JPH11177314A - 面実装型誘電体フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同軸誘電体共振器によって構成される面実装
型誘電体フィルタを容易に製造する。 【解決手段】 本発明は、同一寸法の同軸誘電体共振器
１を並列に複数個隣接した面実装型誘電体フィルタに関
するものである。該誘電体フィルタを製造する方法は、
誘電体部材によって形成された本体２に、その両端面2
0、21を通る貫通孔22を開設し、該本体２の外周面及び
貫通孔22の内面に、それぞれ外導体層30及び内導体層31
を配備することにより、所定寸法の同軸誘電体共振器１
を形成する工程と、隣接すべき同軸誘電体共振器１、１
に対し、隣接面中の同じ領域における外導体層30、30を
それぞれ削除して段間結合窓10、10を開設する工程と、
各隣接面に残存する外導体層の少なくとも一方に導電性
接着材４を配備し、平滑な基台上にて同軸誘電体共振器
１を並列に接着する工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に数百ＭHz〜数
ＧHzの高周波信号に利用される面実装型誘電体フィルタ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通信機器には様々な高周波用フィルタが
利用されており、特に、携帯電話などの移動体通信機器
の普及及び通信利用の増加に伴い、各種フィルタについ
て、小型化及び電気的特性の改善が要求されている。従
来、高周波において利用されるフィルタとしては、同軸
誘電体共振器を用いた誘電体フィルタがある。同軸誘電
体共振器は、誘電体部材によって形成された本体に、そ
の両端面を通る貫通孔を形成し、該本体の外周面と貫通
孔の内面にそれぞれ導体層を施したものであり、本体内
で電磁波を共振させる素子である。端面の何れか一方に
導体層を施すと1/4波長型共振器となり、両端面に導体
層を施すか、或いは両端面とも施さなければ、1/2波長
型共振器となる。

【０００３】フィルタを小型化するために、フィルタを
回路基板の表面へ直接実装する面実装型のものが増えて
きている。従来、高周波において利用される面実装型誘
電体フィルタとしては、例えば、特開平６−２８３９０
４に記載の面実装型誘電体フィルタがある。前記面実装
型誘電体フィルタは、図８に示すように、誘電体基板(7
0)の表面に導体パターン(80)(81)が形成されたベース基
板(７)上に、複数個（図示では２個）の同軸誘電体共振
器(100)を並列に隣接して配備したものである。前記同
軸誘電体共振器(100)は、図９に示すように、誘電体部
材(２)に、その両端面(20)(21)を通る貫通孔(22)を形成
し、誘電体部材(２)の外周面、貫通孔(22)の内面及び誘
電体部材(２)の何れか一方の端面(21)に、それぞれ外導
体層(30)、内導体層(31)及び端面導体層(32)を配備し、
さらに、図８及び図９のように、前記外導体層(30)の一
部を削除して底面(23)とし、且つ隣接する各同軸誘電体
共振器(100)(100)における隣接面の一部を削除して、段
間結合用窓(10)(10)を形成したものである。一般に面実
装型の場合、同軸誘電体共振器(100)は、基板に容易に
実装できるように直方体に形成されている。

【０００４】ベース基板(７)は、図８に示すように、誘
電体基板(70)の表面に、外部接続用ストリップライン(8
1)(81)と接地パターン(80)を形成したものである。外部
接続用ストリップライン(81)(81)は、誘電体基板(70)の
上面に、それぞれ各同軸誘電体共振器(100)(100)の底面
(23)(23)との接触面の内側領域から、該共振器(100)(10
0)の開放端面(20)まで形成されている。接地パターン(8
0)は、誘電体基板(70)上における、同軸誘電体共振器(1
00)の底面(23)との接触面の内側領域および外部接続用
ストリップライン(81)(81)の周辺領域を除いて形成され
ている。

【０００５】上記のように形成された同軸誘電体共振器
(100)(100)およびベース基板(７)について、ベース基板
(７)上の所定位置に同軸誘電体共振器(100)(100)を隣接
して配備すると、同軸誘電体共振器(100)(100)どうしが
段間結合窓(10)を介して電磁気的に結合し、外部接続用
ストリップライン(81)(81)と各同軸誘電体共振器(100)
(100)の内導体層(31)の間がそれぞれ容量結合して、帯
域通過型の面実装型誘電体フィルタが形成される。な
お、図８では、２個の同軸誘電体共振器(100)(100)を使
用しているが、該共振器(100)(100)の間に、両側面に段
間結合窓(10)(10)を形成した１個以上の同軸誘電体共振
器を隣接して配備できる。一般に、接続する共振器の数
が増えるほど、通過帯域の境界における通過特性は急峻
となる。

【０００６】上記のように形成された面実装型誘電体フ
ィルタは、隣接する同軸誘電体共振器(100)どうしの整
合をとるため、各同軸誘電体共振器(100)の開放端面(2
0)にトリミングを施すことにより調整を行なって、製品
が完成する。完成した面実装型誘電体フィルタは、回路
基板の表面とベース基板(７)の裏面とが接触するよう
に、回路基板に実装される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記面実装型誘電体フ
ィルタに対する小型化の要請から、ベース基板(７)を省
いて、同軸誘電体共振器のみで回路基板に実装すること
が望まれている。この場合、隣接する同軸誘電体共振器
どうしを接着する必要がある。しかしながら、高周波信
号に利用される同軸誘電体共振器は、軸方向の長さが数
mm程度と非常に小さいから、位置を揃えて接着すること
が難しい。

【０００８】また、入力段および出力段となる同軸誘電
体共振器には、上記ベース基板(７)の外部接続用ストリ
ップライン(81)(81)の代わりに、同軸誘電体共振器の外
導体層から分離した外部接続用電極を形成する必要があ
る。外部接続用電極が形成されることによって、入力段
および出力段の同軸誘電体共振器は、共振波長が実質的
に短くなり、共振周波数が高くなる。従って、３個以上
の同軸誘電体共振器を用いた面実装型誘電体フィルタで
は、入力段および出力段の同軸誘電体共振器は、中間段
の同軸誘電体共振器と比べて、共振周波数が高くなり、
共振周波数の不一致により、フィルタ特性が悪化するこ
とになる。共振周波数を略一致させるには、中間段の同
軸誘電体共振器における軸方向の長さを短くする方法が
ある。しかしながら、この場合、同軸誘電体共振器の軸
方向の長さが揃わないから、隣接する同軸誘電体共振器
の位置を揃えて接着することが困難となる。

【０００９】

【発明の目的】本発明の第１の目的は、隣接する同軸誘
電体共振器どうしを接着する際の位置合わせが容易であ
る面実装型誘電体フィルタ及びその製造方法を提供する
ことにある。また、本発明の第２の目的は、共振器の軸
方向の長さが同じである同軸誘電体共振器を用いて、入
力段および出力段の同軸誘電体共振器における共振周波
数と、中間段の同軸誘電体共振器における共振周波数と
を略一致させることができる面実装型誘電体フィルタ及
びその製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載された面実装型誘電体フィ
ルタの製造方法は、誘電体部材によって形成された本体
に、その両端面を通る貫通孔を開設し、該本体の外周面
及び貫通孔の内面に、それぞれ外導体層及び内導体層を
配備することにより、同一寸法の同軸誘電体共振器を形
成する工程と、隣接すべき同軸誘電体共振器に対し、隣
接面中の同じ領域における外導体層をそれぞれ削除して
段間結合窓を開設する工程と、各隣接面に残存する外導
体層の少なくとも一方に導電性接着材を配備し、平滑な
基台上にて同軸誘電体共振器を並列に接着する工程とを
含むことを特徴とする。また、請求項４に記載された面
実装型誘電体フィルタの製造方法は、前述と同様に、同
一寸法の同軸誘電体共振器を形成する工程と、入力段及
び出力段となる同軸誘電体共振器の各外導体層に対し、
隣接面以外の外周面であって、開放端面の近くに、外導
体層から絶縁された外部接続用電極をそれぞれ形成する
工程と、入力段、中間段及び出力段の同軸誘電体共振器
を並列に接着する工程と、中間段の同軸誘電体共振器の
共振周波数を、入力段及び出力段の同軸誘電体共振器の
共振周波数に略一致させるため、中間段の同軸誘電体共
振器の外導体層又は内導体層を、開放端面から適当な領
域だけ削除する工程とを含むことを特徴とする。

【００１１】

【作用及び効果】請求項１に記載された発明では、平滑
な基台上にて同軸誘電体共振器を並列に接着すると、隣
接する同軸誘電体共振器間には、導電性接着材の表面張
力により互いに引き合う力が働く。従って、対向する隣
接面における各外導体層の領域が同じであれば、図１
（ａ）に示すように、同軸誘電体共振器(１)(１)の接着
位置が多少ずれても、図１（ｂ）に示すように、隣接面
の外導体層(300)(301)では、導電性接着材(４)の表面張
力により互いに引き合う力が働き、平滑な基台上を滑っ
て、図２に示すように、自ずから揃った位置で接着する
ことになる。その結果、同軸誘電体共振器どうしを接着
する際に、位置を揃える必要が無く、面実装型誘電体フ
ィルタの製造が容易となる。

【００１２】また、請求項４に記載された発明では、同
一寸法の同軸誘電体共振器を利用しても、中間段の同軸
誘電体共振器における外導体層又は内導体層を、開放端
面から適当な領域だけ削除することにより、中間段の同
軸誘電体共振器における共振周波数を、入力段及び出力
段の同軸誘電体共振器における共振周波数に略一致させ
ることができる。従って、面実装型誘電体フィルタを、
同一寸法の同軸誘電体共振器のみで構成することがで
き、面実装型誘電体フィルタの製造が容易となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本実施形態の面実装型誘電体フィルタは、図
３（ａ）及び（ｂ）並びに図４（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、同一寸法の３個の同軸誘電体共振器(1a)(1b)(1
c)を隣接して並べ、接合したものである。各同軸誘電体
共振器(1a)(1b)(1c)は、角柱状の誘電体部材によって形
成される本体(２)に対して、両端面(20)(21)を通る貫通
孔(22)を形成し、該本体(２)の外周面、貫通孔(22)の内
面及び本体(２)の何れか一方の端面(21)に、導電性材料
を被覆して、外導体層(30)、内導体層(31)及び端面導体
層(32)を形成した1/4波長型共振器である。隣接する同
軸誘電体共振器(１)(１)は、それぞれ、隣接面の略中央
部において、対向する同一領域の外導体層(30)を削除し
て段間結合窓(10)(10)を形成している。また、入力段及
び出力段の同軸誘電体共振器(1a)(1b)は、それぞれ、開
放端面(20)(20)近くにおける側面の一部から底面の一部
にかけて、外導体層(30)を枠状に削除することによっ
て、外導体層(30)から絶縁された外部接続用電極(33)(3
3)を形成している。また、中間段の同軸誘電体共振器(1
c)は、入力段及び出力段の同軸誘電体共振器(1a)(1b)に
共振周波数を略一致させるため、開放端面(20)において
貫通孔(22)の周りの内導体層(31)の一部を削除して、開
口縁削成部(11)を形成している。なお、各同軸誘電体共
振器(１)は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、隣接
する同軸誘電体共振器(１)(１)間の整合をとるため、開
放端面(20)の外縁部における外導体層(30)を削除して、
外縁削成部(12)を形成している。本体(２)の材質は、酸
化バリウム、酸化チタン、酸化ネオジウム等の高誘電率
セラミックスが適している。また、外導体層(30)等の導
電性材料としては、銀、銅等の高導電率材料が適してい
る。

【００１４】次に、上記構成の面実装型誘電体フィルタ
を製造する手順を説明する。まず、上記のように、角柱
状の本体(２)に、貫通孔(22)を開設し、導体層(30)(31)
(32)を形成した同一寸法の同軸誘電体共振器(１)の内、
入力段または出力段となる同軸誘電体共振器(1a)(1b)に
は、外導体層(30)を本体(２)の一部とともに削除するこ
とにより、外部接続用電極(33)(33)と段間結合窓(10)(1
0)をそれぞれ形成し、中間段となる同軸誘電体共振器(1
c)には、両側面に段間結合窓(10)(10)を形成する。

【００１５】次に、各同軸誘電体共振器(1a)(1b)(1c)に
対し、同軸誘電体共振器(１)が隣接する隣接面の外導体
層(30)全体に、導電性接着材(４)を塗布し、それから、
同軸誘電体共振器(1a)(1b)(1c)を並列に隣接して、平滑
な基台上に載置する。すると、図１（ａ）に示すよう
に、隣接する同軸誘電体共振器(１)(１)の接着位置が多
少ずれても、図１（ｂ）に示すように、隣接面の外導体
層(300)(301)の縁部において、導電性接着材(４)の表面
張力により互いに引き合う力が働き、平滑な基台上を滑
って、図２に示すように、自ずから揃った位置で接着す
る。なお、導電性接着材(４)には、接着強度の点から、
ハンダを使用することが望ましく、また、実装時または
フィルタ動作時に温度が上昇しても、接着強度が維持で
きるように、溶融点の高い高温ハンダを使用することが
望ましい。

【００１６】次に、図５に示すように、中間段の同軸誘
電体共振器(1c)の開放端面(20)から貫通孔(22)へダイヤ
モンド工具(６)を挿入して、開放端面(20)近くの内導体
層(31)および本体(２)の一部を削除することにより、中
間段の同軸誘電体共振器(1c)の共振周波数を、入力段及
び出力段の同軸誘電体共振器(1a)(1b)に近づける。な
お、前記ダイヤモンド工具(６)の代わりにリーマを用い
て、開放端面(20)近くの内導体層(31)のみを削除しても
よい。

【００１７】そして、開放端面(20)の外縁部をトリミン
グすることにより、隣接する同軸誘電体共振器(１)(１)
間の整合調整を行なって、面実装型誘電体フィルタが完
成する。

【００１８】従って、中間段の同軸誘電体共振器(1c)に
対し、内導体層(31)を開放端面(20)から適当な領域まで
削除することにより、中間段の同軸誘電体共振器(1c)に
おける共振周波数を、入力段及び出力段の同軸誘電体共
振器(1a)(1b)に近づけることができる。その結果、同一
寸法の同軸誘電体共振器(1a)(1b)(1c)を利用でき、面実
装型誘電体フィルタの製造が容易となる。また、同軸誘
電体共振器(１)(１)どうしを接着する際に、位置を揃え
る必要が無く、面実装型誘電体フィルタを容易に製造で
きる。

【００１９】なお、図６および図７に示すように、隣接
する同軸誘電体共振器(１)(１)の段間結合窓(10)(10)の
間に、絶縁性接着材(５)を配備すると、隣接する同軸誘
電体共振器(１)(１)間の接着強度を上昇することができ
る。絶縁性接着材(５)としては、エポキシ樹脂等の熱硬
化性樹脂が望ましい。

【００２０】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、
本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の
範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であるこ
とは勿論である。例えば、上記実施形態では、３個の同
軸誘電体共振器(1a)(1b)(1c)を用いたが、中間段の同軸
誘電体共振器(1c)を更に追加してもよい。この場合、追
加した同軸誘電体共振器(1c)にも同様に、開口縁削成部
(11)を形成することが望ましい。また、上記実施形態で
は、外部接続用電極(33)を矩形に形成しているが、内導
体層(31)と所望の結合容量を得ることができれば、その
大きさまたは形状を任意に変更できる。また、同軸誘電
体共振器(1a)(1b)(1c)の配列する向きは任意に選択でき
る。しかしながら、上記実施形態の配列であれば、入力
段と出力段の同軸誘電体共振器(1a)(1b)を同一形状とす
ることができ、面実装型誘電体フィルタの製造に無駄が
ない。

【００２１】さらに、上記実施形態では、同軸誘電体共
振器(1a)(1b)(1c)の共振周波数を略一致させるため、中
間段の同軸誘電体共振器(1c)の内導体層(31)を、開放端
面(20)から適当な領域まで削除しているが、外導体層(3
0)を同様に削除してもよい。しかしながら、外導体層(3
0)を削除する場合、内導体層(31)を削除する場合に比べ
て、削除する量が多く、削除に時間を費やすことにな
る。また、一般に、電子部品の表面には、部品の識別コ
ード等がスタンプされるが、外導体層(30)を削除する場
合では、スタンプする領域が狭くなる。従って、外導体
層(30)を削除するよりも内導体層(31)を削除する方が望
ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明に係る面実装型誘電体フィル
タの製造方法において、同軸誘電体共振器どうしを接着
した時の状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の
要部拡大図である。

【図２】本発明に係る面実装型誘電体フィルタの製造方
法において、同軸誘電体共振器どうしを接着した後の状
態を示す平面図である。

【図３】（ａ）は、本発明の実施形態を示す斜視図であ
り、（ｂ）は、（ａ）を上下逆さにした斜視図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図３（ａ）の
Ａ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿って縦断面し、矢印方向に見
た断面図である。

【図５】本実施形態の要部横断面図であり、中間段の同
軸誘電体共振器における内導体層を開放端面から削除す
る工程を示している。

【図６】本発明の別の実施形態を示す斜視図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿って縦断面し、矢印方向に
見た断面図である。

【図８】従来の面実装型誘電体フィルタを示す分解斜視
図である。

【図９】図８の同軸誘電体共振器を示す斜視図である。

【符号の説明】

(１)(1a)(1b)(1c) 同軸誘電体共振器 (２) 本体 (４) 導電性接着材 (５) 絶縁性接着材 (10) 段間結合窓 (11) 開口縁削成部 (20) 開放端面 (22) 貫通孔 (30) 外導体層 (31) 内導体層 (33) 外部接続用電極

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一寸法の同軸誘電体共振器(１)を並列
   に隣接した面実装型誘電体フィルタを製造する方法であ
   って、 誘電体部材によって形成された本体(２)に、その両端面
   (20)(21)を通る貫通孔(22)を開設し、該本体(２)の外周
   面及び貫通孔(22)の内面に、それぞれ外導体層(30)及び
   内導体層(31)を配備することにより、同軸誘電体共振器
   (１)を形成する工程、 隣接すべき同軸誘電体共振器(１)(１)に対し、隣接面中
   の同じ領域における外導体層(30)(30)をそれぞれ削除し
   て段間結合窓(10)(10)を開設する工程、及び各隣接面に
   残存する外導体層(300)(301)の少なくとも一方に導電性
   接着材(４)を配備し、平滑な基台上にて同軸誘電体共振
   器(１)を並列に接着する工程を含む面実装型誘電体フィ
   ルタの製造方法。
2. 【請求項２】 同軸誘電体共振器(１)を並列に隣接する
   工程において使用される導電性接着材(４)は、溶融点の
   高い高温ハンダである、請求項１に記載の面実装型誘電
   体フィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 同軸誘電体共振器(１)を並列に隣接する
   工程は、同軸誘電体共振器(１)における段間結合窓(10)
   に絶縁性接着材(５)を配備する工程を含む、請求項１又
   は請求項２に記載の面実装型誘電体フィルタの製造方
   法。
4. 【請求項４】 同一寸法の同軸誘電体共振器(１)を並列
   に３個以上隣接した面実装型誘電体フィルタを製造する
   方法であって、 誘電体部材によって形成された本体(２)に、その両端面
   (20)(21)を通る貫通孔(22)を開設し、該本体(２)の外周
   面及び貫通孔(22)の内面に、それぞれ外導体層(30)及び
   内導体層(31)を配備することにより、同軸誘電体共振器
   (１)を形成する工程、 入力段及び出力段となる同軸誘電体共振器(1a)(1b)の外
   導体層(30)(30)に対し、隣接面以外の外周面であって、
   開放端面の近くに、外導体層(30)(30)から絶縁された外
   部接続用電極(33)(33)を形成する工程、 入力段の同軸誘電体共振器(1a)、中間段の同軸誘電体共
   振器(1c)及び出力段の同軸誘電体共振器(1b)を並列に接
   着する工程、及び中間段の同軸誘電体共振器(1c)の共振
   周波数を、入力段及び出力段の同軸誘電体共振器(1a)(1
   b)の共振周波数に略一致させるため、中間段の同軸誘電
   体共振器(1c)の外導体層(30)又は内導体層(31)を、開放
   端面から適当な領域だけ削除する工程、を含む面実装型
   誘電体フィルタの製造方法。
5. 【請求項５】 中間段の同軸誘電体共振器(1c)の外導体
   層(30)又は内導体層(31)を削除する工程の後に、同軸誘
   電体共振器(１)(１)間の整合を取るために、各同軸誘電
   体共振器(１)の外導体層(30)を、開放端面から適当な領
   域だけ削除する工程を含む、請求項４に記載の面実装型
   誘電体フィルタの製造方法。
6. 【請求項６】 誘電体部材によって形成された本体(２)
   に、その両端面(20)(21)を通る貫通孔(22)を形成し、該
   本体(２)の外周面及び貫通孔(22)の内面に、それぞれ外
   導体層(30)及び内導体層(31)を配備した同軸誘電体共振
   器(１)を、外周面の一面を隣接面として互いに接合する
   ことによって構成される面実装型誘電体フィルタに於
   て、 各同軸誘電体共振器(１)は、同一寸法で形成されてお
   り、隣接する同軸誘電体共振器(１)(１)における夫々の
   隣接面中の同じ領域には、外導体層(30)(30)を削除した
   段間結合窓(10)(10)が開設されており、該段間結合窓(1
   0)(10)の間には、絶縁性接着材(５)が配備されているこ
   とを特徴とする面実装型誘電体フィルタ。
7. 【請求項７】 同軸誘電体共振器(１)の接合には、溶融
   点の高い高温ハンダが使用されていることを特徴とす
   る、請求項６に記載の面実装型誘電体フィルタ。
8. 【請求項８】 誘電体部材によって形成された本体(２)
   に、その両端面(20)(21)を通る貫通孔(22)を形成し、該
   本体(２)の外周面及び貫通孔(22)の内面に、それぞれ外
   導体層(30)及び内導体層(31)を配備した３個以上の同軸
   誘電体共振器(１)を、外周面の一面を隣接面として互い
   に接合することによって構成される面実装型誘電体フィ
   ルタに於て、 各同軸誘電体共振器(１)は、同一寸法で形成されてお
   り、 入力段及び出力段の同軸誘電体共振器(1a)(1b)は、外導
   体層(30)に対し、隣接面以外の外周面であって、開放端
   面の近くに、外導体層(30)から絶縁された外部接続用電
   極(33)(33)を形成しており、 中間段の同軸誘電体共振器(1c)は、共振周波数を、入力
   段及び出力段の同軸誘電体共振器(1a)(1b)の共振周波数
   に略一致させるため、外導体層(30)又は内導体層(31)
   を、開放端面から適当な領域だけ削除していることを特
   徴とする面実装型誘電体フィルタ。
9. 【請求項９】 同軸誘電体共振器(１)(１)間の整合を取
   るために、各同軸誘電体共振器(１)の外導体層(30)が、
   開放端面から適当な領域だけ削除されていることを特徴
   とする、請求項８に記載の面実装型誘電体フィルタ。