JP3334539B2 - 積層同軸型共振器の製造方法及び積層フィルタの製造方法 - Google Patents

積層同軸型共振器の製造方法及び積層フィルタの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種通信機器等に
用いられる積層同軸型共振器の製造方法及び積層 フィル
タの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、誘電体同軸共振器は図8に示され
る如く、貫通孔1を有する誘電体ブロック2の外周面に
外部電極3、貫通孔1内に共振電極4を設けることで構
成されていた。
【0003】しかしながら、近年になって小型化の要望
が強まり、この要望に応えるべく図9に示されるよう
な、誘電体シート5aにストリップ線路6をスクリーン
印刷し、その上に誘電体シート5bを積層し、この積層
体の外周面に外部電極3を設けた構成となる積層共振器
が用いられるようになってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような積層共振器
においては、ストリップ線路6がスクリーン印刷で形成
されているため、厚みが薄い平面状のものとなってしま
い、電気特性の一つであるQ値が、誘電体同軸共振器の
ものより悪いものとなっていた。
【0005】そこで本発明は、小型で電気特性が良い積
層同軸型共振器の製造方法及び積層フィルタの製造方法
を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】そして、この目的を達成
するため本発明は、複数の誘電体シートを積層した誘電
体ブロックの内層部分に、その外周面に共振電極を有す
る誘電体柱を設けた構成としたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、複数の誘電体シートを積層した誘電体ブロックと、
この誘電体ブロックの外周面に設けた外部電極と外周
面に共振電極を有する誘電体柱を前記誘電体ブロックの
内層部分に設けた積層同軸型共振器の製造方法であっ
て、前記第1の誘電体シート上に、外周面に共振電極を
塗布した柱状の前記第2の誘電体シートからなる前記誘
電体柱とこの誘電体柱と同じ厚みで所定の幅に形成した
前記第3の誘電体シートとを交互に密着するように並設
配置し、さらにこれらの誘電体柱及び第3の誘電体シー
ト上に前記第4の誘電体シートを配置して前記誘電体ブ
ロックを形成し、この誘電体ブロックの外周面に前記外
部電極を形成するものである。
【0008】請求項2に記載の発明は、複数の誘電体シ
ートを積層した誘電体ブロックと、この誘電体ブロック
の外周面に設けた外部電極と、前記誘電体ブロックの内
層部分において並設された外周面に共振電極を有する複
数の誘電体柱と、前記誘電体ブロックの内層部分におい
て前記外部電極から独立するとともに隣接する前記誘電
体柱に設けられた共振電極と前記誘電体シートを介して
対向する段間結合容量電極とを備えた積層フィルタの製
造方法であって、前記第1の誘電体シート上に、外周面
に共振電極を塗布した柱状の前記第2の誘電体シートか
らなる前記誘電体柱とこの誘電体柱と同じ厚みで所定の
幅に形成した前記第3の誘電体シートとを交互に密着す
るように並設配置し、これらの誘電体柱及び第3の誘電
体シート上に前記段間結合容量電極を塗布した第4の誘
電体シートを配置し、さらにこの第4の誘電体シート上
に第5の誘電体シートを配置して前記誘電体ブロックを
形成し、この誘電体ブロックの外周面に前記外部電極を
形成することで、小さな段間結合容量電極を設けた場合
でも、共振電極の表面積が増加しているので、効率よく
段間結合容量が得られるのである。
【0009】以下、本発明の実施形態を図面を用いて説
明する。図1は積層同軸型共振器の斜視図である。
【0010】この積層同軸型共振器は図2に示す如く、
外周面に共振電極7を有するセラミックからなる柱状の
誘電体柱8の両側に、誘電体柱8と同じ厚みの誘電体シ
ート9a,9bを並設する。そして、これらの上下から
板状に成形された誘電体シート9c,9dで挟み込み、
積層した後、図1に示す如く、誘電体シート9a,9
b,9c,9d及び誘電体柱8が露出した開放端面10
以外の外周面に外部電極11を印刷して形成されてい
る。また、開放端面10と反対側の端面には外部電極1
1が延出して設けられており共振電極7と短絡される短
絡端面12となっている。
【0011】つまり、積層同軸型共振器は、誘電体シー
ト9a,9b,9c,9dで形成された誘電体ブロック
13の内層部分内に、その外周面に共振電極7を有する
誘電体柱8を挿入したような状態となっているのであ
る。
【0012】このように形成された積層同軸型共振器
は、ストリップ線路を形成する共振電極7が、誘電体柱
8の上下左右の側面に設けられているので、従来の積層
共振器に比べて、ストリップ線路の表面積が増加し、Q
値が向上するのである。
【0013】なぜなら、共振器のQ値は、導体損αc、
誘電体損αd、誘電体中の管内波長をλgとし、ストリ
ップ線路の一端が短絡した1/4波長型同軸共振器であ
れば、(数1)で表わすことができる。
【0014】
【数1】
【0015】この(数1)によれば、Q値は導体損α
a、誘電体損αbの和に反比例することになる。従っ
て、従来例に述べたような誘電体同軸共振器と積層共振
器に用いられる誘電体の材質が同じものである場合、誘
電体損αbは同じであるので、導体損αaに左右される
のである。
【0016】つまり、図9に示される積層共振器におい
て、ストリップ線路6は、図8に示される誘電体同軸共
振器の共振電極4で形成される同軸線路を平たく押しつ
ぶしたものと考えればよく、その幅と同じ直径の貫通孔
1を有する誘電体同軸共振器の共振電極4に比べて表面
積がπ分の1になるので、導体損αaが誘電体同軸共振
器に比べて増加する。したがって、周波数が同じ場合に
は誘電体同軸共振器の方が積層共振器よりQ値が大きい
のである。
【0017】また、図1に示される積層同軸型共振器で
あれば、積層共振器におけるストリップ線路6部分が、
誘電体柱8の外周面に共振電極7が設けられたものであ
るので、その幅が積層共振器のものと同じであれば、共
振電極7の表面積が誘電体柱8の上面及び両側面分だけ
積層共振器のものより増加することにより、その分、導
体損αaを低減でき、積層共振器よりもQ値を向上する
ことが出来るのである。
【0018】ここで、実際の実験において積層同軸型共
振器と積層共振器及び誘電体同軸共振器とのQ値を比較
した結果を(表1)に示す。
【0019】
【表1】
【0020】この(表1)において、積層同軸型共振器
と積層共振器の共振電極の厚みを20μmに設定してい
るのは、共振電極の厚みが40μm以上になると、その
線膨張係数の値が、共振電極で14〜17ppm/℃、
誘電体シートで6〜10ppm/℃というように著しく
異なるため、焼成時に誘電体シートにクラックが発生し
てしまうことがあり、共振電極を誘電体シートとの同時
焼成により量産することが非常に困難であるという点
と、共振電極の印刷に際するパターン精度を配慮したた
めである。また、積層共振器のように誘電体シート5a
にストリップ線路6を単に印刷するという構成であれ
ば、共振電極の印刷を厚くすればQ値が向上するので、
先に述べた生産性などを無視して、誘電体同軸共振器と
同様のQ値を再現したものを参考に載せているのであ
る。
【0021】以上のことからも判るように、積層同軸型
共振器は、誘電体同軸共振器の電気特性であるQ値の水
準を維持できるとともに、形状においても積層共振器と
同様に高さ方向の小型化が出来るのである。
【0022】また、この積層同軸型共振器を形成してい
る各誘電体シート9a,9b,9c,9d及び誘電体柱
8は、同じ材質の誘電体から形成されており、誘電体柱
8がその外周面に共振電極7を印刷したものであるとと
もに、焼成時にクラックが発生しないように共振電極7
の厚みが設定されているので、その線膨張係数などが、
周囲に配置される誘電体シート9a,9b,9c,9d
と変わらないものとなる。その結果、焼成時に起こる各
誘電体シート9a,9b,9c,9d及び誘電体柱8の
熱膨張に差が生じることが抑えられるため、クラックの
発生が抑制できるのである。
【0023】さらに、このような積層同軸型共振器の製
造方法においては、図3に示す如く、誘電体セラミック
を板状に成形した誘電体シート14の上に、外周面に共
振電極7となるAgペーストをスクリーン印刷した誘電
体柱8と、この誘電体柱8と同じ厚みで所定幅に成形さ
れた誘電体シート15とを交互に密着するように並設
し、さらにその上に誘電体セラミックを板状に成形した
誘電体シート16を配置し、一塊りのブロックを作成す
る。そしてこのブロックを破線で示す如く所定の幅に切
断し、個々の積層同軸型共振器素子を成形する。そし
て、図1に示す開放端面10以外の外周面に外部電極1
1を印刷することで多数個の積層同軸型共振器が一括し
て形成出来るのである。
【0024】以上のように積層同軸型共振器は、誘電体
同軸共振器と同様の高いQ値を得られるとともに、積層
構造からなっていることで、その生産性も高く、さら
に、積層共振器と同様に形状の小型化が出来るというも
のである。
【0025】また、このような積層同軸型共振器は、図
2に示される共振電極7と外部電極11の間に介在する
誘電体シート9c部分を、図4に示す如く誘電体シート
9e,9fからなる積層構造とし、その内層に外部電極
11と接続されるとともに、誘電体柱8と誘電体シート
9fを介して対向するローディング容量電極17を設け
ることで積層同軸型共振器の開放端面10側に接地容量
を構成して周波数圧縮したものである。
【0026】このようにローディング容量電極17を形
成する場合、図8に示される誘電体同軸共振器であれ
ば、開放端面10に溝を設け、この溝内に外部電極3と
接続された電極を設けなければならず、開放端面10部
分の強度が低くなりクラックなどが発生してしまうもの
となる。また、図9に示される積層共振器であれば、積
層同軸型共振器と同様にローディング容量電極17を形
成できるのであるが、その容量はストリップ線路6との
対向する面積にのみよるため、大きな容量を形成するこ
とが困難なものとなる。
【0027】しかしながら、図4に示される積層同軸型
共振器であれば、共振電極7が柱状の誘電体柱8の外周
面に設けられているので、ローディング容量電極17と
対向して形成される容量は、図5に示す如く、ローディ
ング容量電極17と直接対向している誘電体柱8の下面
側に設けられた共振電極7aと、誘電体柱8の両側面に
設けられた共振電極7bのそれぞれで形成される容量と
の和となり、積層共振器のものより大きな容量を得るこ
とが出来るのである。つまり、積層同軸型共振器の小型
化を進める場合において、ローディング容量電極17が
有効に働くことになるのである。
【0028】また、他の実施形態を図を用いて説明す
る。なお、前述した一実施形態と同様の構成について
は、同じ符号を付して説明を簡略化するものとする。
【0029】図6は積層同軸型共振器を用いた積層フィ
ルタの分解斜視図である。この積層フィルタは、誘電体
シート9a,9b,9e,9f,9g,9h,9iから
なる誘電体ブロック13の内層部分に、誘電体柱8を並
設し、誘電体シート9e,9fの間に、外部電極11と
接続されるとともに、誘電体柱8と誘電体シート9fを
介して対向するローディング容量電極17を設け、さら
に、誘電体シート9h,9iの間に、外部電極11から
独立するとともに、それぞれの誘電体柱8と誘電体シー
ト9hを介して対向する段間結合容量電極18を設けた
構成となっている。なお、この積層フィルタの入出力に
関しては、誘電体シート9eの下面において、誘電体柱
8と対向するとともに、外部電極11から独立した入出
力電極(図示せず)が設けられている。
【0030】このように構成された積層フィルタは、共
振電極7が、誘電体柱8の上、下、両側面に設けられて
いるので、従来の積層共振器に比べて、ストリップ線路
の表面積が増加し、Q値が向上することにより積層フィ
ルタの特性が向上するとともに、積層構造からなってい
ることで、前述した一実施形態のものと同様にその生産
性が高く、形状の小型化が出来るというものである。
【0031】また、共振電極7と対向するローディング
容量電極17や段間結合容量電極18により形成される
容量は図7に示す如く、ローディング容量電極17また
は段間結合容量電極18と直接対向している誘電体柱8
の側面に設けられた共振電極7a又は7cと、誘電体柱
8の両側面に設けられた共振電極7bのそれぞれで形成
される容量との和となり、その分だけ大きな容量を得る
ことが出来るのである。つまり、積層フィルタの小型化
を進める場合において、ローディング容量電極17や段
間結合容量電極18が有効に働くことになるのである。
【0032】さらに、誘電体柱8の形状は、図9に示さ
れる積層共振器のストリップ線路6のように、厚み方向
の精度が、その印刷厚によるものとは異なり、誘電体軸
7により決定されるので、寸法精度が高いものとなる。
【0033】つまり、図7に示される積層フィルタのよ
うに、並設された誘電体柱8の対向する側面7bが、精
度良く対面することとなり、それらが対向して形成され
る容量や磁界分布が安定することになる。その結果、量
産的に個々の積層フィルタにおいて特性のバラツキが抑
制できるのである。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の誘
電体シートを積層した誘電体ブロックの内層部分に、そ
の外周面に共振電極を有する誘電体柱を設けた構成とし
たことで、誘電体同軸共振器と同様の高いQ値を得られ
るとともに、積層構造からなることで、その生産性も高
く、さらに、積層共振器と同様に形状の小型化が出来る
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の積層同軸型共振器の斜視
【図2】同積層同軸型共振器の分解斜視図
【図3】同積層同軸型共振器の製造過程を示す分解斜視
【図4】同積層同軸型共振器にローディング容量電極を
設けたものの分解斜視図
【図5】同積層同軸型共振器の正面図
【図6】本発明の他の実施形態の積層フィルタの分解斜
視図
【図7】同積層同軸型共振器の正面図
【図8】従来の誘電体同軸共振器の斜視図
【図9】従来の積層共振器の斜視図
【符号の説明】
7 共振電極 8 誘電体柱 9a 誘電体シート 9b 誘電体シート 9c 誘電体シート 9d 誘電体シート 11 外部電極 13 誘電体ブロック
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−283626(JP,A) 特開 平9−23111(JP,A) 特開 平10−190324(JP,A) 特開 平6−6119(JP,A) 特開 平5−327310(JP,A) 特開 平5−145308(JP,A) 特開 昭64−82701(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 11/00 H01P 1/205 H01P 7/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の誘電体シートを積層した誘電体ブ
    ロックと、この誘電体ブロックの外周面に設けた外部電
    極と外周面に共振電極を有する誘電体柱を前記誘電体
    ブロックの内層部分に設けた積層同軸型共振器の製造方
    法であって、前記第1の誘電体シート上に、外周面に共
    振電極を塗布した柱状の前記第2の誘電体シートからな
    る前記誘電体柱とこの誘電体柱と同じ厚みで所定の幅に
    形成した前記第3の誘電体シートとを交互に密着するよ
    うに並設配置し、さらにこれらの誘電体柱及び第3の誘
    電体シート上に前記第4の誘電体シートを配置して前記
    誘電体ブロックを形成し、この誘電体ブロックの外周面
    に前記外部電極を形成することを特徴とする積層同軸型
    共振器の製造方法。
  2. 【請求項2】 複数の誘電体シートを積層した誘電体ブ
    ロックと、この誘電体ブロックの外周面に設けた外部電
    極と、前記誘電体ブロックの内層部分において並設され
    た外周面に共振電極を有する複数の誘電体柱と、前記誘
    電体ブロックの内層部分において前記外部電極から独立
    するとともに隣接する前記誘電体柱に設けられた共振電
    極と前記誘電体シートを介して対向する段間結合容量電
    極とを備えた積層フィルタの製造方法であって、前記第
    1の誘電体シート上に、外周面に共振電極を塗布した柱
    状の前記第2の誘電体シートからなる前記誘電体柱とこ
    の誘電体柱と同じ厚みで所定の幅に形成した前記第3の
    誘電体シートとを交互に密着するように並設配置し、こ
    れらの誘電体柱及び第3の誘電体シート上に前記段間結
    合容量電極を塗布した第4の誘電体シートを配置し、さ
    らにこの第4の誘電体シート上に第5の誘電体シートを
    配置して前記誘電体ブロックを形成し、この誘電体ブロ
    ックの外周面に前記外部電極を形成することを特徴とす
    る積層フィルタの製造方法。
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