DE10243795A1

DE10243795A1 - Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE10243795A1
Application number: DE10243795A
Authority: DE
Inventors: Koichiro Masuda; Hirokazu Tohya; Masaharu Satoh
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2003-05-15
Also published as: CN100492897C; US6873518B2; US20040105218A1; US6721171B2; CN1411144A; US20030053286A1; TWI279080B

Abstract

Ein dielektrischer Oxidfilm wird auf der Oberfläche einer aus Aluminium gebildeten Ventilmetallplatte ausgebildet, und es wird eine leitfähige Polymerschicht vorgesehen, die die Ventilmetallplatte und den dielektrischen Oxidfilm bedeckt. Die leitfähige Polymerschicht wird aus Polyanilin mit Paratoluolsulfonsäure als Dotierungsstoff gebildet. Auf der Außenseite der leitfähigen Polymerschicht werden eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und eine Schicht Silberpaste vorgesehen, und die Schicht Silberpaste wird mit einer Metallplatte überdeckt, die eine Kupferfolie aufweist. Mit den Enden der Ventilmetallplatte werden Anodenleitungsanschlüsse verbunden, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte werden als Kathodenleitungsanschlüsse eingerichtet. Somit erhält man eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung, die niedrige Impedanz hat, insbesondere in Hochfrequenzbereichen von 100 MHz oder mehr, und gut für hohe Geschwindigkeit und hohe Frequenzen geeignet ist, hauptsächlich zur Verwendung als Nebenschlussvorrichtung für ein Störschutzfilter oder als Entkopplungsvorrichtung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung zur Montage auf einer Leiterplatte oder einem Elektronikträgermaterial und ein Herstellungsverfahren dafür, und insbesondere betrifft sie eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung, die gut für hohe Geschwindigkeiten und hohe Frequenzen geeignet ist, hauptsächlich zur Verwendung als Störschutzfilter-Nebenschlussvorrichtung oder Stromentkopplungsvorrichtung, und ein Verfahren zur Herstellung so einer abgeschirmten Streifenleitervorrichtung.

Beschreibung des Standes der Technik

Mit fortschreitenden wissenschaftlichen Techniken wird verlangt, elektronische Geräte kompakter und leistungsfähiger zu machen. Zum Beispiel bei Schaltnetzteilen und Schaltungsteilen zur digitalen Signalverarbeitung wird dies erreicht, indem die Taktfrequenz höher gemacht wird. Dies verursacht jedoch eine Zunahme des hochfrequenten Stroms, der durch die Schaltung fließt, insbesondere die Netzteilschaltung, was eine wesentliche Zunahme der elektromagnetischen Strahlung und Herabsetzung der Signalgüte verursacht und daher schwierigere Anforderungen an die Leistung von Störschutzfilter-Nebenschlussvorrichtungen und Stromentkopplungsvorrichtungen stellt.
Als Stromentkopplungsvorrichtungen für schnelle digitale Schaltungen hat man Keramikkondensatoren entwickelt, ausgebildet durch lagenweises Anordnen einer Vielzahl von Schichten aus Keramikmaterial mit einem darauf aufgebrachten dünnen Metallfilm, und Festkörper-Elektrolytkondensatoren mit einem porös ausgebildeten Körper aus einem Ventilmetall wie z. B. Tantal oder Aluminium usw. als Anode, dem Oxidfilm dieses porös ausgebildeten Körpers als Dielektrikum und einem leitfähigen Polymer als Festkörperelektrolyt.
Als ein Beispiel für einen Festkörper-Elektrolytkondensator offenbart die japanische Patentoffenlegung Nr. Hei-4-56445 (japanische ungeprüfte Patentoffenlegung Nr. Sho-60-37114) einen Festkörper-Elektrolytkondensator, bei dem Polypyrrol oder eine Alkylersatzform davon als Festkörperelektrolyt auf einem dielektrischen Oxidfilm angeordnet ist. Außerdem offenbart die japanische ungeprüfte Patentoffenlegung Nr. Hei-3-35516 einen Festkörper-Elektrolytkondensator, bei dem Polyanilin als Festkörperelektrolyt auf einem dielektrischen Oxidfilm ausgebildet ist, und ein Verfahren zur Herstellung so eines Festkörper-Elektrolytkondensators. Bei jedem dieser Kondensatoren wird als Festkörperelektrolyt ein leitfähiges Polymer verwendet, das im Vergleich mit früheren Kondensatoren eine einhundertmal oder noch höhere Leitfähigkeit hat. Diese Kondensatoren haben somit einen geringen Äquivalenz- Serienwiderstand, und im Vergleich mit früheren Kondensatoren mit der gleichen Kapazität zeigen sie Wirkungen bis in einen hohen Frequenzbereich mit einer einhundertmal oder noch höheren Frequenz. In Hochfrequenzbereichen über 10 MHz zeigen jedoch selbst diese Kondensatoren eine drastische Impedanzzunahme und können als Störschutzfilter-Nebenschlussvorrichtungen und Stromentkopplungsvorrichtungen neueren Anforderungen nicht genügen.
Unterdessen hat man auch Filteranordnungen untersucht, die für hohe Frequenzen geeignet sind. Die japanische ungeprüfte Patentoffenlegung Nr. Hei-6- 53046 offenbart ein Störschutzfilter für Oberflächenmontage, das einen gewundenen Leiter und einen Erdleiter enthält, die jeweils zwischen dielektrische Keramikplatten geschichtet sind. Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau dieses Filters für Oberflächenmontage nach dem Stand der Technik zeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind bei diesem Filter für Oberflächenmontage nach dem Stand der Technik eine erste dielektrische Schicht 110, eine zweite dielektrische Schicht 120 und eine dritte dielektrische Schicht 130, die jeweils rechteckförmig sind, aufeinander geschichtet, um einen Schichtkörper 153 auszubilden. An einem Paar einander entgegengesetzte Stirnseiten unter den zur Schichtungsrichtung des Schichtkörpers 153 parallelen Stirnseiten sind eine erste Signalelektrode 151 bzw. eine zweite Signalelektrode 152 befestigt.
Zwischen der ersten dielektrischen Schicht 110 und der zweiten dielektrischen Schicht 120 sind ein erster Innenleiter 111, ein zweiter Innenleiter 112 und ein gewundener Leiter 115 angeordnet, die zur Signalübertragung verwendet werden. Der erste Innenleiter 111 ist mit der ersten Signalelektrode 151 verbunden, der zweite Innenleiter 112 ist mit der zweiten Signalelektrode 152 verbunden, und der gewundene Innenleiter 115 ist zwischen dem ersten Innenleiter 111 und dem zweiten Innenleiter 112 verbunden. Zwischen der zweiten leitfähigen dielektrischen Schicht 120 und der dritten leitfähigen Schicht 130 ist ein Erdleiter 125 verbunden, der dem gewundenen Leiter 115 gegenüberliegt, und der Erdleiter 125 ist mit einem Paar Erdelektroden (nicht gezeigt) verbunden. Diese Erdelektroden sind an einem Paar Stirnseiten unter den zur Schichtungsrichtung des Schichtkörpers 153 parallelen Stirnseiten befestigt, an denen die erste Signalelektrode 151 und die eine zweite Signalelektrode 152 nicht befestigt sind. Am gewundenen Leiter 115 wird eine Induktivität ausgebildet, und quer über den gewundenen Leiter 115 und den Erdleiter 125 wird eine Kapazität ausgebildet. Somit wird ein Störschutzfilter ausgebildet, das eine Induktivitätsvorrichtung und eine Kapazitätsvorrichtung vereinigt, und man erhält ein Störschutzfilter, das hervorragende Störungsabsorptionskennwerte bei hohen Frequenzen hat. Bei diesem Filter für Oberflächenmontage wird ein von der ersten Signalelektrode 151 her eingegebenes elektrisches Signal beim Durchgang durch den ersten Innenleiter 111, den gewundenen Innenleiter 115 und den zweiten Innenleiter 112 gefiltert und von der zweiten Signalelektrode 152 ausgegeben.
Bei diesem Stand der Technik gibt es jedoch das folgende Problem. Obwohl Kondensatoren mit einem oben erwähnten leitfähigen Polymer als Festkörperelektrolyt in verschiedenen Anwendungen als Kondensatoren verwendet werden, die bis in einen Hochfrequenzbereich verwendet werden können, nimmt selbst bei solchen Kondensatoren die Impedanz im Hochfrequenzbereich über 10 MHz drastisch zu. Bei Betrieb mit einer Taktfrequenz von mehreren hundert MHz, die in digitalen Schaltungen allgemein realisiert wird, kann das für eine Signalerzeugungsschaltung vorausgesetzte Merkmal, das heißt, das Merkmal, dass die Stromimpedanz ungeachtet der Frequenz unendlich nahe bei null ist, nicht verwirklicht werden, solange so ein Kondensator verwendet wird. Als Folge können diese Kondensatoren als Störschutzfilter-Nebenschlussvorrichtungen und Stromentkopplungsvorrichtungen neueren Anforderungen nicht genügen. Man hat zwar auch Filter für Oberflächenmontage zum Zwecke der Störungsbeseitigung entwickelt, diese können aber keinen unendlich niedrigen Impedanzwert verwirklichen und sind daher nur begrenzt als Ersatz für Kondensatoren verwendbar. Daher ist es schwierig, mit solchen Filtern niedrige Impedanz zu verwirklichen, insbesondere in Hochfrequenzbereichen von 100 MHz oder mehr.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist es, eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung zu schaffen, die niedrige Impedanz hat, insbesondere in Hochfrequenzbereichen von 100 MHz oder mehr, und gut für hohe Geschwindigkeit und hohe Frequenzen geeignet ist, hauptsächlich zur Verwendung als Nebenschlussvorrichtung für ein Störschutzfilter oder als Stromentkopplungsvorrichtung.
Eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Metallglied, das aus einem Ventilmetall gebildet ist, durch das hochfrequenter Strom fließt und bei dem die Querschnittsform senkrecht zu der Richtung, in der der hochfrequente Strom fließt, in der Stromrichtung praktisch konstant ist, einen dielektrischen Oxidfilm, der auf der Oberfläche dieses Ventilmetallgliedes ausgebildet ist, und eine leitfähige Schicht, die dafür vorgesehen ist, die dielektrische Oxidschicht zu bedecken und das Metallglied zu umgeben.
Indem bei der Erfindung das Metallglied mit einer Übertragungsleiterstruktur hergestellt wird, bei der die Querschnittsform senkrecht zur Stromrichtung konstant oder fest ist, wird das elektromagnetische Feld innerhalb des Metallgliedes gleichförmig gemacht, selbst wenn der Strom, der innerhalb des Metallgliedes fließt, ein hochfrequenter Strom ist, so dass die Frequenzabhängigkeit der Kennimpedanz klein gemacht wird. Und indem das Metallglied aus einem Ventilmetall gebildet wird, kann der dielektrische Oxidfilm auf der Oberfläche des Metallgliedes ausgebildet werden. Ein Ventilmetall ist ein Metall, das einen dielektrischen Oxidfilm auf seiner Oberfläche ausbildet. Weiterhin, indem eine Schicht aus einer leitfähigen Substanz (leitfähige Schicht) vorgesehen wird, die das Metallglied umgibt, wird eine abgeschirmte Streifenleitung verwirklicht, die eine Form einer Übertragungsleitungsstruktur ist. Eine Streifenleitung ist eine Struktur mit leitfähigen Schichten, die oberhalb und unterhalb einer Signalleitung angeordnet sind, und eine abgeschirmte Streifenleitung ist eine Struktur, bei der diese oberen und unteren leitfähigen Schichten an den Seiten der Signalleitung miteinander verbunden sind. Dadurch kann der magnetische Fluss abgeschirmt werden, der aus den Seiten des Metallgliedes entweicht, das die Signalleitung ist, was die Kennimpedanz der Vorrichtung weiter vermindert. Als Folge können in das Metallglied eingegebene elektrische Signale mittels des dielektrischen Oxidfilms und der leitfähigen Schicht über einen breiten Frequenzbereich hinweg gefiltert werden. Daher kann eine Leitervorrichtung verwirklicht werden, die für hohe Geschwindigkeiten und hohe Frequenzen geeignet ist.
Die oben erwähnte Querschnittsform kann rechtwinklig, kreisförmig oder ringförmig sein. Der Absolutwert der Kennimpedanz der Vorrichtung hängt auch von der Querschnittsform des Metallgliedes ab. In einem Fall, in dem die oben erwähnte Querschnittsform rechtwinklig ist, wird das oben erwähnte Metallglied die Form eines rechtwinkligen Parallelepipedes wie z. B. die Form einer flachen Platte haben. In einem Fall, in dem die oben erwähnte Querschnittsform kreisförmig ist, wird die Form des Metallgliedes säulenförmig sein. In einem Fall, in dem die oben erwähnte Querschnittsform ringförmig ist, wird die Form des Metallgliedes zylindrisch sein. Die oben erwähnte Querschnittsform braucht nur praktisch rechtwinklig, kreisförmig oder ringförmig zu sein.
Das oben erwähnte Ventilmetall umfasst vorzugsweise eine oder zwei oder mehr der folgenden Metallarten: Aluminium, Aluminiumlegierungen, Tantal, Tantallegierungen, Niob und Nioblegierungen. Durch Oxidieren der Oberfläche des Metalls kann dann ein gleichförmiger und stabiler dielektrischer Oxidfilm mit hoher Dielektrizitätskonstante ausgebildet werden. Als Folge kann man leicht eine stabile abgeschirmte Streifenleitervorrichtung mit hervorragendem volumetrischen Wirkungsgrad erhalten.
Weiterhin enthält die oben erwähnte Leiterschicht vorzugsweise ein leitfähiges Polymer. Eine Leiterschicht mit hoher Leitfähigkeit, das engen Kontakt mit der auf der Oberfläche des Metallgliedes ausgebildeten dielektrischen Schicht hat, kann dann auch dann ausgebildet werden, wenn die Oberfläche des Metallgliedes durch Ätzen usw. vergrößert wird. Daher kann man leicht eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung erhalten, die bis in einen Hochfrequenzbereich verwendet werden kann.
Insbesondere enthält das oben erwähnte leitfähige Polymer vorzugsweise eine Art oder zwei oder mehr Arten der folgenden Substanzen: Polypyrrol, Polythiophen und Polyanilin. Damit kann eine Leiterschicht ausgebildet werden, die hervorragende Umgebungsstabilität hat und bis zu einer Temperatur von mindestens 100°C stabil ist. Als Folge kann man leicht eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung erhalten, die hervorragende Stabilität und Haltbarkeit aufweist und bis in einen Hochfrequenzbereich verwendet werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für ein Filter für Oberflächenmontage nach dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A' von Fig. 2.
Fig. 4 ist eine Perspektivansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist eine Perspektivansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine Perspektivansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine Perspektivansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 9 ist eine Perspektivansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 10 ist eine Draufsicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform zeigt.
Fig. 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C' von Fig. 10.
Fig. 12A bis 12 G sind Skizzen, die die Herstellungsprozesse einer abgeschirmten Streifenleitervorrichtung gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der Erfindung in der Reihenfolge der Prozesse zeigt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zuerst wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der Ausführungsform zeigt, und Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt entlang der Linie A-A' von Fig. 2 zeigt.
Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, ist bei der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform eine Metallplatte 10 vorgesehen, die ein Ventilmetall aufweist und im wesentlichen eine ebene Form hat. Die Ventilmetallplatte 10 ist zum Beispiel aus Aluminium gebildet. Die Ventilmetallplatte 10 hat eine rechtwinklige Form und ist zum Beispiel 110 m dick, 20 mm lang und 10 mm breit. Die Oberfläche der Ventilmetallplatte 10, das heißt, die Oberseite, Rückseite und Stirnseiten, wird durch elektrolytisches Ätzen in einer Elektrolyselösung ungefähr zweihundertfach vergrößert.
Auf der Oberfläche dieser Ventilmetallplatte 10 ist ein dielektrischer Oxidfilm 20 ausgebildet. Der dielektrische Oxidfilm 20 wird durch Oxidieren der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 ausgebildet. Außerdem ist auf dem dielektrischen Oxidfilm 20 eine leitfähige Polymerschicht 31 ausgebildet, die die Ventilmetallplatte 10 und den dielektrischen Oxidfilm 20 bedeckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die leitfähige Polymerschicht 31 aus einem Polyanilin mit Paratoluolsulfosäure als Dotierungsstoff gebildet. An beiden Enden der Ventilmetallplatte 10 in der Längsrichtung ist die leitfähige Polymerschicht 31 nicht ausgebildet und liegt der dielektrische Oxidfilm 20 bloß. Die Länge dieser bloßliegenden Teile in Längsrichtung der Ventilmetallplatte 10 beträgt jeweils zum Beispiel 5 mm. Mit diesen bloßliegenden Teilen sind Anodenleitungsanschlüsse 11 bzw. 12 verbunden. Die Anodenleitungsanschlüsse 11 bzw. 12 dienen zur Herstellung eines elektrischen Signalflusses durch die Ventilmetallplatte 10, und somit müssen die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 bis zu einem gewissen Grade voneinander getrennt sein. Auf der leitfähigen Polymerschicht 31 ist eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 ausgebildet, und auf der Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 ist eine Schicht Silberpaste 33 ausgebildet. Durch die leitfähige Polymerschicht 31, die Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und die Schicht Silberpaste 33 wird eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet. Das heißt, der dielektrische Oxidfilm 20 ist so ausgebildet, dass er die Ventilmetallplatte 10 bedeckt, und die leitfähige Schicht 30 ist so ausgebildet, dass sie Bereiche des dielektrischen Oxidfilms 20 außer den oben erwähnten bloßliegenden Teilen bedeckt. Die Oberfläche auf einer Seite der leitfähigen Schicht 30 ist mit einer Metallplatte 40überdeckt, die eine Kupferfolie mit einer Dicke von zum Beispiel ungefähr 100 m aufweist. Die Metallplatte 40 ist so angeordnet, dass ihre Oberfläche parallel zur Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 ist. Die Länge in Längsrichtung der Metallplatte 40 ist länger als die Länge in Längsrichtung der leitfähigen Schicht 30, so dass die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 nicht von der leitfähigen Schicht 30 überdeckt werden. Diese Endteile sind als Kathodenanschlüsse 41 bzw. 42 eingerichtet.
Da die zwei oder mehr Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12, die an verschiedenen Stellen der Ventilmetallplatte 10 vorgesehen sind, zur Eingabe eines elektrischen Signals in die Ventilmetallplatte 10 dienen, die von einem dielektrischen Oxidfilm bedeckt ist, ist es zweckmäßig, diese Anschlüsse um eine gewisse Strecke voneinander zu trennen. Bei der vorliegenden Erfindung kann das Ventilmetall zum Beispiel an beiden Seiten hervorstehen, und diese hervorstehenden Teile können als Anodenleitungsanschlüsse eingerichtet sein, oder als Anodenleitungsanschlüsse können Anschlüsse verwendet werden, die durch Schweißen oder Quetschen befestigt sind.
Die Ventilmetallplatte 10 ist nicht auf Aluminium beschränkt, wie in der vorliegenden Ausführungsform, und es können irgendwelche anderen Metalle verwendet werden, solange sie ein Ventilmetall sind. Beispiele für so ein Ventilmetall sind Aluminium, Aluminiumlegierungen, Tantal, Tantallegierungen, Niob, Nioblegierungen, Titan, Titanlegierungen, Zirkon, Zirkonlegierungen, Silizium, Magnesium, Magnesiumlegierungen usw. Die Metalle Tantal, Aluminium und Niob werden jeweils besonders als Ventilmetall bevorzugt. Die Ventilmetallplatte 10 kann eine gerollte Folie, ein Sinterformteil aus feinem Pulver usw. sein. Weiterhin kann die Form der Ventilmetallplatte 10 gekrümmt oder teilweise gebogen sein. Das Verfahren zum Bilden eines dielektrischen Oxidfilms auf der Oberfläche des Ventilmetalls ist im Besonderen ebenfalls nicht beschränkt, und er kann durch elektrolytische Bildung unter Verwendung einer Elektrolyselösung oder unter Verwendung eines geeigneten Oxidationsmittels ausbildet werden, oder ein durch Luftoxidation ausgebildeter Oxidfilm kann so, wie er ist, als der dielektrische Oxidfilm für die Erfindung verwendet werden. Normalerweise wird der dielektrische Oxidfilm jedoch durch elektrolytische Bildung ausgebildet.
Obwohl die Form des Ventilmetalls im Besonderen ebenfalls nicht beschränkt ist und vorzugsweise eine flache Plattenform ist (bei der die Querschnittsform senkrecht zur Längsrichtung des Ventilmetalls rechtwinklig ist), kann vom Standpunkt der Berechnung der Kennimpedanz und der Verarbeitung auch ein Ventilmetall verwendet werden, das gekrümmt oder teilweise gebogen ist. Das Ventilmetall kann auch eine Säulenform oder Zylinderform haben. Bei der Erfindung kann ein Ventilmetall verwendet werden, dessen Oberfläche vergrößert wurde.
Beispiele für ein Ventilmetall mit vergrößerter Oberfläche sind ein durch Verarbeiten eines Sinterformteils aus feinem Pulver zu einer flachen Plattenform ausgebildetes Ventilmetall, eine durch elektrolytisches Ätzen in einer Elektrolyselösung ausgebildete geätzte Folie, usw..
Und obwohl die vorliegende Ausführungsform angegeben wurde, ein Beispiel, bei dem die leitfähige Schicht 30 aus der leitfähigen Polymerschicht 31, die Polyanilin aufweist, der leitfähigen Kohlenstoffpaste 32 und der Silberpaste 33 ausgebildet ist, ist die leitfähige Schicht im Besonderen nicht beschränkt, solange sie leitfähig ist, und sie kann aus irgendwelchen anderen Metallen, einem Halbleiter wie z. B. Magnesiumdioxid, Indiumoxid usw. oder einem organischen Dielektrikum wie z. B. einem Ladungsübertragungs-Formteil aus Tetracyanchinodimethan und Tetrathiafulvalen gebildet werden. Ein leitfähiges Polymer wie z. B. Polypyrrol, Polythiophen, Polyethylendioxythiophen, Polyanilin, Polyphenylen, Polyfuran, Polythiazyl, Polyphenylvinylen, Polyacetylen, Polyazulen usw. wird besonders bevorzugt, und darunter werden Polypyrrol, Polythiophen, Polyanilin und Derivate davon vom Standpunkt der Stabilität bevorzugt. Bei der vorliegenden Erfindung beziehen sich Derivate von Polypyrrol, Polythiophen und Polyanilin zum Beispiel auf Substanzen, bei denen den oben erwähnten Verbindungen verschiedene Ersatzstoffe hinzugefügt werden, Substanzen, bei denen den oben erwähnte Verbindung mit einem anderen Polymer copolymerisiert wird, usw. Außerdem wird bei der Erfindung ein leitfähiges Polymer normalerweise in Verbindung mit einem Dotierungsstoff verwendet, der eine Verbindung mit einer elektronenabgebenden Eigenschaft oder elektronenabziehenden Eigenschaft aufweist. Bei der Erfindung ist die Art des Dotierungsstoffes im Besonderen nicht beschränkt, und man kann zum Beispiel einen Dotierungsstoff, der ein leitfähiges Polymer aufweist, oder einen bekannten Dotierungsstoff verwenden. Beispiele für solche Dotierungsstoffe sind mit Jod, Chlor, Perchlorat- Anionen usw. halogenierte Verbindungen, Substanzen, die als Lewis-Säuren wirken, wie z. B. aromatische Sulfosäure-Verbindungen, und Substanzen, die als Lewis-Basen wirken, wie z. B. Lithium, Tetraethylammonium-Kathionen, usw.
Obwohl bei der Erfindung die leitfähige Schicht 30 vorzugsweise aus einem leitfähigen Polymer aufgebaut wird, wie oben erwähnt wurde, kann ein leitfähiges Polymer als eine mit dem dielektrischen Oxidfilm 20 in Kontakt stehende Schicht verwendet werden und kann auf der oben erwähnten leitfähigen Polymerschicht eine Schicht ausgebildet werden, die eine andere Art von leitfähigem Polymer aufweist. Weiterhin können der Festelektrolyt der leitfähigen Substanz und die Metallplatte so, wie sie sind, in Kontakt gebracht werden, oder sie können unter Verwendung einer leitfähigen Kohlenstoffpaste oder Silberpaste verbunden werden. Bei dem dargestellten Beispiel hat die leitfähige Schicht 30 eine Dreischichtstruktur aus der leitfähigen Polymerschicht 31, die den dielektrischen Oxidfilm 20 berührt, der leitfähigen Kohlenstoffpaste 32, die auf der leitfähigen Polymerschicht 31 angeordnet ist, und der Silberpaste 33, die auf der leitfähigen Kohlenstoffpaste 32 angeordnet ist, und ist so aufgebaut, dass die Metallplatte 40 mittels der leitfähigen Kohlenstoffpaste 32 und der Silberpaste 33 befestigt werden kann.
Weiterhin wurde bei der vorliegenden Ausführungsform zwar ein Beispiel angegeben, bei dem eine Metallplatte 40, die eine zum Beispiel ungefähr 100 mm dicke Kupferfolie aufweist, die Oberfläche auf einer Seite der leitfähigen Schicht 30 überdeckt, das Material der Metallplatte 40 ist aber nicht auf Kupfer beschränkt, und es genügt, wenn es ein Metall mit niedrigem elektrischen Widerstand ist, wie z. B. Silber, Gold, Aluminium usw. Mittels der Metallplatte 40 kann weitere Impedanzverminderung verwirklicht werden. Außerdem können zwei Metallplatten 40 einander gegenüberliegend auf beiden Seiten der Ventilmetallplatte 10 angeordnet sein.
Weiterhin wurde bei der vorliegenden Ausführungsform zwar ein Beispiel angegeben, bei dem die leitfähige Polymerschicht 31 und die Metallplatte 40 über die Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und die Schicht Silberpaste 33 miteinander verbunden sind, die Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und die Schicht Silberpaste 33 können aber weggelassen werden, und die leitfähige Polymerschicht 31 kann direkt mit der Metallplatte 40 verbunden werden.
Die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform kann so, wie sie ist, auf einer elektronischen Leiterplatte montiert werden, oder sie kann nach Herausziehen von Leitungsanschlüssen und Abdichten in Harz oder einem Metallgehäuse usw. verwendet werden.
Die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann so, wie sie ist, auf einer Verdrahtungsplatte oder elektronischen Leiterplatte montiert werden, oder sie kann nach Herausziehen von Leitungsanschlüssen und Abdichten in Harz oder einem Metallgehäuse usw. verwendet werden.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird als Ventilmetallplatte 10 eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von zum Beispiel 110 m, einer Länge von zum Beispiel 20 mm und einer Breite von zum Beispiel 10 mm vorbereitet. Als Nächstes wird die Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 durch elektrolytisches Ätzen in einer Elektrolyselösung ungefähr zweihundertfach vergrößert. Die Ventilmetallplatte 10 wird zum Beispiel in eine wässrige Ammoniumboratlösung mit einer Konzentration von 5 Masseprozent eingetaucht, durch Anlegen einer Spannung von zum Beispiel 10 V anodischer Oxidation unterzogen und dann gewaschen und getrocknet, um den dielektrischen Oxidfilm 20, der einen Metalloxidfilm aufweist, auf der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 auszubilden. Die jeweiligen Enden in Längsrichtung, das heißt, Bereiche innerhalb von 5 mm von den jeweiligen Rändern der Ventilmetallplatte 10 her, auf der der dielektrische Oxidfilm 20 ausgebildet wurde, werden dann in eine Fluorharzlösung eingetaucht, die Hexafluorpropylen aufweist, und dann getrocknet, um an den oben erwähnten Enden Masken auszubilden, die Hexafluorpropylen (nicht gezeigt) aufweisen. Wenn man die elektrostatische Kapazität so einer Ventilmetallplatte 10 nach Eintauchen in eine 0,1 N wässrige Schwefelsäurelösung misst, findet man eine elektrostatische Kapazität von ungefähr 380 F.
Danach wird in einem Glasbehälter eine wässrige Lösung vorbereitet, die zum Beispiel 10 Masseprozent Paratoluolsulfosäure und zum Beispiel 5 Masseprozent Anilin enthält, und die Ventilmetallplatte 10, auf der der oben erwähnte dielektrische Oxidfilm 20 und die Masken ausgebildet wurden, wird in diese wässrige Lösung eingetaucht und dann herausgenommen. Danach wird die Ventilmetallplatte getrocknet, zum Beispiel 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur. Danach wird eine wässrige Lösung vorbereitet, die zum Beispiel 10 Masseprozent Ammoniumperoxodisulfat und 10 Masseprozent Paratoluolsulfosäure enthält, und die Ventilmetallplatte 10 wird in diese wässrige Lösung eingetaucht und dann herausgenommen und danach weitere 20 Minuten lang in Luft gelassen, um das Anilin zu polymerisieren. Danach wird die Ventilmetallplatte 10 mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Die Arbeitsgänge vom Eintauchen in die oben erwähnte wässrige Lösung von Paratoluolsulfosäure und Anilin bis zum Trocknen bei einer Temperatur von 80°C werden viermal wiederholt, um auf nicht von den oben erwähnten Masken bedeckten Bereichen der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 die leitfähige Polymerschicht 31 auszubilden, die Polyanilin mit Paratoluolsulfosäure als Dotierungsstoff aufweist.
Danach werden die Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und die Schicht Silberpaste 33 ausgebildet, um die Bereiche der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 zu bedecken, auf denen die leitfähige Polymerschicht 31 ausgebildet wurde. Somit wird die leitfähige Schicht 30 ausgebildet, die die leitfähige Polymerschicht 31, die Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und die Schicht Silberpaste 33 aufweist. Danach wird die Oberfläche auf einer Seite der leitfähigen Schicht 30 mit der Metallplatte 40 überdeckt, die eine Kupferfolie mit einer Dicke von zum Beispiel ungefähr 100 m aufweist.
Dadurch wird die Metallplatte 40 so angeordnet, dass sie einer Seite der Ventilwirkungs-Metallplatte 10 über die leitfähige Schicht 30 und den dielektrischen Oxidfilm 20 gegenüberliegt. Die Länge in Längsrichtung der Metallplatte 40 ist länger als die Länge in Längsrichtung der leitfähigen Schicht 30, und die jeweiligen Endteile in Längsrichtung der Metallplatte 40 werden nicht von der leitfähigen Schicht 30 überdeckt, sondern stehen von ihr hervor. Diese hervorstehenden Endteile der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 verwendet. Danach werden die jeweiligen Endteile der Ventilmetallplatte 10 in Tetrahydrofuran eingetaucht, um das Hexafluorpropylen zu lösen und zu beseitigen, welches das Harz ist, das die Masken bildet. Danach wird ein Ultraschall-Schweißgerät verwendet, um zwei Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 mit den jeweiligen Enden der Ventilmetallplatte 10 zu verbinden. Die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform ist somit hergestellt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde zwar ein Beispiel angegeben, in dem als Verfahren zum Vergrößern der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 elektrolytisches Ätzen in einer Elektrolyselösung durchgeführt wurde, eine Metallplatte mit vergrößerter Oberfläche kann aber auch durch Verarbeitung eines Sinterformteils aus feinem Pulver zu einer flachen Plattenform hergestellt werden.
Das Verfahren zum Bilden des dielektrischen Oxidfilms 20 ist im Besonderen ebenfalls nicht beschränkt, und er kann ausgebildet werden, indem die Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 einer elektrolytischen Bildung in einer Elektrolyselösung unterzogen wird, oder durch Oxidationsbehandlung unter Verwendung eines geeigneten Oxidationsmittels, oder ein durch Luftoxidation der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 ausgebildeter Oxidfilm kann so, wie er ist, verwendet werden. Normalerweise wird der dielektrische Oxidfilm 20 jedoch ausgebildet, indem die Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 elektrolytischer Bildung unterzogen wird.
Weiterhin werden in dieser Ausführungsform zwar die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 durch Ultraschall-Schweißen mit der Ventilmetallplatte 10 verbunden, dieses Verbinden kann aber auch durch Quetschen oder ein anderes Verfahren durchgeführt werden. Außerdem kann die Ventilmetallplatte 10 an beiden Seiten vorstehen, und die jeweiligen Endteile der Ventilmetallplatte 10können als die Anodenleitungsanschlüsse verwendet werden.
Weiterhin wurde in dieser Ausführungsform zwar ein Beispiel angegeben, bei dem die leitfähige Polymerschicht 31 ausgebildet wurde, indem die Ventilmetallplatte 10 in eine wässrige Lösung eingetaucht und anschließend getrocknet wurde, um Anilin zu polymerisieren, das Verfahren zum Bilden der leitfähigen Polymerschicht bei der Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt, und die leitfähige Polymerschicht 31 kann ausgebildet werden durch ein Verfahren, bei dem eine leitfähige Polymerlösung auf die Ventilmetallplatte 10 aufgetragen wird und dann das Lösungsmittel in dieser Lösung verdampft wird, ein Verfahren, bei dem ein Monomer und/oder Oligomer, das ein leitfähiges Polymer ausbildet, und ein Polymerisierungskatatysator eingebracht werden und die Polymerisierung des leitfähigen Polymers dann direkt auf der Ventilmetallplatte 10 durchgeführt wird, oder ein Verfahren, bei dem eine Schicht aus einem Polymer, das ein Zwischenprodukt eines leitfähigen Polymers aufweist, ausgebildet und in ein leitfähiges Polymer umgewandelt wird.
Bei der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform fließt ein hochfrequenter Signalstrom, der vom Anodenleitungsanschluss 11 her eingegeben wird, durch die Ventilmetallplatte 10 hindurch und wird vom Anodenleitungsanschluss 12 ausgegeben. Bei diesem Prozess kann der oben erwähnte Signalstrom durch den dielektrischen Oxidfilm 20 und die leitfähige Schicht 30 gefiltert werden. Da die Ventilmetallplatte 10 die Form einer Übertragungsleiterstruktur hat und die Querschnittsform senkrecht zur Flussrichtung des Signalstroms im wesentlichen konstant oder fest ist, wird das elektromagnetische Feld innerhalb der Ventilmetallplatte 10 gleichförmig sein, selbst wenn der Signalstrom ein hochfrequenter Strom ist, und die Frequenzabhängigkeit der Kennimpedanz wird somit ebenfalls klein sein.
Und da die Ventilmetallplatte 10 aus Aluminium gebildet wird, kann leicht ein gleichförmiger und stabiler dielektrischer Oxidfilm 20 auf der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 ausgebildet werden. Weiterhin, da die leitfähige Schicht 30 so vorgesehen ist, dass sie den Umfang der Ventilmetallplatte 10 umgibt, wird eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung verwirklicht, bei der der aus der Ventilmetallplatte 10 entweichende magnetische Fluss abgeschirmt werden kann und die Impedanz der Vorrichtung niedrig gemacht werden kann. Weiterhin, indem die Metallplatte 40 vorgesehen wird, können Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 ausgebildet werden, und die Impedanz der Vorrichtung kann noch niedriger gemacht werden. Und noch weiter, da die leitfähige Schicht 30 mit der leitfähigen Polymerschicht 31 versehen wird, kann leicht eine leitfähige Schicht verwirklicht werden, die gut am dielektrischen Oxidfilm 20 haftet und hohe Leitfähigkeit hat.
Wenn die Kapazität der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10 als Anode und der Metallplatte 40 als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polyanilin bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse, das heißt, die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 und die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42, die an beiden Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -70 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Im Vergleich mit dem Aufbau der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform darin, dass eine leitfähige Polymerschicht 31 aus Polypyrrol ausgebildet ist. Daneben hat die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der ersten Ausführungsform.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform ein dielektrischer Oxidfilm 20 und Masken auf der Oberfläche einer Ventilmetallplatte 10 ausgebildet. Danach wird in einem Glasbehälter eine Methanollösung vorbereitet, die 10 Masseprozent Ferridodecylbenzolsulfonat enthält. Die oben erwähnte Ventilmetallplatte 10, auf deren Oberfläche der dielektrische Oxidfilm 20 ausgebildet wurde, wird in diese Lösung eingetaucht und dann herausgenommen. Die Ventilmetallplatte wird dann 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur getrocknet. Die Ventilmetallplatte 10 wird dann in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 50 Masseprozent Pyrrol enthält, dann herausgenommen und dann 30 Minuten lang in Luft gelassen, um das Pyrrol zu polymerisieren. Danach wird die Ventilmetallplatte mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Die Arbeitsgänge vom Eintauchen in die Methanollösung bis zum Trocknen bei einer Temperatur von 80°C werden viermal wiederholt, um auf der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 eine leitfähige Polymerschicht 31 zu bilden, die Polypyrrol mit Dodecylbenzolsulfosäure als Dotierungsstoff aufweist.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, indem eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und eine Schicht Silberpaste 33 ausgebildet werden, um die Bereiche der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht ausgebildet wurde, es wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 eingerichtet. Danach werden durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform die Masken entfernt und werden Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polypyrrol bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse, das heißt, die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 und die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42, die an beiden Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -70 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Im Vergleich mit dem Aufbau der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform darin, dass eine leitfähige Polymerschicht 31 aus Polyhexylthiophen ausgebildet ist. Daneben hat die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der ersten Ausführungsform.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform ein dielektrischer Oxidfilm 20 und Masken auf der Oberfläche einer Ventilmetallplatte 10 ausgebildet. Danach wird in einem Glasbehälter eine Xylenlösung mit einer Polyhexylthiophen- Konzentration von 5 Masseprozent vorbereitet. Diese Lösung wird auf die unmaskierten Bereiche der oben erwähnten Ventilmetallplatte 10 aufgeträufelt, auf deren Oberfläche der dielektrische Oxidfilm 20 und die Masken ausgebildet wurden, und die Ventilmetallplatte wird dann in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Die ganze Vorrichtung wird dann in eine wässrige Salzsäurelösung eingetaucht, um auf der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 eine leitfähige Polymerschicht 31 auszubilden, die Polyhexylthiophen mit Chlor-Ionen als Dotierungsstoff aufweist.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, indem eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und eine Schicht Silberpaste 33 ausgebildet werden, um die Bereiche der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht ausgebildet wurde, es wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 eingerichtet. Danach werden die Masken entfernt und werden Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polyhexylthiophen bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse, das heißt, die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 und die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42, die an beiden Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -60 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Im Vergleich mit dem Aufbau der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform darin, dass eine leitfähige Polymerschicht 31 aus Polyethylendioxythiophen ausgebildet ist. Daneben hat die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der ersten Ausführungsform.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform ein dielektrischer Oxidfilm 20 und Masken auf der Oberfläche einer Ventilmetallplatte 10 ausgebildet. Danach wird in einem Glasbehälter eine Ethanollösung vorbereitet, die 10 Masseprozent Ferridodecylbenzolsulfonat enthält. Die oben erwähnte Ventilmetallplatte 10, auf deren Oberfläche der dielektrische Oxidfilm 20 ausgebildet wurde, wird in diese Lösung eingetaucht und dann herausgenommen und dann 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur getrocknet. Die Probe wird dann in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 50 Masseprozent Ethylendioxythiophen enthält, dann herausgenommen und dann 30 Minuten lang in Luft gelassen, um das Ethylendioxythiophen zu polymerisieren. Danach wird die Probe mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Die Arbeitsgänge vom Eintauchen in die oben erwähnte Ethanollösung bis zum Trocknen bei einer Temperatur von 80°C werden viermal wiederholt, um auf der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 eine leitfähige Polymerschicht 31 auszubilden, die Polyethylendioxythiophen mit Dodecylbenzolsulfosäure als Dotierungsstoff aufweist.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, indem eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und eine Schicht Silberpaste 33 ausgebildet werden, um die Bereiche der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht ausgebildet wurde, es wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 eingerichtet. Danach durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform die Masken entfernt und werden Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polyethylendioxythiophen bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse, das heißt, die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 und die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42, die an beiden Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -60 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Der Aufbau der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist der gleiche wie derjenige der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform. Das heißt, eine leitfähige Polymerschicht 31 ist aus Polypyrrol gebildet.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform ein dielektrischer Oxidfilm 20 und Masken auf der Oberfläche einer Ventilmetallplatte 10 ausgebildet. Danach wird in einem Glasbehälter eine Methanollösung vorbereitet, die 30 Masseprozent Ferridodecylbenzolsulfonat enthält, und auf eine Temperatur von -50°C gekühlt. Danach wird Pyrrol in diese Lösung eingeträufelt, bis seine Konzentration 6 Masseprozent erreicht, und während die Temperatur der Lösung auf -50°C gehalten wird, wird die Lösung gerührt, um das Pyrrol zu vermischen. Diese Lösung wird dann auf die unmaskierten Bereiche der oben erwähnten Ventilmetallplatte 10 aufgeträufelt, auf deren Oberfläche der dielektrische Oxidfilm 20 und die Masken ausgebildet wurden, und die Probe wird dann 60 Minuten lang auf Raumtemperatur gelassen. Danach wird die Ventilmetallplatte 10 mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Dadurch wird auf der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 eine leitfähige Polymerschicht 31 ausgebildet, die Polypyrrol mit Dodecylbenzolsulfosäure als Dotierungsstoff aufweist.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, indem eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und eine Schicht Silberpaste 33 ausgebildet werden, um die Bereiche der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht ausgebildet wurde, es wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 eingerichtet. Danach werden die Masken entfernt und werden Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 375 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polypyrrol bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse, das heißt, die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 und die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42, die an beiden Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 100 MHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine sechste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 4 ist eine Perspektivansicht, die die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform mit einem Formkörper 13 versehen, der ein Sinterformteil aus Tantalpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von zum Beispiel 0,5 m aufweist. Der Formkörper 13 hat die Form eines rechtwinkligen Parallelepipedes und ist zum Beispiel 3 mm breit, 3 mm lang und 1,8 mm dick. Mit den jeweiligen Enden des Formkörpers 13 sind Tantaldrähte 14 und 15 verbunden. Die Tantaldrähte 14 und 15 haben zum Beispiel 0,3 mm Durchmesser. Der Formkörper 13 und die Tantaldrähte 14 und 15 bilden ein Metallglied 16.
Auf der Oberfläche des Formkörpers 13 ist ein dielektrischer Oxidfilm (nicht gezeigt) ausgebildet, und auf der Oberfläche dieses dielektrischen Oxidfilms sind eine leitfähige Polymerschicht, eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und eine Schicht Silberpaste in der Reihenfolge von der Innenseite beginnend ausgebildet, um den Formkörper 13 und den dielektrischen Oxidfilm zu umgeben. Die leitfähige Polymerschicht, die Schicht leitfähige Kohlenstolfpaste und die Schicht Silberpaste bilden eine Leiterschicht 35. Mit den Tantaldrähten 14 und 15 sind Anodenleitungsanschlüsse 11 bzw. 12 verbunden.
Die Oberfläche auf einer Seite der Leiterschicht 35 ist mit einer Metallplatte 40 überdeckt, die eine zum Beispiel ungefähr 100 m dicke Kupferfolie aufweist. Die Länge in Längsrichtung der Metallplatte 40 ist länger als die Länge in Längsrichtung der Leiterschicht 35, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 werden somit nicht von der Leiterschicht 35 überdeckt. Diese Endteile der Metallplatte 40 sind als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 eingerichtet.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird Tantalpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von zum Beispiel 0,5 m in einen Behälter gefüllt, der eine innere Breite von zum Beispiel 3 mm, eine innere Länge von zum Beispiel 3 mm und eine innere Dicke von zum Beispiel 1,8 mm hat. Danach werden Tantaldrähte 14 und 15 mit jeweils zum Beispiel 0,3 mm Durchmesser an den jeweiligen Enden dieser Tantalpulvermasse befestigt, welche dann pressgeformt wird. Der Formkörper wird dann im Vakuum auf eine Temperatur von 200°C erwärmt, wodurch das Metallglied 16 vorbereitet wird, das den Formkörper 13, der ein Sinterformteil aus Tantalpulver ist, und die Tantaldrähte 14 und 15 aufweist.
Dieses Metallglied 16 wird dann durch Anlegen einer Bildungsspannung von zum Beispiel 10 V in einer wässrigen Phosphorsäurelösung mit einer Konzentration von zum Beispiel 0,05 Masseprozent anodischer Oxidationsbehandlung unterzogen. Danach werden Waschen und Trocknen durchgeführt, wodurch ein dielektrischer Oxidfilm (nicht gezeigt), der einen Metalloxidfilm aufweist, auf der Oberfläche des Metallgliedes 16 ausgebildet wird. Die Teile der Tantaldrähte 14 und 15 dieses Metallgliedes 16 werden in eine Fluorharzlösung eingetaucht, die Hexafluorpropylen aufweist, und dann getrocknet, um Masken (nicht gezeigt) auszubilden, die die Tantaldrähte 14 und 15 bedecken. Wenn man dieses Metallglied 16 nach Eintauchen in eine wässrige Schwefelsäurelösung mit einer Konzentration von 0,1 N einer Messung der elektrostatischen Kapazität unterzieht, findet man eine elektrostatische Kapazität von ungefähr 300 F.
Danach wird in einem Glasbehälter eine Methanollösung vorbereitet, die 10 Masseprozent Ferridodecylbenzolsulfonat enthält. Das Metallglied 16, auf dessen Oberfläche der dielektrische Oxidfilm 20 ausgebildet wurde, wird in diese Lösung eingetaucht und danach herausgenommen. Das Metallglied 16 wird dann 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur gelassen und getrocknet. Das Metallglied 16 wird dann in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 50 Masseprozent Pyrrol enthält, dann herausgenommen und 30 Minuten lang in Luft gelassen, um das Pyrrol zu polymerisieren. Danach wird die Probe mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Die Arbeitsgänge vom Eintauchen in die Methanollösung bis zum Trocknen bei einer Temperatur von 80°C werden viermal wiederholt, um auf der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms eine leitfähige Polymerschicht (nicht gezeigt) auszubilden, die Polypyrrol mit Dodecylbenzolsulfosäure als Dotierungsstoff aufweist.
Danach werden eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und eine Schicht Silberpaste ausgebildet, um die Bereiche der Oberfläche des Metallgliedes zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht ausgebildet wurde. Aus der leitfähigen Polymerschicht, der Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und der Schicht Silberpaste wird somit eine Leiterschicht 35 gebildet. Danach wird an der Oberfläche auf einer Seite der Leiterschicht 35 eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist. Die Länge in Längsrichtung der Metallplatte 40 ist länger als die Länge in der gleichen Richtung der Leiterschicht 35, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 berühren die Leiterschicht 35 nicht. Diese Endteile der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 verwendet. Danach werden die Masken entfernt und werden Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 an den Tantaldrähten 14 bzw. 15 befestigt. Die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform ist somit hergestellt.
Bei der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform fließt ein hochfrequenter Signalstrom, der vom Anodenleitungsanschluss 11 her eingegeben wird, durch das Metallglied 16 und wird vom Anodenleitungsanschluss 12 ausgegeben. Bei diesem Prozess kann der oben erwähnte Signalstrom durch den dielektrischen Oxidfilm und die Leiterschicht 35 gefiltert werden. Da das Metallglied 16 die Form einer Übertragungsleiterstruktur hat und die Querschnittsform senkrecht zur Flussrichtung des Signalstroms im wesentlichen fest ist, wird das elektromagnetische Feld innerhalb des Metallgliedes 16 gleichförmig sein, selbst wenn der Signalstrom ein hochfrequenter Strom ist, und die Frequenzabhängigkeit der Kennimpedanz wird somit ebenfalls klein sein.
Und da das Metallglied 16 aus Aluminium gebildet wird, das ein Ventilmetall ist, kann leicht ein gleichförmiger und stabiler dielektrischer Oxidfilm auf der Oberfläche des Metallgliedes 16 ausgebildet werden. Weiterhin, da die Leiterschicht 35 so vorgesehen ist, dass sie das Metallglied 16 umgibt, wird ein abgeschirmter Streifenleiter verwirklicht, bei dem der aus dem Metallglied 16 entweichende magnetische Fluss abgeschirmt werden kann und die Impedanz der Vorrichtung niedrig gemacht werden kann. Weiterhin, indem die Metallplatte 40 vorgesehen wird, können Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 ausgebildet werden, und die Impedanz der Vorrichtung kann noch niedriger gemacht werden. Und noch weiter, da die Leiterschicht 35 mit der leitfähigen Polymerschicht versehen wird, die Polypyrrol aufweist, kann leicht eine Leiterschicht verwirklicht werden, die gut am dielektrischen Oxidfilm haftet und hohe Leitfähigkeit hat.
Weiterhin wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Formkörper 13 durch ein Pulversinterverfahren ausgebildet, weshalb der Formkörper 13 leicht zu einer beliebigen Form verarbeitet werden kann. Außerdem kann die Oberfläche des Formkörpers 13 vergrößert werden, ohne Ätzen der Ventilmetallplatte (siehe Fig. 2) durchzuführen, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen eins bis fünf. Wenn die Kapazität der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung des Metallgliedes 16 als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 280 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polypyrrol bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse, das heißt, die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 und die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42, die an beiden Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -60 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine siebte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 5 ist eine Perspektivansicht, die die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform zeigt. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform mit einem zylindrischen Metallglied 17 versehen, das aus Aluminium gebildet ist und einen Durchmesser von 5 mm und eine Länge von 100 mm hat. Die jeweiligen Endteile des zylindrischen Metallgliedes 17 sind als Anodenleitungsanschlüsse 11a und 12a ausgebildet. In den Anodenleitungsanschlüssen 11a und 12a sind Schraublöcher 11b bzw. 12b ausgebildet.
Auf der Oberfläche des zylindrischen Metallgliedes 17 ist ein dielektrischer Oxidfilm 21 ausgebildet, und auf der Außenseite des dielektrischen Oxidfilms 21 sind eine leitfähige Polymerschicht, die Polyanilin mit Paratoluolsulfosäure als Dotierungsstoff aufweist, eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und eine Schicht Silberpaste in der Reihenfolge von der Innenseite beginnend ausgebildet. Diese leitfähige Polymerschicht, Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und Schicht Silberpaste bilden eine Leiterschicht 36. Mit der Leiterschicht 36 ist eine Metallplatte 40 verbunden, die eine zum Beispiel ungefähr 100 m dicke Kupferfolie aufweist. Die Längsrichtung der Metallplatte 40 fällt mit der Axialrichtung des zylindrischen Metallgliedes 17 zusammen. Die Länge in Längsrichtung der Metallplatte 40 ist länger als die Länge in der gleichen Richtung der Leiterschicht 36, und die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 haben somit keinen Kontakt mit der Leiterschicht 36. Die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 sind als Kathodenleitungsanschlüsse 41a und 42a eingerichtet. In den Kathodenleitungsanschlüssen 41a und 42a sind Schraublöcher 41b bzw. 42b ausgebildet.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird als zylindrisches Metallglied 17 ein Zylinder vorbereitet, der Aluminium aufweist und einen Durchmesser von 5 mm und eine Länge von 100 mm hat. Die jeweiligen Endteile des zylindrischen Metallgliedes 17 werden als Anodenleitungsanschlüsse 11a und 12a ausgebildet. In den Anodenleitungsanschlüssen 11a und 12a werden Schraublöcher 11b bzw. 12b ausgebildet. Das zylindrische Metallglied 17 wird dann in eine wässrige Ammoniumboratlösung mit einer Konzentration von 5 Masseprozent eingetaucht und durch Anlegen einer Spannung von 10 V anodischer Oxidation unterzogen. Danach werden Waschen und Trocknen durchgeführt, so dass ein dielektrischer Oxidfilm 21, der einen Metalloxidfilm aufweist, auf der Oberfläche des zylindrischen Metallgliedes 17 ausgebildet wird. Teile von 10 mm an den jeweiligen Enden des zylindrischen Metallgliedes 17 werden dann in eine Fluorharzlösung eingetaucht, die Hexafluorpropylen aufweist, und dann getrocknet, um Masken (nicht gezeigt) an beiden Enden des zylindrischen Metallgliedes 17 auszubilden.
Danach wird in einem Glasbehälter eine wässrige Lösung vorbereitet, die 10 Masseprozent Paratoluolsufosäure und 5 Masseprozent Anilin enthält. Das zylindrische Metallglied 17, auf dem der oben erwähnte dielektrische Oxidfilm 21 ausgebildet wurde, wird dann in diese Lösung eingetaucht und dann herausgenommen und dann getrocknet, indem es 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur gelassen wird. Die Probe wird dann in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 10 Masseprozent Ammoniumperoxodisulfat und 10 Masseprozent Paratoluolsufosäure enthält, dann herausgenommen und dann 20 Minuten lang in Luft gelassen, um das Anilin zu polymerisieren. Danach wird die Probe mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Die Arbeitsgänge werden viermal wiederholt, um auf der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 21 eine leitfähige Polymerschicht auszubilden, die Polyanilin mit Paratoluolsufosäure als Dotierungsstoff aufweist.
Danach werden eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und eine Schicht Silberpaste ausgebildet, um die Bereiche der Oberfläche des zylindrischen Metallgliedes 17 zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht ausgebildet wurde. Aus der leitfähigen Polymerschicht, der Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste und der Schicht Silberpaste wird somit eine Leiterschicht 36 gebildet. Danach wird mit der Leiterschicht 36 eine Metallplatte 40 verbunden, die eine zum Beispiel ungefähr 100 m dicke Kupferfolie aufweist. Die jeweiligen Endteile der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 eingerichtet. In den Kathodenleitungsanschlüssen 41a und 42a werden dann Schraublöcher 41b bzw. 42b ausgebildet. Danach werden die jeweiligen Endteile des zylindrischen Metallgliedes 17 in Tetrahydrofuran eingetaucht, um das Hexafluorpropylen, welches das Maskenharz ist, zu lösen und zu entfernen. Die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform ist somit hergestellt.
Bei der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform fließt ein hochfrequenter Signalstrom, der vom Anodenleitungsanschluss 11a her eingegeben wird, durch das zylindrische Metallglied 17 und wird vom Anodenleitungsanschluss 12a ausgegeben. Bei diesem Prozess kann der oben erwähnte Signalstrom durch den dielektrischen Oxidfilm 21 und die Leiterschicht 36 gefiltert werden. Da das zylindrische Metallglied 17 die Form einer Übertragungsleiterstruktur hat und die Querschnittsform senkrecht zur Flussrichtung des Signalstroms im wesentlichen fest ist, wird das elektromagnetische Feld innerhalb des zylindrischen Metallgliedes 17 gleichförmig sein, selbst wenn der Signalstrom ein hochfrequenter Strom ist, und die Frequenzabhängigkeit der Kennimpedanz wird somit ebenfalls klein sein.
Und da das zylindrische Metallglied 17 aus Aluminium gebildet wird, welches ein Ventilmetall ist, kann leicht ein gleichförmiger und stabiler dielektrischer Oxidfilm auf der Oberfläche des zylindrischen Metallgliedes 17 ausgebildet werden. Weiterhin, da die Leiterschicht 36 so vorgesehen ist, dass sie das zylindrische Metallglied 17 umgibt, wird ein abgeschirmter Streifenleiter verwirklicht, bei dem der aus dem zylindrischen Metallglied 17 entweichende magnetische Fluss abgeschirmt werden kann und die Impedanz der Vorrichtung niedrig gemacht werden kann. Weiterhin, indem die Metallplatte 40 vorgesehen wird, können Kathodenleitungsanschlüsse 41a und 42a ausgebildet werden, und die Impedanz der Vorrichtung kann noch niedriger gemacht werden.
Und noch weiter, da die Leiterschicht 36 mit der leitfähigen Polymerschicht versehen wird, die Polyanilin aufweist, kann leicht eine Leiterschicht verwirklicht werden, die gut am dielektrischen Oxidfilm haftet und hohe Leitfähigkeit hat.
Weiterhin sind bei der vorliegenden Ausführungsform in den Anodenleitungsanschlüssen 11a und 12a und Kathodenleitungsanschlüssen 41a und 42a jeweils Schraublöcher 11b, 12b, 41b bzw. 42b ausgebildet, weshalb die Anodenleitungsanschlüsse 11a und 12a und Kathodenleitungsanschlüsse 41a und 42a mittels Schrauben mit äußeren Teilen verbunden werden können. Daher kann starker Strom stabil durch die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung fließen gelassen werden.
Wenn die Kapazität der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung des zylindrischen Metallgliedes 17 als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man eine Kapazität von ungefähr 10 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms ausreichend mit Polyanilin bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse, das heißt, die Schraublöcher 11a, 12a, 41a und 42a, die an beiden Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -40 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine achte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 6 ist eine Perspektivansicht von außen, die die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser achten Ausführungsform zeigt. Die Schnittansicht entlang der Linie B'-B' von Fig. 6 ist die gleiche wie Fig. 3. Die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser Ausführungsform ist ebenfalls mit einer Ventilmetallplatte 10 versehen, die die Form einer langen, dünnen, flachen Platte hat und auf ihrer Oberfläche einen dielektrischen Oxidfilm 20 aufweist, und die Ventilmetallplatte 10 ist über den dielektrischen Oxidfilm 20 mit einer Schicht 30 bedeckt, die eine leitfähige Substanz aufweist.
Ebenso haben bei der vorliegenden abgeschirmten Streifenleitervorrichtung die Teile an beiden Enden in der Längsrichtung der Ventilmetallplatte 10 im wesentlichen ebene Formen, die auf der gleichen Geraden liegen. Die Ventilmetallplatte 10 ist zum Beispiel aus Aluminium gebildet. Die Ventilmetallplatte 10 ist rechtwinklig geformt und zum Beispiel 110 m dick, 20 mm lang und 10 mm breit. Die Oberfläche der Ventilmetallplatte 10, das heißt, die Oberseite, Rückseite und Stirnseiten, wird durch elektrolytisches Ätzen in einer Elektrolyselösung oberflächenmäßig ungefähr zweihundertfach vergrößert. Die Schicht 30, die eine leitfähige Substanz aufweist, wird so ausgebildet, dass sie die gesamte Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 außer Teilen an beiden Enden bedeckt.
In Draufsicht hat die vorliegende abgeschirmte Streifenleitervorrichtung eine U-Form, mit einem Anodenleitungsanschluss 11, der mit einem Endteil der Ventilmetallplatte 10 verbunden und daran befestigt ist, und einem Anodenleitungsanschluss 12, der mit dem anderen Endteil der Ventilmetallplatte 10 elektrisch verbunden und daran befestigt ist. Zwischen den Anodenleitungsanschlüssen 11 und 12 und der Schicht 30, die eine leitfähige Substanz aufweist, sind isolierende Substanzen 60 vorgesehen, die diese Bestandteile voneinander isolieren. Die Ventilmetallplatte 10 ist somit durch die Schicht 30, die eine leitfähige Substanz aufweist, und die isolierenden Substanzen 60 versiegelt. Jeder Anodenleitungsanschluss 11 und 12 hat einen flachen, rechtwinkligen Querschnitt.
Weiterhin ist eine Metallplatte 40, die ungefähr die gleichen Abmessungen wie die Unterseite der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung hat, an der Unterseite befestigt, und an den jeweiligen Endteilen der Metallplatte 40 sind Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 befestigt.
Es wird nun ein Verfahren zur Herstellung der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung beschrieben. Wie oben erwähnt, ist die Schnittansicht entlang der Linie B'-B' von Fig. 6 die gleiche wie die in Fig. 3 gezeigte Schnittansicht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird als Ventilmetallplatte 10 eine Aluminiumfolie verwendet, die ungefähr 110 m dick ist und deren Oberfläche dickenmäßig ungefähr zweihundertfach vergrößert wurde. Diese Aluminiumfolie wird ausgestanzt, um eine Vierkant-C-Form mit einer Breite von 10 mm anzunehmen. Nachdem die jeweiligen Endteile der Aluminiumfolie (Ventilmetallplatte 10) mit isolierenden Substanzen 60 versehen wurden, die jeweils ein Fluorharz sind, das Hexafluorpropylen aufweist, wird diese Aluminiumfolie in einer wässrigen Ammoniumboratlösung von 5 Masseprozent bei einer Spannung von 10 V anodischer Oxidation unterzogen und dann gewaschen und getrocknet, um eine Aluminiumfolie mit einen dielektrischen Oxidfilm 20 zu erhalten, der einen Metalloxidfilm aufweist. Wenn die elektrostatische Kapazität dieser Folie nach Eintauchen in eine wässrige Schwefelsäurelösung mit 0,05 Mol/Liter gemessen wird, findet man eine elektrostatische Kapazität von ungefähr 380 F.
Danach wird in einem Glasbehälter eine wässrige Lösung mit einer Paratoluolsulfosäure-Konzentration von 10 Masseprozent und eine Anilinkonzentration von 5 Masseprozent vorbereitet, und die oben beschriebene Aluminiumfolie, auf der der oben erwähnte dielektrische Oxidfilm 20 ausgebildet wurde, wird in diese wässrige Lösung eingetaucht und dann herausgenommen. Die Folie wird dann 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur getrocknet, dann in eine wässrige Lösung, die 10 Masseprozent Ammoniumperoxodisulfat und 10 Masseprozent Paratoluolsulfosäure enthält, eingetaucht und dann herausgenommen und dann weitere 20 Minuten lang in Luft gehalten, um das Anilin zu polymerisieren. Danach wird die Probe mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Nach viermaligem Wiederholen dieser Arbeitsgänge wird eine Aluminiumfolie (Ventilmetallplatte 10) erhalten, bei der die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 mit einer leitfähigen Polymerschicht 31 bedeckt ist. Diese leitfähige Polymerschicht 31 weist Polyanilin mit Paratoluolsulfosäure als Dotierungsstoff auf. Selbstverständlich wird verhindert, dass die leitfähige Polymerschicht 31 an Teilen ausgebildet wird, die mit isolierenden Substanzen 60 versehen sind.
Danach werden eine Schicht leitfähige Kohlenstoffpaste 32 und eine Schicht Silberpaste 33 aufgetragen, um die Teile der Aluminiumfolie zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht 31 (Polyanilin) ausgebildet wurde, wodurch eine leitfähige Schicht 30 fertiggestellt wird. Danach wird eine Metallplatte 40, die eine Kupferfolie mit einer Dicke von ungefähr 100 m aufweist, an der leitfähigen Schicht 30 befestigt. Die Enden der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 eingerichtet. Danach werden die jeweiligen Endteile der Aluminiumfolie (Ventilmetallplatte 10) in Tetrahydrofuran eingetaucht, um das Harz zu lösen, das Hexafluorpropylen aufweist, welches das Maskenharz ist, und es wird ein Ultraschall-Schweißgerät verwendet, um zwei (ein Paar) Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 an den jeweiligen Enden der Aluminiumfolie zu befestigen.
Wenn die Kapazität der so erhaltenen abgeschirmten Streifenleitervorrichtung unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die die Aluminiumfolie ist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Messfrequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polyanilin bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse 11, 12, 41 und 42, die an beiden Enden dieser abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -70 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik ganz hervorragende Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nun eine neunte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Obwohl in Fig. 7 gezeigte abgeschirmte Streifenleitervorrichtung die gleiche ist wie die in Fig. 6 gezeigte abgeschirmte Streifenleitervorrichtung, sind die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 gebogen und sind die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 an den jeweiligen Enden der Metallplatte 40 und die Spitzen der Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 so angeordnet, dass sie in der gleichen Ebene liegen, um Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte zu erleichtern.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nun eine zehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die in Fig. 8 gezeigte abgeschirmte Streifenleitervorrichtung ist zwar die gleiche wie die in Fig. 6 gezeigte abgeschirmte Streifenleitervorrichtung, während aber bei der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung die Aluminiumfolie, die die Ventilmetallplatte 10 ist, in einer Vierkant-C-Form gebogen und so gestanzt ist, dass sie rechtwinklige Teile hat, unterscheidet sich die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform darin, dass die Aluminiumfolie in einer U-Form ausgestanzt ist, die in einer runderen Form gebogen ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird nun eine elfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Obwohl die in Fig. 9 gezeigte abgeschirmte Streifenleitervorrichtung in einer runderen Form gebogen ist als bei der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung, sind die Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 gebogen und sind die Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 an den jeweiligen Enden der Metallplatte 40 und die Spitzen der Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 so angeordnet, dass sie in der gleichen Ebene liegen, um Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte zu erleichtern.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird nun eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 10 ist eine Draufsicht, die die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung dieser zwölften Ausführungsform zeigt, und Fig. 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C' von Fig. 10.
Obwohl diese abgeschirmte Streifenleitervorrichtung den gleichen Schichtaufbau hat wie die jeweiligen oben beschriebenen Ausführungsformen, ist die vorliegende Vorrichtung formmäßig so hergestellt, dass sie eine schüsselförmige Querschnittsform in Längsrichtung hat. Das heißt, während bei den Ausführungsformen neun bis elf die Aluminiumfolie, die die Ventilmetallplatte 10 ist, in einer Form ausgestanzt ist, die in einer Richtung in der Folienebene der Aluminiumfolie gebogen oder gekrümmt ist, wird bei der vorliegenden Ausführungsform eine dünne, streifenförmige Aluminiumfolie als Ventilmetallplatte 10 verwendet und sind die jeweiligen Enden der Aluminiumfolie in der gleichen Richtung gebogen, so dass sie in einer Richtung senkrecht zur Folienebene der Aluminiumfolie erhöht sind. Die jeweiligen Enden dieser Aluminiumfolie, die die Ventilmetallplatte 10 ist, werden als Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 eingerichtet, es wird eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, die den dielektrischen Oxidfilm 20 auf der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 bedeckt, und es wird eine streifenförmige Metallplatte 40 befestigt. Die jeweiligen Enden der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 eingerichtet. Die Spitzen der Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 und die Spitzen der Kathodenleitungsanschlüsse 41 und 42 so angeordnet, dass sie in der gleichen Ebene liegen, um Oberflächenmontage zu erleichtern.
Es wird nun eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese dreizehnte Ausführungsform ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung.
Zuerst wird in einem Glasbehälter eine Methanollösung vorbereitet, die Ferridodecylbenzolsulfonat in einer Konzentration von 10 Masseprozent enthält. Eine Aluminiumfolie, an der die Prozesse bis zur Bildung des dielektrischen Oxidfilms 20 in der achten Ausführungsform durchgeführt wurden, wird dann in diese Lösung eingetaucht und dann herausgenommen. Die Aluminiumfolie wird dann 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur getrocknet, in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 50 Masseprozent Pyrrol enthält, dann herausgenommen und weitere 30 Minuten lang in Luft gehalten, um das Pyrrol zu polymerisieren. Danach wird die Aluminiumfolie mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Nach viermaligem Wiederholen dieser Arbeitsgänge wird eine Aluminiumfolie (Ventilmetallplatte 10) erhalten, bei der die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 mit einer leitfähigen Polymerschicht 31 bedeckt ist. Diese leitfähige Polymerschicht 31 weist Polypyrrol mit Dodecylbenzolsulfosäure als Dotierungsstoff auf.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der achten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, um die Teile der Aluminiumfolie zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht 31 (Polypyrrol) ausgebildet wurde. Danach wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Enden der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 eingerichtet. Danach wird durch das Verfahren der achten Ausführungsform das Maskenharz gelöst und werden zwei Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der so erhaltenen abgeschirmten Streifenleitervorrichtung unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polypyrrol bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse 11, 12, 41 und 42, die an den jeweiligen Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -70 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik viel bessere Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine vierzehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese vierzehnte Ausführungsform ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung.
Zuerst wird in einem Glasbehälter eine Xylenlösung mit einer Polyhexylthiophen-Konzentration von 5 Masseprozent vorbereitet, und diese Lösung wird auf die unmaskierten Bereiche einer Aluminiumfolie aufgeträufelt, an der die Prozesse bis zur Bildung des dielektrischen Oxidfilms 20 in der achten Ausführungsform durchgeführt wurden, und die Aluminiumfolie wird dann in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Die gesamte Vorrichtung wird dann in eine wässrige Salzsäurelösung eingetaucht, um die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 mit einer leitfähigen Polymerschicht 31 zu bedecken. Diese leitfähige Polymerschicht 31 weist Polyhexylthiophen mit Chlor-Ionen als Dotierungsstolfauf.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der achten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, um die Teile der Aluminiumfolie zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht 31 (Polyhexylthiophen) ausgebildet wurde. Danach wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Enden der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 eingerichtet. Danach wird durch das Verfahren der achten Ausführungsform das Maskenharz gelöst und werden zwei Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der so erhaltenen abgeschirmten Streifenleitervorrichtung unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polyhexylthiophen bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse 11, 12, 41 und 42, die an den jeweiligen Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -60 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik viel bessere Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine fünfzehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese fünfzehnte Ausführungsform ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung.
Zuerst wird in einem Glasbehälter eine Ethanollösung vorbereitet, die Ferridodecylbenzolsulfonat in einer Konzentration von 10 Masseprozent enthält. Eine Aluminiumfolie, an der die Prozesse bis zur Bildung des dielektrischen Oxidfilms 20 in der achten Ausführungsform durchgeführt wurden, wird dann in diese Lösung eingetaucht und dann herausgenommen. Die Aluminiumfolie wird dann 30 Minuten lang in Luft bei Raumtemperatur getrocknet, in eine wässrige Lösung eingetaucht, die 50 Masseprozent Ethylendioxythiophen enthält, dann herausgenommen und dann weitere 30 Minuten lang in Luft gehalten, um das Ethylendioxythiophen zu polymerisieren. Danach wird die Aluminiumfolie mit Wasser und Ethanol gewaschen und in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 80°C getrocknet. Nach zum Beispiel viermaligem Wiederholen dieser Arbeitsgänge wird eine Aluminiumfolie (Ventilmetallplatte 10) erhalten, bei der die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 mit einer leitfähigen Polymerschicht 31 bedeckt ist. Diese leitfähige Polymerschicht 31 weist Polyethylendioxythiophen mit Dodecylbenzolsulfosäure als Dotierungsstoff auf.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der ersten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, um die Teile der Aluminiumfolie zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht 31 (Polyethylendioxythiophen) ausgebildet wurde. Danach wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Enden der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 eingerichtet. Danach wird durch das Verfahren der achten Ausführungsform das Maskenharz gelöst und werden zwei Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der so erhaltenen abgeschirmten Streifenleitervorrichtung unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 380 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polyethylendioxythiophen bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse 11, 12, 41 und 42, die an den jeweiligen Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -60 dB in einem Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz und maximal -40 dB bei einer Frequenz von 1 GHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik viel bessere Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine sechzehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Diese sechzehnte Ausführungsform ist eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung.
Zuerst wird in einem Glasbehälter eine Methanollösung mit einer Ferridodecylbenzolsulfonat-Konzentration von 30 Masseprozent vorbereitet und auf eine Temperatur von -50°C gekühlt. Danach wird Pyrrol in diese Lösung eingeträufelt, bis seine Konzentration 6 Masseprozent erreicht, und dann durch Rühren der Lösung vermischt, während die Temperatur auf -50°C gehalten wird. Diese Lösung wird dann auf die unmaskierten Bereiche einer Aluminiumfolie aufgeträufelt, an der die Prozesse bis zur Bildung des dielektrischen Oxidfilms 20 in der achten Ausführungsform durchgeführt wurden, und die Aluminiumfolie wird dann 60 Minuten lang auf Raumtemperatur gehalten. Durch nachfolgendes Waschen mit Wasser und Ethanol und Trocknen bei 80°C wird eine Aluminiumfolie erhalten, bei der die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 mit einer leitfähigen Polymerschicht 31 bedeckt ist. Diese leitfähige Polymerschicht 31 weist Polypyrrol mit Dodecylbenzolsulfosäure als Dotierungsstoff auf.
Danach wird durch das gleiche Verfahren wie in der achten Ausführungsform eine leitfähige Schicht 30 ausgebildet, um die Teile der Aluminiumfolie zu umgeben, auf denen die leitfähige Polymerschicht 31 (Polypyrrol) ausgebildet wurde. Danach wird eine Metallplatte 40 befestigt, die eine Kupferfolie aufweist, und die jeweiligen Enden der Metallplatte 40 werden als Kathodenleitungsanschlüsse 41 bzw. 42 eingerichtet. Danach wird durch das Verfahren der achten Ausführungsform das Maskenharz gelöst und werden zwei Anodenleitungsanschlüsse 11 und 12 befestigt.
Wenn die Kapazität der so erhaltenen abgeschirmten Streifenleitervorrichtung unter Verwendung der Ventilmetallplatte 10, die eine Aluminiumfolie aufweist, als Anode und der Metallplatte 40, die eine Kupferfolie aufweist, als Kathode gemessen wird, findet man für eine Frequenz von zum Beispiel 120 Hz eine Kapazität von ungefähr 375 F, was anzeigt, dass die Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausreichend mit Polypyrrol bedeckt ist.
Und wenn der Leistungsübertragungskennwert S21 gemessen wird, indem die zwei Paare Elektrodenleitungsanschlüsse 11, 12, 41 und 42, die an den jeweiligen Enden der abgeschirmten Streifenleitervorrichtung vorgesehen sind, mit einem Netzanalysator verbunden werden, findet man ein S21 von maximal -60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 100 MHz. Somit erkennt man, dass die abgeschirmte Streifenleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit Kondensatoren nach dem Stand der Technik viel bessere Kennwerte als Stromentkopplungsvorrichtung für schnelle digitale Schaltungen hat.
Es wird nun eine siebzehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 12A bis 12 G sind Skizzen, die ein Verfahren zur Herstellung der in Fig. 6 gezeigten abgeschirmten Streifenleitervorrichtung in der Reihenfolge der Prozesse zeigt.
Wie in Fig. 12A gezeigt, wird eine Ventilmetallplatte 10 vorbereitet, die eine Metallfolie in Vierkant-C-Form ist, und wie in Fig. 12B gezeigt, werden in der Nähe der jeweiligen Enden der Metallfolie, die zu einer Vierkant-C-Form gebogen wurde, isolierende Substanzen 60 vorgesehen. Diese isolierenden Substanzen 60 verhindern das Kriechen von Lösungsmittel in nachfolgenden Prozessen.
Als Nächstes, wie in Fig. 12C gezeigt, werden zwecks Bildung eines dielektrischen Oxidfilms 20 auf der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 ein Behälter, der eine wässrige Ammoniumboratlösung 80 von 5 Masseprozent enthält, und eine Gleichstromversorgung 70 vorbereitet, und die Kathode der Gleichstromversorgung 70 wird mit der wässrigen Ammoniumboratlösung 80 verbunden, die Anode 71 wird mit der Ventilmetallplatte 10 verbunden, und es wird eine Gleichspannung angelegt, um anodische Bildung durchzuführen. Bei diesem Prozess werden Teile der Ventilmetallplatte 10, die in der Figur unterhalb der Position der isolierenden Substanzen 60 liegen, in die wässrige Ammoniumboratlösung 80 eintauchen gelassen. Als Folge wird der dielektrische Oxidfilm 20 auf der Oberfläche der Ventilmetallplatte 10 ausgebildet.
Die Ventilmetallplatte 10, auf der der dielektrische Oxidfilm 20 auf die obige Weise ausgebildet wurde, wird dann in eine Lösung 90 zur Bildung einer leitfähigen Substanz eingetaucht, wie in Fig. 12E gezeigt. Als Folge wird eine leitfähige Schicht 30 auf der Oberfläche des dielektrischen Oxidfilms 20 ausgebildet, wie in Fig. 12F gezeigt. Zuletzt wird eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung fertiggestellt, indem eine Metallplatte 40 an der Oberfläche der leitfähigen Substanz 30 befestigt wird, wie in Fig. 12G gezeigt.
Wie oben beschrieben wurde, kann man durch die Erfindung eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung erhalten, die niedrige Impedanz hat, insbesondere in Hochfrequenzbereichen von 100 MHz oder mehr, und gut für hohe Geschwindigkeit und hohe Frequenzen geeignet ist, hauptsächlich zur Verwendung als Nebenschlussvorrichtung für ein Störschutzfilter oder als Entkopplungsvorrichtung.
Die Erfindung sorgt daher für die Wirkung, dass man eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung erhalten kann, die als Stromentkopplungsvorrichtung für eine schnelle digitale Schaltung viel besser ist wie Kondensatoren nach dem Stand der Technik. Und durch Biegen oder Krümmen der jeweiligen Enden eines Ventilmetalls mit einer dünnen langen Form in einer Richtung, um das Ventilmetall in Vierkant-C-Form, Keilform oder U-Form zu gestalten, wird für die Wirkung gesorgt, dass man eine abgeschirmte Streifenleitervorrichtung einfach durch Eintauchen in eine Lösung für anodische Bildung oder eine Lösung zur Bildung einer Schicht leitfähiges Material herstellen kann.

Claims

1. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung mit
einem Metallglied, das aus einem Ventilmetall gebildet ist, durch das hochfrequenter Strom fließt und bei dem die Querschnittsform senkrecht zu der Richtung, in der der hochfrequente Strom fließt, in der Stromrichtung praktisch konstant ist;
einem dielektrischen Oxidfilm, der auf der Oberfläche dieses Metallgliedes ausgebildet ist; und
einer leitfähigen Schicht, die dafür vorgesehen ist, die dielektrische Oxidschicht zu bedecken und das Metallglied zu umgeben.

2. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 1 angegeben, bei der die Querschnittsform rechtwinklig ist.

3. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 1 angegeben, bei der die Querschnittsform kreisförmig ist.

4. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 1 angegeben, bei der die Querschnittsform ringförmig ist.

5. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 1 angegeben, mit einem Paar erster Elektrodenleitungsanschlüsse, die an verschiedenen Stellen des Ventilmetallgliedes vorgesehen sind.

6. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 angegeben, bei der die leitfähige Schicht eine Schicht aus einem leitfähigen Polymer enthält.

7. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 6 angegeben, bei der das leitfähige Polymer eine oder mehrere der Verbindungen Polypyrrol, Polythiophen und Polyanilin ist oder ein Derivat einer oder mehrerer der oben erwähnten Verbindungen ist.

8. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 6 oder 7 angegeben, bei der die leitfähige Schicht die leitfähige Polymerschicht, die auf der Seite des dielektrischen Oxidfilms angeordnet ist, und eine Schicht leitfähige Paste aufweist, die auf der leitfähigen Polymerschicht ausgebildet ist.

9. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 8 angegeben, bei der eine Metallplatte an der Schicht leitfähiger Paste befestigt ist.

10. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in Anspruch 9 angegeben, mit einem Paar zweiter Elektrodenleitungsanschlüsse, die dem Paar erster Elektrodenleitungsanschlüsse entsprechend auf der Metallplatte angeordnet sind.

11. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 angegeben, bei der das Ventilmetall eines der Metalle Aluminium, Tantal oder Niob ist.

12. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in einem der Ansprüche 5 bis 11 angegeben, bei der das Ventilmetallglied als eine flache Platte oder Folie mit einer Form ausgebildet ist, in der ein Paar einander entgegengesetzter Endteile in der gleichen Richtung innerhalb der Ebene der flachen Platte oder Folie gebogen oder gekrümmt sind, und das Paar erster Elektrodenleitungsanschlüsse dem Paar Endteile entsprechend vorgesehen ist.

13. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in einem der Ansprüche 5 bis 11 angegeben, bei der das Ventilmetallglied als eine flache Platte oder Folie mit einer Form ausgebildet ist, in der ein Paar einander entgegengesetzter Endteile in der gleichen Richtung von der Hauptebene der flachen Platte oder Folie her erhöht ist, und das Paar erster Elektrodenleitungsanschlüsse dem Paar Endteile entsprechend vorgesehen ist.

14. Abgeschirmte Streifenleitervorrichtung wie in einem der Ansprüche 5 bis 11 angegeben, bei der das Ventilmetallglied eine Zylinder- oder Säulenform hat.

15. Verfahren zur Herstellung einer abgeschirmten Streifenleitervorrichtung, mit folgenden Verfahrensschritten:
ein Metallglied zu verwenden, das aus einem Ventilmetall mit einer Form gebildet ist, in der beide Enden in der gleichen Richtung gebogen oder gekrümmt sind, und in der Nähe jedes Endes des Ventilmetallgliedes eine isolierende Substanz vorzusehen;
durch eine chemische Umwandlungsbehandlung einen dielektrischen Oxidfilm auf der Oberfläche der zwischen den isolierenden Substanzen befindlichen Bereiche des Ventilmetallgliedes auszubilden, indem diese Bereiche des Ventilmetallgliedes in ein Oxidationsmittel für chemische Umwandlung eingetaucht werden;
eine Schicht aus einer leitfähigen Substanz auf dem dielektrischen Oxidfilm auszubilden, indem zwischen den Schichten isolierender Substanz befindliche Bereiche des Ventilmetallgliedes in ein Polymerisierungsbad eingetaucht werden; und
eine Metallplatte an der leitfähigen Schicht zu befestigen.