JPH05327310A

JPH05327310A - 面実装型誘電体フィルタ

Info

Publication number: JPH05327310A
Application number: JP13214092A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Noguchi; 敏春野口; Kuniaki Kiyosue; 邦昭清末; Takehiko Yoneda; 毅彦米田; Hiromitsu Tagi; 宏光多木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1993-12-10
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JP2906828B2

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造で大きな入出力結合度が得られそ
の結果広帯域なフィルタを実現できるとともに、プリン
ト基板に直接面実装できる上、周波数の調整作業が著し
く軽減された高品質で量産性に優れた面実装型誘電体フ
ィルタの提供を目的とする。【構成】本発明の面実装型誘電体フィルタは、誘電体
ブロック１１と、誘電体ブロック１１内の貫通孔１１
ａ，１１ｂに積層された１乃至複数の内導体１３ａ，１
３ｂと、一端面１１ｄを除く表面に積層された外導体１
２と、内導体１３ａ，１３ｂと外導体１２を接続する連
結導体１４と、を備えた面実装型誘電体フィルタであっ
て、内導体１３ａ，１３ｂが角筒状に形成され、及び／
又は外導体１２の開放端側の内導体１３ａ，１３ｂに対
向する部位に入出力導体１５が独立して形成されている
構成からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波帯で用いられる面
実装型誘電体フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車電話や携帯電話，コードレ
ス電話などの移動通信機器に、誘電体フィルタが使用さ
れているが、移動通信機器の小型化、高性能化に伴い、
移動通信機器の他の部品が実装プリント基板の表面から
実装可能なチップ部品に超小型化されるのに伴い、誘電
体フィルタも小型で面実装可能なものが要求され開発さ
れている。

【０００３】以下に従来の面実装型誘電体フィルタにつ
いて説明する。図６（ａ）は従来の面実装型誘電体フィ
ルタの斜視図であり、図６（ｂ）はそのＣ−Ｃ線の断面
図である。

【０００４】１はセラミック等の誘電体材料で作製され
た直方体状の誘電体ブロックで、誘電体ブロック１には
貫通孔１ａ，１ｂが設けられている。２は誘電体ブロッ
ク１の外周部に形成された外導体、３ａ，３ｂは貫通孔
１ａ，１ｂに形成された内導体、４は外導体２と内導体
３ａ，３ｂを連結する連結導体、６，７は誘電体ブロッ
ク１の外周部に凹部を形成し、そこに前記内導体３ａ，
３ｂと対向して入出力導体８，９を形成し、入出力導体
８，９に入出力ピン１０ａ，１０ｂをハンダ付け又はロ
ウ付け等で電気的、機械的に接続している。１ｃは段間
結合用貫通孔である。

【０００５】以上のように構成された従来の面実装型誘
電体フィルタについて、以下そのプリント基板への実装
方法について説明する。

【０００６】図７（ａ）は従来の面実装型誘電体フィル
タをプリント基板へ実装した状態を示す要部斜視図であ
り、図７（ｂ）はそのＤ−Ｄ線の要部断面図である。

【０００７】プリント基板１３上の貫通孔１４，１５に
金属ケース１２に挿着された面実装型誘電体フィルタの
入出力ピン１０ａ，１０ｂを挿入し、ハンダ付け等によ
りプリント基板１３上の入出力線と接続する。また、各
共振子ユニットの共振周波数は誘電体ブロックの開放端
側の外導体及び誘電体を削ることにより調整している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、次のような問題点があった。（１）内導体の形状が円筒状であるため、対向する外導
体の導体部分との容量が小さくなり、入出力結合度が大
きいフィルタの場合は、導体間距離を小さくし容量を大
きくしなければならず、その結果外導体部に凹部を形成
する必要があった。しかしながら凹部を形成すること
は、誘電体ブロックの形状を複雑にし、多大の生産工数
を要する。更に、広帯域のフィルタの場合、入出力結合
度をより大きくする必要があり円筒状の内導体では、大
きな結合容量がとれず実現することができなかった。（２）共振子ユニットの開放端側が、プリント基板の実
装面側にあるために、直接プリント基板に実装すると共
振子ユニットの共振周波数が変化して所定のフィルタ特
性を得ることができない。そこで、プリント基板とは距
離をおいて実装せねばならず、そのため金属ケースと、
プリント基板上の入出力線と面実装型誘電体ブロックの
外導体部分との接続のために入出力ピンを必要としてい
た。しかしながら、距離をおく分、高さ方向が実際の面
実装型誘電体ブロックよりも大きくなり、また、幅方向
では、金属ケースの大きさ分だけ幅を要すようになる。
更に、入出力ピンを同軸状に付設することは不可能なの
で入出力ピンが偏設されその結果インピーダンスを著し
く劣化させる。更に、周波数が高くなると、インダクタ
ンス成分の影響により、更にフィルタ特性を劣化させて
いた。（３）フィルタの所期の特性を得るために各共振子ユニ
ットの周波数を調整しているが、共振子ユニットの開放
端側がプリント基板の実装面側にあるために、周波数調
整作業が困難で、その結果調整作業に多大の作業工数を
要していた。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、簡単な構造で大きな入出力結合度が得られその結果
広帯域なフィルタを実現できるとともに、プリント基板
に直接面実装できる上、周波数の調整作業が著しく軽減
された高品質で低原価で量産性に優れた面実装型誘電体
フィルタを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の面実装型誘電体フィルタは、内導体の形状を
角筒状とし、入出力共振子ユニットの開放端側外導体部
に、前記内導体と対向して、外導体から独立した入出力
導体を設け、内導体と前記入出力導体間との容量で、入
出力結合を行うとともに、さらに前記入出力導体とプリ
ント基板の入出力線とを、直接ハンダ等で接続すること
により、面実装が可能な構造となっている。

【００１１】具体的には次の構成からなる。請求項１に
記載の面実装型誘電体フィルタは、誘電体ブロックと、
前記誘電体ブロック内に形成された１乃至複数の貫通孔
に積層された１乃至複数の内導体と、前記誘電体ブロッ
クの一端面を除く表面に積層された外導体と、前記内導
体と前記外導体を接続する連結導体と、を備えた面実装
型誘電体フィルタであって、前記内導体が角筒状に形成
され、及び／又は前記内導体に対向する前記外導体の開
放端側の部位に入出力導体が独立して形成されてなる構
成を有している。

【００１２】請求項２の面実装型誘電体フィルタは、請
求項１において、前記内導体の長手方向に１乃至複数の
段差部が前記内導体と略同軸状に形成されてなる構成を
有している。

【００１３】

【作用】この構成によって、誘電体ブロックの内導体の
形状を中空の角筒状とし、入出力共振子ユニットの開放
端側外導体部に、外導体より独立した入出力導体を設け
内導体と前記入出力導体間との容量で、入出力結合を行
わせるので、対向する導体部分が増大し大きな容量が実
現できる。その結果、入出力結合度が大きく広帯域な誘
電体フィルタを実現できる。前記入出力導体とプリント
基板の入出力線とを、また、外導体とプリント基板のア
ースパターンとを直接ハンダ等で接続することができる
ので、強固な面実装ができその結果金属ケースを要せず
より一層の小型化を実現できる。入出力ピンも不要なの
で、入出力インピーダンスの劣化を防ぐことができ高い
周波数においてもフィルタ特性を安定化させることがで
きる。周波数調整部分をプリント基板上に要しないので
周波数の調整作業が軽減化できる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例における面実装型
誘電体フィルタの斜視図であり、図２（ａ）は図１のＡ
−Ａ線の断面図であり、図２（ｂ）は面実装型誘電体フ
ィルタの底面図である。

【００１６】１１はセラミックス等の誘電体材料で作製
された断面長方形の直方体状からなる誘電体ブロック
で、誘電体ブロック１１は外形寸法を幅Ｌ１が６mm、高
さＬ２が２mm、長さＬ３が８mm、となるようにした。ま
た誘電体ブロック１１には角筒状の貫通孔１１ａ，１１
ｂ及び、段間結合用貫通孔１１ｃが設けられており、貫
通孔１１ａ，１１ｂは外形寸法を幅Ｌ４が０．５mm、長
さＬ５が２．０mm、段間結合用貫通孔１１ｃは幅Ｌ６が
０．５mm、長さＬ７が１．０mmとなるようにした。１２
は誘電体ブロック１１の外周に形成された外導体、１３
ａ，１３ｂはそれぞれ貫通孔１１ａ，１１ｂの表面に積
層形成された角筒状の内導体、１４は外導体１２と内導
体１３を連結する連結導体である。図２（ｂ）におい
て、１５，１６は開放端側外導体部１２の開放端側に、
内導体１３ａ，１３ｂに対向するように外導体１２より
独立して設けられた入出力導体である。上述の各導体は
ＡｇやＣｕ等の導電材料より構成されており、その膜厚
は５μｍになるようにしている。外導体１２から独立し
た入出力導体１５，１６は外導体１２と同一面上にある
ので直接プリント基板に実装することができる。又開放
端面１１ｄには誘電体ブロック１１がむきだしになって
いるので容易に周波数調整作業を行うことができる。

【００１７】尚、本実施例の面実装型誘電体フィルタの
理解を容易にするため上記説明で各要素の大きさを数値
で示したが本発明はこれらの大きさに限定されるもので
はない。

【００１８】以上のように構成された面実装型誘電体フ
ィルタについて、以下その製造方法を説明する。

【００１９】まず配合工程でＢａＯ, ＴｉＯ₂ ，Ｎｄ₂
Ｏ₃ 等の原材料を所定量配合し、次に前記配合物をミル
等を用いて混合し、さらにスプレードライヤー等を用い
て粒度の調整およびバインダーの添加を行う。次に乾式
プレスを用いて所定の形状に成形する。次に電極形成工
程にて誘電体ブロック１１上に各導体を形成する。この
時導体をＣｕで作製する場合には、先ず誘電体ブロック
１１上に無電解鍍金法によって薄い銅膜を形成し、その
銅膜の上に更に電解鍍金法を用いて銅膜を積層して導体
を形成する。又外導体１２から独立した入出力導体１
５，１６、開放端面１１ｄや段間結合用貫通孔１１ｃは
無電解鍍金を行う前にレジストを施しておき、銅膜が形
成されないようにする。導体をＡｇで作製する場合は、
Ａｇペーストを用い印刷法で誘電体ブロック上の所定の
場所にＡｇ膜を作製し、その後８００℃−９００℃で焼
き付ける。Ｃｕで作製した場合にはこの焼き付けは不要
である。このように構成された面実装型誘電体フィルタ
は貫通孔１１ａ，１１ｂを従来のように円筒状でなく角
筒状としたことによって、貫通孔１１ａ，１１ｂの内導
体１３ａ，１３ｂと外導体１２から独立した入出力導体
１５，１６間の容量によって、入出力結合を行わせるこ
とにより、従来の円筒状の内導体に比べ大きな結合度が
得られる。

【００２０】次に本実施例の面実装型誘電体フィルタに
ついて、入出力結合度の導体面積依存性を確認した。確
認方法はネットワークアナライザーを用い各共振子ユニ
ットの各共振周波数より求めた。

【００２１】尚、比較例として図６の従来品を用いて行
った。本実施例の入出力導体１５，１６及び従来品の入
出力導体８，９の面積をＳとし、入出力結合度（Ｑｅ）
との関係を求めた。その結果を図３に示した。

【００２２】図３は入出力結合度の導体面積依存性を示
す図である。Ｑｅの値が小さい程、入出力結合は強くな
ることを表している。この図３から明らかなように本実
施例の面実装型誘電体フィルタはＱｅ値が小さいので、
その分広帯域のフィルタが可能となる。

【００２３】また、内導体は角筒状なのでその開口断面
の大きさを自由に設計でき更に入出力導体もそれに合わ
せて設計変更が自由にできるので、Ｏｅ値を任意に下げ
ることも可能である。

【００２４】次に本実施例の面実装型誘電体フィルタに
ついて、その実装方法について説明する。

【００２５】図４は本実施例の面実装型誘電体フィルタ
をプリント基板上に実装した状態を示す要部斜視図であ
る。３１はプリント基板、３２，３３は入出力線路、３
４，３５は接地線路である。入出力線路３２，３３及び
接地線路３４，３５へは直接ハンダ３６等で入出力導体
１５，１６及び外導体２とを機械的、電気的に簡単に接
続することができる。

【００２６】（実施例２）以下本発明の第２実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００２７】図５（ａ）は第２実施例の面実装型誘電体
フィルタの斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ
−Ｂ線の断面図であり、図５（ｃ）はその底面図であ
る。

【００２８】２１はセラミックス等の誘電体材料で作製
された断面長方形の直方体状の誘電体ブロックで、誘電
体ブロック２１には角筒状の大径の孔２１ａ，２１ｂと
孔２１ａ，２１ｂに段差部Ｋ１，Ｋ２で連続する小径の
角筒状の孔２１ｃ，２１ｄで構成された貫通孔２１ｅ，
２１ｆが設けられている。２１ｇは段間結合用貫通孔で
ある。２２は誘電体ブロック２１の外周部に形成された
外導体、２３は貫通孔２１ｅ，２１ｆ内に形成された角
筒状の内導体、２４は前記外導体と内導体を一端面で連
結する連結導体である。図５（ｃ）において、２５，２
６は開放端側外導体２２の開放端側に、内導体２３ａ，
２３ｂに対向するように外導体２２より独立して設けら
れた入出力導体である。各導体は第１実施例の面実装型
誘電体フィルタと同様な材料でしかも同様な製造方法に
よって作製される。

【００２９】以上のように本実施例によれば第１実施例
の面実装型誘電体フィルタと同様の効果が得られる他、
各共振子ユニットの線路インピーダンスが段差部Ｋ１，
Ｋ２により変化するために、フィルタの全長Ｌ３を第１
実施例の全長Ｌ３に比べ、短縮できる。共振周波数９０
０ＭＨｚで第１実施例の場合全長Ｌ３は８mmであるが、
本実施例の場合全長Ｌ３は５．５mmとなり、より小型化
が可能となる。また孔２１ｃ，２１ｄの断面形状は円筒
形または楕円形としても良い。

【００３０】尚、第１，第２実施例では各共振子ユニッ
ト間の段間結合を段間結合用貫通孔１１ｃ，２１ｇで行
わせているが、これは貫通孔を作らず、コンデンサー等
を用いてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、貫通孔を複数個
有した誘電体ブロックからなる一体型誘電体フィルタで
あって、貫通孔断面形状を方形とし、さらに貫通孔に形
成した内導体と対向して、誘電体ブロックの外周部に形
成した外導体から独立して入出力導体を形成し、これら
の導体間容量で入出力結合をさせたので、構造が極めて
シンプル化できる上大きな入出力結合を得ることができ
るので、より広帯域なフィルタを実現できる。更に前記
入出力導体を直接プリント基板にハンダ付けし面実装す
ることができるので周波数の調整作業を軽減化すること
ができる、高品質で低原価で量産性に適した面実装型誘
電体フィルタを実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における面実装型誘電体フ
ィルタの斜視図

【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線の断面図（ｂ）は図１の底面図

【図３】第１実施例の面実装型誘電体フィルタの入出力
結合度の導体面積依存性を示す図

【図４】第１実施例の面実装型誘電体フィルタをプリン
ト基板上に実装した状態を示す図

【図５】（ａ）は本発明の第２実施例における面実装型
誘電体フィルタの斜視図（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図（ｃ）は図５（ａ）の底面図

【図６】（ａ）は従来の面実装型誘電体フィルタの斜視
図（ｂ）は図６（ａ）のＣ−Ｃ線の断面図

【図７】（ａ）は従来の面実装型誘電体フィルタをプリ
ント基板へ実装した状態を示す斜視図（ｂ）は図７（ａ）のＤ−Ｄ線の要部断面図

【符号の説明】

１１誘電体ブロック１１ａ貫通孔１１ｂ貫通孔１１ｃ段間結合用貫通孔１１ｄ開放端面１２外導体１３ａ貫通孔内導体１３ｂ貫通孔内導体１４連結導体１５入出力導体１６入出力導体２１誘電体ブロック２１ａ孔２１ｂ孔２１ｃ孔２１ｄ孔２１ｅ貫通孔２１ｆ貫通孔２１ｇ段間結合用貫通孔２２外導体２３ａ貫通孔内導体２３ｂ貫通孔内導体２４連結導体２５入出力導体２６入出力導体３１プリント基板３２入出力線路３３入出力線路３４接地線路３５接地線路３６ハンダ

フロントページの続き (72)発明者多木宏光大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体ブロックと、前記誘電体ブロック内
に形成された１乃至複数の貫通孔に積層された内導体
と、前記誘電体ブロックの一端面を除く表面に積層され
た外導体と、前記内導体と前記外導体を接続する連結導
体と、を備えた面実装型誘電体フィルタであって、前記
内導体が角筒状に形成され、及び／又は前記内導体に対
向する前記外導体の開放端側の部位に入出力導体が独立
して形成されていることを特徴とする面実装型誘電体フ
ィルタ。
【請求項２】前記内導体の長手方向に１乃至複数の段差
部が前記内導体と略同軸状に形成されていることを特徴
とする面実装型誘電体フィルタ。