JPH0918202A - 積層誘電体フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体チップの相対向する２側面を無導体面
とし、それによって１個１個の誘電体チップに切り離す
前に一括印刷で必要な導体層を形成し製造効率を大幅に
向上する。 【構成】 積層・接合された多数の誘電体シートが焼結
一体化された誘電体チップ２０と、その内部に設けた一
端開放で他端短絡の２個の共振器内導体２２と、チップ
外表面に設けた外部アース導体２４及び入出力電極２６
を有する。共振器内導体は、ほぼ直角に折れ曲がり且つ
外側角部が面取り形状の導体パターンであり、短絡端は
互いに対向する２つの側面にて外部アース導体と接続さ
れ、開放端はそれら短絡端とは別の側面に露出し、短絡
端が接続される側面以外の残り２つの側面は無導体面で
ある。側面の印刷は、多数のチップが連なった状態の棒
状ブロックに対して行い、その後に１個１個の誘電体チ
ップに分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体シートを多数枚
積層して焼結したチップ状の誘電体材料の内部に共振器
内導体を設け、外表面に外部アース導体及び入出力電極
を設けた２段積層誘電体フィルタに関するものである。
更に詳しく述べると本発明は、誘電体チップ内部の共振
器内導体をほぼ直角に折り曲げた形状として、短絡端を
相対向する側面に位置させ、残りの２側面は無導体面と
した積層誘電体フィルタに関するものである。この積層
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中で使用され
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直線状のストリップ線路
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部アース導体に短絡され
るように構成する。ここで共振器内導体は、共振波長の
１／４の奇数倍の長さに設定する。誘電体材料の内部
で、このような共振器内導体を複数個、フィルタ特性に
対応した結合度が得られ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。これは多数の誘電体シ
ート（グリーンシート）を積層して加圧一体化し、焼結
する構成である。例えば、内部の共振器内導体を導体ペ
ーストのスクリーン印刷で誘電体シート上に形成し、そ
れを含めて誘電体シートを多数積層して圧着一体化し、
外部アース導体と入出力電極を形成して焼結する。通
常、多数個取りができるように、大きな誘電体シートを
使用し、圧着一体化した後に縦横に切断してチップ状に
する製法が採用されている。

【０００４】従来の２段インターデジタル型フィルタの
一例を図５に示す。Ａは外観を示しており、Ｂは内部の
共振器内導体の形状とその接続状態を示している。誘電
体チップ１０の内部に配置した一端開放で他端短絡の２
個の共振器内導体１２と、誘電体チップ１０の外表面に
設けた共振器外導体となる外部アース導体１４と、入出
力電極１６を有する。ここで共振器内導体１２は、誘電
体チップ１０の一方の側面からそれに対向する他方の側
面にまで達するように直線的に且つ互いに平行に設けら
れ、一端が開放状態（外部アース導体１４に接続されな
い）であって、他端が短絡状態（外部アース導体１４に
接続される）にある。入出力電極１６はそれらと異なる
両側面まで延設されている関係上、結局、一方の主表面
の端子面と他方の主表面の全面アース面（図５のＡでは
図示を省略している面）、及び４側面の合計６面全てに
スクリーン印刷により導体層が形成されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】印刷技術を使用する積
層誘電体フィルタは、本質的に小型化に適する構造であ
り、それを使用する各種無線機器の小型化に伴って、よ
り一層の小型化の要求がある。しかし小型化すればする
ほど、印刷面の多い従来構造では効率良く製作するのが
難しくなる。その理由は、誘電体チップの表面に形成す
る外部アース導体又は入出力電極を、誘電体チップの６
面全てにスクリーン印刷によって形成しなければならな
いからである。誘電体チップの６面のうち、表裏の主表
面については、多数個取りする前（各チップに切断分離
する前）に一括して印刷できるのであるが、残りの４側
面のうち、少なくとも２側面については、個々の誘電体
チップに切断分離した後に印刷しなければならない。通
常、この側面の導体層形成作業は、各チップに切断分離
した後に、４回の印刷を行うことで実現していた。

【０００６】この場合、極めて小さな誘電体チップの側
面に所定の導体パターンを印刷するには、まず多数の誘
電体チップを治具に並べる必要があり、それに印刷を施
し、次いで印刷面を変えるように全ての誘電体チップを
回転させ、再び印刷するという工程を経なければならな
い。このため極めて煩瑣なハンドリング作業と印刷作業
が要求され、それを精度良く且つ効率的に行うことは極
めて困難である。

【０００７】本発明の目的は、共振器内導体の形状とそ
の配置を工夫して、誘電体チップの相対向する２側面を
無導体面とし、それによって１個１個の誘電体チップに
切り離す前に一括印刷で必要な導体層を形成できるよう
にして製造効率を大幅に向上することのできる積層誘電
体フィルタ及びその製造方法を提供することである。ま
た本発明の他の目的は、誘電体チップの小型化を図るこ
とのできる積層誘電体フィルタを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、積層・接合さ
れた多数の誘電体シートが焼結一体化された誘電体チッ
プと、該誘電体チップの内部に配置した一端開放で他端
短絡の２個の共振器内導体と、誘電体チップの外表面に
設けた共振器外導体となる外部アース導体と、両共振器
内導体と結合するように設けた入出力電極を有する２段
構成の積層誘電体フィルタである。本発明の特徴は、両
共振器内導体がほぼ直角に折れ曲がり且つ外側角部が面
取り形状もしくはアール形状の導体パターンであり、両
共振器内導体の短絡端は互いに対向する２つの側面にて
外部アース導体と接続され、両開放端はそれら短絡端と
は別の側面に露出し、短絡端が接続される側面以外の残
り２つの側面は無導体面となっている点にある。ここで
入出力電極は、例えば一方の主表面から側面にまで延び
る形状をなし、入出力電極が形成される側面と同じ面に
共振器内導体の短絡端が位置する構造である。

【０００９】本発明は、共振器結合がインターデジタル
型の場合のみならずコムライン型の場合にも適用でき
る。インターデジタル型の場合は、両共振器内導体の開
放端が互いに対向する側面にて露出している構造とな
り、コムライン型の場合は、両共振器内導体の開放端が
同一側面にて露出している構造となる。

【００１０】また本発明は上記のような積層誘電体フィ
ルタを製造する方法である。印刷により誘電体シート上
に形成する共振器内導体パターンは、各誘電体チップ内
部の共振器内導体がほぼ直角に折れ曲がり且つ外側角部
が面取り形状もしくはアール形状をなす導体パターンと
し、各共振器内導体の短絡端となる位置で第１の切断を
行って棒状ブロックとし、その棒状ブロックの細長状の
第１の切断面に外部アース導体を形成し、その後に第２
の切断を行って１個１個の誘電体チップに分離し、第２
の切断面には導体層を形成することなく焼結する。

【００１１】

【作用】本発明の積層誘電体フィルタは１／４波長共振
型であり、その共振器内導体は外部アース導体と相俟て
共振器を構成する。フィルタの共振周波数は原理的には
共振器内導体の長さで決まる。本発明では誘電体チップ
の内部に設ける共振器内導体がほぼ直角に折れ曲がった
形状であるが、折れ曲がった形状の中心線の全長でほぼ
共振周波数が決まる。共振器内導体の外側角部を面取り
形状又はアール形状としたことで不要な電波の反射が抑
制さる。２個の共振器が互いに結合して、従来技術と同
様、所望のフィルタ特性を生じる。

【００１２】共振器内導体の短絡端が互いに対向する２
つの側面で外部アース導体と接続されるようにすると、
入出力電極もそれと同じ側面に設けることで、残りの２
側面は無導体面とすることができる。従って、多数個取
りの際に、共振器内導体の短絡端となる位置で第１の切
断を行って棒状ブロックにすると、その時に露出した両
面（切断面）に導体ペーストを印刷すれば、印刷は全て
完了する。即ち、棒状ブロックの状態で取り扱うことが
でき、１個１個の誘電体チップに分離した後に整列した
り印刷する必要がなくなる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に係る２段積層誘電体フィルタ
の一実施例を示しており、Ａは全体斜視図、Ｂはその内
部構造の説明図である。また図２はその外観を示す６面
図である。この例はインターデジタル型フィルタであ
る。なお図面を分かり易くするために、いずれの図にお
いても、見えている導体の部分には斜線を付して表して
いる。一部で導体部分をかなり厚く描いてあるが、実際
にはスクリーン印刷により導体ペーストを印刷し焼付た
ものであって、極く薄い層である。

【００１４】この積層誘電体フィルタは、積層・接合さ
れた多数の誘電体シートが焼結一体化されてなる誘電体
チップ２０と、該誘電体チップ２０の内部に配置した２
本の共振器内導体２２と、前記誘電体チップ２２の外表
面に設けた共振器外導体となる外部アース導体２４と、
入出力電極２６を有する。共振器内導体２２は、ほぼ直
角に折れ曲がり且つ外側角部が面取り形状ｃ（もしくは
アール形状）となっている導体パターンであり、誘電体
チップ２０の一側面からそれに直交する別の側面に達
し、一端が開放状態（外部アース導体２４に接続されな
い）であって、他端が短絡状態（外部アース導体２４に
接続されている）である。両共振器内導体２２の短絡端
は互いに対向する２つの側面に位置する。従って両共振
器内導体２２の開放端は、それら短絡端とは別の側面に
露出する。この実施例はインターデジタル型であるの
で、両共振器内導体２２の開放端はそれぞれ互いに対向
する側面にて露出することになる。

【００１５】入出力電極２６は、共振器内導体２２との
間で入出力結合するものであるが、一部は一方の主表面
（端子面：図１のＡでは上面）に形成され、残部は短絡
端と同じ側面にまで延びている。但し、これらは外部ア
ース導体２４とは導通しないような島状のパターンであ
る。従って、共振器内導体２２の短絡端を入出力電極２
６と同じ側面に設けることで、短絡端が接続れさる２つ
の側面以外の残り２つの側面は導体ペーストの印刷が不
要な無導体面となる。なお他方の主表面（図１のＡでは
底面）は全面導体層の面である。

【００１６】共振器内導体２２は折れ曲がった形状をな
しているが、外側アース導体２４と相俟て、その長さ
（ほぼ中心線の長さ）に見合った共振波長の共振器を構
成することになる。そして両共振器が相互に結合して所
望のフィルタ特性が生じる。折れ曲がった外側角部が面
取り形状ｃ又はアール形状となっているので、不要な電
波の反射などは抑制され特性劣化は生じない。また共振
器内導体が折れ曲がった形状であるために、同じ共振波
長に対して、誘電体チップの幅方向寸法ｗを短縮でき、
それだけ小型化できることになる。

【００１７】このような積層誘電体フィルタは図３に示
すような工程で製造できる。まず多数の誘電体シート
（グリーンシート）を用意する。それらは通常数十μｍ
程度の厚さである。その誘電体シートのあるものには共
振器内導体の導体パターンを導電ペーストを用いて印刷
する。１チップ分の共振器内導体の導体パターンは、前
述した図１のＢに示すような形状である。また別の誘電
体シートには端子面パターン３０、全面アースパターン
３２を、導電ペーストを用いてスクリーン印刷する。こ
れらは量産化のために多数個取りができるように、大き
な誘電体シートに多数個分のパターンを縦横規則的に配
置する。このように各パターンを印刷した誘電体シート
と印刷していない誘電体シートとを、所定の順序で必要
枚数積層して加圧一体化する。上下の端子面パターンと
全面アースパターンは、積層一体化した後に印刷しても
よい。このようにして誘電体の板状ブロック３４を得
る。

【００１８】次に、この板状ブロック３４を縦方向に
（仮想線で示す位置で）切断し棒状ブロック３６を得
る。この第１の切断は、各共振器内導体の短絡端となる
位置で行うものであり、それによって棒状ブロック３６
の細長状の第１の切断面３６ａに短絡端が現れる。そこ
で、この棒状ブロック３６の第１の切断面（両面）３６
ａに外部アース導体３８と入出力電極４０の一部を印刷
する。その後、前記第１の切断方向と直交する仮想線で
示す位置で第２の切断を行って１個１個の誘電体チップ
に分離する。その際に現れる第２の切断面には、導体層
を形成すること無くそのまま焼結する。このようにして
多数の積層誘電体フィルタが得られる。

【００１９】図４は本発明に係る２段積層誘電体フィル
タの他の実施例を示すものであり、コムライン型フィル
タの場合である。Ａは端子面の形状であり、Ｂは内部の
共振器内導体の導体パターンである。この場合も、誘電
体チップ５０内の両共振器内導体５２はほぼ直角に折れ
曲がり且つ外側角部が面取り形状（もしくはアール形
状）の導体パターンであり、両共振器内導体２２の短絡
端は互いに対向する両側面にて外部アース導体と接続さ
れ、両開放端はそれら短絡端とは別の同一側面にて露出
している。短絡端が接続される２つの側面以外の残り２
つの側面は無導体面となっている。このコムライン型フ
ィルタの場合も、図３に示したのと同様の製造工程で製
造できる。符号５４は外部アース導体を表し、符号５６
は入出力電極を表している。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記のように共振器内導体が折
れ曲がった形状であるので、誘電体チップの幅方向寸法
を短縮でき、一層の小型化が可能である。また誘電体チ
ップの相対向する２つの側面を無導体面にできるため、
印刷回数を減らすことができると共に、棒状ブロックに
切断した状態で側面の印刷が全て完了する。従って、そ
の後に１個１個の誘電体チップに切断分離すればよく、
分離した誘電体チップには印刷を施す必要が無い。その
ため小さな多数の誘電体チップを治具に整列する作業や
整列後に精密印刷する作業が不要となり、大幅な工程の
簡略化、工数の削減が可能で、製造コストを低減でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層誘電体フィルタの一実施例を
示す説明図。

【図２】その外観を示す６面図。

【図３】その製造工程の一例を示す説明図。

【図４】本発明に係る積層誘電体フィルタの他の実施例
を示す説明図。

【図５】従来技術の一例を示す説明図。

【符号の説明】

２０ 誘電体チップ ２２ 共振器内導体 ２４ 外部アース導体 ２６ 入出力電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層・接合された多数の誘電体シートが
   焼結一体化された誘電体チップと、該誘電体チップの内
   部に配置した一端開放で他端短絡の２個の共振器内導体
   と、該誘電体チップの外表面に設けた共振器外導体とな
   る外部アース導体と、両共振器内導体と結合するように
   設けた入出力電極を有する２段構成の積層誘電体フィル
   タにおいて、 前記の両共振器内導体はほぼ直角に折れ曲がり且つ外側
   角部が面取り形状もしくはアール形状の導体パターンで
   あり、両共振器内導体の短絡端は互いに対向する２つの
   側面にて外部アース導体と接続され、両開放端はそれら
   短絡端とは別の側面に露出し、短絡端が接続される側面
   以外の残り２つの側面は無導体面となっていることを特
   徴とする積層誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 入出力電極は、一方の主表面から側面に
   まで延びる形状をなし、入出力電極が形成される側面と
   同じ側面に共振器内導体の短絡端が位置する請求項１記
   載の積層誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 共振器結合がインターデジタル型であ
   り、両共振器内導体の開放端が互いに対向する側面にて
   露出している請求項１又は２記載の積層誘電体フィル
   タ。
4. 【請求項４】 共振器結合がコムライン型であり、両共
   振器内導体の開放端が同一側面にて露出している請求項
   １又は２記載の積層誘電体フィルタ。
5. 【請求項５】 多数の誘電体シートを積層すると共に、
   内部に多数の共振器内導体パターンを形成して接合し、
   外表面に共振器外導体となる外部アース導体の一部と入
   出力電極パターンを設けて一体化し、縦横に切断して１
   個１個の誘電体チップに分離し焼結する積層誘電体フィ
   ルタの製造方法において、 印刷により誘電体シート上に形成する共振器内導体パタ
   ーンは、各誘電体チップ内部の共振器内導体がほぼ直角
   に折れ曲がり且つ外側角部が面取り形状もしくはアール
   形状をなす導体パターンとし、各共振器内導体の短絡端
   となる位置で第１の切断を行って棒状ブロックとし、そ
   の棒状ブロックの細長状の第１の切断面に外部アース導
   体を形成し、その後に第１の切断方向とは直交する方向
   に第２の切断を行って１個１個の誘電体チップに分離
   し、第２の切断面には導体層を形成することなく焼結す
   ることを特徴とする積層誘電体フィルタの製造方法。