DE69628630T2

DE69628630T2 - Dielektrisches filter und produktionsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69628630T2
Application number: DE69628630T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Osaka-shi TAKIMOTO; Tomoyuki Joyo-shi IWASAKI
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: CN1149703C; EP0789413A4; EP0789413A1; US5864263A; KR100268642B1; DE69628630D1; JPH0964612A; WO1997008773A1; KR970707603A; JP2836536B2; EP0789413B1; CN1163678A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein in Datenübertragungseinrichtungen verwendetes dielektrisches Filter und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem einen Schutzfilm zum Bedecken der Kanten der Elektroden des Filters.
Herkömmlich haben dielektrische Filter eine inselförmige Eingangs-Ausgangs-Elektrode, die von einer Außenelektrode getrennt ist, die an der äußeren Seitenfläche eines Dielektrikums angeordnet ist, das mehrere Durchgangsbohrungen von oben nach unten hat.
Ein Problem, mit dem man bei einem herkömmlichen dielektrischen Filter konfrontiert ist, ist das Ablösen der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode und der Innenkante der Außenelektrode des dielektrischen Filters, das aufgrund von äußeren Spannungen auftreten kann, beispielsweise Wärme und Verdrehung, die in gedruckte Leiterplatten eingebracht werden, wenn die dielektrischen Filter an den Leiterplatten angebracht werden.
Verwiesen sei auf JP-181002, dessen Inhalt im Rahmen dieser Anmeldung vollumfänglich als geoffenbart gilt. Verwiesen sei auch auf EP-A-0246042, JP-183439, JP-A-4198039 und JP-A-4103202.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die Aspekte der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
Bei einer Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung die Ablösung der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode und der Innenkante der Außenelektrode vermeiden, die durch äußere Spannungen, beispielsweise bei Anwendung von Wärme auf die Elektrode, auftreten kann. Ein Schutzfilm bedeckt die Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode und die Innenkante der Außenelektrode des dielektrischen Filters.
Die Erfindung selbst und ihre weiteren Ziele und Vorteile werden am besten unter Bezugnahme auf die nachstehende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung eines dielektrischen Filters einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht einer Eingangs-Ausgangs-Elektrode des dielektrischen Filters von 1, die einen Elektroden-Schutzfilm in aufgebrachtem Zustand zeigt.
3 ist eine Draufsicht der Eingangs-Ausgangs-Elektrode des dielektrischen Filters von 1.
4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die die Montage einer bevorzugten Ausführungsform des dielektrischen Filters auf eine gedruckte Leiterplatte zeigt.
5 ist eine Schnitt-Vorderansicht des erfindungsgemäßen dielektrischen Filters von 4, das auf eine gedruckte Leiterplatte montiert ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Eine bevorzugte Ausführungsform eines dielektrischen Filters der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein rechteckiges Dielektrikum oder dielektrisches Material 1, das aus Keramik des Systems BaTiO₃ besteht. Das dielektrische Material 1 weist drei zylindrische Durchgangsbohrungen 2, die sich von der Oberseite (dem offenen Ende) zur Unterseite (dem Kurzschluss-Ende) erstrecken, eine Ag-System-Außenelektrode 3a, die das Dielektrikum an den äußeren Seitenflächen und der Unterseite des dielektrischen Materials umhüllt, eine Ag-System-Innenelektrode 3b an der Innenfläche jeder Durchgangsbohrung 2 und kapazitätsbildende Elektroden 4 auf. Jede kapazitätsbildende Elektrode 4 ist an der Oberseite oder dem offenen Ende mit einer Innenelektrode 3b verbunden.
Ein Paar C-förmige Nichtelektrodenteile 5 ist in einem Abschnitt der Außenelektrode 3a angeordnet, die an den äußeren Seitenflächen, an den offenen Enden, des dielektrischen Materials 1 ausgebildet ist. Eine inselförmige Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 ist in jedem der C-förmigen Nichtelektrodenteile 5 den Durchgangsbohrungen 2 zugekehrt ausgebildet. Ein Elektroden-Schutztilm 8 ist vorgesehen, um die Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 und die Innenkante der abgetrennten Teile der an den äußeren Seitenflächen ausgebildeten Außenelektrode 3a zu bedecken.
3 zeigt näher, wie die Ecken 7 der Kante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 und der Kante der Außenelektrode 3a gerundet sind, um eine Spannungskonzentration an den Ecken 7 zu vermeiden. Der Elektroden-Schutzfilm 8 ist vorgesehen, um die Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6, die Nichtelektrodenteile 5 und die Innenkante der Außenelektrode 3a zu bedecken. Auf diese Weise können durch Bereitstellen des Elektroden-Schutzfilms 8 die Kanten der Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 und der Außenelektrode 3a, die sich andernfalls ablösen würden, geschützt werden.
Der Elektroden-Schutzfilm 8 wird durch Auftragen eines Glaspastengemischs aus Glaskeramik und amorphem Glas ausgebildet. Einer der Vorteile von amorphem Glas ist seine hohe Festigkeit. Amorphes Glas schmilzt jedoch möglicherweise bei hohen Temperaturen wieder. Diesem Nachteil von amorphem Glas lässt sich durch Mischen von amorphem Glas mit Glaskeramik, die gute Temperatureigenschaften hat, entgegenwirken.
Wie in 2 gezeigt, sind die äußeren Stirnflächen 9 der Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 und die Innenkanten 10 der Außenelektrode 3a ebenfalls gerundet. Wenn die äußeren Stirnflächen 9 und die Innenkanten 10 scharfe Kanten hätten, wäre der auf diese Kanten aufgebrachte Elektroden-Schutzfilm 8 dünner und die Elektrodenschutzwirkung wäre schlechter. Die Kanten der Stirnflächen werden also abgerundet, um eine Verringerung der Wirksamkeit des Schutzfilms 8 zu vermeiden.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen dielektrischen Filters beschrieben.
Zunächst wird beim Ausbilden der Außenelektrode 3a und der Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 Silberpaste auf die Fläche des Dielektrikums 1, auf der der Elektroden-Schutzfilm 8 ausgebildet werden soll, beispielsweise durch Siebdruck aufgebracht. Die Kanten der aufgedruckten Silberpaste (die äußere Stirnfläche 9 und die Innenkanten 10) sind dabei scharf. Die Silberpaste wird dann auf etwa 850°C erwärmt, um die Elektroden auf dem Dielektrikum 1 auszubilden. Bei der Wärmebehandlung schmilzt die Silberpaste und die Kanten der Elektroden werden gerundet. Nach dem Sintern werden dann die fertigen Stirnflächen 9 und Innenkanten 10 rund, wie in 2 gezeigt.
Danach wird Glaspaste aufgedruckt, um die äußere Stirnfläche der Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6, die Nichtelektrodenteile 5 und die innere Stirnfläche der Außenelektrode 3a zu bedecken. Die aufgedruckte Glaspaste wird unter den gleichen Wärmebehandlungsbedingungen wie den vorstehend für die Silberpaste beschriebenen gesintert.
Die Silberpaste enthält eine Glaskomponente zum Verbinden des dielektrischen Materials 1 und der Elektroden 6 und 3a. Ein Teil der Glaskomponente, der in den Kanten der Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 und der Außenelektrode 3a enthalten ist, verbindet sich beim Umschmelzen mit der Glaspaste und verbessert die Haftfestigkeit weiter.
Die 4 und 5 zeigen ein erfindungsgemäßes Erzeugnis, bei dem das dielektrische Filter auf eine gedruckte Leiterplatte 11 montiert ist. Leitfähige Paste, wie etwa Lötpaste 13, wird auf den Bereich der Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 und der Außenelektrode 3a aufgetragen und erwärmt, damit das Lot fließen kann. Auf diese Weise wird ein Erzeugnis hergestellt, bei dem ein dielektrisches Filter 12 auf eine gedruckte Leiterplatte 11 montiert ist.
Insbesondere wird die gedruckte Leiterplatte 11 durch Bereitstellen einer Kupfer-Elektrode 15 auf der Oberseite eines Epoxidharz-Substrats 14 ausgebildet. Kontakt-Elektroden 17 werden mit einem Verfahren wie Kupfer-Ätzen ausgebildet, sodass nichtleitende Abschnitte 16 freigelegt werden.
Um das Erzeugnis herzustellen, wird die Lötpaste 13 auf die Kontakt-Elektroden 17 und einen Montagebereich 18 aufgetragen, der etwa die Größe der äußeren Seitenfläche hat, die einen Teil der Außenelektrode 3a bildet. Dann wird das dielektrische Filter 12 über einem Abschnitt der Kontakt-Elektroden 17 und des Montagebereichs 18 angeordnet, und die Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 werden mit den einzelnen Kontakt-Elektroden 17 verbunden. Dann wird Wärme angewendet, damit das Lot fließen und das dielektrische Filter 12 mit der gedruckten Leiterplatte 11 verbinden kann.
5 ist eine Seitenansicht, bei der die offene Seite des dielektrischen Filters 12 betrachtet wird, und eine Schnittansicht der gedruckten Leiterplatte 11. Dargestellt in 5 sind die Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 und der Elektroden-Schutzfilm 8 des dielektrischen Filters 12. Außerdem zeigt 5 die Kontakt-Elektroden 17 der gedruckten Leiterplatte 11.
Die Fläche der Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 ist größer als die der Kontakt-Elektroden 17. Das ist, wie bereits erwähnt, darauf zurückzuführen, dass der Elektroden-Schutzfilm 8 auf der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 ausgebildet ist. Die Fläche einer Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 ist wegen des mit dem Elektroden-Schutzfilm 8 bedeckten Teils größer.
5 zeigt auch, dass der Elektroden-Schutzfilm 8 sowohl die Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 als auch die Innenkante der Außenelektrode 3a bedeckt. Dadurch entsteht, wie auch in 2 gezeigt, zwischen den Eingangs-Ausgangs-Elektroden 6 und der Außenelektrode 3a eine Ausbuchtung 18. Diese Ausbuchtung stellt einen beabsichtigten Raum 20 zwischen der gedruckten Leiterplatte 11 und dem Elektroden-Schutzfilm 8 bereit, um ein Kurzschließen einer angrenzenden Eingangs-Ausgangs-Elektrode 6 mit einer Außenelektrode 3a durch Ausbreiten der Lötpaste 13 zwischen der gedruckten Leiterplatte 11 und dem Elektroden-Schutzfilm 8 durch Kapillarwirkung zu vermeiden.
Erfindungsgemäß vermeidet der Elektroden-Schutzfilm, der die Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektroden und die Innenkante der Außenelektrode an der Außenfläche des dielektrischen Filters bedeckt, die Ablösung der Außenkanten der Eingangs-Ausgangs-Elektroden und der Innenkante der Außenelektrode, die andernfalls aufgrund von äußeren Spannungen, wie Wärme, auftreten kann.

Claims

Dielektrisches Filter mit einem dielektrischen Material (1) mit einer Oberseite, einer Unterseite und vier Seitenflächen; mindestens einer Durchgangsbohrung (2), die sich von der Oberseite zur Unterseite erstreckt, oder mindestens einer nichtdurchgehenden Bohrung; einer Innenelektrode (3b), die in jeder der Durchgangsbohrungen oder nichtdurchgehenden Bohrungen angeordnet ist; einer Außenelektrode (3a), die an der Unterseite und den vier Seitenflächen angeordnet ist; mindestens einer inselförmigen Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6), die an einer Seitenfläche des dielektrischen Materials angeordnet ist und von einem Nichtelektrodenteil (5) umgeben ist, der von der Außenelektrode (3a) umgeben ist; und einem Elektroden-Schutzfilm (8), der die Außenkante jeder Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6), den Nichtelektrodenteil (5) der um die Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) angeordneten Außenelektrode und die Innenkante der an den Nichtelektrodenteil (5) angrenzenden Außenelektrode (3a) bedeckt; dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroden-Schutzfilm (8) über dem Nichtelektrodenteil (5) zwischen der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) und der Innenkante der Außenelektrode (3a) ausgebuchtet ist und die Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) und die Innenkante der Außenelektrode (3a) gegenüber der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) jeweils eine Kantenfläche (9, 10) mit einer abgerundeten Querschnittsform aufweisen.
Dielektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ecke (7) der Außenperipherie der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) und mindestens eine Ecke (7) der Innenperipherie der außerhalb der Eingangs-Ausgangs-Elektroden (6) liegenden Außenelektrode (3a) in einer zu den Elektroden parallelen Ebene gerundet sind.
Dielektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektroden-Schutzfilm (8) ein Glaspastengemisch zumindest aus Glaskeramik und amorphem Glas ist.
Dielektrisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Durchgangsbohrungen (2) und mehrere Eingangs-Ausgangs-Elektroden (6) auf dem dielektrischen Material (1) in bestimmten Abständen vorgesehen sind.
Baueinheit mit einer gedruckten Leiterplatte (11) und einem dielektrischen Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Filter auf einer Oberfläche der gedruckten Leiterplatte (11) montiert ist.
Verfahren zum Schützen der Elektroden eines dielektrischen Filters mit einem dielektrischen Material (1) mit einer Oberseite, einer Unterseite und vier Seitenflächen; mindestens einer Durchgangsbohrung (2), die sich von der Oberseite zur Unterseite erstreckt, oder mindestens einer nichtdurchgehenden Bohrung; einer Innenelektrode (3b), die in jeder der Durchgangsbohrungen (2) oder nichtdurchgehenden Bohrungen angeordnet ist; einer Außenelektrode (3a), die an der Unterseite und den vier Seitenflächen angeordnet ist; und mindestens einer inselförmigen Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6), die an einer Seitenfläche des dielektrischen Materials angeordnet ist und von einem Nichtelektrodenteil (5) umgeben ist, der von der Außenelektrode (3a) umgeben ist, wobei die Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) und die Innenkante der Außenelektrode (3a) gegenüber der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) jeweils eine Kantenfläche (9, 10) mit einer abgerundeten Querschnittsform aufweisen; wobei das Verfahren durch die Schritte Auftragen einer Glaspaste auf mindestens eine Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6), den Nichtelektrodenteil (5) der Außenelektrode und eine Innenkante der Außenelektrode (3a), die an den Nichtelektrodenteil angrenzt; und Erwärmen der Glaspaste, sodass diese schmilzt, um einen Elektroden-Schutzfilm (8) auf der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6), dem Nichtelektrodenteil (5) der Außenelektrode und der Innenkante der Außenelektrode (3a), die an den Nichtelektrodenteil angrenzt, bereitzustellen, wobei der Elektroden-Schutzfilm (8) über dem Nichtelektrodenteil (5) zwischen der Außenkante der Eingangs-Ausgangs-Elektrode (6) und der Innenkante der Außenelektrode (3a) ausgebuchtet ist; gekennzeichnet ist.
Verfahren nach Anspruch 6, das außerdem die Schritte Auftragen einer Silberpaste auf die Seitenfläche nahe der Oberseite mittels Siebdruck vor dem Auftragen und Erwärmen der Glaspaste, um die einzelnem Eingangs-Ausgangs-Elektroden (6), den Nichtelektrodenteil (5) der Außenelektrode und die Innenkante der Außenelektrode (3a), die an den Nichtelektrodenteil angrenzt, auszubilden; Erwärmen der Silberpaste, um die Kanten der Elektroden zu runden; und Sintern, um die Kanten der Elektroden abzurunden; aufweist.