(57)【要約】      （修正有）【課題】導電領域同士は十分分離されており、フィルターパターン及び入出力パッドの寸法精度の良いフィルター及びデュープレクサを提供する。【解決手段】表面全体を導電体で包み導電金属の取り除かれた誘電ブロックが、誘電ブロックの特定の表面エリアから望ましい金属回路パターンをエッチングすることによって、誘電材ブロックで金属被覆パターンを形成する。【選択図】  図３
2006180544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１の平坦面を含む外表面を有する誘電体ブロックを形成する工程と、
前記誘電体ブロックの全外表面を導電金属で覆う工程と、
前記誘電体ブロックの特定の前記外表面から前記導電金属をアブレーションによるエッチングにより除去することで所望の金属回路パターンを形成する工程とからなる誘電体ブロック上のメタライゼーションパターンを形成する方法。
【請求項２】
前記誘電体ブロックの形成工程において、前記誘電体ブロックがセラミックである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記誘電体ブロックの全外表面を導電金属で覆う工程において、前記導電金属として導電金属ペーストを用いると共に、前記導電金属ペーストを凝固させて金属材料を形成する工程を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記導電金属を前記誘電体ブロックに固着するためのアブレーションによるエッチングにより除去する前に、前記導電金属を加熱する工程を有する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
大気雰囲気下において前記アブレーションによるエッチング済みのセラミック誘電体ブロックを加熱することで前記誘電体ブロックのＱ値を増加させる工程を有する請求項２に記載の方法。
【請求項６】
レーザービームを用いて不要な金属をエッチングにより除去し、ＲＦ信号の受信回路に適したメタライゼーション回路パターンを形成する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
不要な金属をアブレーションによるエッチングにより除去する工程において、誘電体ブロックをその外表面から十分な深さ除去することで、隣り合う金属領域を互いに電気的に絶縁させる溝を形成する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
（１）セラミック誘電体の外表面を導電金属で完全にコーティングし、
（２）前記導電金属を前記セラミックブロックに固着させ、
（３）前記コーティング済みのセラミックブロックの特定の表面領域から、不要な導電物質及びそれに対応する部分の前記セラミックブロックをアブレーションによるエッチングにより除去し、所望の金属フィルター回路パターンを形成する、
各工程からなるＲＦセラミックブロックフィルターの形成方法。
【請求項９】
前記セラミックブロック部分と該当する導電金属部分をアブレーションによるエッチングにより除去し、所定の深さ及び幅を有する溝を形成することで少なくとも前記フィルター回路に隣り合う導体金属部分同士を互いに電気的に絶縁し、隣り合う導体金属領域間に所定の静電結合を形成すると共に、前記コーティング済みのセラミックブロックの外表面に入力端子と出力端子を形成し、電気信号を前記金属回路フィルターパターンにカップリングさせる工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
（４）前記入力端子に入力信号をカップリングし、
（５）前記出力端子からの出力信号をモニタリングし、前記アブレーション済みのセラミックブロックフィルターの少なくとも電気的特性を測定し、
（６）前記（１）〜（５）までの工程を前記フィルターについて所望の電気的特性が得られるまで繰り返す、
の各工程をさらに含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
（７）所望の電気的特性を有するセラミックブロックフィルターを所定量製造する工程をさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
（８）前記セラミックブロックを各々を加熱し、
（９）前記セラミックブロックのＱ値を増加させるために前記セラミックブロックの加熱をガス雰囲気を利用して行う、各工程をさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとの一つの平坦面を有する多面体からなる誘電体ブロックを形成し、
前記誘電体ブロックの全外表面を導電金属層でコーティングし、
選択した誘電体部分にアブレーションにより溝を切り欠くと共に、少なくとも前記平坦面領域から金属物質を除去することで、所望の周波数特性特性を実現する導電金属の電気的ＲＦフィルターパターンを形成する工程からなるＲＦフィルターの形成方法。
【請求項１４】
前記選択領域における前記溝の幅及び前記溝の前記誘電体外表面からの深さが所定以上の大きさであり、これらの溝の幅及び深さが前記フィルターの周波数特性を満たすように形成する工程をさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記セラミックブロックの少なくとも１の表面から金属物質及びそれに対応する部分の誘電物質をアブレーションにより除去することで入力端子に相当する第一端子及び出力端子に相当する第二端子を形成する工程をさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１の平坦面を有する多面体からなる誘電体ブロックを形成し、前記誘電体ブロックの全外表面に導電金属層を塗着する工程と、
所望の周波数応答の第一フィルターを前記平坦面の第一の選択領域から金属物質及び対応する誘電体を所定の深さ及び幅だけアブレーションにより除去することで互いに電気的に隔離されると共に所望の周波数応答の導電エレメントからなる第一の電気フィルター回路パターンを形成する工程と、
前記平坦面の第二の選択領域から金属物質及び対応する誘電体を所定の深さ及び幅だけアブレーションにより除去することで互いに電気的に隔離されると共に所望の周波数応答の導電エレメントからなる第二の電気フィルター回路パターンを形成する工程と、
入力端末に相当する第一端末及び出力端末に相当する第二端末とを形成する工程とからなり、
前記第一端末及び前記第二端末が前記ブロック外表面から金属物質及び誘電体ブロック部分を除去することにより周囲の導電物質と電気的に隔離することにより形成されるものであることを特徴とするＲＦ送信／受信回路用のデュプレクサ回路の製造方法。
【請求項１７】
前記誘電体ブロックの外表面から前記金属物質及び誘電物質を除去することで周囲の導電金属エレメントと電気的に隔離してなる第三端末を形成する工程を有し、
前記第三端末によりアンテナと前記第一及び前記第二端末とをカップリングさせ、
前記第一端末及び前記第二端末をそれぞれ前記第一フィルター回路及び前記第二フィルター回路に電気的にカップリングさせると共に、
前記第三端子と前記第一及び第二電気フィルター回路パターンエレメントによりＲＦ通信送信／受信用ディプレクサを形成する工程とからなる請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの平坦面を有する多面体からなる誘電体ブロックと、
前記誘電体ブロックの全外表面に塗着してなる導電物質層と、
前記誘電体ブロックの少なくとも１の外表面に形成してなる接地面と、
少なくとも１の前記平坦面上の導電物質により形成されてなる複数の導電エレメントからなる電気フィルター回路パターンとを有し、
前記電気フィルター回路パターンが、
これらの導電エレメントの周囲を部分的に囲む溝と、
前記溝には前記導電物質から前記誘電物質の内部に至る凹部が含まれると共に、この溝の深さ及び幅の大きさにより前記導電エレメントと前記接地面との間の結合キャパシタンスが定まり、この結合キャパシタンスにより前記フィルターの動作特性を定めているＲＦフィルター。
【請求項１９】
前記凹部が所定の深さ及び幅の溝により形成される所定の形状からなる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記溝が前記導電物質及び誘電物質を所定の深さ及び幅だけアブレーションにより除去することにより形成される請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つの平坦面を含む多面体からなる誘電体ブロックと、
前記誘電体ブロックの全外表面にコーティングされてなる金属物質層と、
前記いずれかの金属物質の外表面に形成されてなる接地面と、
少なくとも一の前記平坦面の第一領域に形成されているＲＦ受信フィルターと、
少なくとも一の前記平坦面の第一領域とは別領域である第二領域に形成されているＲＦ送信フィルターと、
コーティングが施されている誘電体ブロックの外表面に形成してある前記送信フィルター及び前記受信フィルターのＲＦ信号をそれぞれ接続するための第一及び第二端末と、
アンテナ接続端子を含んでいる第三端末とを備え、
前記ＲＦ受信フィルターは、
複数の導電エレメントと、
前記導電エレメント同志を電気的に隔離すべく前記導電エレメントの周囲を完全に囲んでなる第一の溝と、
前記第一の溝はそれぞれ所定の形状を有すると共に前記金属物質及びそれに対応する誘電物質を所定の深さ及び幅だけ陥凹してなる凹部を構成するものであり、
前記凹部の深さ及び幅の大きさにより定められる前記複数の第一導電エレメントと前記接地面との間の静電結合とを有するものであり、
前記ＲＦ送信フィルターは、
複数の導電エレメントと、
前記導電エレメント同志を電気的に隔離すべく前記導電エレメントの周囲を完全に囲んでなる第二の溝と、
前記第二の溝はそれぞれ所定の形状を有すると共に前記金属物質及びそれに対応する誘電物質を所定の深さ及び幅だけ陥凹してなる凹部を構成するものであり、前記凹部の深さ及び幅の大きさにより定められる前記複数の第二導電エレメントと前記接地面との間の静電結合とを有するものであり、
前記第三端末は、ＲＦ信号を前記アンテナとＲＦ受信部及びＲＦ送信部との間を伝送させるべく前記受信フィルター及び前記送信フィルターと連結させてある、ＲＦ送信／受信ユニットに用いられるディプレクサ。
【請求項２２】
アブレーションにより前記金属物質及び対応する誘電物質を所定の幅及び深さ除去することにより形成してなる複数の溝からなるものである請求項２１に記載のディプレクサ。
【請求項２３】
少なくとも１の平坦面を有する誘電体ブロックと、
少なくとも前記平坦面上の領域に位置してなる導電物質層と、
ブロックの少なくとも他の外表面に形成されてなる接地面と、
前記誘電体の平坦面上に接地面と電気的に隔離されている複数の導電回路素子であってこれら導電回路素子同士も互いに電気的に隔離されており前記平坦面より高く（第一の標高）形成してある導電回路素子を形成する誘電体パターンと、
少なくとも前記誘電体パターン領域に前記導電回路素子を互いに電気的に絶縁するためにアブレーションによるエッチングにより前記誘電体の平坦面より所定の深さ入り込むように形成してある溝と、
を有するＲＦフィルター。
【請求項２４】
前記導電回路パターンを互いに電気的に隔離するために前記溝の１０％の領域がアブレーションにより前記誘電体パターンをエッチングすることにより形成したものである請求項２３に記載のフィルター。
【請求項２５】
前記誘電体パターンによる溝により前記電気回路パターンエレメント間の電気的隔離の度合いが約７０％から約９０％の範囲である請求項２３に記載のフィルター。
【請求項２６】
アブレーションにより前記金属物質及び前記誘電物質を前記第一及び第二の幅及び深さだけレーザービームにより除去して前記溝を形成する請求項２３に記載のフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、おおむね電気フィルタに関し、特にフィルターの機構並びにいわゆるセラミックフィルター及びデュプレクサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦセラミックフィルターは従来から知られている。ＲＦセラミックフィルターは、セラミック材質のブロックから構成され、通常、ブロックの外表面の導電性の接続ポイントに接続された別体のワイヤーやケーブルやピン介して他の電気回路要素と接続している。また、これらのブロックはデュプレクサやその他の電気部品等を製造する際に用いられる。
【０００３】
セラミックブロックフィルタは無線通信器具に用いられる。これらのフィルタ３つの主な製造工程については、以下の通りである。
（１）容量素子パターンを形成する。
（２）入出力パッドを形成する。
（３）フィルターの動作周波数が適切な値になるようチューニングする。
フィルタの容量素子パターンの機能は顧客が求めるＲＦレスポンスが得ることである。
入出力パッドは無線通信機器とのインターフェースの役割を担うものである。そして、最終的に、ＲＦレスポンスを顧客の求めるものに適合するようチューニング操作を行う。
【０００４】
従来技術において、セラミックブロックを焼結し、その後、容量素子パターンや入出力（Ｉ／Ｏ）パッドのような電気回路を要する側面以外のブロックの全側面には銀ペーストを施している。それらの側面において、所望の形態及び形状のパターンや入出力パッドとなるように（周知のスクリーン印刷技術又はアブレーション技術により）セラミックブロック上に銀ペーストが施される。加熱工程では、パターン（Ｓ）及び／又は入出力パッドの適切な位置において金属ペーストを凝固させる。
【０００５】
しかしながら、このスクリーン印刷工程を用いて、容量素子パターン回路やその他のフィルター素子をメッキするのにこのスクリーン印刷工程では十分な寸法精度を実現できない。１．８ＧＨｚのものの場合におけるセラミックブロックフィルター上の容量要素パターンは９００ＭＨｚのものの場合に比べ４倍の寸法精度が必要である。
【０００６】
したがって、製品を完成するためには、容量素子フィルターパターンをより顧客の要求する規格により適合するようにチューニングさせる必要がある。これには、隣り合う回路パターンにさらに金属ペーストを付け加えると共に、この金属ペーストを何らかの方法で焼結させ、パターンまたはパッドを十分に追加形成したり、場合によっては、物質を除去することでチューニングを行う。これらの工程において、信号を入力し、出力のモニタリングを行い、出力信号がチューニングの適切な完了を示せば、オペレーターはパッドや端子に物質の添加を終了させる。
【０００７】
したがって、米国特許５１９８７８８号では、セラミックブロックフィルターの金属端子又はパッドの良好なチューニングについて開示されている。この特許では、セラミックブロックは一面（そして、おそらく隣り合う側面部分も）を除く全外表面においてコーティングが施されており、コーティングを施していない側面（及び部分）に銀ペーストを施すことにより所望の形状の電気端子、パターン、またはパッドが形成される。銀ペーストは強固なコーティングを形成可能なように加熱処理される。そして、銀ペーストを添加することで電気的接続するための互いに隣り合う端子やパッドを形成し、入力した信号を出力端子においてモニタリングしながら、レーザービームを用いて、銀ペーストの焼結具合あるいは出力端子やパッドへの物質添加により適切なの電気特性が備わっているかをスキャンする。したがって、この特許は、同調回路を形成すべく、既に形成済みの端子、パターン、またはパッドへの金属添加に関する。
【０００８】
米国特許５７６９９８８号では、誘電セラミックと、主として銀からなる導電体とからなるセラミックの電気デバイスの製造方法について開示されている。例えば、加熱処理を行うことでＱ値を増加させた誘電体共振器などのような、加熱処理を施したデバイスに関する。この加熱処理工程において、酸素量が１０％以下であって４００℃以上の雰囲気下に置かれることを要すると開示されている。さらに、Ｋａｇａｔａ他（’９９８）は、焼結誘電セラミック基板上での、電極パターンについての導体ペーストの形成について開示している。
【０００９】
米国特許５１６２７６０号は、研磨あるいはスライス削りにより被覆を削除したり、あるいは、種々のスクリーン印刷技術を用いてセラミックブロックの種々の外表面に導電物質を添加することで形成される電気フィルターに関する。この’７６０特許では、導電物質層をブロックの外表面に沈着させ、この層が首尾良く固着した後、適切なスライス盤によりこの導電物質層を除去し、外表面には所望の導体パターンが残る。ブロックにコーティングされた導電物質と誘電物質の双方をブロック上から削除する。これらのデバイスは、スライス盤により形成される電極の寸法によりその精度が制限される。
【００１０】
米国特許５３７９０１１号では、入出力を隔離し、ブロックに被覆されてなる導電物質を除去し、その導電物質を除去した領域に入出力パッドを位置させてあるセラミックバンドパスフィルターが記載されている。この特許では、上面と底面及び側面を含むセラミックブロックの全６面を被覆してある。入出力パッドと隣り合うセラミック物質との間には溝が形成されており、その部分はメッキされておらず、入出力パッド間の誘電体に変化をもたらす。
【特許文献１】米国特許第５１９８７８８号公報
【特許文献２】米国特許第５７６９９８８号公報
【特許文献３】米国特許第５１６２７６０号公報
【特許文献４】米国特許第５３７９０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
導電領域同士は十分隔離されており、フィルターパターン及び入出力パッドの寸法精度が従来のものに比べ卓越してなるフィルターが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では、セラミックブロックは通常の方法で形成される。セラミックブロックは少なくとも１つの平坦な面を有している。そして、パターン又は入出力パッドが形成されていない側のみコーティングする代わりに、セラミックブロックを完全に導電金属物質でコーティングする。このような金属コーティングの例はペーストとして良く知られ、（例えば、例の一つとして銀のような）導電金属が含まれ、必要な熱処理に従って固化する。
【００１３】
例えば、走査用レーザービームを用いたアブレーション手法により、少なくとも１つの平坦面から不必要な金属物質を取り除くことで、所望の容量エレメントフィルターパターンが形成される。これは、従来の研磨による方法やスクリーン印刷による方法と異なる。レーザービームにより被覆部及びセラミックブロック部分にアブレーションを施すことにより金属フィルター素子を取り囲むように溝を形成し、所望の形状のパターンを形成する。この溝の深さ及び幅の大きによりフィルターの結合キャパシタンスや動作周波数が決定される。レーザーを用いて形成した溝の精密性及び再現性はより高精度であり、容量エレメントパターンやその他のフィルター素子を再現することができる。より緻密なパターンにより、より高帯域に対応することができ、製作者にとっても設計の幅が広がる。
【００１４】
しかし、アブレーションには問題があることが知られている。レーザー照射の間、セラミック物質のＱ値が、フィルターが商業価値を失ってしまう値まで減少してしまう。従って、後継のレーザー、高加熱工程にあっては、セラミック物質のＱ値を元の値に限りなく近づくよう復元することが求められる。
【００１５】
それゆえ、アブレーションの間、入力パッドに信号を入力し、出力パッドからの出力信号を測定することで、容量エレメントパターンやその他のフィルター素子が正確な寸法で形成されているかを確認することはできない。フィルターを形成した後であっても、測定される信号は製品の規格に適合したものではない。なぜなら、セラミックブロックのＱ値は減少しており、それらは最終製品における信号の一般表示にすぎないからである。それゆえ、製品規格を満たすために、ＲＦレスポンスが”基準”となるセラミックブロックのレンジ内の値を示すまで試行錯誤的にアブレーションにより異なった寸法の導体パターンを有するメタライゼーションブロックの形成を継続する。レーザーを用いると緻密で再現性がよいことから、大量のデバイスを生産でき、そして、適切なパターンを形成し、高温工程を経て適切なＲＦレスポンスを与えることができる。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、導電物質のパターンにより互いに隔離されてなるセラミックブロック上の導電メタライゼーションパターンの形成方法を提供することにある。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、セラミックブロックの全外表面を導電物質でコーティングし、スキャニング用のレーザービームを用いて不要な導電物質及び相当するセラミック物質をセラミックブロックからアブレーションによるエッチングすることで溝を形成し、この溝による誘電体のパターンが形成され、所望のメタライゼーショ（金属被覆）パターンが形成されてなるセラミックブロックを提供することにある。
【００１８】
本発明はまた、不要な導電物質をアブレーションによるエッチングを行うことにより、同時にセラミックブロックも除去され、互いに隣り合う導電領域を絶縁する。
【００１９】
本発明のその他の目的は、セラミックブロックの所定領域から不要な導電物質をアブレーションによるエッチングにより除去し、誘電体に溝を形成することで入力端子及び出力端子を含む所望のメタライゼーションパターンを形成することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、試験信号をレーザー射出後で加熱処理前のセラミックブロックの入力端子に入力し、出力端子からの出力をモニタリングを、フィルターに所望の電気特性が備わったのを検出するまでの間、試行錯誤的に行うことにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、雰囲気下でアブレーションにより除去済みのセラミックブロックを加熱処理しながらセラミックブロックのＱ値を回復させることにある。
【００２２】
以上より、本発明は、少なくとも１の平坦な外表面を含むセラミックブロックの全外表面を例えば金属ペーストといった導電物質で被覆し、この金属ペーストを固化させることで導電物質とし、セラミックブロックの決められた外表面領域から不要な導電物質をアブレーションにより除去し、必要であれば入力端子及び出力端子を含め、所望のメタライゼーションパターンを形成する工程からなる金属被覆メタライゼーションパターンを有するセラミックブロックの形成方法に関する。
【００２３】
本発明はさらに、セラミックブロックの外表面を導電物質で完全に被覆し、誘電体のパターンによりこれらを互いに電気的に隔離し、この被覆されたセラミックブロック上に導電回路エレメントを形成し、この被覆済みのセラミッブロック上の所定の外表面領域から不要な導電物質及び誘電物質をアブレーションにより除去することで少なくとも誘電体のパターン部分を構成する少なくとも１の溝を形成し、エッチング済みのセラミックブロックを加熱することでＱの値を増加させる工程からなるＲＦセラミックブロックの形成方法に関する。
【００２４】
本発明はまた、導電物質で完全に被覆されてなるセラミックブロックとそのセラミックブロック上に形成された導電エレメントとを有するトレンチフィルター及びディプレクサに関する。この各導電エレメントは少なくとも部分的には溝あるいは導電物質を貫通し誘電物質に陥凹する凹部に囲まれ、この凹部の深さ及び幅の大きさを所定の値にすることでフィルター及びディプレクサの結合キャパシタンス及び動作特性を調整する。
【００２５】
上述あるいはその他の本発明にかかる特徴は、以下に開示する発明を実施するための最良の形態の項でより明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は従来からのセラミックバンドパスフィルターの斜視図である。フィルター１０はいずれかの面に導電性の金属プレートを有し、面１２、底面１４、側面１６、１８、および端面２０、２２を有するセラミックブロックから構成してある。フィルター１０はさらに上面１２と底面１４の間を貫通してなり互いに平行な円筒孔２４、２６を備えている。上面１２のようなセラミックブロックの外表面部には例えば銀ペーストのような導電金属物質が周知の方法によりスクリーン印刷され、フィルターエレメント間にはセラミック物質がむきだしの状態になっている。上面１２と側面１６に跨って覆ってなる入力パッド２８及び出力パッド３０を含め、印刷エレメント３６、３８はセラミックブロックの上面１２より浮き上がっている。フィルターを電気パッケージに組み込む際に、このラップアラウンド配置を表面実装接続に適合させてある。側面１６、１８、底面１４及び端面２０、２２は金属プレートで被覆することで接地面３２を形成する。側面１６において、接地面３２は入力端子３５と出力端子３６とをセラミックのむき出し領域３５、３６によって区分けすることにより短絡を防止する。これらのセラミックのむき出し領域３４、３５はセラミック基盤上に入出力パッドがスクリーン印刷により形成されるのと同時に形成される。貫通孔２６、２８は導電金属でコーティングされ、このコーティングは上面１２に至り、セラミックのむき出した外表面に囲まれてなる共振パッド３６、３８を形成する。従来技術によれば、共振パッド３６、３８のノッチ４０、４２によりフィルターのチューニングを行う。
【００２７】
図１に示す従来のフィルターでは、上面１２、側面１６を除く主要な面、貫通孔あるいは空洞２４、２６には噴射法やスクリーン印刷あるいはその他なじみの手法により金属ペーストの厚膜が貼り付けられている。このフィルターのチューニングについては米国特許５１９８７８８号に詳述されている。
【００２８】
従来では、セラミックブロックを焼結し、入出力パッド又は容量エレメントパターンを必要とする面を除いたブロックの全面を銀ペーストによりメッキしていた。これらの面では、セラミックブロック上に所望の形状及びパターンが形成されるように銀ペーストが施され、（従来からの周知のスクリーン印刷技術による）パッドによりセラミックブロックの平坦面１２上に導電面が形成される。この金属ペーストに加熱処理により凝結させ、適切な位置にパターン及び入出力パッドが形成される。しかし、スクリーン印刷工程では、容量エレメントフィルターパターンのメッキに求められる寸法精度を満足しえなかった。セラミックブロックフィルターにおいて、１．８ＧＨｚの容量エレメントフィルターパターンには、９００ＭＨｚの場合に比べ４倍（４ｘ）の寸法精度が求められる。しかしながら、９００ＭＨｚ以上にあっては、周波数応答は徐々に減少し、その結果、許容周波数応答値が極めて小さいフィルターが形成されることとなる。ここで、製品を完成するにあたり、容量エレメントフィルタパターンを顧客の仕様に正確に合致させる必要がある。そこで、（例えば、図１に示すスロット４０、４２のような）隣り合うパターンに金属ペーストを不足分添加し、この金属ペーストを焼結させることで、この十分な量のペーストでパターン及びパッドを形成する。オペレーターは、入力端子に信号を入力し、出力端子からの出力信号をモニタリングし、その出力信号がチューニングが適切に完了したことを示した時点でパッドや端子への物質添加を終了させることができる。具体的な内容については、米国特許５１９８７８８号を参照されたい。
【００２９】
図２は導電金属で完全に覆われた本発明に係るセラミックブロックの斜視図である。導電金属をセラミックブロック上にメッキするか、あるいは導電金属ペーストを加熱により凝結させるようにしてもよい。ブロック４０は内部のセラミック部分３９と、隣り合う容量性貫通孔と、セラミック部分と貫通孔の全表面を被覆する導電物質からなる。図２では、２つの貫通孔を有する場合を示したが、図３に示すように２以上の貫通孔を有するようにしてもよい。このように、パターンや入出力パッドが形成される面以外の全外表面をコーティングする代わりに、セラミックブロックの全外表面を（従来よりよく知られた）導電性の金属ペーストのような導電金属で被覆し、加熱処理によりその金属を凝結させてなる。
【００３０】
図３に示すデュプレクサ４２は本発明にかかる方法により形成されたフィルターを使用したものである。このデュプレクサ４２は、送信部４４及び受信部４６から構成してある。また、図示しない送信機への入出力パッド４８と、送信部４４への信号及び受信部４６からの信号を接続するためのアンテナパッド５０と、図示しない受信機へ信号を接続するための入出力パッド５２を備える。ディプレクサ４２の送信部４４には共振器及び対応する回路エレメント５３、５４、５５、５６、５８を備え、一方で、受信部４６も共振器及び対応する回路エレメント６０、６２、６４、６６、６８を使用する。図２に示すように回路エレメントが未だ形成されていないブロックの上面４１上の金属及び対応部分のセラミックをアブレーションにより除去することで互いに電気的に隔離されてなる回路エレメント５３、５４、５５、５６、５８、６０、６２、６４、６６、６８を有する誘電体パターンを提供する。ここで、「電気的に隔離」とは「直接電気的に接続されていない」ことであることに注意されたい。これらは、隔離された導電エレメント間に電気的連続または電気的接続はない。しかしながら、隣り合うエレメント間における電気的”カップリング”は電気機械結合（圧電（ピエゾ）効果）又は交流結合による。ここで注意しておきたいのは、領域７０、７２、７４、７８において、金属及び対応するセラミック物質部分はアブレーションにより除去される。アブレーション工程において、望ましくはスキャン用のレーザービームを用いて導電金属のみならず、対応する誘電体部分も除去し、溝や凹部７０、７２、７４、７６、７８を形成する。これらの溝の深さ及び幅によりフィルターパターンが定まり、隣り合う金属表面間における結合キャパシタンスやさらには動作周波数やインピーダンスといったフィルターの電気特性に影響を与える。もちろん、必要に応じて、導電エレメントをスクリーン印刷のような従来の方法にて形成し、外縁部のみ本発明に係るレーザービームによる緻密な制御により除去するようにしてもよい。残りの誘電体パターン部分も本発明にかかる新規な方法により形成される。しかしながら、この場合、この溝により電気回路パターンエレメントと誘電体パターンとの間の電気的隔離は少なくとも１０パーセント、望ましくはおよそ７０パーセントからおよそ９０パーセントの範囲内であることが望ましい。
【００３１】
このように図３に示すデュプレクサ４２は、図２に示す少なくとも１の平坦な外表面を含む外面体である誘電体ブロックから構成される。また、図２に示すように、誘電体ブロックの多面体の全外表面を金属物質でコーティングしてある。接地面８０は図３に示すように導電物質８２よりなる金属面として形成してある。受信フィルター４６は誘電ブロックの１の平坦面上の第一領域に形成され、導電エレメント６０、６２、６４、６６、６８を含む。溝や凹部７４、７６、７８で第一導電エレメントの周囲を囲むことでこれら導電エレメント同志を互いに電気的に隔離すると共に、所定の深さや幅だけ陥凹することで導電エレメントと接地面との間の静電結合を誘起し、この静電結合により動作周波数といった受信フィルターの動作特性を調整することができる。
【００３２】
送信フィルター４４についても同様に、誘電ブロックの１の平坦面上の第二領域に形成され、第二導電エレメント５３、５４、５５、５６、５８を含み、溝７０、７２、７４によりこれらの導電エレメントを囲むことで受信部分４４を形成してある。一方、これらの溝はアブレーションによる除去により形成され、導電金属を貫通し、誘電体内部に至る。故に、送信機４４の導電エレメントと接地面との間に第二の静電結合が形成され、この静電結合は溝及び凹部の深さ及び幅の大きさで定まるとともに、送信フィルターの動作周波数を決定する。送信機に対する第一端末４８及び受信機に対する第二端末５２は各々、図１、３、４に示すようにコーティング済みの誘電体ブロックの上面及び側面に形成されている。第三端末５０はアンテナコネクターを受け入れてなると共に、受信フィルター及び送信フィルターと電気的にカップリングしている。そして、ＲＦ信号はアンテナとＲＦ受信機及びＲＦ送信機間を伝送される。
【００３３】
１又は複数の貫通孔４３、４５を周知の技術により導電物質でメッキを施し、共振回路を形成する。
【００３４】
フィルターの微調整を行うには、例えば符合８８、９０、９２、９４で示す領域のみをアブレーションにより除去することで、送信機の微調整を行う。受信機４６についても同様にして微調整を行う。この場合、金属プレート及びセラミックの双方について所定の深さまでアブレーションによるエッチングにより除去を行う。
【００３５】
図４は、図３に示すデュプレクサの側面図である。ここで示されている全てのエレメントは拡大されおり、配置もまちまちである。しかしながら、図４に見られるように、側面８２において、送信端末４８はブロック側面下方まで広がっており、符合８４で示すように送信端末４８の周囲の導電金属８２は除去され、セラミック８６がむき出しになっている。同様にして、セラミック上面の導電エレメント５３、５４、５５、５７も図３の説明にて示したように溝や凹部により形成される。
【００３６】
第三端末５０及び第二端末５２も同様の構成からなる。
【００３７】
ここで重要なことは、ブロックを完全に導電物質で完全に被覆し、外表面をアブレーションによるエッチングにより不要な物質を所定の幅及び深さ除去することにより適切な動作特性のフィルターを得ることである。図４で注意しなければならないのは、導電エレメントの面は図２及び図４に示す面４１と同じ高さである。言い換えると、セラミックの上面に導電エレメントを配置するというよりは、むしろ、アブレーションによるエッチングにより金属と同様にしてセラミックブロックを削ってしまうことにある。これらが、誘電体ブロックの上面及びブロック側面の端子をスクリーン印刷により形成してなる従来のフィルターエレメントと根本的に異なる。
【００３８】
しかし、先ず、従来のスクリーン印刷により導電金属物質部分を形成し、その後、上述したアブレーションによるエッチングにより導電金属回路パターンを形成するようにしてもよい。
【００３９】
図５は、本発明にかかる新規な工程を示すフローチャートを示している。ステップ（Ａ）では、セラミックブロックの全外表面を望ましくは金属ペーストからなる導電金属でコーティングする。ステップ（Ｂ）では、金属ペーストを加熱し、該当するセラミックブロック部分に付着させることで、導電物質を金属物質に固化させる。ステップ（Ｃ）では、不要な導電金属物質及びそれに対応する誘電体ブロック部分をアブレーションによるエッチングにより取り除くことによりブロック上に入出力端子も含めた所望の金属パターンが形成される。もちろん、上述したスクリーン印刷のような他の手法に側面に入出力端子を付け加えるようにすることもでき、そして、入出力端子をアブレーションによるエッチングにより上面に形成されてなる金属パターンと電気的にカップリングさせることもできる。
【００４０】
ステップ（Ｄ）と（Ｅ）では、原始状態にあるフィルターの電気的なチェックが行われる。ステップ（Ｄ）では、入力信号が入力端子に接続され、ステップ（Ｅ）では、出力端子からの出力信号のモニタリングを行い、アブレーション済みのセラミックの電気特性を計測する。
【００４１】
ステップ（Ｆ）では、セラミックブロックに所望の電気特性がほぼ備わるまでステップ（Ａ）から（Ｅ）までのステップを逐次繰り返す。セラミックブロックフィルターは大量生産可能になり、ステップ（Ｇ）では雰囲気下で加熱することセラミックブロックのＱ値を増加させる。もちろん、アブレーション済みのセラミックブロックのＱ値を加熱により復元することができ、適切なフィルターレスポンスが検出されれば、セラミックブロックを大量生産することができ、所望の特性が保証されたフィルターを提供することができる。
【００４２】
図６は、セラミックブロックの外表面に従来のスクリーン印刷により回路を形成してなる複数のフィルターの周波数応答を示すグラフである。ここで注意するのは、挿入損失のピーク値が−１．２ｄＢで、周波数偏差が２．６３ＭＨｚであることである。このグラフから、各曲線の端部において、フィルター同士のレスポンスには大いにばらつきがあり、デバイスの帯域幅に変化をもたらす。
【００４３】
図７は、本発明にかかる新規な方法を用いて作られた複数のフイルターに関するグラフである。ここで注目すべきは、グラフの全域において全応答が互いに近接しており、頂上部での帯域幅にあっては特に近接している。このグラフは、加熱によりＱ値を復元する前のレーザによりフィルター回路エレメントが形成されてなる複数のデバイスの周波数応答を示したものである。このグラフから、挿入損失のピークは−５．４ｄＢであることがわかる。しかしながら、中心周波数偏差は０．８５ＭＨｚに減少している。
【００４４】
図８は、図７に示すフィルターに加熱処理を施し、Ｑ値を復元した本発明にかかる工程により製造された複数のセラミックフィルターに関するグラフである。
ここで注目すべきは、どのフィルターの応答も互いに近接しており、挿入損失のピークは−１．２ｄＢまで減少し、中心周波数偏差も０．７５ＭＨｚに減少している。
【００４５】
したがって、本発明にかかる工程により製造したフィルターの動作は顕著な顕著な進展であることがわかる。
【００４６】
本発明では、新規な工程及び装置が開示されており、その工程には重要な２つの主要な工程が含まれる。その第一の工程とは、セラミックブロックの全外表面を金属メッキで覆うことであり、第二の工程とは、メッキ済みのセラミックブロックの第二の外表面の少なくとも１以上の領域から不要な物質をアブレーションによるエッチングを行い、金属とその下にあるセラミックにアブレーションを施すことで形成される所望のフィルター回路パターンを形成することである。
【００４７】
第一の新規な工程と従来技術との相違は、従来技術では、コーティングが施されていない１以上の外表面にメッキを施すことによりパターンを形成する点で相違し、このパターンの上面はセラミックブロックの上面よりも隆起したものとなる。本願では、パターンの金属外表面とブロック上の他の除去が行われていない金属表面とを同一平面上に位置させていることから、単に金属回路パターンから付加した金属を除去するだけでチューニングを行える。さらには、アブレーションにより金属のみならず誘電体部分まで除去するので、フィルター回路パターンのを構成する導電金属の周囲に溝あるいは凹部を形成でき、これらフィルター回路パターン同士を電気的に隔離する。この凹部の深さ及び幅の大きさにより動作周波数といった動作パラメーターが定まる。
【００４８】
不要な物質及び不要な誘電体部分をアブレーションにより除去する第二工程において、金属フィルター回路パターンを形成するのみならず、周波数応答を定めることができる点が新規であり、フィルター回路のチューニングのため金属を添加することのみにレーザーを用いる従来技術と相違する。
【００４９】
上記請求項に記載の機構、物質、作動及び均等な全ての方法及び動作エレメントと他の請求項に記載のエレメントと組み合わせた機構、物質、作動をも含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】物質を加えることでチューニングを行う従来型のセラミックバンドパスフィルターの斜視図である。
【図２】金属ペーストのような導電物質で完全に覆われた本発明のセラミックブロックの斜視図である。
【図３】本発明の方法より形成されたディプレクサの平面図である。
【図４】導電パッド又は端子が形成されており、導電フィルター素子の周囲には溝が形成されていることを示す図３のデュプレクサの側面図である。
【図５】本発明の新規ステップを示す工程系統図である。
【図６】図１に示す複数の従来型フィルターの周波数応答を示すグラフである。
【図７】本発明にかかる工程においてレーザー照射後であって高温加熱処理前において形成されてなる複数のフィルターの周波数応答を示すグラフである。
【図８】焼結によりセラミックのＱ値を復元する本発明にかかる工程によって形成された複数のフィルターの周波数応答を示すグラフである。
【図１】
2006180544.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と、底面と、少なくとも第一及び第二の側面とを含む外表面を有する加熱処理された誘電体材料のブロックであって、
それぞれが前記底面の開口から前記上面の開口に延びる複数の貫通孔を規定するとともに、
誘電体材料が取り除かれ、その後加熱処理された前記誘電体材料のブロックの領域により規定される凹部領域であって、予め定められた形状、深さ及び幅のパターンを有する前記上面の凹部領域を規定する前記誘電体材料のブロックと、
前記凹部領域を除く前記ブロックの略全外表面に付着した電気導電材料層とを有し、
前記凹部領域と前記電気導電材料層との組み合わせにより前記ブロックの前記上面にメタライゼーションパターンが形成されていることを特徴とする電気通信信号フィルター。
【請求項２】
前記凹部領域が、前記上面のそれぞれの前記開口を実質的に取り囲む前記上面の凹部領域を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項３】
入力電極及び出力電極が、それぞれ前記上面から前記第一の側面に延びていることを特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項４】
９００ＭＨｚ以上の通過帯域を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項５】
前記凹部領域のパターンが前記上面の部分から前記第一の側面の部分に渡って延在していることを特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項６】
上面と、底面と、少なくとも第一及び第二の側面とを含む外表面を有する加熱処理された誘電体材料のブロックであって、
それぞれが前記底面の開口から前記上面の開口に延びる複数の貫通孔を規定する前記誘電体材料のブロックと、
前記誘電体材料のブロックの前記外表面を、前記誘電体材料のブロックにそれぞれ凹陥する複数の凹部領域と複数の隆起領域とに前記外表面を区分けする前記外表面のアブレーションパターンであって、前記ブロックの「Ｑ」値を回復させるために加熱処理された前記アブレーションパターンと、
前記複数の隆起領域の実質的に全体に付着された電気導電材料層とを有し、
前記複数の凹部領域と前記複数の隆起領域との組み合わせにより、前記ブロックの前記上面に予め定められた形状、深さ及び幅のメタライゼーションパターンが形成されていることを特徴とする電気通信信号フィルター。
【請求項７】
入力電極及び出力電極が、それぞれ前記上面から少なくとも一つの前記側面に延びていることを特徴とする請求項６に記載のフィルター。
【請求項８】
前記複数の凹部領域の少なくとも一つが前記上面の部分から前記第一の側面の部分に渡って延在していることを特徴とする請求項６に記載のフィルター。
【請求項９】
電気導電材料層により被覆された堅牢な加熱処理された誘電体材料のブロックと、
前記堅牢なブロック上の絶縁されたアンテナ電極と、
前記ブロックの長手方向に前記アンテナ電極から離間された前記ブロック上の絶縁された入力電極と、
前記アンテナ電極から前記入力電極に延びる第１貫通孔共振器群と、
前記ブロックの長手方向に前記アンテナ電極から離間された前記ブロック上の絶縁された出力電極と、
前記アンテナ電極から前記出力電極に延びる第２貫通孔共振器群と、
前記誘電体ブロック上の局所接地のための導電層と、
予め定められた形状、深さ及び幅を有し、トリミング前でチューニング前のフィルターの動作パラメータを規定する凹部を前記誘電体材料のブロックに形成するように、前記電気導電材料層及び前記誘電体材料の一部が除去され、その後加熱処理された前記ブロックの選択された部分により規定される凹陥した表面誘電体パターンを含む、前記ブロック上の電極メタライゼーションパターンとを有することを特徴とするＲＦ受信機／送信機ユニットに用いるアンテナデュプレクサ。
【請求項１０】
前記ブロックが６つの実質的に平坦な外表面を有し、前記メタライゼーションパターンが２つの側面に渡って延在していることを特徴とする請求項９に記載のアンテナデュプレクサ。 
【請求項１１】
前記表面パターンが、それぞれの前記貫通孔共振器を取り囲む凹部領域を含むことを特徴とする請求項９に記載のアンテナデュプレクサ。
【外国語明細書】
2006180544000001.pdf