JPH065202U - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁界リークを防止すると共に、外部からの
影響を少なくして、フィルタ特性を高性能化すること。 【構成】 上下面をアース電極１３とした誘電体基板１
２の両側に略ロ字型の絶縁帯１９を介して入出力電極２
１，２２を形成する。入出力電極２１，２２は所謂スル
ーホール構造となっており、誘電体基板１２の上面の上
ランドと下ランドとは導通を得ている。カバー１６には
切欠部は形成せずに、カバー１６全体で誘電体基板１２
を覆設して完全にシールドを行う。従って、カバー１６
を誘電体基板１２に覆設してもカバー１６の側片１８は
入出力電極２１，２２には接触せず、アース電極１３に
接触してシールドを完全にできる。従って、電磁界リー
クを防止できる共に、外部からの影響を非常に少なくで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば、自動車電話、携帯電話等の移動通信機器に使用されるマイ クロ波帯用の誘電体フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図８は従来の誘電体フィルタの分解斜視図を示しており、例えば、４段の共振 器構成となっている。４個並設される誘電体同軸共振器１〜４は、誘電体の穴５ の内面に形成した内導体と、該誘電体の外面に形成した外導体とで所定の周波数 で共振するようになっている。 誘電体同軸共振器１〜４の穴５には内部の内導体と接触した接続端子６がそれ ぞれ圧入されていて、接続端子６の先端が結合基板７の上面に形成した結合素子 であるコンデンサ電極膜８〜１１にそれぞれ接続されるようになっている。

【０００３】 誘電体からなる平板状の誘電体基板１２の上面には上記結合基板７と誘電体同 軸共振器１〜４が実装され、上面の一部と底面にはアース電極１３が形成してあ る。尚、図９は誘電体基板１２の底面図を示している。 この誘電体基板１２の端部側の両側には信号の入出力を行う入出力電極１４， １５が形成されている。 誘電体基板１２の上面に結合基板７及び誘電体同軸共振器１〜４が半田付け等 で実装され、その上面には金属製で下面を開口した箱状のカバー１６が覆設され る。このカバー１６により電磁界リークを防止すべくシールドを行っている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

かかる誘電体フィルタにおいて、２つの入出力電極１４，１５が誘電体基板１ ２の上下面の端部から端面にかけて設けてあるために、金属製のカバー１６とシ ョートしないように、図１０に示すように、カバー１６の側片１８に切欠部１７ を切り欠き形成して入出力電極１４，１５と接触しないような構造としている。 つまり、上記切欠部１７により、所謂逃げ構造としている。 そのため、このカバー１６の切欠部１７から電磁界リークが生じたり、逆に外 部から内部へ電磁波が侵入したりして、電気特性上好ましくないという問題があ った。

【０００５】 本考案は上述の点に鑑みて提供したものであって、電磁界リークを防止すると 共に、外部からの影響を少なくして、フィルタ特性を高性能化することを目的と した誘電体フィルタを提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、誘電体の穴の内面に形成した内導体と、上記誘電体の外面に形成し た外導体とで所定の周波数で共振する複数の誘電体同軸共振器と、上記複数の誘 電体同軸共振器をその上面に配設する誘電体基板と、上記誘電体同軸共振器の内 導体と接続した接続端子の先端とそれぞれ接続される結合素子と、上記誘電体基 板に形成された入出力電極と、上記誘電体基板を覆設するシールド用のカバーと を備えた誘電体フィルタにおいて、上記入出力電極を誘電体基板の端面より内側 に形成したものである。

【０００７】

【作用】

本考案は、入出力電極を誘電体基板の端面より内側に形成することにより、従 来形成していたカバーの切欠部を無くして、カバーで完全にシールドをして電磁 界リークを防ぐことができ、また、外部からの影響を無くすことができる。従っ て、信頼性を向上させて、フィルタ特性を高性能化することができる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。図１は本考案の一実施例の 誘電体フィルタの分解斜視図を示し、誘電体同軸共振器１〜４、結合基板７等は 従来と同様に構成されている。なお、上記誘電体フィルタは、例えば、自動車電 話、携帯電話等の移動通信機器に使用されるものである。 上記誘電体同軸共振器１〜４は、直方体状に形成されている誘電体の穴５の内 周面に形成した電極膜状の内導体と、該誘電体の表面に形成した電極膜状の外導 体とで構成されている。この誘電体同軸共振器１〜４の穴５には一端側を略円筒 状に形成した金属製の接続端子６がそれぞれ圧入されて、穴５内の内導体と接触 して導通を得ている。 上記接続端子６の他端側は舌片状に形成されていて、結合基板７の上面に形成 した複数のコンデンサ電極膜８〜１１に半田付け等でそれぞれ接続されるように なっている。なお、この結合基板７は誘電体で形成されている。また、上記結合 基板７の各コンデンサ電極膜８〜１１が結合素子を構成している。

【０００９】 平板状で誘電体からなる誘電体基板１２の上面及び底面には電極膜状のアース 電極１３が形成されており、また、誘電体基板１２の端部の両側には後述するよ うに、それぞれ膜状の入出力電極２１，２２が形成されている。 上記結合基板７の両側のコンデンサ電極膜８，１１の下面にはコンデンサ電極 膜が形成されていて、該コンデンサ電極膜が誘電体基板１２の両入出力電極２１ ，２２と半田付け等で接続されるようになっている。 誘電体同軸共振器１〜４は誘電体基板１２上に配設されて、誘電体基板１２の アース電極１３に半田付け等で実装される。また、金属製で下面開口のカバー１ ６は上記誘電体同軸共振器１〜４を覆設し、カバー１６の側片１８と誘電体基板 １２とが半田付けで結合される。

【００１０】 図３は図１に示す誘電体フィルタの等価回路図を示し、Ｃ₁ ，Ｃ₅ は結合基板 ７のコンデンサ電極膜８，１１と下面のコンデンサ電極膜との間で形成されるキ ャパシタを示している。また、Ｃ₂ 〜Ｃ₄ は結合基板７のコンデンサ電極膜８〜 １１間で形成されるキャパシタを示している。このようにして構成される誘電体 フィルタはバンドパスフィルタとして作用する。また、かかる誘電体フィルタは 配線基板に表面実装タイプとして実装されるようになっている。

【００１１】 次に、本考案の要旨について詳述する。図１及び図２に示すように、誘電体基 板１２の上下面にはアース電極１３となる電極膜が形成されており、誘電体基板 １２の端部側の両側には略ロ字型の絶縁帯１９を介して入出力電極２１，２２が 形成されている。 なお、２つの入出力電極２１，２２は、共に同じ構造なので一方の入出力電極 ２１の方について説明する。この入出力電極２１は図２に示すように所謂スルー ホール構造となっており、誘電体基板１２の上面の上ランド３１と下ランド３２ とは該誘電体基板１２に穿孔した孔３３の内周面に形成した電極膜３４で導通を 得ている。 また、カバー１６には従来とは異なり、図１に示すように、切欠部は形成せず に、カバー１６全体で誘電体基板１２を覆設して完全にシールドを行うようにし ている。さらに、カバー１６の側片１８は図２に示すように、誘電体基板１２の アース電極１３と半田付け等で結合している。

【００１２】 このように、構成することで、カバー１６を誘電体基板１２に覆設しても図２ に示すように、カバー１６の側片１８は入出力電極２１には接触せず、アース電 極１３に接触することで、シールドを完全にすることができる。従って、電磁界 リークを防止すると共に、外部からの影響を非常に少なくすることができるもの である。更に、入出力電極２１，２２は、その周囲をアース電極１３で囲んでい るので、フィルタの電気特性を向上させている。 また、誘電体基板１２の端面に記入した線イ（図１参照）までカバー１６を覆 設しても、入出力電極２１，２２とはショートしない。なお、図１に示すカバー １６の構造は、側片１８の端縁間にすきまがある構造であるが、すきまのない構 造に形成しても良い。

【００１３】 図４は本誘電体フィルタを具体的に配線基板４０に半田付けにより実装した状 態の図を示すものである。図４（ｂ）に示すように、誘電体基板１２の入出力電 極２１と接続される配線基板４０の部分にはスルーホール構造の端子電極４１が 形成されている。そして、この端子電極４１の下側のランドはホットライン４２ と接続され、信号の入出力が行われるようになっている。 尚、４３はアース電極である。また、半田４４による半田付けをして誘電体フ ィルタ、つまり誘電体基板１２を配線基板４０に実装するようにしている。

【００１４】 上記の実施例では、バンドパスフィルタを例にして説明したが、これに限らず ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタの場合 や、これらの各種フィルタを組み合わせて入出力電極を形成する場合にも適用で きるものである。また、共振器の段数を４段構成としたが、これに限定されるも のではない。

【００１５】 （実施例２） ところで、図５は共振器を３段構成とし、基板１２にコンデンサ電極膜８〜１ ０を形成した実施例を示している。尚、入出力電極２１，２２は、コンデンサ電 極膜８，１０と一体に形成してある。 ここで、基板１２を樹脂で形成した場合、基板１２と誘電体同軸共振器１〜３ の線膨張率の差が大きいことから半田付けによる熱応力が発生しやすく、共振器 割れが起きることがある。 また、結合回路を形成するコンデンサ電極膜８〜１０で必要なストレー容量を 得るためには、高精度な電極パターンが要求されると共に、安定した誘電率と温 度安定性が必要となる。この点が樹脂基板使用の弱点となっている。

【００１６】 そこで、本実施例では、基板１２にはアルミナを用いて、該基板１２上に誘電 体同軸共振器１〜３を配置し、アルミナの基板１２上にパターン電極により結合 回路のコンデンサ電極膜８〜１０と入出力電極２１，２２を形成しているもので ある。

【００１７】

【表１】

【００１８】 上記の表１は、アルミナの諸特性を示すものであり、表１に示すように、アル ミナは寸法精度が非常に良い。また、アルミナは剛性が高く、強度があるので薄 い基板１２を形成することができる。 さらに、アルミナの線膨張係数は、誘電体同軸共振器１〜３とほぼ同じで、そ の差は１〜２ｐｐｍ／℃となっている。なお、樹脂と共振器の差は６〜９ｐｐｍ ／℃である。また、アルミナの誘電率は共振器よりもかなり小さいものの、樹脂 の方はもっと小さい。しかし、樹脂の場合は、誘電正接がアルミナよりかなり大 きい。また、樹脂よりもアルミナの熱伝導率は高い。 以上の理由により本実施例では、樹脂を使用せずに、アルミナの基板１２を用 いており、このアルミナの基板１２をベースにして誘電体フィルタを形成してい る。

【００１９】 このように、基板１２を樹脂ではなく、アルミナ製とすることで、熱応力が減 り、フィルタの信頼性が向上すると共に、コンデンサ電極膜８〜１０のストレー 容量の設定と調整が容易に行えるものである。 また、寸法精度が良いので、フィルタの寸法精度も向上し、しかも、熱伝導率 が高く、リフロー半田による組み立ての効率がアップするものである。さらには 、基板１２を薄くできるので、誘電体フィルタの小型化を図ることが可能となる 。

【００２０】 （実施例３） ところで、誘電体フィルタを配線基板に表面実装する場合、入出力電極やアー ス端子等を配線基板のパターンに合わせながら半田付け等を行うが、誘電体フィ ルタの配線基板に対する位置決めを行っていないと、次のような不具合が生じる 。 すなわち、誘電体フィルタに左右、前後方向や、周方向に力が加わった場合、 誘電体フィルタが配線基板のパターンに対して位置ズレが起こる。この場合、入 出力電極やアース端子と、配線基板のパターンとが合わなくなり、半田付けがで きなかったり、最悪、ショートする可能性がある。

【００２１】 そこで、本実施例では、誘電体フィルタを配線基板に実装する場合に、誘電体 フィルタを配線基板に対して位置決めを行うようにしたものである。 すなわち、図６及び図７に示すように、誘電体フィルタのカバー１６の両側の 側片１８に形成したアース端子２０及びアルミナの基板１２の一部に切欠部５１ を形成し、この切欠部５１を突出する形でカバー１６の側片１８より位置決め用 の爪５２を一体に突設したものである。 そして、上記爪５２が嵌まり込む孔４５を配線基板４０に穿設し、該孔４５に 爪５２を嵌め込むことで、誘電体フィルタの配線基板４０への位置決めを行って いる。尚、上記爪５２は孔４５に嵌合させた時に、配線基板４０の下面には突出 しない寸法としている。また、図６に示す４６はカバー１６のアース端子２０と 半田付けするアース電極であり、４７は誘電体フィルタの入出力電極と半田付け する端子電極である。

【００２２】 このように、カバー１６の爪５２を配線基板４０の孔４５に嵌合させることで 、誘電体フィルタは前後、左右どちらの方向にも位置ズレが生じないものであり 、誘電体フィルタを配線基板４０の所定の位置に確実且つ容易に実装でき、自動 機等の導入により実装作業の簡略化ができる。 また、アースをアース端子２０を介して配線基板４０に確実に落とせるので、 フィルタ特性が安定になる。さらには、実装（リフロー半田）中に振動、衝撃が 加わっても、誘電体フィルタが位置ズレを起こさないので、入出力電極と端子電 極とを確実に半田付けでき、実装の信頼性が向上するものである。 なお、上記爪５２は配線基板４０より下面へ突出しないので、下面は別の部品 の実装に利用できるものである。

【００２３】 本実施例における上記爪５２の形成位置は、カバー１６の両側に形成している が、カバー１６の前後に形成しても良い。また、爪５２の数は１個に限らず適当 数形成することができる。更に、爪５２をカバー１６の各辺に設けるようにして も良い。 また、図６に示す誘電体フィルタは、例えば、自動車電話等に用いるバンドパ スフィルタとバンドエリミネーションフィルタとの組み合わせの例を示している 。従って、この実施例では、受信用と送信用の入出力電極と、共通端子としてア ンテナに接続されるアンテナ用入出力電極とを形成している。これらの３つの入 出力電極の数に合わせて配線基板４０には３つの端子電極４７が形成されている 。

【００２４】 また、上記の誘電体フィルタに限らず、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ 、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタの単独構成の場合や、 これらの各種フィルタの組み合わせの場合にも本実施例や先の実施例２の考案を 適用できるものである。

【００２５】

【考案の効果】

本考案は上述のように、誘電体の穴の内面に形成した内導体と、上記誘電体の 外面に形成した外導体とで所定の周波数で共振する複数の誘電体同軸共振器と、 上記複数の誘電体同軸共振器をその上面に配設する誘電体基板と、上記誘電体同 軸共振器の内導体と接続した接続端子の先端とそれぞれ接続される結合素子と、 上記誘電体基板に形成された入出力電極と、上記誘電体基板を覆設するシールド 用のカバーとを備えた誘電体フィルタにおいて、上記入出力電極を誘電体基板の 端面より内側に形成したものであるから、従来形成していたカバーの切欠部を無 くして、カバーで完全にシールドをして電磁界リークを防ぐことができ、また、 外部からの影響を無くすことができる。従って、信頼性を向上させて、フィルタ 特性を高性能化することができる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の誘電体フィルタの分解斜視図
である。

【図２】入出力電極の部分を示す要部拡大断面図であ
る。

【図３】図１に示す誘電体フィルタの等価回路図であ
る。

【図４】（ａ）は誘電体フィルタを配線基板に実装した
場合の簡略した平面図であり、（ｂ）は要部拡大断面図
である。

【図５】実施例２の誘電体フィルタの分解斜視図であ
る。

【図６】実施例３の配線基板に誘電体フィルタを位置決
めする場合の説明図である。

【図７】実施例３の誘電体フィルタを配線基板に装着し
た場合の断面図である。

【図８】従来例の誘電体フィルタの分解斜視図である。

【図９】従来例の誘電体基板の底面図である。

【図１０】従来例の要部斜視図である。

【符号の説明】

１〜４ 誘電体同軸共振器 ５ 穴 ６ 接続端子 ７ 結合基板 ８〜１１ コンデンサ電極膜 １２ 誘電体基板 １６ カバー ２１，２２ 入出力電極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体の穴の内面に形成した内導体と、
   上記誘電体の外面に形成した外導体とで所定の周波数で
   共振する複数の誘電体同軸共振器と、上記複数の誘電体
   同軸共振器をその上面に配設する誘電体基板と、上記誘
   電体同軸共振器の内導体と接続した接続端子の先端とそ
   れぞれ接続される結合素子と、上記誘電体基板に形成さ
   れた入出力電極と、上記誘電体基板を覆設するシールド
   用のカバーとを備えた誘電体フィルタにおいて、上記入
   出力電極を誘電体基板の端面より内側に形成したことを
   特徴とする誘電体フィルタ。