JPH08172307A - 誘電体同軸共振器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共振器の特性のバラツキがなく，小型化で
き，かつ製造容易な低コストの誘電体同軸共振器及びそ
の製造方法を提供すること。 【構成】 誘電体５に内導体２１と外導体２２とを設け
てなる。誘電体５の端部５１には，内導体２１と導通
し，且つ外導体２２とは絶縁された端子用導体ライン１
が設けられている。端子用導体ライン１は，例えば，内
導体２１の一端部と接続されて，溝状に形成されてい
る。端子用導体ライン１は，内導体２１と同じ材料によ
り連続的に形成されていることが好ましい。端子用導体
ライン１は，外導体２２における基板搭載面５９の方向
に向けて，誘電体の端部５１において内導体２１から延
設形成されている。また，端子用導体ライン１の開口端
は，外導体の基板搭載面５９よりも窪んでいるか，又は
突出している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，誘電体同軸共振器に関
し，特にその内導体と外部回路との間の接続構造に関す
る。

【０００２】

【従来技術】一般に，誘電体同軸共振器は，図１２，図
１３に示すごとく，貫通穴９０を有するセラミック誘電
体９１に，内導体９２と外導体９３とを設けてなる構造
を有している。内導体９２は貫通穴９０の内壁に，また
外導体９３はセラミック誘電体９１の外表面に形成され
ている。外導体９３は，半田９４により，基板９５の上
の接地電極９６に接地されている。内導体９２は，貫通
穴９０に装着した金属製端子ピン９７に接続されてい
る。更に該端子ピン９７は基板９５上の外部回路９８と
半田９９により接合されている。

【０００３】端子ピン９７の装着方法としては，図１３
に示す金属の弾性を利用した直接嵌入法がある（例え
ば，実開昭６２─８６７０８号公報）。この方法は，端
子ピン９７の一端に，その長手方向にスリット９７０
を，且つ外周に突起部９７１を設けて，これを貫通穴９
０の中に嵌入して，装着するというものである。また，
他の装着方法としては，半田により端子ピンを内導体に
接合する半田接合方法がある。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の誘
電体同軸共振器９において，その内導体９２と外部回路
９８とを接続するに当たっては，以下の問題がある。即
ち，上記直接嵌入法による場合には，端子ピン９７を精
密に加工し，所定の位置まで挿入する必要がある。ま
た，上記半田接合法による場合には，小さい径の内導体
９２に対して，端子ピン９７を所定の位置に半田付けし
なければならない。

【０００５】このような端子ピンの加工，挿入，半田付
け等の作業は，端子ピンの挿入の深さ，半田の量などに
よる共振器の特性にバラツキを生じさせるだけでなく，
製造コストを高くする。更に，誘電体同軸共振器の内導
体に対して機械的又は熱的に損傷を与え，共振器の特性
を損なう場合もある。

【０００６】一方，電子部品の小型化の傾向に合わせ
て，誘電体同軸共振器の小型化も着実に進んできてい
る。誘電体同軸共振器９が小さくなればなるほど，端子
ピン９７の取り付け作業がより困難となる。また，端子
ピン９７がセラミック誘電体９１と外部回路９８との間
に位置するため，端子ピン配置用の立体的なスペースを
必要とし，基板の高密度実装，及び小型化が困難とな
る。

【０００７】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，共振
器の特性のバラツキがなく，小型化でき，かつ製造容易
な低コストの誘電体同軸共振器及びその製造方法を提供
しようとするものである。

【０００８】

【課題の解決手段】本発明は，誘電体に内導体と外導体
とを設けてなる誘電体同軸共振器において，上記誘電体
の端部には，上記内導体と導通し且つ上記外導体とは絶
縁された端子用導体ラインを設けてなることを特徴とす
る誘電体同軸共振器にある。

【０００９】本発明において最も注目すべきことは，誘
電体の端部に，内導体と導通し且つ外導体とは絶縁され
た端子用導体ラインを設けたことである。

【００１０】上記端子用導体ラインは，例えば，内導体
の一端部と接続されて，溝状又は平面状に形成されてい
る。溝状の端子用導体ラインは，例えば，後述する方法
により形成される。また，平面状の端子用導体ライン
は，例えば，印刷又は焼き付けにより形成される。

【００１１】上記端子用導体ラインは，上記外導体にお
ける基板搭載面の方向に向けて，誘電体の端部において
上記内導体から延設形成されていることが好ましい（図
３）。これにより，端子用導体ラインを基板上の外部回
路と半田付け方法等により直接接合することができる。
そのため，従来のように端子ピンを用いることなく，基
板への取り付けが容易となる。

【００１２】上記端子用導体ラインは，内導体と同じ材
料により連続的に形成されていることが好ましい。これ
により，端子用導体ラインと内導体とを一体的に形成す
ることができ，製造容易である。上記端子用導体ライン
と外導体とは，両者の間に，露出した誘電体を介在させ
ることにより絶縁することができる。

【００１３】上記端子用導体ラインの開口端，即ち内導
体側と反対側における開口部分は，上記外導体の基板搭
載面よりも窪んだ窪み面に開口させることができる（図
３）。基板搭載面と窪み面との段差は，０．０５〜２．
０ｍｍであることが好ましい。０．０５ｍｍ未満の場合
には，窪み面に導体電極膜が残り，端子用導体ラインと
外導体との間が絶縁されていないおそれがある。一方，
２．０ｍｍを越える場合は，外部回路との接合が困難と
なるおそれがある。また，端子用導体ラインの開口端
は，外導体の基板搭載面よりも突出した突出面に開口さ
せることができる（図８）。基板搭載面と突出面との段
差は，基板への搭載の際の安定性に鑑み，小さい方が好
ましいが，０．５ｍｍ以下であれば，問題はない。

【００１４】上記端子用導体ラインの幅は，０．２ｍｍ
以上であることが好ましい。０．２ｍｍ未満の場合に
は，端子用導体ラインが途中で断線するおそれがある。
また，外導体との接続が困難となるおそれがある。一
方，この端子用導体ラインの幅は誘電体同軸共振器の外
径より小さく，外導体との絶縁が取れていればよいが，
製造の容易さの面から，この幅は誘電体同軸共振器の外
径よりも０．８ｍｍ以上小さいことが好ましい。

【００１５】次に，上記誘電体同軸共振器を製造する方
法としては，例えば，誘電体に貫通穴を設けると共に，
上記誘電体の一端面に上記貫通穴の開口端に連通する溝
を設け，次いで，上記貫通穴，溝，及び外表面を含めて
誘電体の全表面に導体電極膜を設けて，貫通穴内には内
導体を，外表面には外導体を形成し，その後，上記溝を
設けた誘電体の一端面を上記導体電極膜の厚みよりも大
きい深さに切断除去し，また，上記溝の開口端と上記外
導体との間を，上記導体電極膜の厚みよりも大きい厚み
に切断除去することにより，上記溝に，上記内導体と導
通し且つ外導体とは絶縁された端子用導体ラインを形成
することを特徴とする誘電体同軸共振器の製造方法があ
る。

【００１６】上記誘電体の一端面に形成される溝の深さ
は，後工程の切断の際の切断厚みよりも深くする。上記
溝の開口端と上記外導体との間を切断除去するに当たっ
ては，例えば，導体電極膜形成後に，誘電体の一端面付
近の外導体を導体電極膜の厚みよりも深く凹状に切り欠
く方法（実施例１），或いは予め誘電体の一端面付近の
外導体に突出部分を設けておき，導体電極膜形成後に上
記突出部分を切断除去する方法を行う（実施例２）。こ
れにより，外導体と絶縁した端子用導体ラインを容易に
形成することができる。

【００１７】

【作用及び効果】本発明の誘電体同軸共振器において
は，誘電体の端部に，内導体と導通する端子用導体ライ
ンが形成されている。この端子用導体ラインは，その一
端を外部回路と半田等により接続することにより端子と
しての役割を果たす。そのため，従来のように，内導体
内に挿入され且つ長い端子ピンを介することなく，上記
端子用導体ラインを外部回路に直接に半田付け法等によ
り接合することができる。

【００１８】また，端子ピンを用いる必要がないので，
その取り付け作業も不要となる。更に，端子ピン取り付
け用の立体的スペースが必要でなく，誘電体同軸共振器
の小型化を図ることができる。また，端子ピン装着時に
伴う内導体への機械的又は熱的な影響が無い。従って，
誘電体同軸共振器の特性のバラツキを低減することがで
きる。

【００１９】また，端子用導体ラインは，上記のように
誘電体同軸共振器自身に一体となって形成されているた
め，素子としての耐熱性，耐振動性などに対する信頼性
が高い。それ故，本発明の誘電体同軸共振器は，誘電体
フィルタ，電圧制御発振器等の様々な用途に用いること
ができ，またこれらを用いた高周波デバイスの小型化及
び高性能化を図ることができる。

【００２０】次に，本発明の誘電体同軸共振器の製造方
法においては，誘電体の一端面へ溝を形成し，導体電極
膜を形成した後，その一端面を切断除去しているため，
溝内には導体電極膜が自然に残る。そのため，端子用導
体ラインの形成が容易である。また，導体電極膜形成に
より，内導体，外導体，及び端子用導体ラインが同一材
料により一体的に形成される。そのため，上記のごとく
優れた誘電体同軸共振器を容易に製造することができ，
製造コストの低減化を図ることができる。

【００２１】本発明によれば，特性のバラツキがなく，
小型化でき，かつ製造容易な低コストの誘電体同軸共振
器及びその製造方法を提供することができる。

【００２２】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例に係る誘電体同軸共振器について，図１
〜図６を用いて説明する。本例の誘電体同軸共振器８
は，図１に示すごとく，誘電体５に内導体２１と外導体
２２とを有している。誘電体５の端部５１には，内導体
２１と導通し，且つ外導体２２とは絶縁された，溝状の
端子用導体ライン１が設けられている。

【００２３】端子用導体ライン１は，外導体２２におけ
る基板搭載面５９の方向に向けて，内導体２１から延設
されている。端子用導体ライン１と外導体２２とは，図
２に示すごとく，両者の間に誘電体５の露出させること
により，絶縁されている。この露出面は，図１，図３に
示すごとく，外導体２２の基板搭載面５９に対して窪ん
だ窪み面５２において形成されている。

【００２４】誘電体５は，酸化チタン，酸化バリウムを
主成分とする高周波用誘電体セラミックスである。誘電
体５の形状は，その横断面が正方形となる角柱状であ
る。誘電体５には，円筒状の貫通穴５０が設けられてお
り，その内壁には上記内導体２１が形成されている。内
導体２１は，図３に示すごとく，上記端子用導体ライン
１を介して，基板６上に設けた外部回路６２に半田７に
より接合される。また，誘電体５の外表面には上記外導
体２２が形成されている。外導体２２における基板搭載
面５９は，基板６上に設けた接地回路６１に半田により
接合される。

【００２５】図３に示すごとく，溝状の端子用導体ライ
ン１は，その深さＬ₀ が０．４ｍｍであり，図２に示す
ごとく，その幅Ｗは１．０ｍｍである。図３に示すごと
く，窪み面５２と基板搭載面５９との段差ｔ₁ は０．３
ｍｍである。誘電体５の端部５１から基板搭載面５９ま
での間における上記窪み面５２の長さＬ₁ は，１．０ｍ
ｍである。また，誘電体５は直方体であって，その断面
が１辺を４．０ｍｍとする正方形であり，その長さＬ
は，８．８ｍｍである。誘電体５に設けた貫通穴５０の
直径は，１．２ｍｍである。誘電体５の比誘電率は，９
０である。

【００２６】次に，上記誘電体同軸共振器の製造方法に
ついて，図４〜図６を用いて説明する。まず，図４，図
５に示すごとく，上記の高周波用誘電体セラミックスを
用いて，正方形の横断面を有する四角柱形状の誘電体５
を製造する。また，この誘電体５の軸方向に沿って貫通
穴５０を穿設し，誘電体５の一端面５１０に，貫通穴５
０と誘電体５の外表面との間に，上記深さＬ₀ よりも大
きい深さの溝５５を形成する。次いで，誘電体５を焼成
する。

【００２７】次に，図６に示すごとく，上記貫通穴５
０，溝５５，及び外表面を含めて誘電体５の全表面に，
ディップ法又はメッキ法により，膜厚約０．０２ｍｍの
導体電極膜２を設ける。これにより，貫通穴５０の中に
は内導体２１を，外表面には外導体２２を形成する。

【００２８】次に，横軸平面研削機により，図６に示す
ごとく，溝５５を設けた誘電体５の一端面５１０を，矢
印Ｃ１において上記導体電極膜２の厚みよりも大きい厚
みＬ₃ に切断除去する。また，図６の矢印Ｃ２の方向
に，切断研削機により，溝５５の開口端と外導体２２と
の間を，上記導体電極膜２の厚みよりも大きい厚みに切
断除去して，外導体２２よりも段差ｔ₂ だけ窪んだ窪み
面５２を形成する。これにより，図３に示すごとく，溝
５５に，内導体２１と導通し且つ外導体２２とは絶縁さ
れた端子用導体ライン１が形成され，上記誘電体同軸共
振器８が得られる。

【００２９】上記誘電体同軸共振器８の共振周波数は，
９００ＭＨ_Z であった。この共振周波数は，従来型端開
放λ／４同軸共振器と同様に，誘電体同軸共振器の長さ
Ｌによって決定される。誘電体同軸共振器の無負荷Ｑ値
を測定したところ，４１０であり，従来のものとほぼ同
等であった。また，上記製造方法で製造した共振器のロ
ット内の特性を評価したところ，共振器の特性にバラツ
キが極めて小さかった。

【００３０】次に，本例の作用効果について説明する。
本例の誘電体同軸共振器８においては，図３に示すごと
く，誘電体５の端部５１に，内導体２１と導通する端子
用導体ライン１が形成されている。この端子用導体ライ
ン１は，その一端を外部回路６２と半田７により接続す
ることにより端子としての役割を果たす。そのため，従
来のように端子ピンを介することなく，上記端子用導体
ライン１を外部回路６１に直接に半田付け法等により接
合することができる。また，端子用導体ライン１の開口
端は基板搭載面５９の方向に開口しているため，基板上
の外部回路６２と半田７により直接接合することができ
る。

【００３１】また，従来のように端子ピンを用いる必要
がないので，その取り付け作業も不要である。更に，端
子ピン取り付け用の立体的スペースが必要でなく，誘電
体同軸共振器８の小型化を図ることができる。また，端
子ピン装着に伴う内導体２１への機械的又は熱的な影響
がなく，誘電体同軸共振器の特性のバラツキを低減する
ことができる。また，端子用導体ライン１は，上記のよ
うに誘電体同軸共振器自身に一体となって形成されてい
るため，素子としての耐熱性，耐振動性などに対する信
頼性が高い。

【００３２】次に，本例の誘電体同軸共振器の製造方法
においては，図６に示すごとく，誘電体５の一端面へ溝
５５を形成し，導体電極膜２を形成した後，その一端面
を切断除去している。そのため，溝５５の中には導体電
極膜２が自然に残る。そのため，端子用導体ライン１の
形成が容易である。

【００３３】また，導体電極膜形成により，内導体２
１，外導体２２，及び端子用導体ライン１が同一材料に
より一体的に形成される。そのため，上記のごとく優れ
た誘電体同軸共振器を容易に製造することができ，製造
コストの低減化を図ることができる。尚，本例において
は，誘電体５の断面が正方形であるが，この形状に限定
されず，断面が円形，多角形，長方形等の柱状であって
もよい。

【００３４】実施例２ 本例の誘電体同軸共振器においては，図７に示すごと
く，端子用導体ライン１の開口端は，外導体２２の基板
搭載面５９よりも突出した突出面５３に開口している。
図８に示すごとく，突出面５３の突出厚みｔ₂ は，０．
２ｍｍである。この突出厚みｔ₂ は，基板への搭載に当
たり，誘電体同軸共振器の安定性に支障のないものであ
る。

【００３５】また，溝状の端子用導体ライン１は，その
深さＬ₀ が０．５ｍｍであり，図９に示すごとく，その
幅Ｗは，１．５ｍｍである。また，図８に示すごとく，
誘電体５の端部５１から基板搭載面５９までの間におけ
る上記突出面５３の長さＬ₁は２．０ｍｍである。誘電
体５は直方体であって，その断面が１辺を６．０ｍｍと
する正方形であり，その長さＬは１０．０ｍｍである。
誘電体５に設けた貫通穴５０の直径は，１．８ｍｍであ
る。誘電体５の比誘電率は，９０である。

【００３６】次に，上記誘電体同軸共振器８１を製造す
るに当たっては，まず，図１０に示すごとく，２段下パ
ンチを有する金型を用いて，断面が正方形の角柱に突出
部分５３０を設けた誘電体５を製造する。突出部分５３
０は，誘電体５の一端面５１０の付近における基板搭載
面５９に形成する。

【００３７】次に，図１１に示すごとく，突出部分５３
０，貫通穴５０，溝５５，及び外表面を含めて誘電体５
の全表面に，導体電極膜２を形成する。これにより，貫
通穴５５の内壁には内導体２１を，外表面には外導体２
２を形成する。

【００３８】次に，横軸平面研削機により，誘電体５の
一端面５１０を，図１１の矢印Ｃ₃の方向に，導体電極
膜２の厚みよりも大きい厚みＬ₃ に切断除去する。これ
により，図８に示すごとく，誘電体５が露出した端部５
１を形成する。また，図１１の矢印Ｃ₄ の方向に，切削
研削機により，上記突出部分５３０を，導体電極膜２の
厚みよりも大きい厚みｔ₃ に切断除去する。これによ
り，図８，図９に示すごとく，誘電体５が露出した突出
面５３を形成すると共に，内導体２１と導通し且つ外導
体２２とは絶縁された端子用導体ライン１が形成され，
上記誘電体同軸共振器８１が得られる。

【００３９】また，上記誘電体同軸共振器８１の共振周
波数は８００ＭＨ_Z であり，無負荷Ｑ値は５３０であっ
た。その他は，実施例１と同様である。本例において
も，実施例１と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の誘電体同軸共振器の斜視図。

【図２】実施例１の誘電体同軸共振器の底面図。

【図３】実施例１の，基板上に搭載した誘電体同軸共振
器の断面図。

【図４】実施例１の誘電体同軸共振器の製造方法におけ
る，誘電体の斜視図。

【図５】実施例１の誘電体同軸共振器の製造方法におけ
る，誘電体の底面図。

【図６】実施例１の誘電体同軸共振器の製造方法におけ
る，導体電極膜を形成した誘電体の一部切欠底面図。

【図７】実施例２の誘電体同軸共振器の斜視図。

【図８】実施例２の誘電体同軸共振器の断面図。

【図９】実施例２の誘電体同軸共振器の底面図。

【図１０】実施例２の誘電体同軸共振器の製造方法にお
ける，誘電体の側面図。

【図１１】実施例２の誘電体同軸共振器の製造方法にお
ける，導体電極膜を形成した誘電体の一部切欠側面図。

【図１２】従来例の，基板上に搭載した誘電体同軸共振
器の斜視図。

【図１３】従来例の，端子ピンの装着方法の一例を示す
誘電体同軸共振器の断面図。

【符号の説明】

１．．．端子用導体ライン， ２．．．導体電極膜， ２１．．．内導体， ２２．．．外導体， ５．．．誘電体， ５０．．．貫通穴， ５１．．．端部， ５２．．．窪み面， ５３．．．突出面， ５５．．．溝， ５９．．．基板搭載面， ８，８１．．．誘電体同軸共振器，

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体に内導体と外導体とを設けてなる
   誘電体同軸共振器において，上記誘電体の端部には，上
   記内導体と導通し且つ上記外導体とは絶縁された端子用
   導体ラインを設けてなることを特徴とする誘電体同軸共
   振器。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記端子用導体ライ
   ンは，内導体の一端部と接続されて，溝状に形成されて
   いることを特徴とする誘電体同軸共振器。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記端子用導
   体ラインは，内導体と同じ材料により連続的に形成され
   ていることを特徴とする誘電体同軸共振器。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
   上記端子用導体ラインは，上記外導体における基板搭載
   面の方向に向けて，誘電体の端部において上記内導体か
   ら延設形成されていることを特徴とする誘電体同軸共振
   器。
5. 【請求項５】 誘電体に貫通穴を設けると共に，上記誘
   電体の一端面に上記貫通穴の開口端に連通する溝を設
   け，次いで，上記貫通穴，溝，及び外表面を含めて誘電
   体の全表面に導体電極膜を設けて，貫通穴内には内導体
   を，外表面には外導体を形成し，その後，上記溝を設け
   た誘電体の一端面を上記導体電極膜の厚みよりも大きい
   深さに切断除去し，また，上記溝の開口端と上記外導体
   との間を，上記導体電極膜の厚みよりも大きい厚みに切
   断除去することにより，上記溝に，上記内導体と導通し
   且つ外導体とは絶縁された端子用導体ラインを形成する
   ことを特徴とする誘電体同軸共振器の製造方法。