JPH09130111A - 積層誘電体フィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体シート積層体一個当たりの取り数が低
下せず、内部に本来必要とするパターンのみを形成で
き、しかも単一種類の積層誘電体フィルタを製造できる
ようにする。 【解決手段】 多数の誘電体シートを積層し、多数の内
部導体パターンを縦横に規則的に配列形成した誘電体シ
ートを組み入れ、最外層に外面アースパターンを有する
誘電体シートを配置して圧着一体化し、縦横に切断し、
チップ側面に導電材料を付着し焼結する。内部導体パタ
ーンを有する誘電体シート３０，３４は、互いに鏡像体
の関係にある２種の内部導体パターンを、パターン切断
面に関して対称的に配列した構造をなし、分離したチッ
プの側面に、上下対称なコの字型の入出力電極４０を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷技術を利用し
て誘電体シートに導体パターンを印刷し、多数の誘電体
シートを積層一体化して焼結する積層誘電体フィルタの
製造方法に関するものである。更に詳しく述べると本発
明は、積層体の内部に内部導体パターンを縦横に規則的
に配列形成した誘電体シートを組み入れ、最外層に外面
アースパターンを有する誘電体シートを配置して圧着一
体化し、縦横に切断して１個１個の誘電体チップに分離
し、そのチップ側面に必要な導電材料を付着して焼結す
る積層誘電体フィルタの製造方法に関するものである。
この方法により製造した積層誘電体フィルタは、例えば
マイクロ波帯で用いる自動車電話、携帯電話などの各種
移動体通信機器等で使用される。

【０００２】

【従来の技術】誘電体材料を使用するマイクロ波用フィ
ルタは多種多様である。その一つに共振器をストリップ
線路で構成する形式がある。例えば１／４波長共振器の
場合には、誘電体材料の内部にストリップ線路型の共振
器内導体を設けて、その一端が開放端となり、他端が誘
電体材料の外表面の外面アース導体に短絡されるように
構成する。基本的には、誘電体材料の内部において、共
振波長の１／４の奇数倍の長さに設定した共振器内導体
を複数個、適当な結合度となるように所定の間隔で並設
することによって帯域通過フィルタ特性が得られる。

【０００３】近年の通信機器の小型化に伴い、誘電体フ
ィルタも一層の小型化が要求され、それに対応すべく一
部で積層構造が採用されている。これは多数の未焼結の
誘電体シート（グリーンシート）を積層し、必要な内部
導体パターンを印刷した誘電体シートが内部で挾まれる
ように組み入れ、最外層に外面アースパターンを有する
誘電体シートを配置して圧着一体化し、チップ側面に必
要な導電材料を付着して焼結することによって製造する
方法である。

【０００４】例えば２段インターデジタル型の積層誘電
体フィルタの一例を図５に示す。単なる誘電体シート
（導体パターンを形成していない誘電体シート）１０の
他に、導電ペーストを用いてスクリーン印刷法により表
面に共振器内導体パターンを印刷した誘電体シート１２
と、全面に外面アースパターンを印刷した誘電体シート
１４、外面アースパターン１５ａとそれとは絶縁されて
いる２個の入出力電極パターン１５ｂの両方を印刷した
誘電体シート１６、及び必要に応じて負荷容量パターン
を印刷した誘電体シート１８を用意する。そして、共振
器内導体パターンを印刷した誘電体シート１２を中央に
配置し、両側に単なる誘電体シート１０を必要枚数積層
し、更に負荷容量パターンを形成した誘電体シート１８
を置き、更に単なる誘電体シート１０を必要枚数積層し
て、最上層には外面アースパターンを形成した誘電体シ
ート１４を、最下層には外面アースパターンと入出力電
極パターンを形成した誘電体シート１６を配置し、加圧
することにより圧着一体化する。なお最下層の誘電体シ
ート１６は、外側面（図５では下面）に外面アースパタ
ーンと入出力電極パターンが現れる向きで積層する。そ
の後、チップの側面に外面アース導体２０と入出力電極
２２となる導電材料を塗布し、焼結することによって、
積層誘電体フィルタ２４が得られる。

【０００５】ここで共振器内導体パターンは、一方の端
部近傍が広幅となっている直線状の導体を２本平行に且
つ互い違いに配置したパターンになっている。導体の狭
幅側の端部が外面アース導体に短絡されるように、チッ
プ側面に必要な導電材料を付着する。このような共振器
内導体形状は、ステップインピーダンス型と呼ばれ、開
放側の端部を広幅とすることにより２倍波及び３倍波の
高調波成分を抑圧できるようにするものである。負荷容
量パターンは、Ｌ字型形状の２個の導体が一方の隅部と
それに対角の関係にある他方の隅部に設けられ、両端が
側面に現れてそれぞれ外面アース導体に接続される構成
である。この負荷容量パターンは、負荷容量を付加する
ことによって共振器内導体の長さを短縮化する機能を果
たす。

【０００６】通常、このような製法においては、多数個
取りができるように、大きな面積の誘電体シートを使用
し、それに必要なパターンを印刷して圧着一体化した後
に、縦横に切断して１個１個のチップに分離する方法が
採用されている。従来の共振器内導体パターンの配列状
態を図６に示し、負荷容量パターンの配列状態を図７に
示す。ここで一点鎖線は縦横に切断する位置を示してい
る。これらの図において、Ａは本来必要なパターンを示
しており、Ｂは印刷した時のパターンの配列状態を、Ｃ
は切断後に側面に外面アース導体及び入出力電極を付着
した時の断面を表している。このように従来技術におい
ては、全ての内部導体パターン（共振器内導体パターン
と負荷容量パターン）を同じ向きで配列形成していた。
その理由は、パターンに方向性がある（左右対称でな
い）ために、このように同じ向きで配列形成しないと単
一種類の積層誘電体フィルタが得られないからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、内部導
体パターンが、チップに分離する際の切断面に関して非
対称となるため、図７のＢのような場合には、Ｌ型のパ
ターンの端部をやや長目に形成するなどの対策を施し、
チップに切断する際に確実にパターンの端部がチップ側
面に現れるようにしている。すると切断後には、図７の
Ｃに示すように、余分なパターン２６が残り、本来必要
とするパターン（図７のＡ）とは異なる部分が生じる。
この取り残された余分なパターン２６は、電気的特性上
問題を引き起こす（Ｑ値が劣化する）。そこで、その余
分なパターン２６が残らないようにすることが望ましい
が、従来技術ではそれができない。

【０００８】また図６のＢの例のような場合には、切断
後に導体パターンの広幅部分が隣接するユニットの短絡
側に残らないようにするため、隣り合う導体パターンの
広幅部分の端部が一直線上に乗らずに隙間ｇが生じるよ
うに多少ずらせて配列する。しかし、これでは本来必要
とするステップインピーダンス構造の共振器内導体パタ
ーン（図６のＡに示すパターン）にはならなくなる。

【０００９】内部導体パターンに方向性が無い場合（左
右対称でないパターン）には、チップに分離する際のパ
ターン切断面に関して対称的な配列状態に配列すること
で解決できるが、図６のＡに示されている共振器内導体
パターン、あるいは図７のＡに示されている負荷容量パ
ターンのように方向性がある場合（左右対称でないパタ
ーン）には、単にパターン切断面に関して対称的に配列
しただけでは、単一種類の積層誘電体フィルタは得られ
ないのである（構造の異なる２種類の積層誘電体フィル
タができてしまう）。

【００１０】本発明の目的は、誘電体シート積層体１個
当たりの取り数が低下せず、内部に本来必要とするパタ
ーンのみを形成でき、しかも単一種類の積層誘電体フィ
ルタを製造できる方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、多数の誘電体
シートを積層し、積層時それらの内部に挾まれるよう
に、印刷法によって表面に多数の内部導体パターンを縦
横に規則的に配列形成した誘電体シートを組み入れ、最
外層に外面アースパターンを有する誘電体シートを配置
して圧着一体化し、縦横に切断して１個１個の誘電体チ
ップに分離し、チップ側面に必要な導電材料を付着して
焼結する積層誘電体フィルタの製造方法である。ここで
内部導体パターンを有する誘電体シート（複数種類存在
する場合には少なくともその内の一つ）は、互いに鏡像
体の関係にある２種の内部導体パターンを、チップに分
離する際のパターン切断面に関して対称的に配列した構
造をなし、積層時に上下の最外層の両方にそれぞれ外面
アースパターンと入出力電極パターンの両方を有する誘
電体シートを配置しておき、分離したチップの両側面
に、両最外層の入出力電極パターンに連続するように導
電材料を付着してコの字型の入出力電極を形成する方法
である。

【００１２】上記の内部導体パターンは、共振器内導体
パターンの場合もあるし負荷容量パターンなどの場合も
ある。例えばＬ字型形状の２個の導体がチップの一方の
隅部とそれに対角の関係にある他方の隅部に設けられる
ような負荷容量パターンの場合には、それらが縦横に連
続して四角形状のループを形成するような配列形態とす
る。共振器内導体パターンが、一方の端部近傍が広幅と
なっている直線状の導体を２本平行に且つ互い違いに配
置したパターンの場合には、チップに分離する際のパタ
ーン切断面に関して対称的な配列状態で誘電体シート上
に形成する。

【００１３】

【発明の実施の態様】基本的な製造手順は、従来技術と
同様であってよい。本発明では、内部導体パターンを有
する誘電体シートは、互いに鏡像体の関係にある２種の
内部導体パターンを、チップに分離する際のパターン切
断面に関して対称的に配列した構造をなしている。従っ
て、チップに切断した後には２種類の内部導体パターン
を持つものが得られる。しかし、積層時に上下の最外層
の両方にそれぞれ外面アースパターンと入出力電極パタ
ーンの両方を形成しておくと、分離したチップの両側面
に導電材料を付着することにより両最外層の入出力電極
パターンに連続するようなコの字型の入出力電極を形成
できる。コの字型の入出力電極は、上下で対称な形状と
なるため、前記のように２種類の内部導体パターンによ
るチップは、実質的に互いに合同体（全く同じ構造）と
なり、単一種類の積層誘電体フィルタが得られることに
なる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明方法の一実施例を示してお
り、２段インターデジタル型の積層誘電体フィルタを製
造する例である。この例は、従来例と同様、共振器はス
テップインピーダンス型であり、負荷容量パターンを有
するタイプである。各誘電体シートの積層状態は図５に
示すものと同様であってよいので、特に本発明の特徴で
ある内部導体パターンの配列状態と入出力電極について
図示している。

【００１５】本発明において、共振器内導体パターンを
有する誘電体シート３０は、互いに鏡像体の関係にある
２種の共振器内導体パターンを、チップに分離する際の
パターン切断面（ｘ−ｘ切断面）に関して対称的に配列
した構造をなしている。各共振器内導体パターンは、一
方の端部近傍が広幅となっている直線上の導体を２本平
行に且つ互い違いに配置したパターンである。従って、
一点鎖線の位置で切断してチップに分離した後は、２種
類の共振器内導体パターン３２ａ，３２ｂが得られる。
これらは前記のように互いに鏡像体の関係にあり、パタ
ーンに平行な面に沿って回転させても（換言すると紙面
に垂直な回転軸の回りで回転させても）互いに重なり合
わない関係にある。

【００１６】次に本発明において、負荷容量パターンを
有する誘電体シート３４も、互いに鏡像体の関係にある
２種の負荷容量パターンを、チップに分離する際のパタ
ーン切断面（ｘ−ｘ切断面及びｙ−ｙ切断面）に関して
対称的に配列した構造をなしている。各負荷容量パター
ンは、Ｌ字型形状の２個の導体がチップの一方の隅部と
それに対角の関係にある他方の隅部に設けられ、それら
が縦横に連続して四角形状のループを形成するように大
きな誘電体シートの上に形成されている。従って、一点
鎖線の位置で切断してチップに分離した後は、２種類の
負荷容量パターン３６ａ，３６ｂが得られる。これらも
共振器内導体パターンと同様、互いに鏡像体の関係にあ
り、パターンに平行な面に沿って回転させても（換言す
ると紙面に垂直な回転軸を中心として回転させても）互
いに重なり合わない関係となっている。

【００１７】積層時に上下の最外層に位置する誘電体シ
ートは、図示するのを省略するが、ともに外面アースパ
ターンと、それとは絶縁された２個の入出力電極パター
ンの両方を有する構造である。つまり上下両方ともに図
５の誘電体シート１６と同様のパターンでよい。

【００１８】このような共振器内導体パターンを有する
誘電体シート３０と負荷容量パターンを有する誘電体シ
ート３４を用いて積層誘電体フィルタを製造する。製造
手順は従来技術と同様である。但し本発明の場合には前
記のように、積層時に上下の最外層の両方にそれぞれ外
面アースパターンと入出力電極パターンを有する誘電体
シートを配置する。誘電体シートを所定の順序で積層し
圧着一体化した誘電体シート積層体を、縦横に切断して
チップに分離すると、内部の共振器内導体パターン及び
負荷容量パターンの違いによって２種類のチップができ
る。ところが、チップ側面に導電材料を塗布して、外面
アース導体３８及びコの字型入出力電極４０を形成する
と、上下方向の対称性を利用することができ、見掛け上
異なる２種類のチップ４２ａ，４２ｂは互いに合同体と
なる。つまり図１において一方のチップ４２ａを引っく
り返すと他方のチップ４２ｂと全く同じ構造となる。従
って、これらのチップを焼結することで、単一種類の積
層誘電体フィルタが得られることになる。

【００１９】積層誘電体フィルタの共振器内導体の部分
での横断面と負荷容量導体の部分での横断面を図２の
Ａ，Ｂに示す。従来同様、共振器内導体５０の狭幅側の
端部が短絡端となり、広幅側が開放端となるように、分
離したチップの側面に必要な導電材料を印刷法などによ
り塗布し外面アース導体３８とする。その際、Ｌ字型の
負荷容量導体５２の両端も外面アース導体３８に接続さ
れるようにする。この図２のＢと図７のＣを対比すれば
明らかなように、本発明では余分なパターンは生じな
い。また図２のＡと図６のＣを対比すれば明らかなよう
に、本発明では隙間ｇも必要としない。以上のことか
ら、本発明では本来必要な共振器内導体パターン及び負
荷容量パターンのみを形成することが可能となる。

【００２０】積層状態における負荷容量パターンと共振
器内導体パターンの位置関係を図３に示す。これは積層
誘電体フィルタを負荷容量導体５２の位置（図２のｐ−
ｐ線の位置）で切断した縦断面図である。負荷容量導体
５２は共振器内導体５０の開放端の近傍に位置し、静電
容量を付加することで実質的に共振器内導体の長さを短
縮する機能を果たす。つまり同一共振周波数の共振器に
おいて、このような負荷容量導体を設けることによって
その共振器長さを短縮し、チップのより一層の小型化を
図っているのである。

【００２１】外面がコの字型をなしている入出力電極４
０は、共振器との結合が不十分な場合は、一部分がチッ
プ内部に埋設されるような構造としてもよい。その例を
図４に示す。これは図２のｑ−ｑ線の位置での縦断面で
ある。共振器内導体５０の中央部分を挾むように入出力
電極端子５４を埋設し（実際には、負荷容量パターンの
場合と同様、入出力電極端子パターンを印刷した誘電体
シートを挾むように積層する）、その入出力電極端子５
４の端面をチップ側面に露出させて入出力電極４０に接
続する。これによって共振器と入出力電極との間で必要
な結合をとることが可能となる。

【００２２】負荷容量パターンは、共振器長さを短縮し
てチップのより一層の小形化を図るために設けられてい
るものであり、それほどの小形化が必要ない場合には、
負荷容量パターンを省略することも可能である。また入
出力電極と共振器との結合がとれる場合は、チップ内部
に入出力電極端子を埋設する必要はない。

【００２３】上記の実施例は共振器内導体をステップイ
ンピーダンス型とした場合である。ステップインピーダ
ンス型にすると、２倍波や３倍波といった高調波を低減
できると共に、共振器長さを短縮できる効果がある。本
発明は、このようなステップインピーダンス型の共振器
に限らず、ごく一般的なストレート形状の共振器構造に
も適用できることは言うまでもない。その場合の負荷容
量パターンは、図１と同様の形状であってよい。

【００２４】なお、コムライン型の場合には共振器内導
体パターンは左右対称となるので、チップに分離する際
のパターン切断面に関して対称的に配列しても１種類の
パターンしか現れない。そのため、他の特別な形状の内
部導体パターンを必要としない限り本発明の範囲外であ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記のように互いに鏡像体の関
係にある内部導体パターンについて、その配列状態を変
える（チップに分離する際のパターン切断面に関して対
称的に配列する）ことと、得られたチップの外面にコの
字型の（上下対称な）入出力電極を形成することによ
り、チップの上下方向の対称性を利用して、内部に余分
なパターンが残らず、本来必要とするパターンを形成で
き、しかも積層体１個当たりの取り数が減ることも無
く、単一種類の積層誘電体フィルタを量産することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図。

【図２】その共振器内導体と負荷容量導体の位置での横
断面図。

【図３】共振器内導体と負荷容量導体の積層関係を示す
縦断面図。

【図４】共振器内導体と入出力電極端子の位置関係を示
す縦断面図。

【図５】積層誘電体フィルタの構造の一例を示す説明
図。

【図６】共振器内導体パターンの従来例を示す説明図。

【図７】負荷容量パターンの従来例を示す説明図。

【符号の説明】

３０ 共振器内導体パターンを有する誘電体シート ３２ａ，３２ｂ 共振器内導体パターン ３４ 負荷容量パターンを有する誘電体シート ３６ａ，３６ｂ 負荷容量パターン ３８ 外面アース導体 ４０ 入出力電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の誘電体シートを積層し、積層時そ
   れらの内部に挾まれるように、印刷法によって表面に多
   数の内部導体パターンを縦横に規則的に配列形成した誘
   電体シートを組み入れ、最外層に外面アースパターンを
   有する誘電体シートを配置して圧着一体化し、縦横に切
   断して１個１個の誘電体チップに分離し、チップ側面に
   必要な導電材料を付着して焼結する積層誘電体フィルタ
   の製造方法において、 前記内部導体パターンを有する誘電体シートは、互いに
   鏡像体の関係にある２種の内部導体パターンを、チップ
   に分離する際のパターン切断面に関して対称的に配列し
   た構造をなし、積層時に上下の最外層の両方にそれぞれ
   外面アースパターンと入出力電極パターンの両方を有す
   る誘電体シートを配置しておき、分離したチップの両側
   面に、両最外層の入出力電極パターンに連続するように
   導電材料を付着してコの字型の入出力電極を形成するこ
   とを特徴とする積層誘電体フィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 多数の誘電体シートを積層し、積層時そ
   れらの内部に挾まれるように、印刷法によって表面に多
   数の共振器内導体パターンを縦横に規則的に配列形成し
   た誘電体シートを組み入れると共に、印刷法によって多
   数の負荷容量パターンを縦横に規則的に配列形成した誘
   電体シートを、その負荷容量パターンが共振器内導体パ
   ターンの開放端近傍に位置するように組み込み、最外層
   に外面アースパターンを有する誘電体シートを配置して
   圧着一体化し、縦横に切断して１個１個の誘電体チップ
   に分離し、チップ側面に必要な導電材料を付着して焼結
   する積層誘電体フィルタの製造方法において、 前記負荷容量パターンを有する誘電体シートは、互いに
   鏡像体の関係にある２種の負荷容量パターンを、チップ
   に分離する際のパターン切断面に関して対称的に配列し
   た構造をなし、積層時に上下の最外層の両方にそれぞれ
   外面アースパターンと入出力電極パターンの両方を有す
   る誘電体シートを配置しておき、分離したチップの両側
   面に、両最外層の入出力電極パターンに連続するように
   導電材を付着してコの字型の入出力電極を形成すること
   を特徴とする積層誘電体フィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 負荷容量パターンは、Ｌ字型形状の２個
   の導体がチップの一方の隅部とそれに対角の関係にある
   他方の隅部に設けられ、それが縦横に連続して四角形状
   のループを形成するように、誘電体シート上に印刷され
   ている請求項２記載の積層誘電体フィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 共振器内導体パターンは、一方の端部近
   傍が広幅となっている直線状の導体を２本平行に且つ互
   い違いに配置したパターンであって、チップに分離する
   際のパターン切断面に関して対称的な配列状態で誘電体
   シート上に形成され、導体の狭幅側の端部が短絡される
   ようにチップ側面に必要な導電材料を付着する請求項３
   記載の積層誘電体フィルタの製造方法。