(57)【要約】【課題】高周波数領域まで低インピーダンスを維持できる小型で且つ高性能な伝送線路型ノイズフィルタを提供する。【解決手段】ノイズフィルタ１０は、所定の長さＬのタンタル細線１と、タンタル細線１の中央部周囲を被覆するように形成した長さｈの導電体層２と、タンタル細線１の両端に接続する第１陽極端子３ａ及び第２陽極端子ｂと、導電性接着剤４を用いて導電体層２に接続した陰極端子５と、タンタル細線１と導電体層２の間に設けられた容量形成部６を備える。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属で形成された所定の長さを有する金属細線と、該金属細線の中央部周囲を被覆する前記弁作用金属の焼結体と、該焼結体の表面に形成された誘電体皮膜と、該誘電体皮膜の表面に形成された固体電解質層と、該固体電解質層の表面に形成された導電体層と、前記金属細線の両端にそれぞれ接続した陽極端子と、前記導電体層に接続した陰極端子を有することを特徴とする伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項２】
前記焼結体は、前記弁作用金属の粉末をプレス成形した後、所定の温度で焼結したものである請求項１記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項３】
前記焼結体は、前記弁作用金属の粉末を含む泥漿から形成したグリーンシートを、前記金属細線を巻芯として巻回した後、所定の温度で焼結したものである請求項１記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項４】
前記誘電体皮膜は前記弁作用金属の酸化皮膜である請求項１乃至３いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項５】
前記弁作用金属がタンタル又はニオブである請求項１乃至４いずれか１項に記載の伝送線路型のイズフィルタ。
【請求項６】
前記固体電解質層が導電性高分子化合物層である請求項１乃至６いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【請求項７】
前記固体電解質層が複数の導電性高分子化合物層からなる請求項１乃至６いずれか１項に記載の伝送線路型ノイズフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノイズフィルタに関し、特に広帯域で高周波特性に優れた伝送線路型ノイズフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術はＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）産業を支える重要な技術である。最近ではコンピュータや通信関連機器だけでなく、家庭電化製品や車載用機器にもＬＳＩ等のデジタル回路技術が使用されている。
【０００３】
ＬＳＩなどで発生した高周波電流は、ＬＳＩ近傍にとどまらず、プリント回路基板等の実装回路基板内の広い範囲に広がり、信号配線やグランド配線に誘導結合し、信号ケーブルなどから電磁波として漏洩する。
従来のアナログ回路の一部をデジタル回路に置き換えた回路や、アナログ入出力をもつデジタル回路など、アナログ回路とデジタル回路が混載される回路では、デジタル回路からアナログ回路への電磁干渉問題が深刻になってきている。
【０００４】
この対策には高周波電流の発生源であるＬＳＩを供給電源系から高周波的に分離すること、即ち電源デカップリングの手法が有効である。従来からデカップリング用素子にはバイパスコンデンサなどのノイズフィルタが使用されてきており、電源デカップリングの動作原理は簡単明瞭だが、デジタル回路の高速化に対応できる低インピーダンスのノイズフィルタの開発は大幅に遅れていた。特にコンデンサの自己共振現象のため高周波数領域まで低インピーダンスを維持するのは困難であった。
【０００５】
このため、より高速、高周波化されるデジタル回路に対応するためには、高周波数帯域までデカップリングを維持できる、低インピーダンスのノイズフィルタが望まれている。従来の交流回路に用いられるノイズフィルタとしてのコンデンサは、２端子構成の集中定数型ノイズフィルタを構成しており、固体電解コンデンサ及び電気二重層コンデンサやセラミックコンデンサが多く用いられている。
【０００６】
これらのコンデンサを用いて交流回路内における電気的ノイズの除去を広い周波数帯域にわたって行う場合には、複数種類のコンデンサ、例えば自己共振振動数が異なるアルミ電解コンデンサ、タンタルコンデンサ、セラミックコンデンサ等の異種のコンデンサを交流回路内に複数備えることによって行われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のノイズフィルタにおいては、広帯域の周波数の電気的ノイズを除去するために使用する複数のノイズフィルタの選定が煩わしかった。又、異種のノイズフィルタを複数設置するためにコストが高くなるという問題があった。
【０００８】
ＬＳＩなどの高速化、高周波数化に伴い、発生するノイズは広帯域化、高周波数化している。このようなノイズの除去に必要なノイズフィルタはより高性能なものが求められている。
【０００９】
従って、本発明の目的は、高周波数領域まで低インピーダンスを維持できる小型で且つ高性能な伝送線路型ノイズフィルタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明による伝送線路型ノイズフィルタは、弁作用金属で形成された所定の長さを有する金属細線と、該金属細線の中央部周囲を被覆する前記弁作用金属の焼結体と、該焼結体の表面に形成された誘電体皮膜と、該誘電体皮膜の表面に形成された固体電解質層と、該固体電解質層の表面に形成された導電体層と、前記金属細線の両端にそれぞれ接続した陽極端子と、前記導電体層に接続した陰極端子を有することを特徴とする。
【００１１】
このとき、前記焼結体は、前記弁作用金属の粉末をプレス成形した後、所定の温度で焼結したもの、或いは、前記弁作用金属の粉末を含む泥漿から形成したグリーンシートを、前記金属細線を巻芯として巻回した後、所定の温度で焼結したものとすることができる。又、前記誘電体皮膜は前記弁作用金属の酸化皮膜であるのが好ましい。尚、前記弁作用金属としては、タンタル又はニオブを用いることができる。
【００１２】
又、前記固体電解質層は単一或いは複数の導電性高分子化合物層で構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の伝送線路型ノイズフィルタの一実施形態を示す図で、（ａ）は模式的な外観斜視図で、（ｂ）は平面図、（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ（ａ）のＡ−Ａ’線及びＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。又、図２は図１のＰ部を模式的に拡大した図である。尚、図１（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、本実施形態のノイズフィルタ１０を実装基板５０の電極（図示せず）上に載置した状態を模式的に示す図となっている。図１を参照すると、本実施形態のノイズフィルタ１０は、所定の長さＬの弁作用を有する金属細線であるタンタル細線１と、タンタル細線１の中央部周囲を被覆するように形成した長さｈの導電体層２と、タンタル細線１の両端に接続する第１陽極端子３ａ及び第２陽極端子ｂと、銀ペースト等の導電性接着剤４を用いて導電体層２に接続した陰極端子５と、タンタル細線１と導電体層２の間に設けられた容量形成部６を備えている。容量形成部６は、図２を参照すると、タンタル細線１の中央部周囲にタンタル細線１と一体化した焼結体となっているタンタル焼結体２１の表面を酸化して形成された誘電体皮膜である酸化タンタル皮膜２２と、この酸化タンタル皮膜２２の表面に形成された固体電解質層２３を含み、タンタル焼結体２１と固体電解質層２３をそれぞれ陽極と陰極とする固体電解容量を形成する。導電体層２は、この固体電解質層２３の表面に形成されたグラファイト層２５と、グラファイト層２５の表面に形成された銀塗料層２６を含む。この銀塗料層２６に導電性接着剤４を用いて陰極端子５が接続されている。尚、固体電解質層２３は、酸化タンタル皮膜２２と直に接する第１導電性高分子化合物層２４ａと、この第１導電性高分子化合物層２４ａの上に形成された第２導電性高分子化合物層２４ｂの２層で構成されている。
【００１５】
尚、導電体層２の長さｈや、タンタル細線１の長手方向に直交する導電体層２の断面サイズは、ノイズフィルタの所望の特性に応じて適宜定めればよい。
【００１６】
固体電解質層２３としては、ピロール、アニリン、チオフェン及びフラン等のような環状有機化合物のモノマー又はその誘導体の重合体を含む導電性高分子化合物を用いることができ、化学酸化重合により酸化タンタル皮膜２２の表面に導電性高分子化合物層を形成することができる。又、固体電解質層２３を複数、例えば２層の導電性高分子化合物で構成する場合は、前述の導電性高分子化合物の中から選択（同一材料の重複選択も可）して２層構造とすればよい。このとき、少なくとも酸化タンタル皮膜２２の表面と直に接する導電性高分子化合物層は化学酸化重合法により形成される。
【００１７】
本実施形態のノイズフィルタ１０では、タンタル細線１を中心導体、導電体層２を外部導体とする同軸線路型の伝送線路を構成できる。又、この構成はタンタル細線１と陰極端子５との間に周波数特性に優れた極めて大きな容量が付加されるので、広い周波数範囲で特性インピーダンスを低く維持でき、広い周波数範囲で低インピーダンス特性のノイズフィルタを構成できる。
【００１８】
次に本実施形態のノイズフィルタ１０の製造方法の概略を説明する。
先ず、所定の長さＬの直線状のタンタル細線１の長さ方向（以下、第１方向とする）の中央部周囲に多孔質の金属粉体であるタンタル粉末２０を例えば図３に示すように金型３０で第１方向の長さがｈになるようにプレス成形して焼結し、焼結体（図示せず）を準備した後、この焼結体のタンタル２１の表面を陽極酸化して酸化タンタル皮膜（誘電体）２２を形成する。
【００１９】
次に、酸化タンタル皮膜２２表面に、固体電解質層２３を形成する。具体的には、先ず化学酸化重合により第１導電性高分子化合物層２４ａとして例えばポリピロール層を酸化タンタル皮膜２２の表面に形成し、続いてこの第１導電性高分子化合物層２４ａの上に第２導電性高分子化合物層２４ｂとして例えば導電性粉末を含むポリピロール層を化学酸化重合或いは電解酸化重合により形成する。
【００２０】
次に、陰極側電極を引き出すために、第２導電性高分子化合物層２４ｂの上にグラファイト層２５、銀塗料層２６を重ねて形成する。この後、露出しているタンタル細線１の一端に第１陽極端子３ａを、他端に第２陽極端子３ｂをそれぞれ溶接し、導電性接着剤４を用いて陰極端子５と銀塗料層２６とを接着した後、例えばエポキシ樹脂（図示せず）等で封止、外装してノイズフィルタ１０を完成する。
【００２１】
尚、焼結体は、図４に示すようにタンタル粉末を含む泥漿から所定の幅ｈと厚さのグリーンシート２８を形成し、所定の長さＬ（但し、Ｌ＞ｈとする）のタンタル細線１を巻芯にしてタンタル細線１の両端部を露出させて中央部に所定回数だけ巻回した後、焼結した焼結巻回体４０を用いることもできる。
【００２２】
以上説明したように、本発明の伝送線路型ノイズフィルタは、タンタルのような弁作用金属の金属細線からなる中心導体と、中心導体と同じ弁作用金属粉末の焼結体の酸化皮膜からなる誘電体層で低インピーダンスの伝送線路を形成し、広い周波数帯域でノイズ除去性能に優れたノイズフィルタを構成できる。
【００２３】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その要旨の範囲内で変更可能である。例えば、上記実施形態は弁作用金属としてタンタルを用いた例で説明したが、ニオブ（Ｎｂ）を用いることもできる。又、図１では、導電体層２の外形形状が角柱状、即ちタンタル細線１の長手方向に直交する導電体層２の断面が矩形状の場合を示したが、外形形状が円柱状、即ちタンタル細線１の長手方向に直交する導電体層２及び容量形成部６の断面が図５に示すように円形状であってもよい。尚、図５は、導電体層２及び容量形成部６が円柱状の場合の図１（ｄ）に相当する図である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の伝送線路型ノイズフィルタは、小型で且つ高性能なノイズフィルタを実現しており、従来のように自己共振振動数の異なる複数のノイズフィルタを設置することなく、単独で広い周波数帯域のノイズを除去することができるという効果が得られる。
【００２５】
従って、高周波数で動作する交流回路の広帯域の周波数の電気的ノイズを除去するために従来のように使用する複数のノイズフィルタを選定したり、異種のノイズフィルタを複数設置する必要が無くなり、交流回路の実現コストを削減できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の伝送線路型ノイズフィルタの一実施形態を示す図で、（ａ）は模式的な外観斜視図で、（ｂ）は平面図、（ｃ）及び（ｄ）はそれぞれ（ａ）のＡ−Ａ’線及びＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図２】図１のＰ部を模式的に拡大した図である。
【図３】本発明の伝送線路型ノイズフィルタの製造方法で、タンタル粉末のプレス成形を用いる際の模式図である。
【図４】本発明の伝送線路型ノイズフィルタの製造方法で、グリーンシートを用いる際の模式図である。
【図５】本発明の伝送線路型ノイズフィルタの陰極の外形形状を円柱状としたときの、図１（ｄ）に相当する模式的な断面図である。
【符号の説明】
１　　タンタル細線
２　　導電体層
３ａ　　第１陽極端子
３ｂ　　第２陽極端子
４　　導電性接着剤
５　　陰極端子
６　　容量形成部
１０　　ノイズフィルタ
２０　　タンタル粉末
２１　　タンタル
２２　　酸化タンタル皮膜
２３　　固体電解質層
２４ａ　　第１導電性高分子化合物層
２４ｂ　　第２導電性高分子化合物層
２５　　グラファイト層
２６　　銀塗料層
２８　　グリーンシート
３０　　金型
４０　　焼結巻回体
５０　　実装基板
【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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