DE19741147C1

DE19741147C1 - Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonatoren und derartige Keramikfilter

Info

Publication number: DE19741147C1
Application number: DE1997141147
Authority: DE
Inventors: Christian Block
Original assignee: Siemens Matsushita Components GmbH and Co KG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2017-09-19
Also published as: JP2001517009A; WO1999014816A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonatoren. Außerdem betrifft die Erfindung nach den Verfahren herge stellte Keramikfilter.

Im allgemeinen sind Filter mit Resonatoren, die Impedanz- bzw. Widerstandssprünge aufweisen, bedingt durch die Anforde rungen an die unterschiedlichen Kopplungen ziemlich groß. Ferner ist die Herstellung insbesondere von sehr kleinen Bauformen preßtechnisch ausgesprochen schwierig. Im allgemei nen werden bei den bisher angewandten Verfahren die Impedanz sprünge durch versetzte Nadeln hergestellt. Bei kleineren bzw. sehr kleinen Bauformen müssen jedoch immer dünnere Na deln verwendet werden, was zur Folge hat, daß die Gefahr ei nes Nadelbruchs steigt.

Aus der DE 42 29 001 C1 ist ein Verfahren zur Metallisierung von monolithischen Mikrowellen-Keramikfiltern bekannt, bei dem Koppelhohlräume vor der Metallisierung mit Keramikfolie abgedeckt werden.

Aus "Patent Abstracts of Japan" 07142914 A ist ein Keramik filter mit gesinterten Schichten bekannt.

Aus "Patent Abstracts of Japan" 07170116 A ist ein dielektri sches Keramikfilter bekannt, das aus rechteckigen Resonatoren besteht.

Aus "Patent Abstracts of Japan" 09064616 A ist ein dielektri sches Keramikfilter bekannt, das mit Ausnahme einer Seiten fläche metallisiert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellen von Keramikfiltern mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonatoren so zu gestalten, daß es fertigungstechnisch wenig aufwendig ist. Ferner soll bei Keramikfiltern mit Wellenwiderstands sprüngen die Durchlaßcharakteristik der Filterkurven an die jeweils vorgesehene Applikation angepaßt werden können.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei Verfahren zum Her stellen von Keramikfiltern mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonatoren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 reali siert.

Ferner sind mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahren herge stellte Keramikfilter in den Ansprüchen 3 oder 4 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Keramikfilter bezüglich der Festlegung des Verlaufs einer Filterdurchlaßcharakterstik sind in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben.

Bei einer bevorzugten Realisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellenwi derstandssprüngen von Resonatoren werden mindestens zwei Preßlinge aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Die lektrika so übereinander angeordnet, daß in den Preßlingen jeweils ausgebildete Resonatoren fluchten. Dann werden die übereinander angeordneten Preßlinge miteinander verpreßt und anschließend gesintert.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahrens zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellenwiderstandssprüngen von Reso natoren werden zuerst mindestens zwei Preßlinge aus Keramik materialien mit unterschiedlichen Dielektrika gesintert. Die gesinterten Preßlinge werden dann so übereinander angeordnet und durch Verkleben miteinander verbunden, daß in den einzel nen Preßlingen ausgebildete Resonatoren miteinander fluchten.

Bei Anwenden der erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich ins besondere sehr kleine Bauformen von Keramikfiltern mit Wel lenwiderstandssprüngen mit geringem Aufwand realisieren, ohne daß preßtechnisch besondere Schwierigkeiten auftreten, da keine starke mechanische Belastung mehr auftritt. Daher sind die erfindungsgemäßen Verfahren auch sicherer und zuverlässi ger als die bisher angewendeten Fertigungsmethoden durchzu führen.

Ferner kann bei nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Keramikfiltern der Verlauf deren Durchlaßcha rakteristik im Hinblick auf die jeweils vorgesehene Applika tion in vorteilhafter Weise durch den Abstand zwischen den Mittenachsen von kreiszylinderförmigen Resonatoren und deren Durchmesser bzw. bei Resonatoren mit rechteckigem, quadrati schem, ovalem oder elliptischem Querschnitt durch den Abstand von durch den Schwerpunkt verlaufenden Mittelachsen dieser Resonatoren und der größten Abmessung der jeweiligen Resona toren festgelegt werden.

Bei anwendungsgerechter Wahl der beiden Parameter Abstand und Durchmesser bzw. größte Abmessung der vorgesehenen Resonato ren eignen sich die Filter beispielsweise für einen Einsatz bei schmalbandigen Schnurlostelefon-Systemen oder auch bei breitbandigen Mobilfunksystemen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, bevorzugten Aus führungsform eines Keramikfilters mit Wellenwiderstandssprün gen von Resonatoren im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungs form eines Keramikfilters gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 einen bei Keramikfiltern gemäß der Erfindung erreich baren Verlauf einer qualitativ angepaßten Filter- Durchlaßcharakteristik.

In Fig. 1 ist stark vergrößert eine schematische perspektivi sche Darstellung eines in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichne ten Keramikkörpers dargestellt. Der in Fig. 1 wiedergegebene Keramikkörper 1 besteht aus zwei Keramiklagen 10 und 11, die aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika ge bildet sind.

Hierbei besteht die untere Lage 11 aus einem Keramikmaterial mit einem Dielektrikum ε_r2, während die in Fig. 1 darüber an geordnete dünnere Lage 10 aus einem Keramikmaterial mit einem Dielektrikum ε_r1 besteht, wobei gilt: ε_r1 < ε_r2.

In dem Keramikkörper 1, der aus den Lagen 10 und 11 mit un terschiedlichen Dielektrika ε_r1 und ε_r2 gebildet ist, sind durchgehende kreiszylinderförmige Resonatoren 4 und 5 ausge bildet, deren strichpunktiert wiedergegebenen Mittenachsen einen Abstand A voneinander haben und die jeweils einen Durchmesser D haben.

Durch eine entsprechende Wahl des Abstandes A und der Durch messer D können somit anwendungspezifische qualitative Durch laßcharakteristiken der einzelnen Keramikfilter festgelegt werden.

In Fig. 2 ist ein möglicher Verlauf einer solchen qualitativen Durchlaßcharakteristik wiedergegeben. Hierbei sind in Fig. 2 auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Dämp fung aufgetragen.

In der aus Keramikmaterial mit einem Dielektrikum ε_r1 herge stellten oberen Lage 10 des Keramikkörpers 1 befinden sich jeweils rechts bzw. links außen im gleichen Abstand von den Mittenachsen der Resonatoren 4 und 5 Ankopplungsstrukturen 2 und 3, welche, was im einzelnen nicht dargestellt ist, durch galvanische Auftrennung der Metallisierung, beispielsweise mechanisch, ätztechnisch oder photolacktechnisch gebildet sind.

Im übrigen ist der Keramikkörper 1, abgesehen von seiner Un terseite 12 und seiner Oberseite 13 einschließlich der Innen flächen der Resonatorbohrungen 4 und 5 allseitig metalli siert. Da dies bei Filtern der in Rede stehenden Art an sich bekannt ist, ist die Metallisierung aus Übersichtlichkeits gründen in Fig. 1 nicht gesondert eingetragen.

Bezugszeichenliste

1

Keramikfilter

2

,

3

Ankopplungsstrukturen

4

,

5

Resonatoren
AAbstand
DDurchmesser
ε_r1

, ε_r2

unterschiedliche Dielektrika

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellen widerstandssprüngen von Resonatoren, dadurch gekennzeichnet, daß

a) mindestens zwei Preßlinge (10, 11) aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (ε_r1, ε_r2) so übereinan der angeordnet werden, daß in ihnen (10, 11) jeweils aus gebildete Resonatoren (4, 5) fluchten;
b) die übereinander angeordneten Preßlinge miteinander ver preßt werden und
c) der aus den miteinander verpreßten Preßlingen (10, 11) ge bildete Körper gesintert wird.

2. Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellen widerstandssprüngen von Resonatoren, dadurch gekennzeichnet, daß

1. a') mindestens zwei Preßlinge (10, 11) aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (ε_r1, ε_r2) gesintert wer den, und
2. b') die gesinterten Preßlinge (10, 11) so übereinander ange ordnet und durch Verkleben miteinander verbunden werden, daß in den einzelnen Preßlingen (10, 11) ausgebildete Re sonatoren (4, 5) miteinander fluchten.

3. Keramikfilter mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonato ren, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (1) aus in axialer Richtung der Resonatoren (4, 5) übereinander angeordneten, miteinander verpreßten und an schließend gesinterten Preßlingen aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (ε_r1, ε_r2) gebildet ist.

4. Keramikfilter mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonato ren, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (1) aus gesinterten Preßlingen (10, 11) aus Kera mikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (ε_r1, ε_r2) be steht, die so miteinander verklebt sind, daß in den Preßlin gen (10, 11) ausgebildete Resonatoren (4, 5) miteinander fluch ten.

5. Keramikfilter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Durchlaßcharakteristik eines solchen Filters (1) durch den Abstand (A) der Mittelachsen der kreiszylinder förmigen Resonatoren (4, 5) und deren Durchmesser der Resona toren (4, 5) festlegbar ist.

6. Keramikfilter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Durchlaßcharakteristik eines solchen Filters (1) durch den Abstand (A) von durch den Schwerpunkt verlau fenden Mittenachsen von Resonatoren mit rechteckigem, quadra tischem, ovalem oder elliptischem Querschnitt und die größte Abmessung der jeweiligen Resonatoren festlegbar ist.