(57)【要約】無線周波フィルタ本体ハウジング１０２を備える装置１００。無線周波フィルタ本体ハウジングは少なくとも１つのポリマー発泡体１１５及び充填材料１２０を含むポリマー組成物１１０を含む。充填材料はポリマー組成物全体にわたって均一に分配されランダムに配向される。無線周波フィルタ本体ハウジングはポリマー組成物をコーティングする導電性材料１２５をさらに含む。
2011523788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波フィルタ本体ハウジングを備え、前記フィルタ本体ハウジングが、
少なくとも１つのポリマー発泡体及び充填材料を含むポリマー組成物であって、前記充填材料が前記ポリマー組成物全体にわたって均一に分配されランダムに配向されるポリマー組成物、及び
前記ポリマー組成物をコーティングする導電性材料
を含む装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、前記ポリマー組成物が約３６ｐｐｍ／℃以下の等方性の熱膨張係数を有し、且つ約１．７ｇｍ／ｃｍ３未満の密度を有する装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置であって、前記ポリマー発泡体が、前記本体ハウジングの最小寸法の特徴の少なくとも約１／２の平均直径を有する孔又は独立気泡を有する装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置であって、前記充填材料が前記ポリマー発泡体中の孔又は気泡の平均直径よりも小さい平均直径を有する装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置であって、前記少なくとも１つのポリマーがエポキシ熱硬化性ポリマー又はポリウレタン熱硬化性ポリマーの１以上を含む装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置であって、前記充填材料の少なくとも一部の個々の繊維又は粒子が金属コーティングを含む装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置であって、前記無線周波フィルタ本体ハウジングが無線送信システムの構成要素である装置。
【請求項８】
装置の製造方法であって、
無線周波フィルタ本体ハウジングを形成するステップ
を備え、前記ステップが、
少なくとも１つのポリマー発泡体及び充填材料を含むポリマー組成物であって、前記充填材料が前記ポリマー全体にわたって均一に分配されランダムに配向されたポリマー組成物を供給するステップ、
前記ポリマー組成物を本体ハウジングの形に形成するステップ、及び
前記本体ハウジングを導電性材料でコーティングするステップ
を含む
製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、前記ポリマー組成物を供給するステップが、ポリマー前駆物質及び前記充填材料をキャビティ金型に入れるステップ、並びに前記ポリマー前駆物質を反応させて前記ポリマーを形成するステップを含む方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法であって、前記本体ハウジングを形成するステップが、前記ポリマー組成物のブロックを前記本体ハウジングの目標形状に機械加工するステップを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概略として、無線周波フィルタを備える装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波フィルタは、多くの場合、所望の周波数範囲（例えば、無線周波数又はマイクロ波周波数）の信号をフィルタリングするように形状及び寸法が選択された、多数の接続されたキャビティを有する。キャビティを規定する基板の本体ハウジングはアルミニウムで作られる場合が多い。他の金属と比べて、アルミニウムは低密度（約２．７ｇｍ／ｃｍ３）、低熱膨張係数（例えば、約３０×１０−６ｍ／ｍ℃、即ち約３０ｐｐｍ／℃）、且つ低コストである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４，９８０，３８９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態は無線周波フィルタ本体ハウジングを備える装置である。無線周波フィルタ本体ハウジングは少なくとも１つのポリマー発泡体及び充填材料を含むポリマー組成物を含む。充填材料はポリマー組成物全体にわたって均一に分配されランダムに配向される。無線周波フィルタ本体ハウジングはまた、ポリマー組成物をコーティングする導電性材料を含む。
【０００５】
別の実施形態は無線周波フィルタ本体ハウジングを形成するステップを含む装置の製造方法である。無線周波フィルタ本体ハウジングを形成するステップは上述のポリマー組成物を供給するステップを含む。無線周波フィルタ本体ハウジングを形成するステップはまた、ポリマー組成物を本体ハウジングの形に形成するステップ、及び本体ハウジングを導電性材料でコーティングするステップを含む。
【０００６】
本開示の実施形態は、以下の詳細な説明を添付図面と併せ読むことによって最も良く理解される。対応する若しくは類似の番号又は符号は対応する若しくは類似の構造を指す。様々な特徴は縮尺通りに描かれていないことがあり、また考察を明瞭にするためにサイズを任意に拡大又は縮小していることがある。以下、添付図面と関連させて後述の説明について参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示における一例の装置の一部分を示す分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、線Ｂ−Ｂに沿った図１Ａの装置の一部分を示す詳細断面図である。
【図２】例えば図１Ａにあるような装置を製造する、一例の方法における選択されたステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
無線周波フィルタが無線フィルタ用途などのタワートップ型電子機器に組み込まれる際、アルミニウムフィルタの重量は、かかる電子機器デバイスの簡単な設置及びサービスに悪影響をもたらし、タワーが支持しなければならない構造的負荷を増加させる。それに加えて、アルミニウムフィルタの製造にはコストと時間がかかる場合がある。
【０００９】
本開示の実施形態は、アルミニウムフィルタ本体ハウジングをポリマーで作られたフィルタ本体ハウジングに置き換えることに伴ういくつかの問題を認識し克服する。例えば、熱可塑性材から無線周波フィルタ本体を形成することで、アルミニウムで作られたフィルタ本体ハウジングに比べて、材料及び製造コストをかなり節約することができるとともに製造のしやすさをもたらすことができる。それに加えて、熱可塑性ポリマーはアルミニウムよりも低密度であり得るので、それによってフィルタ本体ハウジングの重量が大幅に低減する。
【００１０】
しかし、特定の熱可塑性ポリマーの熱膨張係数（ＣＴＥ）はアルミニウムのＣＴＥよりも大幅に高い（例えば、少なくとも約１０％高い）ことがある。フィルタ本体ハウジングの周囲の環境における大きな温度変動は、フィルタリング周波数をその目標値から変化させるのに十分なサイズで、本体ハウジング内のキャビティの形状を変える場合があるため、高いＣＴＥは望ましくない。
【００１１】
組成物のＣＴＥを低減させるため、充填材料を熱可塑性ポリマーと混合することができる。しかし、熱可塑性材料及び充填材料の一部の組成物は異方性のＣＴＥを有する場合がある。即ち、１以上の寸法での組成物のＣＴＥが別の寸法のものとは異なる。異方性のＣＴＥはまた、フィルタリング周波数の望ましくない変化を引き起こす場合がある。それに加えて、熱可塑性ポリマーよりも高密度の充填材料を添加することで、熱可塑性ポリマーと充填材料の組成物全体の密度が増加し、それによってフィルタの重量が増加する。
【００１２】
一実施形態は無線周波フィルタ本体ハウジングを備える装置である。図１Ａは、一例の装置１００及び無線周波フィルタ本体ハウジング１０２の斜視図を示す。図１Ｂは、線Ｂ−Ｂに沿った図１Ａに示されるハウジング１０２の断面詳細図である。
【００１３】
いくつかの実施形態では、装置１００は無線送信システムとして構成され、無線周波フィルタ本体ハウジング１０２はそのシステムの構成要素である。例えば、無線周波フィルタ本体ハウジング１０２は、移動基地局アンテナ支柱におけるタワー搭載型の増幅器のフィルタ（tower-mounted amplifier filter）として構成された装置１００の一部であってもよい。当業者であれば、マイクロ波又は無線周波数範囲の電気通信信号のフィルタリングを容易にするため、無線周波フィルタ本体ハウジング１０２が有することができる、様々な形状及び付加的な構成要素に精通しているであろう。
【００１４】
装置１００の特定の実施形態は、ポリマー組成物１１０を含む無線周波フィルタ本体ハウジング１０２を提供することによって、上述の課題の少なくともいくつかに対処する。ポリマー組成物１１０は少なくとも１つのポリマー発泡体１１５及び充填材料１２０を含む。充填材料１２０はポリマー組成物１１０全体にわたって均一に分配されランダムに配向される。無線周波フィルタ本体ハウジング１０２はさらに、ポリマー組成物１１０をコーティングする導電性材料１２５を含む。
【００１５】
ポリマーという用語は、本明細書で使用するとき、繰り返し単位を有し、約１０００ｇｍ／モル以上の分子量を有する分子を指す。ポリマーとしては、同じタイプのポリマー分子（例えば、同じ繰り返し分子式を有するポリマー若しくはポリマー分布）、異なるタイプのポリマーのブレンド、又は異なるポリマータイプのブロックコポリマーを挙げることができる。ポリマーは、等方性のＣＴＥを有することの助けになるという理由で、認識可能な結晶構造を有さない非晶質ポリマーが好ましい。当業者であれば、ポリマーが非晶質であるか否かを判断するのに用いられる手順に精通しているであろう。例えば、非晶質ポリマーのＸ線粉末パターンは認識可能なピークを有さないであろう。ポリマー発泡体という用語は、ポリマー全体にわたって分布する気泡又は孔に実質的に分散されたガスを含むポリマーを指す。ポリマー発泡体はシンタクチック・ポリマー発泡体を含む。
【００１６】
均一に分配されたという用語は、本明細書で使用するとき、充填材料の濃度が組成物の異なる部分同士で大幅に変動しないようにしてポリマー組成物１１０中に充填材料が分配されている状態を指す。例えば、ポリマー組成物のいくつかの実施形態では、ポリマー組成物の任意の２つの異なる１／１０又は１／４の体積における充填材料の濃度差は約±１０％以下である。
【００１７】
ランダムな配向という用語は、本明細書で使用するとき、組成物中における充填材料の形状のランダムな配向を指す。充填材料が対称的な形状（例えば、球状）の場合、充填材の１つの側面が充填材料の任意の他の側面とほぼ同一なので、充填材料は本質的にランダムな配向を有する。充填材料が非対称の形状（例えば、長軸と短軸を有する繊維）の場合、ランダムな配向とは、充填材料の任意の１つの側面がポリマー組成物の中で１つの方向に面する可能性が、任意の別の方向に面する可能性とほぼ同じであることを指す。
【００１８】
上述したように、充填材料をポリマーと混合することは組成物のＣＴＥを低下させるのに役立ち得る。例えば、ポリマー発泡体１１５を形成するのに使用される純粋なポリマーのいくつかの好ましい実施形態は、約１００ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは約６０ｐｐｍ／℃以下のＣＴＥを有する。例としては、ポリウレタン、ポリエーテルイミド、又はエポキシ樹脂が挙げられる。しかし、充填材料１２０を含むポリマー発泡体１１５の組成物１１０は、純粋なポリマーに比べて約２０〜８０％低減されたＣＴＥを有することができる。
【００１９】
ポリマー組成物１１０中で充填材料１０５を均一に分配しランダムに配向させることによって、組成物１１０に等方性のＣＴＥをもたせることが容易になる。いくつかの好ましい実施形態では、組成物１１０のＣＴＥはすべての寸法でほぼ同じである。ポリマー組成物１１０のいくつかの好ましい実施形態では、例えば、所与の温度上昇に対する膨張の程度は、鉛直方向寸法１３０、横方向寸法１３２、及び奥行き方向寸法１３５でほぼ同じ（例えば、約±１０％以下）である。いくつかの好ましい実施形態では、ポリマー組成物１１０は、約３６ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは約２０ｐｐｍ／℃以下、さらに好ましくは約１５ｐｐｍ／℃以下の等方性のＣＴＥを有する。
【００２０】
やはり上述したように、いくつかの実施形態では無線周波フィルタ本体ハウジング１０２の重量を最小限に抑えることが望ましい。本体ハウジング１０２の重量を最小限に抑えることは、低密度ポリマー組成物を使用することによって容易になる。例えば、ポリマー組成物のいくつかの好ましい実施形態は、約１．７ｇｍ／ｃｍ３以下、より好ましくは約１．２ｇｍ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは約０．７ｇｍ／ｃｍ３以下の密度を有する。
【００２１】
いくつかの好ましい実施形態では、ポリマー発泡体１１５は低密度ポリマーを含むか、又は低密度ポリマーで作られるが、このことがポリマー組成物の密度を低減するのに役立つ。例えば、ポリマー発泡体１１５を形成するのに使用される純粋なポリマーのいくつかの実施形態は、好ましくは約１．５〜１ｇｍ／ｃｍ３の密度を有する。例としては、ポリウレタン、ポリエーテルイミド、又はエポキシ樹脂が挙げられる。
【００２２】
ポリマー発泡体１１５を使用することで、有利には、ポリマー組成物の密度が非発泡ポリマーで作られたポリマー組成物よりも大幅に低い値まで（例えば、約２０〜８０％）低下する。例えば、ポリマー組成物のいくつかの実施形態は、約０．７ｇｍ／ｃｍ３以下、より好ましくは約０．５ｇｍ／ｃｍ３以下の密度を有するポリマー発泡体１１５を含む。
【００２３】
ポリマー発泡体１１５のいくつかの実施形態では、本体ハウジングの表面を均一にするのが容易になるという理由で、孔径又は気泡サイズは好ましくは本体ハウジングの最小寸法よりも大幅に小さい（例えば、少なくとも約１／２）。本体ハウジングの表面が不均一であると、本体ハウジングごとのフィルタリング周波数の望ましくない変動を引き起こす可能性がある。ポリマー発泡体のスラブ又はブロックを機械加工することによって本体ハウジングが形成され、その結果、ポリマー発泡体の孔又は気泡の一部が本体ハウジングの表面上に露出するとき、孔又は気泡のサイズを大幅に小さくすることは特に重要である。
【００２４】
孔又は気泡のサイズを大幅に小さくすることで、本体ハウジングの構造的一体性を向上させることもできる。例えば、ポリマー発泡体の気泡又は孔のサイズが本体ハウジングの最小寸法の特徴に等しいか、それよりも大きい場合、本体ハウジングの構造的一体性が著しく弱まる可能性があり、或いは本体のチャンバ間に望ましくない開口部が存在する可能性がある。本体のチャンバ間の開口部は、ひいては、製造された本体ハウジングごとにフィルタリング周波数の望ましくない変動を引き起こす可能性がある。
【００２５】
例えば、ポリマー発泡体１１５が独立気泡ポリマー発泡体であり、本体ハウジング１０２の最小寸法の特徴が壁１４５の幅１４０である、本体ハウジング１０２の一実施形態について検討する。図１Ｂは、直径１５５をそれぞれ有する独立気泡１５０を有する一例のポリマー発泡体１１５を示す。当業者であれば、気泡がどのようにしてほぼ球状から不規則な形状にまで及ぶことができるかを理解するであろう。ポリマー発泡体１１５の独立気泡１５０は、好ましくは、本体ハウジング１０２の最小寸法（例えば、幅１４０）の少なくとも約１／２、より好ましくは約１／１０の平均直径１５５を有する。例えば、壁の幅１４０が約５ｍｍに等しいとき、独立気泡の平均直径１５５は、好ましくは約２．５ｍｍ以下、より好ましくは約２５０ミクロン以下に等しい。同様の考察が、連続気泡ポリマー発泡体であるポリマー発泡体１１５の孔径（例えば、平均直径）に当てはまる。
【００２６】
本体ハウジングの表面を均一にし、本体ハウジングの構造的一体性を向上させるのと同様の理由で、個々の充填材料１２０を本体ハウジング１０２の最小寸法の特徴よりも大幅に小さくする（例えば、少なくとも約１／２）ことが望ましい場合がある。例えば、ある実施形態では、充填材料１２０がポリマー発泡体１１５の孔又は気泡の平均直径よりも小さい平均直径（例えば、少なくとも約１／２、より好ましくは少なくとも約１／１０）を有することが望ましい。
【００２７】
いくつかの好ましい実施形態では、ポリマー発泡体１１５は熱硬化性ポリマーであるか、又はそれを含む。場合によっては、ポリマー発泡体１１５は、充填材料１２０の存在下で低分子量（例えば、約１０００ｇｍ／モル以下）の前駆物質を重合することによって形成できるので、熱硬化性ポリマーを使用することは充填材料１２０を均一に分配しランダムに配向させる助けとなる。熱硬化性ポリマー１１５の前駆物質は低分子量であり、従って低粘度である。重合及び発泡に先立って熱硬化性ポリマー前駆物質を充填材料と混合することで、ポリマー組成物１０２中で充填材料１２０とポリマー発泡体１１５のポリマー分子とをより均一且つランダムに分配することが容易になる。このことは、充填材料を例えば高分子量の熱可塑性ポリマーと混合し、この混合物を金型キャビティ内に射出することを含むプロセスによって本体ハウジングを形成するよりも有利であり得る。後者のプロセスは、混合物の流動方向によって、充填材料のランダムでない整列又は分布をもたらすか、或いはポリマー分子自体のランダムでない整列をもたらす可能性がある。このことが、ひいては、本体ハウジングが異方性のＣＴＥを有する原因となり得る。
【００２８】
一部の好ましい熱硬化性ポリマー発泡体１１５は、充填材料と混合し、ポリマー発泡体の形に形成して、等方性の低いＣＴＥ及び低密度を有するポリマー複合材料とすることができるエポキシ又はポリウレタンを含む。非限定例としては、約３２ｐｐｍ／℃（−３０〜３０℃）の等方性のＣＴＥ及び約０．７ｇｍ／ｃｍ３の密度を有する、ＲｅｎＳｈａｐｅ（登録商標）５００８（Huntsman Advanced Materials America, Auburn Hills, MI）などのシンタクチック・ポリマー発泡体を含む、材料充填（material-filled）・独立気泡の発泡エポキシポリマー複合材料が挙げられる。別の例は、約１４ｐｐｍ／℃の等方性のＣＴＥ及び約１．０〜０．９ｇｍ／ｃｍ３以下の密度を有し得る、Ｂａｙｄｕｒ（登録商標）ＳＴＲ構造発泡体反応射出成形システム（Bayer Material Science LLC, Pittsburgh, PA）を使用して作成されたものなどの、材料充填・独立気泡の発泡ポリウレタンポリマー複合材料である。
【００２９】
しかし、他の好ましい実施形態では、ポリマー発泡体１１５は熱可塑性ポリマーであるか、又はそれを含む。等方性の低いＣＴＥ及び低密度を有するポリマー複合材料を供給するため、充填材料が全体的に均一に分配されランダムに配向されるようにして、材料充填熱可塑性発泡体ポリマーを供給することが望ましい。これは、重合及び発泡に先立って熱可塑性ポリマー前駆物質を充填材料と混合することによって容易にすることができる。非限定例として、参照により本明細書に全体を組み込む米国特許第４，９８０，３８９号に記載されているように、材料充填ポリエーテルイミド発泡体をポリマー複合材料の形に形成することができる。
【００３０】
当業者であれば、他のタイプの熱硬化性及び熱可塑性ポリマー発泡体１１５をどのように使用してポリマー組成物１１０を形成することができるかを理解するであろう。
【００３１】
充填材料のタイプとその添加量の選択は、いくつかの異なる因子の均衡を保つように注意深く選択される。本体ハウジング１０２の最小寸法の特徴、又はポリマー発泡体の気泡若しくは孔のサイズよりも大幅に小さいサイズを有する充填材料１２０を選択するのが望ましいことについては既に考察されている。低コストの充填材料１２０も望ましい。充填材料１２０は、好ましくは、ポリマー発泡体１１５を形成するのに使用される純粋なポリマーよりも低いＣＴＥを有するので、それを含めることによってポリマー組成物１１０のＣＴＥが低下する。それに加えて、ポリマー中における均一な分散を容易にするため、いくつかの実施形態では、充填材料１２０が充填材料とポリマー又はポリマー前駆物質との間の界面で低い表面エネルギーを有することが望ましい。充填材料１２０は、本質的にそのような低い界面の表面エネルギーを有してもよく、又はそのような低い界面の表面エネルギーをもたらすように表面処理されてもよい。当業者であれば、そのような表面処理をどのように行うかを理解するであろう。
【００３２】
充填材料１２０は、ポリマー組成物１１０に添加してもよい他の材料とは異なる。他のそのような材料は、主としてＣＴＥを低減すること以外の目的で添加される。例としては、着色剤、フロー・シックナー（flow thickener）、硬化剤、界面活性剤、又は当業者には良く知られている他の材料が挙げられる。ポリマーに対するさらに他の添加剤としては、充填材粒子の定着剤、離型剤、及び金型塗布剤を挙げることができる。
【００３３】
ポリマー組成物１１０に添加される充填材料１２０の量は複数の因子の平衡を保つことに依存し得る。そのような因子の例としては、表面エネルギーをポリマー１１５と適合させること、コスト、及び材料のＣＴＥが挙げられる。例えば、いくつかの実施形態では、ポリマー組成物１１０中における充填材料１２０の含有量は、ポリマー組成物１１０の約５〜５０重量％である。充填材料１２０は、１以上のタイプの繊維、粒子、又は繊維と粒子の混合物を含むことができる。図１Ｂは、直径１６２の粒子１６０、並びに短軸１６６及び長軸１６８を有する繊維１６４を有する一例のポリマー発泡体１１５を示す。繊維１６４がほぼ円筒形状のとき、短軸１６６は繊維１６４の直径に等しい。
【００３４】
ほぼ球状の粒子１６２は形状が対称的であるという利点を有し、そのことはポリマー組成物１１０に等方性の低いＣＴＥをもたらす助けとなり得る。いくつかの好ましい実施形態では、充填材料１２０は、約１〜５００ミクロンの平均直径１６２を有する１以上のタイプの粒子１６０を含む。いくつかの好ましい粒子のタイプとしては、アルミニウム三水和物、硝酸ホウ素、チタン酸化物、炭酸カルシウム、タルク、ガラス、砂、アルミナ、粘土、木材、又はセッコウが挙げられる。当業者であれば、充填材料１２０として使用することができる他のタイプの鉱物粒子に精通しているであろう。
【００３５】
繊維１６４は、ほぼ球状の粒子と比べて、添加される単位重量当たりのＣＴＥの低下率が粒子１６２よりも大きいという利点を有することができる。しかし、繊維１６４の長軸１６８は、例えば金型内へと射出されるとき、ポリマー発泡体１１５を形成するのに使用されるポリマーの流動方向と整列する傾向を有するので、繊維１６４はポリマー組成物１１０にＣＴＥの異方性をもたらしやすい場合がある。いくつかの好ましい実施形態では、充填材料１２０はガラス繊維１６４を含む。例えば、繊維１６４は、連続ストランド、チョップド、又はミルドガラス繊維であることができる。いくつかの好ましい実施形態では、繊維１６４は、約１０〜２００ミクロンの平均短軸１６６長さ、及び約２００〜４０００ミクロンの平均長軸１６８長さを有し、その場合、長軸と短軸の比は約５：１〜２０：１である。
【００３６】
いくつかの好ましい実施形態では、ポリマー組成物１１０をコーティングする導電性材料１２５は、銀、又は類似の高い導電性を有する他の金属を含む。場合によっては、導電性材料は金属下層１７０及び外側金属層１７２を含む。外側金属層１７２がポリマー組成物１１０に対する直接接着性に乏しいとき、金属下層１７０（例えば、銅）はポリマー組成物１１０に対する外側金属層１７２（例えば、銀）の接着を容易にすることができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、エポキシポリマー発泡体１１５を含むポリマー組成物１１０は、そのようなポリマー組成物１１０上に導電性材料１２５をめっきすることが熱可塑性ポリマーで作られた特定のポリマー組成物１１０よりも容易であり得るという理由で好ましい。さらに、エポキシ含有ポリマー組成物１１０は、熱可塑性ポリマーで作られた特定のポリマー組成物１１０よりも、本体ハウジング１０２に他の構成要素をはんだ付けするように修正しやすい。例えば、エポキシポリマーは、例えば、ポリエーテルイミド又はポリプロピレン又はポリエチレンなどの熱可塑材に比べて、金属シード層を接合することができる表面官能基をより多く有する。
【００３８】
導電性をもたらすことに加えて、金属層１７０、１７２はポリマー組成物１１０の表面を平滑にするのに役立つ。例えば、金属層１７０、１７２の一方若しくは両方は、ポリマー組成物１１０のブロック又はスラブを機械加工して本体ハウジング１０２を形成する際に露出した、発泡ポリマー１１５の連続気泡１７４を充填することができる。
【００３９】
無線周波フィルタ本体ハウジング１０２は機能的な無線周波フィルタを提供する他の構成要素を含むことができる。例えば、本体ハウジング１０２は、本体ハウジング１０２の共振性キャビティ１８２（図１Ａ）を包囲するカバープレート１８０をさらに含むことができる。
【００４０】
場合によっては、カバープレート１８０はアルミニウムなどの固体金属から成る。他の場合には、プレート１８０は、本体ハウジング１０２に使用されるような、ポリマー組成物及びポリマー組成物をコーティングする導電性材料から成る。同じポリマー組成物を使用することで、有利なことに、プレート１８０の重量を低減し、本体ハウジング１０２と同じ等方性のＣＴＥをもたらすことができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、カバープレート１８０を本体ハウジング１０２に固定するのに締結構造１８４（例えば、ねじ、釘、ボルト）が使用される。しかし、所望であれば、はんだなどの他の固定メカニズムを使用することができる。いくつかの実施形態では、調整用ロッド（tuning rods）１８６がプレート１８０又は本体ハウジング１０２に取り付けられる。調整用ロッド１８６は、キャビティ１８２に調節可能に挿入され、それによって無線周波フィルタ本体ハウジング１０２の共振周波数を調整するように構成することができる。例えば、ある実施形態では、調整用ロッドは、本体ハウジング１０２の共振を特定の目標値（例えば、７００ＭＨｚ）に調整するように、プレート１８０を介してキャビティ１８２に入り込んでねじ留めされる。当業者であれば、本体ハウジング１０２がその動作を容易にするために有することができる他の構成要素に精通しているであろう。
【００４２】
別の実施形態は装置の製造方法である。本明細書に記載される装置の実施形態はいずれも、この方法によって製造することができる。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、製造される装置は無線送信システムである。図２は、図１Ａに示されるような装置を製造する一例の方法２００における選択されたステップのフローチャートを示す。
【００４３】
方法２００は、無線周波フィルタ本体ハウジングを形成するステップ２０２を含み、それはステップ２１０でポリマー組成物を供給するステップを含む。図１Ａ及び１Ｂに関連して上述したように、ポリマー組成物は少なくとも１つのポリマー及び充填材料を含み、充填材料は少なくとも１つのポリマー全体にわたって均一に分配されランダムに配向される。方法はさらに、ステップ２２０でポリマー組成物を本体ハウジングの形に形成するステップ、及びステップ２３０で本体ハウジングを導電性材料でコーティングするステップを含む。
【００４４】
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物を供給するステップ（ステップ２１０）は、充填材料をキャビティ金型に入れるステップ２４０、ポリマー前駆物質をキャビティ金型に入れるステップ２４２、及びポリマー前駆物質（例えば、熱硬化性又は熱可塑性ポリマー前駆物質）を反応させて金型内でポリマーを形成するステップ２４４を含む。
【００４５】
いくつかの好ましい実施形態では、充填材料（例えば、粒子、繊維、又は両方）がキャビティ金型に入れられ（ステップ２４０）、次に低分子量ポリマー前駆物質（例えば、液体状の熱可塑性又は熱硬化性モノマー）がキャビティ金型に流し込まれ（ステップ２４２）、それによってポリマー前駆物質が充填材料全体に浸透する。ポリマー前駆物質が充填材料に浸透した後、ポリマー前駆物質が重合されてポリマーを形成し（ステップ２４４）、それによってポリマー組成物が形成される（ステップ２１０）。上述の一連のプロセスステップは、充填材料のより均一な分布とランダムな配向を容易にし、充填材料の濃度を増加させることができる。例えば、ポリマー前駆物質をキャビティ金型に流し込む前に充填材料をキャビティ金型に入れることによって、特定の充填材料（例えば、繊維）がポリマー前駆物質のフローの剪断方向と整列するのを低減させることができる。
【００４６】
しかし、他の実施形態では、充填材料及びポリマー前駆物質の両方を、ステップ２４０、２４２それぞれにおいて同時にキャビティ金型に入れることができる。例えば、充填材料及び粉末状のポリマー前駆物質を、金型全体にわたって均一且つランダムに分布するように、ステップ２４０、２４２でキャビティ金型に入れることができる。次に、ステップ２４４で、ポリマー前駆物質を重合してポリマーを形成することができる。一例として、米国特許第４，９８０，３８９号に記載されているようなポリエーテルイミド前駆物質の粉末、及び充填材料を、ステップ２４０、２４２でキャビティ金型に入れ、次にステップ２４４で加熱してポリマーを形成することができる。
【００４７】
或いは、反応射出成形プロセスによって、充填材料及び液体のポリマー前駆物質をステップ２４０、２４２でキャビティ金型に同時に入れることができる。次に、金型を閉止し加熱した後、ステップ２４４でポリマー前駆物質を重合することができる。例えば、いくつかの好ましい実施形態では、ポリウレタン前駆物質（例えば、ジイソシアナート及び多価アルコール）を混合すると同時にガラス繊維を含む充填材料を適切なサイズに細断するスプレーノズルを使用して、ポリウレタン前駆物質を金型内に噴霧する。そのような方策は、有利には、粘性若しくは粘弾性材料の流動を回避又は低減する。粘性又は粘弾性材料の流動は、高分子量の熱可塑性材を使用する特定の射出成形プロセスに見られるような、流動によって誘発される粒子の配向と不均一な分布を引き起こす可能性がある。
【００４８】
当業者であれば、トランスファー成形プロセスなど、使用することができる他の成形プロセスに精通しているであろう。例えば、低分子量のエポキシ前駆物質をシリカ粒子（例えば、球状シリカ）を含む充填材料と高温で混合して前駆物質を溶解し、次に加熱した金型に移し、そこで前駆物質を反応させて熱硬化性ポリマーを形成することができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、ポリマー組成物を供給するステップ（ステップ２１０）は、ポリマー前駆物質及び充填材料を保持するキャビティ金型内でポリマー発泡体を形成するステップ２５０をさらに含む。例えば、ポリマーを形成する反応ステップ２４４は、ポリマー発泡体を形成するステップ２５０をさらに含むことができる。ステップ２５０で形成される発泡体は、ポリマーを形成する反応ステップ２４４と同時であってもよい。一例として、米国特許第４，９８０，３８９号に記載されているようなポリエーテルイミド前駆物質を加熱することによって発泡体を作成することができる。或いは、ポリウレタンポリマーを形成する際の余剰のイソシアネート基をキャビティ金型内で水と反応させて二酸化炭素を形成し、それをひいては発泡剤として働かせることができる。さらに他の場合では、低沸点で不活性の液体（例えば、トリクロロフルオロメタン）などの発泡剤を発泡剤として使用することができる。別の例として、アゾジカルボンアミドなどの発泡剤を粉末としてポリマー前駆物質又はポリマー混合物に添加することができる。加熱（例えば、約２００℃）すると、発泡剤は分解してより多量のガス（例えば、窒素、及び／又はアンモニアを含む他のガス）を形成し、それがポリマー発泡体の気泡を形成する。
【００５０】
しかし、さらに他の実施形態では、ポリマーを形成する反応ステップ２４４のほぼ終わり頃に、又はその後に起こるステップ２５５で、ポリマー発泡体を形成することができる。例えば、発泡剤（例えば、窒素ガス）の存在下でポリマーをキャビティ金型内で高圧で形成し、次に金型から押し出してポリマー発泡体を形成することができる。さらにまた他の実施形態では、中空粒子（例えば、ミクロンサイズのバルーン）をポリマー前駆物質又はポリマー混合物に添加して、ポリマー発泡体を形成することができる。場合によっては、充填材料はポリマーの密度よりも大幅に低い密度（例えば、約２０〜８０％）を有する中空粒子を含む。一例として、上述のプロセスのいずれかを使用して、キャビティ金型内で均一に分配されるミクロンサイズのバルーン及び充填材料のプレポリマー反応物を含め、次にプレポリマー反応物を重合してポリマー発泡体を形成することができる。ポリマー発泡体の実施形態はまた、上述のプロセスの組み合わせによって形成されるポリマー発泡体を含むことができる。例えば、ポリマー発泡体の気泡は、中空粒子と発泡剤のガスの両方から形成される気泡を備えることができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、本体ハウジングを形成するステップ（ステップ２２０）は、ポリマー組成物のブロックを本体ハウジングの目標形状に機械加工するステップ２６０を含む。機械加工は、ポリマー組成物が本体ハウジングの目標形状とは異なる形状で形成されるときに望ましい。ポリマー組成物のブロックを目標形状に機械加工するステップは、ポリマー組成物がその形成の際に大幅に収縮する可能性があるときにも有利である。例えば、ポリエーテルイミドを含む特定のポリマー組成物は、例えば整形されたキャビティ金型内での射出又は圧縮成形によってポリマー発泡体を形成した後の冷却によって、非対称に収縮する場合がある。収縮は、整形されたポリマー組成物を望ましくなく変化させて、本体ハウジングの目標形状から遠ざける場合がある。
【００５２】
ポリマー組成物をその目標形状に機械加工するとき、キャビティ金型はブロック形状であることができ、又はポリマー組成物をブロック形状の部材として金型から押し出すことができる。いずれの例でも、機械加工を開始する前に、従って上述の懸念が改善される前にいくらかの収縮が既に生じている。いくつかの好ましい実施形態では、ポリマー組成物のブロックは、市販の計算機数値制御デバイスを使用して機械加工することができる。ポリマー組成物の機械加工は、アルミニウムの機械加工よりも大幅に簡単であることができ、高価な工作機械の必要性を排除することができる。さらに、機械加工は、少数（例えば、数百個以下）の本体ハウジングを製造するためのコスト効率の良い方策を提供することができる。それに加えて、計算機数値制御デバイスは、特定周波数のフィルタリング用途向けに異なる形状の本体ハウジングを製造するため、簡単に再プログラムすることができる。当業者であれば、ポリマー組成物を本体ハウジングの形に整形するのに使用することができる、他の形態の機械加工又はミリングに精通しているであろう。
【００５３】
他の実施形態では、本体ハウジングを形成するステップ（ステップ２２０）は、ポリマー前駆物質及び充填材粒子を整形されたキャビティ金型に、即ち本体ハウジングの目標形状と逆の形状を有する金型に入れるステップ２６５を含む。次に、ポリマー前駆物質及び他の材料をステップ２４４に従って反応させて、ポリマー組成物のポリマー発泡体を形成する。そのようなキャビティ金型を使用する利点は、ポリマー発泡体組成物にさらに機械加工又は整形を施して本体ハウジングを形成するステップを排除できることである。
【００５４】
充填材粒子がポリマー組成物中で均一に分配されるように、ポリマー前駆物質及び充填材粒子を整形されたキャビティ金型に入れるステップは、ポリマー組成物を冷却するときの等方性の収縮を促進するのにも役立つ。これは、ひいては、ポリマー組成物の形状が望ましくなく変化するのを回避して、その目標形状を形成するのに役立つ。いくつかの実施形態では、熱硬化性ポリマー発泡体を使用してポリマー組成物を作ることによって、収縮をさらに最小限に抑えることができる。熱硬化性ポリマーは、高温において個々のポリマー分子間又は個々の分子内での架橋の程度が高く、それによってより高温で三次元形状に硬化又は固定できるので、熱可塑性ポリマーよりも収縮を少なくすることができる。熱硬化性ポリマーの架橋の程度が高いことは、ひいては、ポリマー組成物を冷却させるときの収縮を最小限に抑えるのに役立つ。
【００５５】
いくつかの実施形態では、ステップ２３０で本体ハウジングを導電性材料でコーティングするステップは、本体ハウジングに金属の連続層（例えば、銅及び銀）を堆積させるステップ（ステップ２７０）を含む。例えば、無電解若しくは電解めっきプロセス又はそれら両方の組み合わせを使用して、本体ハウジングの表面全体をそのような導電性材料でコーティングすることができる。いくつかの実施形態では、金属層の堆積を容易にするために金属シード層が形成される。例えば、無電解めっきを容易にする触媒を含むシード層をポリマー発泡体の表面上に堆積させることができる。シード層は連続層でなくてもよい。シード層のいくつかの実施形態は金属塩（例えば、パラジウム塩）を含む。シード層は、孔を形成することによって機械的に、又はポリマーの表面上の化学部位を介して化学的にポリマー発泡体に接合させることができる。例えば、エポキシポリマーの表面は、シード層の化学的付着を容易にする多くの官能基を有する。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ポリマー発泡体中の充填材料を金属でプレコーティングして、電気めっきの開始を向上させることができる。例えば、ポリマー又はポリマー前駆物質と混合された充填材料の粒子若しくは繊維の少なくとも一部は化学蒸着法によって堆積される銅層を有することができる。当業者であれば、他の金属コーティングプロセスに精通しているであろう。ポリマーの表面上に露出しているそのような金属コーティングされた粒子は、シード層を付加することなく銅の無電解堆積を触媒するのに役立つことができるが、所望であれば、それでもシード層を使用することができる。十分な量のそのような導電性粒子は、電解めっきを容易にすることができる突き抜ける（through-going）導電性粒子鎖を形成することができる。例えば、最初に無電解堆積ステップを行うことなく、電極を成形ポリマー発泡体表面に取り付け、金属でめっきすることができる。
【００５７】
他の場合には、ステップ２３０でハウジングをコーティングするのに噴霧又は塗装などの従来技術を使用することもできる。
【００５８】
本体ハウジングの製造（ステップ２０２）を完結させる他のステップは、本体ハウジングのキャビティがプレート及び本体ハウジングの壁によって包囲されるようにして、ステップ２７５でプレートを本体ハウジングに取り付けるステップを含むことができる。プレートを取り付けるステップは、プレートを本体ハウジングにねじ、釘、若しくはボルトで固定するか、又はプレートを本体ハウジングにはんだ付けするステップを含むことができる。本体ハウジングの製造（ステップ２０２）は、例えばねじ留め又は別の方法で調整用ロッドを調節可能にプレート若しくは本体ハウジング内に取り付けることによって、調整用ロッドを本体ハウジング又はプレートに取り付けるステップ（ステップ２７７）を含むことができる。
【００５９】
当業者であれば、装置の特定の構成に応じて、装置を製造する他のステップに精通しているであろう。例えば、装置が無線送信システムであるとき、方法２００は、無線周波フィルタ本体ハウジングを移動基地局アンテナ支柱に取り付けるステップ（ステップ２８０）を含むことができる。
【００６０】
実施形態を詳細に記載してきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなくそれらを様々に変化させ、置き換え、変更することができることを理解するはずである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【国際調査報告】
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