JP2004165781A

JP2004165781A - 誘電体フィルタの製造方法

Info

Publication number: JP2004165781A
Application number: JP2002326601A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Asada; 尚幸浅田
Original assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Current assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】電極や、導体パターンの位置精度の向上や、パターンのファイン化を行うことで、特性の安定化を図り、安価で、信頼性が高く、歩留が向上できる誘電体フィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】同一方向に並列し平行な２面に開口部を設ける複数の貫通孔１２を有する誘電体ブロック１１からなり、１個で機能させることができるモノブロックフィルタからなる誘電体フィルタ１０の製造方法において、貫通孔１２が開口する２面と、並列する複数の貫通孔１２に平行する２面の表面を研磨する工程と、誘電体ブロック１１の全表面を導電膜１３で被覆する工程と、導電膜１３の一部をエッチング処理して、誘電体ブロック１１の研磨した表面の一部に導電膜１３から露出させる露出部１８を形成すると同時に、露出部１８内に導電膜１３からなる島状の導体パターン１５及び入出力電極１６を形成する工程を有する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、誘電体フィルタの製造方法に関し、より詳細には、携帯電話等の移動体無線通信機器に使用され、１個の誘電体ブロックに形成される複数個の共振器を組み合わせて機能する誘電体フィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、誘電体フィルタは、携帯電話、自動車電話等の移動体無線通信機器等に広く使用されている。これらには、異なる特性インピーダンスを有する誘電体同軸共振器を複数を直列に繋いだ構造のものが多く使用されている。また、１個の誘電体ブロックに複数の貫通孔を設け、それぞれの貫通孔で異なる特性インピーダンスを有する共振器に形成して、モノブロックフィルタからなる誘電体フィルタを形成しているものもある。
【０００３】
図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら、従来のモノブロックフィルタからなる誘電体フィルタ５０の製造方法を説明する。図３（Ａ）に示すように、従来の誘電体フィルタ５０は、ブロック状にプレス成形し、焼成して形成する誘電体ブロック５１を基材としている。この誘電体ブロック５１には、プレス成形するのと同時に、対向する２面を貫通する複数の平行な共振器用の貫通孔５２が設けられている。次に、図３（Ｂ）に示すように、この貫通孔５２の内部壁面を含めた誘電体ブロック５１の全表面には、Ｃｕ等の導電性の金属部材からなる導電膜５３がディッピングやスクリーン印刷等で塗布された後、焼成されて形成される。次に、図３（Ｃ）に示すように、貫通孔５２が開口する上下両面のうちの一面の解放端面５４となる面と、入出力電極５５（図３（Ｄ）参照）となる面の導電膜５３と、誘電体ブロック５１の表面部分が平面研削されてそれぞれ研磨面５６、５６ａが形成される。
【０００４】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、開放端面５４の研磨面５６には、開放端面５４の外周縁部、及び貫通孔５２の周縁部に、導電膜５３と同じ金属部材からなる導体ペーストを用いてスクリーン印刷し、焼成して導体パターン５７が形成される。また、入出力電極５５となる研磨面５６ａには、同様に、導電膜５３と同じ金属部材からなる導体ペーストを用いてスクリーン印刷し焼成して入出力電極５５用と、入出力電極５５との間に間隔を設けて全面に導体パターン５７ａが形成されることで、誘電体フィルタ５０を作製している。モノブロックフィルタからなるこの誘電体フィルタ５０は、開放端面５４側の貫通孔５２の周縁部に設けられる導体パターン５７の面積を変えること等で、それぞれの貫通孔５２で異なる特性インピーダンスを有する共振器に形成して、必要とする特性を得ている。
【０００５】
なお、従来の誘電体フィルタの中には、誘電体フィルタを実装するときの入出力電極での半田ブリッジを防止するために、誘電体ブロックの側面の入出力電極の周囲に誘電体の凸部を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９４３０４号公報（第１−８頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の誘電体フィルタの製造方法は、次のような問題がある。
（１）モノブロックフィルタからなる誘電体フィルタは、開放端面側の貫通孔の周縁部に形成される導体パターンからなる電極の面積の大きさ精度や、導体パターンの位置ズレ、滲み等で特性インピーダンス等の特性が大きく変わるが、スクリーン印刷で形成する導体パターンは、印刷ズレによる位置ズレや、印刷時の滲みが多く発生する。従って、個々の誘電体フィルタの特性を正確に測定する必要があり、更に、特性を整合させるための調整、修理に多くの時間が必要となり、コストが高くなっている。
【０００８】
（２）特性インピーダンスの測定には、通常、ネットワークアナライザーが用いられるが、測定に熟練度を要し、信頼性の高い測定結果が出せる測定者を養成するのに時間とコストがかかる。特に、スクリーン印刷で形成する導体パターンは、位置ズレ、滲み等が大きいので、測定バラツキが大きく発生しやすく、測定結果の信頼性を確保するのが難しい。
【０００９】
（３）誘電体ブロックは、表面研削を行うと稜線部に欠けが発生しやすく、スクリーン印刷で導体パターンを形成する時に、欠けの部分に導体ペーストが転写できなくて導体ペーストの不着が発生する場合があり、導通がとれない製品が発生して歩留の低下となっている。
【００１０】
（４）稜線部に欠けが発生した誘電体ブロックにスクリーン印刷で導体パターンを形成する場合には、欠けの部分の導体ペーストが転写されなくて印刷用版に付着して残存し、この残存導体ペーストが、次の誘電体ブロックを印刷した時に誘電体ブロックに付着して導体パターンの滲みを発生させることがあり、歩留の低下となっている。
【００１１】
（５）誘電体ブロックの側面に凸部を設ける場合には、貫通孔を有する誘電体ブロックの側面の一部に凸部をプレス等で成形することが難しく、複雑な成型機が必要となったり、成形後の切削加工が必要となったりして、コストが高くなっている。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、電極や、導体パターンの位置精度の向上や、パターンのファイン化を行うことで、特性の安定化を図り、安価で、信頼性が高く、歩留が向上できる誘電体フィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る誘電体フィルタの製造方法は、同一方向に並列し平行な２面に開口部を設ける複数の貫通孔を有する誘電体ブロックからなり、誘電体ブロック１個で機能させることができるモノブロックフィルタからなる誘電体フィルタの製造方法において、誘電体ブロックの貫通孔が開口する２面と、並列する複数の貫通孔に平行する２面の表面を研磨する工程と、誘電体ブロックの全表面を導電膜で被覆する工程と、導電膜の一部をエッチング処理して、誘電体ブロックの研磨した表面の一部に導電膜から露出させる露出部を形成すると同時に、露出部内に導電膜からなる島状の導体パターン及び入出力電極を形成する工程を有する。これにより、エッチング処理で導体パターンを形成するので、パターン精度がよく、ファインパターンの導体パターンや、入出力電極を形成できて特性検査を容易化でき、信頼性の高い安価な誘電体フィルタを得ることができる。また、誘電体ブロックの導体パターンや、入出力電極が形成される部分を予め研磨し、その後にディッピング等で導電膜を被覆しているので、稜線部の欠けた部分にも導電膜が形成でき、断線の発生を防止することができ、歩留を向上することができる。更に、導体パターンや、入出力電極は、エッチング処理で形成するので、導体パターンや、入出力電極の位置ズレや、滲みを防止することができ、歩留を向上することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る誘電体フィルタの製造方法で作製された誘電体フィルタの平面図、正面図、図２（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同誘電体フィルタの製造方法の説明図である。
【００１５】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る誘電体フィルタの製造方法で作製された誘電体フィルタ１０は、高誘電率を有する酸化物誘電体セラミック粉末材料の一例である、ＢａＯ−ＴｉＯ_２−Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｎｄ_２Ｏ_３−Ｇｄ_２Ｏ_３系等の誘電体セラミックで、例えば、ε_ｒ＝９２程度の高誘電率の粉末原料等を用いてブロック形状に成形され、焼成して形成された誘電体ブロック１１を基材としている。この誘電体ブロック１１は、ブロック形状に成形されるのと同時に、形成される対向する２面を貫通する複数の平行な共振器用の貫通孔１２を有し、貫通孔１２の壁面には、Ｃｕめっき等で形成される導電膜１３を有している。そして、誘電体ブロック１１の貫通孔１２の一方が開口する上面の開放端面１４には、貫通孔１２の周縁部に、貫通孔１２の壁面に形成された導電膜１３と導通する導体パターン１５を有している。また、開放端面１４には、解放端面１４の外周縁部にも導体パターン１５ａを有している。この解放端面１４の外周縁部の導体パターン１５ａは、誘電体ブロック１１の開放端面１４以外の面に形成されている導体パターン１５ｂや、導電膜１３と導通している。
【００１６】
一方、誘電体ブロック１１の開放端面１４とは直角に交叉し、貫通孔１２と平行となる面には、入出力電極１６と、入出力電極１６との間に間隔を設けて全面にわたって形成されている導体パターン１５ｂを有している。そして、貫通孔１２の壁面、及び開放端面１４と入出力電極１６が形成されている面以外の誘電体ブロック１１の表面には、導電膜１３を有している。
なお、貫通孔１２の位置や、数量、導体パターン１５、１５ａ、１５ｂの形状、及び、入出力電極１６の形状や、位置は、目標とする特性を得るために自由に変更することができる。また、入出力電極１６には、アンテナ用の電極が設けられて、３個となる場合がある。
【００１７】
次いで、図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る誘電体フィルタの製造方法を説明する。
図２（Ａ）に示すように、誘電体フィルタ１０の基材となる誘電体ブロック１１は、高誘電率材料の一例である、ＢａＯ−ＴｉＯ_２−Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｎｄ_２Ｏ_３−Ｇｄ_２Ｏ_３系や、ＢａＯ−ＴｉＯ_２−ＷＯ_３系等の酸化物系の誘電体セラミックからなる粉末原料が材料として用いられている。そして、この誘電体セラミックの粉末原料は、例えば、上金型、下金型、ダイス、及びコアピンからなるプレス金型の中に充填され、プレスしてブロック形状からなるブロック体に成形されると同時に、ブロック体の上下対向する２面に開口部を有し、同一方向に並列する複数の貫通孔１２を成形して成形体を形成している。更に、この成形体は、所定の温度で焼成されて誘電体ブロック１１を形成している。誘電体ブロック１１の貫通孔１２が開口する２面と、並列する複数の貫通孔１２に平行する２面の表面をラッピング機等で平面研削して、研磨面１７を形成する。
【００１８】
次に、図２（Ｂ）に示すように、誘電体ブロック１１の貫通孔１２の内部壁面を含めた全表面にＣｕめっき等の導電性金属からなる導電膜１３を被覆する。この導電膜１３の形成方法は、先ず、誘電体ブロック１１の表面にパラジウム等の触媒を付与した後、ホルムアルデヒド等を還元剤とするめっき浴中に浸漬し、化学めっき法である無電解めっきでＣｕ等の導電性金属を誘電体ブロック１１の全表面に被覆する。次いで、この無電解Ｃｕめっき被膜に通電して硫酸Ｃｕめっき液や、ピロリン酸Ｃｕめっき液等のめっき浴中に浸漬し、電気めっき法である電解めっきで無電解Ｃｕめっき被膜の上に電解Ｃｕめっき被膜を施して、厚さが７〜１３μｍ程度の導電膜１３を形成している。
【００１９】
次に、図２（Ｃ）に示すように、誘電体ブロック１１の貫通孔１２が開口する上下両面のうちの一面の開放端面１４となる面と、入出力電極１６となる面の導電膜１３の上に、フォトリソグラフィ法でエッチングレジストマスクを形成するために、感光性のドライフィルムを展着しパターンマスクを当接して露光、現像を行って、導体パターン１５、１５ａ、１５ｂと入出力電極１６となる部分以外を開口部とするエッチングレジストマスクを形成する。そして、アルカリエッチング液や、塩化第２Ｃｕ液等のエッチング液を用いてエッチング処理を行い、誘電体ブロック１１の貫通孔１２が開口する上下両面のうちの一面の開放端面１４となる面と、入出力電極１６となる面のエッチングレジストマスクの開口部から露出する導電膜１３の導体パターン１５、１５ａ、１５ｂと、入出力電極１６となる部分以外の導電膜１３を除去する。これにより、誘電体ブロック１１の貫通孔１２が開口する上下両面のうちの一面の開放端面１４となる面と、入出力電極１６となる面の研磨面１７に、導電膜１３から露出する露出部１８を形成すると同時に、露出部１８内に導電膜１３からなる島状の導体パターン１５及び入出力電極１６を精度よく形成することができる。エッチング処理後は、ドライフィルムに剥離液を塗布して、ドライフィルムを膨潤させ、剥離し除去する。
【００２０】
上記で作製された誘電体フィルタ１０は、１つのブロック形状の中に複数の貫通孔１２を設け、それぞれの貫通孔１２に接続するそれぞれの導体パターン１５の面積を変える等によって、それぞれの貫通孔１２の特性インピーダンスを異なるようにした共振器にして、必要とする特性を有する１個の誘電体ブロック１１からなるモノブロックフィルタを形成している。
【００２１】
上記の本発明の一実施の形態に係る誘電体フィルタの製造方法で作製された誘電体フィルタ１０は、エッチング処理によって、導体パターン１５、１５ａ、１５ｂ、及び、入出力電極１６が形成されて、配線パターンである導体パターン１５及び入出力電極１６と、グランドパターンである導体パターン１５ａ、１５ｂ及び導電膜１３との相対距離が安定するので、ネットワークアナライザーを用いて測定して特性を整合させるための調整、修理を行うことを必要としない無調整歩留を向上させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１記載の誘電体フィルタの製造方法は、誘電体ブロックの貫通孔が開口する２面と、並列する複数の貫通孔に平行する２面の表面を研磨する工程と、誘電体ブロックの全表面を導電膜で被覆する工程と、導電膜の一部をエッチング処理して、誘電体ブロックの研磨した表面の一部に導電膜から露出させる露出部を形成すると同時に、露出部内に導電膜からなる島状の導体パターン及び入出力電極を形成する工程を有するので、パターン精度がよく、ファインパターンの電極等の導体パターンを形成できて特性検査を容易化でき、信頼性の高い安価な誘電体フィルタを得ることができる。また、稜線部の欠けた部分にも導電膜が形成でき、断線の発生を防止することができ、歩留を向上することができる。更に、導体パターンや、入出力電極の位置ズレや、滲みの発生がなく、歩留を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る誘電体フィルタの製造方法で作製された誘電体フィルタの平面図、正面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同誘電体フィルタの製造方法の説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ従来の誘電体フィルタの製造方法の説明図である。
【符号の説明】
１０：誘電体フィルタ、１１：誘電体ブロック、１２：貫通孔、１３：導電膜、１４：開放端面、１５、１５ａ、１５ｂ：導体パターン、１６：入出力電極、１７：研磨面、１８：露出部

Claims

同一方向に並列し平行な２面に開口部を設ける複数の貫通孔を有する誘電体ブロックからなり、該誘電体ブロック１個で機能させることができるモノブロックフィルタからなる誘電体フィルタの製造方法において、
前記誘電体ブロックの前記貫通孔が開口する２面と、並列する複数の前記貫通孔に平行する２面の表面を研磨する工程と、
前記誘電体ブロックの全表面を導電膜で被覆する工程と、
前記導電膜の一部をエッチング処理して、前記誘電体ブロックの研磨した表面の一部に前記導電膜から露出させる露出部を形成すると同時に、該露出部内に前記導電膜からなる島状の導体パターン及び入出力電極を形成する工程を有することを特徴とする誘電体フィルタの製造方法。