米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> ティーディーケイ株式会社

発明の名称 誘電体フィルタ及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−32310
公開日 平成8年(1996)2月2日
出願番号 特願平6−190041
出願日 平成6年(1994)7月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】村井 隆
発明者 宮内 栄作 / 吉田 政幸 / 渡辺 源一 / 須藤 純一
要約 目的
フィルタ特性のばらつきが少なく、小型化に適した誘電体フィルタを得る。

構成
誘電体ブロック1の貫通穴2A,2B,2Cに形成される内導体膜3A,3B,3Cと、貫通穴2A,2B,2Cの軸方向に平行な誘電体ブロック1の外面とそれらの貫通穴の一方が開口している誘電体ブロック1の短絡端面とに、内導体膜3A,3B,3Cの短絡端に接続する如く形成された外導体膜7と、貫通穴2A,2B,2Cの他方が開口している誘電体ブロック1の開放端面に形成された導体膜パターン4A,4B,4Cとを備えており、誘電体ブロック1の表面の導体膜パターン4A,4B,4Cを形成する領域を凸部14A,14B,14Cの平坦上面となる如く誘電体ブロック1を形成した後、前記平坦上面の全域に導体膜パターン4A,4B,4Cを形成した構成である。
特許請求の範囲
【請求項1】 誘電体ブロックの貫通穴の内面に内導体膜を形成し、前記貫通穴の軸方向に平行な前記誘電体ブロックの外面と前記貫通穴の一方が開口している前記誘電体ブロックの短絡端面に、前記内導体膜の短絡端と接続する外導体膜を形成し、前記貫通穴の他方が開口している前記誘電体ブロックの開放端面を少なくとも含む領域に、前記内導体膜の開放端と接続する導体膜パターンを形成する誘電体フィルタにおいて、前記誘電体ブロックの表面の前記導体膜パターンを形成する領域が凸部の平坦上面で構成されており、該平坦上面の全域に前記導体膜パターンが設けられていることを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項2】 誘電体ブロックの貫通穴の内面に形成される内導体膜と、前記貫通穴の軸方向に平行な前記誘電体ブロックの外面と前記貫通穴の一方が開口している前記誘電体ブロックの短絡端面とに、前記内導体膜の短絡端と接続する如く形成された外導体膜と、前記貫通穴の他方が開口している前記誘電体ブロックの開放端面を少なくとも含む面に形成された導体膜パターンとを備える誘電体フィルタの製造方法において、前記誘電体ブロックの表面の前記導体膜パターンを形成する領域が凸部の平坦上面となる如く前記誘電体ブロックを形成した後、前記平坦上面の全域に前記導体膜パターンを形成することを特徴とする誘電体フィルタの製造方法。
【請求項3】 前記平坦上面の全域に導電性材料を印刷し、焼き付けることで前記導体膜パターンを形成する請求項2記載の誘電体フィルタの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車電話及び携帯電話といった移動用乃至携帯用通信機器や衛星放送を始めとするマイクロ波帯による無線通信機器に用いられている誘電体フィルタ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車電話及び携帯電話といった移動用乃至携帯用通信機器や衛星放送を始めとするマイクロ波帯による無線通信が盛んになってきており、また、それら装置の携帯化、車載化が急速に拡大してきている。これらの通信装置には、小型軽量、低損失、温度係数が小さい等の特長から、帯域通過フィルタ(BPF)として誘電体フィルタが広く使用されている。
【0003】このような誘電体フィルタとしては、例えば特公平3−69202号に示す構成のものが知られており、この種の誘電体フィルタは、セラミック誘電体ブロックに1個乃至複数個の貫通穴を設け、該貫通穴の内面及び該貫通穴の軸方向に平行な当該セラミック誘電体ブロックの外面に導体膜を設けるとともに該貫通穴の一方が開口した端面にも導体膜を設けた構成となっている。
【0004】図4は、従来の誘電体フィルタに用いる角柱状セラミック誘電体ブロック21を示しており、この角柱状セラミック誘電体ブロック21には3個の貫通穴22A,22B,22Cが等間隔で形成されている。この角柱状セラミック誘電体ブロック21は貫通穴部分を除き全て平坦な6面を有している。
【0005】図5及び図6は前記角柱状セラミック誘電体ブロック21を用いた誘電体フィルタ20の従来例を示している。これらの図に示される誘電体フィルタ20の製作は、以下の手順で行われる。まず、角柱状セラミック誘電体ブロック21の4側面(貫通穴の軸方向に平行な外面)及び短絡端面(貫通穴の一方が開口している面)に厚膜印刷としてのスクリーン印刷等で導体ペースト(銀ペースト等)を印刷し、外導体膜27となるべき導体ペーストの厚膜を形成する。
【0006】また、各貫通穴22A,22B,22Cの他方が開口したセラミック誘電体ブロック21の開放端面(上面)31に、各貫通穴22A,22B,22Cの厚膜に接続する導体膜パターン24A,24B,24Cとなるべき所定形状の厚膜パターンをスクリーン印刷等で導体ペーストを印刷することでそれぞれ形成するとともに、中央の貫通穴22Bに接続すべき厚膜パターンを取り囲むアース側導体膜パターン25となるべきアース側厚膜パターンを同様のスクリーン印刷等で形成する。
【0007】さらに、各貫通穴22A,22B,22Cの軸方向に平行なセラミック誘電体ブロック21の外面(側面)32の内の1面を端子面33とし、該端子面33に前記開放端面31の貫通穴22A,22C開口周辺に設けた厚膜パターンに接続する入出力端子用導体膜パターン26A,26Bとなるべき入出力端子用厚膜パターンを当該端子面33のスクリーン印刷等の際に導体ペーストで形成する。
【0008】それらの厚膜印刷と前後して、導体ペーストを付着させた金属棒等を角柱状セラミック誘電体ブロック21の各貫通穴22A,22B,22Cに挿通して回転させる等して、各貫通穴22A,22B,22Cの内面に導体ペーストを塗布し、前記短絡端面の厚膜及び開放端面の厚膜パターンに接続した内導体膜23A,23B,23Cとなるべき導体ペーストの厚膜を形成する。
【0009】そして、これらの印刷、塗布された導体ペースト厚膜の焼き付けを行うことで、各貫通穴22A,22B,22Cの内面には内導体膜23A,23B,23Cが形成され、開放端面31には前記内導体膜23A,23B,23Cに接続する所定形状の導体膜パターン24A,24B,24Cと、アース側導体膜パターン25とが形成される。端子面33には前記導体膜パターン24A,24Cに接続する入出力端子用導体膜パターン26A,26Bが形成される。さらに、当該セラミック誘電体ブロック21の4側面及び各貫通穴22A,22B,22Cの一方が開口した短絡端面(底面)には前記内導体膜23A,23B,23C及びアース側導体膜パターン25に接続する外導体膜27が形成される。
【0010】この場合、例えば3段の帯域通過フィルタを構成でき、入出力端子用導体膜パターン26A,26Bを利用してアンテナ又は増幅手段等に接続でき、開放端面31の導体膜パターン24A,24B,24Cの形状によりフィルタ特性の改善もしくは調整を図ることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図5に例示した誘電体フィルタ20のように、フィルタ特性の改善もしくは調整のために内導体膜23A,23B,23Cに接続する特定形状の導体膜パターン24A,24B,24Cやこれに結合する入出力端子用導体膜パターン26A,26B等をセラミック誘電体ブロック21の複数の面にわたり形成する必要がある場合、前記の如く厚膜印刷としてのスクリーン印刷等により導体ペーストをセラミック誘電体ブロック21の各面に付着させるようにしている。
【0012】しかし、厚膜印刷としてのスクリーン印刷等で導体ペーストの印刷を行う場合、印刷製版と誘電体ブロック21との位置合わせが不充分であると、貫通穴22A,22B,22Cと、厚膜印刷による導体膜パターン24A,24B,24Cとの位置関係にずれが生じてしまう。このため、前記誘電体フィルタの構造上、誘電体ブロック21の貫通穴22A,22B,22Cと印刷する導体膜パターン24A,24B,24Cの位置関係でフィルタとしての特性が大きく変動してしまう問題がある。特に、移動用乃至携帯用通信機器の小型化に伴って誘電体フィルタの小型化が要求されており、セラミック誘電体ブロックの小型化に伴う導体膜パターンの小型化、細密化により、貫通穴22A,22B,22Cと導体膜パターン24A,24B,24Cとの位置関係といった印刷精度の影響がさらに大きくなってきている。
【0013】本発明の第1の目的は、上記の点に鑑み、フィルタ特性のばらつきが少なく、小型化に適した誘電体フィルタを提供することにある。
【0014】本発明の第2の目的は、パターン精度の高い導体膜を誘電体ブロックに形成可能な誘電体フィルタの製造方法を提供することにある。
【0015】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施例において明らかにする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の誘電体フィルタは、誘電体ブロックの貫通穴の内面に内導体膜を形成し、前記貫通穴の軸方向に平行な前記誘電体ブロックの外面と前記貫通穴の一方が開口している前記誘電体ブロックの短絡端面に、前記内導体膜の短絡端と接続する外導体膜を形成し、前記貫通穴の他方が開口している前記誘電体ブロックの開放端面を少なくとも含む領域に、前記内導体膜の開放端と接続する導体膜パターンを形成する場合において、前記誘電体ブロックの表面の前記導体膜パターンを形成する領域が凸部の平坦上面で構成されており、該平坦上面の全域に前記導体膜パターンが設けられていること特徴としている。
【0017】また、本発明の誘電体フィルタの製造方法は、誘電体ブロックの貫通穴の内面に形成される内導体膜と、前記貫通穴の軸方向に平行な前記誘電体ブロックの外面と前記貫通穴の一方が開口している前記誘電体ブロックの短絡端面とに、前記内導体膜の短絡端と接続する如く形成された外導体膜と、前記貫通穴の他方が開口している前記誘電体ブロックの開放端面を少なくとも含む面に形成された導体膜パターンとを備える誘電体フィルタを製造する場合において、前記誘電体ブロックの表面の前記導体膜パターンを形成する領域が凸部の平坦上面となる如く前記誘電体ブロックを成形した後、前記平坦上面の全域に前記導体膜パターンを形成するようにしている。
【0018】前記導体膜パターンは、前記平坦上面の全域に導電性材料を印刷し、焼き付けることで形成することができる。
【0019】
【作用】本発明の誘電体フィルタ及びその製造方法においては、誘電体ブロックの貫通穴内面の内導体膜に接続すべき導体膜パターンを形成する領域が当該誘電体ブロックの表面に凸部として形成されており、該凸部の周囲よりも一段高くなった平坦上面の全域に導体膜パターンを設ければよい。このとき、当該凸部と前記貫通穴の位置関係は、前記誘電体ブロックの成型時に前記貫通穴と凸部とを同時加工することで一定にすることができ、前記貫通穴と導体膜パターンの位置ずれに起因するフィルタ特性の変動を防止することができる。
【0020】前記導体膜パターンは、前記凸部の平坦上面の全域に導電性材料(導体ペースト)を印刷し、焼き付けることで容易に形成することができる。この場合、前記平坦上面が周囲よりも一段高くなっているため、印刷製版は全面印刷パターンとしたり、前記平坦上面よりも一回り大きなパターンとすることができ、印刷製版と誘電体ブロック間の位置ずれの影響を無視できる。
【0021】従って、簡単に高精度の導体膜パターンを形成することができ、誘電体フィルタの小型化に伴う導体膜パターンの小型化、細密化に十分対応可能である。
【0022】また、各導体膜パターンや外導体膜との間は凹状になっており、誘電体が存在しない。従って、導体膜パターン間のクロストークやカップリング等が防止でき、小型化、高周波化にも有効である。
【0023】
【実施例】以下、本発明に係る誘電体フィルタ及びその製造方法の実施例を図面に従って説明する。
【0024】図1乃至図3で本発明の実施例を説明する。図1は完成状態の誘電体フィルタを示し、図2は実施例で用いる角柱状セラミック誘電体ブロックを示している。
【0025】まず、図2に示す角柱状セラミック誘電体ブロック1を作製する。該角柱状セラミック誘電体ブロック1は、4側面に平行な貫通穴2A,2B,2Cを並列に有しており、開放端面11に形成すべき図1の導体膜パターン4A,4B,4Cと同一形状であって周囲よりも一段高い平坦上面(上端面)を有する凸部14A,14B,14Cと、アース側導体膜パターン5と同一形状であって周囲よりも一段高い平坦上面を有する凸部15が形成されている。また、誘電体ブロック1の4側面の一面の端子面13に、入出力端子用導体膜パターン6A,6Bを設ける領域を囲む凹部16A,16Bが形成されており、この結果、入出力端子用導体膜パターン6A,6Bと同一形状であって周囲よりも一段高い平坦上面を有する凸部17A,17Bが形成されることになる。これらの貫通穴2A,2B,2C、凸部14A,14B,14C,15,17A,17B及び凹部16A,16Bは、セラミック材料を金型により成型し焼成して角柱状セラミック誘電体ブロック1を作製する際に同時に形成される。なお、各凸部の高さは0.1mm〜1mmの範囲が好ましい。0.1mm未満では、凹凸の差が少なく、厚膜印刷時に凹部に導体ペーストが付着する恐れがあり、1mmより大きいと凹凸の特性への影響が出て来るし、小型化に不向きとなる。
【0026】なお、角柱状セラミック誘電体ブロック1の成型後の焼成で生じる寸法の収縮等は、各凸部14A,14B,14C,15,17A,17Bのパターン設計時に予め考慮しておく。すなわち、焼成前の各凸部の平坦上面の面積を、焼成時の縮率を考慮して僅かに大きく成型しておく。
【0027】次に、角柱状セラミック誘電体ブロック1の各外面に厚膜印刷としてのスクリーン印刷等で導電性材料としての導体ペースト(銀ペースト等)を印刷する。ここでの印刷パターンは、例えば、スクリーン印刷で行う場合、印刷製版(印刷用スクリーン)は全面印刷パターンとすることができる。全面印刷パターンの印刷製版を用いた導体ペーストの印刷により、角柱状セラミック誘電体ブロック1の開放端面11では、導体ペーストは前記凸部14A,14B,14C,15の平坦上面(上端面)全域だけに付着し、図1及び図3のように前記各貫通穴2A,2B,2C内面の厚膜にそれぞれ接続する導体膜パターン4A,4B,4Cとなるべき厚膜パターンが形成されるとともに、アース側導体膜パターン5となるべき厚膜パターンが形成される。また、誘電体ブロック1の端子面13では、前記凹部16A,16Bを除く領域、すなわち凸部17A,17Bの平坦上面全域と残りの凸領域に導体ペーストが付着され、導体膜パターン4A,4Cに接続する入出力端子用導体膜パターン6A,6Bとなるべき厚膜と、その周囲に外導体膜7となるべき厚膜が形成される。さらに、誘電体ブロック1の残りの外面12(3側面)及び図3に示す短絡端面(底面)18では、全面にわたって導体ペーストが付着され、短絡端面18で前記貫通穴2A,2B,2C内面の厚膜に接続するとともに開放端面11の前記アース側導体膜パターン5としての厚膜に接続する外導体膜7となるべき厚膜が形成される。各外面の外導体膜7となるべき厚膜同士は連続して接続している。
【0028】上記各外面への導体ペーストの印刷、塗布と前後して、導体ペースト(銀ペースト等)を付着させた金属棒等を各貫通穴2A,2B,2Cに挿通して回転させる等して、各貫通穴2A,2B,2Cの内面に導体ペーストを塗布し、内導体膜3A,3B,3Cとなるべき厚膜を形成する。
【0029】そして、貫通穴2A,2B,2Cの内面を含む各面に印刷された導体ペーストの焼き付けを行うことにより、各貫通穴2A,2B,2Cの内面には内導体膜3A,3B,3Cが形成され、開放端面11には前記内導体膜3A,3B,3Cに接続する導体膜パターン4A,4B,4Cとアース側導体膜パターン5が形成され、端子面13には前記導体膜パターン4A,4Cに接続する入出力端子用導体膜パターン6A,6Bが形成され、さらに、端子面13を含む外面12及び短絡端面18には前記内導体膜3A,3B,3Cの短絡端及びアース側導体膜パターン5に接続する外導体膜7が形成される。以上により、図1に示す誘電体フィルタ10が得られる。
【0030】上記誘電体フィルタ10の場合、例えば3段の帯域通過フィルタを構成でき、入出力端子用導体膜パターン6A,6Bを利用してアンテナ又は増幅手段等に接続でき、開放端面11の導体膜パターン4A,4B,4Cの形状によりフィルタ特性の改善もしくは調整を図ることができる。
【0031】この実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
【0032】(1) 導体膜パターン4A,4B,4C及びアース側導体膜パターン5の各パターン形状と同一形状であって周囲よりも一段高くなった平坦上面を有する凸部14A,14B,14C,15と、凹部16A,16Bで囲まれていて入出力導体膜パターン6A,6Bの形状と同一形状の平坦上面を有する凸部17A,17Bとを角柱状セラミック誘電体ブロック1に貫通穴2A,2B,2Cと同時に予め形成しており、開放端面11及び端子面13においては導体ペースト(銀ペースト等)のスクリーン印刷等で凹凸付き外面の凸部の平坦上面(上端面)全域にのみ導体ペーストが付着されるため、導体膜パターン4A,4B,4C、アース側導体膜パターン5及び入出力端子用導体膜パターン6A,6Bの形成領域を正確に規定することができる。すなわち、各導体膜4A,4B,4C,5,6A,6Bと貫通穴2A,2B,2Cとの位置関係が一定になる。特に、従来問題となっていた貫通穴2A,2B,2Cと導体膜パターン4A,4B,4Cとの位置関係にずれが生じる恐れがないため、誘電体フィルタ10のフィルタ特性が安定する。
【0033】(2) 貫通穴2A,2B,2Cと凸部14A,14B,14C,15,17A,17B及び凹部16A,16Bとは角柱状セラミック誘電体ブロック1成型時に同時に加工形成されて寸法が一定であるとともに、各導体膜4A,4B,4C,5,6A,6B,7を形成するための導体ペーストの印刷において位置合わせが不要であるため、簡単に高精度の導体膜のパターンを形成することができ、誘電体フィルタの小型化に伴う導体膜のパターンの小型化、細密化に十分対応可能である。
【0034】(3) 各導体膜パターン4A,4B,4C,5,6A,6Bを角柱状セラミック誘電体ブロック1の凹部を除く凸部の平坦上面に形成しているため、各導体膜パターン間には凹部があり、誘電体が存在しない。従って、パターン間のクロストークやカップリング等が防止できる。また、小型化、高周波化に有効である。
【0035】(4) 誘電体フィルタ10をプリント基板上に搭載してプリント基板上の導体ランドと入出力端子用導体膜パターン6A,6Bとをはんだ付けで接続する場合、入出力端子用導体膜パターン6A,6Bの周囲が凹部16A,16Bとなっているので、外導体膜7との間で短絡事故が発生する恐れがない。またフラックス洗浄も良好に行うことができる。
【0036】なお、上記実施例では、導体ペーストをスクリーン印刷するための印刷製版を全面印刷パターンで行う構成としていたが、誘電体ブロック1の開放端面11や端子面13においては、導体膜パターン4A,4B,4C及びアース側導体膜パターン5や入出力端子用導体膜パターン6A,6Bの各パターン形状よりやや大きな印刷パターンを有する印刷製版を用いてスクリーン印刷を行う構成としてもよい。この場合、印刷パターンと貫通穴2A,2B,2Cとの位置関係が多少ずれたとしても、開放端面11や端子面13において導体ペーストが付着するのは各凸部14A,14B,14C,15の平坦上面全域や端子面13の凹部16A,16Bを除く凸部17A,17Bの平坦上面全域及び残りの外面のみなので、各導体膜パターン4A,4B,4C,5,6A,6Bと貫通穴2A,2B,2Cとの位置関係は正確に規定でき、形状も変化しない(面積も変化しない)。
【0037】なお、厚膜印刷手段としては、スクリーン印刷の他、ゴムローラーを用いた導体ペーストの転写等も利用できる。
【0038】以上本発明の実施例について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の誘電体フィルタ及びその製造方法によれば、貫通穴を有する誘電体ブロックの貫通穴の内面に内導体膜を形成し、前記貫通穴の軸方向に平行な前記誘電体ブロックの外面と前記貫通穴の一方が開口している前記誘電体ブロックの短絡端面に、前記内導体膜の短絡端と接続する外導体膜を形成し、前記貫通穴の他方が開口している前記誘電体ブロックの開放端面を少なくとも含む領域に、前記内導体膜の開放端と接続する導体膜パターンを形成する場合において、前記誘電体ブロックの表面の前記導体膜パターンを形成する領域が凸部の平坦上面となっており、該凸部の平坦上面の全域に前記導体膜パターンを形成するようにしており、印刷パターンと誘電体ブロックとの位置合わせが不要で、前記導体膜パターンと外導体膜の形成領域を正確に規定できる利点があり、従来問題となっていた貫通穴と導体膜パターンとの位置関係にずれが生じる恐れがないため、誘電体フィルタのフィルタ特性が安定する。
【0040】また、簡単に高精度の導体膜パターンを形成することができ、誘電体フィルタの小型化に伴う導体膜パターンの小型化、細密化に十分対応可能である。
【0041】さらに、各導体膜パターンや外導体膜との間は凹状になっており、誘電体が存在しないため、パターン間のクロストークやカップリング等が防止でき、小型化、高周波化に有効である。
【0042】従って、小型でフィルタ特性が安定した信頼性の高い誘電体フィルタを実現できる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013