JP4589402B2 - Ｙｉｇフィルタ又はｙｉｇ発振器用カップリング導体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提項に基づくＹＩＧバンドパスフィルタ又はＹＩＧ発振器用のカップリング線、及び請求項１１の前提項に基づく、ＹＩＧバンドパスフィルタ又はＹＩＧ発振器用のそのようなカップリング線の製造方法に関するものである。

ＹＩＧバンドパスフィルタ又はＹＩＧ発振器は、望ましくは球形に構成され、そしてイットリウム−鉄−ガーネット（ＹＩＧ）からなる、少なくとも１つの共振器を含む。共振器の作用は、カップリング線という手段により伝達されるものであり、このカップリング線は、共振器の中心点と、カップリング線の曲げ半径の中心点とが正確に一致することになるように、構成及び配置されなければならない。

適正に構成されたカップリング線を持つＹＩＧバンドパスフィルタは、例えば、特許文献１に記載のものが既知である。ここに記載の可変周波数ＹＩＧバンドパスフィルタは、カップリング線として作用する導電性コーティングを一端部に施した絶縁チップを収容するためのスリットを含む基体を有する。更に、ＹＩＧ要素を収容するためにフィルタチャンバが設けられている。チップはスリットへと、導電性コーティングを施した端部に設けられた凹み中にＹＩＧ要素が配置されることになるように、ＹＩＧ要素を介して挿入される。ＹＩＧ要素とチップは恒久的配置に固定される。
米国特許第４，４８０，２３８号明細書

上述文書から既知となったＹＩＧバンドパスフィルタの欠点は、特にカップリング線を形成するチップの複雑な製造法にある。支持体として働く絶縁体が、まず適正に形成され、次に導電性コーティングが設けられなければならない。これは複雑であり、また、コーティングはその層厚が薄いことにより損傷を受けやすい為、不具合が起きやすい。

よって本発明の目的は、製造が容易であり、損傷を受けにくく、設置が容易であるカップリング線を製作すること、そして更にはそのようなカップリング線を製造するための方法を提供するところにある。

その目的は、カップリング線については請求項１の特徴的要件により、方法については請求項１１の特徴的要件により、そしてカップリング線用の箔支持体については請求項１９の特徴的要件により達成されるものである。

本発明に基づくカップリング線及び本発明に基づく支持体、そして本発明に基づくカップリング線を製作するための方法の、更なる有利な展開は、従属項に記載されている。

本発明の推奨される実施の形態を、図を用いて示し、以下により詳細にわたり説明する。

図１（Ａ）は、基体３を有するＹＩＧバンドパスフィルタ２の一実施の形態の概略的な斜視図であり、この実施の形態においては、基体３中に作られた４つのフィルタチャンバ４が、同数のＹＩＧ要素６と共に示されている。

ＹＩＧ要素６は、本実施の形態においては球体として、イットリウム―鉄―ガーネットから構成されており、これがホルダー１０上に搭載され、エポキシ樹脂等により接着され、カップリング線１へと電気機械的に結合されている。

フィルタチャンバ４は、スリット５により相互に接続しており、これらの中にカップリング線１が配置される。本実施の形態においては、各ケースにおいて２つのフィルタチャンバ４が同一に構成されている。それを通じて信号が往来する同軸ケーブル１１は、符号４ａに示したフィルタチャンバ４へと入っている。一方で、符号４ｂに示したフィルタチャンバ４には、ＹＩＧ要素６しかない。フィルタチャンバ４ｂの数は２つに限定されているわけではなく、１つ以上いくつあっても良く、従ってフィルタチャンバ４の総数は、３つ又は５つ、又はそれ以上ということになる。

図１（Ｂ）は、本発明に基づく手段をわかりやすくするために、カップリング線１及びホルダー１０上に搭載されたＹＩＧ要素６の構成を、周囲を囲む基体３を除いて示したものである。

本実施の形態においては、カップリング線１は２つの異なる形状に設計されている。フィルタチャンバ４ｂを相互に接続するカップリング線１は、入出力線１Ａとして設計されている一方で、本実施の形態においては３つの更なるカップリング線１が接続線１Ｂとして設計されている。

図１（Ｂ）から明らかなように、カップリング線１は接触突設部８を持ち、これらは一方では結合線１の基体３中の接合点としての働きを持ち、他方ではスリット５中のカップリング線１の固定部として働く。接触突設部８は、方形に形成されており、接触突設部８の一端部の長さは、基体２の軸方向厚さにほぼ対応している。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を見れば、図２（Ｂ）に基づく本発明のカップリング線１が、図２（Ａ）に基づく従来のカップリング線１と、どのように異なっているかを理解することができる。

二つの実施の形態は、それぞれに少なくとも１つの湾曲部１７が設けられており、それぞれのケースにおいて、ＹＩＧ要素６の中心点が湾曲部１７の中心点と一致することになるような形で、湾曲部１７が少なくとも部分的にＹＩＧ要素６を囲んでいるという事実が共通である。更に、少なくとも１つの直線部１８が設けられている。

図２（Ａ）に描かれた従来技術に基づくカップリング線１は、ワイヤを曲げたものである。この場合、ＹＩＧ要素６がまず、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には詳細には描かれていない基体３中へと挿入され、事前に粗く曲げられたワイヤがスリット５中へと配置される。カップリング線１の更なる曲げが必要な場合は、結合度の計測により示される。これは手動により、好適なツール手段により実施される。その後、再度の検査実施、そして時には更なる調整が必要となる。その為、ＹＩＧフィルタ２又はＹＩＧ発振器は、計測を実施する度に解体され、その後再度組み立てられなければならない。従って、この方法は非常に複雑であり、時に満足な結合が得られなければ、何度かこれを繰り返した後に、その加工品を完全に不良としてはじかなければならないことさえある。

対照的に、図２（Ｂ）の本発明に基づいて構成されたカップリング線１は、エッチング、侵食、切断、特にはレーザー切断又はウォータジェット切断、及び／又はブランキングのような好適な方法により作られ、搭載された金属箔７からなる。こうすることでＹＩＧ要素６のカップリング線１に対する正確な配置が実施される。

箔７は、弾性と安定性の両条件に適合させるために銅ベリリウム合金からなる。箔７の厚さは、約５０μｍであることが望ましい。

箔７からのカップリング線１の製造は、幾つかの加工ステップにより実施される。まず、箔７が清浄化され、両側にポジ型レジストが約５μｍの調整精度で約５μｍの厚さに設けられ、マスクが形成される。その後、例えば塩化鉄（ＦｅＣｌ₃）を用いたスパッタエッチングによりカップリング線１が作られる。次に、先に形成された複数のカップリング線１を含む支持体９という形態にある箔から、塗料の残留物が除去され、電気メッキにより約５μｍの金コーティングが設けられる。次いで、例えば３２５℃にて１時間にわたり硬化処理が実施される。その後、カップリング線が箔支持体９から外され、組み込まれる。

説明した製造方法であるが故に、カップリング線１は、等しい曲率を持つ湾曲部１７の曲率半径が精確に画定された恒久形状を持っている。次にＹＩＧ要素６がカップリング線１に対して位置合わせされる。本発明に基づいて構成されたカップリング線１の製造精度は、手動で曲げるカップリング線１よりも著しく高いことから、これは従来技術よりも単純であり、コストも相当に削減されるものである。

図３（Ａ）は、４つのＹＩＧ要素６を持つＹＩＧバンドパスフィルタ２に必要とされるカップリング線１を含む支持体９の概略図である。

先に既に述べたように、本実施の形態においては、カップリング線１は、１本の入出力線１Ａ及び３本の接続線１Ｂという形態をしている。図３（Ａ）においては、前者は箔支持体９の底部に、そして後者はその上にある。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、支持体９から切り離された、図３（Ａ）においては符号ＩＩＩＢ及び符号ＩＩＩＣで示される部分を示している。図３（Ｂ）においては、３本の接続線１Ｂのうちの１つが示されており、図３（Ｃ）は入出力線１Ａを示している。

図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）から明らかなように、カップリング線１は、箔７からのエッチング、切断、ブランキング又は侵食加工の後、取り外される前の段階では、接触突設部８上に作られたウェブ１２により、支持体９中に支持されている。カップリング線１を取り外す場合、カップリング線１は、ウェブ１２を切断することにより支持体９から分離される。分離後、カップリング線１はその形状に応じて基体３中に搭載され、はんだ、溶接又はその導電性を維持する他の接続法により、基体３中に固定される。

本発明は、図示した実施の形態に制約されるものではなく、また、どのような構成を持つＹＩＧフィルタ２又はＹＩＧ発振器にも好適である。個々の特徴は、相互にどのような形式にでも組み合わせることができる。

（Ａ）共振器及びカップリング線を含むＹＩＧバンドパスフィルタの基体の推奨される一実施の形態を描いた概略的斜視図、（Ｂ）基体を除去した状態で共振器及びカップリング線を描いた概略的斜視図 （Ａ）従来技術に基づく２つの共振器用のカップリングループの一例を示す概略図、（Ｂ）本発明に基づいて構成された、２つの共振器用のカップリングループの一実施の形態を示す概略図 （Ａ）〜（Ｃ）本発明に基づいて構成されたカップリング線で、取り外される以前の製造工程におけるものを示す概略図

符号の説明

１ カップリング線
１Ａ 入出力線
１Ｂ 接続線
２ ＹＩＧフィルタ
３ 基体
５ スリット
６ ＹＩＧ要素
７ 箔
８ 接触突設部
９ 箔支持体
１２ ウェブ
１７ 湾曲部
１８ 直線部

Claims (17)

1. ＹＩＧフィルタ（２）用カップリング線（１）又はカップリング線（１）を持つＹＩＧ発振器であって、少なくとも１つのＹＩＧ要素（６）を少なくとも部分的に囲む少なくとも１つの湾曲部（１７）と、少なくとも１つの直線部（１８）とを有し、一体に形成された少なくとも１つの接触突設部（８）を有する前記カップリング線（１）において、前記接触突設部（８）が、一方では前記カップリング線（１）の基体（３）への接合点として働き、他方では基体（３）中のスリット（５）において前記カップリング線（１）を固定するように働き、前記少なくとも１つの接触突設部（８）の一端部の長さが、前記ＹＩＧフィルタ又はＹＩＧ発振器の基体（２）の軸方向の概ねの厚さに対応し、前記接触突設部（８）は、カップリング線（１）の直線部（１８）から両側に、前記カップリング線（１）の湾曲部（１７）の平面方向に設けられることを特徴とする。
2. 前記少なくとも１つの接触突設部（８）が、方形の形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のカップリング線。
3. 前記カップリング線（１）が入出力線（１Ａ）又は接続線（１Ｂ）として構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカップリング線。
4. 前記箔（７）が、銅及びベリリウムの合金からなることを特徴とする請求項１に記載のカップリング線。
5. 前記箔（７）の厚さが、１０乃至１００μｍ、特に推奨すべきは２５乃至７５μｍ、更に推奨すべきは約５０μｍであることを特徴とする請求項４に記載のカップリング線。
6. 前記カップリング線（１）の前記少なくとも１つの湾曲部（１７）が、画定された再現可能な曲率半径を持っていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のカップリング線。
7. 前記カップリング線（１）が、金属箔（７）を侵食、切断、ブランキング及び／又はエッチングすることにより製作されたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のカップリング線。
8. ＹＩＧフィルタ（２）又はＹＩＧ発振器用カップリング線（１）を製造するための方法であって、前記カップリング線（１）が、少なくとも１つのＹＩＧ要素（６）を少なくとも部分的に囲む少なくとも１つの湾曲部（１７）と、少なくとも１つの直線部（１８）とを有し、そして前記カップリング線（１）が金属箔（７）からなるものであり、製造は、侵食、切断、ブランキング及び／又はエッチングによりなされ、前記カップリング線（１）が、ＹＩＧバンドパスフィルタ（２）又はＹＩＧ発振器の基体（３）用に、いずれの場合も箔支持体（９）中の構成部分として形成されることを特徴とする方法。
9. 前記製造は、塩化鉄（ＦｅＣｌ_３）を用いたスパッタエッチングによりなされることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記方法が；
    −箔（７）の清浄するステップと、
    −前記箔（７）に塗料を塗るステップと、
    −前記箔（７）から前記カップリング線（６）をスパッタエッチングするステップと、
    −前記塗料を前記カップリング線（６）から除去するステップと、
    −前記カップリング線（６）をメッキするステップと、
    −前記カップリング線（６）を硬化させるステップと、そして
    −前記カップリング線（６）を前記箔（７）から取り外すステップと、を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の方法。
11. 前記箔（７）に塗料を塗るステップは、前記箔（７）の表及び裏に塗料を塗るステップを含むものであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記塗料を塗るステップにおいて、塗料を塗る厚さが約５μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 前記塗料を塗るステップの調整精度が、約５μｍであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記塗料が、ポジ型レジストの形態で塗布されることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の方法。
15. 前記メッキするステップが、約５μｍの層厚までなされることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
16. 前記硬化させるステップが、約１時間にわたり、約３２５℃の温度で実施されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
17. ＹＩＧフィルタ（２）又はＹＩＧ発振器用のカップリング線（１）のための箔支持体（９）であって、前記カップリング線（１）が、少なくとも１つのＹＩＧ要素（６）を少なくとも部分的に囲む少なくとも１つの湾曲部（１７）と、少なくとも１つの直線部（１８）とを有し、そしていずれの場合においても、ＹＩＧフィルタ（２）又はＹＩＧ発振器に装着する上で必要とされるだけの数のカップリング線（１）を含んでいる前記箔支持体（９）において、前記カップリング線（１）が、前記箔支持体（９）中にウェブ（１２）により支持され、前記カップリング線（１）が、ＹＩＧバンドパスフィルタ（２）又はＹＩＧ発振器の基体（３）用に、いずれの場合も箔支持体（９）中の構成部分として形成されていることを特徴とする。

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