JPH08274518A - 誘電体共振手段の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半田接合の信頼性の高い端子電極
などの島状電極を有する誘電体共振手段の製造方法を提
供する。 【構成】誘電体ブロック体１１に、少なくとも１個以上
の貫通孔１２を設けるとともに、該貫通孔１２の内壁面
に内導体１３、該ブロック体１１の少なくとも１側面に
島状電極である端子電極１５、外導体膜１４を形成して
成る誘電体共振手段１ａ、１ｂの製造方法であって、誘
電体ブロック体１１の端子電極１５、外導体１４を形成
するにあたり、この両者を導通させるための導通部１７
を同時に形成して、最終的に導通部１７を切断・除去す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体ブロック体の１
側面に端子電極を有する表面実装に適した誘電体共振手
段の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘電体共振手段は、単体で誘電体
共振器に用いたり、また、複数個の誘電体共振手段を互
いに電気的に結合して誘電体フィルタとして用いてい
た。

【０００３】この誘電体共振手段は、所定形状の誘電体
ブロック体、該ブロック体に内導体、外導体が形成され
ていた。

【０００４】近時、誘電体共振器や誘電体フィルタを用
いる各種通信機器、電子機器などにおいては、プリント
配線基板の実装効率などを向上させるため、プリント配
線基板の所定配線パターン上に直接半田接合する誘電体
共振器や誘電体フィルタを実装するための構造が提案さ
れている。

【０００５】表面実装可能な端子構造を有する誘電体共
振手段の構造として、例えば特開平３−６１０１、実開
平７−１６０２などに開示されている。

【０００６】図６に示すように、複数の誘電体共振手段
６１ａ、６１ｂが接合されて１つのフィルタとして用い
られている。

【０００７】例えば、一方の誘電体共振手段６１ａは、
誘電体ブッロック体６１からなり、その中心には、貫通
孔６２が形成されており、さらに、貫通孔６１の内壁面
に内導体６３が形成されている。また、貫通孔６２の一
方の開口面（開放端面）と対向する短絡端面及び４つの
外側面には外導体６４が形成されている。

【０００８】ここで、誘電体ブロック体６１の少なくと
も１つの側面に、外導体６４と隔離された島状電極であ
る端子電極６５が形成されていた。この端子電極６５は
信号の入出力を行うものである。

【０００９】また、必要に応じて、隣接する誘電体共振
手段と接合する側面には結合溝６６が形成されている。

【００１０】尚、誘電体共振手段６１ｂは、上述の誘電
体共振手段６１ａと同様な構造となっている。

【００１１】上述の内導体６３、外導体６４、端子電極
６５の金属被膜は、通常、厚膜技法によって、また、メ
ッキ技法によって形成されるが、誘電体ブロック体６１
の小型化、金属被膜の作業性、誘電体ブロック体６１の
エッヂ部における断線防止などを考慮してメッキ技法に
よって金属被膜（金属メッキ被膜）を形成することが多
用されている。

【００１２】次に、誘電体共振手段の製造方法を説明す
る。

【００１３】まず、周知のセラミックプレス成型技術を
用いて、所定形状、即ち貫通孔を有する誘電体ブロック
体６１を形成する。

【００１４】次に、誘電体ブロック体６１にメッキレジ
スト膜を形成する。具体的には、誘電体ブロック体６１
の金属メッキ被膜の形成される領域、即ち、開放端面部
分及び少なくとも１つの側面において端子電極６５と外
導体６４とを隔離する領域にメッキレジスト膜を被着形
成する。

【００１５】次に、無電解メッキ手法で、誘電体ブロッ
ク体６１に外導体６４、端子電極６５となる例えば無電
解Ｃｕメッキ被膜を形成し、さらに、電解メッキ手法
で、電解Ｃｕメッキ被膜、電解Ａｇメッキ被膜を形成す
る。

【００１６】最後に、メッキレジスト膜を剥離してい
た。

【００１７】

【発明か解決しようとする課題】上述の製造方法によれ
ば、端子電極６５と外導体膜６４とが隔離されているた
め、特に、端子電極６５の電解Ｃｕ、Ａｇメッキ被膜の
形成時、この端子電極６５部分に充分な電流が流れず、
その結果、安定した電解Ｃｕ、Ａｇメッキ被膜を充分に
形成することができなかった。

【００１８】例えば、通常の外導体６４、内導体６３の
膜厚が通常１０μｍ程度に対して、端子電極６５部分の
膜厚が１／３〜１／２程度となってしまう。

【００１９】この端子電極６５は、プリント配線基板に
実装する際には、信号の入出力部分となり、プリント配
線基板上の所定配線パターンと安定した半田接合が要求
されるものの、膜厚が薄くなるため、端子電極６５が半
田に食われたり、また、半田溶融の熱に起因して、端子
電極６５が誘電体ブロック体６１から剥離してしまうこ
とがあり、接合信頼性が大きく低下してしまう。

【００２０】また、無電解メッキの処理時間を延ばし
て、膜厚を一定以上にすることも考えられるが、処理時
間がかかる。しかも、電解メッキ被膜に比較して、無電
解メッキ被膜は、被着強度が弱いために根本的な解決に
はならない。

【００２１】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、誘電体ブロック体の少なくと
も１側面に形成した島状電極が、半田接合の信頼性が非
常に高く形成することができる誘電体共振手段の製造方
法を提供するものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体ブロッ
ク体に、少なくとも１個以上の貫通孔を設けるととも
に、該誘電体ブロック体に内導体と、外導体と、該外導
体と隔離された島状電極を形成して成る誘電体共振手段
の製造方法において、前記誘電体ブロック体の表面に、
無電解メッキ処理により、内導体、外導体、島状電極及
び外導体と島状電極とを接続する導通部となる第１の金
属メッキ被膜を形成する工程と、前記第１の金属メッキ
被膜に電解メッキ処理により、第２の金属メッキ被膜を
被覆形成する工程と、前記導通部を切断除去して島状電
極と外導体とを隔離する工程と、を含む誘電体共振手段
の製造方法である。

【００２３】

【作用】本発明によれば、誘電体ブロック体の表面に内
導体、外導体、島状電極は、無電解メッキによって形成
された第１の金属メッキ被膜と、電解メッキ処理によっ
て形成された第２の金属メッキ被膜とから構成されてい
る。

【００２４】特に、外導体と島状電極が形成される誘電
体ブロック体の側面において、メッキ処理時には、外導
体、島状電極及び導通部とが形成され、その後、導通部
が切断除去され、島状電極と外導体とが完全に電気的に
隔離される。

【００２５】即ち、第２の金属メッキ被膜の形成時、外
導体と島状電極とを導通する導通部が同時に形成される
ため、電解メッキ処理を施しても、島状電極部分に充分
な電流が流れることになり、島状電極の電解メッキ処理
による第２の金属メッキ被膜の膜厚を均一に充分厚くす
ることができ、島状電極を外導体と同様に安定して形成
することができる。

【００２６】このため、プリント配線基板の所定配線パ
ターンに、誘電体共振手段を直接半田接合しても、端子
電極が半田によって食われたり、また、熱衝撃が加わっ
ても剥離されることがなく、接合信頼性の高い端子電極
を形成することができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の誘電体共振手段の製造方法を
図面に基づいて詳説する。

【００２８】図１は、本発明の誘電体共振手段を接合し
た状態の誘電体フィルタの概略図である。

【００２９】図１において、誘電体フィルタ１０は、例
えば２つの誘電体共振手段１ａ、１ｂとで構成されてい
る。この２つの誘電体共振手段１ａ、１ｂは、互いの接
合側面で半田などの接合部材を介して、また、２つの誘
電体共振手段１ａ、１ｂを密接した状態で取着されるケ
ース体（図示せず）によって強固に接合され、電気的に
は、この側面に形成した結合溝１６を介して互いに電磁
界結合しあっている。

【００３０】例えば誘電体共振手段１ａ、１ｂは、高周
波用誘電体磁器材料から成る誘電体ブロック体１１と、
その誘電体ブロック体１１の略中心部分を貫通する貫通
孔１２、該貫通孔１２の内壁面に被着形成された少なく
とも２層の金属メッキ被膜（内導体１３）、貫通孔１２
の一方開口が現れる一方端面（開放端面）と対向する他
方端面（短絡端面）及び４側面に被着形成された少なく
とも２層の金属メッキ被膜（外導体１４）、さらに、少
なくとも誘電体フィルタ１０の底面となる側面を含む少
なくとも１側面に形成され、且つ前記外導体１４と隔離
された島状電極、例えば端子電極１５を有している。

【００３１】誘電体ブロック体１１は、ＢａＴｉＯ₃ 系
などの誘電体セラミック材料を所定形状の金型を用いて
プレス成型で貫通孔１２を有する所定形状に成型され、
焼成処理されて形成される。

【００３２】貫通孔１２の開口を有する開放端面、短絡
端面の形状は例えば２ｍｍ×２ｍｍであり、その高さは
共振周波数の波長λに対応して決定され、例えば約８ｍ
ｍなどに設定されている。貫通孔１２の内径は例えば
１．６ｍｍである。

【００３３】尚、誘電体ブロック体１１の表面は、内導
体１３、外導体１４、端子電極１５が安定的に被着され
るように所定表面粗さで粗化されている。

【００３４】誘電体ブロック体１の貫通孔１２の内壁面
には内導体１３が形成され、短絡端面、４つの側面には
外導体１４が形成され、さらに、誘電体共振手段１ａ、
１ｂの少なくともプリント配線基板（図示せず）に実装
される面、即ち、誘電体フィルタ１０の底面となる面に
は、外導体１４と隔離されて独立した端子電極１５が形
成されている。

【００３５】内導体１３、外導体１４、端子電極１５
は、各種メッキ処理された多層構造であり、例えば、図
２に示すように、誘電体ブロック体１１の表面から、無
電解メッキ処理されて形成された無電解Ｃｕメッキ被膜
２１、電解メッキ処理されて形成された電解Ｃｕメッキ
被膜２２、電解メッキ処理されて形成された電解Ａｇメ
ッキ被膜２３の例えば３層構造となっている。ここで、
無電解Ｃｕメッキ被膜２１は、第１の金属メッキ被膜で
あり、電解Ｃｕメッキ被膜２２、電解Ａｇメッキ被膜２
３を総じて第２の金属メッキ被膜である。

【００３６】例えば、無電解Ｃｕメッキ被膜２１は、誘
電体ブロック体１１の活性化された表面２０と接触する
ものであり、必然的に無電解メッキ処理となる。この無
電解メッキ処理を安定に行うために、誘電体ブロック体
１１のメッキ形成領域は、パラジュウムなどの粉末の塗
布、熱処理により、表面活性化する。

【００３７】この無電解Ｃｕメッキ被膜２１の厚みは、
例えば２μｍ以上である。

【００３８】電解Ｃｕメッキ被膜２２は、無電解Ｃｕメ
ッキ被膜２１とともに、実質的に内導体１３、外導体１
４に高周波電流を流すための主導体層であり、高周波特
性を充分に満足するため、無電解Ｃｕメッキ被膜２１、
電解Ｃｕメッキ被膜２２との合計が５μｍ以上となるよ
うに形成されている。

【００３９】電解Ａｇメッキ被膜２３は、特に電解Ｃｕ
メッキ被膜２２の酸化を防止し、且つ半田などを用いて
誘電体共振器を他の誘電体共振器やシールドケースに接
合する際、この半田の濡れ性を向上させるために形成さ
れるものである。

【００４０】これらの各メッキ被膜の厚みの合計は、１
０μｍ以上となっている。

【００４１】次に、上述の誘電体共振手段１ａ、１ｂの
製造方法を図３の工程図を用いて説明する。

【００４２】まず、第１の工程として、誘電体ブロック
体１１を形成する。具体的には、所定セラミック材料を
所定形状にプレス成型して焼結処理して形成する。

【００４３】第２の工程として、誘電体ブロック体１１
の表面をエッチング処理して、メッキ層２１が強固に被
着されるように粗面化を行う。具体的には、フッ酸や硝
酸などを主成分とするエッチング液を用いて浸漬処理を
行う。

【００４４】第３の工程として、誘電体ブロック体１１
の表面に、内導体１３、外導体１４及び端子電極１５が
形成される領域部分を除いて、樹脂系のメッキレジスト
膜を所定形状に塗布して形成する。具体的には、図４
（ａ）の斜線部分に示すように、メッキレジスト膜１８
は、誘電体ブロック体１１のの開放端面となる面に、端
子電極１５を有する誘電体ブロック体１１の側面に夫々
形成される。ここで、端子電極１５を有する誘電体ブッ
ク体１１の側面に形成されたメッキレジスト膜１８の形
状は、端子電極１５と外導体１４との一部が互いに導通
する導通部１７が形成されように、隔離部分の一部１８
ａを露出するように形成する。

【００４５】第４の工程として、メッキレジスト膜１８
から露出する部分（メッキ処理される部分）の誘電体ブ
ロック体１１を活性化を行う。具体的には、メッキレジ
スト膜１８から露出する部分に、パラジウムなどの金属
を付着させる。

【００４６】第５の工程として、メッキレジスト膜１８
を剥離する。

【００４７】第６の工程として、誘電体ブロック体１１
の全表面に、所定Ｃｕメッキ液を用いて無電解メッキ処
理を行い、内導体１３、外導体１４、端子電極１５、導
通部１７となる無電解Ｃｕメッキ被膜２１を形成する。
この無電解Ｃｕメッキ被膜２１は、メッキレジスト膜１
８が被覆されなかった領域、即ち、誘電体ブロック体１
１の活性化された表面のみに形成されることになる。

【００４８】特に、メッキレジスト膜１８を、無電解Ｃ
ｕメッキ処理する前に剥離したのは、メッキレジスト膜
１８がメッキ液に浸漬されて、メッキ液を劣化させない
ためと、メッキ液に浸漬されないことからメッキレジス
ト膜の材料の使用可能な範囲を拡大させて、低コスト化
するためである。

【００４９】第７の工程として、続いて所定Ｃｕメッキ
液、Ａｇメッキ液を用いて電解メッキ処理を行って、上
述の無電解Ｃｕメッキ被膜２１上に、内導体１３、外導
体１４、端子電極１５、導通部１７となる電解Ｃｕメッ
キ被膜２２、電解Ａｇメッキ被膜２３を形成する。これ
により、図４（ｂ）に示すような誘電体ブロック体１１
の表面には、内導体１３、外導体１４、端子電極１５と
なる各金属メッキ被膜が形成され、さらに、外導体１４
と端子電極１５と導通する導通部１７が形成されること
になる。

【００５０】第８の工程として、無電解Ｃｕメッキ被膜
２１、電解Ｃｕメッキ被膜２２、電解Ａｇメッキ被膜２
３からなる導通部１７を切断・除去して、端子電極１５
と外導体１４とを電気的に分離する。具体的には、図４
（ｂ）の一点鎖線Ｘ−Ｘ線部分をレーザー照射による光
学的手段によって焼失させたり、ダイヤモンドホイルや
サンドブラストなどの機械的手段によって切断させたり
して行う。

【００５１】尚、上述の工程では説明していないが、無
電解Ｃｕメッキ被膜２１を、誘電体ブロック体１１との
被着強度を向上させるために、メッキ処理を全て終了し
た後に、熱処理（アニール処理）を行う。具体的には大
気雰囲気中で２００〜３００℃、例えば２５０℃の処理
を行う。

【００５２】以上の製造方法によれば、誘電体ブロック
体１１の表面に、無電解メッキ、電解メッキによって形
成された金属メッキ被膜からなる内導体１３、外導体１
４、端子電極などの島状電極１７を有する誘電体共振手
段の製造方法であって、上述の無電解メッキ、電解メッ
キで各導体１３、１４、電極１５を形成するにあたり、
この各導体１３、１４、電極１５の他に、外導体１４と
端子電極１５とが導通部１７を形成している。従って、
端子電極１５の電解Ｃｕメッキ被膜２２、電解Ａｇメッ
キ被膜２３を外導体１４と同一条件で被覆形成すること
ができ、端子電極１５を外導体１４と同様に充分な厚み
で形成することができることになる。

【００５３】従って、プリント配線基板の所定配線パタ
ーン上に、端子電極１５を直接半田によって接合して
も、半田食われや端子電極１５の剥離などが発生せず、
その接合信頼性を高めることができる。

【００５４】また、端子電極１５は、メッキレジスト膜
１８の形成位置に規制されて形成された導通部１７と、
最終工程における導通部１７の切断・除去によって達成
されるが、メッキレジスト膜１８は、従来の誘電体共振
手段であっても、隔離部分を形成するために用いられて
いたものであり、製造工程上、大きな作業煩雑性を持ち
込むものではなく、また、その切断・除去も、従来よ
り、誘電体共振手段の共振周波数を調整する際、外導体
の一部を除去していたものであり、実質的に大きな工程
の付加にはならない。

【００５５】図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施
例である。

【００５６】図５に示す共振器手段は、島状電極である
端子電極１５０が、誘電体ブロック体１１の２つの側面
に跨がって形成されている。

【００５７】特に、この実施例では、図５（ａ）に示す
ように、外導体１４と端子電極１５０とを接続する導通
部１７０が、誘電体ブロック体１１の稜線部分に形成さ
れるようにしてメッキレジスト膜１８０が被着されてい
る。

【００５８】従って、図５（ｂ）に示すように、各メッ
キ処理が終了した後、導通部１７０を一点鎖線のＸ−Ｘ
線に沿って切断・除去する場合、誘電体ブロック体１１
の稜線部分で行うことになる。

【００５９】このように誘電体ブロック体１１の稜線部
分の切断は、機械的な除去方法であるダイヤモンドホイ
ルなどを用いて行うことが非常に有利となる。

【００６０】尚、上述したように、メッキレジスト膜１
８の形成工程は、活性化処理工程の前に行い、メッキレ
ジスト膜１８の剥離工程は、図３に示すように、活性化
処理工程の直後に行っても、また、その後のどの工程で
行っても構わない。

【００６１】上述の実施例では、内導体１３、外導体１
４、端子電極１５、１５０、導通部１７、１７０の被着
形成位置を規制するために、メッキレジスト膜１８を用
いているが、誘電体ブロック体１１の表面を活性化する
Ｐｄ成分を付着位置を厳密に制御すれば、メッキレジス
ト膜１８を用いなくともよい。

【００６２】また、上述の実施例では、製造工程中にお
いても、開放端面は金属メッキ被膜を形成していない
が、この開放端面にも金属メッキ被膜を形成し、誘電体
共振手段の長さを制御して共振周波数の周調工程で、同
時に、開放端面に形成された金属メッキ被膜を研磨除去
しても構わない。この時、島状電極である端子電極１
５、１５０をこの開放端面側に形成した金属メッキ被膜
と導通部１７、１７０で接続させても構わない。

【００６３】さらに、島状電極は、端子電極１５、１５
０として説明したが、例えば、誘電体共振手段１ａ、１
ｂ間の段間結合用電極であっても構わない。この段間結
合用電極は、隣接する誘電体共振手段１ａ、１ｂの接合
側面の外導体１４が夫々矩形状に除去され、その矩形状
除去部内に被着形成されるものであり、隣接する誘電体
共振手段の段間結合用電極と密接に接続される。

【００６４】尚、誘電体共振手段を２つ接合したフィル
タで説明したが、３つ以上の誘電体共振手段を接合する
場合には、例えば中央に位置する誘電体共振手段におい
ては、外部回路と接続する信号の入出力のための端子電
極１５を形成する必要はない。

【００６５】また、結合溝１６を用いず、隣接する誘電
体共振手段の結合容量、入出力容量成分を、別の容量基
板に形成する場合、例えば、両側に誘電体共振手段を備
えた誘電体共振手段にも島状電極である端子電極１５を
形成してもよい。

【００６６】また、複数の誘電体共振手段を単一の誘電
体ブロック体で形成しても構わない。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、プリン
ト配線基板上に、誘電体ブロック体の同一表面に形成し
た外導体と端子電極である島状電極とが半田接合される
表面実装に適した誘電体共振手段の製造方法であり、外
導体と端子電極とが無電解メッキ処理及び電解メッキ処
理されてなる形成された金属メッキ被膜からなり、少な
くとも電解メッキ処理される際には、外導体と端子電極
とが導通部を介して導通した状態で行われ、その後、導
通部が切断・除去されて端子電極と外導体とが完全に隔
離されることになる。

【００６８】このため、端子電極を外導体と同一条件で
金属メッキ被膜を形成することができるため、端子電極
の膜厚が薄くなったり、プリント配線基板に半田接合し
た時に、半田食われが発生したり、誘電体ブッロク体か
ら剥離したりすることが一切なく、接合信頼性が高まる
端子電極を簡単に形成することができる。

【００６９】また、島状電極が隣接する誘電体共振手段
間に接合する段間結合用電極である場合には、段間結合
用電極間の接合信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体共振手段を接合した状態の誘電
体フィルタの外観斜視図である。

【図２】本発明の誘電体共振手段の内導体、外導体、端
子電極の金属メッキ被膜の構成を説明する構成図であ
る。

【図３】本発明の誘電体共振手段の製造方法を説明する
ための工程図である。

【図４】本発明の誘電体共振手段の主要製造工程を説明
する図であり、（ａ）はメッキレジスト膜の形成状態の
誘電体ブロック体の外観斜視図であり、（ｂ）は金属メ
ッキ被膜を形成した誘電体ブロック体の外観斜視図であ
る。

【図５】本発明の他の誘電体共振手段の主要製造工程を
説明する図であり、（ａ）はメッキレジスト膜の形成状
態の誘電体ブロック体の外観斜視図であり、（ｂ）は金
属メッキ被膜を形成した誘電体ブロック体の外観斜視図
である。

【図６】従来の誘電体共振手段を接合した状態の誘電体
フィルタの外観斜視図である。

【符号の説明】

１０、６０・・・・・・誘電体フィルタ 1a、1b、60a 、60b ・・誘電体共振手段 １１、６１・・・・・・誘電体ブロック体 １２、６２・・・・・・貫通孔 １３、６３・・・・・・内導体 １４、６４・・・・・・外導体 １５、６５・・・・・・端子電極 １６、６６・・・・・・結合溝 １７・・・・・・・・・導通部 １８・・・・・・・・・メッキレジスト膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｐ 7/04 Ｈ０１Ｐ 7/04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロック体に、少なくとも１個以
   上の貫通孔を設けるとともに、該誘電体ブロック体に内
   導体と、外導体と、該外導体と隔離された島状電極を形
   成して成る誘電体共振手段の製造方法において、 前記誘電体ブロック体の表面に、無電解メッキ処理によ
   り、内導体、外導体、島状電極及び外導体と島状電極と
   を接続する導通部となる第１の金属メッキ被膜を形成す
   る工程と、 前記第１の金属メッキ被膜に電解メッキ処理により、第
   ２の金属メッキ被膜を被覆形成する工程と、 前記導通部を切断除去して島状電極と外導体とを隔離す
   る工程と、を含む誘電体共振手段の製造方法。