JP4574597B2

JP4574597B2 - 分布定数型ノイズフィルタ

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Publication number: JP4574597B2
Application number: JP2006198082A
Authority: JP
Inventors: 忠昌朝見; 勇治青木; 太樹戸来; 雄一丸子
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: JP2007335825A

Description

本発明は、電解質として導電性高分子を用いた分布定数型ノイズフィルタに関する。

従来、導電性高分子を電解質として用いた分布定数型ノイズフィルタとしては、平板形状の２つの誘電体となる酸化皮膜が、平板形状の弁作用金属からなる板を挟んでなる分布定数回路形成部を備え、分布定数回路形成部に導通する陰極端子と弁作用金属からなる板の一部が誘電体となる酸化皮膜から突出した陽極部に接続した陽極端子を備えた３端子コンデンサ形式の分布定数型ノイズフィルタがある(例えば特許文献１参照）。

導電性高分子を電解質として用いた分布定数型ノイズフィルタの一般的な構造を示す断面図を図６に示す。平板形状の分布定数型ノイズフィルタ内部素子６００の両面の中央部に銀ペースト８を形成する。平板形状の分布定数型ノイズフィルタ内部素子６００の両端部を一対の陽極とし、その両端部に陽極リード１１を接続し、中央部の陰極部に陰極リード接続銀９を介して陰極リード１２を接続して、陽極リード１１、陰極リード１２を除いて外装樹脂１０で外装する構造となっている。

図４は、従来の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。弁作用金属の陽極体１の表面に第一の酸化物誘電体２を形成する。第一の酸化物誘電体２が形成された陽極体の長さは数百メートルに及ぶため、第一の酸化物誘電体２を所定の大きさに切断する必要がある。第一の酸化物誘電体２が形成された陽極体１を所定の寸法に切断した後、切断面(陽極体の露出端面）に第二の酸化物誘電体３を化成処理により形成する。陽極体の第一および第二の酸化物誘電体２、３の上に中央の領域と両端の領域に３分割するようにエポキシ樹脂等からなるレジスト樹脂４を形成する。レジスト樹脂４に挟まれる中央の部分を陰極部、挟まれない両端の部分を陽極部とする。陰極部の第一の酸化物誘電体２および第二の酸化物誘電体３上に導電性高分子５、グラファイト６を順次形成する。

この分布定数型ノイズフィルタ内部素子の陽極部と陰極部間に電圧を印加すると、第二の酸化物誘電体３を通って大きな漏れ電流が流れやすい。これは第二の酸化物誘電体３は、凹凸の多い切断面に形成するために欠陥部の多い酸化物誘電体となるためである。特許文献２においては、ポリピロールを用いた巻回式固体電解コンデンサの製造方法において未化成部分を絶縁体材料でマスクする記載がある。

特開２００２−１６４７６０号公報特開平３−９５９１０号

酸化物誘電体の欠陥部上に導電性高分子５を形成した場合、電圧を印加した時の漏れ電流により欠陥部は局部的に発熱する。この発熱により欠陥部の近傍の導電性高分子が高抵抗化して漏れ電流は時間とともに低減する。

一方、酸化物誘電体の微小な欠陥部上にグラファイト６を形成した場合、前述の発熱による高抵抗化は起こらない。したがって漏れ電流は低減しない。また、グラファイトの粒子は、１０ｎｍ程度の非常に小さい粒子が含まれるため導電性高分子の間隙を通って欠陥部に到達しやすい。陽極体の切断面に形成した第二の酸化物誘電体３は凹凸が大きく、導電性高分子５が形成されにくいため、導電性高分子５の厚みが薄くなりやすい。そのため第二の酸化物誘電体３の上に導電性高分子５を介してグラファイト６を形成すると、導電性高分子５の間隙を通って欠陥部にグラファイト６が到達する確率が高いため、漏れ電流による不良が多くなる。また、図５は、従来の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の切断面を絶縁体材料でマスクした構造を示す図であり、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）、図５（ｂ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図５（ｄ）は、図５（ａ）、図５（ｂ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。特許文献２に記載のように切断面をマスキング樹脂７で被覆した場合には容量がその分小さくなる。

本発明の技術的課題は、漏れ電流の不良率を低減できる分布定数型ノイズフィルタを提供することにある。

平板状の弁作用金属の陽極体の表面に第一の酸化物誘電体を形成し、前記第一の酸化物誘電体を形成した陽極体を所定の寸法に切断した後、前記陽極体の切断面に第二の酸化物誘電体を形成し、前記第一および第二の酸化物誘電体の上に中央の陰極部と両端の陽極部とに領域を分割するレジスト樹脂を形成し、中央の前記第一および第二の酸化物誘電体の上に導電性高分子を形成し、前記導電性高分子を介し、第一の酸化物誘電体の上にグラファイトを形成するとともに、前記第二の酸化物誘電体の一部の上に前記グラファイトを、形成する部分と形成しない部分の領域が同じになるように形成し陰極リードを引き出し、前記両端の陽極部から陽極リードを引き出したことを特徴とする分布定数型ノイズフィルタが得られる。

本発明によれば、第二の酸化物誘電体の上の全部の面、または一部を除いた面にグラファイトを形成しない、あるいは、第二の酸化物誘電体に形成したマスキング樹脂を介してグラファイトを形成することにより、漏れ電流の不良率を低減できる分布定数型ノイズフィルタを提供できる。

以下、本発明における実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態１の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。

アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の平板状の弁作用金属をエッチング等により拡面化処理した陽極体１の表面に電気化学的方法により化成処理を行ない、第一の酸化物誘電体２を形成した後、第一の酸化物誘電体２が形成された陽極体１を所定の寸法に切断する。切断面に露出した陽極体１の表面に化成処理により第二の酸化物誘電体３を形成する。第一、第二の酸化物誘電体２、３の上に陰極部となる中央の領域と陽極部となる両端の領域に３分割するように、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等からなるレジスト樹脂４を形成する。レジスト樹脂４に挟まれた中央の領域の第一、第二の酸化物誘電体２、３の上にポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子５を形成する。次に、導電性高分子５の上の第二の酸化物誘電体３の上、すなわち素子の側面部を除いて、第一の酸化物誘電体２の上のみにグラファイト６を塗布等により形成することにより、第二の酸化物誘電体３の上にグラファイトを形成しない分布定数型ノイズフィルタ内部素子１００を得る。

この分布定数型ノイズフィルタ内部素子１００を用いて、グラファイト６の上に、図６に示すように銀ペースト８を形成して、陰極リード接続銀９により陰極リード１２と接続する。また、分布定数型内部素子の両端の陽極部は陽極リード１１と接続する。その後、エポキシ樹脂などの外装樹脂１０により外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得る。

図２は、本発明の実施の形態２の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図２（ｄ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。

本発明の実施の形態１と同様に、第一、第二の酸化物誘電体２、３、レジスト樹脂４、導電性高分子５を形成する。その後、導電性高分子５の上の第二の酸化物誘電体３の上、すなわち素子の側面部の一部においてマスキング処理をするなどしてグラファイトを形成しない領域を設けて（一例として、図では２箇所センターから均等に振り分けグラファイト形成する部分と形成しない部分を同等となるようにした）導電性高分子５の上で第一、第二の酸化物誘電体２、３の上にグラファイト６を形成することにより、第二の酸化物誘電体３の上に一部グラファイトを形成しない分布定数型ノイズフィルタ内部素子２００を得る。

この分布定数型ノイズフィルタ内部素子２００を用いて、本発明の実施の形態１と同様に、陰極リード、陽極リードを取り付け、外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得る。

図３は、本発明の実施の形態３の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）、図３（ｂ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図３（ｄ）は、図３（ａ）、図３（ｂ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。

本発明の実施の形態１と同様に、第一、第二の酸化物誘電体２、３、レジスト樹脂４、導電性高分子５を形成する。次に、第二の酸化物誘電体３の上の導電性高分子５の上、すなわち素子の側面部においてマスキング樹脂７を形成する。マスキング樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂が用いられるが、封止性の良好なエポキシ樹脂が好ましい。その後、導電性高分子５とマスキング樹脂７を介し、第一の酸化物誘電体２の上および第二の酸化物誘電体３の上にグラファイト６を形成し、第二の酸化物誘電体３の上の導電性高分子５の上にマスキング樹脂７を介することにより、直接グラファイト６を形成しない分布定数型ノイズフィルタ内部素子３００を得る。

この分布定数型ノイズフィルタ内部素子３００を用いて、本発明の実施の形態１と同様に、陰極リード、陽極リードを取り付け、外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得る。この場合、導電性高分子５を形成した後にマスキング樹脂７を形成するため、第一、第二の酸化物誘電体の表面に形成する陰極面積は減少しないため、容量が減少しない分布定数型ノイズフィルタを提供できる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

（実施例１）
実施例１については、図１を参照して説明する。アルミニウムからなる拡面化された平板状の弁作用金属の陽極体１の表面に化成処理（印加電圧６Ｖ）により第一の酸化物誘電体２を形成した後、陽極体１を所定の寸法に切断した。切断面に露出した陽極体１の表面に化成処理（印加電圧５Ｖ）により第二の酸化物誘電体３を形成した後、中央の領域と両端の領域に３分割するようにエポキシ樹脂からなるレジスト樹脂４を形成した。レジスト樹脂４に挟まれた中央の領域の第一、第二の酸化物誘電体２、３の上に導電性高分子５を形成した。次に、導電性高分子５の上の第二の酸化物誘電体３の上を除いて、第一の酸化物誘電体２の上のみにグラファイト６を塗布により形成し、第二の酸化物誘電体３の上にグラファイトを形成しない分布定数型ノイズフィルタ内部素子１００を得た。次いで、図３に示すように、グラファイト６の上に銀ペースト８を形成し、陰極リード接続銀９により陰極リード１２と接続する。また、分布定数型内部素子の両端の陽極部は陽極リード１１と接続する。その後、エポキシ樹脂等の外装樹脂１０で外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得た。

（実施例２）
実施例２については、図２を参照して説明する。本発明の実施例１と同様に、第一、第二の酸化物誘電体２、３、レジスト樹脂４、導電性高分子５を形成した後、導電性高分子５の上の第二の酸化物誘電体３の上にグラファイトを形成しない領域を２箇所センターから均等に振り分けて設け、グラファイト形成する部分と形成しない部分を同等となるようにした。その後、導電性高分子５の上で第一、第二の酸化物誘電体２、３の上に導電性高分子５を形成することにより、第二の酸化物誘電体３の上に一部グラファイト６を形成しない分布定数型ノイズフィルタ内部素子２００を得た。その後、外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得た。

（実施例３）
実施例３については、図３を参照して説明する。本発明の実施例１と同様に、第一、第二の酸化物誘電体２、３、レジスト樹脂４、導電性高分子５を形成した後、導電性高分子５を介した第二の酸化物誘電体３の上にエポキシ樹脂からなるマスキング樹脂７を形成した。その後、第一の酸化物誘電体の上には導電性高分子５を介し、第二の酸化物誘電体の上には導電性高分子５とマスキング樹脂７を介し、グラファイト６を形成することにより、第二の酸化物誘電体３の上に直接グラファイトを形成しない分布定数型ノイズフィルタ内部素子３００を得た。その後、外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得た。

（比較例１）
比較例１については、図４を参照して説明する。本発明の実施例１と同様に、第一、第二の酸化物誘電体２、３、レジスト樹脂４、導電性高分子５を形成した。導電性高分子５の上の全面にグラファイト６を形成した以外は実施例１と同様にして分布定数型ノイズフィルタ内部素子４００を得た。その後、外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得た。

（比較例２）
比較例２については、図５を参照して説明する。本発明の実施例１と同様に、第一の酸化物誘電体２を形成した後、陽極体１を所定の寸法に切断した後、中央の領域と両端の領域に３分割するようにエポキシ樹脂からなるレジスト樹脂４を形成した。次に、レジスト樹脂４に挟まれた中央の領域の陽極体１の切断面にエポキシ樹脂からなるマスキング樹脂７を形成した。その後、第一の酸化物誘電体２の上に導電性高分子５を形成し、導電性高分子５の上の全面にグラファイト６を形成して分布定数型ノイズフィルタ内部素子５００を得た。その後、外装することにより分布定数型ノイズフィルタを得た。

実施例１、実施例２、実施例３、比較例１、比較例２により、それぞれ２４個作製した分布定数型ノイズフィルタの漏れ電流を表１に示す。漏れ電流の測定条件は、印加電圧３．０Ｖ、印加時間６０秒である。漏れ電流は、０．１ＣＶ（＝０．１×静電容量×印加電圧）以上を不良とした。

漏れ電流の不良率は、実施例１〜３および比較例２が小さい。しかしながら、比較例２では容量が減少する。本発明により漏れ電流の平均値、不良率を低減することができるとともに容量低下を最小限にできることがわかった。

本発明の実施の形態１の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図。本発明の実施の形態２の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図２（ｄ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図。発明の実施の形態３の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図。従来の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の構造を示す図、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図。従来の分布定数型ノイズフィルタ内部素子の切断面を絶縁体材料でマスクした構造を示す図、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図、図５（ｄ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した断面図。分布定数型ノイズフィルタの一般的な構造を示す断面図。

符号の説明

１陽極体
２第一の酸化物誘電体
３第二の酸化物誘電体
４レジスト樹脂
５導電性高分子
６グラファイト
７マスキング樹脂
８銀ペースト
９陰極リード接続銀
１０外装樹脂
１１陽極リード
１２陰極リード
１００、２００、３００、４００、５００、６００分布定数型ノイズフィルタ内部素
子

Claims

平板状の弁作用金属の陽極体の表面に第一の酸化物誘電体を形成し、前記第一の酸化物誘電体を形成した陽極体を所定の寸法に切断した後、前記陽極体の切断面に第二の酸化物誘電体を形成し、前記第一および第二の酸化物誘電体の上に中央の陰極部と両端の陽極部とに領域を分割するレジスト樹脂を形成し、中央の前記第一および第二の酸化物誘電体の上に導電性高分子を形成し、前記導電性高分子を介し、前記第一の酸化物誘電体の上にグラファイトを形成するとともに、前記第二の酸化物誘電体の一部の上に前記グラファイトを、形成する部分と形成しない部分の領域が同じになるように形成し陰極リードを引き出し、前記両端の陽極部から陽極リードを引き出したことを特徴とする分布定数型ノイズフィルタ。
請求項１に記載の分布定数型ノイズフィルタにおいて、前記弁作用金属は、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂの内のいずれかを１つ含むことを特徴とする分布定数型ノイズフィルタ。