DE19857062A1

DE19857062A1 - Dielektrisches Filter und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE19857062A1
Application number: DE19857062A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Ito; Satoru Ota
Original assignee: Sanyo Electronic Components Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1998-12-10
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2018-12-11
Also published as: US6294968B1; DE19857062B4; US6154951A

Description

Die Erfindung betrifft ein dielektrisches Filter, haupt sächlich zur Verwendung mit Hochfrequenzsignalen mit hun derten Megahertz bis einigen wenigen Gigahertz.

Verschiedene Hochfrequenzfilter werden in Kommunikations vorrichtungen verwendet. Kompaktheit und verbesserte elek trische Eigenschaften sind bei hauptsächlich in Handys oder transportablen Telefonen und dergleichen mobilen Kommunika tionsvorrichtungen verwendeten Filtern erforderlich. Diese bekannten Filter zur Verwendung bei Hochfrequenzen umfassen dielektrische Filter mit dielektrischen Koaxialresonatoren, wie beispielsweise in JP-A-283904/1994 beschrieben. Das di elektrische Filter ist vom Oberflächenmontagetyp, das di rekt auf der Oberfläche einer Schaltungskarte montierbar ist und somit kompakt ist.

Fig. 12 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung ei nes dielektrischen Filters vom Oberflächenmontagetyp. Das Filter umfaßt eine Anzahl von (zwei in der Darstellung) di elektrischen Koaxialresonatoren 100, die in Kontakt mitein ander auf einer Basis 7 seitlich aneinander angeordnet sind.

Fig. 13 ist eine perspektivische Darstellung des dielektri schen Koaxialresonators 100. Der Resonator 100 umfaßt einen dielektrischen Körper 2 aus einem dielektrischen Material, der mit einer Durchgangsbohrung 22 versehen ist, die sich durch gegenüberliegende Endflächen 20, 21 des Körpers 2 er streckt. Eine leitende Außenschicht 30, eine leitende In nenschicht 31 und eine leitende Endschicht 32 sind jeweils an den äußeren Umfangsflächen des dielektrischen Körpers 2, der Innenfläche des Körpers, die die Bohrung 22 definiert, bzw. einer der Endflächen 21 des Körpers vorgesehen. Wie in Fig. 12 und 13 dargestellt ist, hat der Resonator 100 eine Bodenfläche 23, die durch teilweises Entfernen der Außen leiterschicht 30 gebildet ist. Die aneinandergrenzenden Flächen der benachbarten Resonatoren 100 sind lokal ent fernt, um Zwischenstufen-Kopplungsfenster 10 zu bilden. Bei dem Oberflächenmontagetyp ist der Resonator 100 im wesent lichen in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ausge bildet, so daß er einfach auf der Basis 7 montiert werden kann.

Wie in Fig. 12 dargestellt ist, hat die Basis Streifenlei tungen 81 für die elektrische Verbindung und ein Erdungsmu ster 80, die auf der oberen Fläche einer dielektrischen Ba sisplatte 70 ausgebildet sind. Jede der Streifenleitungen 81 auf der oberen Fläche der Basisplatte 70 erstreckt sich von einem inneren Bereich der Plattenfläche, um in Kontakt mit der Bodenfläche 23 des Resonators 100 zu stehen, zu dem Bereich der Plattenoberfläche, um in Kontakt mit der frei liegenden Endfläche 20 des Resonators 100 zu stehen. Das Erdungsmuster 80 ist auf der oberen Fläche der Basisplatte 70 mit Ausnahme von innenliegenden Bereichen der Platten fläche ausgebildet, die in Kontakt mit den Bodenflächen 23 der Resonatoren 100 stehen, und den Bereichen um die Strei fenleitungen 81.

Die Resonatoren 100 und die so aufgebaute Basis sind so an geordnet, daß die Resonatoren 100 angrenzend aneinander auf der Basis 7 positioniert sind. Bei dieser Anordnung sind die Resonatoren 100 elektromagnetisch miteinander über die Zwischenstufen-Kopplungsfenster 10 gekoppelt und die Strei fenleitungen 81 sind jeweils mit den Innenleiterschichten 31 der Resonatoren kapazitiv gekoppelt, wodurch ein Band paßfilter geschaffen ist.

Während das Filter der Fig. 12 zwei dielektrische Koaxial resonatoren 100 aufweist, kann zumindest ein dielektrischer Koaxialresonator, bei dem Zwischenstufen-Kopplungsfenster 10 auf gegenüberliegenden Seitenflächen ausgebildet sind, zwischen zwei Resonatoren 100 dazu angrenzend angeordnet sein. Im allgemeinen ist die Dämpfung der elektrischen Aus gangsleistung von Signalen an den Grenzen zwischen dem Paßband und der Außenseite umso größer, je größer die An zahl der verbundenen Resonatoren ist.

Um die Anpassung zwischen den aufeinanderfolgenden Resona toren 100 des so aufgebauten dielektrischen Oberflächenmon tagefilters sicherzustellen, wird die freiliegende Endflä che 20 jeden Resonators 100 durch Trimmen eingestellt, um ein vollständiges Produkt zu erhalten. Das vervollständigte Filter wird auf einer Schaltungskarte montiert, wobei die Rückfläche der Basis in Kontakt mit der Oberfläche der Schaltungskarte ist.

Zur Erfüllung der Anforderung, daß das dielektrische Ober flächenmontagefilter kompakt ist, ist es erwünscht, die Ko axialresonatoren nur auf der Schaltungskarte zu montieren, wobei die Basis 7 weggelassen wird.

In diesem Fall kann es notwendig sein, aneinandergrenzende Resonatoren miteinander zu verbinden. Dielektrische Koaxi alresonatoren zur Verwendung mit Hochfrequenzsignalen haben jedoch eine sehr geringe Axiallänge von einigen Millimetern und sind somit schwierig miteinander zu verbinden, um sie angemessen zu positionieren.

Des weiteren müssen dielektrische Koaxialresonatoren, die jeweils als Eingangsstufe und als Ausgangsstufe dienen, mit externen Verbindungselektroden versehen sein, die von den Außenleiterschichten der Resonatoren getrennt sind, anstatt der Streifenleitungen 81 auf der Basis 7. Im allgemeinen sind diese Elektroden in der Nähe der freiliegenden Endflä chen der jeweiligen Resonatoren so vorgesehen, daß sie stark mit ihren Innenleiterschichten gekoppelt sind. Die als Eingangsstufe und als Ausgangsstufe dienenden Resonato ren sind dann hinsichtlich der Resonanzwellenlänge wesent liche verkürzt und erhalten eine höhere Resonanzfrequenz. Im Fall des dielektrischen Filters mit zumindest drei an einandergrenzenden dielektrischen Koaxialresonatoren der selben Größe haben dann die Eingangsstufen- und Ausgangs stufenresonatoren eine höhere Resonanzfrequenz als der Zwi schenstufenresonator und sind somit daran nicht angepaßt, wodurch die Filtercharakteristika verschlechtert sind.

Eine näherungsweise Anpassung der Resonanzfrequenz kann er halten werden durch Verkleinern des Zwischenstufenresona tors in bezug auf die anderen Resonatoren in Axiallänge, wohingegen die unterschiedlichen Axiallängen der Resonato ren in einer Schwierigkeit beim Verbinden der aneinander grenzenden Resonatoren in Position resultiert.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines di elektrischen Filters mit aneinandergrenzenden dielektri schen Koaxialresonatoren, die aneinander verbunden und ein fach am Ort positioniert werden können, und eines Verfah rens zum Herstellen des Filters.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines dielektrischen Filters mit zumindest drei dielektri schen Koaxialresonatoren mit derselben Länge, wobei die Re sonanzfrequenz des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufen resonators annähernd an die des Zwischenstufenresonators angepaßt werden kann, und eines Verfahrens zum Herstellen des Filters.

Zur Lösung dieser Aufgaben schafft die vorliegende Erfin dung ein Verfahren zum Herstellen eines dielektrischen Fil ters mit einer Anzahl von dielektrischen Koaxialresonato ren, die seitlich in Kontakt miteinander angeordnet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Vorbereitung von dielektrischen Koaxialresonatoren aus jeweils einem dielek trischen Körper aus dielektrischem Material und mit einer Durchgangsbohrung, die sich durch seine gegenüberliegenden Endflächen erstreckt, wobei der dielektrische Körper mit einer Außenleiterschicht und einer Innenleiterschicht auf einer Außenumfangsfläche bzw. einer Innenumfangsfläche ver sehen ist, die die Bohrung definiert, Ausbilden eines Zwi schenstufen-Kopplungsfensters durch Entfernen der Außenlei terschicht aus demselben Bereich aus jeder aneinandergren zenden Oberfläche der Resonatoren, die angrenzend zueinan der sein sollen, und Verbinden der seitlich aneinander an geordneten Resonatoren durch Anbringen eines elektrisch leitenden Verbindungsmaterials an zumindest einer der Außenleiterschichten, die an den zu verbindenden Oberflä chen verbleibt, Plazieren der Resonatoren nahe zueinander auf einem oberflächenglatten Tisch und Ermöglichen, daß die Oberflächenspannung des Verbindungsmaterials die Resonato ren zueinander zieht.

Wenn die dielektrischen Koaxialresonatoren seitlich anein ander auf dem oberflächenglatten Tisch zum Verbinden ange ordnet sind, erzeugt die Oberflächenspannung des Verbin dungsmaterials zwischen den aneinandergrenzenden Resonato ren eine Kraft, die sie zusammenziehend wirkt. Wenn dement sprechend die Außenleiterschichten der jeweils gegenüber liegenden zusammenzubringenden Oberflächen in demselben Be reich liegen, übt die Oberflächenspannung des Verbindungs materials 4 eine Kraft aus, um die Außenleiterschichten 300, 301 der aneinandergrenzenden Oberflächen zueinander zu ziehen, wie in Fig. IB dargestellt ist, selbst wenn die zu verbindenden Teile der Resonatoren 1 etwas relativ zueinan der verschoben sind, wie in Fig. 1A dargestellt ist. Die Resonatoren 1 gleiten aufgrund der Kraft auf dem oberflä chengeglätteten Tisch und werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist, spontan richtig positioniert verbunden. Dies vermeidet das Erfordernis der Positionierung der Resonatoren richtig relativ zueinander vor der Verbindung, was die Herstellung des dielektrischen Filters vereinfacht.

Die Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren zum Herstel len eines dielektrischen Filters mit zumindest drei dielek trischen Koaxialresonatoren, die seitlich aneinander in Kontakt miteinander angeordnet sind, wobei das Verfahren den vorstehenden Schritt der Vorbereitung der dielektri schen Koaxialresonatoren aufweist und weiterhin die Schritte der Ausbildung einer externen Verbindungselektrode auf jedem Resonator, der als Eingangsstufe bzw. Ausgangs stufe dient, wobei die Elektrode auf der Oberfläche mit Ausnahme der angrenzenden Fläche in der Nähe einer freilie genden Endfläche positioniert ist und von der Außenleiter schicht isoliert ist, Verbinden des Eingangsstufenresona tors, wobei der Resonator, der als Zwischenstufe dient, und der Ausgangsstufenresonator in dieser Reihenfolge seitlich aneinander geordnet sind, und Entfernen der Innenleiter schicht des Zwischenstufenresonators nur über einen ge eigneten Bereich von seiner freiliegenden Endfläche, um nä herungsweise die Resonanzfrequenz des Zwischenstufenresona tors an die Resonanzfrequenz des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators anzupassen.

Selbst wenn dielektrische Koaxialresonatoren derselben Größe verwendet werden, wird die Außenleiterschicht oder die Innenleiterschicht vom Zwischenstufenresonator nur über einen geeigneten Bereich von seiner freiliegenden Endfläche entsprechend der Erfindung entfernt, wodurch die Resonanz frequenz des Zwischenstufenresonators an die Resonanzfre quenz des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators angepaßt werden kann. Dementsprechend kann das dielektri sche Filter aus dielektrischen Koaxialresonatoren von nur derselben Größe gefertigt werden und ist somit einfach her stellbar.

Die Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren zum Herstel len eines dielektrischen Filters mit zumindest drei dielek trischen Koaxialresonatoren, die in Kontakt zueinander seitlich aneinander angeordnet sind, wobei das Verfahren den vorstehenden Schritt der Vorbereitung der dielektri schen Koaxialresonatoren aufweist und weiterhin die Schritte der Ausbildung eines Zwischenstufen-Kopplungsfen sters in jeder der aneinandergrenzenden Oberflächen der Re sonatoren, die aneinandergrenzen, ungefähr in einem axialen Mittenteil sein sollen, durch Entfernen der Außenleiter schicht, Ausbilden einer externen Verbindungselektrode auf jedem der Resonatoren, die als Eingangsstufe und als Aus gangsstufe dienen, näherungsweise in einem axialen Mitten teil der Außenumfangsfläche mit Ausnahme der aneinander grenzenden Oberfläche, wobei die Elektrode von der Außen leiterschicht isoliert ist, und Verbinden des Eingangsstu fenresonators, des als Zwischenstufe dienenden Resonators und des Ausgangsstufenresonators, die in dieser Reihenfolge seitlich aneinander angeordnet sind.

Selbst wenn dielektrische Koaxialresonatoren derselben Größe verwendet werden, wird ein Zwischenstufen-Kopplungs fenster in jeder der aneinandergrenzenden Oberflächen der Resonatoren, die aneinander anzuordnen sind, näherungsweise in einem Axialmittenbereich gebildet, durch Entfernen der Außenleiterschicht, und eine externe Verbindungselektrode, die von der Außenleiterschicht isoliert ist, ist auf jedem der Resonatoren ausgebildet, die als Eingangsstufe und als Ausgangsstufe dienen, näherungsweise in einem axialen Mit tenteil der peripheren Außenfläche mit Ausnahme der anein andergrenzenden Flächen, wodurch die Resonanzfrequenz des Zwischenstufenresonators an die Resonanzfrequenz des Ein gangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators angepaßt wer den kann. Dementsprechend kann das dielektrische Filter aus dielektrischen Koaxialresonatoren nur derselben Größe vor bereitet werden und ist somit einfach herzustellen.

Fig. 1A ist eine Draufsicht und zeigt zwei dielektrische Koaxialresonatoren, während sie miteinander verbun den werden, in dem Verfahren zum Herstellen eines dielektrischen Filters des Oberflächenmontagetyps,

Fig. 1B ist eine vergrößerte Darstellung und zeigt den Teil, der in Fig. 1A durch eine strichpunktierte Linie umgeben ist,

Fig. 2 ist eine Draufsicht und zeigt die miteinander in dem Verfahren verbundenen Resonatoren,

Fig. 3A ist eine Perspektivdarstellung eines dielektri schen Filters in einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3B ist eine Perspektivdarstellung des Ausführungsbei spiels der Fig. 3A in umgekehrter Darstellung,

Fig. 4A ist eine Darstellung im Vertikalschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 3A und zeigt das Ausfüh rungsbeispiel in Richtung der Pfeile,

Fig. 4B ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie B-B der

Fig. 3A und zeigt das Ausführungsbeispiel in Rich tung der Pfeile,

Fig. 5 ist eine teilweise weggebrochene Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels zur Erläuterung des Schrittes der Entfernung einer Außenleiterschicht eines dielektrischen Zwischenstufen-Koaxialresona tors von einer freiliegenden Endfläche,

Fig. 6 ist eine Perspektivdarstellung und zeigt Zwischen stufen-Kopplungsfenster des ersten Ausführungsbei spiels, wobei ein isolierendes Haftmittel an die Fenster angebracht ist,

Fig. 7 ist eine Darstellung im Vertikalschnitt entlang der Linie C-C der Fig. 6 und zeigt das Ausführungsbei spiel in Richtung der Pfeile gesehen,

Fig. 8A ist eine Perspektivdarstellung eines dielektri schen Filters in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8B ist eine Perspektivdarstellung des Ausführungsbei spiels der Fig. 8A in umgekehrter Darstellung,

Fig. 9 ist ein Graph der Frequenzcharakteristika der di elektrischen Filter gemäß dem ersten und dem zwei ten Ausführungsbeispiel,

Fig. 10A ist eine Frontansicht und zeigt eine Kombination von dielektrischen Koaxialresonatoren, die in eine Richtung orientiert sind, um ein dielektrisches Filter des zweiten Ausführungsbeispiels zu liefern,

Fig. 10B ist eine Frontdarstellung einer Kombination von dielektrischen Koaxialresonatoren, die in unter schiedliche Richtungen orientiert sind, um ein di elektrisches Filter des zweiten Ausführungsbei spiels zu liefern,

Fig. 10C ist eine Frontdarstellung einer weiteren Kombina tion von dielektrischen Koaxialresonatoren, die in unterschiedlichen Richtungen orientiert sind, um ein dielektrisches Filter gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel zu liefern,

Fig. 11 ist ein Diagramm der Frequenzcharakteristika der dielektrischen Filter der Fig. 10A, 10B und 10C,

Fig. 12 ist eine Explosions-Perspektivdarstellung eines bekannten dielektrischen Filters vom Oberflächen montagetyp, und

Fig. 13 ist eine Perspektivdarstellung des dielektrischen Koaxialresonators der Fig. 12.

Die Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Ausführungs beispiele beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Die Fig. 3A, 3B, 4A und 4B zeigen ein dielektrisches Ober flächenmontagefilter gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel. Das Filter umfaßt drei dielektrische Koaxialresona toren 1a, 1b, 1c derselben Größe, die Seite an Seite nahe zu einander verbunden angeordnet sind.

Jeder der Resonatoren 1a, 1b, 1c ist ein Viertelwellenlän genresonator mit einem dielektrischen Körper 2 aus einem dielektrischen Material in Form eines Prismas und mit einer Durchgangsbohrung 22, die sich durch gegenüberliegende End flächen 20, 21 des Körpers 2 erstreckt, und ist mit einem elektrisch leitfähigen Material über die Außenumfangsfläche des Körpers 2, die Innenfläche des Körpers 2, die die Boh rung 22 definiert, und eine der Endflächen 21 des Körpers 2 bedeckt, um eine Außenleiterschicht 30, eine Innenleiter schicht 31 und eine Endleiterschicht 32 zu bilden. Zwi schenstufen-Kopplungsfenster 10 sind in den angrenzenden Resonatoren 1 ausgebildet, jeweils etwa an seiner axialen Mittenposition, durch Entfernen der Außenleiterschicht 30 aus demselben Bereich jeder gegenüberliegenden angrenzenden Oberfläche.

Wie in Fig. 3B dargestellt ist, hat jeder der als Eingangs stufe und als Ausgangsstufe dienenden Resonatoren 1A, 1B eine externe Verbindungselektrode 33, die von der Außenlei terschicht 30 isoliert ist und durch Entfernen eines Sei ten-Boden-Teils der Außenleiterschicht 30 in der Nähe der freiliegenden Endfläche 22 gebildet ist. Der als Zwischen stufe dienende Resonator 1c hat einen Öffnungskanten schneidbereich 11, der durch teilweises Entfernen der In nenleiterschicht 31 um die Bohrung 22 herum in der freilie genden Endfläche 20 gebildet ist, so daß der Resonator 1c an den Eingangsstufen- und an den Ausgangsstufenresonator 1a, 1b in der Resonanzfrequenz angepaßt ist.

Jeder Resonator 1 hat einen Außenkantenschnittbereich 12, der durch Entfernen der Außenleiterschicht 30 vom Außenkan tenteil der freiliegenden Endfläche 20 gebildet ist, um eine Anpassung zwischen benachbarten Resonatoren 1 zu er zielen.

Beispiele für geeignete Materialien für den dielektrischen Körper 2 sind Keramiken mit einer hohen dielektrischen Kon stante, beispielsweise Bariumoxid, Titanoxid und Neodym oxid. Beispiele für geeignete elektrische leitfähige Mate rialien für die Außenleiterschicht 30, die Innenleiter schicht 31 etc. sind solche mit einer hohen Leitfähigkeit, beispielsweise Silber oder Kupfer.

Das dielektrische Oberflächenmontagefilter des oben be schriebenen Aufbaus wird durch den im folgenden beschriebe nen Prozeß hergestellt.

Zunächst werden drei dielektrische Koaxialresonatoren 1 mit vorgegebener Größe jeweils durch Ausbilden einer Durch gangsbohrung 22 in dem dielektrischen Körper 2 in Form ei nes Prismas ausgebildet und durch anschließendes Ausbilden einer Außenleiterschicht 30, einer Innenleiterschicht 31 und einer Endleiterschicht 32. Anschließend werden die Außenleiterschicht 30 und der dielektrische Körper 2 teil weise von jedem der Resonatoren 1a, 1b entfernt, die als Eingangsstufe und als Ausgangsstufe dienen, um eine externe Verbindungselektrode 33 und ein Zwischenstufen-Kopplungs fenster 10 zu bilden. In gleicher Weise wird ein Zwischen stufen-Kopplungsfenster 10 in den jeweils gegenüberliegen den Seiten des Resonators 1c ausgebildet, der als Zwischen stufe dient.

Anschließend wird ein elektrisch leitfähiges Bondingmate rial 4 auf die Außenleiterschichten 30 über ihre Gesamtflä chen aufgebracht, wodurch die Anschlußflächen der Resonato ren 1a, 1b, 1c gebildet werden, und die Resonatoren 1a, Ib, 1c werden anschließend seitlich aneinander auf einem glatt flächigen Tisch angeordnet.

Selbst wenn die Teile aneinandergrenzender Resonatoren 1, die miteinander zu verbinden sind, sich relativ zueinander verschoben haben, wie in Fig. 1A dargestellt ist, übt die Oberflächenspannung des Verbindungsmaterials 4 eine Kraft aus, die wirkt, um die Außenleiterschichten 300, 301 der aneinandergrenzenden Oberfläche an Kantenbereichen der Schichten aufeinander zu ziehen, wie in Fig. 1B dargestellt ist, was es ermöglicht, daß die Resonatoren 1 aufgrund der Kraft auf dem glattflächigen Tisch gleiten, um somit spon tan in richtiger Weise positioniert zu werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Hinsichtlich der Verbindungsstärke ist es wünschenswert, daß das zu verwendende Verbindungsmaterial 4 ein Lot ist. Des weiteren ist es wünschenswert, ein Hochtemperaturlot zu verwenden, das einen hohen Schmelzpunkt aufweist, so daß das Lot die Bindungsstärke behält, selbst wenn die Tempera tur ansteigt, wenn das Filter montiert oder betrieben wird. Wenn Lot als Bondingmaterial 4 verwendet wird, ist es wün schenswert, die Resonatoren, die seitlich aneinander in Kontakt miteinander auf dem glattflächigen Tisch angeordnet sind, aufzuheizen.

Als nächstes, wie in Fig. 5 dargestellt ist, wird ein Dia mantwerkzeug 6 in die Bohrung 22 des Zwischenstufenresona tors 1c von seiner freiliegenden Endfläche 20 eingebracht, um teilweise die Innenleiterschicht 31 und den dielektri schen Körper 2 in der Nähe der freiliegenden Endfläche 20 zu entfernen, um einen Öffnungskantenschneidteil 11 auszu bilden, um die Resonanzfrequenz des Zwischenstufenresona tors 1c näherungsweise an die des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators 1a, 1b anzupassen.

Eine Reibahle kann anstatt des Diamantwerkzeugs 6 verwendet werden, um die Innenleiterschicht 31 nur in der Nähe der freiliegenden Endfläche 20 zu entfernen.

Bei dem dielektrischen Filter dieses Ausführungsbeispiels wird die Innenleiterschicht 31 des Zwischenstufenresonators 1c über einem geeigneten Bereich von der freiliegenden End fläche 20 entfernt, wodurch die Resonanzfrequenz des Reso nators 1c näherungsweise auf die des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators 1a, 1b gebracht werden kann. Dies ermöglicht es, dielektrische Koaxialresonatoren 1a, 1b, 1c derselben Größe zu verwenden, wodurch sichergestellt wird, daß die Herstellung des dielektrischen Filters des Oberflächenmontagetyps vereinfacht ist.

Des weiteren müssen die Resonatoren 1 nicht genau positio niert werden, wenn sie miteinander verbunden werden, und sie können somit einfach zu dem dielektrischen Oberflächen montagefilter montiert werden.

Wenn ein isolierendes Klebematerial 5 in den Zwischenstu fen-Kopplungsfenstern 10 zwischen den angrenzenden Resona toren 1 vorgesehen ist, wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, kann eine erhöhte Verbindungskraft den benachbarten Resonatoren 1 gegeben werden. Epoxyharz oder dergleichen wärmehärtendes Harz ist als isolierendes Klebematerial 5 wünschenswert.

Die dielektrischen Koaxialresonatoren 1a, 1b, 1c können in einer Richtung orientiert sein, die optional bestimmt ist. Falls jedoch die Resonatoren entsprechend dem Ausführungs beispiel angeordnet sind, können der Eingangsstufen- und der Ausgangsstufenresonator denselben Aufbau aufweisen. Dies stellt die Wirtschaftlichkeit bei der Produktion des dielektrischen Oberflächenmontagefilters sicher.

Während die Innenleiterschicht 31 des Zwischenstufenresona tors 1c über einen geeigneten Bereich von der freiliegenden Endfläche 20 entfernt wird, um eine näherungsweise Anpas sung zwischen den Resonatoren 1a, 1b, 1c hinsichtlich der Resonanzfrequenz gemäß dem Ausführungsbeispiel zu erzielen, kann die Außenleiterschicht 30 in gleicher Weise entfernt werden. Es wird jedoch ein größerer Anteil der Schicht ent fernt und eine längere Zeitspanne ist für die Entfernung erforderlich, wenn die Außenleiterschicht 30 entfernt wird, als wenn die Innenleiterschicht 31 entfernt wird. Teile- Kennzeichnungskodes oder dergleichen Daten sind im allge meinen auf elektronischen Teilen aufgeprägt, wobei die Ent fernung der Außenleiterschicht 30 die Aufdruckfläche ver mindert. Dementsprechend ist für die Entfernung die Innen leiterschicht 31 geeigneter als die Außenleiterschicht 30.

Zweites Ausführungsbeispiel

Die Fig. 8A und 8B zeigen ein dielektrisches Oberflächen montagefilter gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Filter umfaßt drei dielektrische Viertelwellenlängen-Koaxi alresonatoren 1p, 1q, 1r mit einer vorgegebenen Größe, die in derselben Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel herge stellt sind. Die Resonatoren sind seitlich aneinander, nahe zueinander angeordnet.

Zwischenstufen-Kopplungsfenster 10 sind in den benachbarten Resonatoren 1 ausgebildet, jeweils durch Entfernen der Außenleiterschicht 30 etwa im Mittenbereich der aneinander grenzenden Oberflächen. Jeder Resonator 1p, 1q, der als Eingangsstufe bzw. als Ausgangsstufe dient, hat eine ex terne Verbindungselektrode 34, die von der Außenleiter schicht 30 isoliert ist und durch Entfernen eines seitli chen Bodenteils der Außenleiterschicht etwa im axialen Mit tenteil des Resonators gebildet ist.

Jeder Resonator 1 hat einen Außenkantenschneidbereich 12, der durch Entfernen der Außenleiterschicht 30 vom Außenkan tenteil der freiliegenden Endfläche 20 so entfernt ist, daß eine Anpassung zwischen den benachbarten Resonatoren 1 er zielt wird.

Zunächst werden drei dielektrische Koaxialresonatoren 1 mit vorgegebener Größe in derselben Weise wie im ersten Ausfüh rungsbeispiel vorbereitet. Als nächstes werden die Außen leiterschicht 30 und der dielektrische Körper 2 teilweise von jedem Resonator 1p, 1q entfernt, die als Eingangsstufe und als Ausgangsstufe dienen, um eine externe Verbindungs elektrode 34 und ein Zwischenstufen-Kopplungsfenster 10 zu bilden. In entsprechender Weise wird ein Zwischenstufen- Kopplungsfenster 10 jeweils in den gegenüberliegenden Sei ten des Resonators 1r ausgebildet, der als Zwischenstufe dient.

Anschließend wird ein Hochtemperaturlot, das als elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial 4 dient, an die Außenlei terschichten 30 über den Flächen angebracht, die die anein andergrenzenden Oberflächenresonatoren 1p, 1q, 1r bilden, und die Resonatoren 1p, 1q, 1r werden anschließend seitlich zueinander in Kontakt miteinander auf einem glattflächigen Tisch angeordnet und geheizt, wodurch die Resonatoren 1p, 1q, 1r miteinander verbunden und spontan richtig positio niert werden, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel.

Die Außenkantenteile der freiliegenden Endflächen 20 der Resonatoren 1 werden dann getrimmt, um Außenkanten schneidteile 12 auszubilden und eine Anpassung zwischen den Resonatoren 1p, 1q, 1r zu erzielen und das dielektrische Oberflächenmontagefilter zu vervollständigen.

Frequenzcharakteristika

Fig. 9 ist ein Graph der Frequenzcharakteristika der di elektrischen Filter des ersten und des zweiten Ausführungs beispiels. Als Abszisse des Graphen ist die Frequenz in GHz (Gigahertz) über die Dämpfung der Signale in db (Dezibel) als Ordinate wiedergegeben. Bei dem dielektrischen Filter des ersten Ausführungsbeispiels sind die Charakteristika als gestrichelte Linie bei Frequenzen nicht kleiner als dreimal (dritte Harmonische 3f₀) der Grundfrequenz f₀ wie dergegeben, und durch eine durchgezogene Linie der andere Frequenzbereich. Bei dem dielektrischen Filter des zweiten Ausführungsbeispiels sind die Charakteristika durch eine durchgezogene Linie wiedergegeben.

Fig. 9 enthüllt, daß das Filter des zweiten Ausführungsbei spiels hinsichtlich der Abstimmung um die Grundfrequenz f₀ mit dem Filter des ersten Ausführungsbeispiels vergleichbar ist, wodurch ein Bandpaßfilter geschaffen wird. Das Filter des zweiten Ausführungsbeispiels, das, anders als das Fil ter des ersten Ausführungsbeispiels (siehe Fig. 3A), nicht mit dem Öffnungskantenschneidteil 11 in der freiliegenden Endfläche 20 des Zwischenstufenresonators 1c versehen ist, ist somit mit dem Filter des ersten Ausführungsbeispiels hinsichtlich der Bandpaßcharakteristika vergleichbar. Folg lich ist das Filter des zweiten Ausführungsbeispiels leich ter herzustellen als das Filter des ersten Ausführungsbei spiels.

Die Fig. 9 zeigt weiterhin an, daß das Filter des zweiten Ausführungsbeispiels in der Dämpfung um die dritte Harmoni sche (3f₀) größer ist als das Filter des ersten Ausfüh rungsbeispiels. Dementsprechend ist das Filter des zweiten Ausführungsbeispiels dem Filter des ersten Ausführungsbei spiel hinsichtlich der Dämpfungscharakteristika außerhalb des Paßbandes überlegen.

Es wird bedacht, daß die drei dielektrischen Koaxialresona toren 1p, 1q, 1r in drei Anordnungsarten mit Bezug auf die Orientierung angeordnet werden können, wie im folgenden be schrieben wird.

(i) Alle Resonatoren 1p, 1q, 1r sind so angeordnet, daß die kurzgeschlossenen Endflächen 21 mit jeweils der Endlei terschicht 31 in derselben Richtung angeordnet sind (Fig. 10A)
(ii) Der Eingangsstufen- und der Ausgangsstufenresonator 1p, 1g sind mit den kurzgeschlossenen Endflächen 21 in ei ner Richtung orientiert angeordnet, wobei die kurzgeschlos sene Endfläche 21 des Zwischenstufenresonators 1c in der entgegengesetzten Richtung angeordnet ist (Fig. 10B).
(iii) Der Eingangsstufen- und der Ausgangsstufenresonator 1p, 1q sind mit ihren kurzgeschlossenen Endflächen 21 in einander entgegengesetzten Richtungen angeordnet (Fig. 10C).

Dementsprechend wurden diese drei Arten von dielektrischen Filtern fuhr einen Versuch vorbereitet und hinsichtlich der Freguenzcharakteristika geprüft, um den Graphen der

Fig.

11 zu erhalten, der mit einem Teil des Graphen der

Fig.

9 kor respondiert, der um die Grundfrequenz f₀

, der in dem Paßband der Signale enthalten ist, vergrößert ist. In

Fig.

11 sind die Frequenzcharakteristika der Filter (i), (ii) und (iii) durch eine gestrichelte Linie

90

, eine Kettenli nie

91

bzw. eine durchgezogene Linie

92

wiedergegeben.

Der Graph der Fig. 11 enthüllt die folgenden Ergebnisse.

Im Fall von (i) sind die Resonatoren zu stark kapazitätsge koppelt, somit gibt es ungünstige Dämpfungscharakteristika bei höheren Frequenzen außerhalb des Paßbandes.

Im Fall von (ii) sind die Resonatoren zu stark magnetisch gekoppelt, somit sind ungünstig Dämpfungscharakteristika bei niedrigeren Frequenzen außerhalb des Paßbandes vorhan den.

Im Fall von,(iii) zeigt das Filter zufriedenstellende Dämp fungscharakteristika, die ausgeglichen sind.

Somit wurde herausgefunden, daß das dielektrische Filter mit dem Aufbau der Fig. 10C vorzuziehen ist, bei dem die kurzgeschlossenen Endflächen 21 des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators 1p, 1q in zueinander entgegenge setzte Richtungen orientiert sind.

Obwohl das erste und das zweite Ausführungsbeispiel jeweils drei dielektrische Koaxialresonatoren aufweisen, kann ein zusätzlicher Zwischenstufenresonator 1c oder 1r verwendet werden. Im Fall des ersten Ausführungsbeispiels ist es wün schenswert, daß der zusätzliche Zwischenstufenresonator 1c in gleicher Weise mit einem Öffnungskantenschnitteil 11 ausgebildet ist.

Obwohl die externen Verbindungselektroden 33, 34 des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels rechteckig sind, kön nen die Elektroden nach Wunsch hinsichtlich der Größe oder der Form verändert werden, insoweit als die gewünschte Kopplungskapazität mit der Innenleitungsschicht 31 möglich ist.

Des weiteren sind gemäß dem ersten und dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel die externen Verbindungselektroden 33, 34 je weils über zwei Seiten (d. h. Lateralseite und Bodenseite) der Außenumfangsfläche gebildet, um eine große externe Kopplung zu schaffen und eine Leiste für das Erkennen des Lötens zu bilden, während die Elektrode 33 oder 34 nur auf einer Seite der Außenumfangsfläche ausgebildet sein kann, wenn diese Ziele nicht als wichtig angesehen werden.

Da der dielektrische Körper 2 des Resonators 1 normaler weise durch Pressung hergestellt wird, sind die Kanten der Außenumfangsfläche zu einer gebogenen Fläche mit einem Ra dius von etwa 0,1 bis etwa 0,2 µm abgeschrägt. Selbst wenn die externe Verbindungselektrode 33 oder 34 nur auf einer Seite der Außenumfangsfläche ausgebildet wird, kann eine Leiste zum Erkennen von Lot ausgebildet werden, falls die Elektrode 33 oder 34 sich bis zur abgeschrägten gebogenen Fläche erstreckt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines dielektrischen Filters mit einer Anzahl von dielektrischen Koaxialresonatoren (1), die seitlich aneinander in Kontakt zueinander angeordnet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Vorbereiten der dielektrischen Koaxialresonatoren (1), die jeweils einen dielektrischen Körper (2) aus einem di elektrischen Material und eine Durchgangsbohrung (22) auf weisen, die sich durch gegenüberliegende Endflächen (20, 21) erstreckt, wobei der dielektrische Körper mit einer Außenleiterschicht (30) und einer Innenleiterschicht (31) auf einer Außenumfangsfläche bzw. auf einer inneren Fläche, die die Bohrung (22) definiert, versehen ist,
Ausbilden von Zwischenstufen-Kopplungsfenstern (10) durch Entfernen der Außenleiterschicht (30) aus demselben Bereich jeder aneinandergrenzenden Oberfläche der Resonato ren (1), die angrenzend zueinander anzuordnen sind, und
Verbinden der Resonatoren (1), die seitlich aneinander angeordnet sind, durch Aufbringen eines elektrisch leitfä higen Verbindungsmaterials (4) auf zumindest eine der Außenleiterschichten (300, 301), die auf den Verbindungs flächen verbleiben, Plazieren der Resonatoren (1) nahe an einander auf einem glattflächigen Tisch und Ermöglichen, daß die Oberflächenspannung des Verbindungsmaterials (4) die Resonatoren (1) aneinander zieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Ver bindungsmaterial ein Hochtemperaturlot mit einem hohen Schmelzpunkt ist und wobei der Verbindungsschritt das Auf heizen der Resonatoren (1) umfaßt, die seitlich aneinander auf dem glattflächigen Tisch angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbindungs schritt einen Schritt aufweist zum Vorsehen eines isolie renden Klebematerials (5) in dem Zwischenstufenfenster (10) der Resonatoren (1)

4. Verfahren zum Herstellen eines dielektrischen Filters mit zumindest drei dielektrischen Koaxialresonatoren (1), die Seite an Seite in Kontakt miteinander angeordnet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Vorbereiten der dielektrischen Koaxialresonatoren (1), die jeweils einen dielektrischen Körper (2) aus einem di elektrischen Material und eine Durchgangsbohrung (22) auf weisen, die sich durch gegenüberliegende Endflächen (20, 21) des Körpers erstreckt, wobei der dielektrische Körper mit einer Außenleiterschicht (30) und einer Innenleiter schicht (31) auf einer Außenumfangsfläche bzw. einer Innen fläche versehen ist, die die Bohrung (22) definiert,
Ausbilden einer externen Verbindungselektrode (33) auf jedem Resonator (1a, 1b), der als Eingangsstufe oder als Ausgangsstufe dient, wobei die Elektroden (33) auf einer Umfangsfläche außer der Verbindungsfläche in der Nähe einer freiliegenden Endfläche vorgesehen ist und von der Außen leiterschicht (30) isoliert ist,
Verbinden des Eingangsstufenresonators (1a), des Reso nators (1c) , der als Zwischenstufe dient, und des Ausgangs stufenresonators (1b) , die in dieser Reihenfolge Seite an Seite angeordnet sind, und
Entfernen der Innenleiterschicht (31) des Zwischenstu fenresonators (1c) über nur einen geeigneten Bereich von einer freiliegenden Endfläche, so daß die Resonanzfrequenz des Zwischenstufenresonators (1c) an die Resonanzfrequenz des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators (1a, 1b) angepaßt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Ent fernens der Innenleiterschicht (31) des Zwischenstufenreso nators (1c) gefolgt wird von einem Schritt des Entfernens der Außenleiterschicht (30) jeden Resonators (1) über nur einen geeigneten Bereich von der freiliegenden Endfläche, um eine Anpassung zwischen den Resonatoren (1) zu erzielen.

6. Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen Filters mit zumindest drei dielektrischen Koaxialresonatoren (1), die Seite an Seite in Kontakt miteinander angeordnet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Vorbereiten der dielektrischen Koaxialresonatoren (1), die jeweils einen dielektrischen Körper (2) aus einem di elektrischen Material und eine Durchgangsbohrung (22) auf weisen, die sich durch gegenüberliegende Endflächen (20, 21) erstreckt, wobei der dielektrische Körper mit einer Außenleiterschicht (30) und einen Innenleiterschicht (31) auf der Außenumfangsfläche bzw. einer Innenfläche versehen ist, die die Bohrung (22) definiert,
Ausbilden eines Zwischenstufen-Kopplungsfensters (10) in jeder Verbindungsfläche der Resonatoren (1), die angren zend zueinander anzuordnen sind, näherungsweise in einem axialen Mittenteil durch Entfernen der Außenleiterschicht (30),
Ausbilden einer externen Verbindungselektrode (34) auf jedem der Resonatoren (1p, 1q), die als Eingangsstufe oder als Ausgangsstufe dienen, näherungsweise in einem axialen Mittenteil der Außenumfangsfläche mit Ausnahme der Verbin dungsfläche, wobei die Elektrode (44) von der Außenleiter schicht (30) isoliert ist, und
Verbinden des Eingangsstufenresonators (1a), des Reso nators (1c), der als Zwischenstufe dient, und des Ausgangs stufenresonators (1b) , die in dieser Reihenfolge Seite an Seite angeordnet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei dem Verbindungs schritt ein Schritt der Entfernung der Außenleiterschicht (30) jedes Resonators (1) über einen geeigneten Bereich von der freiliegenden Endfläche folgt, um eine Anpassung zwi schen den Resonatoren (1) zu erzielen.

8. Dielektrisches Filter mit einer Anzahl von dielektri schen Koaxialresonatoren (1) , wobei die Resonatoren (1) je weils einen dielektrischen Körper (2) aus einem dielektri schen Material aufweisen, mit einer Durchgangsbohrung (22) , die sich durch gegenüberliegende Endflächen (20, 21) er streckt, wobei der dielektrische Körper mit einer Außenlei terschicht (30) und einer Innenleiterschicht (31) auf einer Außenumfangsfläche bzw. einer inneren Fläche versehen ist, die die Bohrung (22) definiert, wobei die Resonatoren mit einander mit der Außenumfangsfläche jedes Resonators ver bunden sind, die eine Verbindungsfläche bilden, und wobei das dielektrische Filter dadurch gekennzeichnet ist, daß:
die Resonatoren die gleiche Größe aufweisen, wobei ein Zwischenstufen-Kopplungsfenster (10) in demselben Bereich der Verbindungsfläche jedes benachbarten Resonators (1) ausgebildet ist durch Entfernen der Außenleiterschicht (30), wobei die Außenleiterschichten (30) der Verbindungs fläche mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial verbunden sind, wobei ein isolierendes Klebematerial (5) in den Zwischenstufenfenstern (10) angrenzender Resonatoren vorgesehen ist.

9. Dielektrisches Filter nach Anspruch 8, wobei das leit fähige Verbindungsmaterial ein Hochtemperaturlot mit hohem Schmelzpunkt ist.

10. Dielektrisches Filter mit zumindest drei dielektri schen Koaxialresonatoren (1), wobei die Resonatoren (1) je weils einen dielektrischen Körper (2) aus einem dielektri schen Material aufweisen, mit einer Durchgangsbohrung (22), die sich durch gegenüberliegende Endflächen (20, 21) er streckt, wobei der dielektrische Körper mit einer Außenlei terschicht (30) und einer Innenleiterschicht (31) auf einer Außenumfangsfläche bzw. einer Innenfläche versehen ist, die die Bohrung (22) definiert, wobei die Resonatoren miteinan der an der Außenumfangsfläche jedes Resonators verbunden sind, die eine Verbindungsfläche definiert, wobei das di elektrische dadurch gekennzeichnet ist, daß:
die Resonatoren die gleiche Größe aufweisen,
eine externe Verbindungselektrode (33) auf jedem der Resonatoren (1a, 1b) ausgebildet ist, die als Eingangsstufe oder als Ausgangsstufe dienen, wobei die Elektrode (33) auf der Umfangsfläche mit Ausnahme der Verbindungsfläche in der Nähe einer freiliegenden Endfläche vorgesehen ist und von der Außenleiterschicht (30) isoliert ist,
die Innenleiterschicht (31) des Resonators (1c) , der als Zwischenstufe dient, über nur einen geeigneten Bereich von einer freiliegenden Endfläche entfernt ist, so daß die Resonanzfrequenz des Zwischenstufenresonators (1c) an die Resonanzfrequenz des Eingangsstufen- und des Ausgangsstu fenresonators (1a, 1b) angepaßt ist.

11. Dielektrisches Filter nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Außenleiterschicht (30) jedes Resona tors (1) nur über einen geeigneten Bereich von der freilie genden Endfläche entfernt ist, um eine Anpassung zwischen den Resonatoren (1) zu erzielen.

12. Dielektrisches Filter nach Anspruch 10, wobei jeder Resonator (1) ein Viertelwellenlängenresonator ist mit ei ner Endleiterschicht (32) über einer der Endflächen und wo bei die kurzgeschlossenen Endflächen des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators (1a, 1b), wobei die End flächen jeweils die Endleiterschicht (32) aufweisen, in zu einander entgegengesetzten Richtungen axial angeordnet sind.

13. Dielektrisches Filter mit einer Anzahl von dielektri schen Koaxialresonatoren (1), wobei die Resonatoren (1) einen dielektrischen Körper (2) aus einem dielektrischen Material aufweisen und eine Durchgangsbohrung (22), die sich durch gegenüberliegende Endflächen (20, 21) erstreckt, wobei der dielektrische Körper mit einer Außenleiterschicht (30), einer Innenleiterschicht (31) und einer Endleiter schicht (32) auf seiner Außenumfangsfläche, seiner Innen fläche, die die Bohrung (22) definiert, und einer seiner Endflächen (21) versehen ist, wobei die Resonatoren mitein ander an der Außenumfangsfläche jedes Resonators verbunden sind, die eine Verbindungsfläche definiert, wobei das di elektrische Filter dadurch gekennzeichnet ist, daß:
ein Zwischenstufen-Kopplungsfenster (10) in jeder der Verbindungsflächen aneinandergrenzender Resonatoren (1) etwa im axialen Mittenbereich durch Entfernen der Außenlei terschicht (30) gebildet ist,
eine externe Verbindungselektrode (34), die auf jedem der Resonatoren (1p, 1q) ausgebildet ist, der als Eingangs stufe oder als Ausgangsstufe dient, näherungsweise in einem Mittenbereich der Außenumfangsfläche mit Ausnahme der Ver bindungsfläche, wobei die Elektrode (34) von der Außenlei terschicht (30) isoliert ist.

14. Dielektrisches Filter nach Anspruch 13, wobei jede der Elektroden (34) über zwei Seiten der Außenumfangsfläche ge bildet ist.

15. Dielektrisches Filter nach Anspruch 13, wobei die kurzgeschlossenen Endflächen des Eingangsstufen- und des Ausgangsstufenresonators (1p, 1q), wobei die Endflächen je weils die Endleiterschicht (32) aufweist, in entgegenge setzt zueinander axial orientierten Richtungen angeordnet sind.

16. Dielektrisches Filter nach Anspruch 13, wobei die Außenleiterschicht (30) jedes Resonators (1) über nur einen geeigneten Bereich von seiner freiliegenden Endfläche ent fernt ist, um eine Anpassung zwischen den Resonatoren (1) zu erzielen.