(57)【要約】【課題】  特に１００ＭＨｚ以上の高周波数領域におけるインピーダンスが低く、主としてノイズフィルタのバイパス素子又はデカップリング用素子として好適な高速化及び高周波数化を図ったシールドストリップ線路型素子を提供する。【解決手段】  アルミニウムからなる金属板１０を設け、金属板１０の表面に誘電体酸化皮膜２０を形成し、導電性高分子層３１を金属板１０及び誘電体酸化皮膜２０を覆うように設ける。導電性高分子層３１は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により形成する。導電性高分子層３１の外側に、導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を設け、銀ペースト層３３には銅箔からなる金属板４０を重ねる。また、金属板１０の両端に陽電極引出端子１１及び１２を接続し、金属板４０の両端部を陰電極引出端子４１及び４２とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの端子を備えこれらの端子間に高周波電流が流れこの高周波電流が流れる方向に直交する断面の形状が前記電流方向において実質的に一定である弁作用金属からなる金属部材と、この金属部材の前記２つの端子の間の表面に前記電流方向に連続して形成された誘電体酸化皮膜と、この誘電体酸化皮膜を挟んで前記金属部材の周囲を囲むように設けられた導電体層と、を有することを特徴とするシールドストリップ線路型素子。
【請求項２】
前記断面の形状が矩形であることを特徴とする請求項１に記載のシールドストリップ線路型素子。
【請求項３】
前記断面の形状が円形であることを特徴とする請求項１に記載のシールドストリップ線路型素子。
【請求項４】
前記断面の形状が輪形であることを特徴とする請求項１に記載のシールドストリップ線路型素子。
【請求項５】
前記弁作用金属がアルミニウム、アルミニウム合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ及びニオブ合金からなる群から選択された１種又は２種以上の金属からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシールドストリップ線路型素子。
【請求項６】
前記導電体層が導電性高分子からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシールドストリップ線路型素子。
【請求項７】
前記導電性高分子がポリピロール、ポリチオフェン及びポリアニリン並びにこれらの誘導体からなる群から選択された１種又は２種以上の物質からなることを特徴とする請求項６に記載のシールドストリップ線路型素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子基板上に実装されるシールドストリップ線路型素子に関し、特に、主としてノイズフィルタ用バイパス素子又は電源デカップリング用素子に好適な高速化及び高周波数化を図ったシールドストリップ線路型素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の進歩に伴って、電子機器の小型化及び高性能化が求められている。これは、例えばスイッチング電源及びデジタル信号処理回路部品においては、クロック周波数を高周波数化することにより達成されるが、それに伴って回路、特に電源回路に流れる高周波電流が増大し、電磁輻射の増大及び信号品質の低下が顕著となる。このため、ノイズフィルタ用バイパス素子及び電源デカップリング用素子に対する性能の要求は厳しくなる一方である。
【０００３】
従来、高速デジタル回路の電源デカップリング用素子には、金属薄膜を蒸着したセラミック材料を多層積層して形成されるセラミックコンデンサ、及びタンタル又はアルミニウム等の弁作用金属の多孔質成形体を陽極とし、この多孔質成形体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が開発されている。
【０００４】
固体電解コンデンサの例として、特許文献１には誘電体酸化皮膜上に固体電解質としてポリピロール又はそのアルキル置換体を設ける固体電解コンデンサが記載されている。また、特許文献２に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及びその製造方法が記載されている。これらのコンデンサにおいては、固体電解質に、それ以前のコンデンサと比較して導電率が１００倍以上高い導電性高分子を使用している。このため、これらのコンデンサは等価直列抵抗が小さく、同じ容量のコンデンサでもそれ以前のコンデンサと比較して周波数が１００倍以上高い高周波数領域まで効果を発揮する。
【０００５】
一方、高周波数化に対応するためにフィルタの構成も検討されている。特許文献３には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開示されている。図５はこの従来の表面実装型フィルタの構成を示す断面図である。図５に示すように、従来の表面実装型フィルタにおいては、矩形状の第１誘電体シート１１０、第２誘電体シート１２０及び第３誘電体シート１３０が積層されて積層体１５３が形成されている。また、この積層体１５３における積層方向に平行な端面のうち相互に対向する１対の端面には、第１信号電極１５１及び第２信号電極１５２が取り付けられている。
【０００６】
第１誘電体シート１１０は第１内部導体１１１、第２内部導体１１２及び蛇行導体１１５を備え、第１内部導体１１１は第１信号電極１５１に接続され、第２内部導体１１２は第２信号電極１５２に接続され、蛇行導体１１５は第１内部導体１１１と第２内部導体１１２との間に接続されている。第２誘電体シート１２０は接地導体１２５を備え、接地導体１２５は１対の接地電極（図示せず）に接続されている。この接地電極は積層体１５３における積層体１５３の積層方向に平行な端面のうち第１信号電極１５１及び第２信号電極１５２が取り付けられていない１対の端面に取り付けられている。また、蛇行導体１１５はインダクタンスが形成され、また、蛇行導体１１５と接地導体１２５との間にはキャパシタンスが形成される。これにより、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が形成され、高周波のノイズ吸収特性が優れたノイズフィルタが得られる。この表面実装型フィルタにおいては、第１信号電極１５１から入力された電気信号が、第１内部導体１１１、蛇行導体１１５及び第２内部導体１１２を流れることにより濾波され、第２信号電極１５２から出力される。
【０００７】
【特許文献１】特公平４−５６４４５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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。前述の導電性高分子を固体電解質とするコンデンサは、高周波数領域まで使用可能なコンデンサとして種々の用途に使われているが、これらのコンデンサにおいても、１０ＭＨｚを超える高周波数領域ではインピーダンスが激増する。このため、デジタル回路で今や一般的になっている数百ＭＨｚのクロック周波数での動作においては、信号発生回路で想定している周波数にかかわらず電源インピーダンスが限りなくゼロに近いという特性を実現できなくなっている。この結果、フィルタ用バイパス素子又は電源デカップリング用素子として最近の要求に応えることができなくなっている。
【０００９】
また、前述の表面実装型フィルタは、容量と直列インダクタの組み合わせにより動作周波数範囲が限定され、広範囲な周波数帯域にわたり十分なノイズ除去を行うことができないという問題点がある。更に、この表面実装型フィルタはインピーダンス値が高いため、コンデンサの代替としての使用には限界があり、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る。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、特に１００ＭＨｚ以上の高周波数領域におけるインピーダンスが低く、主としてノイズフィルタのバイパス素子又はデカップリング用素子として好適な高速化及び高周波数化を図ったシールドストリップ線路型素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るシールドストリップ線路型素子は、２つの端子を備えこれらの端子間に高周波電流が流れこの高周波電流が流れる方向に直交する断面の形状が前記電流方向において実質的に一定である弁作用金属からなる金属部材と、この金属部材の前記２つの端子の間の表面に前記電流方向に連続して形成された誘電体酸化皮膜と、この誘電体酸化皮膜を挟んで前記金属部材の周囲を囲むように設けられた導電体層と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、金属部材を、電流方向に直交する断面の形状が一定な伝送線路構造とすることにより、金属部材内に流れる電流が高周波電流であっても、金属部材内の電磁界が一様となり、特性インピーダンスの周波数依存性が小さくなる。また、金属部材を弁作用金属により形成することにより、この金属部材の表面に誘電体酸化皮膜を形成することができる。弁作用金属とは、その表面に誘電体酸化皮膜を形成する金属をいう。更に、金属部材の周囲を囲むように導電体層を設けることにより、シールドストリップ線路が実現される。ストリップ線路とは信号線の上下に導電体を配置したものであり、シールドストリップ線路とはこの上下の導電体を信号線の側方にて相互に接続したものである。これにより、信号線である金属部材の側方から漏洩する磁束をシールドすることができ、素子の特性インピーダンスをより低減させることができる。この結果、広い周波数帯域にわたり、金属部材に入力された電気信号を誘電体酸化皮膜及び導電体層によって濾波することができる。これにより、高速化及び高周波数化に適した線路型素子を実現することができる。
【００１３】
また、前記断面の形状は矩形、円形又は輪形であってもよい。素子の特性インピーダンスの絶対値は金属部材の断面形状にも依存する。前記断面の形状が矩形である場合は、前記金属部材の形状は平板形状を含む直方体形状となる。前記断面の形状が円形である場合は、前記金属部材の形状は円柱形状となる。前記断面の形状が輪形である場合は、前記金属部材の形状は円筒形状となる。なお、前記断面の形状は実質的に矩形、円形又は輪形であればよい。
【００１４】
また、前記弁作用金属は、アルミニウム、アルミニウム合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ及びニオブ合金からなる群から選択された１種又は２種以上の金属からなることが好ましい。これにより、これらの金属の表面を酸化することにより、誘電率が高く、均一で安定な誘電体酸化皮膜を形成することができる。この結果、体積効率が優れた安定なシールドストリップ線路型素子を容易に得ることができる。
【００１５】
更に、前記導電体層が導電性高分子からなることが好ましい。これにより、金属部材の表面をエッチング等により拡面化した場合においても、この金属部材の表面に形成された誘電体層に密着する導電率が高い導電体層を形成することができる。このため、高周波数領域まで使用可能なシールドストリップ線路型素子を容易に得ることができる。
【００１６】
特に、前記導電性高分子がポリピロール、ポリチオフェン及びポリアニリン並びにこれらの誘導体からなる群から選択された１種又は２種以上の物質からなることが好ましい。これにより、環境安定性が優れ、１００℃以上の温度まで安定な導電体層を形成することができる。この結果、安定性及び耐久性が優れ、高周波数領域まで使用可能なシールドストリップ線路型素子を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上詳述したように、本発明によれば、特に１００ＭＨｚ以上の高周波数領域におけるインピーダンスが低く、主としてノイズフィルタのバイパス素子又はデカップリング用素子として好適な高速化及び高周波数化を図ったシールドストリップ線路型素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。先ず、本発明の第１の実施例について説明する。図１は本実施例に係るシールドストリップ線路型素子を示す断面図、図２は図１に示すＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子においては、弁作用金属からなり略平面形状をなす金属板１０が設けられている。金属板１０は、例えばアルミニウムからなる。また、金属板１０の形状は矩形であり、例えば、厚さが１１０μｍ、長さが２０ｍｍ、幅が１０ｍｍである。金属板１０の表面、即ち、表面、裏面及び端面は、電解液中における電解エッチングによって表面積が約２００倍に拡大されている。
【００２０】
この金属板１０の表面には、誘電体酸化皮膜２０が形成されている。誘電体酸化皮膜２０は金属板１０の表面を酸化することにより形成されたものである。また、誘電体酸化皮膜２０上には導電性高分子層３１が金属板１０及び誘電体酸化皮膜２０を覆うように形成されている。本実施例においては、導電性高分子層３１は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により形成されている。金属板１０の長手方向における両端部には導電性高分子層３１が形成されておらず、誘電体酸化皮膜２０が露出している。金属板１０の長手方向における前記露出部の長さは、例えば、夫々５ｍｍである。この露出部には、夫々陽電極引出端子１１及び１２が接続されている。陽電極引出端子１１及び１２は金属板１０に電気信号を流すためのものであり、このため、陽電極引出端子１１及び１２は相互にある程度離して配置する必要がある。
【００２１】
導電性高分子層３１上には導電性カーボンペースト層３２が形成され、導電性カーボンペースト層３２上には銀ペースト層３３が形成されている。導電性高分子層３１、導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３により導電体層３０が形成されている。即ち、金属板１０を覆うように誘電体酸化皮膜２０が形成され、この誘電体酸化皮膜２０の前記露出部以外の領域を覆うように導電体層３０が形成されている。導電体層３０の一方の表面には、厚さが例えば約１００μｍの銅箔からなる金属板４０が重ねられている。金属板４０の表面は金属板１０の表面に平行になるように配置されている。金属板４０の長手方向の長さは、導電体層３０の長手方向の長さよりも長く、そのため、金属板４０の両端部は導電体層３０に重ねられていない。そして、この両端部が夫々陰電極引出端子４１及び４２となっている。
【００２２】
なお、金属板１０は本実施例のようにアルミニウムに限らず、弁作用金属（valve metal）であれば、種々のものを使用することができる。このような弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金、チタン、チタン合金、ジルコニウム、ジルコニウム合金、ケイ素、マグネシウム及びマグネシウム合金等がある。また、金属板１０は圧延箔であってもよく、微粉末焼結体等であってもよい。更に、金属板１０の形状は、湾曲していてもよく、一部折り曲げた形状であってもよい。
【００２３】
また、本実施例においては、導電体層３０をポリアニリンからなる導電性高分子層３１、導電性カーボンペースト３２及び銀ペースト３３により形成する例を示したが、導電体層は導電性である限り特に限定されず、各種金属、二酸化マンガン及び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等の有機導電体等により形成してもよい。特に、ポリピロール、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、ポリアセチレン及びポリアズレン等の導電性高分子が好ましく、その中でも安定性の観点からポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン及びこれらの誘導体が好ましい。なお、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及び他の高分子と共重合したもの等をいう。また、本発明においては、導電性高分子は通常、電子供与性又は電子吸引性を有する化合物からなるドーパントと組み合わせて使用される。本発明においては、ドーパントの種類は特に限定されず、例えば導電性高分子からなるドーパント又は公知のドーパントを使用することができる。このようなドーパントとして、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、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、及びリチウム、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。
【００２４】
更に、本実施例においては、導電体層３０の一方の面に、厚さが例えば約１００μｍの銅箔からなる金属板４０を重ね合わせる例を示したが、金属板４０の素材は銅に限定されず、銀、金、アルミニウム等の電気抵抗が低い金属であればよい。また、金属板４０は金属板１０の両面に対向するように２枚設けることもできる。
【００２５】
更にまた、本実施例においては、導電性高分子層３１と金属板４０とは、導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を介して相互に接続される例を示したが、導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を省略し、導電性高分子層３１を金属板４０に直接接続してもよい。
【００２６】
本実施例のシールドストリップ線路型素子は、電子回路基板にそのまま搭載したり、リード電極を引き出して樹脂又は金属ケース等で封止したりして使用することができる。
【００２７】
次に、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の製造方法について説明する。先ず、金属板１０として、厚さが例えば１１０μｍ、長さが例えば２０ｍｍ、幅が例えば１０ｍｍであるアルミニウム箔を用意する。次に、この金属板１０を電解液中において電解エッチングすることにより、金属板１０の表面積を約２００倍に拡大する。この金属板１０を濃度が例えば５質量％のホウ酸アンモニウム水溶液中に浸漬し、例えば１０Ｖの電圧を印加して陽極酸化処理を行い、次いで洗浄及び乾燥を行い、金属板１０の表面に金属酸化皮膜からなる誘電体酸化皮膜２０を形成する。この誘電体酸化皮膜２０が形成された金属板１０の長さ方向の両端部、即ち、端縁から５ｍｍ以内の領域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、乾燥させて前記両端部にヘキサフルオロプロピレンからなるマスク（図示せず）を形成する。この金属板１０を濃度が０．１Ｎの硫酸水溶液中に浸漬して静電容量を測定すると、静電容量は約３８０μＦである。
【００２８】
次に、ガラス製容器内において、例えば１０質量％のパラトルエンスルホン酸及び例えば５質量％のアニリンを含む水溶液を調整し、この水溶液中に上述の誘電体酸化皮膜２０及びマスクを形成した金属板１０を浸漬し、その後、取り出す。その後、室温の空気中において例えば３０分間乾燥させる。次に、例えば１０質量％のペルオキソ二硫酸アンモニウム及び１０質量％のパラトルエンスルホン酸を含む水溶液を調整し、この水溶液中に金属板１０を浸漬し、その後取り出して更に２０分間空気中に放置し、アニリンを重合させる。その後、この金属板１０を水及びメタノールにより洗浄し、温度が８０℃の雰囲気中で乾燥させる。前述のパラトルエンスルホン酸及びアニリン水溶液への浸漬から８０℃の温度での乾燥までの操作を４回繰り返し、誘電体酸化皮膜２０の表面における前記マスクにより覆われていない領域に、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層３１を形成する。
【００２９】
次に、金属板１０の表面における導電性高分子層３１が形成されている領域を覆うように、導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を形成する。導電性高分子層３１、導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３から導電体層３０が形成される。その後、厚さが例えば約１００μｍの銅箔からなる金属板４０を、導電体層３０の１面に重ね合わせる。これにより、金属板４０は導電体層３０及び誘電体酸化皮膜２０を介して金属板１０の片面に対向するように配置される。金属板４０の長手方向の長さは導電体層３０の長手方向の長さよりも長く、このため、金属板４０の長さ方向の両端部は導電体層３０に重ねられずにはみ出す。このはみ出した金属板４０の両端部を夫々陰電極引出端子４１及び４２とする。その後、金属板１０の両端部をテトラヒドロフランに浸漬し、マスクを構成する樹脂であるヘキサフルオロプロピレンを溶解させ除去する。次に、超音波溶接機を使用して金属板１０の両端に２つの陽電極引出端子１１及び１２を接続する。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子が作製される。
【００３０】
なお、本実施例においては、金属板１０の表面積を拡大する方法として電解液中で電解エッチングを行う例を示したが、表面積が拡大された金属板は、微紛焼結体を平板形状に加工することによって作製してもよい。
【００３１】
また、誘電体酸化皮膜２０の形成方法も特に限定されず、金属板１０の表面を電解質溶液中で電解化成したり、適当な酸化剤を使用して酸化処理したりして形成してもよく、又は金属板１０の表面を空気酸化させて形成した酸化膜をそのまま使用してもよい。しかし、通常は、誘電体酸化皮膜２０は金属板１０の表面を電解化成することにより形成される。
【００３２】
更に、本実施例においては、金属板１０に陽電極引出端子１１及び１２を超音波溶接により接合しているが、この接合は圧着等の方法により行ってもよい。また、金属板１０を両側に突き出させて、金属板１０の両端部を陽電極引出端子としてもよい。
【００３３】
更にまた、本実施例においては、金属板１０を水溶液中へ浸漬し乾燥させることにより、アニリンを重合させ、導電性高分子層３１を形成する例を示したが、本発明においては導電性高分子層の形成方法はこれに限定されず、金属板１０上に導電性高分子の溶液を塗布してこの溶液中の溶剤を蒸発させたり、導電性高分子を形成するモノマー及び／又はオリゴマー並びに重合触媒を導入して金属板１０上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する方法により、導電性高分子層３１を形成してもよい。
【００３４】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子においては、陽電極引出端子１１から入力された高周波の信号電流は、金属板１０を通り、陽電極引出端子１２から出力される。このとき、前記信号電流を誘電体酸化皮膜２０及び導電体層３０により濾波することができる。金属板１０の形状は伝送線路構造であり、信号電流が流れる方向に直交する断面の形状は略一定であるため、信号電流が高周波電流であっても、金属板１０内の電磁界が一様となり、特性インピーダンスの周波数依存性が小さい。
【００３５】
また、金属板１０が弁作用金属であるアルミニウムにより形成されているため、この金属板１０の表面に均一で安定な誘電体酸化皮膜２０を容易に形成することができる。更に、金属板１０の周囲を囲むように導電体層３０を設けているため、シールドストリップ線路が実現され、金属板１０から漏洩する磁束をシールドすることができ、素子のインピーダンスを低減させることができる。更にまた、金属板４０を設けることにより、陰電極引出端子４１及び４２を形成できると共に、素子のインピーダンスをより一層低減することができる。更にまた、導電体層３０に導電性高分子層３１を設けているため、誘電体酸化皮膜２０に対する密着性が高く、導電率が高い導電体層を容易に形成することができる。
【００３６】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子について、金属板１０を陽極とし、金属板４０を陰極として容量を測定すると、例えば周波数が１２０Ｈｚのとき容量は約３８０μＦであり、誘電体酸化皮膜２０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る。
【００３７】
また、このシールドストリップ線路型素子の両端に設けられた２対の電極引出端子、即ち、陽電極引出端子１１及び１２並びに陰電極引出端子４１及び４２をネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定すると、１００ｋＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数領域においては−７０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚの周波数では−４０ｄＢ以下である。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子は、従来のコンデンサと比較して、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として極めて優れた特性を有することがわかる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成は、前述の第１の実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成と比較して、導電性高分子層３１がポリピロールからなる点が異なっている。本実施例のシールドストリップ線路型素子における前記以外の構成は第１の実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成と同一である。
【００３９】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の製造方法について説明する。先ず、前述の第１の実施例と同様な方法により、金属板１０の表面に誘電体酸化皮膜２０及びマスクを形成する。次に、ガラス製容器内において１０質量％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する。そして、前述の表面に誘電体酸化皮膜２０が形成された金属板１０をこの溶液に浸漬し、その後取り出す。次に、室温の空気中において３０分間乾燥させる。次に、これを５０質量％のピロールを含む水溶液に浸漬し、その後取り出して３０分間空気中に放置し、ピロールを重合させる。その後、水及びメタノールにより洗浄し、温度が８０℃の雰囲気中において乾燥させる。このメタノール溶液への浸漬から８０℃の温度での乾燥までの操作を４回繰り返し、誘電体酸化皮膜２０の表面にドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとするポリピロールからなる導電性高分子層を形成する。
【００４０】
次に、金属板１０の表面における導電性高分子層形成領域を取り巻くように、前述の第１の実施例と同様な方法により導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を形成して導電体層３０を形成し、銅箔からなる金属板４０を取り付け、この金属板４０の両端部を夫々陰電極引出端子４１及び４２とする。その後、第１の実施例と同様な方法によりマスクを除去し、陽電極引出端子１１及び１２を取り付ける。
【００４１】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子について、アルミニウム箔からなる金属板１０を陽極とし、銅箔からなる金属板４０を陰極として容量を測定すると、例えば周波数が１２０Ｈｚのとき容量は約３８０μＦであり、誘電体酸化皮膜２０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る。
【００４２】
また、このシールドストリップ線路型素子の両端に設けられた２対の電極引出端子、即ち、陽電極引出端子１１及び１２並びに陰電極引出端子４１及び４２をネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定すると、１００ｋＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数領域においては−７０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚの周波数では−４０ｄＢ以下である。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子は、従来のコンデンサと比較して、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として極めて優れた特性を有することがわかる。
【００４３】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成は、前述の第１の実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成と比較して、導電性高分子層３１がポリへキシルチオフェンからなる点が異なっている。本実施例のシールドストリップ線路型素子における前記以外の構成は第１の実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成と同一である。
【００４４】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の製造方法について説明する。先ず、前述の第１の実施例と同様な方法により、金属板１０の表面に誘電体酸化皮膜２０及びマスクを形成する。次に、ガラス製容器内において濃度が５質量％のポリへキシルチオフェンのキシレン溶液を作製し、この溶液を、前述の表面に誘電体酸化皮膜２０及びマスクが形成された金属板１０におけるマスクが形成されていない領域に滴下し、温度が８０℃の雰囲気中において乾燥させる。次に、この素子全体を塩酸水溶液に浸漬し、誘電体酸化皮膜２０の表面に、塩素イオンをドーパントとするポリへキシルチオフェンからなる導電性高分子層３１を形成する。
【００４５】
次に、前述の第１の実施例と同様な方法により、金属板１０の表面における導電性高分子層形成領域を取り巻くように導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を形成して導電体層３０を形成し、銅箔からなる金属板４０を取り付け、この金属板４０の両端部を夫々陰電極引出端子４１及び４２とする。その後、マスクを除去し、陽電極引出端子１１及び１２を取り付ける。
【００４６】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子について、アルミニウム箔からなる金属板１０を陽極とし、銅箔からなる金属板４０を陰極として容量を測定すると、例えば周波数が１２０Ｈｚのとき容量は約３８０μＦであり、誘電体酸化皮膜２０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る。
【００４７】
また、このシールドストリップ線路型素子の両端に設けられた２対の電極引出端子、即ち、陽電極引出端子１１及び１２並びに陰電極引出端子４１及び４２をネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定すると、例えば、１００ｋＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数領域においては−６０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚの周波数では−４０ｄＢ以下である。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子は、従来のコンデンサと比較して、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として極めて優れた特性を有することがわかる。
【００４８】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成は、前述の第１の実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成と比較して、導電性高分子層３１がポリエチレンジオキシチオフェンからなる点が異なっている。本実施例のシールドストリップ線路型素子における前記以外の構成は第１の実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成と同一である。
【００４９】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の製造方法について説明する。先ず、前述の第１の実施例と同様な方法により、金属板１０の表面に誘電体酸化皮膜２０及びマスクを形成する。次に、ガラス製容器内において、１０質量％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する。そして、前述の表面に誘電体酸化皮膜２０が形成された金属板１０をこの溶液に浸漬し、その後取り出し、室温の空気中において３０分間乾燥させる。次に、この試料を５０質量％のエチレンジオキシチオフェンを含む水溶液に浸漬し、その後取り出して３０分間空気中に放置し、エチレンジオキシチオフェンを重合させる。その後、水及びメタノールにより洗浄し、温度が８０℃の雰囲気中において乾燥させる。前記エタノール溶液への浸漬から８０℃の温度での乾燥までの操作を４回繰り返し、誘電体酸化皮膜２０の表面に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からなる導電性高分子層３１を形成する。
【００５０】
次に、前述の第１の実施例と同様な方法により、金属板１０の表面における導電性高分子層形成領域を取り巻くように、導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を形成して導電体層３０を形成し、銅箔からなる金属板４０を取り付け、この金属板４０の両端部を夫々陰電極引出端子４１及び４２とする。その後、第１の実施例と同様な方法によりマスクを除去し、陽電極引出端子１１及び１２を取り付ける。
【００５１】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子について、アルミニウム箔からなる金属板１０を陽極とし、銅箔からなる金属板４０を陰極として容量を測定すると、例えば周波数が１２０Ｈｚのとき容量は約３８０μＦであり、誘電体酸化皮膜２０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る。
【００５２】
また、このシールドストリップ線路型素子の両端に設けられた２対の電極引出端子、即ち、陽電極引出端子１１及び１２並びに陰電極引出端子４１及び４２をネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定すると、１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数領域においては−６０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚの周波数では−４０ｄＢ以下である。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子は、従来のコンデンサと比較して、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として極めて優れた特性を有することがわかる。
【００５３】
次に、本発明の第５の実施例について説明する。本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成は、前述の第２の実施例に係るシールドストリップ線路型素子の構成と同一である。即ち、導電性高分子層３１はポリピロールにより形成されている。
【００５４】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の製造方法について説明する。先ず、前述の第１の実施例と同様な方法により、金属板１０の表面に誘電体酸化皮膜２０及びマスクを形成する。次に、ガラス製容器内において、３０質量％のドデシルベンゼンスルホン酸第二鉄を含有するメタノール溶液を作製し、−５０℃の温度に冷却する。次に、この溶液に濃度が６質量％となるようにピロールを滴下し、溶液の温度を−５０℃に保ったまま、溶液を攪拌してピロールを混合する。この溶液を、前述の表面に誘電体酸化皮膜２０及びマスクが形成された金属板１０におけるマスクが形成されていない領域に滴下し、室温で６０分間放置する。その後、金属板１０を水及びメタノールにより洗浄し、温度が８０℃の雰囲気中において乾燥させる。これにより、誘電体酸化皮膜２０の表面に、ドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとするポリピロールからなる導電性高分子層３１を形成する。
【００５５】
次に、前述の第１の実施例と同様な方法により、金属板１０の表面における導電性高分子層形成領域を取り巻くように導電性カーボンペースト層３２及び銀ペースト層３３を形成して導電体層３０を形成し、銅箔からなる金属板４０を取り付け、この金属板４０の両端部を夫々陰電極引出端子４１及び４２とする。その後、マスクを除去し、陽電極引出端子１１及び１２を取り付ける。
【００５６】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子について、アルミニウム箔からなる金属板１０を陽極とし、銅箔からなる金属板４０を陰極として容量を測定すると、例えば周波数が１２０Ｈｚのとき容量は約３７５μＦであり、誘電体酸化皮膜２０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る。
【００５７】
また、このシールドストリップ線路型素子の両端に設けられた２対の電極引出端子、即ち、陽電極引出端子１１及び１２並びに陰電極引出端子４１及び４２をネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定すると、１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数領域においては−６０ｄＢ以下である。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子は、従来のコンデンサと比較して、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として極めて優れた特性を有することがわかる。
【００５８】
次に、本発明の第６の実施例について説明する。図３は本実施例に係るシールドストリップ線路型素子を示す斜視図である。図３に示すように、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子においては、平均粒径が例えば０.５μｍのタンタル粉末の焼結体からなる成型体１３が設けられている。成型体１３の形状は直方体であり、例えば、幅が３ｍｍ、長さが３ｍｍ、厚さが１.８ｍｍである。成型体１３の両端には、夫々タンタル線１４及び１５が連結されている。タンタル線１４及び１５の直径は例えば０．３ｍｍである。成型体１３、タンタル線１４及び１５により、金属部材１６が形成される。
【００５９】
また、成型体１３の表面には、誘電体酸化皮膜（図示せず）が形成されており、この誘電体酸化皮膜の表面には、成型体１３及び誘電体酸化皮膜を囲むように、内側から順に導電性高分子層、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層が形成されている。この導電性高分子層、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層により導電体層３５が形成されている。タンタル線１４及び１５には夫々陽電極引出端子１１及び１２が接続されている。
【００６０】
導電体層３５の一方の表面には、厚さが例えば約１００μｍの銅箔からなる金属板４０が重ねられている。金属板４０の長手方向の長さは、導電体層３５の長手方向の長さよりも長く、このため、金属板４０の両端部は導電体層３５に重ねられていない。そして、この金属板４０の両端部が夫々陰電極引出端子４１及び４２となっている。
【００６１】
次に、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の製造方法について説明する。先ず、平均粒径が例えば０.５μｍのタンタル粉末を、内側の幅が例えば３ｍｍ、内側の長さが例えば３ｍｍ、内側の厚さが例えば１.８ｍｍの容器内に充填し、このタンタル粉末からなる塊の両端に直径が例えば０．３ｍｍのタンタル線１４及び１５を取り付けて加圧成型する。この成型体を真空中において２０００℃の温度に加熱し、タンタル粉末焼結体である成型体１３並びにタンタル線１４及び１５からなる金属部材１６を作製する。
【００６２】
次に、この金属部材１６を、濃度が例えば０.０５質量％のリン酸水溶液中において、例えば１０Ｖの化成電圧を印加して陽極酸化処理し、その後、洗浄及び乾燥を行い、金属部材１６の表面に金属酸化皮膜からなる誘電体酸化皮膜（図示せず）を形成する。この金属部材１６におけるタンタル線１４及び１５の部分を、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、乾燥させることにより、タンタル線１４及び１５を覆うマスク（図示せず）を形成する。この金属部材１６を、濃度が０．１Ｎの硫酸水溶液中に浸漬して静電容量を測定すると、静電容量は約３００μＦである。
【００６３】
次に、ガラス製容器内において、１０質量％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、この溶液に前述の表面に誘電体酸化皮膜２０が形成された金属部材１６を浸漬し、その後取り出す。この金属部材１６を室温の空気中において３０分間放置し乾燥させる。次に、この金属部材１６を５０質量％のピロールを含む水溶液中に浸漬し、その後取り出して３０分間空気中に放置し、ピロールを重合させる。その後、これを水及びメタノールにより洗浄し、温度が８０℃の雰囲気中において乾燥させる。このメタノール溶液への浸漬から８０℃の温度での乾燥までの操作を４回繰り返し、誘電体酸化皮膜の表面にドデシルベンゼンスルホン酸をドーパントとするポリピロールからなる導電性高分子層（図示せず）を形成する。
【００６４】
次に、金属部材１６の表面における導電性高分子層が形成されている領域を囲むように、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層を形成する。導電性高分子層、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層により導電体層３５が形成される。この導電体層３５の一方の面に、銅箔からなる金属板４０を取り付ける。金属板４０の長手方向の長さは、同じ方向における導電体層３５の長さよりも長く、金属板４０の両端部は導電体層３５に接触していない。この金属板４０の両端部を夫々陰電極引出端子４１及び４２とする。その後、マスクを除去し、タンタル線１４及び１５に夫々陽電極引出端子１１及び１２を取り付ける。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子が製造される。
【００６５】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子においては、陽電極引出端子１１から入力された高周波の信号電流は、金属部材１６を通り、陽電極引出端子１２から出力される。このとき、前記信号電流を誘電体酸化皮膜及び導電体層３５により濾波することができる。金属部材１６の形状は伝送線路構造であり、信号電流が流れる方向に直交する断面の形状は略一定であるため、信号電流が高周波電流であっても、金属部材１６内の電磁界が一様となり、特性インピーダンスの周波数依存性が小さい。
【００６６】
また、金属部材１６が弁作用金属であるタンタルにより形成されているため、この金属部材１６の表面に均一で安定な誘電体酸化皮膜を容易に形成することができる。更に、金属部材１６を囲むように導電体層３５を設けているため、シールドストリップ線路が実現され、金属部材１６から漏洩する磁束をシールドすることができ、素子のインピーダンスを低減させることができる。更にまた、金属板４０を設けることにより、陰電極引出端子４１及び４２を形成できると共に、素子のインピーダンスをより一層低減することができる。更にまた、導電体層３５にポリピロールからなる導電性高分子層を設けているため、誘電体酸化皮膜に対する密着性が高く、導電率が高い導電体層を容易に形成することができる。
【００６７】
更に、本実施例においては、粉末焼結法により成型体１３を作製しているため、成型体１３を容易に任意の形状に加工することができる。また、前述の第１乃至第５の実施例のように、金属板１０（図１参照）のエッチングを行うことなく、成型体１３の表面積を拡大することができる。
【００６８】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子について、タンタル微紛金属からなる金属部材１６を陽極とし、銅箔からなる金属板４０を陰極として容量を測定すると、例えば周波数が１２０Ｈｚのとき容量は約２８０μＦであり、誘電体酸化皮膜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る。
【００６９】
また、このシールドストリップ線路型素子の両端に設けられた２対の電極引出端子、即ち、陽電極引出端子１１及び１２並びに陰電極引出端子４１及び４２をネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定すると、１００ｋＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数領域においては−６０ｄＢ以下であり、１ＧＨｚの周波数領域においても−４０ｄＢ以下である。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子は、従来のコンデンサと比較して、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として極めて優れた特性を有することがわかる。
【００７０】
次に、本発明の第７の実施例について説明する。図４は本実施例に係るシールドストリップ線路型素子を示す斜視図である。図４に示すように、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子においては、直径が５ｍｍ、長さが１００ｍｍのアルミニウムからなる金属円柱材１７が設けられている。金属円柱材１７の両端部は陽電極引出端子１１ａ及び１２ａとなっている。陽電極引出端子１１ａ及び１２ａには、ネジ止め用の孔１１ｂ及び１２ｂが夫々形成されている。
【００７１】
金属円柱材１７の表面には誘電体酸化皮膜２１が形成されており、誘電体酸化皮膜２１の外側には、内側から順に、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層、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層が設けられている。この導電性高分子層、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層により導電体層３６が形成されている。導電体層３６には、厚さが例えば約１００μｍの銅箔からなる金属板４０が接続されている。金属板４０の長手方向は、金属円柱材１７の軸方向と一致している。金属板４０の長手方向の長さは、同じ方向における導電体層３６の長さよりも長く、そのため、金属板４０の両端部は導電体層３６に接触していない。この金属板４０の両端部が夫々陰電極引出端子４１ａ及び４２ａとなっている。陰電極引出端子４１ａ及び４２ａには夫々ネジ止め用の孔４１ｂ及び４２ｂが形成されている。
【００７２】
以下、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子の製造方法について説明する。先ず、金属円柱材１７として、直径が５ｍｍ、長さが１００ｍｍのアルミニウムからなる円柱を準備する。金属円柱材１７の両端部を夫々陽電極引出端子１１ａ及び１２ａとする。また、陽電極引出端子１１ａ及び１２ａに夫々ネジ止め用の孔１１ｂ及び１２ｂを形成する。次に、金属円柱材１７を、濃度が５質量％のホウ酸アンモニウム水溶液中に浸漬し、１０Ｖの電圧を印加して陽極酸化処理を行う。その後、洗浄及び乾燥を行い、金属円柱材１７の表面に金属酸化被膜からなる誘電体酸化皮膜２１を形成する、次に、金属円柱材１７の両端部各１０ｍｍ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、乾燥させて、金属円柱材１７の両端部にマスク（図示せず）を形成する。
【００７３】
次に、ガラス製容器内において、１０質量％のパラトルエンスルホン酸及び５質量％のアニリンを含む水溶液を調整する。次いで、この水溶液中に前述の誘電体酸化皮膜２１を形成した金属円柱材１７を浸漬し、その後取り出し、室温の空気中に３０分間放置して乾燥させる。次に、これを１０質量％のペルオキソ二硫酸アンモニウム及び１０質量％のパラトルエンスルホン酸を含む水溶液に浸漬し、その後取り出して空気中に２０分間放置し、アニリンを重合させる。その後、水及びメタノールにより洗浄し、温度が８０℃の雰囲気中において乾燥させる。この操作を４回繰り返し、誘電体酸化皮膜２１の表面に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層を形成する。
【００７４】
次に、金属円柱材１７の表面における導電性高分子層が形成されている領域を取り巻くように、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層を形成する。導電性高分子層、導電性カーボンペースト層及び銀ペースト層により、導電体層３６が形成される。次に、導電体層３６に厚さが例えば約１００μｍの銅箔からなる金属板４０を接続する。この金属板４０の両端部を夫々陰電極引出端子４１ａ及び４２ａとする。次に、夫々陰電極引出端子４１ａ及び４２ａに夫々ネジ止め用の孔４１ｂ及び４２ｂを形成する。その後、金属円柱材１７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除去する。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子が製造される。
【００７５】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子においては、陽電極引出端子１１ａから入力された高周波の信号電流は、金属円柱材１７を通り、陽電極引出端子１２ａから出力される。このとき、前記信号電流を誘電体酸化皮膜２１及び導電体層３６により濾波することができる。金属円柱材１７の形状は伝送線路構造であり、信号電流が流れる方向に直交する断面の形状は略一定であるため、信号電流が高周波電流であっても、金属円柱材１７内の電磁界が一様となり、特性インピーダンスの周波数依存性が小さい。
【００７６】
また、金属円柱材１７が弁作用金属であるアルミニウムにより形成されているため、この金属円柱材１７の表面に均一で安定な誘電体酸化皮膜を容易に形成することができる。更に、金属円柱材１７を囲むように導電体層３６を設けているため、シールドストリップ線路が実現され、金属円柱材１７から漏洩する磁束をシールドすることができ、素子のインピーダンスを低減させることができる。更にまた、金属板４０を設けることにより、陰電極引出端子４１ａ及び４２ａを形成できると共に、素子のインピーダンスをより一層低減することができる。更にまた、導電体層３６にポリアニリンからなる導電性高分子層を設けているため、誘電体酸化皮膜に対する密着性が高く、導電率が高い導電体層を容易に形成することができる。
【００７７】
更にまた、本実施例においては、陽電極引出端子１１ａ及び１２ａ並びに陰電極引出端子４１ａ及び４２ａに夫々ネジ止め用の孔１１ｂ、１２ｂ、４１ｂ、４２ｂが形成されているため、陽電極引出端子１１ａ及び１２ａ並びに陰電極引出端子４１ａ及び４２ａをネジにより外部に接続することができる。このため、シールドストリップ線路型素子に安定して大電流を流すことができる。
【００７８】
本実施例に係るシールドストリップ線路型素子について、金属円柱材１７を陽極とし、銅箔からなる金属板４０を陰極として容量を測定すると、容量は約１０μＦであり、誘電体酸化皮膜の表面が充分にポリアニリンにより被覆されていることがわかる。
【００７９】
また、このシールドストリップ線路型素子の両端に設けられた２対の電極引出端子、即ち、ネジ止め用の孔１１ａ、１２ａ、４１ａ及び４２ａをネットワーク・アナライザに接続して電力透過特性Ｓ２１を測定すると、１００ｋＨｚ乃至１ＧＨｚの周波数領域において−４０ｄＢ以下である。これにより、本実施例に係るシールドストリップ線路型素子は、従来のコンデンサと比較して、高速デジタル回路の電源デカップリング素子として極めて優れた特性を有することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施例に係るシールドストリップ線路型素子を示す断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図３】本発明の第６の実施例に係るシールドストリップ線路型素子を示す斜視図である。
【図４】本発明の第７の実施例に係るシールドストリップ線路型素子を示す斜視図である。
【図５】従来の表面実装型フィルタの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０；金属板
１１、１１ａ、１２、１２ａ；陽電極引出端子
１１ｂ、１２ｂ；孔
１３；成型体
１４、１５；タンタル線
１６；金属部材
１７；金属円柱材
２０、２１；誘電体酸化皮膜
３０；導電体層
３１；導電性高分子層
３２；導電性カーボンペースト層
３３；銀ペースト層
３５、３６；導電体層
４０；金属板
４１、４２；陰電極引出端子
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信号用電極
１５２；第２信号用電極
１５３；積層体
【図１】
2005033813.tif 000003
【図２】
2005033813.tif 000004
【図３】
2005033813.tif 000005
【図４】
2005033813.tif 000006
【図５】
2005033813.tif 000007