JPH0557904U - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結合基板と電極との間におけるクラックの発
生を低減したリ−ドレスタイプの誘電体フィルタを提供
すること。 【構成】 筒形状の誘電体共振器21,22 一端面の面積を
他端面の面積よりも小さく形成し、一端面の所定部分に
内筒面電極に導通する接続電極を形成すると共に、この
接続電極を結合基板23の表面或いは裏面に対向させ、接
続電極とほぼ同じ材料を用いて固着する。さらに、信号
入出力端子を結合基板23の表面或いは裏面から側面に亙
って形成した電極233,234 によって構成する。 【効果】 形状が小型となり、実装面積の縮小化、強い
ては上位装置の小型化を図ることができると共に、従来
のように接続部分において熱膨張率の大きな違いがなく
なり、クラックの発生を低減することができ、信頼性の
向上及び特性劣化の低減を図ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、誘電体フィルタに関し、特に面実装型のリ−ドレス誘電体フィルタ に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、１／４波長形誘電体共振器を複数組合わせた分布定数型誘電体フィルタ が知られている。この一例としての誘電体フィルタの構成を図２に示す。 図２において、１は誘電体フィルタのシ−ルドケ−ス（以下、ケ−スと称する ）で、その内部には接続部を形成するアルミナからなる結合基板２、及び２個の １／４波長形誘電体共振器３，４が収納されている。

【０００３】 １／４波長形誘電体共振器３，４は、周知のように所定の比誘電率εを有する 誘電体セラミックスを、所定長さの筒形状に形成し、内筒及び外筒面に電極を施 した誘電体同軸線路を一端側３ａ，４ａを開放、他端側３ｂ，４ｂを短絡したも のである。１／４波長形誘電体共振器３，４のそれぞれの内筒面電極は、その一 端側３ａ，４ａにおいて、それぞれ接続部材５，６を介して、結合基板２上に厚 膜導体によって形成された電極７，８に導通接続されている。同様に結合基板２ 上に形成された電極９，１０のそれぞれには入出力端子金具１１，１２が半田付 けされ、これらはケ−ス１の外部に導出されている。さらに、電極７と電極９の 間にはこれらの電極７，９の対向端面によって結合コンデンサ（ギャップコンデ ンサ）が形成され、同様に電極７と電極８の間及び電極８と電極１０の間にはそ れぞれの電極７，８，１０の対向端面によって結合コンデンサが形成されている 。

【０００４】 前述した構成からなる誘電体フィルタの等価回路は、図４に示すように１／４ 波長形誘電体共振器３，４を、Ｊインバ−タとして前記結合コンデンサを用いて 結合したＪインバ−タ結合回路となる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述した従来の誘電体フィルタにおいては、面実装型部品を想 定して構成されているため、リフローに備えて構成部分の接続に使用する半田は 高温半田に限定される。このため、信頼性試験においては、金属からなる接続部 材５，６及び入出力端子金具１１，１２とアルミナからなる基板２とは熱膨張率 が１桁異なるので、結合基板２と電極との界面にクラックが発生して特性劣化を 引き起こすという問題点があった。

【０００６】 本考案の目的は上記の問題点に鑑み、結合基板と電極との間におけるクラック の発生を低減した誘電体フィルタを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記の目的を達成するために請求項１では、筒型の誘電体共振器の内 筒面電極と信号入出力端子とを結合基板に形成された静電容量を介して接続して なる誘電体フィルタにおいて、前記誘電体共振器の一端面の所定部分に前記内筒 面電極に導通する接続電極を形成すると共に、該接続電極を前記結合基板の表面 或いは裏面に対向させ、前記接続電極とほぼ同じ材料を用いて固着した誘電体フ ィルタを提案する。

【０００８】 また、請求項２では、請求項１記載の誘電体フィルタにおいて、前記誘電体共 振器の一端面の面積が他端面の面積よりも小さく形成されている誘電体フィルタ を提案する。

【０００９】 また、請求項３では、請求項１または２記載の誘電体フィルタにおいて、前記 信号入出力端子を前記結合基板の表面或いは裏面から側面に亙って形成した電極 によって構成した誘電体フィルタを提案する。

【００１０】

【作用】 本考案の請求項１によれば、誘電体共振器の一端面の所定部分に該誘電体共振 器の内筒面電極に導通する接続電極が形成されると共に、該接続電極は結合基板 の表面或いは裏面に対向して、前記接続電極とほぼ同じ材料を用いて固着される 。

【００１１】 これにより、前記結合基板と前記誘電体共振器との接続部分において隣接する異 なる材料間の熱膨張率の差が低減される。

【００１２】 また、請求項２によれば、前記誘電体共振器の一端面の面積は他端面の面積よ りも小さく形成される。

【００１３】 さらに、請求項３によれば、前記結合基板の表面或いは裏面から側面に亙って 形成された電極によって入出力端子が構成され、該入出力端子が上位装置の回路 基板上に半田付けされる。

【００１４】

【実施例】

図１は本考案の第１の実施例を示す構成図で、図１の(a) は斜視図、図１の(b ) は平面図、図３は第１の実施例における結合基板を示す構成図、図４は等価回 路図である。第１の実施例における誘電体フィルタは、１／４波長形誘電体共振 器を２個組み合わせた分布定数型誘電体フィルタである。図において、２１，２ ２は誘電体共振器、２３は結合基板である。 誘電体共振器２１，２２は、例えば比誘電率εが９０のチタン酸バリウムを主 成分とする誘電体セラミックスを、所定長さの角筒形状に形成し、内筒及び外筒 面に電極を施し、一端側２１ａ，２２ａ及び他端側２１ｂ，２２ｂの端面には共 に電極が形成されている。即ち、誘電体共振器２１，２２は、角筒形状に形成さ れた誘電体セラミックスの内外筒面及び両端面に銀（Ａｇ）電極を形成し、その 外周面の一端２１ａ，２２ａ側に、一端面から例えば１ｍｍだけ離れた位置に周 方向に延びる所定幅、例えば１ｍｍ幅の溝２１ｃ，２２ｃが形成され、この溝に よって外周面に形成された電極が切断され、１／４波長形誘電体共振器として形 成される。

【００１５】 結合基板２３は誘電体共振器２１，２２の端面の約２倍の面積を有する長方形 のアルミナ基板からなり、その裏面には電極231,232 及び表面には電極233,234 が形成されている。これらの電極231 〜234 のそれぞれは、例えば銀（Ａｇ）に よって形成されている。また、電極231 と電極232 とは所定の間隔を開けてそれ ぞれの端面がほぼ平行に対向するように形成され、これらの電極231,232 の対向 する端面によって静電容量Ｃ１が形成されている。さらに、電極231 と電極233 と、及び電極232 と電極234 とはそれぞれ結合基板を介して対向するように形成 され、これらの対向する電極間にはそれぞれ静電容量Ｃ２，Ｃ３が形成されてい る。また、結合基板２３の表面に形成された電極233,234 はその一部233a,234a が結合基板２３の側面に延ばして形成され、これらの部分が信号の入出力端子と して使用できるようになっている。

【００１６】 さらに、各誘電体共振器２１，２２は隣接して配置され、誘電体共振器２１， ２２のそれぞれの一端面は電極231,232 に銀ろう付けにより固着されている。こ のとき、各誘電体共振器２１，２２の一端部の電極、即ち溝２１ｃ，２２ｃより も一端面側の外周面に形成された電極が互いに接触しないように、この部分の電 極は予め削除されている。

【００１７】 次に、前述の構成よりなるバンドパス誘電体フィルタの製造方法を簡単に説明 する。 まず、予め定められた長さに研磨してある角筒形状の誘電体セラミックスの内 外筒面及び他端面に銀（Ａｇ）ペーストを塗布して、例えば８５０度の温度にて 焼成し、電極を形成する。この後、一端面から所定距離離れた位置の外周面電極 を所定の幅をもたせて削除し、外周面電極を切断すると共に、一端部の一側面の 電極を削除して誘電体共振器２１，２２を形成する。次いで、結合基板２３の表 裏面のそれぞれの所定位置に銀（Ａｇ）ペーストを塗布して、約８５０度で焼成 し、電極231 〜234 を形成する。さらに、誘電体共振器２１，２２の一端面の所 定位置、即ち電極231,232 に対応する位置に内筒面電極及び一端部の外筒面電極 に導通するように銀ペーストを塗布し、誘電体共振器２１，２２の一端面を電極 231,232 に押し当てた状態で、前述と同様に約８５０度で焼成して、誘電体共振 器２１，２２を結合基板２３に固着する。これにより、誘電体フィルタが形成さ れる。

【００１８】 前述の構成よりなる第１の実施例によれば、上位装置の回路基板に面実装する ときは、図５に示すように、回路基板Ａ上に誘電体共振器２１，２２を横にした 状態で載置し、結合基板２３の裏面に形成された電極233,234 を回路基板Ａ上の パターン導体に半田付けする。このとき、電極233,234 の一部は結合基板２３の 側面に延ばして形成されているので、半田付け面積が広がり、剛固に導通接続す ることができる。さらに、誘電体共振器２１，２２の一端面を銀ろう付けによっ て直接結合基板２３に接続固着しているので、形状が小型となり、実装面積の縮 小化、強いては上位装置の小型化を図ることができると共に、従来のように接続 部分において熱膨張率の大きな違いがなくなり、クラックの発生を低減すること ができ、信頼性の向上及び特性劣化の低減を図ることができる。

【００１９】 次ぎに、本考案の第２の実施例を説明する。 図６は第２の実施例を示す構成図で、図１の(a) は斜視図、図１の(b) は平面 図、図７は第１の実施例における結合基板を示す構成図、図８は等価回路図であ る。第２の実施例における誘電体フィルタは、１／４波長形誘電体共振器を２個 組み合わせた分布定数型誘電体フィルタである。図において、３１，３２は誘電 体共振器、３３は結合基板である。 誘電体共振器３１，３２は、例えば比誘電率εが９０のチタン酸バリウムを主 成分とする誘電体セラミックスを、所定長さの円筒形状に形成し、内筒及び外筒 面に電極を施し、一端側３１ａ，３２ａ及び他端側３１ｂ，３２ｂの端面には共 に電極が形成されている。即ち、誘電体共振器３１，３２は、円筒形状に形成さ れた誘電体セラミックスの内外筒面及び両端面に銀（Ａｇ）電極を形成し、その 外筒面の一端３１ａ，３２ａ側において、一端面から所定幅の部分の電極及び誘 電体セラミックスが切削され、一端面の直径を他端面の直径よりも小さく形成さ れると共に、切削部分の周面に電極が形成されている。これにより、外筒面に形 成された電極が切断され、１／４波長形誘電体共振器として形成される。

【００２０】 結合基板３３は誘電体共振器３１，３２の端面の約２倍の面積を有する長方形 のアルミナ基板からなり、その表面には電極331 〜334 及び裏面には電極335,33 6 が形成されている。これらの電極331 〜336 のそれぞれは、例えば銀（Ａｇ） によって形成されている。また、電極331 と電極332 との間、電極332 と電極33 3 との間、電極333 と電極334 との間は所定の間隔を開けてそれぞれの端面がほ ぼ平行に対向するように形成され、これらの電極331 〜334 の対向する端面によ って静電容量Ｃ１〜Ｃ３が形成されている。さらに、電極332 と電極335 と、及 び電極333 と電極336 とはそれぞれ結合基板を介して対向するように形成され、 これらの対向する電極間にはそれぞれ静電容量Ｃ４，Ｃ５が形成されている。ま た、結合基板３３の表面に形成された電極331,334 はその一部331a,334a が結合 基板３３の側面に延ばして形成され、これらの部分が信号の入出力端子として使 用できるようになっている。

【００２１】 さらに、各誘電体共振器３１，３２は隣接して配置され、誘電体共振器３１， ３２のそれぞれの一端面は電極335,336 に銀ろう付けにより固着されている。こ のとき、各誘電体共振器３１，３２は、その外筒面が互いに接触するように配置 されるが、それぞれの一端面の面積が他端面の面積よりも小さく形成されている ので、それぞれの一端面に形成された電極が接触することはない。

【００２２】 次に、前述の構成よりなる誘電体フィルタの製造方法を簡単に説明する。 まず、予め定められた長さに研磨されると共に、一端部の外径が他端部の外径 よりも小さく形成されて段付き部分が設けられた円筒形状の誘電体セラミックス の前記段付き部分にマスキング処理を施した後、内外筒面及び他端面に銀（Ａｇ ）ペーストを塗布して、例えば８５０度の温度にて焼成し、電極を形成する。こ のようにして誘電体共振器３１，３２を形成する。

【００２３】 次いで、結合基板３３の表裏面のそれぞれの所定位置に銀（Ａｇ）ペーストを 塗布して、約８５０度で焼成し、電極331 〜336 を形成する。さらに、誘電体共 振器３１，３２の一端面の所定位置、即ち電極335,336 に対応する位置に内筒面 電極及び一端部の外筒面電極に導通するように銀ペーストを塗布し、誘電体共振 器３１，３２の一端面を電極335,336 に押し当てた状態で、前述と同様に約８５ ０度で焼成して、誘電体共振器３１，３２を結合基板３３に固着する。これによ り、誘電体フィルタが形成される。

【００２４】 前述の構成よりなる第２の実施例によれば、上位装置の回路基板に面実装する ときは、第１の実施例と同様に、回路基板上に誘電体共振器３１，３２を横にし た状態で載置し、結合基板３３の裏面に形成された電極331,334 を前記回路基板 上のパターン導体に半田付けする。このとき、電極331,334 の一部は結合基板３ ３の側面に延ばして形成されているので、半田付け面積が広がり、剛固に導通接 続することができる。さらに、誘電体共振器３１，３２の一端面を銀ろう付けに よって直接結合基板３３に接続固着しているので、形状が小型となり、実装面積 の縮小化、強いては上位装置の小型化を図ることができると共に、従来のように 接続部分において熱膨張率の大きな違いがなくなり、クラックの発生を低減する ことができ、信頼性の向上及び特性劣化の低減を図ることができる。

【００２５】 尚、前述した第１及び第２の実施例においては、誘電体共振器２１，２２，３ １，３２及び結合基板２３，３３を収納するケースを設けていないが、誘電体共 振器２１，２２，３１，３２及び結合基板２３，３３をケースに収納してもほぼ 同様の効果をそうすることは言うまでもないことである。

【００２６】 また、本実施例では、結合基板として多層基板を用いたが、単板であってもよ い。さらに、隣り合う誘電体共振器を離して配置しても良いが、隣接して配置す ることにより接地が良好になると共に、安定に固定できるという利点を有する。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の請求項１によれば、誘電体共振器の一端面に形成 された接続電極は結合基板の表面或いは裏面に対向して、前記接続電極とほぼ同 じ材料を用いて前記結合基板に固着されると共に、前記結合基板と前記誘電体共 振器との接続部分において隣接する異なる材料間の熱膨張率の差が低減されるの で、形状が小型となり、実装面積の縮小化、強いては上位装置の小型化を図るこ とができると共に、従来のように接続部分において熱膨張率の大きな違いがなく なり、クラックの発生を低減することができ、信頼性の向上及び特性劣化の低減 を図ることができる。

【００２８】 また、請求項２によれば、上記の効果に加えて、前記誘電体共振器の一端面の 面積は他端面の面積よりも小さく形成されるので、複数の誘電体共振器を隣接し て配置した場合にも、隣合う誘電体共振器の接続電極が接触することがなく、形 状をさらに小型にすることができる。

【００２９】 さらに、請求項３によれば、上記の効果に加えて、入出力端子は、前記結合基 板の表面或いは裏面から側面に亙って形成された電極によって構成され、該入出 力端子が上位装置の回路基板上に半田付けされるので、半田付け面積が広がり、 剛固に導通接続することができるという非常に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す構成図

【図２】従来例を示す構成図

【図３】本考案の第１の実施例における結合基板を示す
構成図

【図４】第１の実施例の等価回路図

【図５】第１の実施例の装着例を説明する図

【図６】本考案の第２の実施例を示す構成図

【図７】第２の実施例における結合基板を示す構成図

【図８】第２の実施例の等価回路図

【符号の説明】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 今泉 達也 東京都台東区上野６丁目16番20号太陽誘電 株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒型の誘電体共振器の内筒面電極と信号
   入出力端子とを結合基板に形成された静電容量を介して
   接続してなる誘電体フィルタにおいて、 前記誘電体共振器の一端面の所定部分に前記内筒面電極
   に導通する接続電極を形成すると共に、 該接続電極を前記結合基板の表面或いは裏面に対向さ
   せ、前記接続電極とほぼ同じ材料を用いて固着した、 ことを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 前記誘電体共振器の一端面の面積が他端
   面の面積よりも小さく形成されていることを特徴とする
   請求項１記載の誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 前記信号入出力端子を前記結合基板の表
   面或いは裏面から側面に亙って形成した電極によって構
   成したことを特徴とする請求項１または２記載の誘電体
   フィルタ。