傳輸線路型靜噪濾波器的製作方法
2023-09-19 19:53:50
專利名稱：傳輸線路型靜噪濾波器的製作方法
技術領域：
本發明涉及搭載在電子裝置或電子設備上，用於除去在電子裝置或電子設備內發生的噪聲的靜噪濾波器(noise filter)。
在LSI晶片等中發生的高頻噪聲電流，並不限於LSI晶片附近，而是擴大到印刷電路基片等的安裝電路基片的廣大範圍，與信號配線和接地配線感應耦合，作為電磁波從信號電纜等洩露出去。
在將一部分已有的模擬電路置換成數字電路的電路、具有模擬輸入輸出的數字電路等，模擬電路和數字電路混載的電路中，從數字電路到模擬電路的電磁幹擾問題變得非常嚴重。
關於它的對策，將作為高頻電流發生源的LSI晶片從直流供給電源系統高頻地分離出去，即電源去耦等方法是有效的。至今關於去耦用元件能夠使用高通電容器等的靜噪濾波器，電源去耦的工作原理是簡單明了的。
作為用於已有的交流電路的靜噪濾波器的電容器，構成2端子構成的集中參數型靜噪濾波器，其中固體電解電容器、電雙層電容器、或陶瓷電容器等用得很多。
當在寬頻帶中用這些電容器除去交流電路內的電噪聲時，因為1個電容器能夠對應的頻帶是比較窄的，所以通過在交流電路內備有多個自共振頻率不同的鋁(Al)電解電容器、鉭電容器、和陶瓷電容器等的不同種類的電容器來實施。
可是，在已有的靜噪濾波器中，選定，設計用於除去寬帶頻率的電噪聲的多個靜噪濾波器的過程是很麻煩的。又，存在著因為使用多個不同種類的靜噪濾波器，所以成本高、尺寸大、重量重這樣的問題。
又，如上所述，為了與更高速、高頻化的數字電路對應，人們希望產生直到高頻帶都能夠維持去耦的、即便在高頻帶也具有低阻抗的靜噪濾波器。
可是，2端子構成的集中參數型靜噪濾波器，因為電容器的自共振現象，要維持直到高頻帶的低阻抗是困難的，在高頻帶的除去噪聲性能方面是惡劣的。
進一步，現狀是希望搭載LSI晶片等的電子裝置或電子設備越越快越小型化、輕量化、低成本化。因此，對於用於這種電子裝置或電子設備的靜噪濾波器，也希望更加小型、構造簡單和容易製造。
根據本發明的傳輸線路型靜噪濾波器的特徵是在具有中心導體、外部導體、和在上述中心導體與上述外部導體之間形成的電介質的傳輸線路型靜噪濾波器中，具有由閥作用金屬構成，作為上述中心導體實施功能的金屬細線、在上述金屬細線的周面上沿所定長度形成的電容形成部分、和在上述電容形成部分表面上形成的，作為上述外部導體實施功能的電介質層，上述電容形成部分包含在上述金屬細線上形成的由上述閥作用金屬構成的燒結體、在上述燒結體表面上形成的，作為上述電介質實施功能的電介質薄膜、和在上述電介質體薄膜表面上形成的，固體電介質層。
這裡，上述燒結體能夠在加壓成形上述閥作用金屬的粉末後，在所定溫度燒結而成，或者，將由包含上述閥作用金屬的粉末的漿料形成的原料片，在卷繞上述金屬細線作為卷芯後，在所定溫度燒結而成。
又，上述電介質薄膜也可以是由上述閥作用金屬的氧化薄膜。
又，作為上述閥作用金屬，能夠用鉭或鈮。
又，上述固體電介質層能夠由單一或多個導電性高分子化合物層構成的。
進一步，上述傳輸線路型靜噪濾波器進一步具有分別與上述金屬細線的兩端連接的第1和第2陽極端子、與上述導電體層連接的陰極端子、和除去各個上述第1和第2陽極端子以及上述陰極端子的至少一部分，覆蓋上述金屬細線、上述電容形成部分、和上述導電體層的樹脂外殼，也可以作為電子元件構成。
本發明的其它課題、特徵和優點將在閱讀本說明書以後的記載中變得很清楚。
圖2是模式地放大
圖1所示的傳輸線路型靜噪濾波器的P部分的圖。
圖3是用於說明用鉭粉加壓成形製造的圖1所示的傳輸線路型靜噪濾波器的製造方法的圖。
圖4是用於說明根據用原料片製造的本發明的第2實施例的傳輸線路型靜噪濾波器的製造方法的圖。
圖5是用於說明根據使導電體層的外形形狀呈現圓柱狀的本發明的第3實施例的傳輸線路型靜噪濾波器的與圖1D相當的模式截面圖。
靜噪濾波器10備有所定長度L的具有閥作用的金屬細線的鉭細線1、覆蓋鉭細線1的中央部分周圍地形成的長度h的導電體層2、與鉭細線1的兩端連接的第1陽極端子4a和第2陽極端子4b、用銀膏等的導電性粘合劑6與導電體層2連接的陰極端子5、和設置在鉭細線1和導電體層2之間的電容形成部分3。
又，在本發明中，所謂的閥作用金屬指的是經過氧化後該氧化膜具有閥作用的金屬。
電容形成部分3，如圖2所示，包含成為在鉭細線1的中央部分周圍與鉭細線1一體化的燒結體的鉭燒結體11、作為對鉭燒結體11的表面進行氧化形成的電介質薄膜的氧化鉭薄膜31、和在該氧化鉭薄膜31的表面上形成的固體電介質層23，而且，分別將鉭燒結體11和固體電介質層23作為陽極和陰極形成固體電解電容。
又，鉭燒結體11，如圖2所示，因為呈現如浮石那樣的多孔質的非常粗糙的表面形狀，所以它的表面積很大。因此，在鉭燒結體11的表面上形成的氧化鉭薄膜31的面積也非常大，例如，與具有與本電容形成部分3相同體積的用其它材料和製法製成的電容形成部分比較，能夠達到非常高的電容量。
固體電介質層23是由與氧化鉭薄膜31直接連接的第1導電性高分子化合物層23a、和在這個第1導電性高分子化合物層23a上形成的第2導電性高分子化合物層23b這樣2層構成的。但是，固體電介質層23也可以由單一種類的層構成。
導電體層2，如圖2所示，包含在固體電介質層23的表面上形成的石墨層25、和在石墨層25的表面上形成的銀塗料層26。用導電性粘合劑6將陰極端子5與銀塗料層26連接起來。
又，最好與靜噪濾波器的所希望的特性相應地適當決定導電體層2的長度h和與鉭細線1的長方向正交的導電體層2的截面尺寸。
作為固體電介質層23，能夠用包含吡咯、苯胺、噻吩和呋喃那樣的環狀有機化合物的單體或它們的電介質聚合物的導電性高分子化合物，能夠通過化學氧化聚合在氧化鉭薄膜31的表面上形成導電性高分子化合物層。
又，當由多層，例如2層的導電性高分子化合物構成固體電介質層23時，最好是從上述的導電性高分子化合物中選擇(也可以重複選擇同一種材料)的2層構造。這時，用化學氧化聚合法至少形成與氧化鉭薄膜31的表面直接連接的導電性高分子化合物層。
根據本實施例的靜噪濾波器10構成將鉭細線1作為中心導體，另一方面將導電體層2作為外部導體的同軸線路型的傳輸線路。因此，與已有的2端子構成的集中參數型靜噪濾波器比較，在高頻帶的阻抗很低，結果，在高頻帶的除去噪聲性能很卓越。
又，因為能夠在鉭細線1和導電體層2之間實現頻率特性卓越的極大的電容量，所以不需要用如已有技術那樣的自共振振動數不同的多個電容器，即便是單獨的靜噪濾波器，在廣大的頻率範圍內阻抗也特別低，結果，雖然是小型並且簡單的構造，但是能夠在廣大的頻率範圍內發揮卓越的除去噪聲性能。
此外，不需要選定，設計，使用如已有技術中使用的多個電容器，能夠削減實現成本。
其次，我們說明本實施例的靜噪濾波器10的製造方法。
首先，在所定長度L的直線狀的鉭細線1的長方向(以下作為第1方向)的中央部分周圍，在作為多孔質的金屬粉體的鉭粉末30中混入在所定溫度揮發的粘合劑，例如如圖3所示，在金模具60中為了使第1方向的長度成為h而加壓成形。
其次，在真空中燒結這個加壓成形體，得到鉭燒結體(圖中未畫出)。燒結中，粘合劑揮發，餘下的鉭燒結體是多孔質的。
其次，將該鉭燒結體浸漬在磷酸液中，在鉭燒結體上加上正電壓在磷酸液中加上負電壓，一面控制膜厚，一面對鉭燒結體的表面進行氧化，形成所要膜厚的氧化鉭薄膜(電介質)31。
其次，在氧化鉭薄膜31的表面上，形成固體電介質層23。具體地說，首先，通過化學氧化聚合在氧化鉭薄膜31的表面上形成例如聚吡咯層作為第1導電性高分子化合物層23a，接著，通過化學氧化聚合或通過電解氧化聚合在這個第1導電性高分子化合物層23a上形成例如包含導電性粉末的聚吡咯層作為第2導電性高分子化合物層23b。
其次，為了引出陰極一側電極，在第2導電性高分子化合物層23b上重疊地形成石墨層25、銀塗料層26。此後，分別在露出的鉭細線1的一端熔接第1陽極端子4a，在另一端熔接第2陽極端子4b、用導電性粘合劑6將陰極端子5與銀塗料層26粘合起來後，例如用環氧樹脂(圖中未畫出)等作為包裝材料，完成作為電子元件的靜噪濾波器10。
又，本發明中，作為閥作用金屬不限定於鉭，也可以用鈮(Nb)。
(第2實施例)在本發明中，關於鉭燒結體，不限於用圖3說明的製造方法，如圖4所示，從包含作為多孔質的金屬粉體的鉭粉末和在所定溫度揮發的粘合劑的漿料形成所定寬度h和厚度的原料片36，將所定長度L(但是，令L＞h)的鉭細線1作為卷芯露出鉭細線1的兩端部在中央部分卷繞所定次數。
其次，在真空中對它進行燒結，得到燒結後的燒結卷繞體37。燒結中，粘合劑揮發，餘下的燒結卷繞體37是多孔質的。
其次，將燒結卷繞體37浸漬在磷酸液中，在燒結卷繞體37上加上正電壓在磷酸液中加上負電壓，一面控制膜厚，一面對鉭燒結體的表面進行氧化，形成所要膜厚的氧化鉭薄膜(電介質)。以後，進行與實施例1相同的處理。
在這種構成，製法中，也可以不用鉭粉末，而用鈮粉末(第3實施例)在本發明中，導電體層2的外形形狀不限於角柱狀，即與鉭細線1的長方向正交的導電體層2的截面為矩形，如圖5所示，外形形狀也可以是圓柱狀，即與鉭細線1的長方向正交的導電體層2和電容形成部分3的截面為圓形。又，圖5是導電體層2和電容形成部分3是圓柱狀時的與圖1D相當的圖。
以上，與幾個實施例一起說明了本發明，但是對於從業者來說，能夠用種種方法改變和實施本發明，這是不言而喻的。
雖然到此已經結合上述實施例描述了本發明，但是對於那些熟練的技術人員來說很容易用許多不同的其它方式將本發明付諸實施。
權利要求
1.傳輸線路型靜噪濾波器，該傳輸線路型靜噪濾波器是在具有中心導體、外部導體、和在上述中心導體與上述外部導體之間形成的電介質的傳輸線路型靜噪濾波器中，其特徵在於，具有由閥作用金屬構成，作為上述中心導體實施功能的金屬細線(1)、在上述金屬細線的周面上沿所定長度形成的電容形成部分(3)、和在上述電容形成部分表面上形成的，作為上述外部導體實施功能的電介質層(2)，上述電容形成部分(3)包含在上述金屬細線上形成的由上述閥作用金屬構成的燒結體(11)、在上述燒結體表面上形成的，作為上述電介質實施功能的電介質薄膜(31)、和在上述電介質體薄膜表面上形成的，固體電介質層(23)。
2.權利要求1所述的傳輸線路型靜噪濾波器，其特徵是上述燒結體(11)是在加壓成形上述閥作用金屬的粉末後，在所定溫度燒結而成的。
3.權利要求1所述的傳輸線路型靜噪濾波器，其特徵是上述燒結體(11)是將由包含上述閥作用金屬的粉末的漿料形成的原料片，在卷繞上述金屬細線作為卷芯後，在所定溫度燒結而成的。
4.權利要求1所述的傳輸線路型靜噪濾波器，其特徵是上述電介質薄膜(31)是由上述閥作用金屬的氧化薄膜構成的。
5.權利要求1所述的傳輸線路型靜噪濾波器，其特徵是上述閥作用金屬是鉭或鈮。
6.權利要求1所述的傳輸線路型靜噪濾波器，其特徵是上述固體電介質層(23)是導電性高分子化合物層。
7.權利要求1所述的傳輸線路型靜噪濾波器，其特徵是上述固體電介質層(23)是由多個導電性高分子化合物層構成的。
8.權利要求1所述的傳輸線路型靜噪濾波器，其特徵是上述傳輸線路型靜噪濾波器進一步具有分別與上述金屬細線的兩端連接的第1和第2陽極端子(4a，4b)、與上述導電體層連接的陰極端子(5)、和除去各個上述第1和第2陽極端子以及上述陰極端子的至少一部分，覆蓋上述金屬細線、上述電容形成部分、和上述導電體層的樹脂外殼。
全文摘要
本發明涉及傳輸線路型靜噪濾波器，該傳輸線路型靜噪濾波器具有由閥作用金屬構成，作為上述中心導體實施功能的金屬細線(1)、在上述金屬細線的周面上沿所定長度形成的電容形成部分(3)、和在上述電容形成部分的表面上形成的，作為上述外部導體實施功能的電介質層(2)，上述電容形成部分(3)包含在上述金屬細線上形成的由上述閥作用金屬構成的燒結體(11)、在上述燒結體表面上形成的，作為上述電介質實施功能的電介質薄膜(31)、和在上述電介質薄膜表面上形成的，固體電介質層(23)。
文檔編號H03H7/075GK1462046SQ0313827
公開日2003年12月17日 申請日期2003年5月30日 優先權日2002年5月31日
發明者荒井智次, 豬井隆之, 齊木義彥, 戶井田剛 申請人:Nec東金株式會社