binder. And a step of forming a powder molded body of Nb or Nb compound.
  • the rod is made of Nb.
  • Such a structure is suitable for sintering together with the fine powder of the Nb compound.
  • the powder compact is formed using a fine powder of the Nb compound provided by any one of the first to third aspects of the present invention.
  • the rod is made of Nb
  • the paste contains a mixture of a fine powder of Nb compound and a fine powder of Nb provided by any one of the first to third aspects of the present invention. According to such a configuration, the mouth and the powder compact are sintered with strong joint strength through the paste.
  • the fine powder of Nb is mixed at a ratio of 0.1 to 50%.
  • Such a configuration is suitable for increasing the bonding strength between the rod and the porous sintered body.
  • FIG. 1 is a graph showing a temperature history in an example of a method for producing an Nb compound according to the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing a temperature history in another example of the method for producing an Nb compound according to the present invention.
  • FIG. 3 is an overall perspective view showing an example of a solid electrolytic capacitor according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
  • FIG. 6 is an overall perspective view of a rod used in an example of a method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 7 is an overall perspective view showing a rod press caloche in an example of the method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 7 is an overall perspective view showing a rod press caloche in an example of the method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 8 is an overall perspective view showing a rod punching process in an example of the method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 8 is an overall perspective view showing a rod punching process in an example of the method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 9 is an overall perspective view showing rod bending in the example of the method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 10 is an overall perspective view showing a paste application process in an example of the method for manufacturing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 11 is an overall perspective view showing a process for attaching a powder compact in an example of the method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line ⁇ - ⁇ in FIG.
  • FIG. 13 is an enlarged view of a main part of FIG.
  • FIG. 14 is an overall perspective view showing a solid electrolyte layer forming step in an example of the method for producing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 15 is an overall perspective view showing a process of attaching the first anode lead and the cathode lead in the example of the method for manufacturing the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 3.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a rod and paste used in an example of the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 20 is an overall perspective view showing a state where a paste is attached to a rod in an example of the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 21 is an overall perspective view showing rod bending in an example of the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 16.
  • FIG. 22 is an overall perspective view showing a porous sintered body and a first anode lead in an example of the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 23 is a graph showing an example of the temperature history in the diffusion furnace in the example of the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 24 is a graph showing another example of the temperature history in the diffusion furnace in the example of the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing an example of a conventional solid electrolytic capacitor.
  • Example 1 is a fine powder of an Nb compound in which the ratio of Nb to O is 1: 1.
  • the surface area per weight of this fine powder is 2m 2 Zg.
  • Such a fine powder of Nb compound is suitable for increasing the CV of the porous sintered body when used as a material for the porous sintered body of a solid electrolytic capacitor.
  • a paste containing the fine powder of the Nb compound and a binder is prepared.
  • a high-density powder compact can be formed.
  • a fine powder having a small particle size has a bulk density that is remarkably high when it is dried after it is moistened.
  • the porous sintered body can be finished with a high density and is suitable for its high CV.
  • the fine powder of the Nb compound of Example 1 is produced as follows. First, a fine powder of Nb is produced using a method using pulverization or a method using reduction using Na, Ca, or Mg. In Example 1, the surface area per weight of the Nb fine powder is about 2 m 2 Zg.
  • the Nb fine powder is kept at about 700 ° C. for about 80 minutes while the doping gas is evacuated and vacuumed.
  • the O atoms contained in the oxide film diffuse into the inside of each particle of the Nb fine powder, and the NbO fine powder, which is the Nb compound, is obtained.
  • the above treatment temperatures are all sufficiently lower than the temperature at which the sintering phenomenon occurs in Nb. Therefore, there is no possibility that the Nb fine powder will sinter during doping.
  • the fine Nb powder can be easily isolated from the atmosphere.
  • the Nb fine powder may be transferred from the vessel subjected to the vapor phase growth method to a diffusion furnace, for example, and then doped with O. In this case, in order to prevent the fine Nb powder from coming into contact with the atmosphere, it is preferable to transfer the fine Nb powder to the diffusion furnace using an airtight container or the like.
  • Example 1 Conventionally, in order to uniformly dope the inside of the Nb fine powder, it was necessary to diffuse at a high temperature for a long time.
  • the Nb fine powder is finished as a cylindrical particle having a cylindrical diameter of, for example, 0.1 to 0.8 ⁇ . For this reason, the distance from the surface to the inside of the Nb fine powder is shortened. Since the diffusion time is proportional to the square of the distance, diffusion can be performed in a shorter time than before. As a result, it is advantageous for the efficiency of the manufacturing process, and it is also possible to achieve a homogeneous NbO fine powder.
  • the thickness of the oxide film is too thick, the composition specific power of Nb and O becomes, for example, 1: 1.5. There is a case. At this time, after the diffusion treatment, a reduction treatment using hydrogen is performed. It is possible to reduce the ratio of O and reduce the composition ratio of Nb and O to 1: 1 by the reducing action of hydrogen.
  • the NbO fine powder in Example 1 has a relatively large surface area of 2 m 2 / g per weight.
  • Example 2 is a force that is a fine powder of an Nb compound in which the ratio of Nb to O is 1: 1.
  • the point area per unit weight is 4 m 2 / g. This is different from Example 1.
  • O is doped by vapor phase diffusion.
  • Examples 3 and 4 are all fine powders of Nb compounds in which the composition ratio of Nb and N is 1: 1.
  • the surface area per weight is 6m 2 Zg and 8m 2 Zg.
  • the fine powder of N is produced by applying solid phase diffusion or N doping using vapor phase diffusion to the fine powder of Nb produced by vapor phase growth, as in Examples 1 and 2 described above. can do.
  • NH may be used as a doping gas capable of doping N.
  • N atoms contained in can be diffused inside.
  • the N concentration may be 14000ppm or higher, 24000ppm or higher, 48000ppm or higher, or 140000ppm or higher! /.
  • the composition ratio may be y ⁇ 2.0, y ⁇ l.5, or y ⁇ l.0.
  • O atoms are diffused into each particle of Nb in a non-acidic environment such as a vacuum. This is followed by N doping.
  • the diffusion of N atoms is promoted in Nb particles in which O atoms are diffused, that is, particles that are compounds of Nb and O.
  • a fine powder of Nb compound having a compound strength of Nb, O and N can be obtained.
  • the Nb compound fine powders of Examples 1 to 6 all have an electric conductivity of 1Z10 or more, which is that of pure Nb.
  • the porous sintered body 1 has a flat rectangular parallelepiped shape, and includes a first porous sintered body 1A and a second porous sintered body 1B.
  • the first porous sintered body 1 is made of a fine powder of an Nb compound.
  • the fine powder of Nb compound the fine powder of Nb compound of Examples 1 to 5 described above can be used.
  • the fine powder of NbO of Example 1 is used.
  • the second porous sintered body 1B is interposed between the first porous sintered body 1A and the first anode lead 5A.
  • the second porous sintered body 1B is formed of fine NbO powder and fine Nb powder.
  • the proportion of fine Nb powder is preferably 0.1 to 50%. In the present embodiment, the proportion of fine Nb powder is about 30%.
  • the dielectric layer 2 is made of Nb 2 O, and is interposed between the porous sintered body 1 and the solid electrolyte layer 3.
  • the solid electrolyte layer 3 also has, for example, a diacid-manganese force and is formed so as to cover most of the dielectric layer 2. As shown in FIG. 5, the solid electrolyte layer 3 is made of fine porous sintered body 1. Filling the gap. As the solid electrolyte layer 3, a conductive polymer such as polyethylene dioxythiophene or polypyrrole may be used instead of manganese dioxide.
  • the cathode conductor layer 4 is interposed between the solid electrolyte layer 3 and the cathode lead 6, and is formed, for example, by laminating a dulphite layer and a silver paste layer. As a result, the solid electrolyte layer 3 and the cathode lead 6 are electrically connected.
  • the first anode lead 5A is a plate-like member made of Nb, and is joined to the porous sintered body 1.
  • the first anode lead 5A has two flat portions 50a and 50d and a stepped portion 50c between them. Further, as is apparent from FIG. 15 used for explaining the method of manufacturing the solid electrolytic capacitor A1 described later, two notches 50b are formed on both sides of the stepped portion 50c.
  • the second porous sintered body 1B is joined to the flat portion 50a.
  • the second anode lead 5B is joined to the flat portion 50d.
  • the stepped portion 50c is for substantially matching the vertical position of the second anode lead and the cathode lead 6 in the drawing.
  • the second anode lead 5B is a plate-like member made of, for example, Cu.
  • the second anode lead 5B and the flat portion 50d of the first anode lead 5A are, for example, laser bonded.
  • a portion of the second anode lead 5B exposed from the package resin 7 is an external anode terminal 51.
  • the external cathode terminal 51 is used for mounting the solid electrolytic capacitor A1 on a substrate not shown.
  • Nocage resin 7 consists of porous sintered body 1, dielectric layer 2, solid electrolyte layer 3, cathode conductor layer 4, first anode lead 5A, second anode lead 5B and cathode lead 6. This is to protect them by covering them one by one.
  • the knock resin 7 is made of epoxy resin, for example.
  • the rod 50 is a wire having a diameter of about 150 ⁇ m that also has Nb force.
  • a flat portion 50 a is formed at the tip of the rod 50.
  • the flat portion 50a is formed, for example, by pressing the tip portion of the rod 50.
  • the width of the flat part 50a shall be about 400 ⁇ m.
  • two cutout portions 50b are formed on both sides of the flat portion 50a.
  • the two notches 50b are formed by punching, for example.
  • the step portion 50c shown in FIG. 9 is formed. A portion sandwiching the two notches 50b is supported, and a bending force is applied so as to be separated from each other in the thickness direction of the flat portion 50a. Thereby, the step part 50c and the flat part 50d connected to the step part 50c are formed.
  • the proportion of the Nb fine powder is preferably 1 to 50%. In the present embodiment, the proportion of the Nb fine powder is
  • NbO powder compact 10A is adhered to paste 10B applied on flat portion 50a.
  • the NbO powder compact 10A also has the fine powder power of NbO of Example 1 described above.
  • To form the NbO powder compact 10A prepare a paste in which the NbO fine powder of Example 1 is turbid in a binder, drop this paste onto a rectangular mold, and evaporate the binder. And then remove it. Further, instead of this method, the NbO fine powder of Example 1 may be pressure-molded.
  • the rod 50, the powder compact 10A, and the paste 10B are integrally sintered.
  • the powder compact 10A is made of relatively fine fine powder, and its material is NbO, so that the sintering temperature is higher than that of Ta or Nb fine powder, for example. Therefore, it is possible to sinter at a relatively high temperature for a fine powder force.
  • . 13 is a partially enlarged view of the cross-sectional view shown in FIG. In paste 10B, NbO fine powder lOBa and Nb fine powder lOBb are mixed.
  • the fine powder lOBa of NbO is easily sintered with the fine powder lOAa of NbO forming the powder compact 10A attached on the upper side of the paste 10B.
  • the fine powder lOBb of Nb is easily sintered with the first anode lead 5 having the same Nb force.
  • the powder compact 10A and the first anode lead 5 are sintered with a relatively high joint strength via the base 10B.
  • the dielectric layer 2 and the solid electrolyte layer 3 are formed.
  • the dielectric layer 2 is omitted because it is a fine layer.
  • the dielectric layer 2 is formed, for example, by chemical conversion in a state where the porous sintered body 1, the flat portion 50a, and the step portion 50c are immersed in an aqueous phosphoric acid solution.
  • the second anode lead 5B and the cathode lead 6 are attached as shown in FIG.
  • the second anode lead 5B is attached to the flat portion 50d by laser bonding.
  • the second anode lead 5B and the flat portion 50d are fixed in an overlapped state, and an upward force in the figure is irradiated to the upper surface of the second anode lead 5B in the figure.
  • the laser energy By locally applying the laser energy, the second anode lead 5B and a part of the flat portion 50d are welded.
  • the portion where the two cutout portions 50b are formed is narrower than the other portions.
  • the cathode lead 6 is bonded to the solid electrolyte layer 3 through the cathode conductor layer 4.
  • the cathode conductor layer 4 is formed by laminating, for example, a graphite layer and a silver base layer.
  • the resin resin 7 is formed by resin molding using epoxy resin, and the solid electrolytic capacitor A1 shown in FIGS. 3 and 4 is obtained.
  • a high CV level of the solid electrolytic capacitor A1 can be achieved.
  • the porous sintered body 1 has a large surface area per weight.
  • the CV value of the solid electrolytic capacitor A1 can be set to 100,000 FVZg depending on the formation conditions where the formation voltage is 10V. This CV value is much larger than the CV value of conventional solid electrolytic capacitors. Therefore, the solid electrolytic capacitor A1 can have a high CV, and its large capacity can be achieved.
  • the CV value of the solid electrolytic capacitor A1 is 200,000 / z FV / g (Example 2). 300,000 ⁇ FV / g (Example 3), 400,000 ⁇ FV / g (Example 4), 500,000 ⁇ FV / g (Example 5), 600,000 / z FVZg (Example 6) Can do. These CV values greatly depend on the measurement conditions, particle shape, sintering conditions, and electrode configuration.
  • the CV value described above is a measured value under the conditions in the present embodiment, and varies depending on, for example, the configuration of the solid electrolytic capacitor including the electrode and the like. While aiming at such a high CV, the NbO fine powder of Example 1 has an electrical conductivity of 1Z10 or more, which is Nb's electrical conductivity. It belongs to the range. Therefore, it is possible to reduce the ESR of the solid electrolytic capacitor A1.
  • the solid electrolytic capacitor A1 can be downsized due to the high CV.
  • a very small solid electrolytic capacitor A1 of about 1 OmmX O. 5 mm is obtained by forming a powder compact 10A using a paste or using a rod 50 having a flat portion 50a. Suitable for forming.
  • the fine powder of NbO is an Nb compound, it is unlikely to cause a rapid oxidation reaction even if the temperature is relatively high in the atmosphere. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
  • FIGS. 16 to 24 show another example of the solid electrolytic capacitor according to the present invention and an example of the manufacturing method thereof.
  • the same or similar elements as those in the above embodiment are given the same reference numerals.
  • Porous sintered body 1 has Nb compound strength, and is formed of a compound of Nb and 0, Nb and N, or Nb, O, and N, for example, as in Examples 1 to 5 described above. Yes.
  • the porous sintered body 1 has a substantially cylindrical shape.
  • the first anode lead 5A is a wire made of Nb having a diameter of about 100 to 500 ⁇ m, and a part of the wire enters the porous sintered body 1.
  • a step 50c is formed on the first anode lead 5A.
  • a rod 50 and a paste 10 are prepared.
  • the rod 50 is a wire made of Nb and having a diameter of about 500 m.
  • Paste 10 is a mixture of fine Nb powder in a binder. This fine Nb powder is formed, for example, by vapor phase growth.
  • the rod 50 is moved downward in the figure, and the portion near the lower end thereof is immersed in the paste 10.
  • the binder 10 is subjected to binder removal, doping, and sintering.
  • This driving includes a solid phase diffusion method and a gas phase diffusion method.
  • an oxide film having a high O concentration such as NbO having a higher O concentration than NbO, is formed in advance on the surface of the target metal, and O atoms in this oxide film are transferred to other parts of the target metal. Diffuse into
  • the gas phase diffusion method is a method of diffusing in a gas at a high temperature at which the diffusion rate can be relatively increased, for example, at a relatively low O concentration.
  • production by a solid phase diffusion method in which a high-concentration oxide film or the like is formed on the surface is easier.
  • the method by vapor phase diffusion is difficult to control conditions, but uniform diffusion The quality is excellent.
  • FIG. 23 shows the temperature history in the solid phase diffusion method.
  • an integrated product of the rod 50 and paste 10 is placed in a diffusion furnace or the like. And keep it at about 200 ° C for about 100 minutes in a vacuum. This removes the binder contained in paste 10.
  • a doping gas is mixed in the atmosphere at a predetermined concentration.
  • O, CO, CO, NO, NO, etc. which are gases that can be doped with O
  • the doping gas may be diluted with an inert gas such as He, Ne, or Ar.
  • the furnace temperature is kept at about 300-400 ° C for about 80 minutes. As a result, an NbO oxide film is formed on the surface of the fine Nb powder contained in paste 10.
  • the sintering temperature may be about 1150 to 1600 ° C depending on the shape of the Nb fine powder. Thereby, the powder compact made of NbO and the rod 50 are sintered. Since the sintering temperature is as high as about 1400 ° C., the bonding strength between the powder compact and the rod 50 can be increased.
  • the rod 50 is cut at a position near the tip, so that a part of the first anode lead 5A is obtained as shown in FIG. As a result, a porous sintered body 1 having NbO force that has entered is obtained. Thereafter, the solid electrolytic capacitor A2 shown in FIG. 16 is obtained through a known process.
  • the solid electrolytic capacitor A2 can be reduced in size and capacity.
  • the porous sintered body 1 can be made very small by attaching the paste 10 to the tip portion of the rod 50.
  • the diameter of the porous sintered body 1 is about lmm.
  • the fine powder of Nb contained in the paste 10 is very fine because it is produced by the vapor phase growth method.
  • the fine powder of Nb agglomerates and the force density increases.
  • the porous sintered body 1 has a high density.
  • the solid electrolytic capacitor A2 is suitable for a large capacity.
  • the Nb compound fine powder, porous sintered body, and solid electrolytic capacitor according to the present invention are not limited to the above-described embodiments.
  • the specific configuration of each part of the solid electrolytic capacitor according to the present invention can be varied in design in various ways. Further, the method for producing the fine powder of Nb compound, the porous sintered body, and the solid electrolytic capacitor according to the present invention can be variously changed.
  • the above-described configuration of the solid electrolytic capacitor is an example of the solid electrolytic capacitor according to the present invention, and the structure thereof is not limited.
  • the Nb compound fine powder according to the present invention can be used in solid electrolytic capacitors of any structure, including the solid electrolytic capacitor in the conventional example shown in FIG. 25, and these are included in the solid electrolytic capacitor according to the present invention.
  • the size of the above-mentioned solid electrolytic capacitor is increased, a large-capacity solid electrolytic capacitor that cannot be achieved by conventional techniques can be realized.

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Abstract

　Ｎｂ化合物の微粉末は、ＮｂｘＯｙ、ＮｂｘＮｚ、またはＮｂｘＯｙＮｚで表される組成を有する。上記Ｎｂ化合物の微粉末は、Ｎｂの電気伝導度の１／１０以上である電気伝導度を有している。上記Ｎｂ化合物の微粉末を用いて、固体電解コンデンサの製造に供される多孔質焼結体が製造される。このような固体電解コンデンサは、小型化および大容量化の両立を図ることが可能である。

Description

Nb化合物の微粉末およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、 Nb化合物の微粉末およびその製造方法に関する。また本発明は、 Nb 化合物の微粉末からなる多孔質焼結体、および、この多孔質焼結体を利用してなる 固体電解コンデンサに関する。
背景技術
[0002] 図 25は、下記の特許文献 1に開示された、従来の固体電解コンデンサを示してい る。同図に示された固体電解コンデンサ Xは、多孔質焼結体 91を備えている。多孔 質焼結体 91からは、陽極ワイヤ 91aが突出している。陽極ワイヤ 91aは、外部陽極端 子 95Aと導通している。多孔質焼結体 91は、誘電体層 92により覆われており、誘電 体層 92上には、 2つの固体電解質層 93a, 93bが積層されている。固体電解質層 93 a, 93bは、グラフアイト層および銀ペースト層力もなる陰極導体層 94を介して、外部 陰極端子 95Bに導通している。ノ^ケージ榭脂 96は、多孔質焼結体 91などを封止 するためのものである。固体電解コンデンサ Xにおいては、多孔質焼結体 91を Taま たは Nbにより形成することにより、小型化と大容量化とが図られている。
[0003] 一般に、固体電解コンデンサに対する小型化および大容量ィヒの要請は年々強まつ ている。し力しながら、上記従来の固体電解コンデンサ Xの小型化および大容量ィ匕を さらに促進するには、以下のような問題があった。
[0004] まず、固体電解コンデンサ Xのサイズを大きくすることなく大容量ィ匕を図るためには 、 CV値を高める必要がある。 CV値とは、単位質量あたりの静電容量 Cと化成電圧 V との積であり、一般に/ z FVZgを単位として表される。この CV値は、多孔質焼結体 9 1の材料である Taまたは Nbの微粉末の単位質量あたりの表面積に大きく左右される 。上記微粉末の微粒子化を図るほど、単位質量あたりの表面積を増やし、 CV値を高 めることができる。しかし、 Taまたは Nbを使用する限り、その微粒子化には材料固有 の限界があった。
[0005] また、多孔質焼結体 91の材料となる微粉末の微粒子化を図ると、多孔質焼結体 91 を形成する際の焼結温度が低下する。この焼結温度が低すぎると、多孔質焼結体 91 と陽極ワイヤ 91aとの接合強度が不足する。このため、固体電解コンデンサ Xの製造 中に陽極ワイヤ 91aが抜け落ちたり、固体電解コンデンサ Xの使用中に適切な導通 が図れなくなるといったおそれがあった。また、焼結温度が低いと、多孔質焼結体 91 に吸収されたカーボンなどの不純物力 蒸発または昇華するのに必要な温度に達し ない場合がある。このようなことでは、誘電体層 92に欠陥が生じ、固体電解コンデン サ Xの信頼性が著しく低下する。
[0006] さらに、小型化と大容量化とを両立させる観点から、微粒子化が図られた微粉末を 用いて、小型の多孔質焼結体 91を製造することが必要である。しかし、微粒子化され た微粉末は、たとえば加圧成形することが比較的困難である。また、多孔質焼結体 9 1の小型化を図るほど、陽極ワイヤ 91aとの接合が困難となる。
[0007] このように、固体電解コンデンサ Xは、小型化および大容量ィ匕にぉ 、て 、まだ改善 の余地があった。
[0008] 特許文献 1：特開 2002— 289479号公報
発明の開示
[0009] 本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、固体電解コンデンサ の小型化と大容量化との両立を図ることが可能な Nb化合物の微粉末を提供すること をその課題とする。
[0010] 上記課題を解決するため、本発明では次の技術的手段を講じている。
[0011] 本発明の第 1の側面によって提供される Nb化合物の微粉末は、その組成が、 Nbx
Oyで表され、その電気伝導度が、 Nbの電気伝導度の 1Z10以上であることを特徴 としている。
[0012] 好ましくは、上記組成比が、 x= lに対して、 y≤l. 1である。
[0013] 好ましくは、 O濃度が、 8000ppm以上である。なお、本発明においては、上記 Nb 化合物を構成する Nbと Oまたは Nとの割合が規定されて 、る。上記組成比または上 記 O濃度、あるいは後述する N濃度などは、いずれも上記割合を規定するための物 理量である。また、上記 Nb化合物に含まれる O濃度を規定する場合は、上記 Nbィ匕 合物の微粉末の表面から中心にいたるまでの平均濃度を用いている。以下、同様で ある。
[0014] 好ましくは、 O濃度が、 14000ppm以上である。
[0015] 好ましくは、 O濃度が、 24000ppm以上である。
[0016] 好ましくは、 O濃度力 48000ppm以上である。
[0017] 好ましくは、 O濃度力 140000ppm以上である。
[0018] 本発明の第 2の側面によって提供される Nb化合物の微粉末は、その組成が、 Nbx Nzで表され、その電気伝導度が、 Nbの電気伝導度の 1Z10以上であることを特徴と している。
[0019] 好ましくは、上記糸且成比力 x= lに対して、 z≤l. 1である。
[0020] 好ましくは、 N濃度が、 8000ppm以上である。
[0021] 好ましくは、 N濃度が、 14000ppm以上である。
[0022] 好ましくは、 N濃度が、 24000PPm以上である。
[0023] 好ましくは、 N濃度力 48000ppm以上である。
[0024] 好ましくは、 N濃度力 140000ppm以上である。
[0025] 本発明の第 3の側面によって提供される Nb化合物の微粉末は、その組成が、 Nbx OyNzで表され、その電気伝導度が、 Nbの電気伝導度の 1Z10以上であることを特 徴としている。
[0026] 好ましくは上記組成比力 x= lに対して、 y+z≤l . 1である。
[0027] 好ましくは、 O濃度と N濃度との和が、 8000ppm以上である。
[0028] 好ましくは O濃度と N濃度との和力 14000ppm以上である。
[0029] 好ましくは O濃度と N濃度との和力 24000ppm以上である。
[0030] 好ましくは O濃度と N濃度との和力 48000ppm以上である。
[0031] 好ましくは、 O濃度と N濃度との和が、 140000ppm以上である。
[0032] このような構成によれば、 Nb化合物であることにより、上記微粉末のさらなる微粒子 化を図った場合に、焼結温度が極端に低下することを防止可能である。したがって、 上記 Nb化合物の微粉末を固体電解コンデンサの多孔質焼結体の材料として用いれ ば、その高 CVィ匕が可能であり、小型化と大容量化とを図ることができる。また、上記 Nb化合物の微粉末の電気伝導度が、純粋な Nbの電気伝導度の 1Z10以上であれ ば、上記 Nb化合物が絶縁体や、いわゆる半導体には含まれず、導電体の範疇に含 まれていることになる。この Nb化合物の微粉末を固体電解コンデンサに備えられた 多孔質焼結体の材料として用いられた場合に、その低 ESRィ匕を図ることが可能であ り、電気的損失を不当に大きくするおそれがない。したがって、上記多孔質焼結体の 材料として好適である。なお、上記組成比によれば、上記 Nb化合物の電気伝導度を Nbの電気伝導度の 1Z10以上とすることができる。
[0033] 好ましくは、その重量あたり表面積が、 2m2Zg以上である。
[0034] 好ましくは、その重量あたり表面積が、 4m2Zg以上である。
[0035] 好ましくは、その重量あたり表面積が、 8m2Zg以上である。
[0036] 好ましくは、その重量あたり表面積が、 10m2Zg以上である。
[0037] 本発明の第 4の側面によって提供される Nb化合物の微粉末の製造方法は、 Nbの 微粉末を製造する工程と、上記 Nbの微粉末に対して Oをドーピングする工程と、を 有しており、上記 Oをドーピングする工程においては、気相法によるドーピングを施す ことにより、その糸且成が NbxOyで表され、かつ上記糸且成比が x= lに対して y≤l . 1 である Nb化合物の微粉末を製造することを特徴としている。
[0038] 好ましくは、上記 Oをドーピングする工程にぉ 、ては、上記 Nb化合物の微粉末の O 濃度を 8000ppm以上とする。
[0039] 好ましくは、上記 Oをドーピングする工程にぉ 、ては、上記 Nb化合物の微粉末の O 濃度を 14000ppm以上とする。
[0040] 好ましくは、上記 Oをドーピングする工程にぉ 、ては、上記 Nb化合物の微粉末の O 濃度を 24000ppm以上とする。
[0041] 好ましくは、上記 Oをドーピングする工程にぉ 、ては、上記 Nb化合物の微粉末の O 濃度を 48000ppm以上とする。
[0042] 好ましくは、上記 Oをドーピングする工程にぉ 、ては、上記 Nb化合物の微粉末の O 濃度を 140000ppm以上とする。
[0043] 本発明の第 5の側面によって提供される Nb化合物の微粉末の製造方法は、 Nbの 微粉末を製造する工程と、上記 Nbの微粉末に対して Nをドーピングする工程と、を 有している。上記 Nをドーピングする工程においては、気相法によるドーピングを施 すことにより、その組成が NbxNzで表され、かつ上記組成比が x= lに対して z≤l.
1である Nb化合物の微粉末を製造することを特徴としている。
[0044] 好ましくは、上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N 濃度を 8000ppm以上とする。
[0045] 好ましくは、上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N 濃度を 14000ppm以上とする。
[0046] 好ましくは、上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N 濃度を 24000ppm以上とする。
[0047] 好ましくは、上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N 濃度を 48000ppm以上とする。
[0048] 好ましくは、上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N 濃度を 140000ppm以上とする。
[0049] 本発明の第 6の側面によって提供される Nb化合物の製造方法は、 Nbの微粉末を 製造する工程と、上記 Nbの微粉末に対して Oと Nとをドーピングする工程と、を有し ており、上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、気相法によるドーピングを施 すことにより、その組成が NbxOyNzで表され、かつ、上記組成比が x= lに対して y
+ z≤l. 1である Nb化合物の微粉末を製造することを特徴としている。
[0050] 好ましくは上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末 の O濃度と N濃度との和を 8000ppm以上とする。
[0051] 好ましくは、上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉 末の O濃度と N濃度との和を 14000ppm以上とする。
[0052] 好ましくは、上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉 末の O濃度と N濃度との和を 24000ppm以上とする。
[0053] 好ましくは、上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉 末の O濃度と N濃度との和を 48000ppm以上とする。
[0054] 好ましくは、上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉 末の O濃度と N濃度との和を 140000ppm以上とする。
[0055] 好ましくは、上記 Nbの微粉末を製造する工程においては、その重量あたり表面積 を、本発明の第 1ないし第 3の側面により提供される Nb化合物の微粉末の好ましい 実施形態に記載の値とする。
[0056] このような構成によれば、本発明の第 1ないし第 3の側面によって提供される Nbィ匕 合物の微粉末を適切に製造することができる。
[0057] 好ましくは、上記ドーピングする工程は、上記 Nbの微粉末の表面に Nb Oが生じる
2 5 温度、および上記 Nbの微粉末に焼結現象が生じる温度、のいずれよりも低い温度に おいて、上記 Nbの微粉末の表面に Nb Oの酸ィ匕膜を生じない酸素濃度において行
2 5
う。上記ドーピングする工程における温度は、焼結現象が生じない範囲で、できるか ぎり高い温度とすることが好ましい。また、拡散過程において、 Nbの微粉末の表層と 内部との Oや Nの濃度差が小さい状態で拡散を行うことが均質ィ匕に好ましい。このた め、上記拡散には、できる限り長い時間をかけることが望ましい。
[0058] 好ましくは、上記ドーピングする工程においては、上記ドーピングを実施するための ドーピング用のガスの濃度と雰囲気温度とを徐々に上げる。このような構成によれば 、0原子または N原子を気相拡散により適切に拡散させることができる。
[0059] 好ましくは、上記 Nbの微粉末を製造する工程の後、上記ドーピングする工程の前 に、上記 Nbの微粉末の表面に、その組成が NbxOyで表され、その組成比が x= l に対して yく 2. 5である Nb酸ィ匕物カゝらなる酸ィ匕膜を気相酸ィ匕により形成する工程を さらに有し、上記ドーピングする工程においては、焼結現象が生じない温度において 上記酸化膜から上記各微粉末内部に Oを熱拡散させる。このような構成によれば、上 記酸ィ匕膜の形成厚さを調節することにより、 O濃度を適切に制御することができる。
[0060] 好ましくは、上記 Nb酸化物における組成比力 x= lに対して y≤2. 0である。
[0061] 好ましくは、上記 Nb酸化物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 5である。
[0062] 好ましくは、上記 Nb酸化物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 0である。
[0063] 好ましくは、上記 Nbの微粉末を製造する工程においては、気相成長法を用いる。
このような構成によれば、上記 Nbの微粉末のさらなる微粒子化に好適である。また、 従来は、 Nbなどの微粉末の内部まで均質にドーピングするには、高い温度で長時間 拡散させることが必要であった。しかし、気相成長法を用いることにより、上記 Nbの微 粉末は、粒子の円筒形の直径がたとえば 0. 1〜0. 8 /z m程度の円筒形のものとして 仕上げられる。このため、上記 Nbの微粉末の表面から内部までの距離が格段に短く なる。拡散時間は距離の 2乗に比例するため、従来よりも短時間で拡散を行うことが できる。これにより、製造工程の効率ィ匕に有利であるとともに、上記 Nb化合物の均質 化を図ることも可能である。
[0064] 好ましくは、上記 Nbの微粉末を製造する工程の開始から上記ドーピングする工程 の終了までの間、上記 Nbの微粉末を大気から隔離する。このような構成によれば、 上記 Nbの微粉末が不当に酸ィ匕されることがな!、。
[0065] 好ましくは、上記ドーピングする工程の後に、上記 Nb化合物の組成比を調整する ための、水素を用いた還元工程をさらに有する。このような構成によれば、たとえば、 o濃度が所望の値よりも大きくなつた場合に、この o濃度を適切な値に低下させること ができる。
[0066] 本発明の第 7の側面によって提供される多孔質焼結体は、固体電解コンデンサの 製造に用いるための多孔質焼結体であって、本発明の第 1ないし第 3の側面のいず れかによつて提供される Nb化合物の微粉末が用いられて 、ることを特徴として 、る。
[0067] 本発明の第 8の側面によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属力 な る多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、上記誘電 体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、を備える固体電解コンデンサであって
、本発明の第 7の側面によって提供される多孔質焼結体が用いられていることを特徴 としている。
[0068] このような構成によれば、上記固体電解コンデンサの高 CVィ匕を図ることが可能であ り、小型化と大容量化とに適している。
[0069] 好ましくは、その CV値が、 10万 μ FZg以上である。
[0070] 好ましくは、その CV値が、 20万 μ FZg以上である。
[0071] 好ましくは、その CV値が、 30万 μ FZg以上である。
[0072] 好ましくは、その CV値が、 40万 μ FZg以上である。
[0073] 好ましくは、その CV値が、 50万 μ FZg以上である。
[0074] 好ましくは、その CV値が、 70万 μ FZg以上である。
[0075] 好ましくは、その CV値が、 80万 μ FZg以上である。 [0076] 好ましくは、その CV値が、 100万 FZg以上である。
[0077] 本発明の第 9の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作 用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体 層と、上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、を備える固体電解コン デンサの製造方法である。この製造方法は、 Nbの微粉末を用いて粉末成形体を形 成する工程と、上記粉末成形体に対して気相法を用いて Oをドーピングすることによ り、上記粉末成形体を形成する Nbの微粉末を、その組成が NbxOyで表され、かつ 、上記組成比が x= lに対して y≤l. 1である Nb化合物の微粉末とする工程と、上記 ドーピングする工程の後に、上記粉末成形体を焼結する工程と、を有する。
[0078] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度を 8000ppm以上とする。
[0079] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度を 14000ppm以上とする。
[0080] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度を 24000ppm以上とする。
[0081] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度を 48000ppm以上とする。
[0082] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度を 140000ppm以上とする。
[0083] 本発明の第 10の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作 用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体 層と、上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、を備える固体電解コン デンサの製造方法である。この製造方法は、 Nbの微粉末を用いて粉末成形体を形 成する工程と、上記粉末成形体に対して気相法を用いて Nをドーピングすることによ り、上記粉末成形体を形成する Nbの微粉末を、その組成が NbxNzで表され、かつ、 上記組成比が x= lに対して z≤l. 1である Nb化合物の微粉末とする工程と、上記ド 一ビングする工程の後に、上記粉末成形体を焼結する工程と、を有する。
[0084] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の N濃度を 8000ppm以上とする。
[0085] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の N濃度を 14000ppm以上とする。
[0086] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の N濃度を 24000ppm以上とする。
[0087] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の N濃度を 48000ppm以上とする。
[0088] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の N濃度を 140000ppm以上とする。
[0089] 本発明の第 11の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作 用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体 層と、上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、を備える固体電解コン デンサの製造方法である。この製造方法は、 Nbの微粉末を用いて粉末成形体を形 成する工程と、上記粉末成形体に対して気相法を用いて Oと Nとをドーピングするこ とにより上記粉末成形体を形成する Nbの微粉末を、その組成が NbxOyNzで表され 、かつ、上記組成比が x= lに対して y+z≤l. 1である Nb化合物の微粉末とするェ 程と、上記ドーピングする工程の後に、上記粉末成形体を焼結する工程と、を有する
[0090] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程にぉ 、て、上記 Nb化合物の微粉 末の O濃度と N濃度との和を 8000ppm以上とする。
[0091] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度と N濃度との和を 14000ppm以上とする。
[0092] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度と N濃度との和を 24000ppm以上とする。
[0093] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度と N濃度との和を 48000ppm以上とする。
[0094] 好ましくは、上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微 粉末の O濃度と N濃度との和を 140000ppm以上とする。 [0095] 好ましくは、上記 Nbの微粉末としては、その重量あたり表面積が、本発明の第 1な いし第 3の側面により提供される Nb化合物の微粉末の好ましい実施形態に記載の 値であるものを用いる。
[0096] このような構成によれば、高 CV化を図るのに適した多孔質焼結体を有する固体電 解コンデンサを適切に製造することができる。
[0097] 好ましくは、上記ドーピングする工程は、上記粉末成形体の表面に Nb Oが生じる
2 5 温度、および上記粉末成形体に焼結現象が生じる温度、のいずれよりも低い温度に おいて、上記粉末成形体の表面に Nb Oの酸ィ匕膜を生じない酸素濃度において行
2 5
う。このような構成によれば、気相拡散を適切に行うことができる。
[0098] 好ましくは、上記ドーピングする工程においては、上記ドーピングを実施するための ドーピング用のガスの濃度と雰囲気温度とを徐々に上げる。
[0099] 好ましくは、上記粉末成形体を形成する工程の後、上記ドーピングする工程の前に 、上記粉末成形体の表面に、その組成が NbxOyで表され、その組成比が x= lに対 して yく 2. 5である Nb酸ィ匕物カゝらなる酸ィ匕膜を気相酸ィ匕により形成する工程をさらに 有し、上記ドーピングする工程においては、焼結現象が生じる温度よりも低い温度に おいて上記酸化膜から上記粉末成形体を構成する各粉末内部に Oを熱拡散させる 。このような構成によれば、 O濃度を制御するのに有利である。
[0100] 好ましくは、上記 Nb酸化物における組成比力 x= lに対して y≤2. 0である。
[0101] 好ましくは、上記 Nb酸ィ匕物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 5である。
[0102] 好ましくは、上記 Nb酸化物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 0である。
[0103] 好ましくは、上記粉末成形体を形成する工程は、上記 Nbの微粉末およびバインダ を含むペーストを用いて行う。このような構成によれば、上記ペーストに含まれていた Nbの微粉末を高密度に凝集させることができる。
[0104] 本発明の第 12の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作 用金属からなるロッドに Nbまたは Nb化合物の微粉末およびバインダを含むペースト を付着させる処理と、上記バインダを除去する処理と、を含む Nbまたは Nb化合物の 粉末成形体を形成する工程を有する。
[0105] このような構成によれば、上記 Nbまたは Nb化合物の粉末成形体を高密度に仕上 げることができる。一般に、粒径が小さい微粉末は、いったん水分を含ませた後に乾 燥すると、その力さ密度は格段に高くなる。上記ペーストに含まれる上記バインダを 加熱することなどにより除去すると、この過程において Nbまたは Nb化合物の微粉末 が互いに凝集する。これにより、力さ密度が非常に大きい Nbまたは Nb化合物の粉末 成形体を形成することができる。
[0106] 好ましくは、上記ノインダを付着させる処理は、上記ロッドを Nbまたは Nb化合物の 微粉末およびバインダを含むペースト内に浸漬させた後に、上記ロッドを上記ペース トから引き抜くことにより行う。このような構成によれば、小サイズの多孔質焼結体を適 切に製造することができる。
[0107] 好ましくは、上記ロッドは Nbからなる。このような構成によれば、 Nb化合物の微粉末 とともに焼結させるのに好適である。
[0108] 本発明の第 13の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、 Nb 化合物の粉末成形体を形成する工程と、弁作用金属からなるロッドに上記粉末成形 体を接合する工程と、を有している。上記接合する工程においては、上記ロッドに Nb または Nb化合物を含むペーストを用いて上記粉末成形体を接合する。
[0109] 好ましくは、上記粉末成形体は、本発明の第 1ないし第 3の側面のいずれかによつ て提供される Nb化合物の微粉末を用いて形成される。、上記ロッドは、 Nbカゝらなり、 上記ペーストは、本発明の第 1ないし第 3の側面のいずれかによつて提供される Nb 化合物の微粉末と Nbの微粉末との混合物を含む。このような構成によれば、上記口 ッドと上記粉末成形体とが、上記ペーストを介することにより、強い接合強度で焼結さ れる。
[0110] 好ましくは、 Nb化合物の微粉末と Nbの微粉末との混合物は、 Nbの微粉末が 0. 1 〜50%の割合で混合されている。このような構成によれば、上記ロッドと上記多孔質 焼結体との接合強度を高めるのに好適である。
[0111] 好ましくは、上記接合する工程の前に、断面円形状のワイヤの一部をその半径方 向において加圧成形することにより、平坦部を有する上記ロッドを形成する工程をさ らに有し、上記接合する工程においては、上記平坦部に対して上記粉末成形体を接 合する。 [0112] 好ましくは、上記ロッドの上記平坦部に対して折り曲げ加工を施すことにより、段差 部を形成する工程をさらに有する。
[0113] 本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明 によって、より明ら力となろう。
図面の簡単な説明
[0114] [図 1]本発明に係る Nb化合物の製造方法の一例における温度履歴を示すグラフで ある。
[図 2]本発明に係る Nb化合物の製造方法の他の例における温度履歴を示すグラフ である。
[図 3]本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示す全体斜視図である。
[図 4]図 3の IV— IV線に沿う断面図である。
[図 5]図 4の部分拡大概念図である。
[図 6]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例に用いるロッドの全体斜視 図である。
[図 7]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例における、ロッドのプレスカロ ェを示す全体斜視図である。
[図 8]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例における、ロッドの打ち抜き 加工を示す全体斜視図である。
[図 9]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例における、ロッドの折り曲げ 加工を示す全体斜視図である。
[図 10]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例における、ペーストの塗布 工程を示す全体斜視図である。
[図 11]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例における、粉末成形体の付 着工程を示す全体斜視図である。
[図 12]図 11の ΧΠ—ΧΠ線に沿う断面図である。
[図 13]図 12の要部拡大図である。
[図 14]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例における、固体電解質層の 形成工程を示す全体斜視図である。 [図 15]図 3に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例における、第 1陽極リードお よび陰極リードの取り付け工程を示す全体斜視図である。
[図 16]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例を示す断面図である。
[図 17]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例に用いるロッドとペーストと を示す断面図である。
[図 18]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例において、ロッドをペース トに浸漬させる工程を示す断面図である。
[図 19]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例において、ロッドをペース トから引き上げる工程を示す断面図である。
[図 20]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例において、ロッドにペース トを付着させた状態を示す全体斜視図である。
[図 21]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例における、ロッドの折り曲 げ加工を示す全体斜視図である。
[図 22]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例における、多孔質焼結体 と第 1陽極リードとを示す全体斜視図である。
[図 23]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例における、拡散炉での温 度履歴の一例を示すグラフである。
[図 24]図 16に示す固体電解コンデンサの製造工程の一例における、拡散炉での温 度履歴の他の例を示すグラフである。
[図 25]従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0115] 以下、本発明の好ましい実施の形態につき、具体的に説明する。下記の表 1は、本 発明の第 1〜第 6実施例に基づく Nb化合物の微粉末の組成及び単位重量あたりの 表面積を示す。この表には、組成に関して 3種類の化合物、すなわち、 Nb及び Oか らなる化合物、 Nb及び N力 なる化合物、 Nb、 O及び N力 なる化合物、が記載され ている。
[0116] [表 1] 重量あたり表面積
No. 組成 [mVg]
実施例 1 NbO 2
実施例 2 NbO 4
実施例 3 NbN 6
実施例 4 NbN 8
実施例 5 NbiOo.eNo.3 10
実施例 6 NbiOo.eNo.3 12
[0117] 実施例 1は、 Nbと Oとの比が 1： 1である Nb化合物の微粉末である。この微粉末の 重量あたり表面積は、 2m2Zgである。このような Nb化合物の微粉末は、固体電解コ ンデンサの多孔質焼結体の材料として用いた場合に、この多孔質焼結体の高 CVィ匕 を図るのに適している。具体的には、上記多孔質焼結体の製造工程において、上記 Nb化合物の微粉末とバインダとを含むペーストを用意する。そして、このペースト中 のバインダを蒸発等で除去することにより高密度な粉末成形体を形成することができ る。一般に、粒径が小さい微粉末は、いったん水分を含ませた後に乾燥すると、かさ 密度が格段に高くなる。上記ペーストに含まれる上記ノ インダを加熱することなどに より除去すると、この過程において Nb化合物の微粉末が互いに凝集する。これにより 、力さ密度が非常に大きい Nb化合物の粉末成形体を形成することができる。実施例 1の Nb化合物の微粉末は、単位重量あたりの表面積が 2m2/gと比較的大きぐこれ は微粉末の粒径が小さいことによる。したがって、上記多孔質焼結体を高密度に仕 上げることが可能であり、その高 CVィ匕に適してる。
[0118] 実施例 1の Nb化合物の微粉末は、以下のようにして製造される。まず、粉砕による 手法や、 Na, Ca, Mgを用いた還元による手法などを用いて Nbの微粉末を製造する 。実施例 1においては、上記 Nbの微粉末の重量あたり表面積を 2m2Zg程度とする。
[0119] 次に、上記 Nbの微粉末に対して、 Oをドーピングする。上記 Nbの微粉末を大気か ら隔離した状態で、雰囲気にドーピング用のガスを所定濃度で混入する。上記ドーピ ング用のガスとしては、 Oをドーピングし得るガスである O、 CO、 CO、 NO、 NOな
2 2 2 どを用いる。また、 Arなどを用いてこれらのガスを適宜希釈してもよい。
[0120] 実施例 1では、固相拡散により Oのドーピングを行う。図 1は、固相拡散によるドーピ ングにおける温度履歴を示している。まず、 80分程度の間、上記 Nbの微粉末を 300 〜400°C程度に保つ。これにより上記 Nbの微粉末の表面には、 Nbの酸ィ匕物からな る酸化膜が形成される。この Nbの酸ィ匕物は、その組成が NbxOy(x, y>0)で表され 、その糸且成比力 x= lに対して y< 2. 5である。なお、この糸且成比としては、 y≤2. 0 、y≤l. 5としてもよい。さらに目的とする Nb化合物の Oの組成比が Nbの組成比 1に 対して 1よりも小さい場合には、 y≤l. 0としてもよい。この酸ィ匕膜の厚さは、 1000A 程度とする。続いて、上記ドーピング用のガスを排気して真空とした状態で、 80分程 度の間、上記 Nbの微粉末を 700°C程度に保つ。これにより、上記酸化膜に含まれる O原子が、上記 Nbの微粉末の各粒子の内部へと拡散し、 Nb化合物である NbOの 微粉末が得られる。
[0121] 上記処理温度は、いずれも Nbに焼結現象が生じる温度よりも十分低い。したがつ て、ドーピングを行う間に Nbの微粉末が焼結してしまうおそれがない。また気相成長 法を行った容器内にぉ 、て Oのドーピングを行えば、上記 Nbの微粉末を大気から容 易に隔離することができる。これとは異なり、気相成長法を行った容器から上記 Nbの 微粉末を、たとえば拡散炉などに移した後に、 Oのドーピングを行ってもよい。この場 合、上記 Nbの微粉末が大気と触れることを防止するために、気密容器などを用いて 、上記 Nbの微粉末を上記拡散炉へと移すことが好ましい。
[0122] また、従来は Nbの微粉末の内部まで均質にドーピングするには、高い温度で長時 間拡散させることが必要であった。しかし、実施例 1においては気相成長法を用いる ことにより、上記 Nbの微粉末は、粒子の円筒形の直径がたとえば 0. 1〜0. 8 μ Μ 度の円筒形のものとして仕上げられる。このため、上記 Nbの微粉末の表面から内部 までの距離が短くなる。拡散時間は距離の 2乗に比例するため、従来よりも短時間で 拡散を行うことができる。これにより、製造工程の効率ィ匕に有利であるとともに、 NbO の微粉末の均質ィ匕を図ることも可能である。
[0123] 上記酸化膜の厚さが厚すぎると、上記 Nbと Oとの組成比力 たとえば 1 : 1. 5になる 場合がある。このときには、上記拡散処理の後に、水素を用いた還元処理を行う。水 素による還元作用により、 Oの割合を低下させて、 Nbと Oとの組成比を 1 : 1とすること が可能である。
[0124] 実施例 1における NbOの微粉末は、重量あたり表面積が 2m2/gと比較的大きい。
それゆえ、この NbOの微粉末は、後述する固体電解コンデンサに用いられると、その CV値を高めることが可能であり、固体電解コンデンサの小型化および大容量ィ匕を図 ることがでさる。
[0125] なお、後述する固体電解コンデンサの高 CVィ匕を図るには、 Nbと Oとの化合物を N bxOyで表した場合に、 O濃度が、 8000ppm以上であり、かつ、上記組成比が、 x= 1に対して、 y≤l. 1であることが好ましい。さらに、 O濃度を 14000ppm以上、 2400 Oppm以上、 48000ppm以上または 140000ppm以上としてもよ!、。
[0126] 実施例 2は、 Nbと Oとの比が 1： 1である Nb化合物の微粉末である力 重量あたり表 面積が、 4m2/gである点力 実施例 1とは異なっている。また、実施例 2においては 、気相拡散により Oのドーピングを行う。
[0127] 実施例 2の NbOの微粉末を製造するには、まず、気相成長法 (Vapor Phase Growt h)を用いて Nbの微粉末を製造する。気相成長法によれば、製造過程において大気 と隔離され、 Nb以外の不純物がほとんど混入しない。したがって、純度の高い Nbの 微粉末を製造することができる。また、気相成長法は、上記 Nbの微粉末のさらなる微 粒子化に適している。この Nbの微粉末に対して、その温度履歴が図 2に示される気 相拡散によるドーピングを施す。すなわち、上記 Nbの微粉末の雰囲気に、上述した ドーピング用のガスを所定濃度で混入する。次いで、 120分程度の時間をかけて、処 理温度をたとえば 700°C力も 800°Cへと線形的に昇温する。この昇温と並行して、上 記ドーピング用のガスの濃度を徐々に上昇させる。この処理においては、上記ドーピ ング用のガスから上記 Nbの微粉末の各粉末内に O原子が拡散する。所定の処理時 間が経過すると、各粉末内において O濃度がほぼ均一となる。これにより、 NbOの微 粉末が得られる。
[0128] 実施例 3, 4は、いずれも Nbと Nとの組成比が 1： 1である Nb化合物の微粉末である 。それぞれの重量あたり表面積は、 6m2Zgおよび 8m2Zgとされている。これらの Nb Nの微粉末は、上述した実施例 1, 2と同様に、気相成長法により製造した Nbの微粉 末に対して、固相拡散または気相拡散を用いた Nのドーピングを施すことにより製造 することができる。 Nをドーピングし得るドーピング用ガスとしては、 NHを用いればよ
3
い。また、 Nのドーピングにおいて固相拡散による手法を用いる場合には、 700°C程 度の温度で Nbの微粉末の表面に N濃度が高い膜を形成した後に、 1000度程度の 温度でこの膜に含まれる N原子を内部に拡散させればよい。
[0129] なお、後述する固体電解コンデンサの高 CVィ匕を図るには、 Nbと Nとの化合物を N bxNz (z>0)で表した場合に、 N濃度が、 8000ppm以上であり、かつ、上記組成比 力 x= lに対して、 z≤l. 1であることが好ましい。さらに、 N濃度を 14000ppm以上 、 24000ppm以上、 48000ppm以上、または 140000ppm以上としてもよ!/、。
[0130] 実施例 5, 6は、いずれも Nbと Oと Nとの組成比が 1 : 0. 6 : 0. 3である Nb化合物の 微粉末である。それぞれの単位重量あたりの表面積は、 10m2/gおよび 12m2/gで あり、表 1に示された実施例において最大である。実施例 5, 6の Nb化合物の微粉末 は、気相成長法により製造した Nbの微粉末に対して、 Oおよび Nをドーピングするこ とにより行う。
[0131] Oおよび Nをドーピングする手段の一つは、気相拡散を用いるものである。この場合 、ドーピング用のガスとして、 Oをドーピングし得るガスと Nをドーピングし得るガスとを 用いればよい。
[0132] Oおよび Nをドーピングする他の手段は、固相拡散を用いるものである。この場合、 実施例 1で説明したように、まず、 Nbの微粉末の表面に、その組成が NbxOyで表さ れ、その組成比が x= lに対して yく 2. 5である Nb酸ィ匕物力もなる酸ィ匕膜を形成する 。なお、実施例 1での説明と同様に、この組成比としては、 y≤2. 0、 y≤l. 5、あるい は y≤l. 0としてもよい。次いで、真空などの非酸ィ匕環境において Nbの各粒子内に O原子を拡散させる。これに引き続き、 Nのドーピングを行う。 O原子が拡散された Nb 粒子、すなわち Nbと Oとの化合物である粒子内においては、 N原子の拡散が促進さ れる。これにより、 Nbと Oと Nとの化合物力 なる Nb化合物の微粉末が得られる。
[0133] なお、後述する固体電解コンデンサの高 CVィ匕を図るには、 Nbと Oと Nとの化合物 を NbxOyNzで表した場合に、 O濃度と N濃度との和力 8000ppm以上であり、力 つ、上記組成比が、 x= lに対して、 y+z≤l. 1であることが好ましい。さらに、。濃度 と N濃度との禾ロを 14000ppm以上、 24000ppm以上、 48000ppm以上、または 14 OOOOppm以上としてもよ!ヽ。
[0134] 上述した組成比とすることにより、実施例 1〜6の Nb化合物の微粉末は、いずれも その電気伝導度が純粋な Nbの電気伝導度の 1Z10以上となっている。
[0135] 次に、上述した Nb化合物の微粉末からなる多孔質焼結体を用いた固体電解コンデ ンサの一例について説明する。
[0136] 図 3〜図 5は、本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示している。同図に示さ れた固体電解コンデンサ A1は、多孔質焼結体 1、誘電体層 2、固体電解質層 3、陰 極導体層 4、第 1陽極リード 5A、第 2陽極リード 5B、陰極リード 6、およびパッケージ 榭脂 7を備えている。なお、図 4においては、誘電体層 2は省略されている。図 5は、 固体電解コンデンサ A1の微細構造を示す概念図である。固体電解コンデンサ A1は 、そのサイズが縦 1. Omm X横 0. 5mm X厚さ 0. 5mm程度である。
[0137] 多孔質焼結体 1は、扁平な直方体形状であり、第 1多孔質焼結体 1Aと第 2多孔質 焼結体 1Bとを含んでいる。第 1多孔質焼結体 1は、 Nb化合物の微粉末からなる。こ の Nb化合物の微粉末としては、上述した実施例 1〜5の Nb化合物の微粉末を用い ることができる。本実施形態においては、実施例 1の NbOの微粉末が用いられている 。第 2多孔質焼結体 1Bは、第 1多孔質焼結体 1Aと第 1陽極リード 5Aとの間に介在し ている。第 2多孔質焼結体 1Bは、 NbOの微粉末と Nbの微粉末とにより形成されてい る。 Nbの微粉末の割合は、 0. 1〜50%とすることが好ましい。本実施形態において は、 Nbの微粉末の割合は、 30%程度である。
[0138] 誘電体層 2は、 Nb Oからなり、多孔質焼結体 1と固体電解質層 3との間に介在す
2 5
ることによりいわゆる半導体として機能するものである。図 5に示すように、誘電体層 2 は、多孔質焼結体 1と第 1陽極リード 5Aの一部とを覆うように形成されている。図 4に おいては、誘電体層 2は省略されているが、多孔質焼結体 1から第 1陽極リード 5Aの 平坦部 50aおよび段差部 50cにわたる領域力 誘電体層 2により覆われている。
[0139] 固体電解質層 3は、たとえば二酸ィ匕マンガン力もなり、誘電体層 2の大部分を覆うよ うに形成されている。図 5に示すように、固体電解質層 3は、多孔質焼結体 1の微細な 隙間を埋めている。なお、固体電解質層 3としては、二酸ィ匕マンガンに代えて、ポリエ チレンジォキシチォフェンまたはポリピロールなどの導電性ポリマを用いてもよ 、。
[0140] 陰極導体層 4は、固体電解質層 3と陰極リード 6との間に介在しており、たとえばダラ ファイト層および銀ペースト層が積層されたものである。これ〖こより、固体電解質層 3と 陰極リード 6とが導通して 、る。
[0141] 第 1陽極リード 5Aは、 Nbからなる板状部材であり、多孔質焼結体 1と接合されてい る。第 1陽極リード 5Aは、 2つの平坦部 50a, 50dと、その間にある段差部 50cを有し ている。また、後述する固体電解コンデンサ A1の製造方法の説明に用いられる図 1 5から明らかなように、段差部 50cの両側には、 2つの切り欠き部 50bが形成されてい る。平坦部 50aには、第 2多孔質焼結体 1Bが接合されている。平坦部 50dには、第 2 陽極リード 5Bが接合されている。段差部 50cは、図 4に示すように、第 2陽極リードと 陰極リード 6との図中上下方向の位置を略一致させるためのものである。
[0142] 第 2陽極リード 5Bは、たとえば Cuからなる板状部材である。第 2陽極リード 5Bと第 1 陽極リード 5Aの平坦部 50dとは、たとえばレーザ接合されている。第 2陽極リード 5B のうちパッケージ榭脂 7から露出した部分が、外部陽極端子 51となっている。外部陽 極端子 51は、固体電解コンデンサ A1を図外の基板などに実装するために用いられ る。
[0143] 陰極リード 6は、たとえば Cuからなる板状部材であり、陰極導体層 4を介して固体電 解質層 3に接合されている。陰極リード 6のうちノ ッケージ榭脂 7から露出した部分が 、外部陰極端子 61となっている。外部陰極端子 61は、固体電解コンデンサ A1を図 外に基板などに実装するために用いられる。上述した段差部 50cにより、外部陽極端 子 51と外部陰極端子 61とは、図 4における図中上下方向の位置が略一致している。 これにより、図 4における図中上面を実装面として固体電解コンデンサ A1を適切に 実装できる。
[0144] ノ^ケージ榭脂 7は、多孔質焼結体 1、誘電体層 2、固体電解質層 3、陰極導体層 4 、第 1陽極リード 5Aと、第 2陽極リード 5Bおよび陰極リード 6の一部ずつとを覆うことに より、これらを保護するためのものである。ノ ッケージ榭脂 7は、たとえばエポキシ榭脂 製である。 [0145] 次に、固体電解コンデンサ Alの製造方法の一例について、図 6〜図 15を参照して 説明する。
[0146] まず、図 6に示すように、ロッド 50を用意する。ロッド 50は、 Nb力もなる直径 150 μ m程度のワイヤである。
[0147] 次に、図 7に示すように、ロッド 50の先端に平坦部 50aを形成する。平坦部 50aの 形成は、たとえば、ロッド 50の先端部分をプレスカ卩ェすることにより行う。平坦部 50a の幅は 400 μ m程度とする。
[0148] また、図 8に示すように平坦部 50aの両側に 2つの切り欠き部 50bを形成する。 2つ の切り欠き部 50bの形成は、たとえば打ち抜き加工により行う。
[0149] 平坦部 50aおよび 2つの切り欠き部 50bを形成した後は、図 9に示す段差部 50cを 形成する。 2つの切り欠き部 50bを挟む部分を支持し、互いに平坦部 50aの厚さ方向 に離間させるように折り曲げ力卩ェを施す。これにより、段差部 50cと、段差部 50cに繋 がる平坦部 50dが形成される。
[0150] 次いで、図 10に示すように、平坦部 50aにペースト 10Bを塗布する。ペースト 10B は、 NbOの微粉末と Nbの微粉末との混合物をバインダに混濁させたものである。上 記 NbOの微粉末と Nbの微粉末との混合物における上記 Nbの微粉末の割合は、 0.
1〜50%であることが好ましい。本実施形態においては、上記 Nbの微粉末の割合を
、 30%程度とする。
[0151] 平坦部 50a上に塗布したペースト 10Bに対して、図 11および図 12に示すように Nb Oの粉末成形体 10Aを付着させる。 NbOの粉末成形体 10Aは、上述した実施例 1 の NbOの微粉末力もなる。 NbOの粉末成形体 10Aを形成するには、上記実施例 1 の NbOの微粉末をバインダに混濁させたペーストを用意し、このペーストを矩形状の 型に滴下した後に、上記バインダを蒸発させるなどして取り除くことにより行う。また、 この手法に代えて、実施例 1の NbOの微粉末を加圧成形してもよい。
[0152] 粉末成形体 10Aを付着させた後は、ロッド 50、粉末成形体 10A、およびペースト 1 0Bを一体的に焼結する。この際、粉末成形体 10Aは、比較的微細な微粉末からなる 力 その材質が NbOであるため、たとえば Taや Nbの微粉末と比べて焼結温度が高 い。そのため、微粉末力もなるものとしては、比較的高い温度で焼結することができる 。図 13は、図 12に示された断面図の部分拡大図である。ペースト 10Bは、 NbOの微 粉末 lOBaと Nbの微粉末 lOBbとが混合されている。このうち、 NbOの微粉末 lOBa は、ペースト 10Bの図中上方に付着された粉末成形体 10Aを形成する NbOの微粉 末 lOAaと焼結されやすい。一方 Nbの微粉末 lOBbは、同じく Nb力もなる第 1陽極リ ード 5と焼結されやすい。これらにより、粉末成形体 10Aと第 1陽極リード 5とは、ベー スト 10Bを介して比較的高い接合強度で焼結される。以上の焼結処理により、図 14 に示す第 1多孔質焼結体 1Aおよび第 2多孔質焼結体 1Bが得られる。
[0153] 焼結処理を終えた後は、ロッド 50の先端よりの部分を切断し、不要な部分を除去す る。そして、図 14に示すように、誘電体層 2および固体電解質層 3を形成する。本図 においては、誘電体層 2は微細な層であるため省略されている。誘電体層 2の形成 は、たとえばリン酸水溶液に多孔質焼結体 1、平坦部 50a、および段差部 50cを浸漬 させた状態で化成処理により行う。次いで、多孔質焼結体 1および平坦部 50aに対し てエチレンジォキシチォフェンまたはピロールを含む処理液を用いたィ匕学重合また は電解重合を施すことにより、固体電解質層 3を形成する。なお、硝酸マンガン溶液 を用いれば、二酸化マンガンからなる固体電解質層 3が形成される。
[0154] 誘電体層 2および固体電解質層 3を形成した後は、図 15に示すように、第 2陽極リ ード 5Bおよび陰極リード 6を取り付ける。第 2陽極リード 5Bの取り付けは、平坦部 50d に対してレーザ接合により行う。第 2陽極リード 5Bと平坦部 50dとを重ね合わせた状 態で固定し、図中上方力 第 2陽極リード 5Bの図中上面に対してレーザを照射する 。レーザのエネルギが局所的に与えられることにより、第 2陽極リード 5Bと平坦部 50d の一部ずつが溶着する。 2つの切り欠き部 50bが形成されている部分は、その他の部 分に比べて幅が狭い。これにより、レーザ接合により生じた熱が、固体電解質層 3な どに伝わることを抑制することができる。一方、陰極リード 6は、陰極導体層 4を介して 固体電解質層 3に対して接合する。陰極導体層 4は、たとえばグラフアイト層と銀べ一 スト層とが積層されている。
[0155] この後は、エポキシ榭脂を用いた榭脂成形を行うことによりパッケージ榭脂 7を形成 し、図 3および図 4に示す固体電解コンデンサ A1が得られる。
[0156] 次に、固定電解コンデンサ A1の作用について説明する。 [0157] 本実施形態によれば、固体電解コンデンサ A1の高 CVィ匕を図ることができる。すな わち、多孔質焼結体 1の材質として、実施例 1の NbOの微粉末を用いることにより、 多孔質焼結体 1としても重量あたり表面積が大きいものとなっている。重量あたり表面 積が 2m2/gである NbOの微粉末を用いた場合、固体電解コンデンサ A1の CV値は 、化成電圧が 10Vである化成条件によって、 10万 FVZgとすることができる。この CV値は、従来の固体電解コンデンサの CV値と比べて格段に大きいものである。し たがって、固体電解コンデンサ A1の高 CVィ匕が可能であり、その大容量ィ匕を図ること ができる。なお、多孔質焼結体 1の材質として上述した実施例 2〜5の Nb化合物の微 粉末を用いれば、固体電解コンデンサ A1の CV値を、それぞれ 20万/ z FV/g (実施 例 2)、 30万 μ FV/g (実施例 3)、 40万 μ FV/g (実施例 4)、 50万 μ FV/g (実施 例 5)、 60万/ z FVZg (実施例 6)とすることができる。なお、これらの CV値は、測定条 件、粒子形状、焼結条件、および電極の構成に大きく依存する。したがって、上述し た CV値は、本実施形態における条件下での測定値であり、たとえば、電極などを含 めた固体電解コンデンサの構成に応じて変動する。このような高 CVィ匕を図る一方で 、実施例 1の NbOの微粉末は、その電気伝導度が Nbの電気伝導度の 1Z10以上と 、絶縁体あるいは半導体とは異なり、十分に導電体の範囲に属するものとなっている 。したがって、固体電解コンデンサ A1の低 ESRィ匕を図ることが可能である。
[0158] また、高 CVィ匕により、固体電解コンデンサ A1の小型化を図ることができる。特に、 本実施形態においては、ペーストを用いた粉末成形体 10Aの形成や、平坦部 50aを 有するロッド 50を用いるといった手法により、 1. OmmX O. 5mm程度と非常に小型 の固体電解コンデンサ A1を形成するのに好適である。
[0159] さらに NbOの微粉末は Nb化合物であるため、仮に大気中において比較的高温と されても、急激な酸化反応を起こす可能性が低い。したがって、製造工程の簡便化 が可能である。
[0160] 図 16〜図 24は、本発明に係る固体電解コンデンサの他の例、およびその製造方 法の一例を示している。これらの図においては、上記実施形態と同一または類似の 要素には、同一の符号を付している。
[0161] 図 16に示した固体電解コンデンサ A2は、第 1陽極リード 5Aの一部が多孔質焼結 体 1内に進入して 、る点が、上述した実施形態の固体電解コンデンサ A1と異なって いる。
[0162] 多孔質焼結体 1は、 Nb化合物力 なり、たとえば上述した実施例 1〜5と同様に、 N bと 0、 Nbと N、または Nbと Oと Nとの化合物により形成されている。多孔質焼結体 1 は、略円柱形である。
[0163] 第 1陽極リード 5Aは、直径が 100〜500 μ m程度の Nbからなるワイヤであり、その 一部が多孔質焼結体 1内に進入している。第 1陽極リード 5Aには、段差部 50cが形 成されている。
[0164] 次に、固体電解コンデンサ A2の製造方法の一例について、図 17〜24を参照して 説明する。
[0165] まず、図 17に示すように、ロッド 50とペースト 10とを用意する。ロッド 50は、 Nbから なる直径 500 m程度のワイヤである。ペースト 10は、 Nbの微粉末をバインダに混 濁させたものである。この Nbの微粉末はたとえば気相成長法により形成される。
[0166] 次に、図 18に示すように、ロッド 50を図中下方に移動させて、その下端寄りの部分 をペースト 10内に浸漬させる。
[0167] ロッド 50をペースト 10に浸漬させた状態で所定時間経過した後に、図 19に示すよ うに、ロッド 50を引き上げて、ペースト 10から取り出す。これにより、図 20に示すように 、ロッド 50の一端寄りの部分に、ペースト 10が円筒形状に付着する。
[0168] ペースト 10が垂れてしまわない程度に乾燥した後に、図 21に示すようにロッド 50に 曲げ加工を施す。これにより、段差部 50cを形成する。
[0169] これに引き続き、ペースト 10のバインダ除去、ドーピング、および焼結を行う。このド 一ビングには、固相拡散による手法と気相拡散による手法とがある。固相拡散による 手法は、対象金属の表面に O濃度が高い酸ィ匕膜、たとえば NbOより O濃度が高い N b Oをあらかじめ形成し、この酸化膜中の O原子を対象金属のその他の部分に拡散
2 5
させる手法である。気相拡散による手法は、比較的拡散速度を速めることが可能な高 温下にお!/、て、たとえば O濃度が比較的低 、気体中にお 、て拡散させる手法である 。表面に高濃度の酸ィ匕膜などを形成する固相拡散による手法の方が、一般に製造が 容易である。一方、気相拡散による手法は、条件制御が困難であるが、均一な拡散 が可能であるなど、品質面にすぐれている。
[0170] 図 23は、固相拡散による手法における温度履歴を示している。本図に示すように、 まずロッド 50とペースト 10との一体品を拡散炉などに配置する。そして、真空中にお いて 100分程度の間、 200°C程度に保つ。これにより、ペースト 10に含まれるバイン ダを除去する。次いで、雰囲気にドーピング用のガスを所定濃度で混入する。上記ド 一ビングガスとしては、 Oをドーピングし得るガスである O、 CO、 CO、 NO、 NOなど
2 2 2 を用いる。この際、 He, Ne, Arなどの不活性ガスにより、上記ドーピングガスを希釈 してもよい。そして、 80分程度の間、炉内温度を 300〜400°C程度に保つ。これによ り、ペースト 10に含まれていた Nbの微粉末の表面には、 Nb Oの酸化膜が形成され
2 5
る。この酸ィ匕膜の厚さは、 1000 A程度とする。続いて、上記ドーピング用のガスを排 気して真空とした状態で、 80分程度の間、炉内温度を 700°C程度に保つ。これによ り、上記酸ィ匕膜に含まれる O原子が、上記 Nbの微粉末の各粒子の内部へと拡散し、 Nb化合物である NbOの微粉末が得られる。これで Oのドーピングが完了し、 NbO力 らなる粉末成形体が得られる。これに続いて、 80分程度の間、炉内温度を 1400度 程度に保つ。この焼結温度は、純粋な Nbの微粉末の焼結温度よりも、かなり高い温 度である。これは、上記ドーピングにより Nb化合物である NbOとなっていることによる 。なお、焼結温度は、上記 Nbの微粉末の形状などに応じて、 1150〜1600°C程度と すればよい。これにより、上記 NbOからなる粉末成形体とロッド 50とを焼結する。焼 結温度が 1400度程度と非常に高いため、上記粉末成形体とロッド 50との接合強度 を高めることができる。
[0171] 一方、図 24は、気相拡散による手法を用いた場合の温度履歴を示している。本図 力も理解されるように、気相拡散による手法においては、ノインダを除去した後に、 1 00分程度の時間をかけて、炉内温度を 700°Cから 800°Cまで線形的に昇温させる。 この際、雰囲気には、ドーピング用のガスである O、 CO、 CO、 NO、 NOなど所定
2 2 2 濃度で充填しておく。そして、炉内温度の上昇と並行して、上記ドーピング用のガス の濃度を徐々に上昇させる。これにより、ペースト 10に含まれていた Nbの微粒子内 に O原子が拡散し、 Oのドーピングが行われる。この後は、図 23を参照した説明と同 様に焼結処理を行う。 [0172] 以上の固相拡散または気相拡散によるドーピングおよび焼結を終えた後に、ロッド 50を先端寄りの位置において切断することにより、図 22に示すように、第 1陽極リード 5Aの一部が進入した NbO力 なる多孔質焼結体 1が得られる。この後は、既知のェ 程を経ることにより、図 16に示す固体電解コンデンサ A2が得られる。
[0173] このような実施形態によっても、固体電解コンデンサ A2の小型化と大容量化とを図 ることができる。特に、ロッド 50の先端部分にペースト 10を付着させることにより、多孔 質焼結体 1を非常に小型に仕上げることができる。本実施形態においては、固体電 解コンデンサ A2においては、多孔質焼結体 1の直径が lmm程度とされている。
[0174] また、ペースト 10に含まれる Nbの微粉末は、気相成長法により製造されているため 、きわめて微細である。ペースト 10からバインダが除去される過程においては、 Nbの 微粉末どうしが凝集し、力さ密度が大きくなる。このため、多孔質焼結体 1は、高密度 なものとなる。多孔質焼結体 1が高密度であるほど、高 CVィ匕を図ることができる。この 点においても、固体電解コンデンサ A2は、大容量ィ匕に適している。
[0175] 本発明に係る Nb化合物の微粉末、多孔質焼結体、および固体電解コンデンサは 、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサ の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。また、本発明に係る Nbィ匕 合物の微粉末、多孔質焼結体、および固体電解コンデンサの製造方法は、種々に 変更可能である。
[0176] Nbの微粉末の製造方法としては、気相成長法を用いることが微粒子化に有利であ る力 これに限定されず、粉砕による手法や、 Na, Ca, Mgを用いた還元による手法 などを用いてもよい。
[0177] 上述した固体電解コンデンサの構成は、本発明に係る固体電解コンデンサの一例 であり、その構造は限定されない。図 25に示す従来例における固体電解コンデンサ をはじめ、あらゆる構造の固体電解コンデンサにおいて本発明に係る Nb化合物の微 粉末を用いることが可能であり、これらが本発明に係る固体電解コンデンサに含まれ ることはもちろんである。たとえば、上述した固体電解コンデンサのサイズを大型化す れば、従来技術によっては達成し得な力つた大容量の固体電解コンデンサを実現可 能である。

Claims

請求の範囲
[I] NbxOyで表される組成を有するとともに、 Nbの電気伝導度の 1Z10以上である電 気伝導度を有することを特徴とする、 Nb化合物の微粉末。
[2] 上記組成において、 x= lに対して、 y≤l. 1である、請求項 1に記載の Nb化合物 の微粉末。
[3] O濃度が、 8000ppm以上である、請求項 2に記載の Nb化合物の微粉末。
[4] O濃度が、 14000ppm以上である、請求項 2に記載の Nb化合物の微粉末。
[5] O濃度が、 24000ppm以上である、請求項 2に記載の Nb化合物の微粉末。
[6] O濃度が、 48000ppm以上である、請求項 2に記載の Nb化合物の微粉末。
[7] O濃度が、 140000ppm以上である、請求項 2に記載の Nb化合物の微粉末。
[8] NbxNzで表される組成を有するとともに、 Nbの電気伝導度の 1Z10以上である電 気伝導度を有することを特徴とする、 Nb化合物の微粉末。
[9] 上記組成において、 x= 1に対して、 z≤ 1. 1である、請求項 8に記載の Nb化合物 の微粉末。
[10] N濃度が、 8000ppm以上である、請求項 9に記載の Nb化合物の微粉末。
[II] N濃度が、 14000ppm以上である、請求項 9に記載の Nb化合物の微粉末。
[12] N濃度が、 24000ppm以上である、請求項 9に記載の Nb化合物の微粉末。
[13] N濃度が、 48000ppm以上である、請求項 9に記載の Nb化合物の微粉末。
[14] N濃度が、 140000ppm以上である、請求項 9に記載の Nb化合物の微粉末。
[15] NbxOyNzで表される組成を有するとともに、 Nbの電気伝導度の lZlO以上であ る電気伝導度を有することを特徴とする、 Nb化合物の微粉末。
[16] 上記組成において、 x= lに対して、 y+z≤l. 1である、請求項 15に記載の Nbィ匕 合物の微粉末。
[17] O濃度と N濃度との和が、 8000ppm以上である、請求項 16に記載の Nb化合物の 微粉末。
[18] O濃度と N濃度との和が、 14000ppm以上である、請求項 16に記載の Nb化合物 の微粉末。
[19] O濃度と N濃度との和が、 24000ppm以上である、請求項 16に記載の Nb化合 物の微粉末。
[20] O濃度と N濃度との和が、 48000ppm以上である、請求項 16に記載の Nb化合物 の微粉末。
[21] O濃度と N濃度との和が、 140000ppm以上である、請求項 16に記載の Nb化合物 の微粉末。
[22] 単位重量あたり表面積が、 2m2/g以上である、請求項 1〜21のいずれ力 1つに記 載の Nb化合物の微粉末。
[23] 単位重量あたり表面積が、 4m2Zg以上である、請求項 1〜21のいずれ力 1つに記 載の Nb化合物の微粉末。
[24] 単位重量あたり表面積が、 8m2Zg以上である、請求項 1〜21のいずれかに記載の
Nb化合物の微粉末。
[25] 単位重量あたり表面積が、 10m2Zg以上である、請求項 1〜21のいずれか 1つに 記載の Nb化合物の微粉末。
[26] Nbの微粉末を製造する工程と、
上記 Nbの微粉末に対して Oをドーピングする工程と、
を有しており、
上記 Oをドーピングする工程においては、気相法によるドーピングを施すことにより 、その糸且成が NbxOyで表され、かっこの糸且成において x= lに対して y≤l. 1である Nb化合物の微粉末を製造することを特徴とする、 Nb化合物の微粉末の製造方法。
[27] 上記 Oをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度を 800 Oppm以上とする、請求項 26に記載の製造方法。
[28] 上記 Oをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度を 140 OOppm以上とする、請求項 26に記載の製造方法。
[29] 上記 Oをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度を 240 OOppm以上とする、請求項 26に記載の製造方法。
[30] 上記 Oをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度を 480 OOppm以上とする、請求項 26に記載の製造方法。
[31] 上記 Oをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度を 140 OOOppm以上とする、請求項 26に記載の製造方法。
[32] Nbの微粉末を製造する工程と、
上記 Nbの微粉末に対して Nをドーピングする工程と、
を有しており、
上記 Nをドーピングする工程においては、気相法によるドーピングを施すことにより
、その糸且成が NbxNzで表され、かつ上記糸且成比が x= lに対して z≤l. 1である Nb 化合物の微粉末を製造することを特徴とする、 Nb化合物の微粉末の製造方法。
[33] 上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃度を 800
Oppm以上とする、請求項 32に記載の製造方法。
[34] 上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃度を 140
OOppm以上とする、請求項 32に記載の製造方法。
[35] 上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃度を 240
OOppm以上とする、請求項 32に記載の製造方法。
[36] 上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃度を 480
OOppm以上とする、請求項 32に記載の製造方法。
[37] 上記 Nをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃度を 140
OOOppm以上とする、請求項 32に記載の製造方法。
[38] Nbの微粉末を製造する工程と、
上記 Nbの微粉末に対して Oと Nとをドーピングする工程と、
を有しており、
上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、気相法によるドーピングを施すこと により、その糸且成が NbxOyNzで表され、かつ、この糸且成において x= 1に対して y + z ≤1. 1である Nb化合物の微粉末を製造することを特徴とする、 Nb化合物の微粉末 の製造方法。
[39] 上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度と N濃度との和を 8000ppm以上とする、請求項 38に記載の製造方法。
[40] 上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度と N濃度との和を 14000ppm以上とする、請求項 38に記載の製造方法。
[41] 上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度と N濃度との和を 24000ppm以上とする、請求項 38に記載の製造方法。
[42] 上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度と N濃度との和を 48000ppm以上とする、請求項 38に記載の製造方法。
[43] 上記 Oと Nとをドーピングする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃度と N濃度との和を 140000ppm以上とする、請求項 38に記載の製造方法。
[44] 上記 Nbの微粉末を製造する工程において、前記微粉末の単位重量あたり表面積 を、 2m2Zg以上、 4m2Zg以上、 8m2Zg以上および 10m2Zg以上のうちのいずれか 1つの範囲内とする、請求項 26〜43のいずれ力 1つに記載の製造方法。
[45] 上記ドーピングする工程は、上記 Nbの微粉末の表面に Nb Oが生じる温度、およ
2 5
び上記 Nbの微粉末に焼結現象が生じる温度、のいずれよりも低い温度において、 上記 Nbの微粉末の表面に Nb Oの酸ィ匕膜を生じない酸素濃度において行う、請求
2 5
項 26〜43のいずれ力 1つに記載の製造方法。
[46] 上記ドーピングする工程においては、上記ドーピングを実施するためのドーピング 用のガスの濃度と雰囲気温度とを徐々に上げる、請求項 45に記載の製造方法。
[47] 上記 Nbの微粉末を製造する工程の後、上記ドーピングする工程の前に、上記 Nb の微粉末の表面に、その組成が NbxOyで表され、その組成比が x= lに対して y< 2
. 5である Nb酸化物からなる酸化膜を気相酸化により形成する工程をさら〖こ有し、 上記ドーピングする工程にぉ 、ては、焼結現象が生じな 、温度にぉ 、て上記酸ィ匕 膜から上記各微粉末内部に Oを熱拡散させる、請求項 26〜43のいずれか 1つに記 載の製造方法。
[48] 上記 Nb酸ィ匕物における組成比力 x= lに対して y≤2. 0である、請求項 47に記 載の Nb化合物の微粉末の製造方法。
[49] 上記 Nb酸ィ匕物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 5である、請求項 47に記 載の Nb化合物の微粉末の製造方法。
[50] 上記 Nb酸ィ匕物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 0である、請求項 47に記 載の Nb化合物の微粉末の製造方法。
[51] 上記 Nbの微粉末を製造する工程においては、気相成長法を用いる、請求項 26〜 43のいずれか 1つに記載の製造方法。
[52] 上記 Nbの微粉末を製造する工程の開始から上記ドーピングする工程の終了まで の間、上記 Nbの微粉末を大気から隔離する、請求項 26〜43のいずれか 1つに記載 の製造方法。
[53] 上記ドーピングする工程の後に、上記 Nb化合物の組成比を調整するための、水素 を用いた還元工程をさらに有する、請求項 26〜43のいずれか 1つに記載の製造方 法。
[54] 固体電解コンデンサの製造に用いるための多孔質焼結体であって、請求項 1〜25 の!、ずれか 1つに記載の Nb化合物の微粉末が用いられて 、ることを特徴とする、多 孔質焼結体。
[55] 請求項 54に記載の多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、
上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、
を備える固体電解コンデンサ。
[56] 10万 μ FZg以上である CV値を有する、請求項 55に記載の固体電解コンデンサ。
[57] 20万 μ FZg以上である CV値を有する、請求項 55に記載の固体電解コンデンサ。
[58] 30万 μ FZg以上である CV値を有する、請求項 55に記載の固体電解コンデンサ。
[59] 40万 μ FZg以上である CV値を有する、請求項 55に記載の固体電解コンデンサ。
[60] 50万 μ FZg以上である CV値を有する、請求項 55に記載の固体電解コンデンサ。
[61] 70万 μ FZg以上である CV値を有する、請求項 55に記載の固体電解コンデンサ。
[62] 80万 μ FZg以上である CV値を有する、請求項 55に記載の固体電解コンデンサ。
[63] 100万/ z FZg以上である CV値を有する、請求項 55ίこ記載の固体電解コンデンサ ο
[64] 弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、
上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、を備える固体電解コンデン サの製造方法であって、
Nbの微粉末を用いて粉末成形体を形成する工程と、 上記粉末成形体に対して気相法を用いて Oをドーピングすることにより、上記粉末 成形体を形成する Nbの微粉末を、その組成が NbxOyで表され、かつ、上記組成が x= lに対して y≤l. 1である Nb化合物の微粉末とする工程と、
上記ドーピングする工程の後に、上記粉末成形体を焼結する工程と、を有すること を特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
[65] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度を 8000ppm以上とする、請求項 64に記載の製造方法。
[66] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度を 14000ppm以上とする、請求項 64に記載の製造方法。
[67] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度を 24000ppm以上とする、請求項 64に記載の製造方法。
[68] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度を 48000ppm以上とする、請求項 64に記載の製造方法。
[69] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度を 140000ppm以上とする、請求項 64に記載の製造方法。
[70] 弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、
上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、を備える固体電解コンデン サの製造方法であって、
Nbの微粉末を用いて粉末成形体を形成する工程と、
上記粉末成形体に対して気相法を用いて Nをドーピングすることにより、上記粉末 成形体を形成する Nbの微粉末を、その組成が NbxNzで表され、かつ、上記組成が x= lに対して z≤l. 1である Nb化合物の微粉末とする工程と、
上記ドーピングする工程の後に、上記粉末成形体を焼結する工程と、を有すること を特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
[71] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃 度を 8000ppm以上とする、請求項 70に記載の製造方法。
[72] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃 度を 14000ppm以上とする、請求項 70に記載の製造方法。
[73] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃 度を 24000ppm以上とする、請求項 70に記載の製造方法。
[74] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃 度を 48000ppm以上とする、請求項 70に記載の製造方法。
[75] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の N濃 度を 140000ppm以上とする、請求項 70に記載の製造方法。
[76] 弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、
上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、を備える固体電解コンデン サの製造方法であって、
Nbの微粉末を用いて粉末成形体を形成する工程と、
上記粉末成形体に対して気相法を用いて Oと Nとをドーピングすることにより、上記 粉末成形体を形成する Nbの微粉末を、その組成が NbxOyNzで表され、かつ、上 記組成が x= 1に対して y+z≤ 1. 1である Nb化合物の微粉末とする工程と、 上記ドーピングする工程の後に、上記粉末成形体を焼結する工程と、を有すること を特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
[77] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度と N濃度との和を 8000ppm以上とする、請求項 76に記載の製造方法。
[78] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度と N濃度との和を 14000ppm以上とする、請求項 76に記載の製造方法。
[79] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度と N濃度との和を 24000ppm以上とする、請求項 76に記載の製造方法。
[80] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度と N濃度との和を 48000ppm以上とする、請求項 76に記載の製造方法。
[81] 上記 Nb化合物の微粉末とする工程においては、上記 Nb化合物の微粉末の O濃 度と N濃度との和を 140000ppm以上とする、請求項 76に記載の製造方法。
[82] 上記 Nbの微粉末は、単位重量あたり表面積が、 2m2/g以上、 4m2/g以上、 8m2 Zg以上および 10m2Zg以上のうちのいずれ力 1つの範囲内である、請求項 64〜81 のいずれか 1つに記載の製造方法。
[83] 上記ドーピングする工程は、上記粉末成形体の表面に Nb Oが生じる温度、およ
2 5
び上記粉末成形体に焼結現象が生じる温度、のいずれよりも低い温度において、上 記粉末成形体の表面に Nb Oの酸ィ匕膜を生じない酸素濃度において行う、請求項 6
2 5
4〜81のいずれか 1つに記載の製造方法。
[84] 上記ドーピングする工程においては、上記ドーピングを実施するためのドーピング 用のガスの濃度と雰囲気温度とを徐々に上げる、請求項 83に記載の Nb化合物の製 造方法。
[85] 上記粉末成形体を形成する工程の後であり、上記ドーピングする工程の前に、上 記粉末成形体の表面に、その組成が NbxOyで表され、且つ x= lに対して y< 2. 5 である Nb酸化物からなる酸化膜を気相酸化により形成する工程をさらに有し、 上記ドーピングする工程にぉ 、ては、焼結現象が生じる温度よりも低 、温度にぉ ヽ て、上記酸化膜から上記粉末成形体を構成する各粉末内部に Oを熱拡散させる、請 求項 64〜81のいずれ力 1つに記載の製造方法。
[86] 上記 Nb酸ィ匕物における組成比力 x= lに対して y≤2. 0である、請求項 85に記 載の製造方法。
[87] 上記 Nb酸ィ匕物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 5である、請求項 85に記 載の製造方法。
[88] 上記 Nb酸ィ匕物における組成比力 x= 1に対して y≤ 1. 0である、請求項 85に記 載の製造方法。
[89] 上記粉末成形体を形成する工程は、上記 Nbの微粉末およびバインダを含むぺー ストを用いて行う、請求項 64〜81のいずれか 1つに記載の製造方法。
[90] Nbおよび Nb化合物のうちの ヽずれか一方からなる粉末成形体を形成する工程を 有しており、この工程が、 Nbまたは Nb化合物の微粉末およびバインダを含むペース トを弁作用金属からなるロッドに付着させる処理と、上記バインダを除去する処理と、 を含む、固体電解コンデンサの製造方法。
[91] 上記ペーストを上記ロッドに付着させる処理は、上記ロッドを上記ペーストに浸漬さ せた後に、上記ロッドを上記ペーストから引き抜くことにより行う、請求項 90に記載の 製造方法。
[92] 上記ロッドは、 Nb力もなる、請求項 90に記載の製造方法。
[93] Nb化合物の粉末成形体を形成する工程と、
弁作用金属からなるロッドに上記粉末成形体を接合する工程と、を有しており、 上記接合する工程においては、上記ロッドに Nbおよび Nb化合物の少なくとも一方 を含むペーストを用いて上記粉末成形体を接合することを特徴とする、固体電解コン デンサの製造方法。
[94] 上記粉末成形体は、請求項 1〜25のいずれか 1つに記載の Nb化合物の微粉末を 用いて形成されており、上記ロッドは Nbからなり、上記ペーストは、請求項 1〜25の いずれか 1つに記載の Nb化合物の微粉末と Nbの微粉末との混合物を含む、請求 項 93に記載の製造方法。
[95] 上記 Nb化合物の微粉末と Nbの微粉末との混合物は、上記 Nbの微粉末が 0. 1〜
50%の割合で混合されて 、る、請求項 94に記載の製造方法。
[96] 上記接合する工程の前に、断面円形状のワイヤの一部をその半径方向において加 圧成形することにより、平坦部を有する上記ロッドを形成する工程をさらに有し、 上記接合する工程にぉ ヽては、上記平坦部に対して上記粉末成形体を接合する、 請求項 93〜95のいずれ力 1つに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
[97] 上記ロッドの上記平坦部に対して折り曲げ加工を施すことにより、段差部を形成す る工程をさらに有する、請求項 96に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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