JP6473553B1 - Noise reduction body, method for manufacturing the same, and electronic apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

【課題】結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子を用いた新規なノイズ低減体を提供する。
【解決手段】ノイズ低減体１は、電気回路に影響を及す電磁ノイズを低減する。このノイズ低減体１は、互いに独立して励起し、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えた複数のクラスター型セル２によって構成されている。それぞれのクラスター型セル２は、自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコン４でコーティングされた複数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３が房状に結合している。クラスター型セル２の直径は１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３の直径は３ｎｍ以上８ｎｍ以下、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３の活性化エネルギーレベルは０．３ｅＶ以上０．７ｅＶ以下であることが好ましい。
A novel noise-reducing body using crystalline nanodiamond semiconductor particles is provided.
A noise reduction body 1 reduces electromagnetic noise that affects an electric circuit. The noise reduction body 1 is composed of a plurality of cluster cells 2 that are excited independently of each other, have capacitance, and have characteristics as a semiconductor. Each cluster cell 2 has a spontaneous charge, and a plurality of crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 coated with amorphous silicon 4 are bonded in a tuft shape. The diameter of the cluster type cell 2 is 15 nm to 30 nm, the diameter of the crystalline nanodiamond semiconductor particle 3 is 3 nm to 8 nm, and the activation energy level of the crystalline nanodiamond semiconductor particle 3 is 0.3 eV to 0.7 eV. It is preferable.

Description

本発明は、電磁ノイズを低減するノイズ低減体、その製造方法、および、これを用いた電子機器に関する。   The present invention relates to a noise reducing body that reduces electromagnetic noise, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus using the same.

従来、ナノダイヤモンド粒子は、磁気ディスクのガラス基板研磨等における研磨材として広く使用されているが、近年、ナノダイヤモンド半導体が有する自発電荷に着目した応用例が注目されている。例えば、特許文献１は、自発電荷を有する活性化エネルギーレベル０．８−２．０ｅＶを持つ結晶系ナノダイヤモンド半導体を太陽電池保護膜として使用する技術が開示されている。この太陽電池保護膜は、粒子サイズ３−８ｎｍのナノダイヤモンド半導体粒子の光散乱効果により光吸収能を増し、自発電荷により太陽電池表面の汚れ付着を防止して出力の経年劣化を防止すると共に、４００ｎｍ以下の紫外線波長帯域を０．５−２．０μｍの波長帯域に変換して光電気変換効率を向上させる。   Conventionally, nano-diamond particles have been widely used as an abrasive in polishing a glass substrate of a magnetic disk. Recently, an application example focusing on the spontaneous charge of a nano-diamond semiconductor has been attracting attention. For example, Patent Document 1 discloses a technique of using a crystalline nanodiamond semiconductor having an activation energy level of 0.8 to 2.0 eV having a spontaneous charge as a solar cell protective film. This solar cell protective film increases the light absorption ability by the light scattering effect of nanodiamond semiconductor particles having a particle size of 3-8 nm, prevents dirt from adhering to the surface of the solar cell by spontaneous charge, and prevents deterioration of output over time, An ultraviolet wavelength band of 400 nm or less is converted into a wavelength band of 0.5 to 2.0 μm to improve photoelectric conversion efficiency.

また、特許文献２には、ナノダイヤモンド半導体粒子を繊維中に分散させた機能性繊維が開示されている。具体的には、室温付近で荷電粒子を発生させる活性化エネルギーレベルが０．１−１．０ｅＶであるナノダイヤモンド半導体粒子を用いることで、生体赤外線及び荷電粒子放射能の大きな繊維を作成する。半導体粒子は、繊維高分子結晶の間隙に浸透して擬似的に直列接続され、体温程度の加熱での励起で発生した粒子間の電位が積算されることによって、大きな起電力を発生し、生体効果を発揮する。   Patent Document 2 discloses a functional fiber in which nanodiamond semiconductor particles are dispersed in a fiber. Specifically, by using nanodiamond semiconductor particles having an activation energy level of 0.1 to 1.0 eV for generating charged particles near room temperature, fibers having high bioinfrared and charged particle radioactivity are produced. Semiconductor particles penetrate into the gaps of the fiber polymer crystals and are connected in a pseudo series, and the potential between the particles generated by excitation with heating at about the body temperature is integrated to generate a large electromotive force. Demonstrate the effect.

さらに、特許文献３には、紫外線吸収能および紫外線から赤外線に波長を変換する光エネルギー変換能を有するナノダイヤモンド半導体粒子を用いた有機機能性材料が開示されている。有機機能性材料は、０．２−１．０ｅＶの活性化エネルギーレベルを有するナノダイヤモンド半導体粒子を０．０００５ｗｔ％以上含む。   Further, Patent Document 3 discloses an organic functional material using nanodiamond semiconductor particles having an ultraviolet absorbing ability and a light energy converting ability for converting a wavelength from ultraviolet rays to infrared rays. The organic functional material contains 0.0005 wt% or more of nanodiamond semiconductor particles having an activation energy level of 0.2-1.0 eV.

特開２０１４−２０３９８５号公報JP 2014-203985 A 特開２０１１−０７４５５３号公報JP 2011-074553 A 特開２０１１−１０６３５号公報JP 2011-10635 A

ところで、本発明者らは、以前から結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子に関する研究を行っているが、この研究過程において、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子を主体とした特定の構造が、電気回路に影響を及す電磁ノイズを低減する作用を有することを発見した。   By the way, the present inventors have been conducting research on crystalline nanodiamond semiconductor particles for some time, and in this research process, a specific structure mainly composed of crystalline nanodiamond semiconductor particles has an effect on electrical circuits. It has been discovered that it has the effect of reducing electromagnetic noise.

そこで、本発明の目的は、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子を用いた新規なノイズ低減体を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel noise reducing body using crystalline nanodiamond semiconductor particles.

かかる課題を解決すべく、第１の発明は、電気回路に影響を及す電磁ノイズを低減するノイズ低減体を提供する。このノイズ低減体は、互いに独立して励起し、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えた複数のクラスター型セルによって構成されている。それぞれのクラスター型セルは、自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコンでコーティングされた複数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が房状に結合している。   In order to solve such a problem, the first invention provides a noise reducing body that reduces electromagnetic noise affecting an electric circuit. This noise reduction body is composed of a plurality of cluster cells that are excited independently of each other, have capacitance, and have characteristics as a semiconductor. Each cluster type cell has a spontaneous charge, and a plurality of crystalline nanodiamond semiconductor particles coated with amorphous silicon are bonded in a tuft shape.

第２の発明は、互いに独立して励起し、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えた複数のクラスター型セルよりなり、クラスター型セルのそれぞれが、自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコンでコーティングされた結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が複数房状に結合していると共に、電気回路に影響を及す電磁ノイズを低減するノイズ低減体の製造方法を提供する。この製造方法では、第１のステップとして、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子と、アモルファスシリコンの粉末とが混入された純水に、一対の電極を介して直流電圧を印加することによって、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子をアモルファスシリコンでコーティングする。第２のステップとして、アモルファスシリコンでコーティングされた結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が混入された純水に、一対の電極を介してパルス電圧を印加することによって、ノイズ低減体を生成する。   The second invention comprises a plurality of cluster-type cells that are excited independently of each other, have a capacitance, and have characteristics as a semiconductor, and each of the cluster-type cells has a spontaneous charge, In addition, there is provided a method for producing a noise reducing body in which a plurality of crystalline nanodiamond semiconductor particles coated with amorphous silicon are bonded in a plurality of tufts, and electromagnetic noise affecting an electric circuit is reduced. In this manufacturing method, as a first step, a crystalline nanodiamond is obtained by applying a DC voltage to pure water mixed with crystalline nanodiamond semiconductor particles and amorphous silicon powder via a pair of electrodes. Semiconductor particles are coated with amorphous silicon. As a second step, a noise reduction body is generated by applying a pulse voltage through a pair of electrodes to pure water mixed with crystalline nanodiamond semiconductor particles coated with amorphous silicon.

第３の発明は、回路要素と、ノイズ低減体とを有する電子機器を提供する。回路要素は、電気回路の一部を構成すると共に、電磁ノイズを発生し、または、電磁ノイズの影響を受ける。ノイズ低減体は、回路要素に接触して、または、回路要素の近傍に設けられ、電磁ノイズを低減する。このノイズ低減体は、互いに独立して励起し、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えた複数のクラスター型セルによって構成されている。それぞれのクラスター型セルは、自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコンでコーティングされた複数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が房状に結合している。   A third invention provides an electronic apparatus having a circuit element and a noise reducing body. The circuit element constitutes a part of the electric circuit, generates electromagnetic noise, or is affected by the electromagnetic noise. The noise reduction body is provided in contact with or in the vicinity of the circuit element to reduce electromagnetic noise. This noise reduction body is composed of a plurality of cluster cells that are excited independently of each other, have capacitance, and have characteristics as a semiconductor. Each cluster type cell has a spontaneous charge, and a plurality of crystalline nanodiamond semiconductor particles coated with amorphous silicon are bonded in a tuft shape.

ここで、第１から第３の発明において、上記クラスター型セルの直径は１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下、上記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の直径は３ｎｍ以上８ｎｍ以下、上記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の活性化エネルギーレベルは０．３ｅＶ以上０．７ｅＶ以下であることが好ましい。   Here, in the first to third inventions, the diameter of the cluster type cell is 15 nm to 30 nm, the diameter of the crystalline nanodiamond semiconductor particle is 3 nm to 8 nm, and the activation energy of the crystalline nanodiamond semiconductor particle The level is preferably 0.3 eV or more and 0.7 eV or less.

本発明によれば、電気回路に影響を及す電磁ノイズを有効に低減することができる。典型的には、ノイズ低減体は、電磁ノイズを発生する回路要素や電磁ノイズの影響を受ける回路要素と接触して、または、その近傍に設けられ、電磁ノイズが及す電子機器への悪影響を低減する。   According to the present invention, it is possible to effectively reduce electromagnetic noise that affects an electric circuit. Typically, the noise reduction body is provided in contact with or in the vicinity of a circuit element that generates electromagnetic noise or a circuit element that is affected by electromagnetic noise. Reduce.

ノイズ低減体の模式図Schematic diagram of noise reduction body ノイズ低減体の電子顕微鏡写真Electron micrograph of noise reduction body ノイズ低減体の電子顕微鏡写真の拡大図Enlarged view of the electron micrograph of the noise reduction body ノイズ低減体の製造方法の説明図Explanatory drawing of manufacturing method of noise reduction body 第１の例に係る電子機器の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the electronic device which concerns on a 1st example 第２の例に係る電子機器の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the electronic device which concerns on a 2nd example 第３の例に係る電子機器の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the electronic device which concerns on a 3rd example 第４の例に係る電子機器の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the electronic device which concerns on a 4th example 第５の例に係る電子機器の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the electronic device which concerns on a 5th example 第６の例に係る電子機器の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the electronic device which concerns on a 6th example 第７の例に係る電子機器の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the electronic device which concerns on a 7th example ノイズ低減体の塗布前後における出力リップルノイズの比較図Comparison of output ripple noise before and after application of noise reduction body ノイズ低減体が塗布された紙の介在前後における出力リップルノイズの比較図Comparison diagram of output ripple noise before and after intervening paper coated with noise reduction body

図１は本実施形態に係るノイズ低減体の模式図、図２はノイズ低減体の電子顕微鏡写真、および、図３はその拡大図である。ノイズ低減体１を構成する個々のクラスター型セル２は常温では振動しているため、常温では精細な電子顕微鏡写真を撮影することができない。そこで、電子顕微鏡による撮影は、クラスター型セル２の振動が停止する極低温環境（例えば、−６０℃）で行っている。   FIG. 1 is a schematic diagram of a noise reducing body according to the present embodiment, FIG. 2 is an electron micrograph of the noise reducing body, and FIG. 3 is an enlarged view thereof. Since the individual cluster type cells 2 constituting the noise reduction body 1 vibrate at room temperature, it is not possible to take a fine electron micrograph at room temperature. Therefore, photographing with an electron microscope is performed in a cryogenic environment (for example, −60 ° C.) in which the vibration of the cluster cell 2 stops.

このノイズ低減体１は、互いに独立して励起する多数のクラスター型セル２によって構成されている。それぞれのクラスター型セル２は、略球形状であって、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えている。一つのクラスター型セル２は、複数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３が房状（クラスター状）に結合した構造、すなわち、クラスター構造を有しており、その直径は１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。それぞれのクラスター型セル２は、奇数個、かつ、同数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３によって形成されている。結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３は、自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコン４でコーティング（被覆）されている。   The noise reduction body 1 is composed of a number of cluster cells 2 that are excited independently of each other. Each cluster cell 2 has a substantially spherical shape, has a capacitance, and has characteristics as a semiconductor. One cluster-type cell 2 has a structure in which a plurality of crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 are bonded in a tuft shape (cluster shape), that is, a cluster structure, and its diameter is 15 nm or more and 30 nm or less. Each cluster-type cell 2 is formed by an odd number and the same number of crystalline nanodiamond semiconductor particles 3. The crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 have a spontaneous charge and are coated (coated) with amorphous silicon 4.

本実施形態では、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３として、３ｎｍ以上８ｎｍ以下の粒子径を有するものを用いる。このサイズの粒子は以下のような特徴を有している。第１に、表面炭素ＳＰ２層が薄くなるため、励起荷電粒子の発生効率が良く、配合量が少なくて済む。第２に、自発分極をもち自発電荷による性能が大きい。第３に、自発電荷の活性化エネルギーレベルが０．３ｅＶ以上０．７ｅＶ以下を有し、励起された荷電粒子が多く発生する。   In the present embodiment, crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 having a particle diameter of 3 nm or more and 8 nm or less are used. Particles of this size have the following characteristics. First, since the surface carbon SP2 layer is thin, the generation efficiency of excited charged particles is good and the blending amount is small. Secondly, it has spontaneous polarization and high performance due to spontaneous charge. Third, the activation energy level of the spontaneous charge is 0.3 eV or more and 0.7 eV or less, and many excited charged particles are generated.

結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３は、典型的には、衝撃圧縮法によって得ることができる。この方法は、爆発法や爆轟法などとも称され、火薬の爆発エネルギー等によって細かく粉砕することによって生成される。空気が存する環境下で火薬（炭素元素を含む。）を爆発させ、この爆発エネルギーが巨大なものである場合、ナノサイズのダイヤモンドが自ずと生成される。よって、粉砕すべき物質の塊を特段用意する必要はない。人工ダイヤモンドの合成の歴史は古く、１９５３年頃に、ソビエト連邦が、高温高圧合成（ＨＰＨＴ）と化学気相蒸着（ＣＶＤ）法とを用いた、最初の再現可能な合成方法を発表した。その後、炭素元素を含む爆薬を使用し、爆轟（デトネーション）による合成法が１９９０年代後半に開発された。よって、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３の製法、それ自体は、本願出願時の技術常識というべきものである。   The crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 can typically be obtained by an impact compression method. This method is also called an explosion method or detonation method, and is generated by finely pulverizing with explosive energy of explosives. When explosives (including carbon elements) are exploded in an environment where air exists, and this explosion energy is enormous, nano-sized diamond is naturally generated. Therefore, it is not necessary to prepare a lump of material to be crushed. Synthetic diamond synthesis has a long history, and around 1953 the Soviet Union announced the first reproducible synthesis method using high-temperature high-pressure synthesis (HPHT) and chemical vapor deposition (CVD). Later, a detonation synthesis method was developed in the late 1990s using explosives containing carbon elements. Therefore, the manufacturing method of the crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 itself should be the technical common sense at the time of filing this application.

つぎに、ノイズ低減体１の製造方法について説明する。図４に示すように、処理容器には、アノードおよびカソードよりなる一対の電極が所定の間隔を空けて配置されていると共に、エタノール等のアルコール系の液体が貯留されている。また、一対の電極を接続する配線には、直流電源、保護抵抗、電流計などが接続されている。   Below, the manufacturing method of the noise reduction body 1 is demonstrated. As shown in FIG. 4, a pair of electrodes including an anode and a cathode are arranged at a predetermined interval in the processing container, and an alcohol-based liquid such as ethanol is stored. In addition, a DC power source, a protective resistor, an ammeter, and the like are connected to the wiring connecting the pair of electrodes.

まず、処理容器内に貯留された高純度の純水（チラー）に、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子と、アモルファスシリコンの粉末とを混入する。そして、これらが混入された液体に、一対の電極を介して直流電圧を印加する。これにより、図１に示したように、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３の周囲がアモルファスシリコン４でコーティングされる。アモルファスシリコン４のコーティング処理を行う理由は、クラスター型セル２内において、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３相互で電子が通過する機能を付与すること、換言すれば、ホール移相層を形成するためである。   First, crystalline nanodiamond semiconductor particles and amorphous silicon powder are mixed in high-purity pure water (chiller) stored in a processing vessel. Then, a DC voltage is applied to the liquid mixed with these via a pair of electrodes. Thereby, as shown in FIG. 1, the periphery of the crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 is coated with the amorphous silicon 4. The reason why the amorphous silicon 4 is coated is to provide a function of allowing electrons to pass between the crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 in the cluster type cell 2, in other words, to form a hole phase-shifting layer. is there.

つぎに、アモルファスシリコン４でコーティングされた結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３が混入された純水に、一対の電極を介してパルス電圧を印加する。パルス電圧の印加対象となる混入水は、図４の工程で処理された水をそのまま用いてもよいし、乾燥工程を経て粉末化されたコーティング済の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３を純水に再度混入することによって生成してもよい。パルス電圧の印加によって、図１に示したように、奇数個、かつ、同数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子３が結合してグループ化される（スラスター化）。これにより、互いに独立して励起し、かつ、静電容量を有し、半導体としての特性を備えたノイズ低減体１が生成される。   Next, a pulse voltage is applied to the pure water mixed with the crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 coated with amorphous silicon 4 through a pair of electrodes. As the mixed water to be applied with the pulse voltage, the water treated in the process of FIG. 4 may be used as it is, or the coated crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 pulverized through the drying process are used as pure water. You may produce | generate by mixing again. By applying the pulse voltage, as shown in FIG. 1, an odd number and the same number of crystalline nanodiamond semiconductor particles 3 are bonded and grouped (thrustering). As a result, the noise reduction body 1 that is excited independently of each other, has capacitance, and has characteristics as a semiconductor is generated.

以下に例示するように、ノイズ低減体１は、電気回路に影響を及す電磁ノイズを低減する用途で広く用いることができる。ノイズ低減体１は、電気回路を備える電子機器において、電磁ノイズを発生する回路要素（ノイズ発生源）、および、電磁ノイズの影響を受ける回路要素の少なくとも一方に接触または近接して設けられる。前者の例としては、ループアンテナやスイッチング回路などが挙げられる。一般に、高周波電流が流れる回路では、配線のインダクタンスなどによってノイズとなる不要電磁波（電磁ノイズ）が発生する。また、後者の例としては、ＩＣチップなどが挙げられる。なお、以下の例では、前者および後者が存在する構造を示しているが、どちらか一方のみが存在する構造であってもよい。   As illustrated below, the noise reduction body 1 can be widely used in applications that reduce electromagnetic noise that affects electrical circuits. The noise reduction body 1 is provided in contact with or close to at least one of a circuit element (noise generation source) that generates electromagnetic noise and a circuit element that is affected by the electromagnetic noise in an electronic device including an electric circuit. Examples of the former include a loop antenna and a switching circuit. In general, in a circuit through which a high-frequency current flows, unnecessary electromagnetic waves (electromagnetic noise) that become noise are generated due to inductance of wiring and the like. An example of the latter is an IC chip. In the following example, a structure in which the former and the latter exist is shown, but a structure in which only one of them exists may be used.

図５は、第１の例に係る電子機器の要部断面図である。この電子機器５Ａは、基板６上に実装された電気回路を備えている。具体的には、プリント基板６上には、少なくとも一層の導電層７が所定のパターンで形成されており、その上部には、所定のパターンを有する表面絶縁層８ａが形成されている。この表面絶縁層８ａは部分的に除去されており、これによって露出した導電層７には、電磁ノイズを発生する回路要素９ａと、電磁ノイズの影響を受ける９ｂとが接続されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view of main parts of the electronic apparatus according to the first example. The electronic device 5A includes an electric circuit mounted on the substrate 6. Specifically, at least one conductive layer 7 is formed in a predetermined pattern on the printed circuit board 6, and a surface insulating layer 8a having a predetermined pattern is formed thereon. The surface insulating layer 8a is partially removed, and the conductive layer 7 exposed thereby is connected to a circuit element 9a that generates electromagnetic noise and 9b that is affected by the electromagnetic noise.

表面絶縁層８ａには、上述したノイズ低減体１が含まれている。このような構成は、ノイズ低減体１を混合した絶縁性の塗布剤を塗布することで得られる他、絶縁性の塗布剤を塗布して表面絶縁層８ａを形成した後、その表面に、ノイズ低減体１をシリコン系オイルに分散させた液状剤を更に塗布することでも得られる。後者の場合、塗布した液状剤を事後的に拭き取ったとしても、ミクロ的に見れば、表面絶縁層８ａの微小な凹凸に侵入したノイズ低減体１が残存するため、表面絶縁層８ａ中にノイズ低減体１が含まれている状態が損なわれることはない。   The surface insulating layer 8a includes the noise reducing body 1 described above. Such a configuration is obtained by applying an insulating coating agent mixed with the noise reducing body 1, and after applying the insulating coating agent to form the surface insulating layer 8 a, noise is applied to the surface. It can also be obtained by further applying a liquid agent in which the reducing body 1 is dispersed in silicone oil. In the latter case, even if the applied liquid agent is wiped off afterwards, the noise reduction body 1 that has entered the fine irregularities of the surface insulating layer 8a remains when viewed microscopically, so that noise is present in the surface insulating layer 8a. The state in which the reduced body 1 is included is not impaired.

この構成では、デバイス９ａ，９ｂの下方近傍にノイズ低減体１が存在する。デバイス９ａの下方近傍に存在するノイズ低減体１は、デバイス９ａにて発生した電磁ノイズが、デバイス９ｂなどの他の回路要素に及す影響を低減する。また、デバイス９ｂの下方近傍に存在するノイズ低減体１は、デバイス９ａなどの他の回路要素にて発生した電磁ノイズがデバイス９ｂに及す影響を低減する。これにより、電磁ノイズの影響を受け難い電子機器５Ａを実現できる。   In this configuration, the noise reduction body 1 exists near the lower part of the devices 9a and 9b. The noise reduction body 1 present near the lower portion of the device 9a reduces the influence of electromagnetic noise generated in the device 9a on other circuit elements such as the device 9b. Moreover, the noise reduction body 1 existing near the lower portion of the device 9b reduces the influence of electromagnetic noise generated in other circuit elements such as the device 9a on the device 9b. Thereby, the electronic device 5A that is hardly affected by electromagnetic noise can be realized.

図６は、第２の例に係る電子機器の要部断面図である。この電子機器５Ｂでは、複数の導電層７が積層されており、上下の導電層７の間にはノイズ低減体１が含まれた層間絶縁膜８ｂが介在している。このような構成は、層間絶縁膜８ｂとして、ノイズ低減体１を混合した絶縁性の塗布剤を塗布することで得ることができる。それ以外の点は図５と同様なので、同一の符号を付してここでの説明を省略する（以下の図７〜１１も同様。）。この構成では、デバイス９ａ，９ｂの下方近傍にノイズ低減体１を設けることによって、電磁ノイズの影響を受け難い電子機器５Ｂを実現できる。   FIG. 6 is a cross-sectional view of main parts of an electronic device according to a second example. In the electronic device 5B, a plurality of conductive layers 7 are laminated, and an interlayer insulating film 8b including the noise reducing body 1 is interposed between the upper and lower conductive layers 7. Such a structure can be obtained by applying an insulating coating agent mixed with the noise reducing body 1 as the interlayer insulating film 8b. Since the other points are the same as those in FIG. 5, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted here (the same applies to FIGS. 7 to 11 below). In this configuration, by providing the noise reduction body 1 near the lower part of the devices 9a and 9b, it is possible to realize an electronic device 5B that is hardly affected by electromagnetic noise.

図７は、第３の例に係る電子機器の要部断面図である。この電子機器５Ｃでは、導電層７および表面絶縁層８ａが形成された基板８に回路要素９ａ，９ｂが実装されていると共に、ノイズ低減体１をシリコン系オイルに分散させた液状剤が、その表面全体に塗布されている。ノイズ低減体１は、デバイス９ａ，９ｂに接触して、または、これらの近傍に存在する。これにより、電磁ノイズの影響を受け難い電子機器５Ｃを実現できる。   FIG. 7 is a cross-sectional view of main parts of an electronic device according to a third example. In the electronic device 5C, circuit elements 9a and 9b are mounted on the substrate 8 on which the conductive layer 7 and the surface insulating layer 8a are formed, and a liquid agent in which the noise reduction body 1 is dispersed in silicon-based oil is used. It is applied to the entire surface. The noise reduction body 1 is in contact with the devices 9a and 9b or in the vicinity thereof. Thereby, the electronic device 5C which is hardly affected by electromagnetic noise can be realized.

図８は、第４の例に係る電子機器の要部断面図である。この電子機器５Ｄでは、導電層７および表面絶縁層８ａが形成された基板８に回路要素９ａ，９ｂが実装されていると共に、ノイズ低減体１をシリコン系オイルに分散させた液状剤が、回路要素９ａ，９ｂの接点（端子）に部分的に塗布されている。これらの接点は、外部に露出しており、外部に電磁ノイズを放射し易く、または、外部の電磁ノイズが入射し易い。よって、これらの接点にノイズ低減体１を部分的に存在させるだけでも、電磁ノイズの影響を受け難い電子機器５Ｄを実現できる。   FIG. 8 is a cross-sectional view of main parts of an electronic device according to a fourth example. In this electronic device 5D, circuit elements 9a and 9b are mounted on the substrate 8 on which the conductive layer 7 and the surface insulating layer 8a are formed, and a liquid agent in which the noise reduction body 1 is dispersed in silicon-based oil is used as a circuit. It is partially applied to the contacts (terminals) of the elements 9a and 9b. These contacts are exposed to the outside and easily emit electromagnetic noise to the outside, or external electromagnetic noise is likely to enter. Therefore, it is possible to realize an electronic device 5D that is hardly affected by electromagnetic noise even if the noise reduction body 1 is only partially present at these contacts.

図９は、第５の例に係る電子機器の要部断面図である。この電子機器５Ｅでは、導電層７および表面絶縁層８ａが形成された基板８に回路要素９ａ，９ｂが実装されていると共に、ノイズ低減体１をシリコン系オイルに分散させた液状剤が、接点を含めて回路要素９ａ，９ｂに部分的に塗布されている。これらの回路要素９ａ，９ｂは、外部に露出しており、外部に電磁ノイズを放射し易く、または、外部の電磁ノイズが入射し易い。よって、これらにノイズ低減体１を部分的に存在させるだけでも、電磁ノイズの影響を受け難い電子機器５Ｅを実現できる。   FIG. 9 is an essential part cross-sectional view of an electronic apparatus according to a fifth example. In this electronic device 5E, circuit elements 9a and 9b are mounted on the substrate 8 on which the conductive layer 7 and the surface insulating layer 8a are formed, and a liquid agent in which the noise reduction body 1 is dispersed in silicon-based oil is used as the contact point. Are partially applied to the circuit elements 9a and 9b. These circuit elements 9a and 9b are exposed to the outside and easily radiate electromagnetic noise to the outside, or external electromagnetic noise easily enters. Therefore, it is possible to realize an electronic device 5E that is hardly affected by electromagnetic noise even if the noise reduction body 1 is only partially present therein.

図１０は、第６の例に係る電子機器の要部断面図である。この電子機器５Ｆでは、導電層７および表面絶縁層８ａが形成された基板８に回路要素９ａ，９ｂが実装されており、その全体がノイズ低減体１を含むカバー体１０で覆われている。ノイズ低減体１は、カバー体１０を形成する材質中に混合してもよいし、カバー体１０の形成後にノイズ低減体１を含む液状剤を塗布してもよい。これにより、電磁ノイズの影響を受け難い電子機器５Ｆを実現できる。   FIG. 10 is a cross-sectional view of main parts of an electronic device according to a sixth example. In this electronic device 5F, circuit elements 9a and 9b are mounted on a substrate 8 on which a conductive layer 7 and a surface insulating layer 8a are formed, and the whole is covered with a cover body 10 including a noise reduction body 1. The noise reduction body 1 may be mixed in the material forming the cover body 10, or a liquid agent containing the noise reduction body 1 may be applied after the cover body 10 is formed. As a result, it is possible to realize an electronic device 5F that is hardly affected by electromagnetic noise.

図１１は、第７の例に係る電子機器の要部断面図である。この電子機器５Ｇでは、導電層７および表面絶縁層８ａが形成された基板８に回路要素９ａ，９ｂが実装されており、これらの回路要素９ａ，９ｂが電磁ノイズの影響を低減するためのシールドで覆われている。ノイズ低減体１は、シールド１１を形成する材質中に混合してもよいし、シールド１１の形成後にノイズ低減体１を含む液状剤を塗布してもよい。これにより、シールド１１のノイズ低減効果が高まり、電磁ノイズの影響を受け難い電子機器５Ｇを実現できる。   FIG. 11 is a cross-sectional view of main parts of an electronic device according to a seventh example. In this electronic apparatus 5G, circuit elements 9a and 9b are mounted on a substrate 8 on which a conductive layer 7 and a surface insulating layer 8a are formed, and these circuit elements 9a and 9b are shields for reducing the influence of electromagnetic noise. Covered with. The noise reduction body 1 may be mixed in the material forming the shield 11, or a liquid agent containing the noise reduction body 1 may be applied after the formation of the shield 11. Thereby, the noise reduction effect of the shield 11 is enhanced, and an electronic device 5G that is hardly affected by electromagnetic noise can be realized.

本実施形態によれば、電気回路に影響を及す電磁ノイズを有効に低減することができる。典型的には、ノイズ低減体１は、電磁ノイズを発生する回路要素９ａや電磁ノイズの影響を受ける回路要素９ｂと接触して、または、その近傍に設けられ、電磁ノイズが及す電子機器への悪影響を低減する。現時点では、結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子を主体とした特定の構造が電磁ノイズを低減する機序については定かではないものの、以下の実験結果からノイズ低減効果を奏することが実証される。   According to the present embodiment, electromagnetic noise affecting the electric circuit can be effectively reduced. Typically, the noise reduction body 1 is provided in contact with or in the vicinity of the circuit element 9a that generates electromagnetic noise or the circuit element 9b that is affected by the electromagnetic noise. To reduce the negative effects. At present, a specific structure mainly composed of crystalline nanodiamond semiconductor particles is not clear about the mechanism of reducing electromagnetic noise, but the following experimental results demonstrate that it has a noise reduction effect.

第１の実験として、ノイズ低減体１の塗布の前後において、ＤＣ／ＤＣコンバータの磁界放射に関する特性（出力リップルノイズ）をループアンテナで測定した。図１２は、ノイズ低減体１の塗布前後における出力リップルノイズの比較図であり、同図（ａ）はノイズ低減体１の塗布前、同図（ｂ）はノイズ低減体１の塗布後の特性をそれぞれ示す。塗布前は１．２５２Ｖp-pなのに対して塗布後は０．４５７Ｖp-pであり、上下のピークの高低差が約１／３に低減する結果が得られた。このことから、ノイズ低減体１をＤＣ／ＤＣコンバータ（回路要素）に直接接触するように設けた場合、電磁ノイズを有効に低減できることが理解できる。   As a first experiment, before and after the application of the noise reducing body 1, characteristics (output ripple noise) relating to magnetic field radiation of the DC / DC converter were measured with a loop antenna. FIGS. 12A and 12B are comparison diagrams of output ripple noise before and after application of the noise reduction body 1, in which FIG. 12A shows characteristics before application of the noise reduction body 1, and FIG. Respectively. The result was 1.252 Vp-p before coating, and 0.457 Vp-p after coating, and the difference in height between the upper and lower peaks was reduced to about 1/3. From this, it can be understood that when the noise reduction body 1 is provided so as to be in direct contact with the DC / DC converter (circuit element), electromagnetic noise can be effectively reduced.

第２の実験として、ノイズ低減体１を塗布または含浸した紙をＤＣ／ＤＣコンバータとループアンテナとの間（隙間）に介在させる前後において、出力リップルノイズをループアンテナで測定した。図１３は、ノイズ低減体１付き紙の介在前後における出力リップルノイズの比較図であり、同図（ａ）は紙の介在前、同図（ｂ）は紙の介在後の特性をそれぞれ示す。介在前は３７１．２５ｍＶp-pなのに対して介在後は１６５．００ｍＶp-pであり、上下のピークの高低差が１／２以上低減する結果が得られた。このことから、ノイズ低減体１をＤＣ／ＤＣコンバータ（回路要素）の近傍に設けた場合でも、電磁ノイズを有効に低減できることが理解できる。   As a second experiment, the output ripple noise was measured with the loop antenna before and after the paper coated or impregnated with the noise reducing body 1 was interposed between the DC / DC converter and the loop antenna (gap). FIGS. 13A and 13B are comparison diagrams of output ripple noise before and after the intervention of the paper with the noise reducing body 1. FIG. 13A shows the characteristics before the paper is interposed, and FIG. 13B shows the characteristics after the paper is interposed. The result was 371.25 mVp-p before the intervention, and 165.00 mVp-p after the intervention, and the difference in height between the upper and lower peaks was reduced by ½ or more. From this, it can be understood that even when the noise reducing body 1 is provided in the vicinity of the DC / DC converter (circuit element), the electromagnetic noise can be effectively reduced.

なお、上述した実施形態において、電子機器５Ａ〜５Ｇとしては、受動素子として機能するデバイス、能動素子として機能するデバイス、容量素子として機能するデバイスなどが挙げられ、電気回路に伴う電線や基板など材料に使用すればノイズ低減効果を発揮する。また、ノイズ低減体１は、電磁ノイズを低減する用途で、電気機器のケース、衣類などの繊維、建築材などを含めて、様々な応用製品に広く適用することができる。   In the embodiment described above, examples of the electronic devices 5A to 5G include a device that functions as a passive element, a device that functions as an active element, a device that functions as a capacitive element, and the like. If it is used, it will reduce noise. The noise reduction body 1 is an application for reducing electromagnetic noise, and can be widely applied to various application products including cases of electrical equipment, fibers such as clothes, and building materials.

１ ノイズ低減体
２ クラスター型セル
３ 結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子
４ アモルファスシリコン
５Ａ〜５Ｇ 電子機器
６ プリント基板
７ 導電層
８ａ 表面絶縁層
８ｂ 層間絶縁膜
９ａ，９ｂ 回路要素
１０ カバー体
１１ シールド

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Noise reduction body 2 Cluster type cell 3 Crystalline nano diamond semiconductor particle 4 Amorphous silicon 5A-5G Electronic device 6 Printed circuit board 7 Conductive layer 8a Surface insulating layer 8b Interlayer insulating film 9a, 9b Circuit element 10 Cover body 11 Shield

Claims (12)

電気回路に影響を及す電磁ノイズを低減するノイズ低減体において、
互いに独立して励起し、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えた複数のクラスター型セルよりなり、
前記複数のクラスター型セルのそれぞれは、
自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコンでコーティングされた複数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が房状に結合していることを特徴とするノイズ低減体。In a noise reduction body that reduces electromagnetic noise that affects electrical circuits,
It consists of a plurality of cluster-type cells that are excited independently of each other, have capacitance, and have characteristics as a semiconductor.
Each of the plurality of cluster-type cells is
A noise reduction body characterized in that a plurality of crystalline nanodiamond semiconductor particles having spontaneous charge and coated with amorphous silicon are bonded in a tuft shape. 前記クラスター型セルの直径は、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載されたノイズ低減体。   2. The noise reducing body according to claim 1, wherein a diameter of the cluster type cell is 15 nm or more and 30 nm or less. 前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の直径は、３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載されたノイズ低減体。   The noise reducing body according to claim 1 or 2, wherein the diameter of the crystalline nanodiamond semiconductor particles is 3 nm or more and 8 nm or less. 前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の活性化エネルギーレベルは、０．３ｅＶ以上０．７ｅＶ以下であることを特徴とする請求項３に記載されたノイズ低減体。   4. The noise reduction body according to claim 3, wherein an activation energy level of the crystalline nanodiamond semiconductor particles is 0.3 eV or more and 0.7 eV or less. 互いに独立して励起し、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えた複数のクラスター型セルよりなり、前記クラスター型セルのそれぞれが、自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコンでコーティングされた結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が複数房状に結合していると共に、電気回路に影響を及す電磁ノイズを低減するノイズ低減体の製造方法において、
前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子と、アモルファスシリコンの粉末とが混入された純水に、一対の電極を介して直流電圧を印加することによって、前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子を前記アモルファスシリコンでコーティングする第１のステップと、
前記アモルファスシリコンでコーティングされた前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が混入された純水に、一対の電極を介してパルス電圧を印加することによって、前記ノイズ低減体を生成する第２のステップと
を有することを特徴とするノイズ低減体の製造方法。It consists of a plurality of cluster-type cells that are excited independently of each other, have electrostatic capacity, and have characteristics as a semiconductor. Each of the cluster-type cells has a spontaneous charge and is made of amorphous silicon. In the manufacturing method of the noise reduction body which reduces the electromagnetic noise which has a plurality of coated crystalline nanodiamond semiconductor particles bonded in a tuft shape and affects the electric circuit,
The crystalline nanodiamond semiconductor particles are coated with the amorphous silicon by applying a DC voltage to pure water mixed with the crystalline nanodiamond semiconductor particles and amorphous silicon powder through a pair of electrodes. A first step;
A second step of generating the noise reducing body by applying a pulse voltage to a pure water mixed with the crystalline nanodiamond semiconductor particles coated with the amorphous silicon through a pair of electrodes. The manufacturing method of the noise reduction body characterized by this. 前記クラスター型セルの直径は、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載されたノイズ低減体の製造方法。   6. The method of manufacturing a noise reducing body according to claim 5, wherein the cluster type cell has a diameter of 15 nm to 30 nm. 前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の直径は、３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５または６に記載されたノイズ低減体の製造方法。   The diameter of the crystalline nanodiamond semiconductor particles is 3 nm or more and 8 nm or less, The method for producing a noise reducing body according to claim 5 or 6. 前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の活性化エネルギーレベルは、０．３ｅＶ以上０．７ｅＶ以下であることを特徴とする請求項７に記載されたノイズ低減体の製造方法。   The method for producing a noise reducing body according to claim 7, wherein the activation energy level of the crystalline nanodiamond semiconductor particles is 0.3 eV or more and 0.7 eV or less. 電子機器において、
電気回路の一部を構成すると共に、電磁ノイズを発生し、または、電磁ノイズの影響を受ける回路要素と、
前記回路要素に接触して、または、前記回路要素の近傍に設けられ、前記電磁ノイズを低減するノイズ低減体とを有し、
前記ノイズ低減体は、互いに独立して励起し、静電容量を有し、かつ、半導体としての特性を備えた複数のクラスター型セルよりなり、
前記複数のクラスター型セルのそれぞれは、自発電荷を有し、かつ、アモルファスシリコンでコーティングされた複数の結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子が房状に結合していることを特徴とする電子機器。In electronic equipment,
A circuit element that forms part of an electric circuit and generates electromagnetic noise or is affected by electromagnetic noise;
A noise reduction body for reducing the electromagnetic noise, provided in contact with the circuit element or in the vicinity of the circuit element;
The noise reduction body comprises a plurality of cluster cells that are excited independently of each other, have a capacitance, and have characteristics as a semiconductor,
Each of the plurality of cluster-type cells has a spontaneous charge, and a plurality of crystalline nanodiamond semiconductor particles coated with amorphous silicon are bonded in a tuft shape. 前記クラスター型セルの直径は、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載された電子機器。   The electronic device according to claim 9, wherein a diameter of the cluster type cell is 15 nm or more and 30 nm or less. 前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の直径は、３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９または１０に記載された電子機器。   11. The electronic device according to claim 9, wherein a diameter of the crystalline nanodiamond semiconductor particle is 3 nm or more and 8 nm or less. 前記結晶系ナノダイヤモンド半導体粒子の活性化エネルギーレベルは、０．３ｅＶ以上０．７ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１１に記載された電子機器。

The electronic device according to claim 11, wherein an activation energy level of the crystalline nanodiamond semiconductor particles is 0.3 eV or more and 0.7 eV or less.

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