DE19741147C1 - Ceramic filter manufacturing method - Google Patents

Ceramic filter manufacturing method

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    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
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    • H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block

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Abstract

The method includes the step of arranging at least two pressed forms (10,11) from ceramic material with different dielectric behaviour onto each other, such that resonators (4,5) formed internally are respectively aligned. The forms are then pressed together, and the formed body is sintered. The pressed forms may be sintered and then combined by gluing.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonatoren. Außerdem betrifft die Erfindung nach den Verfahren herge­ stellte Keramikfilter.The invention relates to methods for producing a Ceramic filters with jumps in wave resistance of resonators. The invention also relates to the method put ceramic filters.

Im allgemeinen sind Filter mit Resonatoren, die Impedanz- bzw. Widerstandssprünge aufweisen, bedingt durch die Anforde­ rungen an die unterschiedlichen Kopplungen ziemlich groß. Ferner ist die Herstellung insbesondere von sehr kleinen Bauformen preßtechnisch ausgesprochen schwierig. Im allgemei­ nen werden bei den bisher angewandten Verfahren die Impedanz­ sprünge durch versetzte Nadeln hergestellt. Bei kleineren bzw. sehr kleinen Bauformen müssen jedoch immer dünnere Na­ deln verwendet werden, was zur Folge hat, daß die Gefahr ei­ nes Nadelbruchs steigt.In general, filters with resonators, the impedance or have resistance jumps, due to the requirement the different couplings quite large. Furthermore, the manufacture is particularly very small Designs extremely difficult in terms of press technology. In general Impedance is used in the previously used methods jumps made by offset needles. With smaller ones or very small designs, however, must always have thinner Na deln be used, with the result that the danger egg needle break increases.

Aus der DE 42 29 001 C1 ist ein Verfahren zur Metallisierung von monolithischen Mikrowellen-Keramikfiltern bekannt, bei dem Koppelhohlräume vor der Metallisierung mit Keramikfolie abgedeckt werden.DE 42 29 001 C1 describes a method for metallization known from monolithic microwave ceramic filters, at the coupling cavity before the metallization with ceramic foil be covered.

Aus "Patent Abstracts of Japan" 07142914 A ist ein Keramik­ filter mit gesinterten Schichten bekannt.From "Patent Abstracts of Japan" 07142914 A is a ceramic filter with sintered layers known.

Aus "Patent Abstracts of Japan" 07170116 A ist ein dielektri­ sches Keramikfilter bekannt, das aus rechteckigen Resonatoren besteht.From "Patent Abstracts of Japan" 07170116 A is a dielectri cal ceramic filter known from rectangular resonators consists.

Aus "Patent Abstracts of Japan" 09064616 A ist ein dielektri­ sches Keramikfilter bekannt, das mit Ausnahme einer Seiten­ fläche metallisiert ist.From "Patent Abstracts of Japan" 09064616 A is a dielectri cal ceramic filter known with the exception of one side surface is metallized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellen von Keramikfiltern mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonatoren so zu gestalten, daß es fertigungstechnisch wenig aufwendig ist. Ferner soll bei Keramikfiltern mit Wellenwiderstands­ sprüngen die Durchlaßcharakteristik der Filterkurven an die jeweils vorgesehene Applikation angepaßt werden können.The invention has for its object the manufacture of Ceramic filters with wave resistance jumps of resonators to be designed in such a way that it is not technically complex to manufacture is. Furthermore, ceramic filters with wave resistance are said to the pass characteristic of the filter curves jump to the intended application can be adapted.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe bei Verfahren zum Her­ stellen von Keramikfiltern mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonatoren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 2 reali­ siert.According to the invention, this object is in methods for manufacturing of ceramic filters with jumps in wave resistance of Resonators with the features of claims 1 or 2 reali siert.

Ferner sind mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellte Keramikfilter in den Ansprüchen 3 oder 4 angegeben. Furthermore, with the aid of the method according to the invention put ceramic filter specified in claims 3 or 4.  

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Keramikfilter bezüglich der Festlegung des Verlaufs einer Filterdurchlaßcharakterstik sind in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben.Advantageous refinements of the ceramic filter in terms of Definition of the course of a filter passage characteristic are given in claims 5 and 6.

Bei einer bevorzugten Realisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellenwi­ derstandssprüngen von Resonatoren werden mindestens zwei Preßlinge aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Die­ lektrika so übereinander angeordnet, daß in den Preßlingen jeweils ausgebildete Resonatoren fluchten. Dann werden die übereinander angeordneten Preßlinge miteinander verpreßt und anschließend gesintert.In a preferred implementation of an inventive Method for manufacturing a ceramic filter with Wellenwi The leaps in resonators will be at least two Compacts from ceramic materials with different die lektrika arranged one above the other so that in the compacts trained resonators are in alignment. Then they will superimposed compacts pressed together and then sintered.

Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahrens zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellenwiderstandssprüngen von Reso­ natoren werden zuerst mindestens zwei Preßlinge aus Keramik­ materialien mit unterschiedlichen Dielektrika gesintert. Die gesinterten Preßlinge werden dann so übereinander angeordnet und durch Verkleben miteinander verbunden, daß in den einzel­ nen Preßlingen ausgebildete Resonatoren miteinander fluchten.In another advantageous method for manufacturing of a ceramic filter with surge waves from Reso First, at least two ceramic compacts are made materials sintered with different dielectrics. The sintered compacts are then arranged one above the other and connected by gluing that in the individual NEN molded resonators aligned.

Bei Anwenden der erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich ins­ besondere sehr kleine Bauformen von Keramikfiltern mit Wel­ lenwiderstandssprüngen mit geringem Aufwand realisieren, ohne daß preßtechnisch besondere Schwierigkeiten auftreten, da keine starke mechanische Belastung mehr auftritt. Daher sind die erfindungsgemäßen Verfahren auch sicherer und zuverlässi­ ger als die bisher angewendeten Fertigungsmethoden durchzu­ führen.When using the method according to the invention, the special very small designs of ceramic filters with wel Realize jumps in resistance with little effort, without that there are special difficulties in terms of press technology, because no strong mechanical stress occurs. Therefore are the methods according to the invention are also safer and more reliable less than the previously used manufacturing methods to lead.

Ferner kann bei nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Keramikfiltern der Verlauf deren Durchlaßcha­ rakteristik im Hinblick auf die jeweils vorgesehene Applika­ tion in vorteilhafter Weise durch den Abstand zwischen den Mittenachsen von kreiszylinderförmigen Resonatoren und deren Durchmesser bzw. bei Resonatoren mit rechteckigem, quadrati­ schem, ovalem oder elliptischem Querschnitt durch den Abstand von durch den Schwerpunkt verlaufenden Mittelachsen dieser Resonatoren und der größten Abmessung der jeweiligen Resona­ toren festgelegt werden.Furthermore, according to one of the methods according to the invention manufactured ceramic filters the course of their pass-through characteristic with regard to the respective intended applications tion in an advantageous manner by the distance between the Center axes of circular cylindrical resonators and their Diameter or for resonators with rectangular, quadrati schematic, oval or elliptical cross section through the distance  of central axes running through the center of gravity Resonators and the largest dimension of the respective resona gates.

Bei anwendungsgerechter Wahl der beiden Parameter Abstand und Durchmesser bzw. größte Abmessung der vorgesehenen Resonato­ ren eignen sich die Filter beispielsweise für einen Einsatz bei schmalbandigen Schnurlostelefon-Systemen oder auch bei breitbandigen Mobilfunksystemen.When the two parameters distance and Diameter or largest dimension of the intended resonato For example, the filters are suitable for use with narrowband cordless telephone systems or also with broadband mobile radio systems.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, bevorzugten Aus­ führungsform eines Keramikfilters mit Wellenwiderstandssprün­ gen von Resonatoren im einzelnen beschrieben. Es zeigen:The invention is based on one of the following Preferred process produced according to the invention the form of a ceramic filter with a sudden change in characteristic impedance gene resonators described in detail. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungs­ form eines Keramikfilters gemäß der Erfindung, und Fig. 1 is a perspective view of an embodiment form of a ceramic filter according to the invention, and

Fig. 2 einen bei Keramikfiltern gemäß der Erfindung erreich­ baren Verlauf einer qualitativ angepaßten Filter- Durchlaßcharakteristik. Fig. 2 a achievable in ceramic filters according to the invention ble course of a qualitatively adapted filter pass characteristic.

In Fig. 1 ist stark vergrößert eine schematische perspektivi­ sche Darstellung eines in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichne­ ten Keramikkörpers dargestellt. Der in Fig. 1 wiedergegebene Keramikkörper 1 besteht aus zwei Keramiklagen 10 und 11, die aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika ge­ bildet sind.In Fig. 1, a schematic perspective representation of a ceramic body, designated in its entirety by 1 , is shown greatly enlarged. The ceramic body 1 shown in FIG. 1 consists of two ceramic layers 10 and 11 which are formed from ceramic materials with different dielectrics.

Hierbei besteht die untere Lage 11 aus einem Keramikmaterial mit einem Dielektrikum εr2, während die in Fig. 1 darüber an­ geordnete dünnere Lage 10 aus einem Keramikmaterial mit einem Dielektrikum εr1 besteht, wobei gilt: εr1 < εr2.Here, the lower layer 11 consists of a ceramic material with a dielectric ε r2 , while the thinner layer 10 arranged above in FIG. 1 consists of a ceramic material with a dielectric ε r1 , where: ε r1 <ε r2 .

In dem Keramikkörper 1, der aus den Lagen 10 und 11 mit un­ terschiedlichen Dielektrika εr1 und εr2 gebildet ist, sind durchgehende kreiszylinderförmige Resonatoren 4 und 5 ausge­ bildet, deren strichpunktiert wiedergegebenen Mittenachsen einen Abstand A voneinander haben und die jeweils einen Durchmesser D haben.In the ceramic body 1 , which is formed from the layers 10 and 11 with different dielectrics ε r1 and ε r2 , continuous circular-cylindrical resonators 4 and 5 are formed, the center axes of which are shown in broken lines and have a distance A from one another and each have a diameter D. .

Durch eine entsprechende Wahl des Abstandes A und der Durch­ messer D können somit anwendungspezifische qualitative Durch­ laßcharakteristiken der einzelnen Keramikfilter festgelegt werden.By an appropriate choice of the distance A and the through knives D can therefore application-specific qualitative characteristics of the individual ceramic filters will.

In Fig. 2 ist ein möglicher Verlauf einer solchen qualitativen Durchlaßcharakteristik wiedergegeben. Hierbei sind in Fig. 2 auf der Abszisse die Frequenz und auf der Ordinate die Dämp­ fung aufgetragen.A possible course of such a qualitative transmission characteristic is shown in FIG . Here, 2 are plotted on the abscissa is the frequency and the ordinate provides a blend Fung in Fig..

In der aus Keramikmaterial mit einem Dielektrikum εr1 herge­ stellten oberen Lage 10 des Keramikkörpers 1 befinden sich jeweils rechts bzw. links außen im gleichen Abstand von den Mittenachsen der Resonatoren 4 und 5 Ankopplungsstrukturen 2 und 3, welche, was im einzelnen nicht dargestellt ist, durch galvanische Auftrennung der Metallisierung, beispielsweise mechanisch, ätztechnisch oder photolacktechnisch gebildet sind.In the upper layer 10 of the ceramic body 1 made of ceramic material with a dielectric ε r1 , there are coupling structures 2 and 3 on the right and left outside at the same distance from the center axes of the resonators 4 and 5 , which, which is not shown in detail, are formed by galvanic separation of the metallization, for example mechanically, etching technology or photoresist technology.

Im übrigen ist der Keramikkörper 1, abgesehen von seiner Un­ terseite 12 und seiner Oberseite 13 einschließlich der Innen­ flächen der Resonatorbohrungen 4 und 5 allseitig metalli­ siert. Da dies bei Filtern der in Rede stehenden Art an sich bekannt ist, ist die Metallisierung aus Übersichtlichkeits­ gründen in Fig. 1 nicht gesondert eingetragen.For the rest, the ceramic body 1 , apart from its underside 12 and its top 13 including the inner surfaces of the resonator bores 4 and 5, is metallized on all sides. Since this is known per se in filters of the type in question, the metallization is not entered separately in FIG. 1 for reasons of clarity.

BezugszeichenlisteReference list

11

Keramikfilter
Ceramic filter

22nd

, ,

33rd

Ankopplungsstrukturen
Coupling structures

44th

, ,

55

Resonatoren
AAbstand
DDurchmesser
εr1 Resonators
A distance
D diameter
ε r1

, εr2 , ε r2

unterschiedliche Dielektrika
different dielectrics

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellen­ widerstandssprüngen von Resonatoren, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) mindestens zwei Preßlinge (10, 11) aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (εr1, εr2) so übereinan­ der angeordnet werden, daß in ihnen (10, 11) jeweils aus­ gebildete Resonatoren (4, 5) fluchten;
  • b) die übereinander angeordneten Preßlinge miteinander ver­ preßt werden und
  • c) der aus den miteinander verpreßten Preßlingen (10, 11) ge­ bildete Körper gesintert wird.
1. A method for producing a ceramic filter with wave resistance jumps of resonators, characterized in that
  • a) at least two compacts ( 10 , 11 ) made of ceramic materials with different dielectrics (ε r1 , ε r2 ) are arranged one above the other in such a way that in them ( 10 , 11 ) each formed from resonators ( 4 , 5 ) are aligned;
  • b) the compacts arranged one above the other are pressed together and
  • c) the body formed from the pressed compacts ( 10 , 11 ) is sintered.
2. Verfahren zum Herstellen eines Keramikfilters mit Wellen­ widerstandssprüngen von Resonatoren, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 1. a') mindestens zwei Preßlinge (10, 11) aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (εr1, εr2) gesintert wer­ den, und
  • 2. b') die gesinterten Preßlinge (10, 11) so übereinander ange­ ordnet und durch Verkleben miteinander verbunden werden, daß in den einzelnen Preßlingen (10, 11) ausgebildete Re­ sonatoren (4, 5) miteinander fluchten.
2. A method for producing a ceramic filter with wave resistance jumps of resonators, characterized in that
  • 1. a ') at least two compacts ( 10 , 11 ) made of ceramic materials with different dielectrics (ε r1 , ε r2 ) who sintered, and
  • 2. b ') the sintered compacts ( 10 , 11 ) are arranged one above the other and connected by gluing that in the individual compacts ( 10 , 11 ) trained Re sonators ( 4 , 5 ) are aligned.
3. Keramikfilter mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonato­ ren, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (1) aus in axialer Richtung der Resonatoren (4, 5) übereinander angeordneten, miteinander verpreßten und an­ schließend gesinterten Preßlingen aus Keramikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (εr1, εr2) gebildet ist.3. Ceramic filter with jumps in wave resistance of Resonato ren, characterized in that the filter ( 1 ) from one above the other in the axial direction of the resonators ( 4 , 5 ), pressed together and then sintered compacts from ceramic materials with different dielectrics (ε r1 , ε r2 ) is formed. 4. Keramikfilter mit Wellenwiderstandssprüngen von Resonato­ ren, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (1) aus gesinterten Preßlingen (10, 11) aus Kera­ mikmaterialien mit unterschiedlichen Dielektrika (εr1, εr2) be­ steht, die so miteinander verklebt sind, daß in den Preßlin­ gen (10, 11) ausgebildete Resonatoren (4, 5) miteinander fluch­ ten.4. Ceramic filter with jumps in wave resistance of Resonato ren, characterized in that the filter ( 1 ) made of sintered compacts ( 10 , 11 ) from ceramic materials with different dielectrics (ε r1 , ε r2 ) be, which are glued together so that in the Preßlin gene ( 10 , 11 ) trained resonators ( 4 , 5 ) with each other. 5. Keramikfilter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Durchlaßcharakteristik eines solchen Filters (1) durch den Abstand (A) der Mittelachsen der kreiszylinder­ förmigen Resonatoren (4, 5) und deren Durchmesser der Resona­ toren (4, 5) festlegbar ist.5. Ceramic filter according to one of claims 3 or 4, characterized in that the course of the pass characteristic of such a filter ( 1 ) by the distance (A) of the central axes of the circular-cylindrical resonators ( 4 , 5 ) and their diameter of the resonators ( 4th , 5 ) can be determined. 6. Keramikfilter nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Durchlaßcharakteristik eines solchen Filters (1) durch den Abstand (A) von durch den Schwerpunkt verlau­ fenden Mittenachsen von Resonatoren mit rechteckigem, quadra­ tischem, ovalem oder elliptischem Querschnitt und die größte Abmessung der jeweiligen Resonatoren festlegbar ist.6. Ceramic filter according to one of claims 3 or 4, characterized in that the course of the transmission characteristic of such a filter ( 1 ) through the distance (A) of the center axes of the resonators with rectangular, quadratic, oval or elliptical cross-section and the largest dimension of the respective resonators can be determined.
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