JPH0548402U - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 設計時のフィルタ特性が安定に維持できる誘
電体フィルタを提供する。 【構成】一主面から対向主面に貫通する貫通穴１１を設
けた誘電体ブロックの貫通穴内面に内導体１２を、一主
面を除く外周面に外導体１３を設けたフィルタ部材１
を、容量手段を具備する基板２とを接合した誘電体フィ
ルタであって、前記内導体１２と接続する基板２上のラ
ンド電極がアース電極突出パターンによって完全に分離
され、さらに該アース電極突出パターンとケース体３間
が導電性仕切り板３２ｂ、３２ｃによって仕切られてい
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はマイクロ波帯域のフィルタに使用される誘電体フィルタに関するもの である。

【０００２】

【従来技術】

従来、マイクロ波を利用したパーソナル無線機や自動車電話機などの機器には 、小型で高い選択性をもつなどの理由で誘電体フィルタが多用されている。

【０００３】 従来の誘電体フィルタは、誘電体磁器を用いたフィルタ部材として、誘電体ブ ロックの一方面（開放端面）と一方面と対向する他方面（短絡端面）に貫通する 複数の貫通穴を形成し、さらに貫通穴の内面に導電膜（以下、内導体という）を 、誘電体ブロックの開放端面を除く外周面に導電膜（以下、外導体という）をそ れぞれ形成した共振手段を複数接合していた。さらに、各共振器の結合構造とし て、開放端面側から所定深さの溝（以下、結合溝という）を形成したり、また、 フィルタ部材と別体に結合容量を有する基板を用いて、該フィルタ部材の各内導 体と基板上のランド電極パターンとをワイヤボンディング部材などで接続してい た（特開昭６１−１５４０１、特開昭６１−１９２１０１、実開平１−１５３７ ０３）。

【０００４】 図５において、５０は複数の誘電体共振器５１ａ、５１ｂ、５１ｃから成るフ ィルタ部材であり、５５は結合容量成分を有する基板である。

【０００５】 フィルタ部材５０は、例えば３つの誘電体共振器５１ａ、５１ｂ、５１ｃが互 いに接合されて成っている。各共振器５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、開放端面から 短絡端面に貫通する貫通孔５２が形成され、該貫通孔５２の内壁に内導体５３が 形成されている。また、開放端面を除く外表面には外導体５４が形成されている 。

【０００６】 基板５５には、上述の共振器５１ａ、５１ｂ、５１ｃの内導体５３に接続する 少なくとも結合容量成分が形成されている。結合容量成分は、基板５５の上に形 成された導体パターン５６ａ、５６ｂ、５６ｃと、図７の点線で示す基板５５の 裏面の導体パターン５７ａ、５７ｂによって形成される。

【０００７】 基板５５の表面側の導体パターン５６ａと５６ｂ、５６ｂと５６ｃとの間には 夫々櫛形の所定間隔を有し、その間で容量（共振器間の結合容量Ｋ）が発生し、 また、基板５５の表面側の導体パターン５６ａと裏面側の導体パターン５７ａ及 び基板５５の表面側の導体パターン５６ｃと裏面側の導体パターン５７ｂとの間 で容量（共振器の入出力容量Ｃｏ、Ｃｉｎ）が発生することになる。

【０００８】 上述の基板５５に、３つの共振器５１ａ、５１ｂ、５１ｃを接合したフィルタ 部材５０を接合し、さらに共振器５１ａ、５１ｂ、５１ｃの内導体５３・・・と 基板５５の表面側に形成した導体パターン５６ａ、５６ｂ、５６ｃと導通ピン、 導通ワイヤーなどの導通手段５８を用いて接続していた。さらに、上述のフィル タ部材５０及び基板５５との構造体を上部からケース体５９で覆っていた。

【０００９】

【従来技術の問題点】

しかし、上述の誘電体フィルタにおいて、導体パターン５６ａ、５６ｂ、５６ ｃが表面に露出しているため、浮遊容量などが導体パターン５６ａ、５６ｂ、５ ６ｃにのってしまい、設計時の所定フィルタ部材の特性から変化してしまうこと があった。実開平１−１５３７０３には、共振器５１ａ、５１ｂ、５１ｃの内導 体５３と接続するランド電極である導体パターン５６ａ、５６ｂ、５６ｃを分離 するようにアース電極が延在しているが、浮遊容量による障害を充分に防止され るに至らなかった。

【００１０】 本考案の目的は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、ランド電極パ ターンに生じやすい浮遊容量による障害を完全に防止できる誘電体フィルタを提 供することにある。

【００１１】

【問題を解決するための具体的な手段】

上述の本考案の目的を達成するために、本考案は、内導体と外導体とから成る 共振手段を複数個有する誘電体フィルタ部材と、表面に前記フィルタ部材の各内 導体と接続する複数のランド電極を形成した基板とを接合するとともに、前記フ ィルタ部材及び基板をケース体で覆った誘電体フィルタであって、前記基板の表 面に、アース電極パターンを、基板表面に設けた複数のランド電極を区分するご とく形成し、且つ該アース電極パターンに前記ケース体と接続する導電性仕切り 板を配設した。

【００１２】

【作用】

上述のように、基板上に形成された複数のランド電極をアース電極パターンで 分離して、さらに該アース電極パターンとケースとの間に導電性仕切り板を配設 したため、各ランド電極がアース電極パターン及びアース電位の導電性仕切り板 、ケース体によって囲まれることになるため、浮遊容量がランド電極にのること がなく、誘電体フィルタのフィルタ特性が安定する。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の誘電体フィルタを図面に基づいて詳説する。 図１は、本考案の誘電体フィルタの分解斜視図であり、図２は等価回路図であ り、図３（ａ）〜（ｃ）は基板の構成を夫々説明する図である。

【００１４】 本考案の誘電体フィルタは、３つの誘電体共振器１ａ、１ｂ、１ｃが当接され て成るフィルタ部材１と、結合容量成分Ｋ、入出力容量成分Ｃｉｎ、Ｃｏを有す る基板２と、フィルタ部材１及び基板２とを外部より被覆するケース体３とから 構成されている。

【００１５】 誘電体共振器、例えば１ａは、誘電体ブロック体の一方面（開放端面となる面 ) から他方対向面（短絡端面となる面）に貫通する貫通穴１１が形成されており 、該貫通穴１１内面に内導体１２が形成されている。また、誘電体ブロック体の 開放端面を除く外周面に外導体１３が形成されている。そして、３つの誘電体共 振器１ａと１ｂ、１ｂと１ｃとが互いに当接する外導体１３には、半田や導電性 接着剤を介して一体化されてフィルタ部材１を構成する。

【００１６】 誘電体ブロック体は、ＢａＯ−ＴｉＯ₂ 系、ＺｒＯ₂ −ＳｎＯ₂ −ＴｉＯ₂ 系 、ＢａＯ−Ｓｍ₂ Ｏ₃ −ＴｉＯ₂ 系、ＢａＯ−Ｎｄ₂ Ｏ₃ −ＴｉＯ₂ 系またはＣ ａＯ−ＴｉＯ₂ −ＳｉＯ₂ 系の所定誘電率のセラミックからなり、共振周波数に 応じて所定長さに設定されている。誘電体ブロック体は、上述の材料をプレス成 型で貫通穴１１を有する所定形状に成型され、さらに焼成される。

【００１７】 誘電体ブロック体の貫通穴１１の内壁面には銀、銅などの内導体１２が形成さ れ、また貫通穴１１の開口部が現れる開放端面を除く外周面には銀、銅などの外 導体１３が形成されている。開放端面に対向するブロック体の短絡端面にも外導 体１３が形成されることになり、内導体１２と導通している。尚、上述の内導体 １２、外導体１３は、銀や銅などを印刷、塗布、転写、メッキなどの方法で被着 され、焼成することによって形成される。

【００１８】 これにより、誘電体共振器１ａは、内導体１２と外導体１３とで挟まれた誘電 体部分の容量成分と、内導体１２と外導体１３の電流経路の長さによって決定さ れる誘導成分とによって、Ｌ−Ｃ共振回路が構成されることになる。

【００１９】 基板２は、アルミナなどの誘電体磁器からなり、２層の積層構造と成っている 。図３（ａ）は上層側基板２ａの表面側平面図、（ｂ）は下層側基板２ｂの上面 側平面図、（ｃ）は下層側基板２ｂの裏面側平面図である。上層側基板２ａの表 面には、図３（ａ）に示すように、３つのランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及 びアース電極パターン２２が形成されている。また、３つのランド電極２１ａ、 ２１ｂ、２１ｃには、少なくとも内面に導体を有するビアホール２３ａ、２３ｂ 、２３ｃが形成されている。アース電極パターン２２は、３つのランド電極２１ ａ、２１ｂ、２１ｃの飛び越し容量（ランド電極２１ａと２１ｃとの間発生する 不要な容量）を防止するために、各ランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ間を分離 するアース電極突出パターン２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを有する櫛歯形状 に形成されている。

【００２０】 下層側の基板２ｂの上面側には、図３（ｂ）に示すように、容量成分を構成す る３つの導体パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃが形成されている。各導体パター ン２４ａ、２４ｂ、２４ｃはビアホール２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介してランド 電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃと夫々導通している。

【００２１】 下層側の基板２ｂの裏面には、図３（ｃ）に示すように、導体パターン２４ａ 、２４ｃに対応するように入出力導体パターン２５ａ、２５ｂ及びアース電極パ ターン２６が形成されている。アース電極パターン２６は、島状の入出力導体パ ターン２５ａ、２５ｂを取り囲むように基板２ｂ裏面の略全面に形成されている 。

【００２２】 上述の基板２ａの表面に形成されたアース電極パターン２２、基板２ａと基板 ２ｂとの間に形成されたアース電極パターン２５及び基板２ｂの裏面に形成され たアース電極パターン２６は、夫々１つ又は複数の端面スルーホール２７で接続 されている。

【００２３】 次に、基板２の製造方法を簡単に説明する。まず、２枚の大型のアルミナグリ ーンシートを用意する。

【００２４】 次に、上層側の基板２ａとなる大型のグリーンシートにおいて、基板２となる 領域毎に区分するために縦横にブレーク溝を形成する。同時に、前記導通ビアホ ール２３ａ、２３ｂ、２３ｃとなる穴をパンチ加工により形成する。ここで、ビ アホール２３ａ、２３ｂ、２３ｃとなる穴はランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ が形成される所定箇所に形成される。

【００２５】 次にＡｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金などを含む導電性ペーストを用いて、ビ アホール２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介して吸引しながら印刷形成してビアホール 内に導電性ペーストを充填する。

【００２６】 次に、下層側の基板２ｂとなる大型のグリーンシートにおいて、基板２と成る 領域に、３つの導体パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃを上述の導電性ペーストを 用いて、スクリーン印刷により形成し、乾燥する。

【００２７】 このように形成された２つの大型グリーンシートを位置合わせして、熱圧着に より一体化する。次に、基板２ａの表面側のアース電極パターン２２と基板２ｂ の裏面側のアース電極パターン２６との導通をとるために、端面スルーホール２ ７となる穴をブレーク溝を跨がるようにパンチ加工により形成する。

【００２８】 次に、約９００℃、大気雰囲気中で焼成して、グリーンシート及び内部の導体 パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、アース電極パターン２５が一体的に焼結する 。

【００２９】 次に、焼結された積層大型基板の表面で基板２となる各領域内に、Ａｇ、Ａｇ 合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金などを含む導電性ペーストを用いて、３つのランド電極２ １ａ、２１ｂ、２１ｃ及びアース電極パターン２２をスクリーン印刷により形成 し、乾燥する。この時、端面スルーホール２７となる穴の内面に導体膜も印刷さ れる。

【００３０】 次に、焼結された積層大型基板の裏面で基板２となる各領域内に、Ａｇ、Ａｇ 合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金などを含む導電性ペーストを用いて、入出力導体パターン ２５ａ、２５ｂ及びアース電極パターン２６を上述の導電性ペーストを用いて、 スクリーン印刷により形成し、乾燥する。この時、端面スルーホール２７となる 穴の内面に導体膜も印刷され、先の端面スールホール２７の内面が２回印刷され ることになり、接合の信頼性は大幅に向上する。

【００３１】 次に、表裏両面にランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、アース電極パターン２ ２、その突出パターン２２ａ〜２２ｄ、入出力導体パターン、アース電極パター ン２６、端面スルーホール２７の導体膜が形成された大型積層基板を、再度、焼 成して、各ランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及びアース電極パターン２２、２ ７、入出力導体パターン２５ａ、２５ｂなどを焼きつける。

【００３２】 最後にフレーク溝に沿って分割して、所定大きさの複数個の基板２を抽出する 。

【００３３】 尚、上述の製造方法において、ビアホール２３ａ、２３ｂ、２３ｃとなる穴が 形成された上層側の大型グリーンシートの裏面側から内部導体パターン２４ａ、 ２４ｂ、２４ｃを印刷すれば、ビアホール２３ａ、２３ｂ、２３ｃの充填及びビ アホール２３ａ、２３ｂ、２３ｃと内部導体パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃと 接合が一回の印刷工程により形成でき、しかもその接続が確実となり、より好ま しい。

【００３４】 このように製造された基板２とフィルタ部材１との接続は、基板２の表面に形 成したランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃと３つの共振器１ａ、１ｂ、１ｃの内 導体１２、１２・・・・との間にワイヤボンディングや別体の接続片の接続手段 １４・・によって電気的に接続されている。

【００３５】 このようにフィルタ部材１と基板２とが接合した後、導電性のケース体３によ って上部から覆われている。

【００３６】 ケース体３は、フィルタ部材１及び基板２を上部側から被覆されるよにう、少 なくとも一方が開口３１した筺体状を成している。図１では、フィルタ部材１及 び基板２を被覆する底面側及び各共振器１ａ、１ｂ、１ｃの短絡端面側に相当す る面の２面が開口している。

【００３７】 さらに基板２に対応する３辺の側壁の一部はケース体開口３１側に若干折り曲 げられる折曲部３２ａ、３２ｂ、３２ｃが形成されている。

【００３８】 このようなケース体３は、フィルタ部材１の上部側の外導体１３との間が半田 などの導電性ペーストによって電気的にさらに接合されている。このケース体３ の接合により、フィルタ部材１及び基板１とが強固に接合されるとともに、フィ ルタ部材１の外導体１３の略全体がアース電位に接地されることになる。尚、必 要に応じてケース体３の開口３１縁部に外方に折り曲げられた複数のアース端子 を形成しても構わない。

【００３９】 また、ケース体３の上面には、ケース体３とランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ ｃ間を分離するアース電極突出パターン２２ｂ、２２ｃとに接続し、ランド電極 ２１ａ、２１ｂ間を仕切る導電性仕切り板３３ａ、３３ｂが形成されている。導 電性仕切り板３３ａ、３３ｂは、ケース体３の上面に窓部３４ａ、３４ｂを形成 し、その窓部３４ａ、３４ｂを形成すべく折り曲げ部分を兼用してもよい。この 場合、導電性仕切り板３３ａ、３３ｂの先端部分を基板２と接続しやすいよに、 基板２に対して水平となるように折り曲げることが望ましい。また、仕切り片３ ３ａ、３３ｂと作用する別体の突片として立設しても構わない。

【００４０】 導電性仕切り板３３ａ、３３ｂと基板２上のアース電極突出パターン２２ｂ、 ２２ｃとの接続は、ケース体３の所定に導電性仕切り板３３ａ、３３ｂを予め立 設させておき、アース電極突出パターン２２ｂ、２２ｃ上にクリーム半田などを 塗布し、ケース体３でフィルタ部材１及び基板２を被覆する時、導電性仕切り板 ３３ａ、３３ｂとアース電極突出パターン２２ｂ、２２ｃとを当接し、ケース体 ３でフィルタ部材１及び基板２を半田付けする際に、アース電極突出パターン２ ２ｂ、２２ｃ上のクリーム半田を溶融接合させることにより達成される。

【００４１】 また、クリーム半田を用いずに、基板２上のアース電極突出パターン２２ｂ、 ２２ｃに導電性仕切り板３３ａ、３３ｂを当接した後、ケース体３の窓部３４ａ 、３４ｂを介して溶融した半田を供給することによって接合してもよい。

【００４２】 このように基板２の表面にランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃを分離するよう に形成されたアース電極突出パターン２２ｂ、２２ｃに接続され、基板２に略垂 直に立設された導電性仕切り板３３ａ、３３ｂを形成したため、各ランド電極２ １ａ、２１ｂ、２１ｃは平面的にはアース電極突出パターン２２ｂ、２２ｃに分 離され、さらに立体的には導電性仕切り板３３ａ、３３ｂ及びケース体３によっ て個々に仕切られるため、このランド電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃと外部との間 に発生する浮遊容量などを完全に防止できることになる。このため、共振器１ａ 、１ｂ、１ｃ間の結合容量Ｋが、設計外の浮遊容量などの影響を受けることがな く、設計どおりの安定したフィルタ特性が安定的に維持することができる。

【００４３】 尚、上述の基板２の構造は、２層構造の積層基板で説明したが、単層基板の表 面に夫々ランド電極、裏面に該ランド電極と対向するようにコンデンサ電極パタ ーンを形成し、表面にアース電極突出パターンを形成したものでよく、また、そ の他の基板構造であっても構わない。また、基板２がフィルタ部材の開放端面側 に配置された基板で説明したが、基板２の寸法を大きくして、面積の広いアース 電極を形成、そのアース電極上にフィルタ部材１を載置しても構わない。

【００４４】 さらにフィルタ部材１の構造として、３つの共振器を互いに当接した共振手段 で説明したが、共振手段の数は３つに限定されることはなく、フィルタ特性に応 じて、共振手段の数を適宜設定することもでき、さらに、単一の誘電体ブロック に複数の内導体を形成し、単一の誘電体ブロックの外表面に外導体を形成したフ ィルタ部材の構造であっても構わない。

【００４５】

【効果】 以上、本考案によれば、フィルタ部材を構成する複数の共振手段を接合するた めの結合容量が、フィルタ部材と別体の基板で構成され、基板上に形成した各共 振手段の内導体と接続するランド電極が、アース電極パターンで仕切られ、さら に該アース電極パターンとケース体との間に導電性仕切り板によって分離されて いるので、ランド電極にのり易い不要な浮遊容量を完全に遮断することができ、 設計時のフィルタ特性が安定して維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の誘電体フィルタの分解斜視図である。

【図２】本考案の誘電体フィルタの等価回路図

【図３】本考案の誘電体フィルタに用いられる基板の構
造を説明するための図であり、（ａ）は上層側基板の表
面側平面図、（ｂ）は下層側基板の上面側平面図、
（ｃ）は下層側基板の裏面側平面図。

【図４】本考案の誘電体フィルタの開放端面側からみた
断面図である。

【図５】従来の誘電体フィルタの分解斜視図である。

【図６】従来の誘電体フィルタに用いられる基板の平面
図。

【符号の説明】

１・・・・・・・フィルタ部材 １ａ、１ｂ、１ｃ・・・誘電体共振器 １１・・・・・・・・・貫通穴 １２・・・・・・・・・内導体 １３・・・・・・・・・外導体 ２・・・・・・・基板 ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ・・・ランド電極 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・アース電極突出
パターン ３・・・・・・ケース体 ３３ａ、３３ｂ・・・導電性仕切り板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内導体と外導体とから成る共振手段を複
   数個有する誘電体フィルタ部材と、表面に前記フィルタ
   部材の各内導体と接続する複数のランド電極を形成した
   基板とを接合するとともに、前記フィルタ部材及び基板
   をケース体で覆った誘電体フィルタであって、 前記基板の表面に、アース電極パターンを、基板表面に
   設けた複数のランド電極を区分するごとく形成し、且つ
   該アース電極パターンに前記ケース体と接続する導電性
   仕切り板を配設したことを特徴とする誘電体フィルタ。