JP2010199790A

JP2010199790A - 誘電体共振器の実装構造、その製造方法、及びフィルタ装置

Info

Publication number: JP2010199790A
Application number: JP2009040438A
Authority: JP
Inventors: Shigehito Yazawa; 重仁矢澤; Suketoshi Hagiwara; 佐年萩原; Goro Suemitsu; 吾郎末光
Original assignee: NEC Corp; NEC Network Products Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Network Products Ltd
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】簡易に組立てが可能な誘電体共振器の実装構造、その製造方法、及びフィルタ装置を提供すること。
【解決手段】誘電体共振器の実装構造１０において、誘電体共振器１が基板２に実装されている。また、誘電体共振器１の取付部１１ｂ上には金属膜１１ｃが形成されている。さらに、基板２の取付面１２に誘電体共振器１の取付部１１ｂが嵌合し、半田付けされている。なお、基板２の取付面１２上には凹部１２ａが形成されており、凹部１２ａに誘電体共振器１の下端部１１ｄが嵌合しているのが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は、誘電体共振器が基板に実装された誘電体共振器の実装構造、その製造方法、及びフィルタ装置に関し、特に、簡易な組立てが可能な誘電体共振器の実装構造、その製造方法、及びフィルタ装置に関するものである。

例えば、通信機の高周波用バンドパスフィルタ、アンテナフィルタなどのフィルタとして、誘電体フィルタが多用されている。この誘電体フィルタは、複数の誘電体共振器を結合して構成されている。また、誘電体共振器を基板に、導電性の接着剤により接着して実装する誘電体共振器の実装構造が知られている。

特開２００５−２２３６６５号公報

上記誘電体共振器の実装構造においては、接着剤が固着するまでに、例えば、高温で数時間放置する必要が生じ、組立時間が延びる要因となっている。また、誘電体共振素子をケースに圧接した誘電体共振器が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、上記誘電体共振素子を圧接するための構造が必要となるため、その組立てが複雑化する虞がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、簡易に組立てが可能な誘電体共振器の実装構造、その製造方法、及びフィルタ装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、誘電体共振器が基板に実装された誘電体共振器の実装構造であって、前記誘電体共振器の取付部上には金属膜が形成され、前記基板の取付面に前記誘電体共振器の取付部が嵌合し、半田付けされている、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造である。

他方、上記目的を達成するための本発明の一態様は、誘電体共振器を基板に実装する誘電体共振器の実装構造の製造方法であって、前記誘電体共振器の取付部上に金属膜を形成する膜形成工程と、前記基板の取付面に前記誘電体共振器の取付部を嵌合させ、半田付けする取付工程と、を含む、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造の製造方法であってもよい。

本発明によれば、簡易に組立てが可能な誘電体共振器の実装構造、その製造方法、及びフィルタ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る誘電体共振器を概略的に示す斜視図である。（ａ）本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造を概略的に示す斜視図であり、誘電体共振器が基板に取付けられる前の状態を示す分解斜視図である。（ｂ）本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造を概略的に示す斜視図であり、誘電体共振器が基板に取付けられた状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造を備えるフィルタ装置を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造を備えるフィルタ装置を示す透視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら一実施形態を挙げて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る誘電体共振器を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係る誘電体共振器１は、その断面形状が正方向又は長方形の四角柱状の誘電体１１を有している。誘電体１１は、例えば、ＢａＴｉＯ_３系などの誘電体セラミック材料を、所定形状の金型を用いてプレス成型し、焼成処理して形成される。

誘電体１１の取付部（下面）１１ｂには、後述の半田付けのための、銀メッキ処理が施され、銀膜１１ｃが形成されている。この銀膜１１ｃは、例えば、誘電体１１の取付部１１ｂに銀ペーストを塗布し焼成することにより形成される。

図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造を概略的に示す斜視図である。また、図２（ａ）は、誘電体共振器が基板に取付けられる前の状態を示す分解斜視図であり、図２（ｂ）は、誘電体共振器が基板に取付けられた状態を示す斜視図である。

本実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０において、基板２の取付面１２に誘電体共振器１の下端部（取付部）１１ｄが嵌合している。金属製の基板２の取付面１２上には、略矩形状に凹部（ザグリ）１２ａが形成されており、この凹部１２ａに誘電体共振器１の下端部１１ｄが嵌合している。さらに、基板２の取付面１２の凹部１２ａに、誘電体共振器１の誘電体１１の銀膜１１ｃが半田付けされている。

このように、誘電体共振器１を基板２に半田付けすることにより、例えば、接着剤により接着する場合と比較して、誘電体共振器１と基板２との間の導電性を良好にすることができる。したがって、後述の如く、本実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０をフィルタ装置１００に搭載した場合に、フィルタ装置１００の電気特性を向上させることができる。また、例えば、接着剤により、誘電体共振器１と基板２とを接着した場合に、高温で数時間放置する必要があるが、本実施形態によれば、そのような放置時間が必要なく、組立て時間を大幅に短縮することができる。

なお、基板２の材料は、例えば、誘電体共振器１の誘電体１１のセラミックと線膨張係数の差が小さい、鋼材が選択されている。これにより、上記の誘電体共振器１と基板２とが半田付けされた際に、その熱膨張によりクラックが発生するのを抑制することができる。したがって、誘電体共振器１と基板２との組立の信頼性を向上させることができる。

例えば、誘電体１１のセラミックの熱膨張係数は、４×１０^−６程度であり非常に小さい。そこで、基板２の材料として、例えば、アルミ（熱膨張係数：２３×１０^−６程度）、水晶材（熱膨張係数：１２．２×１０^−６程度）、黄銅（熱膨張係数：１７．５×１０^−６程度）、樹脂材などを用いることができるが、これに限らず、セラミックとの線膨張係数の差が小さい任意の材料を用いることができる。

ところで、従来の誘電体共振器の実装構造において、誘電体共振器を基板上に取付ける際にその位置決めが困難となるため、特殊な治具等が必要となっている。一方で、本実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０において、基板２上に位置決め用の凹部１２ａが設計位置に予め形成され、この凹部１２ａに誘電体共振器１の下端部１１ｄを嵌合させ、半田付けするだけでよい。したがって、上記特殊な治具等が必要ないため、組立てが容易となり、製造コストの低減等に繋がる。さらに、基板２上に形成した凹部１２ａは、上記誘電体共振器１の位置決め機能に加えて、半田が周辺部へ流れるのを抑制する機能を併せ持っているため、その組立てがさらに容易かつ確実になる。

図３は、本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０を備えるフィルタ装置１００を示す分解斜視図である。図４は、本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０を備えるフィルタ装置１００を示す透視図である。本実施形態に係るフィルタ装置１００は、例えば、高周波無線送受信装置のバンドパスフィルタ装置として用いることができる。

図３及び図４に示すように、基板２上の取付面１２上には、略等間隔で一列に５つの凹部１２ａが形成されている。また、基板２の５つの凹部１２ａには、夫々、５つの誘電体共振器１の誘電体１１の下端部１１ｄが嵌合し、半田により固定されている。基板２及び各誘電体共振器１の上方には、基板２及び各誘電体共振器１を覆うための金属製のケース部材１３が設けられている。ケース部材１３の内部には、５つの誘電体共振器１を夫々収納するための、略直方体状の５つのキャビティ部１３ａが形成されている。各キャビティ部１３ａは、相互に連通している。なお、ケース部材１３は、内部に５つのキャビティ部１３ａが形成される構成であるが、これに限らず、任意の構成が適用可能である。また、キャビティ部１３ａは、略直方体状に形成されているが、これに限らず、任意の形状で形成されていてもよい。

次に、本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０の製造方法について、詳細に説明する。例えば、誘電体共振器１の誘電体１１の取付部１１ｂに銀メッキを施し、銀膜１１ｃを形成する（膜形成工程）。次に、基板２の取付面１２上の設計位置に、複数の凹部１２ａを夫々形成する（凹部形成工程）。これにより、誘電体共振器１を基板２に取付ける際の位置決めが不要となり、組付けが容易となる。なお、凹部１２ａは、例えば、金型等を用いて基板２に一体成型されてもよい。その後、基板２の取付面１２上に形成された各凹部１２ａに、各誘電体共振器１の誘電体１１の下端部１１ｄを夫々嵌合させ、半田付けする（取付工程）。このように、本実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０によれば、簡易に組立てることができる。

以上、本実施形態に係る誘電体共振器の実装構造１０において、誘電体共振器１の誘電体１１の取付部１１ｂには銀膜１１ｃが形成されている。また、基板２の取付面１２上に形成された凹部１２ａに誘電体共振器１の誘電体１１の下端部１１ｄが嵌合し、半田付けされている。これにより、誘電体共振器の実装構造１０において、簡易な組立てが可能となる。

なお、本発明を実施するための実施形態について上記一実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした上記一実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記一実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記一実施形態において、誘電体共振器１の誘電体１１は、四角柱状に形成されているが、これに限らず、例えば、三角柱状、五角柱状等の多角柱状、円柱状で形成されていてもよい。

また、上記一実施形態において、誘電体共振器１の誘電体１１の取付部１１ｂには銀メッキ処理が施されているが、これに限らず、例えば、銅メッキ処理、ニッケルメッキ処理、半田メッキ処理等が施されていてもよく、導電性、及び半田付け性を満足すれば、任意のメッキ処理が適用可能である。また、誘電体共振器１の誘電体１１の取付部１１ｂには、蒸着等により銀メッキ等の金属膜が形成されてもよい。

さらに、上記一実施形態において、基板２の取付面１２上には５つの凹部１２ａが形成され、これら凹部１２ａに５つの誘電体共振器１が嵌合する構成であるが、これに限らず、構成される凹部１２ａ及び誘電体共振器１の数は任意でよい。例えば、構成するバンドパスフィルタ装置１００の通過帯域の減衰特性に応じて、誘電体共振器１の数を設定してもよい。

なお、上記一実施形態において、誘電体共振器１は、例えば、貫通孔を有する誘電体同軸共振器等でもよく、任意の誘電体共振器に適用可能である。

１誘電体共振器
２基板
１０誘電体共振器の実装構造
１１誘電体
１１ｂ取付部
１１ｃ銀膜
１１ｄ下端部
１２取付面
１２ａ凹部
１３ケース部材
１００フィルタ装置

Claims

誘電体共振器が基板に実装された誘電体共振器の実装構造であって、
前記誘電体共振器の取付部上には金属膜が形成され、
前記基板の取付面に前記誘電体共振器の取付部が嵌合し、半田付けされている、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造。
請求項1記載の誘電体共振器の実装構造であって、
前記基板の取付面上には凹部が形成されており、前記凹部に前記誘電体共振器の下端部が嵌合している、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造。
請求項１又は２記載の誘電体共振器の実装構造であって、
前記誘電体共振器は、セラミックにより構成されており、金属製の前記基板に取付けられている、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造。
請求項３記載の誘電体共振器の実装構造であって、
前記誘電体共振器の取付部には、銀メッキ、銅メッキ、又は半田メッキが施されている、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造。
請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の誘電体共振器の実装構造を備え、
複数の前記誘電体共振器が前記基板に実装されており、
前記複数の誘電体共振器及び基板は、ケース部材により覆われている、ことを特徴とするフィルタ装置。
誘電体共振器を基板に実装する誘電体共振器の実装構造の製造方法であって、
前記誘電体共振器の取付部上に金属膜を形成する膜形成工程と、
前記基板の取付面に前記誘電体共振器の取付部を嵌合させ、半田付けする取付工程と、を含む、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造の製造方法。
請求項６記載の誘電体共振器の実装構造の製造方法であって、
前記基板の取付面に凹部を形成する凹部形成工程を更に含む、ことを特徴とする誘電体共振器の実装構造の製造方法。