JPH06283905A - 誘電体フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

誘電体フィルタ及びその製造方法

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JPH06283905A
JPH06283905A JP7217793A JP7217793A JPH06283905A JP H06283905 A JPH06283905 A JP H06283905A JP 7217793 A JP7217793 A JP 7217793A JP 7217793 A JP7217793 A JP 7217793A JP H06283905 A JPH06283905 A JP H06283905A
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substrate
filter
conductor
capacitance
input
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JP7217793A
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Yoshifumi Yamagata
佳史 山形
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各共振手段の内導体と結合手段が形成された
基板との接続が容易で且つ確実に行え、さらに、組立工
程が容易となる誘電体フィルタ及びその製造方法を提供
する。 【構成】 複数の共振手段から成るフィルタ部1と、共
振手段1a、1b間を結合する結合手段が形成された容
量基板2と、マウント基板3とから成る誘電体フィルタ
10において、前記容量基板2とマウント基板3とが、
その基板2、3間の間隔を調整するスペーサ接続部材5
a、5bによって接続されるとともに、容量基板2と前
記フィルタ部1とが、接続部材4a、4bによって接続
されている。また、製造方法においては、スペーサ接続
部材5a、5bと接続部材4a、4bとが一体化した接
合体20を用いて、接合体20をマウント基板3に接合
した後に、スペーサ接続部材5a、5bと接続部材4
a、4bとを切断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体フィルタ、特
に、組立が容易で且つ表面実装に適した誘電体フィルタ
及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】通信機の高周波フィルタ
として、回路基板上に直接実装可能な表面実装型誘電体
フィルタが用いられている。
【0003】例えば、表面実装型誘電体フィルタは、複
数の共振手段から成るフィルタ部と、該フィルタ部の共
振手段を結合するための容量、インダクタンスなどの結
合手段が形成された基板、及び該フィルタ部を載置する
マウント基板を用いて、さらに、フィルタ部をシールド
ケースなとで被覆していた。
【0004】フィルタ部は、例えば、誘電体ブロックに
貫通穴を形成し、この貫通穴の一端開口面(開放端面)
を除いて、誘電体ブロックの外周面に導体膜を形成しす
ることにより、共振手段が構成される。ここで、貫通穴
の内壁面に形成された導体膜を内導体、それ以外の面の
導体膜を外導体という。このような共振手段を所定数結
合し、フィルタ部としていた。
【0005】マウント基板は、例えば誘電体基板からな
り、フィルタ部を載置した際に、開放端面側に空白が形
成される寸法となっており、この空白部分に、各共振手
段の内導体どうしを結合するための容量発生パターンが
形成され、フィルタ部の外導体と接合する面にはアース
パターンが形成されていた。さらにマウント基板の裏
面、即ちプリント配線基板に実装される面には、入力側
の共振手段の内導体と容量発生パターンによる入力容量
を介して接続される入力端子電極が形成され、また出力
側の共振手段の内導体と容量発生パターンによる出力容
量を介して接続される出力端子電極が形成されていた。
【0006】マウント基板上にフィルタ部を載置した後
に、共振手段の内導体と容量発生パターンを接続しなく
てはならない。また、貫通穴は、誘電体ブロックの中心
に形成されているかめ、マウント基板の容量発生パター
ンとの間には段差が発生してしまい、その接続を行うに
は究めて困難であり、またその信頼性が低かった。
【0007】この段差を解消するために、例えば、マウ
ント基板を金属部材で形成し、さらに、容量発生パター
ンなどを形成した容量基板を夫々別々に形成し、マウン
ト基板に載置したフィルタ部の開放端面側に容量基板を
載置する。この時、容量基板の表面と、フィルタ部の共
振器手段の内導体が略同一高さによるように、容量基板
とマウント基板の間に、スペーサ基板を介在させてい
た。
【0008】このような構造において、アース端子は、
マウント基板の一部で形成すればよいものの、入出力端
子は、容量基板からマウント基板の実装面と同一面とな
るように延出させたリードピンを用いる必要があった。
【0009】このような構造においては、容量基板と共
振器手段の内導体との高さを略同一にすることができる
ために、その接続が平板上の接続ピンを用いることによ
り簡単、且つ確実に接続が達成されるものの、容量基板
の容量発生パターンから実装面にまで延びるリードピン
が必要になり、その接続が困難となり、特に、リフロー
処理による一括的に組立が困難であった。
【0010】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、各共振手段の内導体と結合手
段が形成された基板との接続が容易で且つ確実に行え、
さらに、組立工程が容易となる誘電体フィルタ及びその
製造方法を提供することにある。
【0011】
【問題点を解決するための手段】本発明によれば、複数
の共振手段から成るフィルタ部材と、該フィルタ部材の
入出力段の共振手段と接続され、各共振手段間を結合す
る結合手段が形成された第1の基板と、前記フィルタ部
材を載置し、且つ入・出力用電極及びアース電極が形成
された第2の基板とから成る誘電体フィルタにおいて、
前記第1の基板と第2の基板とを、スペーサ接続部材に
よって前記結合手段と入出力電極とを電気的に接続させ
た状態で接合させるとともに、前記第1の基板の結合手
段とフィルタ部材の入出力段の共振手段とを、前記スペ
ーサ接続部材と同一材料の接続部材によって接続させて
いることを特徴とする誘電体フィルタである。
【0012】上述の構造の誘電体フィルタの製造方法に
おいて、前記接続部材とスペーサ接続部材とが同一金属
部材で構成されるとともに、フィルタ部、第1の基板及
び第2の基板を、前記金属部材を介して接続した後に、
該金属部材を、接続部材とスペーサ接続部材とに切断す
ることを特徴とする誘電体フィルタの製造方法である。
【0013】
【作用】以下、本発明によれば、第1の基板(共振手段
間の結合を施す結合手段を有する基板)と第2の基板
(マウント基板)との間にスペーサ接続部材を介在させ
ているため、フィルタ部を構成する共振手段の内導体と
第1の基板の主面との高さを略同一にすることが簡単に
行え、第1の基板と前記フィルタ部とが、該スペーサ接
続部材と同一材料の接続部材によって、共振手段と第1
の基板の結合手段との接続が確実に行える。また、スペ
ーサ接続部材と接続部材とが同一の金属製であるため、
両接続部材とフィルタ部材、第1及び第2の基板との接
合が一回のリフロー処理で行える。
【0014】
【実施例】以下、本発明にかかる誘電体フィルタを図面
に基づいて詳説する。図1は、本発明の誘電体フィルタ
のシールドケースを省略した状態の外観斜視図であり、
図2は分解斜視図であり、図3は製造の一工程における
外観斜視図である。
【0015】図において、誘電体フィルタ10は、フィ
ルタ部1と、各共振手段1a、1b間を結合するための
結合手段、例えば容量が形成された第1の基板(以下、
単に容量基板という)2と、フィルタ部1及び容量基板
2とを配置する第2の基板(以下、単にマウント基板と
いう)3と、接続部材4a、4b、スペーサ接続部材5
a、5b、ケース6とから構成されている。
【0016】フィルタ部1は、複数の共振器手段、例え
ば2つの共振手段1a、1bとからなり、夫々の共振手
段1a、1bは、誘電体セラミックから成るブロックの
略中心部分に貫通穴11を形成して、その貫通穴11の
一端開口端面を除く全面に導体膜が形成されている。こ
こで、上記一端開口面を開放端面、それと対向する面を
短絡端面、また貫通穴11の内壁に形成された導体膜を
内導体12、それ以外の面に形成された導体膜を外導体
13という。尚、共振手段1a、1bの構造について
は、その他に種々の変更が可能であり、例えば、図示し
ているように、開放端面の一部に内導体12と接続する
導体膜が形成された溝部14を周設したり、各共振手段
を直接電磁界結合するように、共振手段の当接面に、誘
電体ブロックが露出する結合用溝を形成しても構わな
い。
【0017】容量基板2は、結合手段として容量素子、
インダクタンス素子が列挙されるが、実施例では、容量
素子を用いている。具体的には所定誘電率の誘電体基板
2aと、図4(a)(b)に示すように、両主面に容量
発生パターンが形成されている。図4(a)に示す一方
主面、即ち、共振器手段1a、1bと接続する側の面に
は、櫛歯電極で互いに噛み合うように形成された2つの
導体パターン2b、2cが形成されている。
【0018】図4(b)に示す他方主面、即ちマウント
基板3と対向する面には、導体パターン2b、2cの大
部分に対応する入出力用導体パターン2d、2fと櫛歯
電極の噛み合い部分に対応する浮き導体パターン2eが
形成されている。
【0019】マウント基板3は、例えばアルミナ等の誘
電体基板3aからなり、図5(a)(b)に示すよう
に、両主面に所定形状の導体膜が形成されている。図5
(a)に示す一方主面、即ち、フィルタ部1が載置され
る面には、アース導体膜31、が形成され、スペーサ接
続部材5a、5bが載置される部位には、入力用導体電
極33、出力用導体電極34が形成され、容量基板2が
配置される先端部にはアース導体膜32が形成されてい
る。
【0020】図5(b)に示す他方主面側には、広い領
域に渡りアース端子となるアース電極35が形成され、
また、入力用導体電極33、出力用導体電極34に対応
する位置に、入力用端子となる入力用電極36、出力用
端子となる出力用電極37が形成されている。
【0021】また、マウント基板3の端面には、一方主
面のアース導体膜31及び32と他方主面側のアース電
極35と接続するように端面アース導体膜が形成され、
また、一方主面の入力用導体電極33と他方主面側の入
力用電極36とを接続するように、さらに、一方主面の
出力用導体電極34と他方主面側の出力用電極37とを
接続するように夫々端面導体膜が形成されている。
【0022】尚、この端面導体膜に変えて、マウント基
板3の厚み方向を貫く導通スルーホール、ビアホール導
体を形成しても構わない。
【0023】また、マウント基板3には、複数の切り込
みが形成されている。特に、切り込み33a、34a
は、アース導体膜31及びアース電極35と入出力導体
電極33、34、入出力用電極36、37との間の組み
立て時における短絡及び不要なストレー容量を防止する
ものであり、そのアース導体膜31、32が形成された
部位に形成された切り込み38、38は、ケース6をマ
ウント基板3に接合する際に、その接合強度を向上させ
るためのものである。
【0024】また、マウント基板3のアース導体膜31
部分には、導通スルーホール39が形成されている。こ
のスルーホール39は、アース導体膜31とアース電極
35とをできる限り短い距離で接続し、等電位するため
と、フィルタ部1を接合した時に半田たまりを形成して
接合信頼性を向上するためものである。尚、導通スルー
ホール39の代わりにビアホールを用いてもよい。
【0025】接続部材4a、4bは、黄銅、鉄、もしく
はそれらの半田メッキ材などからなり、容量基板2の主
面側の導体パターン2b、2cと平面的に接触する基部
41a、41bと、該基部41a、41bから延出し
て、共振手段1a、1bの貫通穴11に挿入される接続
延出部42a、42bから構成されている。尚、基部4
1a、41bの外側の端部は、容量基板2の端部にまで
延出している。
【0026】スペーサ接続部材5a、5bは、接続部材
と同一材料からなり、概略コ字状となっている。
【0027】コ字状の上片51a、51bの上面側は、
容量基板2の他方主面に形成した入出力用導体パターン
2d、2fに平面的に接続している。また、コ字状の下
片52a、52bの下面側は、マウント基板3の一方主
面に形成した入出力導体膜33、34に平面的に接続さ
れている。スペーサ接続部材5a、5bは、容量基板2
の入出力用導体パターン2d、2fとマウント基板3の
入出力導体膜33、34とを接続すると同時に、上片5
1a、51bと下片52a、52bとの間の中間片53
a、53bの高さの設定により、容量基板2の一方主面
の高さと共振手段1a、1bの貫通穴11との高さを略
同一にすることができる。
【0028】尚、前記スペーサ接続部材5a、5bの上
片51a、51bの端部は、接続部材4a、4bと同一
平面となるまで切り起こされ、容量基板2の端部にまで
延出している。
【0029】ケース6は、黄銅、鉄、もしくはそれらの
半田メッキ材などの金属からなり、フィルタ部1及び容
量基板2を被覆するように底面が開口して箱形状となっ
ている。ケース6の内面で、フィルタ部1の外導体13
と半田接合により接合される。ケース6の側壁には、マ
ウント基板3との接合が容易に行うための延出部61、
62・・・が形成されて、上述した切り込み38・・・
に接合し、さらに必要に応じてアース電位であるアース
導体膜31、32などに電気接合を行うために半田接合
される。また、ケース6の側壁の入出力用導体膜33、
34との短絡を防止するための切り込み63・・が形成
されている。
【0030】次に、誘電体フィルタ10の組立につい
て、図3を用いて説明する。
【0031】ここで、重要なことは、接続部材4a、4
bとスペーサ接続部材5a、5bとが、一体部材(以
下、接続体20という)からなっていることである。接
続体20は、厚み方向では、3層の片、即ち上部片2
1、中間部片22、下部片23からなっており、上部片
21は接続部材4a(4b)となり、中間部片22はス
ペーサ接続部材5a(5b)の上片51a(51b)と
なり、また下部片23はスペーサ接続部材5a(5b)
の下片52a(52b)となる。これにより、上部片2
1と中間部片22との間の間隔で容量基板2を挟持する
ことになる。
【0032】また、接続体20は、平面方向では、上部
片21に切り込み21aが形成されている。この切り込
み21aは、容量基板2を上部片21と中間部片22と
の間に挟持した時に、容量基板2の端部よりも外部にま
で延出するように形成されている。さらに、切り込み2
1aを境界として、フィルタ部1側は、接続部材4a
(4b)となり、フィルタ部と離れる側は、スペーサ接
続部材5a(5b)となる。
【0033】この接続体20は、切り込み21aを横切
るように、図3中のX−X線沿って切断手段によって切
断することにより、接続部材4a、4bとスペーサ接続
部材5a、5bに切断される。
【0034】このような接続体20を用いた誘電体フィ
ルタ10の組み立て方法は、まず、所定形状、所定構造
のフィルタ部1、容量基板2、マウント基板3、ケース
6、及び接続体20を用意する。
【0035】次に、マウント基板3のアース導体膜3
1、入出力用導体電極33、34に、クリーム半田を塗
布し、フィルタ部1を載置する。
【0036】次に、次に、容量基板2の両端部を接続体
20、20で挟持し、容量基板2の導体パターン2b、
2c、入出力用導体パターン2d、2fにクリーム半田
を塗布する。そして、フィルタ部1の共振手段1a、1
bの内導体に、接続体20、20の接続延出部42a、
42bとなる部位を挿入して、フィルタ部1、容量基板
2及びマウント基板3を接続体20によって一体化す
る。
【0037】これにより、フィルタ部1の下面の外導体
13がマウント基板3のアース導体膜31に接触し、接
続体20の下部片23、23の下面がマウント基板3の
入出力用導体電極33、34に接触することになる。そ
して、最後に接続延出部42a、42bが挿入されたフ
ィルタ部1の貫通穴11の内面にクリーム半田を塗布す
る。
【0038】この状態で、リフロー炉に通して、クリー
ム半田を溶融し、徐冷することにより、接続体20、2
0の接続延出部42a、42bが共振手段1a、1bの
貫通穴11の内導体12に半田接合され、容量基板2が
接続体20、20の上部片21と中間部片22との間に
半田接合され、フィルタ部1の下面の外導体13が、マ
ウント基板3のアース導体膜31上に半田接合され、さ
らに、接続体20、20の下部片23の下面がマウント
基板3の入出力用導体電極33、34に半田接合される
ことになる。
【0039】これにより、接合体20の上部片21は、
共振器手段1a、1bの内導体12と容量基板2の導体
パターン2b、2cとが電気的に接続され、また、接合
体20の中間部片22を介して、容量基板2の入出力用
導体パターン2d、2fとマウント基板3の入出力用導
体膜33、34とが互いに電気的に接続されることにな
る。尚、この状態では、接合体20の上部片21と中間
片22とが一体的であるため、共振手段1a、1bの内
導体12、容量基板2の導体パターン2b、2c、入出
力用導体パターン2d、2f、マウント基板3の入出力
用導体膜33、34とが短絡状態である。
【0040】次に、接合体20の上部片21の切り込み
2aを横切るよう(図3のX−X線)に、上部片21を
機械的手段により切断する。
【0041】これにより、切り込み部2aを境界とし
て、上部片21が2つ切断されることになる。即ち、切
断された上部片21は、図1に示す接続部材4a、4b
とスペーサ接続部材5a、5bとに切断され、互いに、
電気的に非導通状態となる。
【0042】これにより、接続部材4a、4bは、共振
手段1a、1bの内導体12と容量基板2の一方主面側
の導体パターン2b、2cとを電気的に接続させ、ま
た、スペーサ接続部材5a、5bは、容量基板2の他方
主面側の入出力用導体パターン2d、2f、マウント基
板3の入出力用導体膜33、34とを電気的に接続させ
ることになる。
【0043】この後、マウント基板3上に固定されたフ
ィルタ部1の上面の外導体13及びアース導体膜32上
に半田を塗布し、ケース6を被覆した後、リフロー炉に
通すことにより、フィルタ部1にケース6は固定され
る。これにより、ケース6によって、フィルタ部1及び
容量基板2は、シールド作用を有するように被覆される
ことになる。
【0044】尚、以上の工程ではリフロー処理を2回に
分けておこなったが、1回でおこなっても構わない。そ
の場合には、切断工程を、半田接合した後に行う。
【0045】このように形成された誘電体フィルタの等
価回路図を図6に示す。
【0046】図6において、容量C1 は、容量基板2の
一方主面に形成した導体パターン2bと、その一部に対
向するように基板2の他方主面に形成された浮き導体パ
ターン2eとの基板厚みで発生する容量であり、容量C
2 は、容量基板2の一方主面に形成した導体パターン2
cと、その一部に対向するように基板2の他方主面に形
成された浮き導体パターン2eとの基板厚みで発生する
容量であり、容量C3は、容量基板2の一方主面に形成
した導体パターン2b、2cが噛み合う部分で発生する
容量であり、容量C4 は、一方主面に形成した導体パタ
ーン2bとそれに対向するように基板2の他方主面に形
成した入力用導体パターン2dとの基板厚みで発生する
容量であり、容量C5 は、一方主面に形成した導体パタ
ーン2cとそれに対向するように基板2の他方主面に形
成された出力用導体パターン2fとの基板厚みで発生す
る容量であり、容量C6 は、容量基板2の他方主面に形
成した入力用導体パターン2dと浮き導体パターン2e
との間で発生する容量であり、容量C7 は、容量基板2
の他方主面に形成した出力用導体パターン2fと浮き導
体パターン2e間で発生する容量である。
【0047】上述の容量C1 〜C7 で、容量C1 〜C3
は共振手段を結合する段間容量であり、C4 、C5 は入
出力用容量であり、C6 、C7 は有極化のための容量で
ある。
【0048】このような容量基板2とフィルタ部1から
成る誘電体フィルタは、図7に示すように、低周波側
で、減衰極を有する有極化フィルタとなる。
【0049】上述の誘電体フィルタにおいて、容量基板
2とマウント基板3との間にスペーサ接続部材5a、5
bを介在させているため、フィルタ部1を構成する共振
手段1a、1bの貫通穴11と容量基板2の主面側表面
の高さを略同一にすることが簡単できる。
【0050】従って、容量基板2と前記フィルタ部1の
共振手段1a、1bの貫通穴11とを平板状の接続部材
4a、4bによって、簡単、且つ確実に接続を行うこと
ができる。
【0051】また、接続部材4a、4bとスペーサ接続
部材5a、5bとは、組み立て工程においては、一体化
された接続体20として取扱い、フィルタ部1、容量基
板2、マウント基板3とを半田接合した後に、夫々に切
断される。
【0052】従って、フィルタ部1の共振手段1a、1
bの貫通穴11と容量基板2の一方主面を同一高さにす
ることが簡単にでき、さらに貫通穴11の内導体12と
容量基板2の導体パターン2b、2cとの接続信頼性を
向上させることができ、接続状態のばらつきによる特性
の変動が解消される。
【0053】また、リフロー炉を用いて、一括的に半田
接合が可能であるため、生産性も向上する。
【0054】上述の実施例では、2つの共振手段から成
るフィルタ部を用いて、容量基板に、入出力用容量、段
間結合容量、有極化の容量を形成したが、全ての容量を
有する必要はなく、各導体パターンの変更により、種々
の変更が可能である。また、上述の実施例では、容量に
よって有極化などを行っているが、インダクタンス成分
を形成しても構わない。
【0055】また、2つ以上の共振手段から成るフィル
タ部としてもよいし、さらに、単一誘電体ブロックに複
数の共振手段を内蔵させても構わない。
【0056】
【発明の効果】以上のように本発明では、フィルタ部、
容量基板、マウント基板とを接続するために、接続部材
とスペーサ接続部材とが一体形成された接続体を用い
て、接続体でもってフィルタ部、容量基板、マウント基
板とを接合した後に接合体を接続部材とスペーサ接続部
材とに切断するために、構造的には、フィルタ部、容量
基板との接合が簡単で、且つ接続信頼性を向上させるこ
とができ、ばらつきが少なくなる。
【0057】また、製造方法においては、生産性が向上
する誘電体フィルタ及びその製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のケースを省略した状態の誘電体フィル
タの斜視図である。
【図2】本発明の誘電体フィルタの分解斜視図。
【図3】本発明の誘電体フィルタの製造工程中の斜視図
である。
【図4】本発明の誘電体フィルタに用いる容量基板を示
し、(a)はその一方主面側の平面図であり、(b)は
その他方主面側の平面図である。
【図5】本発明の誘電体フィルタに用いるマウント基板
を示し、(a)はその一方主面側の平面図であり、
(b)はその他方主面側の平面図である。
【図6】本発明の誘電体フィルタの等価回路図である。
【図7】本発明の誘電体フィルタの一例の特性図であ
る。
【符号の説明】
10・・ 誘電体フィルタ 1・・・ フィルタ部 1a、1b・・・共振手段 2・・・・容量基板 3・・・・マウント基板 4a、4b・・・接続部材 5a、5b・・・スペーサ接続部材 20・・・・・接続体 21a・・・・切り込み

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の共振手段から成るフィルタ部材
    と、 該フィルタ部材の入出力段の共振手段と接続され、各共
    振手段間を結合する結合手段が形成された第1の基板
    と、 前記フィルタ部材を載置し、且つ入・出力用電極及びア
    ース電極が形成された第2の基板とから成る誘電体フィ
    ルタにおいて、 前記第1の基板と第2の基板とを、スペーサ接続部材に
    よって前記結合手段と入出力電極とを電気的に接続させ
    た状態で接合させるとともに、前記第1の基板の結合手
    段とフィルタ部材の入出力段の共振手段とを、前記スペ
    ーサ接続部材と同一材料の接続部材によって接続させて
    いることを特徴とする誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】 複数の共振手段から成るフィルタ部材
    と、 該フィルタ部の入出力段の共振手段と接続され、各共振
    手段間を結合する結合手段が形成された第1の基板と、 前記フィルタ部材を載置し、且つ入・出力電極及びアー
    ス電極が形成された第2の基板と、 から成り、前記フィルタ部材と第1の基板とを接続部材
    で、また、前記第1の基板と第2の基板とをスペーサ接
    続部材で接続した誘電体フィルタの製造方法において、 前記接続部材とスペーサ接続部材とが同一金属部材で構
    成されるとともに、フィルタ部、第1の基板及び第2の
    基板を、前記金属部材を介して接続した後に、該金属部
    材を、接続部材とスペーサ接続部材とに切断することを
    特徴とする誘電体フィルタの製造方法。
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