JP4697832B2

JP4697832B2 - ニオブ焼結体、その製造方法及びその焼結体を用いたコンデンサ

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Publication number: JP4697832B2
Application number: JP2001122154A
Authority: JP
Inventors: 一美内藤; 功河邊
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2021-04-20
Also published as: JP2002008952A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容量が大きい割りには漏れ電流値が良好なニオブ焼結体、その焼結体の製造方法、及びその焼結体を用いたコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やパーソナルコンピューター等の電子機器に使用されるコンデンサは、小型大容量のものが望まれている。このようなコンデンサの中でもタンタルコンデンサは、大きさの割には容量が大きく、しかも性能が良好なため好んで使用されている。このタンタルコンデンサの陽極体としてタンタル粉の焼結体が一般的に使用されている。タンタルコンデンサの容量を上げるためには、焼結体質量を増大させる必要がある。
【０００３】
焼結体質量を増大させる方法では、コンデンサの形状が必然的に増大し小型化の要求を満たさない。これらの欠点の解決する研究の一つとして、タンタルより誘電率の大きな材料を用いたコンデンサが考えられている。これらの誘電体の大きい材料としてニオブがある。
【０００４】
特開昭55-157226号公報には、凝集粉から粒径２．０μｍあるいはそれ以下のニオブ微粉末を加圧成形して焼結し、その成形焼結体を細かく裁断し、これにリード部を接合した後再び焼結するコンデンサ用焼結素子の製造方法が開示されている。しかしながら、該公報にはコンデンサ特性について詳細には開示されていない。
【０００５】
米国特許4,084,965号公報には、ニオブインゴットを水素化して粉砕し、５．１μｍのニオブ粉末を得、これを用いたコンデンサが開示されているが、ニオブ焼結体はタンタル焼結体に比べて漏れ電流値が大きいという問題があるため実用性に乏しい。
【０００６】
本発明者等は、ニオブの一部を窒化すること等によりＬＣ値が改善できることを先に提案した（特開平10-242004号公報；米国特許第6,115,235号）。さらに、ＬＣ値を低下させるためには、例えば前述のニオブの焼結体を作製する時の焼結温度を高くすることによって達成できる。しかしながら、焼結温度を高くすると作製した焼結体の質量あたりの容量と焼結体表面に誘電体を形成する時の化成電圧の積（以下ＣＶ値と略する）が小さくなるために、最終的な目標である高ＣＶで低ＬＣというバランスの良いニオブの焼結体を得ることは困難であった。また、高ＣＶのみを意識したニオブ焼結体からコンデンサを作製した場合、ＬＣが特異的に大きなコンデンサが出現する問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、容量が大きい割りに漏れ電流値（ＬＣ値）が良好なニオブ焼結体、その焼結体の製造方法及びその焼結体を用いたコンデンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前述の課題を鋭意検討した結果、ニオブ粉の最高焼結温度における放置時間を特定の時間とするコンデンサ用ニオブ粉に適した特異な焼結方法を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のニオブ粉焼結体、その製造方法及びその焼結体を用いたコンデンサを提供する。
【０００９】
１．ニオブ粉を焼結したニオブ焼結体において、単位質量あたりの容量（Ｃ：単位μＦ／ｇ）と化成電圧（Ｖ：単位Ｖ）の積（ＣＶ）の値が９万μＦ・Ｖ／ｇ以上であって、ニオブ粉の一次粒子の平均粒径（Ｄ₅₀：単位μｍ）と漏れ電流（ＬＣ：単位μＡ／ｇ）との積をＣＶで除した数値が５×１０^-4μｍ・μＡ／（μＦ・Ｖ）以下であるニオブ焼結体。
２．ニオブ粉が、一部窒化されたニオブ粉である前項１に記載のニオブ焼結体。
３．窒素含量が２０質量ｐｐｍ〜２０万質量ｐｐｍである前項２に記載のニオブ焼結体。
４．窒素含量が５００質量ｐｐｍ〜７０００質量ｐｐｍである前項３に記載のニオブ焼結体。
５．ニオブ粉を高温で焼結するニオブ焼結体の製造方法において、５００〜２０００℃の温度にて、最高焼結温度における放置時間を６０〜１５０分にすることを特徴とするニオブ焼結体の製造方法。
【００１０】
６．９００〜１５００℃の温度にて、最高焼結温度における放置時間を８０〜１３０分にする前項５に記載のニオブ焼結体の製造方法。
７．一次粒子の平均粒径が３μｍ以下であるニオブ粉を造粒したニオブ粉を用いる前項５または６に記載のニオブ焼結体の製造方法。
８．一次粒子の平均粒径が３μｍ〜０．１μｍであるニオブ粉を造粒したニオブ粉を用いる前項７に記載のニオブ焼結体の製造方法。
９．ニオブ粉として一部窒化されたニオブ粉を使用する前項５乃至８のいずれかに記載のニオブ焼結体の製造方法。
１０．窒素含量が２０質量ｐｐｍ〜２０万質量ｐｐｍのニオブ粉を使用する前項９に記載のニオブ焼結体の製造方法。
【００１１】
１１．窒素含量が５００質量ｐｐｍ〜７０００質量ｐｐｍのニオブ粉を使用する前項１０に記載のニオブ焼結体の製造方法。
１２．前項１乃至４のいずれかに記載のニオブ焼結体を一方の電極とし、その焼結体表面上に形成された誘電体と、前記誘電体上設けられた他方の電極とから構成されたコンデンサ。
１３．誘電体が、電解酸化により形成した酸化ニオブからなる前項１２に記載のコンデンサ。
１４．他方の電極が、電解液、有機半導体及び無機半導体から選ばれる少なくとも１種の材料である前項１２に記載のコンデンサ。
【００１２】
１５．他方の電極が、有機半導体からなり、該有機半導体がベンゾピロリン四量体とクロラニルからなる有機半導体、テトラチオテトラセンを主成分とする有機半導体、テトラシアノキノジメタンを主成分とする有機半導体、及び下記一般式（１）または（２）
【化２】

（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、互いに同一であっても相違してもよく、各々水素原子、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルコキシ基を表わし、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子を表わし、Ｒ⁵はＸが窒素原子のときのみ存在して水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表わし、Ｒ¹とＲ²及びＲ³とＲ⁴は互いに結合して環状になっていてもよい。）
で示される繰り返し単位を２以上含む重合体にドーパントをドープした電導性高分子を主成分とした有機半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の有機半導体である前項１４に記載のコンデンサ。
１６．有機半導体が、ポリピロール、ポリチオフェン及びこれらの置換誘導体から選ばれる少なくとも１種である前項１５に記載のコンデンサ。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の焼結体を得るための一形態を説明する。
焼結体を作製するための原料となるニオブ粉は、１次粒子の平均粒径が３μｍ以下、好ましくは３μｍ〜０．１μｍの範囲、または平均粒径が１μｍ以下、好ましくは１μｍ〜０．１μｍの範囲がよい。平均粒径が３μｍを超えると本発明の目的の１つである、高ＣＶ特性で低ＬＣ特性を有する焼結体を得ることが困難であるため好ましくない。
【００１４】
ここで、ニオブ粉の平均粒径としては、粒度分布測定器（商品名「マイクロトラック」）を用いて測定したＤ₅₀値（累積質量％が５０質量％に相当する粒径値）を採用することができる。このような平均粒径を有するニオブ粉は、例えばフッ化ニオブ酸カリウムをナトリウムで還元する方法、あるいはニオブインゴットの水素化物を粉砕し脱水素する方法、酸化ニオブを炭素還元により製造する方法等によって得ることができる。例えば、ニオブインゴットの水素化物を粉砕し脱水素化する方法の場合、ニオブインゴットの水素化量と粉砕装置などによる粉砕時間を制御することにより、希望の平均粒径を有するニオブ粉を得ることができる。
【００１５】
本発明のニオブ粉は、前記平均粒径を有する粉体であって、さらに一部窒化されたニオブ粉であることが好ましい。その場合、窒素含量は２０質量ｐｐｍ乃至２０万質量ｐｐｍ（以下質量ｐｐｍを単にｐｐｍと略する）の範囲である。
【００１６】
次に、該ニオブ粉から焼結体を作製し、後記するように該焼結体の表面に誘電体を形成してリン酸水溶液中でＬＣ値を測定した場合、小さいＬＣ値とするには、前記窒素含量は５００ｐｐｍ〜７０００ｐｐｍ、さらに容量が大きい割りに漏れ電流（ＬＣ）値が良好なニオブ焼結体とするには５００ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍにすることが好ましい。ここで窒素含量とは、ニオブ粉に吸着したもの、あるいは単に物理的にドーピングしたものではなく、化学的に窒化したものである。
【００１７】
ニオブ粉の窒化処理は、液体窒化法、イオン窒化法、ガス窒化法などのいずれか、あるいはそれらを組み合わせた方法で実施することができる。このうち、装置が簡便で操作が容易な窒化ガス雰囲気下で行うニオブ粉のガス窒化法が好ましい。このガス窒化方法は、例えば、前記ニオブ粉を窒素雰囲気中に放置することにより行うことができる。この時の窒化する雰囲気温度は２０００℃以下、放置時間は６０時間以内とすることで目的とする窒素含量を有するニオブ粉が得られる。さらにこの処理を高温で行うことにより処理時間を短くすることもできる。
前記ニオブ粉の窒素含量は、被窒化物の粒径測定後、窒化温度と窒化時間を予備実験で確認して容易に管理することができる。
【００１８】
本発明のニオブ粉は、前述したニオブ粉を適当な形状に造粒した後で使用しても良いし、造粒後に未造粒のニオブ粉を適量混合して使用しても良い。造粒方法としては、従来公知の方法が採用できる。例えば、未造粒ニオブ粉を高温真空下に放置して一体化（凝集固化）した後、解砕する方法、あるいは特定のバインダーと未造粒ニオブ粉を混合した後、解砕する方法等が挙げられる。この時に、ニオブ粉とバインダーとの混練りの際には、場合により溶媒を使用しても良い。この場合混練り後に乾燥して解砕する方法が採用される。バインダーとしては一般的にポリビニルアルコール、アクリル樹脂等が用いられる。溶媒としては、アセトン、アルコール類、酢酸ブチル等のエステル類、水等から選択されるものが使用できる。
このようにして造粒したニオブ造粒品は、平均粒径が３００μｍ以下、好ましくは２００μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ〜１μｍにするのがよい。
【００１９】
次に、本発明のニオブ粉を用いた焼結体は、前述したニオブ粉を焼結して製造することができる。例えば、焼結体の１つの製造方法として、ニオブ粉を所定の形状に加圧成形した後、１．３３×１０^-4〜１．３３×１０²Ｐａ（パスカル）で５００℃〜２０００℃、好ましくは９００℃〜１５００℃の範囲で、ニオブ焼結体の最高焼結温度における放置時間が６０〜１５０分、好ましくは８０〜１３０分となるように加熱する。
【００２０】
ここで、ニオブ焼結体の最高焼結温度とは、焼結条件における最高温度を意味する。この最高焼結温度は焼結機器の温度制御変動幅（±２５℃）ならびに最高設定温度±５０℃の範囲内で矩形状、パルス状、三角波状等の形状に自発的に温度を制御する手法で求めた温度でもよい。
【００２１】
ニオブ粉の焼結する温度の下限は、ニオブ粉の平均粒径に依存して変化し、例えば平均粒径が小さいニオブ粉ほど下限温度は下がる。
一方、平均粒径を一定にして焼結温度を変化させた場合、通常焼結温度が低いと作製した焼結体はＣＶ値が大きくなるものの、ＬＣ値が大きくなり、コンデンサの材料としての実用に耐えることが困難である。しかしながら、本発明においては、焼結温度が低くても最高焼結温度における放置時間をコンデンサ用ニオブ焼結体を得るのに好適な６０〜１５０分、好ましくは８０〜１３０分とすることにより、ＣＶ値を少なくとも９万μＦ・Ｖ／ｇ以上で、低ＬＣ、すなわち、ニオブ粉の平均粒径とＣＶ値を加味したＬＣの尺度、Ｄ₅₀・ＬＣ／ＣＶ値を５×１０^-4μｍ・μＡ／（μＦ・Ｖ）以下にすることができる。
【００２２】
一般に、ＬＣ／ＣＶ値は表面積あたりのＬＣ値を表現しているが、同一表面積でも焼結体を構成するニオブの粒径が異なると表面形状が異なり、ＬＣ値が変化するものと予想される。前述したＬＣの尺度、Ｄ₅₀・ＬＣ／ＣＶ値は、このような表面形状を考慮したＬＣの尺度である。該ＬＣの尺度が５×１０^-4μｍ・μＡ／（μＦ・Ｖ）を越える焼結体からコンデンサを作製すると、ＬＣが特異的に大きなコンデンサが出現する可能性があり、好ましくない。
【００２３】
最高焼結温度における放置時間を６０分未満にしたり、１５０分を越えたりさせても目的とする高容量で低ＬＣのニオブ焼結体を得ることはできない。
次に、コンデンサ素子の製造について説明する。
本発明のコンデンサ素子は、前述したニオブ焼結体を一方の電極とし、その表面上に形成された誘電体と、その誘電体上に設けられた他方の電極とから構成される。
【００２４】
まず、ニオブまたはタンタル等の弁作用金属からなる、適当な形状及び長さを有するリードワイヤーを用意し、これを前述したニオブ粉の加圧成形時にリードワイヤーの一部が成形体の内部に挿入させるように一体成形して、リードワイヤーを前記焼結体の引き出しリードとなるように設計して組立てる。
ここでコンデンサの誘電体の好ましい例としては、酸化ニオブからなる誘電体が挙げられる。
【００２５】
なお、本発明で用いる酸化ニオブとはニオブの酸化物の総称であり、ニオブ元素に対する酸素（Ｏ）の結合数は限定されない。例えば、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＮｂＯ₂、ＮｂＯ_x（ｘは1.0〜2.5の範囲）を含む酸化物が挙げられる。
【００２６】
酸化ニオブからなる誘電体は、一方の電極であるニオブ焼結体を電解液中で化成することによって容易に得られる。ニオブ電極を電解液中で化成するには、通常プロトン酸水溶液、例えば０．１％りん酸水溶液または硫酸水溶液を用いて行われる。ニオブ電極を電解液中で化成して酸化ニオブからなる誘電体を得る場合、本発明のコンデンサは電解コンデンサとなり、ニオブ側が陽極となる。
【００２７】
本発明のコンデンサの他方の電極は、格別限定されるものではなく。例えば、アルミ電解コンデンサ業界で公知である電解液、有機半導体、及び無機半導体から選ばれた少なくとも一種の材料（化合物）が好ましく使用できる。
電解液の具体例としては、イソブチルトリプロピルアンモニウムボロテトラフルオライド電解質を５質量％溶解したジメチルホルムアミドとエチレングリコールの混合溶液、テトラエチルアンモニウムボロテトラフルオライドを７質量％溶解したプロピレンカーボネートとエチレングリコールの混合溶液等が挙げられる。
【００２８】
有機半導体の具体例としては、ベンゾピロリン四量体とクロラニルからなる有機半導体、テトラチオテトラセンを主成分とする有機半導体、テトラシアノキノジメタンを主成分とする有機半導体、下記一般式（１）または（２）
【化３】

（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、互いに同一であっても相違してもよく、各々水素原子、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルコキシ基を表わし、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子を表わし、Ｒ⁵はＸが窒素原子のときのみ存在して水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表わし、Ｒ¹とＲ²及びＲ³とＲ⁴は互いに結合して環状になっていてもよい。）
で示される繰り返し単位を２以上含む重合体に、ドーパントをドープした電導性高分子を主成分とした有機半導体が挙げられる。ドーパントには公知のドーパントが制限なく使用できる。
【００２９】
式（１）または（２）で示される繰り返し単位を２以上含む重合体としては、例えば、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポニフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体や共重合体などが挙げられる。中でもポリピロール、ポリチオフェン及びこれらの置換誘導体（例えばポリ（３，４−エチレンジオキソチオフェン）等）が好ましい。
【００３０】
無機半導体の具体例としては、二酸化鉛または二酸化マンガンを主成分とする無機半導体、四三酸化鉄からなる無機半導体などが挙げられる。このような半導体は単独でも、または二種以上組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
上記有機半導体及び無機半導体として、電導度１０^-2Ｓ・ｃｍ^-1〜１０³Ｓ・ｃｍ^-1の範囲のものを使用すると、作製したコンデンサのインピーダンス値がより小さくなり、高周波での容量をさらに一層大きくすることができる。
他方の電極が固体の場合には、その上に外部外出しリード（例えば、リードフレーム）との電気的接触をよくするために、導電体層を設けてよい。
【００３２】
導電体層としては、例えば、導電ペーストの固化、メッキ、金属蒸着、耐熱性の導電樹脂フィルムの形成等により形成することができる。導電ペーストとしては、銀ペースト、銅ペースト、アルミペースト、カーボンペースト、ニッケルペースト等が好ましいが、これらは１種を用いても２種以上を用いてもよい。２種以上を用いる場合、混合してもよく、または別々の層として重ねてもよい。導電ペーストを適用した後、空気中に放置するか、または加熱して固化せしめる。メッキとしては、ニッケルメッキ、銅メッキ、銀メッキ、アルミメッキ等が挙げられる。また蒸着金属としては、アルミニウム、ニッケル、銅、銀等が挙げられる。
【００３３】
具体的には、例えば第二の電極上にアルミペースト、銀ペーストを順次積層し、エポキシ樹脂のような材料で封止してコンデンサが構成される。このコンデンサは、ニオブ焼結体と一体に焼結成形された、または後で溶接されたニオブまたはタンタルリードを有していても良い。
以上のような構成の本発明のコンデンサは、例えば、樹脂モールド、樹脂ケース、金属製の外装ケース、樹脂のディッピング、ラミネートフィルムによる外装などの外装により各種用途のコンデンサ製品とすることができる。
【００３４】
他方の電極が液体の場合には、前記両極と誘電体から構成されたコンデンサを、例えば、他方の電極と電気的に接続した缶に収納してコンデンサが形成される。この場合、ニオブ焼結体の電極側は、前記したニオブまたはタンタルリードを介して外部に導出すると同時に、絶縁性ゴム等により、缶との絶縁がはかられるように設計される。
以上、説明した本発明に従って作製したニオブ焼結体を使用してコンデンサを作製すると、容量が大きく、漏れ電流の良好なコンデンサを得ることができる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例により何ら制限されるものではない。なお、各例における粉体窒素含量、焼結体の容量、焼結体の漏れ電流値（ＬＣ値）の測定、及びチップに加工されたコンデンサの容量は以下の方法で測定した。
【００３６】
（１）粉体の窒素含量
熱伝導度から窒素含量を求めるＬＥＣＯ社製の酸素窒素量測定器を用いて粉体の窒素量を求め、別途測定した粉体の質量との比を窒素含量とした。
【００３７】
（２）焼結体の容量
0.1％リン酸水溶液中８０℃で２００分間化成し、表面に誘電体を形成した後、室温において、３０％硫酸水溶液中に浸漬させた焼結体と硫酸液中に入れたタンタル材の電極との間に、ＨＰ製ＬＣＲ測定器（ヒューレットパッカード社製ＬＣＲメーター）に接続して測定した１２０Ｈｚでの容量を焼結体の容量とした。
【００３８】
（３）焼結体の漏れ電流値（ＬＣ値）
上記（２）のように誘電体を形成した後、室温において、２０％リン酸水溶液中に浸漬させた焼結体と、リン酸水溶液中に入れた電極との間に誘電体作製時の化成電圧の７０％の電圧の直流電圧を３分間印加し続けた後で測定された電流値を、焼結体の漏れ電流値とした。
【００３９】
（４）チップに加工されたコンデンサの容量
ＨＰ製ＬＣＲ測定器で測定した室温１２０Ｈｚでの値であり、その時の漏れ電流値は、定格電圧を１分間印加し続けた後の測定された電流値である。
なお、以下の各例においてＣＶ、ＬＣの値は、各例とも２０個の素子について測定した平均値を示している。
【００４０】
実施例１〜３及び比較例１〜４：
フッ化ニオブ酸カリウムをナトリウム還元して得た平均粒径１μｍのニオブ粉を1050℃、1.33×１０^-4Ｐａの真空下で２０分放置した後、解砕して平均粒径１５０μｍの造粒粉とした。該造粒粉を窒素気流中に３００℃で1.5時間放置し、窒素含量1600質量ｐｐｍの一部が窒化されたニオブ粉とした。該ニオブ粉を0.3ｍｍφのニオブリード線と共に成形し、大きさ1.8×3.5×4.5ｍｍの成形体（ニオブリード線が成形体内部に3.5ｍｍ、外部に６ｍｍ存在する）を得た。このような成形体を複数個（２０×１８個）用意し、最高焼結温度1150℃、1.33×１０^-4Ｐａで表１に示した時間焼結し、焼結体を得た。次いで、0.1％リン酸水溶液中で８０℃、２０Ｖ、２００分間化成することにより、焼結体上に酸化ニオブの誘電体を形成した。
【００４１】
各焼結体のＣＶ値、ＬＣ値及びＤ₅₀・ＬＣ／ＣＶを表１に示した。さらに、誘電体上に酢酸鉛３０％水溶液と過硫酸アンモニウム３０％水溶液の等量混合液を２０回、４０℃で接触させることにより、他方の電極としての二酸化鉛と硫酸鉛の混合物（二酸化鉛９７質量％）を形成した。引き続き、他方の電極上にカーボンペースト、銀ペーストを順次積層し、エポキシ樹脂で封口してコンデンサを作製した。表３に作製したコンデンサ（大きさ7.3ｍｍ×4.3ｍｍ×2.8ｍｍ）の容量、6.3ＶでのＬＣ値を示した。なお、各実施例の値は各例のコンデンサ２０個の平均値であるが、6.3ＶでのＬＣ値測定時に、ＬＣ値が１００μＡを越した試料を省いたものであり、表３にそのようなＬＣ値が１００μＡを越した試料数を付記した。
【００４２】
実施例４〜６及び比較例５〜８：
ニオブインゴットの水素化物の粉砕及び脱水素から得た平均粒径0.7μｍのニオブ粉を９５０℃、1.33×１０^-4Ｐａの真空下で２０分間放置した後、解砕して平均粒径１２０μｍの造粒粉とした。該造粒粉を窒素気流中に３００℃で１．５時間放置し窒素含量2000質量ｐｐｍの一部窒化されたニオブ粉とした。続いて比較例１と同様にして成形した後、最高焼結温度1050℃、1.33×１０^-4Ｐａで表１に示した時間焼結し、焼結体を得た。次いで、比較例１と同様にして化成し、ＣＶ値、ＬＣ値、Ｄ₅₀・ＬＣ／ＣＶ値を求めて表１に示した。さらに、誘電体上に過硫酸アンモニウム１０％水溶液とアントラキノンスルホン酸0.5％水溶液の等量混合液を接触させた後、ピロール蒸気を触れさせる操作を少なくとも５回行うことにより、ポリピロールからなる他方の電極を形成した。その後、比較例１と同様にしてコンデンサを作製した。表３にコンデンサの諸数値を記した。
【００４３】
比較例９〜１２：
最高焼結温度を表２に示したようにした以外は、比較例１と同様にして焼結体及びコンデンサを作製した。焼結体及びコンデンサの諸数値を表２と表４に示した。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【００４６】
【表３】

【００４７】
【表４】

【００４８】
比較例１及び比較例９〜１２を比較すると、焼結温度が高いほどＬＣ値は良好になるものの、ＣＶ値が下がり、作製したコンデンサの容量が急激に低下することがわかる。ＬＣ値とＣＶ値のバランスが良好なもの、すなわち、実際的なコンデンサの数値として、ＬＣが１００μＡをこすものものを含まず、容量が４００μＦ以上の高容量を取るものは、実施例１〜６から明らかなように、最高焼結温度における放置時間を８０〜１３０分として得られる、ＣＶ９万以上、Ｄ₅₀・ＬＣ／ＣＶ値５×１０^-4μｍ・μＡ／（μＦ・Ｖ）以下のニオブ粉を用いたものであることがわかる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明のニオブの焼結体は、５００〜２０００℃の温度にて焼結体を作製する場合の最高焼結温度における放置時間を６０〜１５０分にして得られる、単位質量あたりの容量（Ｃ）と化成電圧（Ｖ）の積（ＣＶ）の値が９万μＦ・Ｖ／ｇ以上で、ニオブ粉の一次粒子の平均粒径（Ｄ₅₀）と漏れ電流（ＬＣ）との積をＣＶで除した数値が５×１０^-4μｍ・μＡ／（μＦ・Ｖ）以下のニオブ焼結体である。
本発明のニオブ焼結体から作製したコンデンサは、容量とＬＣのバランスが極めて良好で、信頼性の良好なコンデンサとなる。

Claims

ニオブ粉を焼結したニオブ焼結体において、単位質量あたりの容量（Ｃ：単位μＦ／ｇ）と化成電圧（Ｖ：単位Ｖ）の積（ＣＶ）の値が９万μＦ・Ｖ／ｇ以上１５万μＦ・Ｖ／ｇ以下であって、ニオブ粉の一次粒子の平均粒径（Ｄ₅₀：単位μｍ）と漏れ電流（ＬＣ：単位μＡ／ｇ）との積をＣＶで除した数値が３．１×１０ ^-4 μｍ・μＡ／（μＦ・Ｖ）以上５×１０^-4μｍ・μＡ／（μＦ・Ｖ）以下であるニオブ焼結体。
ニオブ粉が、一部窒化されたニオブ粉である請求項１に記載のニオブ焼結体。
窒素含量が２０質量ｐｐｍ〜２０万質量ｐｐｍである請求項２に記載のニオブ焼結体。
窒素含量が５００質量ｐｐｍ〜７０００質量ｐｐｍである請求項３に記載のニオブ焼結体。
ニオブ粉を高温で焼結するニオブ焼結体の製造方法において、５００〜２０００℃の温度にて、最高焼結温度における放置時間を６０〜１５０分にすることを特徴とするニオブ焼結体の製造方法。
９００〜１５００℃の温度にて、最高焼結温度における放置時間を８０〜１３０分にする請求項５に記載のニオブ焼結体の製造方法。
一次粒子の平均粒径が３μｍ以下であるニオブ粉を造粒したニオブ粉を用いる請求項５または６に記載のニオブ焼結体の製造方法。
一次粒子の平均粒径が３μｍ〜０．１μｍであるニオブ粉を造粒したニオブ粉を用いる請求項７に記載のニオブ焼結体の製造方法。
ニオブ粉として一部窒化されたニオブ粉を使用する請求項５乃至８のいずれかに記載のニオブ焼結体の製造方法。
窒素含量が２０質量ｐｐｍ〜２０万質量ｐｐｍのニオブ粉を使用する請求項９に記載のニオブ焼結体の製造方法。
窒素含量が５００質量ｐｐｍ〜７０００質量ｐｐｍのニオブ粉を使用する請求項１０に記載のニオブ焼結体の製造方法。
請求項１乃至４のいずれかに記載のニオブ焼結体を一方の電極とし、その焼結体表面上に形成された誘電体と、前記誘電体上設けられた他方の電極とから構成されたコンデンサ。
誘電体が、電解酸化により形成した酸化ニオブからなる請求項１２に記載のコンデンサ。
他方の電極が、電解液、有機半導体及び無機半導体から選ばれる少なくとも１種の材料である請求項１２に記載のコンデンサ。
他方の電極が、有機半導体からなり、該有機半導体がベンゾピロリン四量体とクロラニルからなる有機半導体、テトラチオテトラセンを主成分とする有機半導体、テトラシアノキノジメタンを主成分とする有機半導体、及び下記一般式（１）または（２）

（式中、Ｒ¹〜Ｒ⁴は、互いに同一であっても相違してもよく、各々水素原子、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数１〜６のアルコキシ基を表わし、Ｘは酸素、イオウまたは窒素原子を表わし、Ｒ⁵はＸが窒素原子のときのみ存在して水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表わし、Ｒ¹とＲ²及びＲ³とＲ⁴は互いに結合して環状になっていてもよい。）
で示される繰り返し単位を２以上含む重合体にドーパントをドープした電導性高分子を主成分とした有機半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の有機半導体である請求項１４に記載のコンデンサ。
有機半導体が、ポリピロール、ポリチオフェン及びこれらの置換誘導体から選ばれる少なくとも１種である請求項１５に記載のコンデンサ。