【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップコンデンサと誘電体フィルタとその誘電体フィルタの共振周波数調整方法に係わり、特に、コンデンサ容量を容易にしかも高精度で調整可能とし、もって誘電体フィルタの共振周波数を容易、高精度に調整可能なチップコンデンサ、誘電体フィルタ及びその誘電体フィルタの共振周波数調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話をはじめとして列車無線、消防無線や防災無線などに用いられる無線通信機器や移動体通信機器には、システムに応じた特定の周波数のみを選択するためのバンドパスフィルタが部品として実装されている。
このバンドパスフィルタの一種として数百ＭＨｚから数ＧＨｚの高周波帯域において使用されるものに同軸共振器を用いた誘電体フィルタがある。誘電体フィルタは、同軸共振器と基板、さらに別にコンデンサをリードで接続するなどして構成される。
【０００３】
この誘電体フィルタは、製造されたままの状態でシステムに応じた特定周波数に精度よく一致させることが困難であり、通常は作製時あるいは実装時に共振周波数を微調整して使用されている。
従来から使用されている共振周波数の調整方法について図５を参照しながら説明する。
【０００４】
図６（ａ）は、従来の誘電体フィルタの構成を示す断面図である。図６（ａ）において、基板２０に接地用電極２１を介して誘電体同軸共振器３１がはんだ１７ａ，１７ａによって接続されている。この誘電体同軸共振器３１は、主として誘電体磁器１２、内部電極１３、外部電極１５ａ，１５ｂから構成されている。
誘電体磁器１２は、高誘電率材料により構成され、略厚肉円筒形状をなしており、この誘電体磁器１２の内部には貫通孔１８が形成され、この貫通孔１８の表面には内部電極１３が形成されている。一方、誘電体磁器１２の外周壁１４には外部電極１５ａが、一端面には外部電極１５ｂが形成されており、この端面と対向する端面１５ｃ（以下、開放端面という。）には電極が形成されておらず、開放されている。従って、外部電極１５ａと内部電極１３は外部電極１５ｂを介して接続されている。
さらに、貫通孔１８内には、コンデンサ３０が挿入されており、このコンデンサ３０は、リード３２及びはんだ３６を介して基板２０上に形成された信号用電極３３に接続されている。
【０００５】
図６（ｂ）は、図６（ａ）中、Ａで示した点線部分を拡大して示す断面図である。図６（ｂ）において、コンデンサ３０は、略円筒形の誘電体磁器１２に外部電極３４ａ，３４ｄと内部電極３４ｂ，３４ｃを形成したコンデンサであり、はんだ３５ａ，３５ｂによって誘電体同軸共振器３１の内部電極１３に接続されている。
【０００６】
このように構成される従来の誘電体フィルタにおいては、まず、誘電体同軸共振器３１の作製時において、開放端面１５ｃに研磨処理を施して誘電体磁器１２の長さを調整することにより共振周波数を微調整する。また、コンデンサ３０の外部電極３４ａなどを研磨処理して共振周波数を調整する。
このように誘電体同軸共振器３１の開放端面１５ｃやコンデンサ３０の外部電極３４ａを研磨処理することで、誘電体同軸共振器３１やコンデンサ３０の容量を変化させることができ、それによって共振周波数を調整するのである。
誘電体同軸共振器３１やコンデンサ３０など誘電体の容量Ｃは式（１）で表現される。
Ｃ＝ε０・εｒ・Ｓ／Ｌ （１）
ここで、ε０は真空の誘電率、εｒは比誘電率、Ｓは電極の面積、Ｌは電極間の距離あるいは誘電体磁器基板の厚みである。
一方、共振周波数ｆ０は、式（２）で表現される。
ｆ０＝１／｛２・π・（Ｌ・Ｃ）１／２｝（２）
ここで、Ｌは誘電体同軸共振器のインダクタンス成分、Ｃは誘電体同軸共振器やコンデンサの容量である。
【０００７】
式（１）及び（２）を参照するならば、誘電体同軸共振器３１の長さを短くすることによれば電極の面積Ｓが小さくなり、よって容量Ｃが小さくなり共振周波数を高く調整することができる。また、コンデンサ３０の外部電極３４ａを研磨処理することによっても電極Ｓの面積を小さくすることができ、容量Ｃを小さくすることで共振周波数を高く調整することができる。
【０００８】
他にも、例えば特許文献１には「積層セラミックコンデンサおよびその製造方法」として、コンデンサ素子の表面に容量調整用電極を設けた積層セラミックコンデンサとその製造方法が開示されている。この特許文献１に開示された従来の発明ではコンデンサ容量を調整するためのくし歯形状のトリミング電極を設けている。このトリミング電極をレーザーなどを用いて切除することでコンデンサ素子の容量を調整するものである。
【０００９】
さらに、特許文献２には、本願発明者らによって発明された「電極取り出し部材、誘電体同軸共振器、及び誘電体同軸共振器の共振周波数の調整方法」が開示されている。この特許文献２に開示された従来の技術は、図５を参照しながら説明した従来の共振周波数調整方法では困難であった共振周波数を低くする調整方法について開示されている。共振周波数を高くする調整は、電極を小さく研磨することで達成可能であるものの低くする場合には、電極を大きくする必要があるためより困難であるが、特許文献２に開示された技術によれば、はんだを電極取り出し部材の一部に付着させることにより共振周波数を低くすることも可能としている。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６０−９２６０４号公報
【特許文献２】
特開平１０−４１７１７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、誘電体同軸共振器が大きいため開放端面を研磨しても共振周波数の微調整を行うことが困難であり、また、一旦誘電体同軸共振器にコンデンサを接続した後ではコンデンサがじゃまとなって開放端面の研磨が困難となっていた。
特許文献１のコンデンサは積層コンデンサであるため、内部電極と同時焼成できる低温焼結可能なセラミックしか使用できない。このため比較的高温で焼成する必要のある、Ｑ値が高くかつ共振周波数の温度依存性が小さい誘電体セラミックは使用できないという問題がある。また、トリミング電極の切除による方法は微調整は可能だが大きな調整はできないという課題がある。
特許文献２に開示されている技術では、周波数調整用部材を追加する必要がありコスト的に課題を残すものであった。
【００１２】
さらに、これらの文献に開示された技術では、一つの部材に適用される共振周波数を調整する方法あるいはメカニズムは１種類であり、一つの部材では単一の調整方法を採用することしかできず、異なる調整方法を同時に実施することができないという課題があった。
【００１３】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、誘電体フィルタの共振周波数の調整を容易にしかも精度高く実施可能なチップコンデンサと誘電体フィルタ及び誘電体フィルタの共振周波数調整方法を提供するものである。また、一つの部材において異なる調整方法を適用可能なチップコンデンサなどを提供するものでもある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明であるチップコンデンサは、略直方体の第１の誘電体磁器部材と、この誘電体磁器部材の第１面に設置された第１の電極とこの第１の電極と間隙を形成して設置された第２の電極とを備えるチップコンデンサであって、第１の電極が、第１面から隣接する第２面まで延設され、第２の電極が第１面から第２面に対向する第３面まで延設されており、第１面に隣接する４面のうち第２面及び第３面以外の２面には電極を備えない開放端面が形成されているものである。
上記構成のチップコンデンサは、微調整の第一として、開放端面を研磨あるいは切削することで第１の電極及び第２の電極の面積を小さくすることができ容量を小さくする作用を有する。同時に、第二として略直方体の誘電体磁器部材上に形成された第１の電極あるいは第２の電極の一部を研磨あるいは切削することによってそれらの間隙を広げ容量を小さくする作用も有する。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明であるチップコンデンサは、請求項１に記載のチップコンデンサにおいて、第１の電極と第２の電極が、第１の電極又は第２の電極の一部を研磨又は切削して間隙の幅を調整可能に互いに凹凸を形成して設置されるものである。
上記構成のチップコンデンサにおいては、請求項１に記載の発明の作用に加えて、第１及び第２の電極が互いに凹凸を形成しているため、凹部の電極の一部あるいは凸部の電極の一部を研磨あるいは切削することができ、より定量的に電極の一部を研磨又は切削することが容易となる作用を有する。
【００１６】
そして、請求項３の発明である誘電体フィルタは、内部に第２の誘電体磁器部材を備えた略円筒形状の外周面と内周面にそれぞれ外部電極と内部電極を形成する誘電体同軸共振器と、請求項１又は請求項２に記載のチップコンデンサと、内部電極に一の端部が接続され他の端部に請求項１又は請求項２に記載されたチップコンデンサの第１の電極又は第２の電極が接続されるリードを有するものである。
上記構成の誘電体フィルタにおいては、誘電体同軸共振器の端面の研磨あるいは切削による共振周波数の調整に加えて、請求項１又は請求項２に記載されたチップコンデンサによる共振周波数の微調整が可能であるという作用を有する。
【００１７】
さらに、請求項４の発明である誘電体フィルタは、請求項３に記載された誘電体フィルタにおいて、第１の誘電体磁器部材と第２の誘電体磁器部材が同一材料で作製されているものである。
上記構成の誘電体フィルタにおいては、請求項３に記載の発明の作用に加えて、チップコンデンサの誘電体磁器部材と誘電体同軸共振器の誘電体磁器部材の共振周波数に関する温度係数が一致するためより良い温度安定性が得られるという作用を有する。
【００１８】
最後に、請求項５の発明である誘電体フィルタの共振周波数調整方法は、内部に第２の誘電体磁器部材を備えた略円筒形状の誘電体同軸共振器と、請求項１又は請求項２に記載のチップコンデンサと、誘電体同軸共振器の内周面に形成された内部電極に一の端部が接続され他の端部に請求項１又は請求項２に記載のチップコンデンサの第１の電極又は第２の電極が接続されるリードとを有する誘電体フィルタの共振周波数調整方法であって、２面の開放端面のうち少なくとも１面を研磨又は切削して共振周波数を調整する工程と、第１の電極又は第２の電極の一部を研磨又は切削して間隙の幅を変化させ共振周波数を調整する工程を有するものである。
上記構成の誘電体フィルタの共振周波数調整方法においては、請求項３に記載した発明と同様の作用を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係るチップコンデンサの実施の形態を図１及び図２に基づき説明する。（特に、請求項１、請求項２及び請求項５に対応）
図１は本実施の形態に係るチップコンデンサの外形図であり、図２は本実施の形態に係るチップコンデンサの表面を展開して示す概念図であり、（ａ）は上面、（ｂ）は下面、（ｃ）は左右側面、（ｄ）は前後側面を示すものである。
図１及び図２において、本実施の形態におけるチップコンデンサ１は、略直方体に形成された誘電体磁器ブロック１ａの上面に上面電極２ａ，２ｂを形成するものである。この上面電極２ａ，２ｂは、互いに凸部あるいは凹部を備えて一定の間隙２ｃを形成してかみ合うように構成されている。また、上面電極２ａ，２ｂは、対向する左右側面にそれぞれ右側面電極４と左側面電極５として延設されており、これらの電極４，５はさらに下面の一部を覆う下面電極３ａ、３ｂとして延設されている。
一方、誘電体磁器ブロック１ａの前面６と後面７には、電極のない開放端面が形成されている。
【００２０】
このように構成された本実施の形態のチップコンデンサにおける容量の調整方法について図１を参照しながら説明する。
まず、チップコンデンサ１の右側面電極４及び／又は左側面電極５の面積を減少させてチップコンデンサ１の容量を調整する。
チップコンデンサ１の右側面電極４及び左側面電極５の幅が図１に示されるようにＬ１の場合、これを図１中点線８に沿って切削すると、電極の幅がＬ１からＬ２に減り電極の面積も減少する。従って、従来の技術の欄で示した式（１）によればＳが小さくなりチップコンデンサ１の容量Ｃは減少することになる。容量Ｃが減少することによって、式（２）に示されるとおり共振周波数ｆ０を高く調整することができる。
この調整は、チップコンデンサ１を作製した際や、基板に実装する前後に行うことが可能である。また、前面６、後面７に沿って右側面電極４、左側面電極５の面積を大きく切削することができるため、容量に対して比較的大きな調整を実施することができる。
【００２１】
次に、チップコンデンサ１を基板に実装した後に、共振周波数を測定した結果、さらに微調整が必要となった場合には、図１に示す上面電極２ａ，２ｂ間の間隙２ｃを広げ、今度は電極間の距離を拡大することでチップコンデンサ１の容量を調整することができる。
間隙２ｃが図１に示されるようにＬ３の場合、これを点線９に沿って研磨あるいは切削すると間隙２ｃがＬ３からＬ４に広がる。従って、同様に式（１）によれば電極間距離Ｌが大きくなりチップコンデンサ１の容量Ｃは減少することになる。この場合も式（２）に示されるとおり共振周波数ｆ０を高く調整することができるのである。
この間隙２ｃの調整は、点線９に沿って行うことに限定するものではなく、それ以外にも電極の一部を研磨あるいは切削することで上面電極２ａ，２ｂ間の間隙２ｃを調整することができればその箇所はいずれでもよい。また、２箇所、３箇所と複数の調整も可能であることは言うまでもない。
この間隙２ｃの調整は、先の前面６及び／又は後面７に形成される開放端面を調整することとはそのメカニズムを異にしてチップコンデンサ１の容量を調整するものであり、１つのチップコンデンサ１において２種類の容量調整を柔軟に実施することができる。また、この間隙２ｃによる容量調整は、開放端面の切削による容量調整よりも微細な調整が可能であるため、共振周波数の最終調整の過程で利用することができる。
【００２２】
【実施例】
以上説明した実施の形態に係るチップコンデンサに関して、本願発明者は３．５ｐＦのチップコンデンサを試作した。このチップコンデンサは、略立方体形状を成すもので、図１に示されるＬ１は３．５ｍｍ、前面６と後面７の幅及び高さも３．５ｍｍである。また、間隙２ｃの幅、すなわちＬ３の長さは０．５ｍｍとし、この幅は上面電極２ａ，２ｂ間で一定とした。また、誘電体磁器ブロック１ａの誘電率は１１３±３のものを使用した。
このようなチップコンデンサを試作してその容量値を測定すると、３．６ｐＦ〜３．８ｐＦとなった。そこで、微調整として前面６及び後面７を研磨して３．５ｐＦとなるように仕上げたところ、３．５ｐＦ±０．０５ｐＦという狭公差のチップコンデンサを製作することができた。
この容量値よりもさらに小さな容量値を必要とする場合には、誘電率の小さな材料を使用するとよく、その際にはさらに狭公差のチップコンデンサを作製することができる。
【００２３】
本実施例においては、前面６と後面７の研磨は実装前に実施したものであるが、実装後でも可能であるし、実装後のさらなる微調整として上面電極２ａ，２ｂを切削あるいは研磨することで容量値を調整することができる。
これら実装後の微調整は、特にチップコンデンサを、図３を用いて説明する信号用電極２２ａ，２２ｂにはんだ付けする際に、はんだが付き過ぎると浮遊容量が発生する可能性があるが、このような浮遊容量を相殺するために特に有効である。
【００２４】
次に、本発明に係る誘電体フィルタとその共振周波数の調整方法の実施の形態について図３乃至図５を参照しながら説明する。（特に、請求項３乃至請求項５に対応）
図３は本実施の形態に係る誘電体フィルタの断面構造図であり、図４は図３に示される誘電体フィルタを組み合わせて構成されるデュプレクサの等価回路図である。
図３において、既に図１及び図２を用いて説明した部材については同一の符号を付しその構成については説明を省略する。誘電体フィルタは、主としてチップコンデンサ１と誘電体同軸共振器１１とこれらを接続するリード１６から構成されている。チップコンデンサ１は、左側面電極５と右側面電極４がそれぞれはんだ１７ｄによって信号用電極２２ａ，２２ｂに接続され、上面電極２ａ，２ｂを上向きにして基板２０に実装されている。
一方、誘電体同軸共振器１１は、はんだ１７ａによって接地用電極２１に接続され、同様に基板２０に実装されている。そして、チップコンデンサ１と誘電体同軸共振器１１は、リード１６を介してはんだ１７ｂ，１７ｃによって接続されている。
【００２５】
このように構成される誘電体フィルタの誘電体磁器１２の材料としては、例えばＢａＯ−ＴｉＯ２−ＷＯ３系、ＢａＯ−ＴｉＯ２−Ｎｄ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系の高誘電率材料等が挙げられ、内部電極１３や外部電極１５ａ，１５ｂの材料としては、例えばＡｇやＣｕ等の低抵抗材料等が挙げられる。
なお、チップコンデンサ１に用いられる誘電体磁器ブロック１ａにも誘電体磁器１２の材料と同一材料を用いることによれば、それぞれの構成要素で同一の物性を備えるため、温度係数が一致した温度安定性に優れた誘電体フィルタとすることができる。
また、本発明のチップコンデンサ１は誘電体同軸共振器１１と同様の方法で製造される、まず誘電体セラミックの粉末原料をプレス金型でプレス成形して直方体の成形体を形成し、この成形体を焼成する。次にこの焼結体にＡｇ系やＣｕ系のメタライズペーストをスクリーン印刷等の手法を用いて塗布した後焼成して電極を形成して製造される。誘電体セラミックと電極は別々に焼成するため、誘電体セラミックの焼成温度を電極材料の焼成温度に合わせる必要がない。このため誘電体セラミック材料を自由に選択できることからＱ値が高くかつ、共振周波数の温度依存性が小さい誘電体セラミックを使用することができる。
【００２６】
また、誘電体フィルタは、それを複数組み合わせることによって図４に示されるようなデュプレクサを構成する。デュプレクサとは、例えば携帯電話など受信と送信を切り替えて使用するような通信装置に搭載される装置であり、図４に示されるように誘電体フィルタ１９を複数備えて、ＡＮＴで示されるアンテナを挟んでＴｘで示される方が送信側の誘電体フィルタであり、Ｒｘで示される方が受信側の誘電体フィルタである。
【００２７】
このように構成される誘電体フィルタにおける共振周波数の調整方法について図３及び図５を参照しながら説明する。図５は誘電体フィルタの共振周波数の調整方法のみを選択して示すステップ図である。
図３及び図５において、ステップＳ１では、誘電体同軸共振器１１の開放端面１５ｃを研磨あるいは切削することによって誘電体同軸共振器１１自体の容量を減少させるものである。具体的には、開放端面１５ｃを研磨などすることで誘電体磁器１２の長さ及び面積を減少させ、式（１）におけるＳを小さくして、よって容量を減少させるというものである。
【００２８】
この誘電体同軸共振器１１の共振周波数を調整しておき、次にチップコンデンサ１の開放端面、すなわち前面６及び後面７を研磨あるいは切削するステップＳ２の工程を実施する。このチップコンデンサ１の研磨などはチップコンデンサ１を基板２０に実装する前後のいずれでもよいが、最終的には誘電体同軸共振器１１とチップコンデンサ１を併せた誘電体フィルタの共振周波数を正確に調整する必要があるので、実装してからの方が好適である。
【００２９】
そして最後にステップＳ３ではチップコンデンサ１の上面電極２ａ，２ｂの研磨あるいは切削による共振周波数の調整となる。この上面電極２ａ，２ｂの研磨などについては既に図１及び図２を用いて説明したので省略するが、この研磨などによる共振周波数の調整は、ステップＳ１，Ｓ２に比較してさらに微調整であり最終的な仕上げ調整となる。
【００３０】
よって、この誘電体フィルタ及び誘電体フィルタの共振周波数の調整方法によれば、誘電体フィルタの共振周波数の微調整が容易で、しかも精度高く実施することができる。しかも、誘電体フィルタに含まれるチップコンデンサにおいては電極の面積と電極間の距離を調整するという別個の原理による容量の調整が可能であり、しかもそれらの精度も異なるため、精度が高いのみならず柔軟性に優れた微調整が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１及び請求項２に記載のチップコンデンサは、第１の電極あるいは第２の電極を研磨又は切削することによって間隙の距離を調整すること、及び電極を備えない開放端面を研磨又は切削することによって電極の面積を調整することという原理の異なる調整が可能であり、１つのチップコンデンサにおいて容易に２種類の容量調整を柔軟に精度高く実施することができる。
【００３２】
また、本発明の請求項３に記載の誘電体フィルタにおいては、まず誘電体同軸共振器側の長さや面積を調整することによって誘電体同軸共振器自身の容量を調整可能であり、その後、請求項１又は請求項２に記載のチップコンデンサの容量を微調整することで、容易により精度の高い誘電体フィルタの共振周波数の調整が可能となる。
【００３３】
そして、本発明の請求項４に記載の誘電体フィルタにおいては、請求項３の誘電体フィルタの効果の他、特に高い温度安定性を奏することができる。
【００３４】
本発明の請求項５に記載の誘電体フィルタの共振周波数の調整方法においては、請求項３に記載の発明と同様の効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るチップコンデンサの外形図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るチップコンデンサの表面を展開して示す概念図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は左右側面図、（ｄ）は前後側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る誘電体フィルタの断面構造図である。
【図４】本実施の形態に係る誘電体フィルタを組み合わせて構成されるデュプレクサの等価回路図である。
【図５】本実施の形態に係る誘電体フィルタの共振周波数の調整方法のみを選択して示すステップ図である。
【図６】（ａ）は、従来の誘電体フィルタの構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）中Ａで示した点線部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１…チップコンデンサ １ａ…誘電体磁器ブロック ２ａ，２ｂ…上面電極 ２ｃ…間隙 ３ａ，３ｂ…下面電極 ４…右側面電極 ５…左側面電極 ６…前面 ７…後面 ８…点線 ９…点線 １１…誘電体同軸共振器 １２…誘電体磁器 １３…内部電極 １４…外周壁 １５ａ，１５ｂ…外部電極 １５ｃ…開放端面 １６…リード １７ａ〜１７ｄ…はんだ １８…貫通孔 １９…誘電体フィルタ ２０…基板 ２１…接地用電極 ２２ａ，２２ｂ…信号用電極 ３０…コンデンサ ３１…誘電体同軸共振器 ３２…リード ３３…信号用電極 ３４ａ，３４ｄ…外部電極 ３４ｂ，３４ｃ…内部電極 ３５ａ，３５ｂ…はんだ ３６…はんだ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chip capacitor, a dielectric filter, and a resonance frequency adjusting method for the dielectric filter, and in particular, allows the capacitor capacity to be adjusted easily and with high accuracy, thereby easily and accurately adjusting the resonance frequency of the dielectric filter. The present invention relates to a chip capacitor, a dielectric filter, and a resonance frequency adjusting method for the dielectric filter.
[0002]
[Prior art]
A bandpass filter for selecting only a specific frequency according to the system is implemented as a component in radio communication equipment and mobile communication equipment used for train radio, fire fighting radio, disaster prevention radio, and other mobile phones. Yes.
One type of bandpass filter is a dielectric filter using a coaxial resonator, which is used in a high frequency band of several hundred MHz to several GHz. The dielectric filter is configured by connecting a coaxial resonator, a substrate, and a capacitor with leads.
[0003]
This dielectric filter is difficult to accurately match with a specific frequency according to the system as it is manufactured, and is usually used by finely adjusting the resonance frequency during production or mounting.
A resonance frequency adjusting method that has been conventionally used will be described with reference to FIG.
[0004]
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional dielectric filter. In FIG. 6A, a dielectric coaxial resonator 31 is connected to a substrate 20 via a ground electrode 21 by solders 17a and 17a. The dielectric coaxial resonator 31 mainly includes a dielectric ceramic 12, an internal electrode 13, and external electrodes 15a and 15b.
The dielectric ceramic 12 is made of a high dielectric constant material and has a substantially thick cylindrical shape. A through hole 18 is formed in the dielectric ceramic 12, and an internal electrode is formed on the surface of the through hole 18. 13 is formed. On the other hand, an external electrode 15a is formed on the outer peripheral wall 14 of the dielectric ceramic 12, and an external electrode 15b is formed on one end face. An electrode is formed on an end face 15c (hereinafter referred to as an open end face) facing the end face. It has not been opened. Therefore, the external electrode 15a and the internal electrode 13 are connected via the external electrode 15b.
Further, a capacitor 30 is inserted into the through hole 18, and the capacitor 30 is connected to a signal electrode 33 formed on the substrate 20 via a lead 32 and a solder 36.
[0005]
FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view showing a dotted line portion indicated by A in FIG. In FIG. 6B, a capacitor 30 is a capacitor in which external electrodes 34a and 34d and internal electrodes 34b and 34c are formed on a substantially cylindrical dielectric ceramic 12, and the dielectric coaxial resonator 31 is formed by solders 35a and 35b. It is connected to the internal electrode 13.
[0006]
In the conventional dielectric filter configured as described above, first, when the dielectric coaxial resonator 31 is manufactured, the open end surface 15c is polished to adjust the length of the dielectric ceramic 12, thereby adjusting the resonance frequency. Tweak the. Further, the external frequency 34a of the capacitor 30 is polished to adjust the resonance frequency.
By polishing the open end face 15c of the dielectric coaxial resonator 31 and the external electrode 34a of the capacitor 30 in this way, the capacitance of the dielectric coaxial resonator 31 and the capacitor 30 can be changed, and thereby the resonance frequency can be changed. Adjust it.
A capacitance C of a dielectric material such as the dielectric coaxial resonator 31 and the capacitor 30 is expressed by Expression (1).
C = ε 0 · ε r · S / L (1)
Here, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, ε r is the relative dielectric constant, S is the area of the electrodes, and L is the distance between the electrodes or the thickness of the dielectric ceramic substrate.
On the other hand, the resonance frequency f 0 is expressed by equation (2).
f 0 = 1 / {2 · π · (L · C) 1/2 } (2)
Here, L is the inductance component of the dielectric coaxial resonator, and C is the capacitance of the dielectric coaxial resonator or capacitor.
[0007]
Referring to the equations (1) and (2), by reducing the length of the dielectric coaxial resonator 31, the area S of the electrode is reduced, thereby reducing the capacitance C and adjusting the resonance frequency higher. be able to. The area of the electrode S can also be reduced by polishing the external electrode 34a of the capacitor 30, and the resonance frequency can be adjusted higher by reducing the capacitance C.
[0008]
In addition, for example, Patent Document 1 discloses “Multilayer Ceramic Capacitor and Method for Producing the Same”, a multilayer ceramic capacitor in which a capacitance adjusting electrode is provided on the surface of a capacitor element, and a method for producing the same. In the conventional invention disclosed in Patent Document 1, a comb-shaped trimming electrode for adjusting the capacitor capacity is provided. The capacity of the capacitor element is adjusted by cutting the trimming electrode with a laser or the like.
[0009]
Furthermore, Patent Document 2 discloses “an electrode extraction member, a dielectric coaxial resonator, and a method for adjusting the resonance frequency of the dielectric coaxial resonator” invented by the present inventors. The conventional technique disclosed in Patent Document 2 discloses an adjustment method for lowering the resonance frequency, which was difficult with the conventional resonance frequency adjustment method described with reference to FIG. The adjustment to increase the resonance frequency can be achieved by polishing the electrode to a small size, but it is more difficult to reduce the resonance frequency because the electrode needs to be enlarged. For example, the resonance frequency can be lowered by attaching solder to a part of the electrode taking-out member.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-60-92604 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-41717
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technology, since the dielectric coaxial resonator is large, it is difficult to finely adjust the resonance frequency even if the open end face is polished, and after the capacitor is once connected to the dielectric coaxial resonator The capacitor was obstructed and it was difficult to polish the open end face.
Since the capacitor of Patent Document 1 is a multilayer capacitor, only a low-temperature sinterable ceramic that can be fired simultaneously with the internal electrode can be used. For this reason, there is a problem that a dielectric ceramic that needs to be fired at a relatively high temperature and has a high Q value and a small temperature dependency of the resonance frequency cannot be used. In addition, there is a problem that the method by excision of the trimming electrode can be finely adjusted but cannot be largely adjusted.
In the technique disclosed in Patent Document 2, it is necessary to add a frequency adjusting member, which leaves a problem in terms of cost.
[0012]
Furthermore, in the techniques disclosed in these documents, there is only one type of method or mechanism for adjusting the resonance frequency applied to one member, and only one adjustment method can be adopted for one member. There was a problem that different adjustment methods could not be carried out simultaneously.
[0013]
The present invention has been made in view of such a conventional situation, and provides a chip capacitor, a dielectric filter, and a method for adjusting a resonance frequency of a dielectric filter, which can easily adjust the resonance frequency of the dielectric filter with high accuracy. It is to provide. It also provides a chip capacitor to which different adjustment methods can be applied in one member.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a chip capacitor according to a first aspect of the present invention includes a first dielectric ceramic member having a substantially rectangular parallelepiped shape, a first electrode disposed on the first surface of the dielectric ceramic member, A chip capacitor comprising a first electrode and a second electrode disposed in a gap, wherein the first electrode extends from the first surface to an adjacent second surface, and the second electrode Is extended from the first surface to the third surface opposite to the second surface, and of the four surfaces adjacent to the first surface, the second surface and the two surfaces other than the third surface are not provided with open end surfaces. Is formed.
As a first fine adjustment, the chip capacitor having the above-described structure has an effect of reducing the capacitance by polishing or cutting the open end face to reduce the areas of the first electrode and the second electrode. At the same time, the second electrode has a function of widening the gap and reducing the capacity by polishing or cutting a part of the first electrode or the second electrode formed on the substantially rectangular parallelepiped dielectric ceramic member.
[0015]
A chip capacitor according to a second aspect of the present invention is the chip capacitor according to the first aspect, wherein the first electrode and the second electrode polish the first electrode or a part of the second electrode. Alternatively, they are cut and formed so as to be able to adjust the width of the gap so as to be mutually uneven.
In the chip capacitor having the above configuration, in addition to the function of the invention described in claim 1, since the first and second electrodes form irregularities, a part of the concave electrode or the convex electrode A part of the electrode can be polished or cut, and it has an effect of facilitating polishing or cutting a part of the electrode more quantitatively.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a dielectric filter comprising: a dielectric coaxial resonance having an outer electrode and an inner electrode formed on a substantially cylindrical outer peripheral surface and an inner peripheral surface, each having a second dielectric ceramic member therein; The chip capacitor according to claim 1 or 2, and one end of the internal electrode connected to the internal electrode, and the other end of the first electrode of the chip capacitor according to claim 1 or 2 Or it has a lead to which the second electrode is connected.
In the dielectric filter having the above configuration, in addition to the adjustment of the resonance frequency by polishing or cutting of the end face of the dielectric coaxial resonator, the resonance frequency can be finely adjusted by the chip capacitor according to claim 1 or 2. It has the effect | action that it is.
[0017]
Furthermore, the dielectric filter according to claim 4 is the dielectric filter according to claim 3, wherein the first dielectric ceramic member and the second dielectric ceramic member are made of the same material. It is.
In the dielectric filter having the above configuration, in addition to the operation of the invention according to claim 3, the temperature coefficients relating to the resonance frequency of the dielectric ceramic member of the chip capacitor and the dielectric ceramic member of the dielectric coaxial resonator are the same. It has the effect that better temperature stability is obtained.
[0018]
Finally, the resonance frequency adjusting method for a dielectric filter according to the invention of claim 5 is a substantially cylindrical dielectric coaxial resonator having a second dielectric ceramic member therein, and claim 1 or claim 2. The chip capacitor according to claim 1 and an internal electrode formed on the inner peripheral surface of the dielectric coaxial resonator have one end connected to the other end and the first end of the chip capacitor according to claim 1 or 2. A method for adjusting a resonance frequency of a dielectric filter having a lead to which the first electrode or the second electrode is connected, wherein the resonance frequency is adjusted by polishing or cutting at least one of two open end faces; And a step of polishing or cutting a part of the first electrode or the second electrode to change the width of the gap to adjust the resonance frequency.
The method for adjusting the resonance frequency of the dielectric filter having the above configuration has the same operation as that of the invention described in claim 3.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, an embodiment of a chip capacitor according to the present invention will be described with reference to FIGS. (Especially corresponding to claim 1, claim 2 and claim 5)
FIG. 1 is an outline view of a chip capacitor according to the present embodiment, FIG. 2 is a conceptual diagram showing the surface of the chip capacitor according to the present embodiment in an expanded state, (a) is an upper surface, and (b) is a top view. The lower surface, (c) shows the left and right side surfaces, and (d) shows the front and rear side surfaces.
1 and 2, a chip capacitor 1 according to the present embodiment is formed by forming upper surface electrodes 2a and 2b on the upper surface of a dielectric ceramic block 1a formed in a substantially rectangular parallelepiped. The upper surface electrodes 2a and 2b are configured to have a convex portion or a concave portion and to form a fixed gap 2c. Further, the upper surface electrodes 2a and 2b are extended on the opposite left and right side surfaces as a right side electrode 4 and a left side electrode 5, respectively, and these electrodes 4 and 5 further cover the lower surface electrodes 3a and 3b covering a part of the lower surface. It is extended as.
On the other hand, on the front surface 6 and the rear surface 7 of the dielectric ceramic block 1a, open end surfaces without electrodes are formed.
[0020]
A method of adjusting the capacitance in the chip capacitor of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
First, the capacitance of the chip capacitor 1 is adjusted by reducing the area of the right side electrode 4 and / or the left side electrode 5 of the chip capacitor 1.
When the width of the right side electrode 4 and the left side electrode 5 of the chip capacitor 1 is L1 as shown in FIG. 1, when this is cut along the dotted line 8 in FIG. 1, the width of the electrode decreases from L1 to L2, and the electrode The area of is also reduced. Therefore, according to the formula (1) shown in the column of the prior art, S becomes small and the capacitance C of the chip capacitor 1 decreases. By reducing the capacitance C, the resonance frequency f 0 can be adjusted higher as shown in the equation (2).
This adjustment can be performed when the chip capacitor 1 is manufactured or before and after mounting on the substrate. In addition, since the areas of the right side electrode 4 and the left side electrode 5 can be cut along the front surface 6 and the rear surface 7, a relatively large adjustment can be performed on the capacity.
[0021]
Next, as a result of measuring the resonance frequency after mounting the chip capacitor 1 on the substrate, if further fine adjustment is required, the gap 2c between the upper surface electrodes 2a and 2b shown in FIG. The capacitance of the chip capacitor 1 can be adjusted by increasing the distance between the electrodes.
When the gap 2c is L3 as shown in FIG. 1, when the gap 2c is polished or cut along the dotted line 9, the gap 2c expands from L3 to L4. Therefore, similarly, according to the equation (1), the distance L between the electrodes increases, and the capacitance C of the chip capacitor 1 decreases. Also in this case, the resonance frequency f 0 can be adjusted high as shown in the equation (2).
The adjustment of the gap 2c is not limited to being performed along the dotted line 9. In addition, the gap 2c between the upper surface electrodes 2a and 2b can be adjusted by polishing or cutting a part of the electrode. If possible, the location may be any. It goes without saying that a plurality of adjustments can be made at two places and three places.
This adjustment of the gap 2c is different from adjusting the open end surface formed on the front surface 6 and / or the rear surface 7, and the capacitance of the chip capacitor 1 is adjusted. In FIG. 1, two types of capacity adjustment can be flexibly performed. Further, the capacity adjustment by the gap 2c can be finer than the capacity adjustment by cutting the open end face, and therefore can be used in the process of final adjustment of the resonance frequency.
[0022]
【Example】
Regarding the chip capacitor according to the embodiment described above, the inventor of the present application prototyped a 3.5 pF chip capacitor. This chip capacitor has a substantially cubic shape. L1 shown in FIG. 1 is 3.5 mm, and the width and height of the front surface 6 and the rear surface 7 are also 3.5 mm. The width of the gap 2c, that is, the length of L3 was 0.5 mm, and this width was constant between the upper surface electrodes 2a and 2b. The dielectric ceramic block 1a has a dielectric constant of 113 ± 3.
When such a chip capacitor was prototyped and its capacitance value was measured, it was 3.6 pF to 3.8 pF. Therefore, as a fine adjustment, the front surface 6 and the rear surface 7 were polished and finished to 3.5 pF, and a chip capacitor with a narrow tolerance of 3.5 pF ± 0.05 pF could be manufactured.
When a capacitance value smaller than this capacitance value is required, a material having a low dielectric constant may be used. In this case, a chip capacitor with a narrower tolerance can be manufactured.
[0023]
In this embodiment, the front surface 6 and the rear surface 7 are polished before mounting, but can be performed after mounting, and the upper surface electrodes 2a and 2b can be cut or polished as further fine adjustment after mounting. The capacity value can be adjusted with.
In these fine adjustments after mounting, there is a possibility that stray capacitance may be generated if the solder is excessively attached when the chip capacitor is soldered to the signal electrodes 22a and 22b described with reference to FIG. This is particularly effective for canceling such stray capacitance.
[0024]
Next, an embodiment of a dielectric filter and a method for adjusting the resonance frequency thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS. (In particular, it corresponds to claims 3 to 5)
FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of the dielectric filter according to the present embodiment, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a duplexer configured by combining the dielectric filters shown in FIG.
In FIG. 3, members already described with reference to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted. The dielectric filter is mainly composed of a chip capacitor 1, a dielectric coaxial resonator 11, and a lead 16 connecting them. The chip capacitor 1 is mounted on the substrate 20 with the left side electrode 5 and the right side electrode 4 connected to the signal electrodes 22a and 22b by solder 17d, and the upper surface electrodes 2a and 2b facing upward.
On the other hand, the dielectric coaxial resonator 11 is connected to the grounding electrode 21 by the solder 17a and similarly mounted on the substrate 20. The chip capacitor 1 and the dielectric coaxial resonator 11 are connected by solders 17b and 17c via leads 16.
[0025]
The material of the thus constructed dielectric filter of the dielectric ceramic 12, for example BaO-TiO 2 -WO 3 system, BaO-TiO 2 -Nd 2 O 3 -Ga 2 O 3 -Bi 2 O 3 system Examples of the material for the internal electrode 13 and the external electrodes 15a and 15b include low-resistance materials such as Ag and Cu.
In addition, if the same material as that of the dielectric ceramic 12 is used for the dielectric ceramic block 1a used for the chip capacitor 1, since each component has the same physical properties, the temperature stability with the same temperature coefficient is achieved. It can be set as the dielectric filter excellent in property.
The chip capacitor 1 of the present invention is manufactured by the same method as that for the dielectric coaxial resonator 11. First, a dielectric ceramic powder material is press-molded by a press die to form a rectangular parallelepiped molded body. Bake the body. Next, an Ag-based or Cu-based metallized paste is applied to the sintered body using a technique such as screen printing, and then fired to form an electrode. Since the dielectric ceramic and the electrode are fired separately, it is not necessary to match the firing temperature of the dielectric ceramic with the firing temperature of the electrode material. For this reason, a dielectric ceramic material can be freely selected, so that a dielectric ceramic having a high Q value and a small temperature dependence of the resonance frequency can be used.
[0026]
Moreover, the dielectric filter constitutes a duplexer as shown in FIG. 4 by combining a plurality of them. The duplexer is a device that is mounted on a communication device such as a mobile phone that is used by switching between reception and transmission. As shown in FIG. 4, the duplexer includes a plurality of dielectric filters 19 and an antenna indicated by ANT. The side indicated by Tx is a dielectric filter on the transmission side, and the direction indicated by Rx is a dielectric filter on the reception side.
[0027]
A method for adjusting the resonance frequency in the thus configured dielectric filter will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a step diagram showing only the method for adjusting the resonance frequency of the dielectric filter.
3 and 5, in step S1, the capacitance of the dielectric coaxial resonator 11 itself is reduced by polishing or cutting the open end face 15c of the dielectric coaxial resonator 11. Specifically, the length and area of the dielectric porcelain 12 are reduced by polishing the open end face 15c, and the S in the formula (1) is reduced, thereby reducing the capacitance.
[0028]
The resonance frequency of the dielectric coaxial resonator 11 is adjusted, and then the step S2 of polishing or cutting the open end face of the chip capacitor 1, that is, the front face 6 and the rear face 7, is performed. The polishing of the chip capacitor 1 may be performed before or after the chip capacitor 1 is mounted on the substrate 20, but finally the resonance frequency of the dielectric filter including the dielectric coaxial resonator 11 and the chip capacitor 1 is accurately set. Since it is necessary to adjust, it is preferable to mount it.
[0029]
Finally, in step S3, the resonance frequency is adjusted by polishing or cutting the upper surface electrodes 2a and 2b of the chip capacitor 1. Since the polishing of the upper surface electrodes 2a and 2b has already been described with reference to FIGS. 1 and 2, the resonance frequency adjustment by the polishing and the like is further finely adjusted as compared with steps S1 and S2. Final finishing adjustment.
[0030]
Therefore, according to this dielectric filter and the method for adjusting the resonance frequency of the dielectric filter, fine adjustment of the resonance frequency of the dielectric filter can be easily performed with high accuracy. Moreover, in the chip capacitor included in the dielectric filter, it is possible to adjust the capacitance based on the separate principle of adjusting the area of the electrode and the distance between the electrodes. Fine adjustment with excellent flexibility is possible.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the chip capacitor according to claim 1 and claim 2 of the present invention adjusts the distance of the gap by polishing or cutting the first electrode or the second electrode, Different adjustments of the principle of adjusting the area of the electrode by polishing or cutting the open end face that is not provided are possible, and two types of capacitance adjustment can be easily and flexibly performed with high accuracy in one chip capacitor. .
[0032]
In the dielectric filter according to claim 3 of the present invention, first, the capacitance of the dielectric coaxial resonator itself can be adjusted by adjusting the length and area of the dielectric coaxial resonator side. By finely adjusting the capacitance of the chip capacitor according to the first or second aspect, the resonance frequency of the dielectric filter can be easily adjusted with higher accuracy.
[0033]
And in the dielectric filter of Claim 4 of this invention, in addition to the effect of the dielectric filter of Claim 3, especially high temperature stability can be show | played.
[0034]
In the method for adjusting the resonance frequency of the dielectric filter according to claim 5 of the present invention, the same effect as that of the invention according to claim 3 can be exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a chip capacitor according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are conceptual diagrams showing a developed surface of a chip capacitor according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a top view, FIG. 2B is a bottom view, and FIG. 2C is a left and right side view; ) Is a front and back side view.
FIG. 3 is a sectional structural view of a dielectric filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a duplexer configured by combining dielectric filters according to the present embodiment.
FIG. 5 is a step diagram for selecting and showing only a method for adjusting the resonance frequency of the dielectric filter according to the present embodiment;
6A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional dielectric filter, and FIG. 6B is an enlarged cross-sectional view illustrating a dotted line portion indicated by A in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chip capacitor 1a ... Dielectric ceramic block 2a, 2b ... Upper surface electrode 2c ... Gap 3a, 3b ... Lower surface electrode 4 ... Right side electrode 5 ... Left side electrode 6 ... Front surface 7 ... Rear surface 8 ... Dotted line 9 ... Dotted line 11 ... Dielectric Coaxial resonator 12 ... Dielectric ceramic 13 ... Internal electrode 14 ... Outer peripheral wall 15a, 15b ... External electrode 15c ... Open end face 16 ... Lead 17a-17d ... Solder 18 ... Through hole 19 ... Dielectric filter 20 ... Substrate 21 ... Ground Electrode 22a, 22b ... Signal electrode 30 ... Capacitor 31 ... Dielectric coaxial resonator 32 ... Lead 33 ... Signal electrode 34a, 34d ... External electrode 34b, 34c ... Internal electrode 35a, 35b ... Solder 36 ... Solder
