(57)【要約】【課題】高速化、高周波数化に適した平行平板線路型素子を提供する。【解決手段】平板部１１と、平板部１１の一方の面上にこの面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部１２と、を有する第１の金属部材１と、平板部２１と、平板部２１の一方の面上にこの面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部２２と、を有する第２の金属部材２と、第１の金属部材１の突起を第２の金属部材２の間隙に、第２の金属部材２の突起を第１の金属部材１の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の突起と間隙との間に形成された誘電体皮膜３１と、を有し、第１の金属部材１と第２の金属部材２との間に、誘電体皮膜３１に沿って伝送線路が形成され、この伝送線路は、一端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004048650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、
第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、
前記第１の金属部材の突起を前記第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を前記第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の前記突起と前記間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材との間に、前記誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、
前記伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする平行平板線路型素子。
【請求項２】
第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、
第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、
前記第１の金属部材の突起を前記第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を前記第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の前記突起と前記間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、
前記第１の金属部材の突起部と前記第２の金属部材の突起部とは、平板状の形状であり、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材との間に、前記誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、
前記伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする平行平板線路型素子。
【請求項３】
第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、
第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、
前記第１の金属部材の突起を前記第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を前記第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の前記突起と前記間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、
前記第１の金属部材の前記突起部は、立設平板部および該立設平板部の表面に所定の間隔で前記第１の平板部に対して垂直方向に設けられた複数の角柱部から構成されている凹凸板状の形状であり、
前記第２の金属部材の前記突起部は、立設平板部および該立設平板部の表面に所定の間隔で前記第２の平板部に対して垂直方向に設けられた複数の角柱部から構成されている凹凸板状の形状であり、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材との間に、前記誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、
前記伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする平行平板線路型素子。
【請求項４】
第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、
第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、
前記第１の金属部材の突起を前記第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を前記第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の前記突起と前記間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、
前記第１の金属部材の前記突起部は、該突起部の側面に前記第１の平板部と平行な断面が鋸歯状となるように鋸歯状突起が設けられている凹凸板状の形状であり、
前記第２の金属部材の前記突起部は、該突起部の側面に前記第２の平板部と平行な断面が鋸歯状となるように鋸歯状突起が設けられている凹凸板状の形状であり、
前記第１の金属部材と前記第２の金属部材との間に、前記誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、
前記伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする平行平板線路型素子。
【請求項５】
前記平行平板線路型素子は、
入力する直流電力を前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材に沿って送電することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の平行平板線路型素子。
【請求項６】
前記第１の金属部材、または前記第２の金属部材は、弁作用を有する金属からなり、
前記弁作用を有する金属の表面に前記誘電体皮膜を形成することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の平行平板線路型素子。
【請求項７】
前記誘電体皮膜と前記第１の金属部材、または前記第２の金属部材との間に、導電性物質からなる導電性物質層が充填されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の平行平板線路型素子。
【請求項８】
前記導電性物質層が導電性高分子から構成されていることを特徴とする請求項７記載の平行平板線路型素子。
【請求項９】
前記導電性高分子が、ポリピロール、ポリチエフェン、ポリアニリン、およびこれらの誘導体のいずれかであることを特徴とする請求項８記載の平行平板線路型素子。
【請求項１０】
前記弁作用を有する金属が、アルミニウム、タンタル、ニオブのいずれかであることを特徴とする請求項６記載の平行平板線路型素子。
【請求項１１】
前記第１および前記第２の平板部の側面に、電磁波の外部への漏洩を防止する側面シールド板が設けられていることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の平行平板線路型素子。
【請求項１２】
間隙部を隔てて略平行に第１の平板部に対して立設された第１の複数の突起部を有し前記第１の平板部の両端部を第１の端子とする第１の金属部材と、
間隙部を隔てて略平行に第２の平板部に対して立設された第２の複数の突起部を有し前記第２の平板部の両端部を第２の端子とする第２の金属部材とを備え、該突起部が設けられている側の表面には誘電体皮膜が形成され、この誘電体皮膜に沿って伝送線路を形成した平行平板線路型素子と、
基板と、
前記基板上に形成された第１の電源配線と第２の電源配線とを備え、
前記第１の電源配線と前記第２の電源配線に、前記第１の平板部の両端部と、前記第２の平板部の両端部とがそれぞれ挿入接続され、
前記伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子基板上に実装される線路型素子に関し、特にノイズフィルタ用バイパス素子や電源デカップリング用素子として用いられる高速化、高周波化に適した平行平板線路型素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
科学技術の進歩に伴って電子機器の小型化、および高性能化が求められている。これらの要求は、例えばスイッチング電源やデジタル信号処理回路部品ではクロック周波数を高周波数化することによって達成されるが、それに伴って回路、特に電源回路の高周波電流が増大して電磁輻射の増大や信号品質の低下が顕著となる。このため電源デカップリング（分離）用の素子に対する性能向上の要求はますます厳しくなっている。
【０００３】
高性能ディジタル機器は、高速で動作する高速回路と低速で動作する低速回路が混在しているため、電源分配回路に漏洩する電磁波のスペクトラムは、最近においては数百ｋＨｚから数十ＧＨｚもの非常に広い帯域に分布する。また、ボードに搭載されている比較的大型の半導体集積回路の直流電源電流は数十アンペアを超える大きなレベルとなっている。なお、電源分配回路とは、図１６に示されるように電源回路と、電源回路から供給された電源を他の回路に供給する電源分配配線とを含む回路である。
【０００４】
漏洩電磁波は電源分配配線や他の回路を経由して電源回路に伝搬し、電源回路から電源を供給された回路に対して障害を発生する。ボードの電源分配配線付近には通常、多数の信号配線が配置されているため、漏洩電磁波は容易に多数の信号配線に結合する。結合した漏洩電磁波は信号品質を劣化させるとともに、信号配線を高周波電流となってディジタル機器の外部信号ケーブルに伝搬する。そして、外部信号ケーブルがアンテナの役割を果たして空中に高いレベルの不要電磁波を放射する。
【０００５】
さらに電源分配配線を伝搬する漏洩電磁波の一部は電源回路を通過して商用交流電源線に伝搬し、商用交流電源線がアンテナの役割を果たして空中に高いレベルの不要電磁波を放射する。一方、電源分配配線を伝搬する漏洩電磁波は電源分配配線の途中で反射を繰り返して進むので、その一部は信号配線にも伝搬して信号波形を劣化させる。
【０００６】
以上のような問題を解決する抜本策は、図１６に示されるように回路の動作（例えば、スイッチング素子によるスイッチング動作）によって発生した電磁波が電源分配配線に漏洩しないようにすることである。このためには電磁波を発生する回路から電源分配回路を見たときの高周波に対するインピーダンスを、電磁波に含まれる周波数帯域の全てに対して非常に低くする必要がある。
【０００７】
トランジスタから見た電源分配回路のインピーダンスがゼロであれば、トランジスタが励起する電磁波は電源分配配線の入口で反射し電源分配回路に侵入することはなくなる。
【０００８】
電源分配配線のインピーダンスを小さくする目的でこれまで使用されてきたのがコンデンサである。コンデンサは電気・電子機器に使用される部品としては歴史が古く、これまで種々の形のものが実用化されてきた。現在では、金属薄膜を蒸着したセラミック材料を多層積層した構造のセラミックコンデンサや、タンタルやアルミニウムなどの弁作用を有する金属の多孔質成形体を陽極としその酸化皮膜を誘電体として導電性高分子を固体電解質とする構造を有する固体電解コンデンサなどが開発されている。
【０００９】
固体電解コンデンサとしては、誘電体酸化皮膜上にポリピロールもしくはそのアルキル置換体を固体電解質として有する固体電解コンデンサ（例えば、特許文献１参照）、あるいは、誘電体酸化皮膜上に固体電解質としてポリアニリンが形成された固体電解コンデンサおよびその製造方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。これらのコンデンサでは、それ以前のものに比べて２桁以上導電率の高い導電性高分子を固体電解質に用いているので、等価直列抵抗が小さく、同じ容量のものでもそれ以前のものに比べて２桁以上の高周波領域まで効果を有するものとなった。
【００１０】
しかしながら、これらのコンデンサは、電荷の充放電という機能を実現するための２端子構造となっているため、１０ＭＨｚを超える高周波数領域では端子間のインピーダンスが激増し、ディジタル回路の電源分配回路用には適さなくなってきている。このため、小型の積層セラミックコンデンサチップを、多数並列に接続するコンデンサアレイが開発されているが、１０ＭＨｚを超える高周波数領域でインピーダンス値を効率的に低下させることは困難であった。
【００１１】
一方高周波化に対応するために、フィルタの構成も検討されており、例えば、セラミック誘電体シートにより挟まれた蛇行導体及び接地導体からなる表面実装型ノイズフィルタが提案されている（例えば、特許文献３参照）。図１７は、セラミック誘電体シートではさまれた蛇行導体と接地導体からなる上記表面実装型ノイズフィルタの構成を示す断面図である。
【００１２】
図１７に示すように、従来の表面実装型フィルタは、第１誘電体シート１１０と第２誘電体シート１２０と第３誘電体シート１３０とを積層した構成を有し、第１誘電体シート１１０と第２誘電体シート１２０との界面に、信号伝達に用いられる第１内部導体１１１、蛇行導体１１５及び第２内部導体１１２を配し、第２誘電体シート１２０と第３誘電体シート１３０との界面に、蛇行導体１１５に対向するように接地導体１２５を形成したものである。
【００１３】
第１内部導体１１１の一端は第１信号用電極１５１に接続し、第２内部導体１１２の一端は第２信号用電極１５２に接続し、第１内部導体１１１及び第２内部導体１１２双方の他端との間に蛇行導体１１５が接続されている。このように構成することにより、従来のインダクタンス素子とキャパシタンス素子とを組み合わせたノイズフィルタよりも高周波のノイズ吸収特性が優れたノイズフィルタを得ることができる。
【００１４】
そして、このような表面実装型フィルタでは、一方の電極、例えば第１信号電極１１５から入力された電気信号がろ波され、そのろ波された電気信号は他方（第２信号用電極１５２）に出力されることとなる。しかしながらこの表面実装型フィルタでは、分布定数的に形成されるキャパシタンスは、接地導体１２５と蛇行導体１１５およびこれらの間に積層された誘電体シートによって構成されており、この分布キャパシタンスだけでは１０ＭＨｚを超える高周波数領域でインピーダンス値を効率的に低下させることは困難であるため、内部導体の一部を蛇行導体とすることにより、容量と直列インダクタンスとを組み合わせて信号減衰効果を高めている。
【００１５】
【特許文献１】
特公平４−５６４４５号公報（特開昭６０−３７１１４号公報）
【特許文献２】
特開平３−３５５１６号公報
【特許文献３】
特開平６−５３０４６号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、金属薄膜を蒸着したセラミック材料を多層積層した構造のセラミックコンデンサや、タンタルやアルミニウムなどの弁作用を有する金属の多孔質形成体を陽極とし、その酸化皮膜を誘電体として導電性高分子を固体電解質とする構造を有する固体電解コンデンサなどが開発され、高周波数領域まで使用可能なコンデンサとして様々な用途に使われているが、これらのコンデンサを電磁波伝送という観点から線路型素子として構成することについては考慮されておらず、単に電荷の充放電という機能を実現するための２端子構造となっているため、１０ＭＨｚを超える高周波数領域ではインピーダンスが激増している。
【００１７】
このため、数百ＭＨｚを超えるクロック周波数での動作においては、このような機能のコンデンサを用いる限り、信号発生回路で想定している特性、すなわち高周波数における電源の内部インピーダンスを十分小さくすることができないという問題点があった。
【００１８】
また、ノイズ除去の目的で表面実装型のフィルタも開発されているが、限りなく低いインピーダンス値を実現するものではないためにコンデンサの代替としての使用には限界があることや、特に１００ＭＨｚ以上の高周波数領域において、低インピーダンスを実現することが難しいという問題点があった。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、主にノイズフィルタのバイパス素子や、デカップリング用素子として用いられる高速化、高周波数化に適した平行平板線路型素子、回路基板を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成するために請求項１記載の発明は、第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、第１の金属部材の突起を第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の突起と間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、第１の金属部材と第２の金属部材との間に、誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明は、第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、第１の金属部材の突起を第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の突起と間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、第１の金属部材の突起部と第２の金属部材の突起部とは、平板状の形状であり、第１の金属部材と第２の金属部材との間に、誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする。
【００２２】
請求項３記載の発明は、第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、第１の金属部材の突起を第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の突起と間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、第１の金属部材の突起部は、立設平板部および該立設平板部の表面に所定の間隔で第１の平板部に対して垂直方向に設けられた複数の角柱部から構成されている凹凸板状の形状であり、第２の金属部材の突起部は、立設平板部および該立設平板部の表面に所定の間隔で第２の平板部に対して垂直方向に設けられた複数の角柱部から構成されている凹凸板状の形状であり、第１の金属部材と第２の金属部材との間に、誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項４記載の発明は、第１の平板部と、該第１の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第１の金属部材と、第２の平板部と、該第２の平板部の一方の面上に、該面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された突起部と、を有する第２の金属部材と、第１の金属部材の突起を第２の金属部材の間隙に、第２の金属部材の突起を第１の金属部材の間隙に挿入することで形成した平行平板線路型素子の突起と間隙との間に形成された誘電体皮膜と、を有し、第１の金属部材の突起部は、該突起部の側面に第１の平板部と平行な断面が鋸歯状となるように鋸歯状突起が設けられている凹凸板状の形状であり、第２の金属部材の突起部は、該突起部の側面に第２の平板部と平行な断面が鋸歯状となるように鋸歯状突起が設けられている凹凸板状の形状であり、第１の金属部材と第２の金属部材との間に、誘電体皮膜に沿って伝送線路が形成され、伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の発明において、平行平板線路型素子は、入力する直流電力を第１の金属部材及び第２の金属部材に沿って送電することを特徴とする。
【００２５】
請求項６記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の発明において、第１の金属部材、または第２の金属部材は、弁作用を有する金属からなり、弁作用を有する金属の表面に誘電体皮膜を形成することを特徴とする。
【００２６】
請求項７記載の発明は、請求項１から６の何れか１項に記載の発明において、誘電体皮膜と第１の金属部材、または第２の金属部材との間に、導電性物質からなる導電性物質層が充填されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、導電性物質層が導電性高分子から構成されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、導電性高分子が、ポリピロール、ポリチエフェン、ポリアニリン、およびこれらの誘導体のいずれかであることを特徴とする。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、請求項６記載の発明において、弁作用を有する金属が、アルミニウム、タンタル、ニオブのいずれかであることを特徴とする。
【００３０】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０の何れか１項に記載の発明において、第１および第２の平板部の側面に、電磁波の外部への漏洩を防止する側面シールド板が設けられていることを特徴とする。
【００３１】
請求項１２記載の発明は、間隙部を隔てて略平行に第１の平板部に対して立設された第１の複数の突起部を有し第１の平板部の両端部を第１の端子とする第１の金属部材と、間隙部を隔てて略平行に第２の平板部に対して立設された第２の複数の突起部を有し第２の平板部の両端部を第２の端子とする第２の金属部材とを備え、該突起部が設けられている側の表面には誘電体皮膜が形成され、この誘電体皮膜に沿って伝送線路を形成した平行平板線路型素子と、基板と、基板上に形成された第１の電源配線と第２の電源配線とを備え、第１の電源配線と第２の電源配線に、第１の平板部の両端部と、第２の平板部の両端部とがそれぞれ挿入接続され、伝送線路は、該伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成したことを特徴とする。
【００３２】
このように本発明は、平行平板線路型素子を構成し、この素子の有する伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成した。このため平行平板線路型素子の特性インピーダンスを十分低く設計することができ、ノイズ源から発生する電磁波の電源分配回路側への侵入を防止することができる。
【００３３】
また、伝送線路構造の１つである平行平板線路型素子を構成したことにより、線路の特性インピーダンスの周波数依存性が少なくなり、また、凹凸状に線路を形成することで金属表面に電力が集中するようになる高周波では一層線路が長くなるため、弁作用を有する金属の一方から入力された高周波電磁波は誘電体皮膜の薄膜と導電性物質によって広い周波数帯域にわたってろ波されるので、高速化、高周波化に適した線路型素子が実現できる。
【００３４】
また、導電性物質層が導電性高分子から構成されている場合には、それによって高周波数領域まで使用可能な平行平板線路型素子を容易に得ることができる。また、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、およびこれらの誘導体のいずれかである場合には、それによって環境安定性に優れ、１００℃以上まで安定な導電性物質の層を形成することができ、従って安定性、耐久性に優れ、高周波数領域まで使用可能な平行平板線路型素子を容易に得ることができる。
【００３５】
さらに、第１または第２の金属部材を構成する弁作用を有する金属がアルミニウム、タンタル、ニオブのいずれかである場合には、それによって誘電率が高く均一で安定した誘電体皮膜を形成することができ、従って体積効率の優れた安定した平行平板線路型素子を容易に得ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
まず、図１を参照しながら本発明の概念を説明する。図１に示されるように本発明は、略平行に配置された第１の金属部材１と第２の金属部材２との間に、これら金属部材間を蛇行する形状の伝送線路を形成したことを特徴としている。これら第１の金属部材１と第２の金属部材２とは、平板部（１１、２１）と、平板部の一方の面上に、この面の略垂直方向に複数の突起が間隙部（１３、２３）をおいて立設された突起部（２１、２２）とを有して構成される。また、第１の金属部材１と第２の金属部材２の何れか一方の突起部と間隙部の表面に誘電体皮膜を形成し、第１の金属部材１の突起部１２を第２の金属部材の間隙部２３に、第２の金属部材２の突起部２２を第１の金属部材の間隙部１３に挿入することで平行平板線路型素子を形成している。
【００３７】
このようにして形成された本発明の平行平板線路型素子は、第１の金属部材１と第２の金属部材２との間に、誘電体皮膜３１に沿って伝送線路を形成し、この伝送線路は、伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下、より好ましくは、−４０ｄＢから−６０ｄＢとなるように形成したことを特徴としている。
【００３８】
平行平板線路型素子のインピーダンスは、図２に示されるように一定の特性インピーダンスＺ０　の回路で評価することができる。平行平板線路型素子の特性は、図２に示されるようにポート１からポート２への透過特性で示される。この回路を評価する反射係数Γと透過係数Τは、散乱行列［Ｓ］の要素Ｓ１１とＳ２１であり、次式で表される。
【００３９】
【数１】
2004048650.tif 000003
【００４０】
但し、Ｚ０　は平行平板線路型素子の入出力線路の特性インピーダンスを表し、Ｚｙ　は平行平板線路型素子のインピーダンスを表すものとする。従ってＺ０　＞＞Ｚｙ　であれば、Γ≒−１、Τ≒０となり、入力する高周波電磁波を伝送線路の入口付近で反射させることができる。
【００４１】
本発明は、伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下、より好ましくは、−４０ｄＢから−６０ｄＢとなるように伝送線路を構成したことを特徴としている。従って、図３の線路素子の特性インピーダンスとＳ２１との関係を表す図に示されるように、平行平板線路型素子の特性インピーダンスを低く設計することができる。
【００４２】
なお、Ｓ２１特性は、図４に示されたネットワーク・アナライザのＳパラメータ測定セットで測定する。測定系の特性インピーダンスは５０Ωである。ネットワーク・アナライザの信号出力端子、信号入力端子に同軸線（５０Ω）を接続し、中間に図４に示された測定治具を挿入する。測定治具は、測定のために内部に平行平板線路型素子を実装している。透過係数を表すＳ２１は、図４に示されたネットワーク・アナライザのＮＡポート１から印加した信号ａ１と、図４に示されたＮＡポート２へ透過した信号ｂ２の比（ｂ２／ａ１）で得られる。
【００４３】
ここで、平行平板線路型素子内での高周波電磁波と直流電力の振る舞いについて説明する。
上述したように本実施形態が対象とする１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波は、伝送線路の入口付近で反射されることになる。しかしながら、この対象周波数以外の周波数の電磁波（例えば、周波数が１００ｋＨｚ以下の電磁波）は、伝送線路内を伝わって図１６に示された電源分配配線側に出力される。しかしながら、電源分配配線側に出力される電磁波の周波数は非常に低いものとなるので、電源分配配線のノイズ源となるようなことはない。
【００４４】
また、図５に示されるように電源回路より入力する直流電流（直流電力）は、第１の金属部材１及び第２の金属部材２を伝わって流れる。この時、例えば第２の金属部材２にプラスの電荷が、第１の金属部材１にマイナスの電荷が流れるとすると、図５に示されるように第２の金属部材２から第１の金属部材１の方向に電界が生じる。また、図５の裏から表方向に磁界が生じる。この電磁場により伝送線路内には、電磁波が伝搬することになる。
【００４５】
次に、本発明に係る平行平板線路型素子の実施の形態について図面を参照して説明する。
図６は本発明の第１の実施の形態の平行平板線路型素子の断面図であり、図７は本発明の第１の実施の形態の平行平板線路型素子の構成を示す組立て前の斜視図であり、図８は本発明の第１の実施の形態の平行平板線路型素子の斜視図であり、図９は本発明の第１の実施の形態の平行平板線路型素子の部分断面図であり、（ａ）は図８の切断面Ｘ−Ｘ’における断面図（線路方向）、（ｂ）は図８の切断面Ｙ−Ｙ’の断面図である。
【００４６】
本発明の平行平板線路型素子の第１の実施形態は、例えば図６の断面図に示すように、第１の金属部材１と、第２の金属部材２と、導電性物質層３とから構成される。
【００４７】
第１の金属部材１は、平板部１１と、平板部１１に対して垂直に等間隔で立設された平板状の複数の突起部１２とを有する。第２の金属部材２は、弁作用を有する金属からなり、平板部２１と、平板部２１に対して垂直に等間隔で立設された平板状の複数の突起部２２とを有し、突起部２２が設けられている側の表面には誘電体皮膜３１が設けられている。第１の金属部材１と第２の金属部材２とは互いの突起部１２、２２が相手の間隙部２３、１３に所定の隙間を持ってはまり込む形状となっており、その隙間に導電性物質層３が充填されている。第１の金属部材１および第２の金属部材２の平板部１１、２１における突起部１２、２２と直交する方向の両端部には、それぞれ、陰電極引き出し端子１１ａ、１１ｂおよび陽電極引き出し端子２１ａ、２１ｂが設けられており、電極引き出し端子の設けられていない両側面は第１の金属部材１に設けられた側面シールド板１４でカバーされている。なお、複数の突起部１２、２２は平板部１１、２１に対して略垂直であればよく、突起と突起の間隔もすべて一定である必要はない。
【００４８】
このように構成された本実施形態は、伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下、より好ましくは−４０ｄＢから−６０ｄＢとなるように伝送線路を構成したことを特徴としている。
【００４９】
平行平板線路型素子の特性を評価する反射係数Γと透過係数Τは、散乱行列［Ｓ］の要素Ｓ１１とＳ２１であり、上述した式（１）で示される。
【００５０】
従って、Ｚ０　＞＞Ｚｙ　であれば、Γ≒−１、Τ≒０となり、入力する高周波電磁波を伝送線路の入口付近で反射させることができる。本実施形態は、伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下、より好ましくは−４０ｄＢから−６０ｄＢとなるように伝送線路を構成したことにより、図３に示されるように平行平板線路型素子の特性インピーダンスを低く設計することができる。
【００５１】
また、高周波電磁波の透過率が−２０ｄＢ以下、より好ましくは−４０ｄＢから−６０ｄＢとなる伝送線路を構成するために本実施形態では以下の構成を有している。コンデンサの電極となる弁作用金属（第２の金属部材）と、導電性高分子との間に挟み込んだ誘電体皮膜の膜厚を非常に薄く形成したことにより極板間距離が短くなりコンデンサの容量を大きくすることができる。また、極板（第２の金属部材２）を構成する金属に弁作用金属を用いて極板の断面積を広くとったことにより、自己インダクタンス成分を小さくすることができる。
【００５２】
損失の無視できる伝送線路は単位長さ当たりのインダクタンスと単位長さ当たりの静電容量により特性インピーダンスＺｓ　が次式によって決定される。
【００５３】
【数２】
2004048650.tif 000004
【００５４】
従って、特性インピーダンスを小さくするためには単位長さ当たりのインダクタンスを小さくし、単位長さ当たりの静電容量を大きくすればよい。
【００５５】
このため本実施形態の平行平板線路型素子は、単位長さ当たりのインダクタンスを小さくし、単位長さ当たりの容量を大きくすることにより、線路の特性インピーダンスを小さくし、スイッチング素子等から発生する高周波電磁波をろ波することができる。
【００５６】
導電性物質層３の材料は、導電性である限り特に限定されず、各種金属や、二酸化マンガンや酸化インジウム等の半導体、テトラシアノキノジメタンとテトラチアフルバレンとの電荷移動錯体などの有機導電体が用いられるが、特にポリピロールやポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアニリン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリチアジル、ポリフェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリアズレン等の導電性高分子が好ましく、中でも安定性の観点からポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、およびこれらの誘導体が好ましい。本発明においてポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンの誘導体とは、例えばこれらの化合物に各種置換基を付加したものや、他の高分子と共重合したものなどが挙げられる。本発明では導電性高分子は通常、電子供与性もしくは電子吸引性の化合物からなるドーパントと組み合わせて用いられる。本発明ではドーパントは特に限定されず、導電性高分子のドーパントして従来公知のものが用いられる。このようなドーパントとしては、例えばヨウ素、塩素、過塩素酸アニオン等のハロゲン化合物や、芳香族スルホン酸化合物等のルイス酸として作用するもの、あるいは、リチウムやテトラエチルアンモニウムカチオンのようなルイス塩基として作用するものが挙げられる。
【００５７】
本発明の平行平板線路型素子は、第２の金属部材２に弁作用を有する金属を用い、弁作用を有する金属の表面に一様に誘電体皮膜３１を形成し、第１の金属部材１と誘電体皮膜３１の間隙に導電性物質層３を充填することで構成する。このとき、導電性物質層３は、誘電体皮膜３１と密着し、なおかつ導電率が高いことが好ましい。第２の金属部材２の表面が滑らかであれば、浸透性の低い材料であっても差し支えないが、エッチング等により表面積が拡大され、細かな凹凸が生じ、荒れた表面となった弁作用を有する金属を用いる場合、導電性物質層３は誘電体皮膜３１に密着でき、かつ導電性が高い導電性高分子から構成されることが好ましい。このように構成することにより、高周波領域まで使用可能な平行平板線路型素子を容易に得ることができる。
【００５８】
また、導電性高分子をポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、およびこれらの誘導体のいずれかで構成することにより、環境安定性に優れ、１００℃以上まで安定な導電性物質の層を形成することができ、従って安定性、耐久性に優れ、高周波数領域まで使用可能な平行平板線路型素子を容易に得ることができる。
【００５９】
本発明ではこれらの導電性高分子の形成方法は特に限定されず、弁作用を有する第２の金属部材２の突起部２２の表面に導電性高分子の溶液を浸透させた後に溶剤を蒸発させたり、あるいは導電性高分子を形成するモノマーやオリゴマーと重合触媒を導入して略平面形状の突起部２２の表面で直接導電性高分子の重合を行ったり、導電性高分子の中間体からなる高分子の層を形成して導電性高分子に転換したりして行うことができる。
【００６０】
本発明において第２の金属部材２の平板部２１において離れた位置に設けられた２つ以上の陽電極引き出し端子２１ａ、２１ｂは、誘電体皮膜３１に表面が覆われた弁作用を有する第２の金属部材２に直流電力（電気信号）を入力するためのものであり、そのため、ある程度距離を離しておく必要がある。本発明では例えば図６のように第２の金属部材２の平板部２１を両側に突き出させて電極引き出し端子としたり、溶接や圧着によって取り付けたものを電極引き出し端子としたりすることもできる。
【００６１】
本発明において、弁作用を有し平板部２１と複数の突起部２２を有する第２の金属部材２の材料の種類は限定されず、タンタルやアルミニウム、ニオブ、チタン、ジルコニウム、ケイ素、マグネシウムなどの表面被膜形成が可能な金属が使用でき、圧延箔や微粉末焼結体などの形で用いられる。弁作用を有する金属をアルミニウム、タンタル、もしくはニオブで構成することにより、誘電率が高く均一で安定した誘電体皮膜３１を形成することができ、従って体積効率の優れた安定した平行平板線路型素子を容易に得ることができる。
【００６２】
また、その誘電体皮膜３１の形成方法も特に限定されず、電解質溶液を用いて電解化成したり、適当な酸化剤を用いて酸化させたり、あるいは空気酸化で形成したものをそのまま用いたりして行うこともできるが、通常は電解化成で行われる。また、第２の金属部材２の突起部２２の形状も、凹凸状の突起である限り特に限定されず、平板形状のものや湾曲したもの、一部を折り曲げたものなどが使用できる。さらに、本発明において第２の金属部材２は弁作用を有する金属の表面積を拡大させたものも使用できる。金属の表面を拡大させた第２の金属部材２としては、微紛焼結体を凹凸突起形状に加工したものやプレスやレーザー加工した箔を電解液中で電解エッチしたエッチング箔などが挙げられる。金属の表面を拡大させた第２の金属部材２とは、エッチング等により第２の金属部材の表面にスポンジ状の穴が形成された金属である。
【００６３】
また、本発明では導電性物質としての固体電解質と第１の金属部材とはこれらをそのまま接触させたり、導電性カーボンペーストや銀ペーストを用いて接続させたりすることもできる。
【００６４】
本発明の線路型素子は電子回路基板にそのまま取り付けて用いたり、リード電極を引き出して樹脂や金属ケース等で封止して用いたりすることもできる。
【００６５】
次に、本発明の平行平板線路型素子の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図１０は本発明の第２の実施の形態の平行平板線路型素子の構成を示す組立て前の斜視図であり、図１１は本発明の第２の実施の形態の平行平板線路型素子の部分断面図であり、（ａ）は図１０の切断面Ｘ−Ｘ’における断面図（線路方向）、（ｂ）は図１０の切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。
【００６６】
本発明の第２の実施形態においても、平行平板線路型素子は、例えば図１０に示すように、第１の金属部材４と、第２の金属部材５と、導電性物質層６とから構成される。
【００６７】
第１の金属部材４は、平板部４１に対して垂直に等間隔で立設された複数の突起部４２を有し、突起部４２は立設平板部４２ａと立設平板部４２ａの表面に等間隔に平板部４１に対して垂直方向に設けられた複数の角柱部４２ｂとから構成されている。第２の金属部材５は、弁作用を有する金属からなっており、平板部５１に対して垂直に等間隔で立設された複数の突起部５２を有し、突起部５２は立設平板部５２ａと立設平板部５２ａの表面に等間隔に平板部５１に対して垂直方向に設けられた複数の角柱部５２ｂとから構成され、突起部５２が設けられている側の表面には誘電体皮膜６１を有する。
【００６８】
第１の金属部材４と第２の金属部材５とは互いの突起部４２、５２が相手の間隙部５３、４３に所定の隙間を持ってはまり込む形状となっており、その隙間に導電性物質層６が充填されている。第１の金属部材４および第２の金属部材５の平板部４１、５１において突起部４２、５２と直交する方向の両端部には、それぞれ、陰電極引き出し端子４１ａ、４１ｂおよび陽電極引き出し端子５１ａ、５１ｂが設けられており、電極引き出し端子の設けられていない両側面は第１の金属部材４に設けられた側面シールド板４４でカバーされている。
【００６９】
第２の実施の形態の平行平板線路型素子は、突起部４２、５２の形状が第１の実施の形態の突起部１２、２２と異なるだけなので、詳細の説明は省略する。
【００７０】
次に、本発明の平行平板線路型素子の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。図１２は本発明の第３の実施の形態の平行平板線路型素子の構成を示す組立て前の斜視図であり、図１３は本発明の第３の実施の形態の平行平板線路型素子の部分断面図であり、（ａ）は図１２の切断面Ｘ−Ｘ’における断面図（線路方向）、（ｂ）は図１２の切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。
【００７１】
本発明の第３の実施形態においても、平行平板線路型素子は、例えば図１２に示すように、第１の金属部材７と、第２の金属部材８と、導電性物質層９とから構成される。
【００７２】
第１の金属部材７は、平板部７１に対して垂直に等間隔で立設された複数の凹凸板状の突起部７２を有し、突起部７２の長手方向の側面には平板部７０１と平行な断面が鋸歯状となるように鋸歯状突起７２ｂが設けられている。第２の金属部材８は、弁作用を有する金属からなっており、平板部８１に対して垂直に等間隔で立設された複数の凹凸板状の突起部８２を有し、突起部８２の長手方向の側面には平板部８１と平行な断面が鋸歯状となるように鋸歯状突起８２ｂが設けられており、突起部８２が設けられている側の表面には誘電体皮膜９１を有する。
【００７３】
第１の金属部材７と第２の金属部材８とは互いの突起部７２、８２が相手の間隙部８３、７３に所定の隙間を持ってはまり込む形状となっており、その隙間に導電性物質層９が充填されている。第１の金属部材７および第２の金属部材８の平板部７１、８１における突起部７２、８２と直交する方向の両端部には、それぞれ、陰電極引き出し端子７１ａ、７１ｂおよび陽電極引き出し端子８１ａ、８１ｂが設けられており、電極引き出し端子の設けられていない両側面は第１の金属部材７に設けられた側面シールド板７４でカバーされている。
【００７４】
第３の実施の形態の平行平板線路型素子は、突起部７２、８２の形状が第１の実施の形態の突起部１２、２２と異なるだけなので、詳細の説明は省略する。
【００７５】
次に、上述した第１〜第３の実施形態の製造手順について以下に詳述する。
【００７６】
（実施例１−１）
まず、平板部（１１、２１）の一方の面上に、この面の略垂直方向に複数の突起が間隙をおいて立設された第１の金属部材１、第２の金属部材２を形成する手順を説明する。これには以下に示す３つの方法が挙げられる。第１の方法は、金型で平行板をプレスして、凹凸を形成する方法である。第２の方法は、平行平板に、垂直な板を部品として後付けする方法である。これは、平行平板にスリットを形成し、このスリットに垂直な板をはめ込み、銀ペーストなどの導電性接着剤で固定する。あるいは溶接で平行板と垂直な板とを固定する方法である。第３の方法は、エッチングで凹凸を形成する方法である。この方法は、金属（例えば、アルミニウム片）に絶縁物で被覆して、レジストを塗布しマスクを用いてパターンニングする。次に、フッ酸中で酸化アルミニウムをエッチングし、酸化アルミニウムをマスクにしてホットリン酸中でアルミニウムをエッチングし、被覆している酸化アルミニウムを全面除去する方法である。
【００７７】
次に、第１の実施の形態の実施例１においては、第２の金属部材２として、突起部２２を形成したアルミニウム片を５ｗｔ．％のホウ酸アンモニウムが水に溶けたホウ酸アンモニウム水溶液中において１０Ｖで陽極酸化し、洗浄および乾燥して金属酸化被膜からなる誘電体酸化被膜３１を有するアルミニウム片を得た。このアルミニウム片の両端部５ｍｍをヘキサフルオロプロピレンからなるフッ素系樹脂の溶液に浸漬し、乾燥して両端をマスクした。この片を０．１Ｎ硫酸水溶液中に浸漬し、静電容量を測定したところ約３８０μＦであった。なお、静電容量の測定は、図１２に示されるように硫酸水溶液中に浸漬した状態で行なう。硫酸水溶液は、電気伝導率が高く誘電体皮膜間の間隙に浸み込むので、正確に誘電体皮膜の面積に比例した静電容量を測定することができる。このとき、硫酸水溶液の応答速度が低い点が危惧されるが、測定周波数が１２０Ｈｚ程度と低いので、この応答速度は問題にならない。また、溶液としては、硫酸水溶液に限定されることはなく、導電性を有する水溶液であればよい。
【００７８】
次に、ガラス製容器に濃度１０ｗｔ．％のパラトルエンスルホン酸と５ｗｔ．％のアニリンとを含む水溶液を調整し、上記の誘電体皮膜３１を形成したアルミニウム片を浸漬して取り出した。これを空気中、室温で３０分乾燥し、次に１０ｗｔ．％のペルオキソ二硫酸アンモニウムと１０ｗｔ．％のパラトルエンスルホン酸を含む水溶液に浸漬し、取り出してさらに２０分間空気中に保持し、アニリンの重合を行った。その後、水、メタノールで洗浄し、８０℃で乾燥した。この操作を４回繰り返したところその誘電体皮膜３１の表面がパラトルエンスルホン酸をドーパントとするポリアニリンからなる導電性高分子で被覆されたアルミニウム片からなる第２の金属部材２が得られた。
【００７９】
このアルミニウム片の導電性高分子（ポリアニリン）形成部分を覆うように導電性カーボンペースト、および銀ペーストを形成し、導電性高分子、導電性カーボンペースト、及び銀ペーストからなる導電性物質層３を形成し、さらに突起部１２を有する銅金属板からなる第１の金属部材１を導電性物質層３を覆うように取り付け、その金属板１の両端を陰電極引き出し端子１１ａ，１１ｂとした。
その後、アルミニウム片からなる第２の金属部材２の両端部をテトラヒドロフランに浸漬し、マスク樹脂であるヘキサフルオロプロピレンを溶解させ、超音波溶接機を用いて両端に２つの陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂを取り付けた。
【００８０】
得られた平行平板線路型素子はアルミニウム片からなる第２の金属部材２を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材１を陰極として容量を測定すると測定周波数１２０Ｈｚで約３８０μＦであり、誘電体皮膜３１の表面が充分にポリアニリンで被覆されていることがわかった。
【００８１】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の電極引き出し端子１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１００ｋＨｚから１００ＭＨｚまで−７０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚでも−４０ｄＢ以下となって、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性を有することが分かった。
【００８２】
（実施例１−２）
第１の実施の形態の実施例２においては、ガラス製容器に濃度１０ｗｔ．％のドデシルベンゼンスルホン酸第二鉄を含むメタノール溶液を作製し、この溶液に実施例１−１の誘電体皮膜３１を形成したアルミニウム片を浸漬して取り出した。これを空気中、室温で３０分乾燥し、次に５０ｗｔ．％のピロールを含む水溶液に浸漬し、取り出してさらに３０分間空気中に保持し、ピロールの重合を行った。その後、水、メタノールで洗浄し、８０℃で乾燥した。この操作を４回繰り返したところその誘電体皮膜３１の表面がドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとする導電性高分子のポリピロールで被覆されたアルミニウム片が得られた。
【００８３】
このアルミニウム片のポリピロール形成部分を覆うように実施例１−１と同様の方法で導電性物質層３を形成し、銅金属板からなり突起部１２が設けられた第１の金属部材１を取り付け、その平板部１１の両端を陰電極引き出し端子１１ａ，１１ｂとした。その後、実施例１−１同様な方法でマスク樹脂を溶解させ、二組の引き出し陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂを取り付けた。
【００８４】
得られた平行平板線路型素子はアルミニウム片からなる第２の金属部材２を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材１を陰極として容量を測定すると１２０Ｈｚで約３８０μＦであり、誘電体皮膜３１の表面が充分に導電性高分子であるポリピロールで被覆されていることがわかった。
【００８５】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の電極引き出し端子１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１００ｋＨｚから１００ＭＨｚまで−７０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚでも−４０ｄＢ以下となって、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性を有することが分かった。
【００８６】
（実施例１−３）
第１の実施の形態の実施例３においては、ガラス製容器に濃度５ｗｔ．％のポリへキシルチオフェンのキシレン溶液を作製し、実施例１−１の誘電体皮膜３１が形成されたアルミニウム片のマスクされていない部分に滴下し、８０℃で乾燥した。その後、全体を塩酸水溶液に浸漬し、誘電体皮膜３１の表面が塩素イオンをドーパントとする導電性高分子のポリへキシルチオフェンからなる誘電体被膜３１で被覆されたアルミニウム片を得た。
【００８７】
このアルミニウム片のポリへキシルチオフェン形成部分を覆うように実施例１−１と同様の方法で導電性物質層３を形成し、銅金属板からなる第１の金属部材１を取り付け、その平板部１１の両端を陰電極引き出し端子１１ａ，１１ｂとした。その後、実施例１−１と同様の方法でマスク樹脂を溶解させ、二組の陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂを取り付けた。
【００８８】
得られた平行平板線路型素子はアルミニウム片からなる第２の金属部材２を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材１を陰極として容量を測定すると測定周波数１２０Ｈｚで約３８０μＦであり、誘電体皮膜の表面が充分にポリへキシルチオフェンで被覆されていることがわかった。
【００８９】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の電極引き出し端子１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１００ｋＨｚから１００ＭＨｚまで−６０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚでも−４０ｄＢ以下となって、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性を有することが分かった。
【００９０】
（実施例１−４）
第１の実施の形態の実施例４においては、ガラス製容器に濃度１０ｗｔ．％のドデシルベンゼンスルホン酸第二鉄を含むエタノール溶液を作製し、この溶液に実施例１−１の誘電体皮膜３１を形成したアルミニウム片を浸漬して取り出した。これを空気中、室温で３０分乾燥し、次に５０ｗｔ．％のエチレンジオキシチオフェンを含む水溶液に浸漬し、取り出してさらに３０分間空気中に保持し、エチレンジオキシチオフェンの重合を行った。その後、水、メタノールで洗浄し、８０℃で乾燥した。この操作を４回繰り返したところその誘電体皮膜３１の表面がドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとするポリエチレンジオキシチオフェンの導電性高分子３１で被覆されたアルミニウム片が得られた。
【００９１】
このアルミニウム片のポリエチレンジオキシチオフェン形成部分を覆うように実施例１−１と同様の方法で導電性物質層３を形成し、銅金属板からなる第１の金属部材１を取り付け、その平板部１１の両端を陰電極引き出し端子１１ａ，１１ｂとした。その後、実施例１−１と同様の方法でマスク樹脂を溶解させ、２つの引き出し陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂを取り付けた。
【００９２】
得られた平行平板線路型素子はアルミニウム片からなる第２の金属部材２を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材１を陰極として容量を測定すると測定周波数１２０Ｈｚで約３８０μＦであり、誘電体皮膜３１の表面が充分にポリエチレンジオキシチオフェンで被覆されていることがわかった。
【００９３】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の電極引き出し端子１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１ＭＨｚから１００ＭＨｚまで−６０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚでも−４０ｄＢ以下となって、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性を有することが分かった。
【００９４】
（実施例１−５）
第１の実施の形態の実施例５においては、ガラス製容器に濃度３０ｗｔ．％のドデシルベンゼンスルホン酸第二鉄のメタノール溶液を入れ、−５０℃に冷却した。次に、この溶液に６ｗｔ．％となるようにピロールを滴下し、−５０℃に保ったまま攪拌して混合した。この溶液を実施例１−１の誘電体皮膜３１を形成したアルミニウム片のマスクされていない部分に滴下し、室温で６０分保った。その後、水、メタノールで洗浄し、８０℃で乾燥して誘電体皮膜３１の表面がドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとする導電性高分子のポリピロールで被覆されたアルミニウム片を得た。
【００９５】
このアルミニウム片のポリピロール形成部分を覆うように実施例１−１と同様の方法で導電性物質の層３を形成し、銅金属板からなる第１の金属部材１を取り付け、その平坦部１１の両端を陰電極引き出し端子１１ａ，１１ｂとした。その後、実施例１−１と同様の方法でマスク樹脂を溶解させ、二組の陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂを取り付けた。
【００９６】
得られた平行平板線路型素子はアルミニウム片からなる第２の金属部材２を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材１を陰極として容量を測定すると測定周波数１２０Ｈｚで約３７５μＦであり、誘電体皮膜３１の表面が充分にポリピロールで被覆されていることがわかった。
【００９７】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の電極引き出し端子１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１ＭＨｚから１００ＭＨｚまで−６０ｄＢ以下であり、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性を有することが分かった。
【００９８】
（実施例１−６）
第１の実施の形態の実施例６においては、平均粒径０．５μｍのタンタル粉末を凹凸突起状の形状を有する空間に充填し、その平坦面にタンタル板を取り付けて加圧成型した。この成型体を真空中で２０００℃に昇温し、タンタル粉末焼結体の成型体からなる第２の金属部材２を得た。この第２の金属部材２を０．０５ｗｔ．％のリン酸水溶液中において化成電圧１０Ｖで陽極酸化し、洗浄および乾燥して金属酸化被膜からなる誘電体皮膜３１を有するタンタル成型体を得た。この成型体のタンタル線部分をヘキサフルオロプロピレンからなるフッ素系樹脂の溶液に浸漬し、乾燥してマスクした。得られた成型体を０．１Ｎ硫酸水溶液中に浸漬し、静電容量を測定したところ測定周波数１２０Ｈｚで約３００μＦであった。
【００９９】
次に、ガラス製容器に濃度１０ｗｔ．％のドデシルベンゼンスルホン酸第二鉄を含むメタノール溶液を作製し、この溶液に誘電体皮膜３１を有するタンタル微紛成型体を浸漬して取り出した。これを空気中、室温で３０分乾燥し、次に５０ｗｔ．％のピロールを含む水溶液に浸漬し、取り出してさらに３０分間空気中に保持し、ピロールの重合を行った。その後、水、メタノールで洗浄し、８０℃で乾燥した。この操作を４回繰り返したところその誘電体皮膜３１の表面がドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとする導電性高分子のポリピロールで被覆されたタンタル微紛成型体が得られた。
【０１００】
このタンタル微紛成型体のポリピロール形成部分を覆うように実施例１−１と同様の方法で導電性物質の層３を形成し、銅金属板からなる第１の金属部材１を取り付け、その平板部１１の両端を陰電極引き出し電極１１ａ、１１ｂとした。その後、実施例１−１と同様の方法でマスク樹脂を溶解させ、二組の陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂを取り付けた。
【０１０１】
得られた平行平板線路型素子は、タンタル微紛金属からなる第２の金属部材２を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材１を陰極として容量を測定すると測定周波数１２０Ｈｚで約２８０μＦであり、誘電体皮膜３１の表面が充分にポリピロールで被覆されていることがわかった。
【０１０２】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の引き出し電極１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１００ｋＨｚから１００ＭＨｚまでおよそ−６０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚでも−４０ｄＢ以下となって、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性を有することが分かった。
【０１０３】
（実施例２−１）
第２の実施の形態の実施例１においては、第２の金属部材５として、突起部５２の形状が断面十字の柱をならべた形状とし、両端を陽電極引き出し端子５１ａ，５１ｂとしたアルミニウム片を、５ｗｔ．％のホウ酸アンモニウム水溶液中において１０Ｖで陽極酸化し、洗浄および乾燥して金属酸化被膜からなる誘電体酸化被膜６１を有するアルミニウム片からなる第２の金属部材５を得た。この平坦部５１の両端部各５ｍｍをヘキサフルオロプロピレンからなるフッ素系樹脂の溶液に浸漬し、乾燥して両端をマスクした。
【０１０４】
次に、ガラス製容器に濃度１０ｗｔ．％のパラトルエンスルホン酸と５ｗｔ．％のアニリンとを含む水溶液を調整し、上記の誘電体皮膜３１を形成したアルミニウム片からなる第２の金属部材５を浸漬して取り出した。これを空気中、室温で３０分乾燥し、次に１０ｗｔ．％のペルオキソ二硫酸アンモニウムと１０ｗｔ．％のパラトルエンスルホン酸を含む水溶液に浸漬し、取り出してさらに２０分間空気中に保持し、アニリンの重合を行った。その後、水、メタノールで洗浄し、８０℃で乾燥した。この操作を４回繰り返したところその誘電体表面がパラトルエンスルホン酸をドーパントとする導電性高分子のポリアニリンで被覆されたアルミニウム片からなる第２の金属部材５が得られた。
【０１０５】
このアルミニウム片からなる第２の金属部材５のポリアニリン形成部を覆うように導電性カーボンペースト、および銀ペーストからなる導電性物質の層６を形成し、さらに厚さ約１００μｍの銅金属板からなる第１の金属部材４を第２の金属部材５のポリアニリン形成部分を覆うように取り付け、その両端にネジ止め用の孔を設け、陰電極引き出し端子４１ａ、４１ｂとした。その後、アルミニウム片２からなる第２の金属部材５の平坦部５１の両端部をテトラヒドロフランに浸漬し、マスク樹脂であるヘキサフルオロプロピレンを溶解させた。
【０１０６】
得られた平行平板線路型素子はアルミニウム片２からなる第２の金属部材５を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材４を陰極として容量を測定すると測定周波数１２０Ｈｚで約３１０μＦであった。
【０１０７】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の電極引き出し端子４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１００ｋＨｚから１ＧＨｚまで、−４０ｄＢ以下と、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性特性を有することが判った。
【０１０８】
なお、上述した第１の実施形態の製造手順である実施例１−２から実施例１−６は、第２の実施形態においても同様に適用することができる。
【０１０９】
（実施例３−１）
第３の実施の形態の実施例１においては、第２の金属部材８として、突起部８２が鋸歯状の柱をならべた形状となり、両端を陽電極引き出し端子８１ａ、８１ｂとしたアルミニウム片を、５ｗｔ．％のホウ酸アンモニウム水溶液中において１０Ｖで陽極酸化し、洗浄および乾燥して金属酸化被膜からなる誘電体酸化被膜９１を有するアルミニウム片からなる第２の金属部材８を得た。この第２の金属部材８の平坦部８１の両端部各５ｍｍをヘキサフルオロプロピレンからなるフッ素系樹脂の溶液に浸漬し、乾燥して両端をマスクした。
【０１１０】
次に、ガラス製容器に濃度１０ｗｔ．％のパラトルエンスルホン酸と５ｗｔ．％のアニリンとを含む水溶液を調整し、誘電体皮膜９１を形成したアルミニウム片を浸漬して取り出した。これを空気中、室温で３０分乾燥し、次に１０ｗｔ．％のペルオキソ二硫酸アンモニウムと１０ｗｔ．％のパラトルエンスルホン酸を含む水溶液に浸漬し、取り出してさらに２０分間空気中に保持し、アニリンの重合を行った。その後、水、メタノールで洗浄し、８０℃で乾燥した。この操作を４回繰り返したところその誘電体表面がパラトルエンスルホン酸をドーパントとする導電性高分子のポリアニリンで被覆されたアルミニウム片からなる第２の金属部材８が得られた。
【０１１１】
このアルミニウム片からなる第２の金属部材８のポリアニリン形成部を覆うように導電性カーボンペースト、および銀ペーストからなる導電性物質層９を形成し、さらに厚さ約１００μｍの銅金属板からなる第１の金属部材７を第２の金属部材８のポリアニリン形成部分を覆うように取り付け、その両端にネジ止め用の孔を設け、陰電極引き出し端子８１ａ、８１ｂとした。その後、第２の金属部材８の平坦部８１の両端部をテトラヒドロフランに浸漬し、マスク樹脂であるヘキサフルオロプロピレンを溶解させた。
【０１１２】
得られた平行平板線路型素子は、アルミニウム片からなる第２の金属部材２を陽極、銅金属板からなる第１の金属部材１を陰極として容量を測定すると測定周波数１２０Ｈｚで約３１０μＦであった。
【０１１３】
この平行平板線路型素子の両端に設けられた二組の電極引き出し端子７１ａ、７１ｂ、８１ａ、８１ｂをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定したところ、１００ｋＨｚから１ＧＨｚまで、−４０ｄＢ以下と、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として従来コンデンサに比べて遙かに勝る特性特性を有することが判った。
【０１１４】
なお、上述した第１の実施形態の製造手順である実施例１−２から実施例１−６は、第３の実施形態においても同様に適用することができる。
【０１１５】
次に、図１５を参照して、上述した第１の実施形態の平行平板線路型素子を積層印刷配線基板に搭載した回路基板について説明する。
図１５に示す回路基板は、積層印刷基板３０３と、この積層印刷基板３０３の表面上に搭載された平行平板線路型素子と、平行平板線路型素子の陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂにそれぞれ接続する電源配線３０１ａ，３０１ｂと、平行平板線路型素子の陰電極引き出し端子１１ａ，１１ｂにそれぞれ接続する接地配線３０２ａ、３０２ｂとを備えており、電源配線３０１ａ，３０１ｂ、接地配線３０２ａ、３０２ｂは、それぞれ積層印刷基板３０３上に銅など電気伝導率が高い材料を用いて形成される。
【０１１６】
積層印刷基板３０３上には、図示しない多数の回路部品が搭載されており、これらの回路部品から発生する高周波雑音が電源配線３０１ａ，３０１ｂ、電源配線３０２、３０２ｂに重畳してこれらの配線を伝搬し回路素子を誤動作させるという問題があったが、この雑音を平行平板線路型素子内部でろ波することにより、図１５に示す回路基板は高周波雑音に対して誤動作が生じにくく、高周波における回路動作が安定しているという特徴がある。
【０１１７】
また、回路基板に、多数の回路部品を搭載した場合に回路部品同士が接近して配置されるので、雑音源とこの雑音源の影響を受ける回路部品とが接近することになる。この場合においても、電源配線および接地配線に挿入された平行平板線路型素子が効率的に電源配線及び接地配線に重畳された雑音をろ波するので、本願発明の平行平板線路型素子を用いた回路基板は、高周波で動作する回路基板を高密度に実装することが可能である。
【０１１８】
なお、上記において、電源配線と対をなす配線は接地配線として説明したが、負電源配線であってもよく、一般的には第１の直流電源配線と第２の直流電源配線とが、それぞれ平行平板線路型素子の陽電極引き出し端子２１ａ，２１ｂ、および陰電極引き出し端子１１ａ，１１ｂとにそれぞれ接続されて全体の回路が構成される。
【０１１９】
さらに、図１５および上記において、積層印刷基板３０３の表面に平行平板線路型素子が実装される場合について説明したが、積層印刷基板３０３を構成する多層基板のうちで、内部の基板表面に本願発明の平行平板線路型素子を実装しても同様の効果が得られる。また、この回路基板の実施形態では、上述した第１の実施形態の平行平板線路型素子を実装して説明を行なったが、平行平板線路型素子の第２、第３の実施形態についても同様に回路基板に適用することができる。
【０１２０】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の形態である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、平行平板線路型素子を構成し、この素子の有する伝送線路の入力端から入力する１００ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波電磁波の出力端への透過率が−２０ｄＢ以下となるように形成した。このため平行平板線路型素子の特性インピーダンスを十分低く設計することができ、ノイズ源から発生する電磁波の電源分配回路側への侵入を防止することができる。
【０１２２】
また、伝送線路構造の１つである平行平板線路型素子を構成したことにより、線路の特性インピーダンスの周波数依存性が少なくなり、また、凹凸状に線路を形成することで金属表面に電力が集中するようになる高周波では一層線路が長くなるため、弁作用を有する金属の一方から入力された高周波電磁波は誘電体皮膜の薄膜と導電性物質によって広い周波数帯域にわたってろ波されるので、高速化、高周波化に適した線路型素子が実現できる。
【０１２３】
導電性物質層が導電性高分子から構成されている場合には、それによって高周波数領域まで使用可能な平行平板線路型素子を容易に得ることができる。また、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、およびこれらの誘導体のいずれかである場合には、それによって環境安定性に優れ、１００℃以上まで安定な導電性物質の層を形成することができ、従って安定性、耐久性に優れ、高周波数領域まで使用可能な平行平板線路型素子を容易に得ることができる。
【０１２４】
さらに、第１または第２の金属部材を構成する弁作用を有する金属がアルミニウム、タンタル、ニオブのいずれかである場合には、それによって誘電率が高く均一で安定した誘電体皮膜を形成することができ、従って体積効率の優れた安定した平行平板線路型素子を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の平行平板線路型素子の構成とこの素子の動作を説明するための図である。
【図２】線路における反射計数Γと透過計数Τを計算するための透過回路図である。
【図３】透過特性Ｓ２１と線路の特性インピーダンスＺｙとの関係を示す図である。
【図４】ネットワーク・アナライザの構成を示す図である。
【図５】伝送線路での電磁波と電流との相互作用を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における平行平板線路型素子の断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における平行平板線路型素子の組立て前の斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における平行平板線路型素子の斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の平行平板線路型素子の部分断面図である。
（ａ）は図８の切断面Ｘ−Ｘ’における断面図（線路方向）である。
（ｂ）は図８の切断面Ｙ−Ｙ’の断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の平行平板線路型素子の構成を示す組立て前の斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の平行平板線路型素子の部分断面図である。
（ａ）は図１０の切断面Ｘ−Ｘ’における断面図（線路方向）である。
（ｂ）は図１０の切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態の平行平板線路型素子の構成を示す組立て前の斜視図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の平行平板線路型素子の部分断面図である。
（ａ）は図１２の切断面Ｘ−Ｘ’における断面図（線路方向）である。
（ｂ）は図１２の切断面Ｙ−Ｙ’における断面図である。
【図１４】アルミニウム片の静電容量の測定方法を説明するための図である。
【図１５】本発明に係る平行平板型線路素子を印刷配線基板に搭載して回路基板を構成した斜視図である。
【図１６】ＬＳＩを構成するスイッチング素子から発生する電力が電源分配配線に与える影響を説明するための図である。
【図１７】表面実装型フィルタの従来の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１、４、７　第１の金属部材
２、５、８　第２の金属部材
３、６、９　導電性物質層
１１、２１、４１、５１、７１、８１　平板部
１１ａ、１１ｂ、４１ａ、４１ｂ、７１ａ、７１ｂ　陰電極引き出し端子
１２、２２、４２、５２、７２、８２　突起部
１３、２３、４３、５３、７３、８３　間隙部
１４、４４、７４　　側面シールド板
２１ａ、２１ｂ、５１ａ、５１ｂ、８１ａ、８１ｂ　陽電極引き出し端子
３１　誘電体皮膜
４２ａ、５２ａ　立設平板部
４２ｂ、５２ｂ　角柱部
７２ｂ、８２ｂ　鋸歯状突起
１１０　第１誘電体シート
１１１　第１内部導体
１１２　第２内部導体
１１５　蛇行導体
１２０　第２誘電体シート
１２５　接地導体
１３０　第３誘電体シート
１５１　第１信号電極
１５２　第２信号電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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