WO2008015899A1 - Filter element and method for manufacturing filter element - Google Patents

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WO2008015899A1
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filter element
resonance
resonance line
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PCT/JP2007/063989
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English (en)
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Tatsuya Tsujiguchi
Yukihiro Kitaichi
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203—Strip line filters
    • H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20336—Comb or interdigital filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P11/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing waveguides or resonators, lines, or other devices of the waveguide type
    • H01P11/007—Manufacturing frequency-selective devices

Definitions

  • the present invention relates to a filter element having a stripline resonator formed on a dielectric substrate.
  • Patent Document 1 discloses a filter element in which a filter is configured by a plurality of stripline resonators provided on a single dielectric substrate.
  • This filter element has a ground electrode on the back main surface and side surface of a flat dielectric substrate, and a short-circuited end near the boundary between the side surface and front surface of the dielectric substrate on the front main surface of the dielectric substrate.
  • a resonance line is provided.
  • combline coupling is strengthened by providing combline coupling main surface electrodes with the short-circuited and open ends of adjacent stripline resonators facing in the same direction, and a comb-line coupling principal surface electrode.
  • Patent Document 2 discloses a filter element in which a plurality of sets of stripline resonators having different resonance frequencies are configured on the same dielectric substrate.
  • This filter element has a ground electrode on part of the back main surface and side surface of a flat dielectric substrate, and a resonance line (strip line resonator) extends from the ground electrode on the back main surface to the side surface and front surface.
  • a resonance line strip line resonator
  • a second set in which a resonance line (strip line resonator) is extended from the wide ground electrode provided on a part of the side surface to the main surface of the surface.
  • the first set of resonance lines has a short-circuited end near the boundary between the back main surface and the side surface of the dielectric substrate
  • the second set of resonant lines has a short-circuited end near the boundary between the side surface of the dielectric substrate and the front main surface. It is.
  • the first set and the second set of stripline resonators have different resonant frequencies.
  • Patent Document 3 discloses a method for manufacturing an antenna element in which a surface mount antenna is configured using a stripline resonator.
  • a circuit pattern is provided on a dielectric mother board, and then an antenna element element is formed from the dielectric mother board.
  • the antenna element is manufactured by dividing the body and forming electrodes on the side surfaces of the antenna element element body.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-65401
  • Patent Document 2 JP-A-7-58521
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 10-107537
  • the resonance characteristics of the stripline resonator depend on the shape of the line (circuit pattern) provided on the main surface of the dielectric substrate (dielectric mother substrate).
  • the elements that set the resonance characteristics are concentrated on the main surface.
  • an object of the present invention is to provide a filter element manufacturing method capable of adjusting the resonance characteristics of the stripline resonator even after the circuit pattern is formed, and to have a configuration other than the circuit pattern on the front main surface.
  • An object of the present invention is to provide a filter element in which the resonance characteristics of a stripline resonator are adjusted.
  • the line width of the side surface of the resonant line (hereinafter referred to as a side resonant line) and the front main surface of the resonant line (hereinafter referred to as the main surface resonant line) It was found that the resonance characteristics of the stripline resonator can be adjusted by setting the line width appropriately within a range in which the side resonance line does not act as a ground electrode.
  • the resonance frequency of the stripline resonator can be increased, and the side resonance line
  • the resonance frequency of the line resonator can be lowered, and the coupling between the resonators can be strengthened by reducing the distance between the side resonance lines of adjacent stripline resonators.
  • the coupling between the resonators can be weakened.
  • the filter element according to claim 1 of the present application includes a flat dielectric substrate and a ground electrode provided on the back main surface of the dielectric substrate.
  • a plurality of stripline resonators each having a short-circuited end near the boundary between the side surface of the dielectric substrate and the back main surface, and a resonance line extending from the side surface force of the dielectric substrate to the front main surface.
  • a filter element including an input / output terminal coupled to any one of the plurality of stripline resonators, wherein one of the plurality of stripline resonators has a line width of the resonance line of the main element. The surface is different from the side surface.
  • a resonance line having a short-circuited end near the connection point between the side resonance line and the ground electrode is configured, and the line widths of the side resonance line and the main surface resonance line are made different, thereby forming a stripe.
  • a filter element in which the resonance characteristic of the pipeline resonator, that is, the resonance frequency of the stripline resonator is adjusted can be configured.
  • a stripline resonator to which the input / output terminal is coupled and a stripline adjacent to the stripline resonator
  • the resonator is comb-line coupled, and the other strip line resonator is interdigitally coupled to the adjacent strip line resonator.
  • a comb line coupling electrode for electrically connecting the two strip line resonators coupled to the comb line is provided on a short-circuit end side of the strip line resonator.
  • the resonance mode in which the electric field distributions of the two stripline resonators are in phase with each other and a magnetic wall exists in the center, resonance occurs in an open state at the combline coupling electrode portion. Therefore, the resonator length in the odd mode is shortened and the frequency is increased, thereby increasing the difference between the resonance frequencies of the odd mode and the even mode, and a strong comb line coupling comparable to the interdigital coupling can be obtained.
  • the comb line coupling electrode of the filter element of the invention according to claim 4 of the present application is an electrode provided on the front main surface of the dielectric substrate.
  • the comb line coupling electrode that communicates between the resonance lines of the two strip line resonators that are comb line coupled is provided, but the strip line resonators are connected to each other by the resonance line on the side surface of the dielectric substrate. It is possible to adjust the degree of coupling and the resonance frequency of each of the stripline resonators.
  • the center in the width direction on the side surface of the resonance line and the center in the width direction on the front main surface are eccentric.
  • the electrode thickness of the resonance line on the side surface is , That is.
  • the resonance line on the front main surface is formed from a photosensitive conductive paste
  • the resonance line on the side surface, the ground electrode, and the front The entry output terminal is formed from a non-photosensitive conductor paste.
  • the circuit pattern (resonant line) on the front main surface can be made into a fine pattern by photolithography.
  • the resonance of the side surface The track, the ground electrode, and the input / output terminal can be manufactured by a simple process.
  • the line width on the side surface of the resonant line is 0.5 times or more to less than 1 time the line width on the front main surface, or 1 More than double 1. Less than 1 time.
  • the present invention shows a certain effect, and the filter characteristics can be adjusted effectively by adjusting the resonance frequency by adjusting the line width on the side surface of the dielectric substrate.
  • an insulating layer is laminated on a front main surface side of the dielectric substrate, and an insulating layer extending from the side surface of the resonance line on a side surface of the insulating layer.
  • a side electrode is provided.
  • the insulating layer By laminating the insulating layer, it is possible to prevent the side surface pattern from being short-circuited to the connection unnecessary portion of the main surface pattern. Therefore, when manufacturing the filter element, the side surface of the insulating layer and the dielectric substrate are uniformly disposed on the side surface. A resonance line can be formed simply by forming side electrodes on the substrate. Therefore, the manufacturing process is simplified.
  • a flat dielectric mother board in which a main surface resonance line is formed on the front main surface and a ground electrode is formed on the back main surface is divided.
  • a dividing step of forming a plurality of filter element bodies, and a side surface of the filter element body formed by the dividing step from the main surface resonance line to the ground electrode, and a line of the main surface resonance line A conductor paste is printed with a line width different from the width, dried and fired to form a side resonance line, and the side surface of the filter element body and the side surface are formed by the main surface resonance line and the side resonance line.
  • the resonance characteristics of the stripline resonator can be adjusted by the line width of the side electrode formed on the side surface.
  • the resonant line forming step includes a filter element element extracted from the plurality of filter element elements formed by the dividing step. Forming the side resonance line with respect to the plurality of filter element bodies, and then forming the side resonance line with the optimized shape. is there. [0034] With this manufacturing method, it is possible to increase the mass productivity of a filter element that satisfies a desired resonance characteristic.
  • the resonance characteristic of the stripline resonator can be adjusted by the resonance line on the side surface of the dielectric substrate, and a filter element that realizes a desired resonance characteristic can be provided.
  • the characteristics of the stripline resonator can be adjusted even after the circuit pattern, the insulating layer, etc. are formed on the main surface of the dielectric substrate. It can be improved dramatically.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a filter element according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the filter element of the same embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the dielectric substrate of the same embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a manufacturing process for the filter element according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a filter element according to another embodiment.
  • FIG. 1 is an external view of the filter element 100 of this embodiment.
  • FIG. 4A is a perspective view in which the front surface (+ Y surface) of the filter element 100 is disposed facing left front.
  • FIG. 4B is a perspective view in which the filter element 100 is also rotated 180 degrees around the Y axis in the state force of FIG.
  • the filter element 100 used in the description of the present embodiment is a rectangular parallelepiped filter element, in which the front main surface side of the rectangular flat plate-like dielectric substrate 1 is covered with the glass layer 2.
  • a circuit pattern (not shown) of a stripline resonator is provided on the main surface of the dielectric substrate 1, that is, between the dielectric substrate 1 and the glass layer 2, to constitute a filter. The configuration of the circuit pattern will be described later.
  • This filter element 100 has a substrate thickness (Z-axis dimension) force of the dielectric substrate 1 of 00 ⁇ m and a glass layer 2 thickness (Z-axis dimension) force of 5 to 60 ⁇ m.
  • the dimensions are about 9.5mm for the X-axis and about 2.2mm for the Y-axis.
  • the filter element 100 is a small filter element that realizes a wideband filter characteristic used for UWB (Ultra Wide Band) communication.
  • the dielectric substrate 1 is a substrate having a dielectric constant of about 110, which is a dielectric force of a ceramic such as titanium oxide. Further, the glass layer 2 does not have an insulator strength such as crystalline SiO and borosilicate glass.
  • the light-transmitting glass layer and the light-shielding glass layer are laminated (not shown).
  • the translucent glass layer is provided so as to be in contact with the dielectric substrate 1, and exhibits strong adhesion strength to the dielectric substrate 1 to prevent peeling of the circuit pattern on the dielectric substrate 1, Improve the environmental resistance of the circuit pattern and filter element 100.
  • a linear expansion coefficient substantially equal to the dielectric expansion coefficient of the dielectric constituting the dielectric substrate 1 is realized, so that the dielectric substrate 1 and the glass layer 2 are The thermal stress of is made small.
  • the light-shielding glass layer is obtained by laminating a glass containing an inorganic pigment on the translucent glass layer, and enables printing on the surface of the filter element, as well as an internal circuit. Achieve pattern confidentiality.
  • the glass layer 2 is not necessarily required to have a two-layer structure, and the glass layer 2 may have a single-layer structure.
  • whether the single-layer structure is made of a light-transmitting glass made of light-shielding glass is determined depending on whether the adhesion strength or the security and printability is prioritized. That's fine.
  • composition and dimensions of the dielectric substrate 1 and the glass layer 2 described above may be set as appropriate in consideration of the degree of adhesion between the dielectric substrate and the glass layer, environmental resistance, filter characteristics, and the like. Yes.
  • protruding electrodes 31A to 31F and 32A to 32E are formed on the front main surface of the glass layer 2. These protruding electrodes 31A to 31F and 32A to 32E are electrodes that protrude from the main surface during printing of side electrodes described later, and may not occur depending on printing conditions. In addition, the electrode protrudes from the back main surface of the filter element 100 during side electrode printing. The electrode protruding from the back main surface is integrated with the ground electrode 13 and terminal electrodes 17A and 17B.
  • the filter element 100 has a high environmental resistance against external mechanical factors and thermal factors during use.
  • ground electrode 13 On the back main surface of the dielectric substrate 1, a ground electrode 13 and terminal electrodes 17A and 17B are provided.
  • the ground electrode 13 is a ground electrode of the stripline resonator, and also serves as a ground electrode for mounting the filter element 100 on the mounting board.
  • the terminal electrodes 17A and 17B are connected to high-frequency signal input / output terminals when the filter element 100 is mounted on a mounting board.
  • the ground electrode 13 is provided on substantially the entire back main surface side of the dielectric substrate 1, and the terminal electrodes 17A and 17B are arranged separately from the ground electrode 13 in the vicinity of the corner contacting the left side surface.
  • Each of the ground electrode 13 and the terminal electrodes 17A and 17B is an electrode having a thickness (Z-axis direction) of about 15 m formed by printing and baking a conductive paste by screen printing or the like.
  • Side electrodes 4A to 4F and side electrodes 5A to 5E are provided on the right and left sides of the filter element 100, respectively.
  • the side electrodes 4A to 4F and the side electrodes 5A to 5E are composed of a side resonance line and an insulating layer side electrode.
  • Side electrodes 4A to 4F and side electrodes 5A to 5E The back principal surface force of the dielectric substrate 1 is a rectangular electrode extending in the Z-axis direction over the front major surface of the glass layer 2, and is formed by printing and baking a conductive paste by screen printing etc. (Dimensions)
  • the line widths of the side electrodes 4A to 4F and the side electrodes 5A to 5E will be described later.
  • the side electrodes 4A to 4F are electrically connected to circuit patterns (not shown) provided between the dielectric substrate 1 and the glass layer 2 and the protruding electrodes 31A to 31F and the ground electrode 13, respectively.
  • the side electrodes 5B to 5D are electrically connected to circuit patterns (not shown) provided between the dielectric substrate 1 and the glass layer 2, the protruding electrodes 32B to 32D, and the ground electrode 13, respectively.
  • the side electrodes 5A and 5E are electrically connected to a circuit pattern (not shown) provided between the dielectric substrate 1 and the glass layer 2 and the protruding electrodes 32A and 32E and the terminal electrodes 17A and 17B, respectively.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the filter element 100, showing a state where the dielectric substrate 1 and the glass layer are separated! / Speak.
  • Side resonance lines 14A to 14F are provided on the right side surface of the dielectric substrate 1, respectively. Further, side terminal electrodes 15A and 15E and side resonance lines 15B to 15D are provided on the left side.
  • main surface resonance lines 12 A to 12 I and comb line coupling electrodes 16 A and 16 B are formed on the front main surface side of the dielectric substrate 1.
  • Resonant lines 12A to 12I and comb line coupling electrodes 1 6A and 16B are silver electrodes with an electrode thickness (Z-axis dimension) of approximately 6 ⁇ m, and are electrodes formed by photolithography using a photosensitive silver paste. is there.
  • the main surface resonance lines 12A to 12I and the comb line coupling electrodes 16A and 16B have an electrode thickness of about 6 m, whereas the side surface electrodes 4A to 4F and 5A to 5E have the electrode thicknesses described above. Is about 15 ⁇ m, and the side electrodes 4A to 4F and 5A to 5E are thicker. This is because the current is distributed and the conductor loss is reduced by setting the electrode thickness at the short-circuit end side of the resonant line where current concentration generally occurs. With this configuration, the filter element 100 is an element with a small insertion loss.
  • the main surface resonance line 12A and the main surface resonance line 12B are rectangular electrodes, and are continuous with the side surface resonance lines 14A and 14B on the right side surface of the dielectric substrate 1, respectively.
  • the main surface resonant line 12A is continuous with the side terminal electrode 15A on the left side of the front main surface, and the side terminal electrode 15A. Conductive to the terminal electrode 17A through the.
  • the main surface resonance line 12A and the side surface resonance line 14A, and the main surface resonance line 12B and the side surface resonance line 14B form a resonance line, and each resonance line forms a strip line resonator together with the ground electrode 13. .
  • a comb line coupling electrode 16A is provided between the main surface resonance line 12A and the main surface resonance line 12B, and is configured to be connected on the right side of the front main surface! / Speak.
  • two stripline resonators each including the main surface resonance line 12A and the main surface resonance line 12B are comb-line coupled to each other. Between these two stripline resonators, there are resonant modes: an odd mode in which an electrical wall exists in the center between the resonant lines, and an even mode in which a magnetic wall exists in the center between the resonant lines. Arise. In the odd mode, the two stripline resonators are short-circuited by the combline coupling electrode 16A. On the other hand, in the even mode, the two stripline resonators are opened at the combline coupling electrode 16A.
  • the odd mode resonator length is shortened and the frequency is increased. This increases the difference in the resonant frequency between the odd mode and the even mode, resulting in strong combline coupling comparable to interdigital coupling. It is done.
  • the main surface resonance line 12H and the main surface resonance line 121 are respectively rectangular electrodes, and are continuous with the side surface resonance lines 14E and 14F on the right side surface of the dielectric substrate 1, respectively.
  • the main surface resonance line 121 is continuous with the side terminal electrode 15E on the right side of the front main surface, and is electrically connected to the terminal electrode 17B via the side terminal electrode 15E.
  • the main surface resonance line 12H and the side surface resonance line 14E, and the main surface resonance line 121 and the side surface resonance line 14F each form a resonance line, and each resonance line forms a strip line resonator together with the ground electrode 13.
  • a comb line coupling electrode 16B is provided between the main surface resonance line 12H and the main surface resonance line 121, and the right side surface side of the front main surface is connected. Therefore, the stripline resonator including the main surface resonance line 12 H and the main surface resonance line, as well as the electrode including the main surface resonance line 12A, the main surface resonance line 12B, and the comb line coupling electrode 16A. A strong combline coupling comparable to the interdigital coupling can be obtained with the stripline resonator including 121.
  • Main surface resonant lines 12C to 12G are rectangular silver electrodes, respectively.
  • Main-surface resonant line 1 2C, 12E, 12G is continuous to side resonant lines 15B, 15C, 15D on the left side of dielectric substrate 1 And open on the right side.
  • the main surface resonance lines 12D and 12F are continuous with the side resonance lines 14C and 14D on the right side surface of the dielectric substrate 1, and are open on the left side surface side.
  • the main surface resonance lines 12C to 12G constitute a resonance line together with the side resonance lines 15B, 14C, 15C, 14D, and 15D, and constitute a strip line resonator together with the ground electrode 13.
  • the stripline resonators are arranged so that the direction of the open end and the direction of the short-circuited end of each stripline resonator are staggered. Therefore, these stripline resonators are interdigitally coupled.
  • the line width (Y-axis dimension) and the arrangement interval of the resonance lines constituting the main surface resonance lines 12A to 12I are adjusted in order to realize the required frequency characteristics.
  • the line widths of the main surface resonant lines 12A to 12I are equal to each other in the arrangement interval.
  • the present invention is not limited to the above configuration (line width and arrangement interval).
  • the stripline resonator including the main surface resonance line 12A is tap-coupled to the terminal electrode 17A.
  • the two stripline resonators that include the main-surface resonant line 12A and the main-surface resonant line 12B are comb-line coupled to each other, and the stripline resonator that includes the main-surface resonant line 12B is This is interdigitally coupled to a stripline resonator including the main surface resonant line 12C.
  • the stripline resonator including the main surface resonance line 12C is interdigitally coupled to the stripline resonator including the main surface resonance line 12D.
  • the stripline resonator including the main surface resonance line 12D is interdigitally coupled to the stripline resonator including the main surface resonance line 12E.
  • the stripline resonator including the main surface resonance line 12E is interdigitally coupled to the stripline resonator including the main surface resonance line 12F.
  • the stripline resonator including the main surface resonance line 12F is interdigitally coupled to the stripline resonator including the main surface resonance line 12G.
  • the stripline resonator including the main surface resonance line 12G is interdigitally coupled to the stripline resonator including the main surface resonance line 12H.
  • the two stripline resonators including the main surface resonant line 12H and the main surface resonant line 121 are comb-line coupled to each other. Strip composed of main surface resonance line 121 The line resonator is tapped to the terminal electrode 17B.
  • this chip filter element constitutes a band-pass filter including a nine-stage resonator.
  • a wide band characteristic is realized by obtaining a strong coupling by interdigital coupling, and a desired filter characteristic is obtained by using a high-frequency attenuation pole peculiar to the comb line coupling.
  • the glass layer 2 is a glass layer formed by screen printing of glass paste or the like and formed by firing.
  • the side electrodes 4A to 4F of the insulating layer constituting the side electrodes 34A are a glass layer formed by screen printing of glass paste or the like and formed by firing.
  • a ⁇ 34F is provided.
  • a plurality of insulating layer side electrodes 35A to 35E constituting side electrodes 5A to 5E are provided.
  • the protruding electrodes 31A to 31 are provided on the front main surface.
  • the dielectric substrate 1 and the glass layer 2 are thus laminated and the glass layer 2 is formed so as to cover the main-surface resonant lines 12A to 12I, the humidity, temperature, and mechanical properties of the filter element 100 are increased. Increases environmental resistance against damage.
  • the side resonance line 14A is arranged at a position continuous from the main surface resonance line 12A, and the line width is narrower than the line width of the main surface resonance line 12A.
  • the line widths of the side resonance lines 14B, 14C, 14E, and 14F are also made narrower than the line widths of the main surface resonance lines 12B, 12D, 12H, and 121, respectively.
  • the line width on the side surface is smaller than the line width on the front main surface and larger than 0.5 times, In such a range, the fluctuation of the resonance frequency due to the setting of the line width on the side surface of the dielectric substrate becomes remarkable.
  • the side resonance line 14D is arranged at a position continuous from the main surface resonance line 12F, and its line width is wider than that of the main surface resonance line 12F! .
  • the line width on the side surface is larger than the line width on the front main surface and smaller than 1.1 times. In such a range, the dielectric substrate By setting the line width on the side, the filter characteristics can be adjusted effectively by adjusting the resonance frequency.
  • the line width of the side resonance line is slightly larger than the line width of the main surface resonance line
  • the line width on the main surface side of the resonance line is equal to the line width on the side surface side.
  • the resonance frequency of the stripline resonator can be increased.
  • the strength of the comb line coupling varies depending on the distance between the side resonance lines 14A and 14B. If the distance between the side resonance lines is narrowed, the coupling between the stripline resonators including them can be strengthened, and if the distance between the side resonance lines is widened, it is included. The coupling between the stripline resonators to be made can be weakened.
  • Comb coupling can also be set by decentering the center in the width direction of the side resonance line and the center in the width direction of the main surface resonance line.
  • the side resonance line 14B and the main surface resonance line 12B shown in the figure are decentered in the center in the width direction, and the side resonance line 14B is decentered toward the adjacent side resonance line 14A. In this way, combline coupling is strengthened.
  • the resonance frequency of each resonator can be adjusted by the line width of the side resonance line on the side surface of the dielectric substrate.
  • the side surface of the dielectric substrate side surface is provided while providing the comb line coupling electrode 16A that conducts between the resonance lines of the two strip line resonators that are comb line coupled.
  • the comb line coupling electrode 16A that conducts between the resonance lines of the two strip line resonators that are comb line coupled.
  • the line width of the side electrode has less influence on the change in the resonance frequency than the line width of the main surface electrode. Therefore, the resonance frequency of the filter element can be finely adjusted by adjusting the line width of the side electrode.
  • (S7) An optimized side pattern having a line width and an arrangement interval capable of obtaining a desired resonance characteristic is selected by trial formation of side electrodes on the extracted filter element body, and then a plurality of the same substrate lots are selected.
  • a conductor paste is printed on the side surface with an optimized side pattern, and the side electrode is formed through firing.
  • the resonance characteristic of the stripline resonator can be adjusted by forming the side resonance line on the side surface, and the desired resonance characteristic can be reliably obtained. it can.
  • the line width of the side electrode is larger than the line width of the main surface electrode! If the printing position is sometimes shifted, the width of the connection part between the side electrode and main surface electrode is likely to change! ⁇ . Since the resonance frequency may change due to this change in the width, the line width of the side electrode is preferably smaller than the line width of the main surface electrode. Thus, if the line width of the side electrode is smaller than the line width of the main surface electrode, the resonance line has a step impedance structure, and even if the line length of the main surface electrode is shortened, the resonance frequency can be easily obtained. Contributes to downsizing. Further, if the line width of the side electrode is smaller than the line width of the main surface electrode, the degree of freedom in adjusting the distance between the adjacent side electrodes increases, which contributes to facilitating adjustment of the coupling degree.
  • the filter element 200 of the present embodiment is different from the filter element 100 shown in the first embodiment in the shape of the side resonance line provided on the side surface of the dielectric substrate 1. Specifically, the side resonance lines of the two stripline resonators that are comb-line coupled are widened in common. With such a configuration, the comb line coupling is further strengthened as compared with the filter element 100 of the first embodiment. Even in this case, it is possible to adjust the resonance frequency and the coupling degree to some extent by adjusting the line width and the eccentricity of the common side resonance line.
  • the filter element 300 of the present embodiment has a configuration that uses only interdigital coupling instead of combline coupling for coupling between stripline resonators. Even with such a filter, the present invention can be suitably implemented.
  • the arrangement configuration of the front main surface resonance line and the side resonance line described above is in accordance with the product specifications, and may have any shape in accordance with the product specifications.
  • the number of stripline resonators is not limited to the above-described number.
  • the present invention can be applied to configurations other than those described above, and various circuit patterns can be used as long as they constitute a resonant line having a short-circuited end near the connection point between the side surface resonant line of the stripline resonator and the ground electrode. Can be used for shapes.
  • the present invention can also be applied to circuit patterns having various configurations of stripline forces.

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Description

明 細 書
フィルタ素子、およびフィルタ素子の製造方法
技術分野
[0001] この発明は誘電体基板にストリップライン共振器を構成したフィルタ素子に関する。
また、フィルタ素子の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来から、複数のストリップライン共振器の結合を利用して広帯域の周波数特性を 得るフィルタ素子が複数考案されて 、る。
[0003] 特許文献 1には、単一の誘電体基板に設けた複数のストリップライン共振器によりフ ィルタを構成したフィルタ素子が開示されている。このフィルタ素子は、平板状の誘電 体基板の裏主面および側面に接地電極を備え、誘電体基板の表主面に、誘電体基 板の側面と表主面の境界付近を短絡端とする共振線路を備えるものである。また、隣 接するストリップライン共振器の短絡端、開放端をそれぞれ同方向に向けてコムライ ン結合させ、コムライン結合用主面電極を設けてコムライン結合の結合度を強めてい る。
[0004] また、特許文献 2には、共振周波数の異なる複数組のストリップライン共振器を同一 誘電体基板上に構成したフィルタ素子が開示されている。このフィルタ素子は、平板 状の誘電体基板の裏主面および側面の一部に接地電極を備え、裏主面の接地電極 から側面および表主面にかけて共振線路 (ストリップライン共振器)を延設した第 1の 組と、側面の一部に設けた幅広の接地電極から表主面にかけて共振線路 (ストリップ ライン共振器)を延設した第 2の組と、を備えるものである。第 1の組の共振線路は誘 電体基板の裏主面と側面の境界付近が短絡端であり、第 2の組の共振線路は誘電 体基板の側面と表主面の境界付近が短絡端である。第 1の組と第 2の組のストリップ ライン共振器は互いに異なる共振周波数になって 、る。
[0005] また、特許文献 3にはストリップライン共振器を利用して表面実装型アンテナを構成 したアンテナ素子の製造方法が開示されている。この文献に記載された製造方法は 、誘電体母基板に回路パターンを設け、その後、誘電体母基板からアンテナ素子素 体を分割し、アンテナ素子素体の側面に電極を形成して、アンテナ素子を製造する ものである。
特許文献 1 :特開平 10— 65401号公報
特許文献 2 :特開平 7— 58521号公報
特許文献 3 :特開平 10— 107537号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 特許文献 1〜3に記載されたフィルタ素子又はアンテナ素子では、ストリップライン 共振器の共振特性が、誘電体基板 (誘電体母基板)主面に設ける線路（回路パター ン)の形状によって定まり、共振特性を設定する要素が主面上に集中している。
[0007] したがって、誘電体基板 (誘電体母基板)主面への回路パターンの印刷後に共振 特性の調整を行うことが難し力つた。仮に、回路パターンの印刷工程や、その後の素 子素体の分割工程などでストリップライン共振器の共振特性が設計値カゝら変動すると 、設計した共振特性ではな!/、不良な素子が製造され素子の量産性が劣化する問題 かあつた。
[0008] そこでこの発明の目的は、回路パターンの形成後であってもストリップライン共振器 の共振特性を調整できるフィルタ素子の製造方法を提供するとともに、表主面の回路 ノ ターン以外の構成によりストリップライン共振器の共振特性を調整したフィルタ素子 を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 本願発明者らの研究の結果、共振線路の側面 (以下、この部位を側面共振線路と 称する。）の線路幅と、共振線路の表主面 (以下、この部位を主面共振線路と称する 。）の線路幅とを異ならせ、側面共振線路が接地電極として作用しない範囲で線路幅 を適宜設定することにより、ストリップライン共振器の共振特性を調整できることを見出 した。
[0010] 具体的には、側面共振線路の線路幅を主面共振線路の線路幅をよりも若干大きく することで、そのストリップライン共振器の共振周波数を高めることができ、また、側面 共振線路の線路幅を主面共振線路の線路幅をよりも小さくすることで、そのストリップ ライン共振器の共振周波数を低くすることができ、また、隣接するストリップライン共振 器の側面共振線路同士の間隔を狭くすることで、それらの共振器同士の結合を強め ることができ、隣接するストリップライン共振器の側面共振線路同士の間隔を広くする ことで、それらの共振器同士の結合を弱めることができる。
[0011] この発明は以上の知見に基づくものであり、本願請求項 1に係る発明のフィルタ素 子は、平板状の誘電体基板と、前記誘電体基板の裏主面に設けた接地電極と、前 記誘電体基板の側面と前記裏主面との境界付近を短絡端にして、前記誘電体基板 の前記側面力も表主面にかけて延設した共振線路と、で複数のストリップライン共振 器を構成するとともに、これら複数のストリップライン共振器のいずれかに結合する入 出力端子を備えるフィルタ素子において、前記複数のストリップライン共振器のいず れかは、前記共振線路の線路幅が前記表主面と前記側面とで異なる。
[0012] このように側面共振線路と接地電極との接続点付近を短絡端とする共振線路を構 成し、そして、側面共振線路と主面共振線路との線路幅を異ならせることで、ストリツ プライン共振器の共振特性、即ちそのストリップライン共振器の共振周波数を調整し たフィルタ素子を構成できる。
[0013] また、側面共振線路が隣接する 2つのストリップライン共振器の少なくとも一方の側 面共振線路と主面共振線路との線路幅を異ならせることで、 2つのストリップライン共 振器の間での結合度を調整することもできる。
[0014] また、本願請求項 2に係る発明のフィルタ素子の、前記複数のストリップライン共振 器のうち前記入出力端子が結合するストリップライン共振器と、そのストリップライン共 振器に隣接するストリップライン共振器とはコムライン結合し、他のストリップライン共 振器は、隣接するストリップライン共振器とインターディジタル結合する。
[0015] この構成によりインターディジタル結合による強 、結合を得て広帯域特性を実現す るとともにコムライン結合特有の高域側減衰極を利用して所望のフィルタ特性を得る ことができる。
[0016] また、本願請求項 3に係る発明のフィルタ素子は、前記コムライン結合する 2つのス トリップライン共振器同士を導通させるコムライン結合用電極を、前記ストリップライン 共振器の短絡端側に備える。 [0017] この構成により、 2つのストリップライン共振器の電界分布が互いに逆相になり中央 に電気壁が存在するような共振モード (oddモード)の場合、前記コムライン結合用電 極により短絡された状態で共振する。一方、 2つのストリップライン共振器の電界分布 が互いに同相になり中央に磁気壁が存在するような共振モード (evenモード)の場合 、前記コムライン結合用電極部分で開放された状態で共振する。したがって、 oddモ ードの共振器長が短くなり周波数が高くなる、これにより oddモードと evenモードとの 共振周波数の差が大きくなり、インターディジタル結合に匹敵する強いコムライン結 合が得られる。
[0018] したがって、コムライン結合を利用しながらも極めて広い広帯域特性を実現できる。
[0019] また、本願請求項 4に係る発明のフィルタ素子の前記コムライン結合用電極は、前 記誘電体基板の表主面に設けた電極からなる。
[0020] この構成により、コムライン結合する 2つのストリップライン共振器の共振線路間を導 通するコムライン結合用電極を設けながらも、誘電体基板側面の共振線路により前 記ストリップライン共振器同士の結合度の調整、および前記ストリップライン共振器そ れぞれの共振周波数の調整が可能になる。
[0021] また、本願請求項 5に係る発明のフィルタ素子は、前記共振線路の前記側面での 幅方向の中心と前記表主面での幅方向の中心とを偏心させたものである。
[0022] この構成により、隣接するストリップライン共振器同士の結合度を任意に設定するこ とが可能になる。
[0023] また、本願請求項 6に係る発明のフィルタ素子は、前記側面での前記共振線路の 電極厚みが、
Figure imgf000006_0001
、ものである。
[0024] この構成により電流が集中するストリップライン共振器の短絡側での導体ロスが低 減する。従ってフィルタ素子の挿入損失が小さなものになる。
[0025] また、本願請求項 7に係る発明のフィルタ素子は、前記表主面の前記共振線路を 感光性導電体ペーストから形成し、前記側面の前記共振線路、前記接地電極、およ び前記入出力端子を非感光性導電体ペーストから形成したものである。
[0026] 表主面側を感光性導電体ペーストから形成することで、フォトリソグラフィにより表主 面の回路パターン (共振線路)を微細パターンにできる。また、前記側面の前記共振 線路、前記接地電極、および前記入出力端子を簡易な工程で製造できる。
[0027] また、本願請求項 8に係る発明のフィルタ素子は、前記共振線路の前記側面での 線路幅が、前記表主面での線路幅の 0. 5倍以上 1倍未満、または、 1倍を超え 1. 1 倍以下である。
[0028] 上記範囲内では、本願発明は確実な効果を示し、誘電体基板側面の線路幅調整 による共振周波数の調整により、フィルタ特性の調整が効果的に行える。
[0029] また、本願請求項 9に係る発明のフィルタ素子は、前記誘電体基板の表主面側に 絶縁層を積層し、前記絶縁層の側面に前記共振線路の前記側面から延長する絶縁 層側面電極を備えるものである。
[0030] 絶縁層を積層することにより側面パターンが主面パターンの接続不要部分に短絡 してしまうことが防げるため、このフィルタ素子の製造時、絶縁層と誘電体基板との側 面に一様に側面電極を形成するだけで、共振線路を構成できる。したがって製造ェ 程が簡易なものになる。
[0031] また、本願請求項 10に係る発明のフィルタ素子の製造方法は、表主面に主面共振 線路を形成し裏主面に接地電極を形成した平板状の誘電体母基板を、分割して複 数のフィルタ素子素体を形成する分割ステップと、前記分割ステップにより形成され た前記フィルタ素子素体の側面に、前記主面共振線路から前記接地電極にかけて、 前記主面共振線路の線路幅と異なる線路幅で導電体ペーストを印刷し、乾燥し、焼 成して、側面共振線路を形成し、前記主面共振線路と前記側面共振線路とにより前 記フィルタ素子素体の側面と前記裏主面との境界付近を短絡端とする共振線路を構 成する共振線路形成ステップと、を備える。
[0032] この製造方法によると、表主面への回路パターンの形成後、側面へ形成する側面 電極の線路幅によりストリップライン共振器の共振特性を調整できる。
[0033] また、本願請求項 11に係る発明のフィルタ素子の製造方法の前記共振線路形成 ステップは、前記分割ステップにより形成された複数のフィルタ素子素体のうちから抜 き取ったフィルタ素子素体に対して前記側面共振線路を形成し、前記側面共振線路 の形状を最適化し、その後、前記複数のフィルタ素子素体の全てに対して前記側面 共振線路を前記最適化した形状で形成するステップである。 [0034] この製造方法により、所望の共振特性を満足するフィルタ素子の量産性を高めるこ とがでさる。
発明の効果
[0035] この発明によれば、誘電体基板側面の共振線路によりストリップライン共振器の共 振特性を調整でき、所望の共振特性を実現したフィルタ素子を提供できる。また、こ の発明のフィルタ素子の製造方法によれば、誘電体基板主面への回路パターンや 絶縁層等の形成後であってもストリップライン共振器の特性調整が可能になり、量産 性を飛躍的に高めることができる。
図面の簡単な説明
[0036] [図 1]第 1の実施形態のフィルタ素子の構成を示す斜視図である。
[図 2]同実施形態のフィルタ素子の分解斜視図である。
[図 3]同実施形態の誘電体基板の斜視図である。
[図 4]同実施形態のフィルタ素子の製造工程を説明する図である。
[図 5]他の実施形態のフィルタ素子の構成を説明する図である。
符号の説明
[0037] 1 誘電体基板
2—ガラス層
4, 5—側面電極
12—主面共振線路
13 接地電極
14A〜14F, 15B, 15C, 15D—側面共振線路
15A, 15E 側面端子電極
16 コムライン結合用電極
17—端子電極
31, 32 はみ出し電極
34, 35—絶縁層側面電極
100, 200, 300 フィルタ素子 発明を実施するための最良の形態
[0038] この発明の第 1の実施形態に係るフィルタ素子について各図を参照して説明する。
ここでは、図中に示す直交座標系（X— Y— Z軸）を説明に用いる。
まず、本実施形態のフィルタ素子 100の概略構成について説明する。図 1は本実 施形態のフィルタ素子 100の外観図である。同図（A)はフィルタ素子 100の正面（+ Y面）を左手前向きに配置した斜視図である。また、同図（B)は、フィルタ素子 100を 同図 (A)の状態力も Y軸を中心に 180° 回転させた斜視図である。
[0039] 本実施形態で説明に用いるフィルタ素子 100は、直方体状のフィルタ素子であり、 矩形平板状の誘電体基板 1の表主面側を、ガラス層 2で被覆したものである。誘電体 基板 1の表主面には、即ち誘電体基板 1とガラス層 2との層間には、ストリップライン共 振器の回路パターン (不図示)を設けてフィルタを構成している。回路パターンの構 成については後述する。
[0040] このフィルタ素子 100は誘電体基板 1の基板厚み（Z軸寸法）力 00 μ m、ガラス層 2の厚み（Z軸寸法）力^ 5〜60 μ mであり、フィルタ素子 100の外形寸法は X軸寸法 が約 9. 5mm、 Y軸寸法が約 2. 2mmである。このフィルタ素子 100は、 UWB(Ultra Wide Band)通信に用いる広帯域フィルタ特性を実現する小型のフィルタ素子であ る。
[0041] 誘電体基板 1は、酸ィ匕チタン等のセラミックの誘電体力 なり、比誘電率が約 110の 基板である。また、ガラス層 2は、結晶性 SiOおよび硼珪酸ガラス等の絶縁体力もな
2
り、透光性ガラス層と遮光性ガラス層とを積層した構成 (不図示）としている。
[0042] 透光性ガラス層は、誘電体基板 1に接するように設けるものであり、誘電体基板 1に 対して強い密着強度を発現して誘電体基板 1上の回路パターンの剥離を防ぎ、回路 パターンおよびフィルタ素子 100の耐環境性能を高める。ここでは透光性ガラス層の 組成の調整により誘電体基板 1を構成する誘電体の線膨張係数と略等しい線膨張 係数を実現して 、て、誘電体基板 1とガラス層 2との間での熱応力を小さなものにして いる。
[0043] また、遮光性ガラス層は、上記透光性ガラス層の上層に無機顔料を含有させガラス を積層したものであり、フィルタ素子表面への印字を可能にするとともに、内部の回路 パターンの機密保持を実現する。
[0044] なお、当然ではあるが、ガラス層 2を 2層構造にする必要は必ずしも無ぐガラス層 2 を単層構造としてもよい。その場合、単層構造を遮光性ガラスで構成するカゝ透光性ガ ラスで構成するかは、上記密着強度、または、上記機密保持性および印字性、いず れを優先するかにより定めればよい。
[0045] なお、上記した誘電体基板 1、ガラス層 2それぞれの組成および寸法は、誘電体基 板とガラス層との密着度ゃ耐環境性、フィルタ特性などを考慮して適宜設定すればよ い。
[0046] ガラス層 2の表主面には複数のはみ出し電極 31A〜31F, 32A〜32Eが形成され ている。このはみ出し電極 31A〜31F, 32A〜32Eは後述する側面電極の印刷時 に主面にはみ出した電極であり、印刷条件によっては生じない場合もありうる。また、 フィルタ素子 100の裏主面にも、側面電極印刷時に電極がはみ出す。裏主面にはみ 出した電極は接地電極 13や端子電極 17A, 17Bに一体化する。
[0047] 誘電体基板 1の表主面側にガラス層 2を積層しているため、側面電極印刷時に表 主面側のはみ出し電極が、主面パターンの接続不要部分に短絡してしまうことが防 げる。また、フィルタ素子 100の、外部からの力学的要因や使用時の熱的要因などに 対する耐環境性能を高 、ものにして 、る。
[0048] 誘電体基板 1の裏主面には接地電極 13と端子電極 17A, 17Bとを設けている。接 地電極 13はストリップライン共振器の接地電極であり、フィルタ素子 100を実装基板 に実装する接地電極を兼ねるものである。また、端子電極 17A, 17Bはフィルタ素子 100を実装基板に実装する際に高周波信号入出力端子に接続するものである。接 地電極 13は誘電体基板 1の裏主面側の略全面に設けていて、端子電極 17A, 17B は左側面に接する角付近にそれぞれ接地電極 13とは分離して配している。接地電 極 13と端子電極 17A, 17Bとはそれぞれ、導電体ペーストをスクリーン印刷等で印 刷し焼成により形成した、厚み (Z軸方向）約 15 mの電極である。
[0049] フィルタ素子 100の右側面と左側面にはそれぞれ、側面電極 4A〜4Fと側面電極 5 A〜5Eを設けている。側面電極 4A〜4Fと側面電極 5A〜5Eは、側面共振線路と絶 縁層側面電極カゝら構成している。側面電極 4A〜4Fと側面電極 5A〜5Eは、それぞ れ誘電体基板 1の裏主面力 ガラス層 2の表主面にかけて Z軸方向に延びる長方形 状の電極であり、導電体ペーストをスクリーン印刷等で印刷し焼成により形成した、厚 み (X軸寸法)約 15 mの銀電極であり、その線路幅を、誘電体基板 1とガラス層 2と の層間に設けた回路パターン (不図示）の線路幅と異ならせたものである。側面電極 4A〜4Fと側面電極 5A〜5Eとの線路幅については後述する。
[0050] 側面電極 4A〜4Fはそれぞれ誘電体基板 1およびガラス層 2の層間に設けた回路 パターン (不図示）とはみ出し電極 31A〜31Fと接地電極 13とに導通する。また、側 面電極 5B〜5Dはそれぞれ、誘電体基板 1およびガラス層 2の層間に設けた回路パ ターン (不図示）とはみ出し電極 32B〜32Dと接地電極 13とに導通する。また、側面 電極 5A, 5Eはそれぞれ誘電体基板 1およびガラス層 2の層間に設けた回路パター ン（不図示）とはみ出し電極 32A, 32Eと端子電極 17A, 17Bとに導通する。
[0051] 次にフィルタ素子 100の内部構成について説明する。図 2は、フィルタ素子 100の 分解斜視図であり、誘電体基板 1とガラス層とを分離した状態を示して！/ヽる。
[0052] 誘電体基板 1の右側面には、側面共振線路 14A〜14Fを設けて 、る。また、左側 面には、側面端子電極 15A, 15Eと側面共振線路 15B〜15Dを設けている。
[0053] また、誘電体基板 1の表主面側には主面共振線路 12A〜12Iとコムライン結合用電 極 16A, 16Bとを形成している。主面共振線路 12A〜12Iとコムライン結合用電極 1 6A, 16Bとは電極厚み（Z軸寸法）約 6 μ mの銀電極であり、感光性銀ペーストのフォ トリソグラフィ等により形成した電極である。
[0054] これらの主面共振線路 12A〜12Iおよびコムライン結合用電極 16A, 16Bの電極 厚みを約 6 mにしているのに対して、前述の側面電極 4A〜4F、 5A〜5Eの電極 厚みは約 15 μ mにしていて、側面電極 4A〜4F、 5A〜5Eの電極厚みのほうをより 厚いものにしている。これは、一般に電流集中が生じる共振線路の短絡端側の部位 の電極厚みを厚く設定することで電流を分散させ、導体ロスを低減させるためである 。この構成によって、フィルタ素子 100は挿入損失が小さい素子になっている。
[0055] 主面共振線路 12Aと主面共振線路 12Bは、それぞれ長方形状の電極であり誘電 体基板 1の右側面でそれぞれ側面共振線路 14A, 14Bに連続する。また、主面共振 線路 12Aは表主面の左側面側で側面端子電極 15Aに連続し、側面端子電極 15A を介して端子電極 17Aに導通する。主面共振線路 12Aと側面共振線路 14A、およ び主面共振線路 12Bと側面共振線路 14Bは、それぞれ共振線路を構成し、各共振 線路は接地電極 13とともにストリップライン共振器を構成している。主面共振線路 12 Aと主面共振線路 12Bとの間には、コムライン結合用電極 16Aを設けていて、表主 面の右側面側で接続して構成して！/ヽる。
[0056] したがって、主面共振線路 12Aと主面共振線路 12Bそれぞれを含んで構成される 2つのストリップライン共振器は互いにコムライン結合する。この 2つのストリップライン 共振器の間には共振モードとして、共振線路間の中央に電気壁が存在するような od dモードと、共振線路間の中央に磁気壁が存在するような evenモードとが生じる。 od dモードの場合、 2つのストリップライン共振器はコムライン結合用電極 16Aにより短絡 される。一方、 evenモードの場合、 2つのストリップライン共振器はコムライン結合用 電極 16A部分で開放される。したがって、 evenモードに比べて oddモードの共振器 長が短くなり周波数が高くなる、これにより oddモードと evenモードとの共振周波数の 差が大きくなり、インターディジタル結合に匹敵する強いコムライン結合が得られる。
[0057] 主面共振線路 12Hと主面共振線路 121は、それぞれ長方形状の電極であり誘電 体基板 1の右側面でそれぞれ側面共振線路 14E, 14Fに連続する。また、主面共振 線路 121は表主面の右側面側で側面端子電極 15Eに連続し、側面端子電極 15Eを 介して端子電極 17Bに導通する。主面共振線路 12Hと側面共振線路 14E、および 主面共振線路 121と側面共振線路 14Fはそれぞれ共振線路を構成し、各共振線路 はそれぞれ接地電極 13とともにストリップライン共振器を構成している。主面共振線 路 12Hと主面共振線路 121との間には、コムライン結合用電極 16Bを設けていて、表 主面の右側面側を接続して構成している。したがって、主面共振線路 12Aと主面共 振線路 12Bとコムライン結合用電極 16Aとから成る電極と同様に、主面共振線路 12 Hを含んで構成されるストリップライン共振器と主面共振線路 121を含んで構成される ストリップライン共振器との間でもインターディジタル結合に匹敵する強いコムライン 結合が得られる。
[0058] 主面共振線路 12C〜12Gはそれぞれ長方形状の銀電極である。主面共振線路 1 2C, 12E, 12Gは誘電体基板 1の左側面で側面共振線路 15B, 15C, 15Dに連続 し、右側面側で開放している。一方、主面共振線路 12D, 12Fは誘電体基板 1の右 側面で側面共振線路 14C, 14Dに連続し、左側面側で開放している。主面共振線 路 12C〜12Gはそれぞれ、側面共振線路 15B, 14C, 15C、 14D、 15Dとともに共 振線路を構成し、接地電極 13とともにストリップライン共振器を構成している。ここで は、各ストリップライン共振器の開放端の向きと短絡端の向きが、互い違いになるよう に各ストリップライン共振器を配置して 、る。したがってこれらのストリップライン共振器 同士はインターディジタル結合する。
[0059] 主面共振線路 12A〜12Iを構成する共振線路の線路幅 (Y軸寸法)や配置間隔は 、必要とする周波数特性を実現するために調整したものである。ここでは、主面共振 線路 12A〜12Iの線路幅は互いに等しぐ配置間隔も一定であるとする。なお、当然 ながら上記構成 (線路幅および配置間隔）に本発明は限定されない。
[0060] このような主面共振線路 12A〜12Iを形成することにより、主面共振線路 12Aを含 んで構成されるストリップライン共振器は端子電極 17Aに対してタップ結合する。主 面共振線路 12Aと主面共振線路 12Bとのそれぞれを含んで構成される 2つのストリツ プライン共振器は互いにコムライン結合し、主面共振線路 12Bを含んで構成されるス トリップライン共振器は、主面共振線路 12Cを含んで構成されるストリップライン共振 器とインターディジタル結合する。主面共振線路 12Cを含んで構成されるストリップラ イン共振器は、主面共振線路 12Dを含んで構成されるストリップライン共振器とインタ 一ディジタル結合する。主面共振線路 12Dを含んで構成されるストリップライン共振 器は、主面共振線路 12Eを含んで構成されるストリップライン共振器とインターデイジ タル結合する。主面共振線路 12Eを含んで構成されるストリップライン共振器は、主 面共振線路 12Fを含んで構成されるストリップライン共振器とインターディジタル結合 する。主面共振線路 12Fを含んで構成されるストリップライン共振器は、主面共振線 路 12Gを含んで構成されるストリップライン共振器とインターディジタル結合する。主 面共振線路 12Gを含んで構成されるストリップライン共振器は、主面共振線路 12H を含んで構成されるストリップライン共振器とインターディジタル結合する。主面共振 線路 12Hと主面共振線路 121とのそれぞれを含んで構成される 2つのストリップライン 共振器は互いにコムライン結合する。主面共振線路 121を含んで構成されるストリップ ライン共振器は端子電極 17Bに対してタップ結合する。
[0061] 従ってこのチップフィルタ素子は、 9段の共振器を備えた帯域通過フィルタを構成 する。インターディジタル結合による強い結合を得て広帯域特性を実現するとともに、 コムライン結合特有の高域側減衰極を利用して、所望のフィルタ特性を得て 、る。
[0062] また、ガラス層 2は、ガラスペーストのスクリーン印刷等で形成し焼成により形成した ガラス層である。その右側面には、側面電極 4A〜4Fを構成する絶縁層側面電極 34
A〜34Fを設けている。また、左側面には、側面電極 5A〜5Eを構成する複数の絶 縁層側面電極 35A〜35Eを設けている。また表主面には、はみ出し電極 31A〜31
F, 32A〜32Eが生じている。
[0063] このように誘電体基板 1とガラス層 2とを積層し、主面共振線路 12A〜12Iを覆うよう にガラス層 2を形成しているため、フィルタ素子 100の湿気や温度、力学的損傷など に対する耐環境性能が高まる。
[0064] 次に、側面共振線路 14A〜14Fの配置間隔および線路幅の構成例について図 3 に基づいて説明する。
[0065] 側面共振線路 14Aは主面共振線路 12Aから連続する位置に配していて、その線 路幅は主面共振線路 12Aの線路幅よりも狭いものにしている。側面共振線路 14B, 14C, 14E, 14Fの線路幅も、それぞれが連続する主面共振線路 12B, 12D, 12H , 121の線路幅よりも狭いものにしている。なお、このように共振線路の線路幅を主面 側より側面側で狭くする場合、側面での線路幅が、前記表主面での線路幅より小さく 0. 5倍より大きいと好適であり、このような範囲では誘電体基板側面での線路幅を設 定することによる共振周波数の変動が顕著なものとなる。
[0066] このように、側面共振線路の線路幅を主面共振線路の線路幅よりも小さくすることで 、共振線路の主面側の線路幅と側面側の線路幅が同幅である場合よりも、ストリップ ライン共振器の共振周波数を低くすることができる。
[0067] また、側面共振線路 14Dは主面共振線路 12Fから連続する位置に配していて、そ の線路幅は主面共振線路 12Fの線路幅よりも広!、ものにして!/、る。このように共振線 路の線路幅を主面側より側面側で広くする場合、側面での線路幅が、前記表主面で の線路幅のより大きく 1. 1倍より小さいと好適であり、このような範囲では誘電体基板 側面での線路幅を設定することにより、共振周波数を調整してのフィルタ特性の調整 が効果的に行える。
[0068] このように側面共振線路の線路幅を主面共振線路の線路幅よりも若干大きくした場 合、共振線路の主面側の線路幅と側面側の線路幅が同幅である場合よりも、ストリツ プライン共振器の共振周波数を高めることができる。
[0069] また、側面共振線路 14A, 14Bの間隔によって、コムライン結合の強さが変動する 。側面共振線路同士の間隔が狭くなれば、それらを含んで構成されるストリップライン 共振器の間の結合を強めることができ、側面共振線路同士の間隔が広くなれば、そ れらを含んで構成されるストリップライン共振器の間の結合を弱めることができる。
[0070] この構成例では、側面共振線路 14A, 14Bの線路幅をそれぞれ狭くしているので、 当然、側面共振線路同士の間隔が広がる。したがって、コムライン結合は弱まる方向 に作用する。し力しながら、コムライン結合用電極によるコムライン結合を強める方向 の作用のほうが大きなものであり、ここでは強いコムライン結合を得ている。
[0071] また、側面共振線路の幅方向の中心と主面共振線路の幅方向の中心とを偏心させ ることでコムライン結合を設定することも可能である。図示する側面共振線路 14Bと主 面共振線路 12Bは、それぞれの幅方向の中心を偏心させていて、側面共振線路 14 Bを隣接する側面共振線路 14A側に偏心させている。このようにしてコムライン結合 を強めている。
[0072] また、側面共振線路 14C, 14D, 15B, 15C, 15Dにおいても、誘電体基板側面の 側面共振線路の線路幅により、各共振器の共振周波数の調整が可能になる。
[0073] 上記した側面共振線路 14A, 14Bの配置構成により、コムライン結合する 2つのスト リップライン共振器の共振線路間を導通するコムライン結合用電極 16Aを設けながら 、誘電体基板側面の側面共振線路の線路幅および配置間隔により、コムライン結合 する 2つの共振器の間の結合度の調整と各共振器の共振周波数の調整とが可能に なる。このことは側面共振線路 14E, 14Fの配置構成についても同様である。
[0074] このように、側面共振線路と接地電極との接続点付近を短絡端とする共振線路を構 成し、そして、側面共振線路と主面共振線路との線路幅を異ならせることで、ストリツ プライン共振器の共振特性、即ち共振周波数および隣接するストリップライン共振器 との結合度とを調整したフィルタ素子を構成できる。
[0075] なお、主面電極の線路幅よりも側面電極の線路幅のほうが、共振周波数の変化に 寄与する影響が小さい。したがって、この側面電極の線路幅の調整により、フィルタ 素子の共振周波数を精緻に調整できる。
[0076] 次に、フィルタ素子 100の製造工程を説明する。
[0077] 図 4に示すフィルタ素子 100の製造工程では、
(S 1)まず、 Vヽずれの面にも電極を形成して ヽな ヽ誘電体母基板を用意する。
[0078] (S2)次に、誘電体母基板に対して、裏主面側に導電体ペーストをスクリーン印刷し、 焼成を経て接地電極および端子電極を形成する。
[0079] (S3)次に、誘電体母基板の表主面側に、フォトリソグラフィ法を用いた印刷、露光、 現像を経て感光性導電体ペーストのパターンを形成し、焼成により表主面の各種電 極（回路パターン)を形成する。
[0080] (S4)次に、誘電体母基板の表主面側にガラスペーストを印刷し、焼成を経てガラス 層を形成する。
[0081] (S5)次に、上記のようにして構成した誘電体母基板力 ダイシングなどにより多数の フィルタ素子素体を切り出す。切り出し後に一部のフィルタ素子素体の上面パターン に対して電気特性の予備測定を行う。
[0082] (S6)次に、切り出した複数のフィルタ素子素体からひとつ又は少数のフィルタ素子 素体を抜き取り、側面電極の試行形成を行い、所望の共振特性が得られる最適化し た側面電極の線路幅と配置間隔を持つ側面電極パターンを選択する。
[0083] (S7)抜き取ったフィルタ素子素体への側面電極の試行形成により所望の共振特性 が得られる線路幅および配置間隔を持つ最適化した側面パターンを選択し、その後 、同一基板ロットの複数のフィルタ素子素体に対して、最適化した側面パターンで側 面に導電体ペーストを印刷し、焼成を経て側面電極を形成する。
[0084] 以上の製造方法により、表主面への回路パターンの形成後に、側面への側面共振 線路の形成によりストリップライン共振器の共振特性を調整でき、所望の共振特性を 確実に得ることができる。
[0085] なお、側面電極の線路幅は主面電極の線路幅よりも大き!/、場合、側面電極の印刷 時に印刷位置がずれると側面電極と主面電極の接続部分の幅が変化しやす！ヽ。こ の幅の変化により共振周波数が変化してしまう虞があるため、側面電極の線路幅は 主面電極の線路幅よりも小さ 、方が好まし 、。このように側面電極の線路幅は主面 電極の線路幅よりも小さいと、共振線路がステップインピーダンス構造となり、主面電 極の線路長を短くしても共振周波数を得やすくなるので、フィルタの小型化に寄与す る。また、側面電極の線路幅は主面電極の線路幅よりも小さいと、隣接する側面電極 間の間隔調整の自由度が増すため、これらの結合度調整の容易化にも寄与する。
[0086] 次に、本発明の第 2の実施形態のフィルタ素子について図 5 (A)に基づいて説明 する。
[0087] 本実施形態のフィルタ素子 200は、第 1の実施形態に示したフィルタ素子 100と、 誘電体基板 1の側面に設ける側面共振線路の形状が異なる。具体的には、コムライ ン結合する 2つのストリップライン共振器の側面共振線路間を共通の幅広なものにし ている。このような構成により第 1の実施形態のフィルタ素子 100に比べてコムライン 結合を更に強いものにしている。この場合であっても、前記共通の側面共振線路の 線路幅および偏心量の調整により共振周波数の調整、および結合度の調整が、有る 程度可能である。
[0088] 次に、本発明の第 3の実施形態のフィルタ素子について図 5 (B)に基づいて説明 する。
[0089] 本実施形態のフィルタ素子 300は、ストリップライン共振器同士の結合にコムライン 結合を用いずに、インターディジタル結合のみを用いた構成である。このようなフィル タであっても本発明は好適に実施できる。
[0090] なお、上記した表主面共振線路や側面共振線路の配置構成は製品仕様に応じた ものであり、製品仕様に応じたどのような形状であっても良い。また、ストリップライン 共振器の段数も上記した段数に限るものではない。本発明は上記構成以外であって も適用でき、ストリップライン共振器の側面共振線路と接地電極との接続点付近を短 絡端とする共振線路を構成するものであれば、多様な回路パターンの形状に採用で きる。
また、本発明は多様な構成のストリップライン力もなる回路パターンに適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 平板状の誘電体基板と、
前記誘電体基板の裏主面に設けた接地電極と、
前記誘電体基板の側面と前記裏主面との境界付近を短絡端にして、前記誘電体 基板の前記側面力も表主面にかけて延設した共振線路と、で複数のストリップライン 共振器を構成するとともに、
これら複数のストリップライン共振器のいずれかに結合する入出力端子を備えるフィ ルタ素子において、
前記複数のストリップライン共振器の 、ずれかは、前記共振線路の線路幅が前記 表主面と前記側面とで異なるフィルタ素子。
[2] 前記複数のストリップライン共振器のうち前記入出力端子が結合するストリップライ ン共振器と、そのストリップライン共振器に隣接するストリップライン共振器とはコムライ ン結合し、
他のストリップライン共振器は、隣接するストリップライン共振器とインターディジタル 結合する請求項 1に記載のフィルタ素子。
[3] 前記コムライン結合する 2つのストリップライン共振器同士を導通させるコムライン結 合用電極を、前記ストリップライン共振器の短絡端側に備える請求項 2に記載のフィ ルタ素子。
[4] 前記コムライン結合用電極は、前記誘電体基板の表主面に設けた電極力 なる請 求項 3に記載のフィルタ素子。
[5] 前記共振線路の前記側面での幅方向の中心と前記表主面での幅方向の中心とを 偏心させた請求項 1〜4のいずれかに記載のフィルタ素子。
[6] 前記側面での前記共振線路の電極厚みが、前記表主面での前記共振線路の電極 厚みより厚 、請求項 1〜5の!、ずれかに記載のフィルタ素子。
[7] 前記表主面の前記共振線路を感光性導電体ペーストから形成し、
前記側面の前記共振線路、前記接地電極、および前記入出力端子を非感光性導 電体ペーストから形成した請求項 1〜6のいずれかに記載のフィルタ素子。
[8] 前記共振線路の前記側面での線路幅が、前記表主面での線路幅の 0. 5倍以上 1 倍未満、または、 1倍を超え 1. 1倍以下である請求項 1〜7のいずれかに記載のフィ ルタ素子。
[9] 前記誘電体基板の表主面側に絶縁層を積層し、前記絶縁層の側面に前記共振線 路の前記側面から延長する絶縁層側面電極を備える請求項 1〜8のいずれかに記 載のフィルタ素子。
[10] 表主面に主面共振線路を形成し裏主面に接地電極を形成した平板状の誘電体母 基板を、分割して複数のフィルタ素子素体を形成する分割ステップと、
前記分割ステップにより形成された前記フィルタ素子素体の側面に、前記主面共振 線路から前記接地電極にかけて、前記主面共振線路の線路幅と異なる線路幅で導 電体ペーストを印刷し、乾燥し、焼成して、側面共振線路を形成し、前記主面共振線 路と前記側面共振線路とにより前記フィルタ素子素体の側面と前記裏主面との境界 付近を短絡端とする共振線路を構成する共振線路形成ステップと、
を備えるフィルタ素子の製造方法。
[11] 前記共振線路形成ステップは、前記分割ステップにより形成された複数のフィルタ 素子素体のうちから抜き取ったフィルタ素子素体に対して前記側面共振線路を形成 し、前記側面共振線路の形状を最適化し、その後、前記複数のフィルタ素子素体の 全てに対して前記側面共振線路を前記最適化した形状で形成するステップである請 求項 10に記載のフィルタ素子の製造方法。
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