JP3147085B2 - 高周波濾波器及びその製造方法 - Google Patents
高周波濾波器及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板に複数の回路
部品を搭載或いは形成して作られる高周波用集積回路ま
たはマイクロ波集積回路（ＭＩＣ）の構成要素である高
周波濾波器に関する。本発明の高周波濾波器は、通信装
置、レーダ装置、計測装置等に利用することができる。
また、その利用周波数帯は、数ＧＨｚ以上の高周波用の
回路に適用可能である。
部品を搭載或いは形成して作られる高周波用集積回路ま
たはマイクロ波集積回路（ＭＩＣ）の構成要素である高
周波濾波器に関する。本発明の高周波濾波器は、通信装
置、レーダ装置、計測装置等に利用することができる。
また、その利用周波数帯は、数ＧＨｚ以上の高周波用の
回路に適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘電体基板上に形成された導体線
路近傍に誘電体共振器を配置することにより高周波濾波
器を構成する技術が知られている。例えば、特開平６−
３３４４１３号公報には、半導体基板の表面に絶縁膜を
形成し、この絶縁膜の上に導体線路を形成し、更にその
導体線路の近傍に誘電体共振器を接着剤により固着した
ＭＩＣにおける高周波濾波器が開示されている。
路近傍に誘電体共振器を配置することにより高周波濾波
器を構成する技術が知られている。例えば、特開平６−
３３４４１３号公報には、半導体基板の表面に絶縁膜を
形成し、この絶縁膜の上に導体線路を形成し、更にその
導体線路の近傍に誘電体共振器を接着剤により固着した
ＭＩＣにおける高周波濾波器が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように導体線路
の近傍に誘電体共振器を取り付ける技術は、基本的に優
れた技術であるが、位置決めを行いながら接着剤で固定
する必要があり、作業工数が大きくなるとともに、特性
にばらつきが生じやすく必ずしも量産には適さない。ま
た、数十ＧＨｚの周波数帯で使用するフィルタ回路を設
計すると、基板のサイズはきわめて小型になり、このよ
うに小型の回路ではわずかな寸法誤差が全体の電気的な
特性に大きく影響することになる。
の近傍に誘電体共振器を取り付ける技術は、基本的に優
れた技術であるが、位置決めを行いながら接着剤で固定
する必要があり、作業工数が大きくなるとともに、特性
にばらつきが生じやすく必ずしも量産には適さない。ま
た、数十ＧＨｚの周波数帯で使用するフィルタ回路を設
計すると、基板のサイズはきわめて小型になり、このよ
うに小型の回路ではわずかな寸法誤差が全体の電気的な
特性に大きく影響することになる。
【０００４】従って製造後に周波数特性を調整すること
が不可欠になるが、従来技術では、これが経験に頼ると
ころが大きく、均一な製品を作るには適当ではなく、ま
た再現性が悪い等の問題があった。
が不可欠になるが、従来技術では、これが経験に頼ると
ころが大きく、均一な製品を作るには適当ではなく、ま
た再現性が悪い等の問題があった。
【０００５】本発明の目的は、量産性に優れ、特性のば
らつきが生じにくく、高周波特性が均一でかつ安定な高
周波濾波器を提供することにある。
らつきが生じにくく、高周波特性が均一でかつ安定な高
周波濾波器を提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、機械的な工作精度及
び機械的な強度を向上することができ、信頼性が高い高
周波濾波器を提供することにある。
び機械的な強度を向上することができ、信頼性が高い高
周波濾波器を提供することにある。
【０００７】本発明の更に他の目的は、より高いＱ値を
有する高周波濾波器を提供することにある。
有する高周波濾波器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板に誘電体
共振器を埋め込むことにより、機械的な精度及び機械的
な強度を向上することを特徴とし、さらに、誘電体共振
器の一つ以上の面に接する材料を、ベースとなる誘電体
基板より低誘電率の材料とすることで、高いＱ値を得る
ことを特徴とするものである。
共振器を埋め込むことにより、機械的な精度及び機械的
な強度を向上することを特徴とし、さらに、誘電体共振
器の一つ以上の面に接する材料を、ベースとなる誘電体
基板より低誘電率の材料とすることで、高いＱ値を得る
ことを特徴とするものである。
【０００９】具体的には、本発明の高周波濾波器は、誘
電体基板の表面に導体線路が形成され、その導体線路近
傍に複数の誘電体共振器が埋め込まれ、その誘電体共振
器の下方に空洞が形成されているか、もしくは誘電体共
振器の周囲がベースとなる誘電体基板より低誘電率の材
料で覆われていることを特徴とする。
電体基板の表面に導体線路が形成され、その導体線路近
傍に複数の誘電体共振器が埋め込まれ、その誘電体共振
器の下方に空洞が形成されているか、もしくは誘電体共
振器の周囲がベースとなる誘電体基板より低誘電率の材
料で覆われていることを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、高周波濾波器の構成部品
である誘電体共振器が基板に埋め込まれて一体化してい
るので、機械的な強度及び機械的な精度が向上し、ばら
つきがなく安定した高周波濾波器を構成することができ
る。
である誘電体共振器が基板に埋め込まれて一体化してい
るので、機械的な強度及び機械的な精度が向上し、ばら
つきがなく安定した高周波濾波器を構成することができ
る。
【００１１】また、誘電体共振器の一つ以上の面に接す
る材料を、ベースとなる誘電体基板より低誘電率の材料
としているので、より高いＱ値を有する高周波濾波器を
構成することができる。
る材料を、ベースとなる誘電体基板より低誘電率の材料
としているので、より高いＱ値を有する高周波濾波器を
構成することができる。
【００１２】本発明における誘電体基板としては、セラ
ミック、特に低温焼結ガラスセラミックを用いるのが好
適である。また、低誘電率材料としては、プラスチッ
ク、特にポリテトラフルオロエチレンを用いるのが好適
である。
ミック、特に低温焼結ガラスセラミックを用いるのが好
適である。また、低誘電率材料としては、プラスチッ
ク、特にポリテトラフルオロエチレンを用いるのが好適
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の高周波濾波器の
第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。図１において、
１は誘電体基板、２は誘電体共振器、３はマイクロスト
リップ線路、４は接地導体、５は空洞である。誘電体基
板１は低温焼結ガラスセラミックにより形成されてい
る。この低温焼結ガラスセラミックは、ホウ珪酸系ガラ
スとアルミナのコンポジットであるが、ホウ珪酸鉛系ガ
ラスとアルミナのコンポジットでも構わない。基板のサ
イズは、従来の基板の厚さをｔとした場合、大略１０×
４×２ｔｍｍである。
第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。図１において、
１は誘電体基板、２は誘電体共振器、３はマイクロスト
リップ線路、４は接地導体、５は空洞である。誘電体基
板１は低温焼結ガラスセラミックにより形成されてい
る。この低温焼結ガラスセラミックは、ホウ珪酸系ガラ
スとアルミナのコンポジットであるが、ホウ珪酸鉛系ガ
ラスとアルミナのコンポジットでも構わない。基板のサ
イズは、従来の基板の厚さをｔとした場合、大略１０×
４×２ｔｍｍである。
【００１４】誘電体基板１の表面に３個の孔が形成され
ており、この孔は図２に示すように、途中で直径が小さ
くなっている。そして表面側の直径の大きい方の孔７に
誘電体共振器２が埋め込まれ、小さい直径の孔８は空洞
５となっている。誘電体共振器２誘電率は誘電体基板１
の誘電率よりも高いが、この空洞５を設けることによ
り、誘電体共振器２の上下の面が誘電体基板１の誘電率
よりも低い空気と接しているで、誘電体共振器２のＱ値
をさらに高くすることができ、挿入損失の小さな高周波
濾波器を得ることが可能となる。
ており、この孔は図２に示すように、途中で直径が小さ
くなっている。そして表面側の直径の大きい方の孔７に
誘電体共振器２が埋め込まれ、小さい直径の孔８は空洞
５となっている。誘電体共振器２誘電率は誘電体基板１
の誘電率よりも高いが、この空洞５を設けることによ
り、誘電体共振器２の上下の面が誘電体基板１の誘電率
よりも低い空気と接しているで、誘電体共振器２のＱ値
をさらに高くすることができ、挿入損失の小さな高周波
濾波器を得ることが可能となる。
【００１５】次に、本発明の高周波濾波器の製造工程を
説明する。まず、複数枚の低温焼結ガラスセラミック・
グリーンシートを準備し、そのうちの１枚に接地導体を
印刷し、また、その所定枚数のグリーンシートに、パン
チング加工により孔をあける。その際、大きい直径の孔
をあけたシートと小さい直径の孔をあけたシートの２種
類を作る。
説明する。まず、複数枚の低温焼結ガラスセラミック・
グリーンシートを準備し、そのうちの１枚に接地導体を
印刷し、また、その所定枚数のグリーンシートに、パン
チング加工により孔をあける。その際、大きい直径の孔
をあけたシートと小さい直径の孔をあけたシートの２種
類を作る。
【００１６】次に、この孔をあけたグリーンシートと接
地導体４を印刷したグリーンシートを、両方の孔の中心
線が重なるように、かつ表面側に孔径の大きいシートが
配置され、その下に孔径の小さいシートが配置され、更
にその下に接地導体を印刷したグリーンシートが配置さ
れるように順に積層する。積層後、孔径の大きい方の孔
７に、円柱形状に加工された誘電体共振器２を嵌め込
み、一括焼成する。焼成により低温焼結ガラスセラミッ
ク基板が収縮し誘電体共振器２が直径の大きい方の孔７
に固着されて埋め込まれた状態となり、誘電体共振器２
の下方には直径の小さい方の孔８により空洞５が形成さ
れる。
地導体４を印刷したグリーンシートを、両方の孔の中心
線が重なるように、かつ表面側に孔径の大きいシートが
配置され、その下に孔径の小さいシートが配置され、更
にその下に接地導体を印刷したグリーンシートが配置さ
れるように順に積層する。積層後、孔径の大きい方の孔
７に、円柱形状に加工された誘電体共振器２を嵌め込
み、一括焼成する。焼成により低温焼結ガラスセラミッ
ク基板が収縮し誘電体共振器２が直径の大きい方の孔７
に固着されて埋め込まれた状態となり、誘電体共振器２
の下方には直径の小さい方の孔８により空洞５が形成さ
れる。
【００１７】基板１の焼成温度は、誘電体共振器２に影
響を与えないよう、誘電体共振器２の焼成温度より低い
温度が選ばれる。本実施例では、誘電体共振器の焼成温
度が１６００℃程度に対し、低温焼結ガラスセラミック
基板の焼成温度は９００℃程度である。その後、印刷マ
スクを使用して、金導体ペーストを基板表面の所定の位
置に印刷し、焼き付けを行ってマイクロストリップ線路
３を形成する。
響を与えないよう、誘電体共振器２の焼成温度より低い
温度が選ばれる。本実施例では、誘電体共振器の焼成温
度が１６００℃程度に対し、低温焼結ガラスセラミック
基板の焼成温度は９００℃程度である。その後、印刷マ
スクを使用して、金導体ペーストを基板表面の所定の位
置に印刷し、焼き付けを行ってマイクロストリップ線路
３を形成する。
【００１８】図３は、本発明の高周波濾波器の第２の実
施の形態を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）
はそのＡ−Ａ断面図である。図３において図１と同じ番
号のものは同じ材料を表している。この実施例おいて
も、基板１のサイズは、大略１０×４×２ｔｍｍであ
り、基板１は、第１の実施例と同じく低温焼結ガラスセ
ラミックにより形成された多層基板であって、表面に３
個の孔が形成されている。これらの孔は、グリーンシー
トに、パンチング加工で穴開けした後、接地導体を印刷
したグリーンシートと積層し、焼成することにより形成
される。
施の形態を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）
はそのＡ−Ａ断面図である。図３において図１と同じ番
号のものは同じ材料を表している。この実施例おいて
も、基板１のサイズは、大略１０×４×２ｔｍｍであ
り、基板１は、第１の実施例と同じく低温焼結ガラスセ
ラミックにより形成された多層基板であって、表面に３
個の孔が形成されている。これらの孔は、グリーンシー
トに、パンチング加工で穴開けした後、接地導体を印刷
したグリーンシートと積層し、焼成することにより形成
される。
【００１９】第２の実施の形態は、この孔に、プラスチ
ック材料、例えばポリテトラフルオロエチレンのような
低誘電率材料６で、上面を除いて被覆された誘電体共振
器２が挿入されており、この誘電体共振器２は孔の内壁
に塗布された接着剤により低誘電率材料６を介して固定
されている。更にこの誘電体共振器２の近傍にマイクロ
ストリップ線路３を形成する。
ック材料、例えばポリテトラフルオロエチレンのような
低誘電率材料６で、上面を除いて被覆された誘電体共振
器２が挿入されており、この誘電体共振器２は孔の内壁
に塗布された接着剤により低誘電率材料６を介して固定
されている。更にこの誘電体共振器２の近傍にマイクロ
ストリップ線路３を形成する。
【００２０】誘電体共振器２を被覆する低誘電率材料６
として、ポリテトラフルオロエチレン以外のテフロン系
材料、ベンゾシクロブテン、ポリイミド系材料、エポキ
シ系材料等を用いることもできる。被覆の厚さは、０．
５〜１ｍｍ程度が良く、これにより高いＱ値を得ること
が可能となる。
として、ポリテトラフルオロエチレン以外のテフロン系
材料、ベンゾシクロブテン、ポリイミド系材料、エポキ
シ系材料等を用いることもできる。被覆の厚さは、０．
５〜１ｍｍ程度が良く、これにより高いＱ値を得ること
が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、基板と誘電体共振器を
一体化して形成し、かつ誘電体の下方、もしくは周囲
に、基板材料より低誘電率の材料からなる部分を設けて
いるので、高精度、高Ｑ値の高周波濾波器を得ることが
可能となる。
一体化して形成し、かつ誘電体の下方、もしくは周囲
に、基板材料より低誘電率の材料からなる部分を設けて
いるので、高精度、高Ｑ値の高周波濾波器を得ることが
可能となる。
【図１】本発明高周波濾波器の第１の実施の形態を示す
図である。（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断
面図である。
図である。（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ断
面図である。
【図２】図１の高周波濾波器の基板に形成された孔の形
状を説明する図である。
状を説明する図である。
【図３】本発明高周波濾波器の第２の実施の形態を示す
図である。（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断
面図である。
図である。（ａ）はその平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断
面図である。
１ 誘電体基板 ２ 誘電体共振器 ３ マイクロストリップ線路 ４ 接地導体 ５ 空洞 ６ 低誘電率材料 ７ 直径の大きい方の孔 ８ 直径の小さい方の孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−58505（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−334413（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−145577（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/20 H01P 7/10 H01P 11/00
Claims (5)
- 【請求項１】 誘電体基板の表面に導体線路が形成さ
れ、該導体線路近傍に少なくとも一つの誘電体共振器が
配置された高周波濾波器において、 前記誘電体共振器は、前記誘電体基板にあけられた孔
に、その上面を除く周囲が埋め込まれているとともに、
前記誘電体共振器の下面と前記誘電体基板の間には空洞
が形成されていることを特徴とする高周波濾波器。 - 【請求項２】 誘電体基板の表面に導体線路が形成さ
れ、該導体線路近傍に少なくとも一つの誘電体共振器が
配置された高周波濾波器において、 前記誘電体共振器は、前記誘電体基板にあけられた孔
に、その上面を除く周囲が前記誘電体基板よりも低誘電
率の誘電体材料を介在して埋め込まれていることを特徴
とする 高周波濾波器。 - 【請求項３】 前記誘電体材料は、プラスチックである
ことを特徴とする請求項２記載の高周波濾波器。 - 【請求項４】 複数枚の低温焼結ガラスセラミック・グ
リーンシートのうちの所定枚数のグリーンシートに、パ
ンチング加工により第１の直径の孔をあけ、他の所定枚
数のグリーンシートに、パンチング加工により第１の直
径よりも小さい第２の直径の孔をあける工程と、 前記孔をあけた複数のグリーンシートを、表面側から順
に前記第１の直径の孔と前記第２の直径の孔が重なって
段付きの孔となるように積層する工程と、 前記積層されたグリーンシートの前記第１の直径の孔の
中に、円柱形状に加工された誘電体共振器を嵌め込む工
程と、 前記誘電体共振器が嵌め込まれた前記積層グリーンシー
トを焼成して、前記誘電体共振器を前記第１の直径の孔
の中に固着する工程とを含むことを特徴とする高周波濾
波器の製造方法。 - 【請求項５】 複数枚の低温焼結ガラスセラミック・グ
リーンシートのうちの所定枚数のグリーンシートに、パ
ンチング加工により所定の直径の孔をあける工程と、 前記複数のグリーンシートを、表面側に前記所定の直径
の孔が形成されるように積層して焼成することにより一
枚のガラスセラミック基板とする工程と、 前記焼成したガラスセラミック基板に形成された前記所
定の直径の孔の中に、円柱形状に加工された誘電体共振
器をその誘電率が前記ガラスセラミック基板の誘電率よ
りも低い低誘電率材料を介在させて接着固定する工程と
を含むことを特徴とする高周波濾波器の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16114298A JP3147085B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 高周波濾波器及びその製造方法 |
| US09/187,873 US6127907A (en) | 1997-11-07 | 1998-11-06 | High frequency filter and frequency characteristics regulation method therefor |
| EP98121239A EP0915528A3 (en) | 1997-11-07 | 1998-11-06 | High frequency filter and frequency characteristics regulation method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16114298A JP3147085B2 (ja) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | 高周波濾波器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11355005A JPH11355005A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3147085B2 true JP3147085B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=15729398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16114298A Expired - Fee Related JP3147085B2 (ja) | 1997-11-07 | 1998-06-09 | 高周波濾波器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147085B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006238027A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Tdk Corp | 誘電体フィルタ、及び、誘電体フィルタの製造方法 |
| JP6812670B2 (ja) | 2016-06-17 | 2021-01-13 | Tdk株式会社 | 誘電体フィルタ |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP16114298A patent/JP3147085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11355005A (ja) | 1999-12-24 |
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