(57)【要約】【課題】共振素子１の共振周波数のばらつきを抑制する。【解決手段】共振素子１は、誘電体基体２と、誘電体基体２の表面側の共振電極３と、誘電体基体２の底面側のグランド電極４とにより構成されるマイクロストリップ線路を有する。共振電極３の端部は他の部位よりも肉薄の共振電極３βと成し、他の部位は肉厚の共振電極３αと成している。肉薄の共振電極３βは誘電体基体２の表面上に例えば成膜技術を利用して形成されるものであり、寸法精度高く作製できる。これにより、共振電極３の全長Ｌをほぼ設計通りの長さとすることができて、共振電極３の全長Ｌが関与する共振電極３の共振周波数をほぼ設定の周波数にできる。また、共振電極３βは肉薄であるのでトリミングが容易である。トリミングによる共振電極３の共振周波数調整によって、共振電極３に精度高く設定の共振周波数を持たせることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロストリップ線路を利用した共振素子であって、誘電体基体の底部側にはグランド電極が形成され、誘電体基体の表面側にはマイクロストリップ線路を構成する共振電極が形成されており、この共振電極の一端部又は両端部は他の部位よりも肉薄に形成され、当該肉薄の共振電極部分はトリミングにより共振周波数を調整する部位となる共振周波数調整用の共振電極として機能し、それ以外の共振電極部分は肉厚の共振電極として機能することを特徴とする共振素子。
【請求項２】
肉厚の共振電極はその表面を露出させて誘電体基体の表面側部分に埋設されており、共振周波数調整用の肉薄の共振電極は誘電体基体の表面上に、その一部分を肉厚の共振電極の端部表面上に重ねて形成されていることを特徴とする請求項１記載の共振素子。
【請求項３】
肉厚の共振電極はその表面を露出させて誘電体基体の表面側部分に埋設されており、この肉厚の共振電極の表面上には当該共振電極よりも肉薄の配線パターンが形成され、この配線パターンの一端部又は両端部は肉厚の共振電極の端部よりも外側に食み出して誘電体基体の表面上に形成されており、この誘電体基体表面上に食み出し形成された配線パターン端部部分が共振周波数調整用の肉薄の共振電極と成していることを特徴とする請求項１記載の共振素子。
【請求項４】
共振周波数調整用の肉薄の共振電極は誘電体基体の内部に形成され、誘電体基体には表面側から肉薄の共振電極に達する穴部が形成されており、この穴部は共振周波数調整用の肉薄の共振電極のトリミングを行う際に利用される穴部であることを特徴とする請求項１記載の共振素子。
【請求項５】
共振周波数調整用の肉薄の共振電極は、肉厚の共振電極の幅と異なる幅を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の共振素子。
【請求項６】
共振周波数調整用の肉薄の共振電極又は肉厚の共振電極には肉薄の微細トリミング用電極が突出形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の共振素子。
【請求項７】
微細トリミング用電極として、粗調整用の電極と、微調整用の電極とが設けられていることを特徴とする請求項６記載の共振素子。
【請求項８】
マイクロストリップ線路を利用した共振素子であって、誘電体基体の底部側にはグランド電極が形成され、誘電体基体の表面側部分にはマイクロストリップ線路を構成する共振電極が埋設されており、この共振電極の一端部又は両端部には当該共振電極よりも肉薄の共振電極が接続され、当該肉薄の共振電極は誘電体基体の内部に設けられて前記マイクロストリップ線路を構成する肉厚の共振電極の端部とグランド電極間の容量を増加させる構成を有することを特徴とする共振素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の共振素子が設けられていることを特徴とするフィルタ。
【請求項１０】
請求項９記載のフィルタが設けられていることを特徴とする高周波回路モジュール。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の共振素子と、請求項９記載のフィルタと、請求項１０記載の高周波回路モジュールとのうちの少なくとも１つが設けられていることを特徴とする通信機。
【請求項１２】
誘電体基体と、この誘電体基体の表面側部分に表面を露出させて埋設される共振電極と、誘電体基体の表面上に形成され前記共振電極の端部に接続する前記共振電極よりも肉薄の共振周波数調整用の共振電極とを有する共振素子の製造方法であって、誘電体基体は複数の誘電体シートが積層形成されて成る多層構造と成しており、まず、共振周波数調整用の肉薄の共振電極よりも肉厚の共振電極が埋設される誘電体シートには肉厚の共振電極の形成位置に穴部を形成し、次に、その肉厚共振電極形成用の穴部に導電材料を充填し、その後に、導電材料を充填した最表層となる誘電体シートの表面上に、成膜技術を利用して、共振周波数調整用の肉薄の共振電極をその一部を充填導電材料の端部に接続させて形成し、然る後に、その導電材料が充填された誘電体シートを含む複数の誘電体シートを積層して多層構造の誘電体基体を作製して共振素子を製造することを特徴とする共振素子の製造方法。
【請求項１３】
肉厚の共振電極は誘電体基体の最表層の誘電体シートよりも厚い厚みを有する構成と成しており、肉厚の共振電極が埋設される複数の誘電体シートには、それぞれ、肉厚の共振電極の形成位置に穴部を形成し、それら導電材料が充填形成された複数の誘電体シートを含む複数の誘電体シートを、導電材料が充填形成された表面側の複数の誘電体シートの導電材料充填位置を合わせて積層して多層構造の誘電体基体を作製することを特徴とする請求項１２記載の共振素子の製造方法。
【請求項１４】
レーザビームと金型パンチングとのうちの一方を利用して、誘電体シートに肉厚共振電極形成用の穴部を形成することを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載の共振素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロストリップ線路を利用した共振素子およびそれを利用したフィルタおよびフィルタを用いた高周波回路モジュールと通信機および共振素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
図１１にはマイクロストリップ線路の一例が模式的に示されている。マイクロストリップ線路３０は、誘電体基体３１と、誘電体基体３１の底部側に形成されるグランド電極３２と、誘電体基体３１の表面側に形成される線路電極３３とを有して構成されている。このようなマイクロストリップ線路３０を利用した共振素子は、マイクロストリップ線路３０の線路電極３３を共振電極として機能させるものであり、例えば設定の共振周波数ｆＯの約１／２波長の長さを持つマイクロストリップ線路３０（線路電極３３）を有して構成されている。この共振素子では、マイクロストリップ線路３０の線路電極（共振電極）３３に高周波電流を通電させると、線路電極（共振電極）３３が共振周波数ｆＯでもって共振する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マイクロストリップ線路３０において、電流の多くは縁端効果により線路電極３３の側縁部３３ａ，３３ｂに集中して流れる。マイクロストリップ線路３０の導体損失は殆どがその縁端効果による電流集中に起因したものであり、導体損失は、線路電極３３の幅が狭くなるほど顕著になる。このため、線路電極３３の幅を狭くして電子回路の小型化に対応しようとすると、導体損失が増大してしまうという問題が生じる。
【０００４】
そこで、線路電極３３の厚みを厚くすることで、線路電極３３の側縁部３３ａ，３３ｂにおける電流密度を小さくし、導通損失を抑制することが考えられる。図１０には肉厚の線路電極３３を有したトリプレート型ストリップ線路４０の一例が示されている（特開平１１−１９１７０８号公報参照）。このトリプレート型ストリップ線路４０では、誘電体基体３１は、複数の誘電体層３４ａ，３４ｂ，３４ｃが積層形成された多層構造と成している。その複数の誘電体層３４ａ，３４ｂ，３４ｃのうちの一つに溝３５が形成され、この溝３５に導電材料が充填形成されて線路電極３３が形成されている。
【０００５】
例えばスクリーン印刷を利用して線路電極３３を形成した場合には、線路電極３３の厚みは数μｍ程度であるのに対して、図１０に示すように誘電体層３４の溝３５に導電材料を充填して線路電極３３を形成する場合には、その線路電極３３の厚みを例えば約４０μｍ以上に厚くすることが容易にできる。
【０００６】
しかしながら、そのような肉厚の線路電極３３を持つトリプレート型ストリップ線路４０を利用して共振素子を構成すると、溝３５の加工精度の問題等に起因して、共振素子の共振周波数（つまり、線路電極３３の共振周波数）が設定の共振周波数ｆＯとなるように共振素子を作製することが難しい。また、共振電極３３の共振周波数のばらつきが大きい。
【０００７】
そこで、線路電極３３の一部分をトリミングして線路電極３３の共振周波数調整を行うことが考えられる。しかし、この場合には、線路電極３３の一部分を表面側から底面側にかけて、例えばレーザビームにより削り取らねばならないが、線路電極３３は肉厚であるので、その線路電極３３のトリミング作業には非常に多くの時間がかかってしまって現実的ではない。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、導通損失を小さく抑制することができ、しかも、共振周波数のばらつきが小さく、設定の共振周波数を持たせることが容易な共振素子およびそれを用いたフィルタおよびフィルタを用いた高周波回路モジュールおよび通信機および共振素子の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明の一つの構成は、マイクロストリップ線路を利用した共振素子であって、誘電体基体の底部側にはグランド電極が形成され、誘電体基体の表面側にはマイクロストリップ線路を構成する共振電極が形成されており、この共振電極の一端部又は両端部は他の部位よりも肉薄に形成され、当該肉薄の共振電極部分はトリミングにより共振周波数を調整する部位となる共振周波数調整用の共振電極として機能し、それ以外の共振電極部分は肉厚の共振電極として機能することを特徴としている。
【００１０】
また、この発明の別の一つの構成は、マイクロストリップ線路を利用した共振素子であって、誘電体基体の底部側にはグランド電極が形成され、誘電体基体の表面側部分にはマイクロストリップ線路を構成する共振電極が埋設されており、この共振電極の一端部又は両端部には当該共振電極よりも肉薄の共振電極が接続され、当該肉薄の共振電極は誘電体基体の内部に設けられて前記マイクロストリップ線路を構成する肉厚の共振電極の端部とグランド電極間の容量を増加させる構成を有することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１（ａ）には第１実施形態例の共振素子が模式的な斜視図により示され、図１（ｂ）には図１（ａ）のＡ−Ａ’部分の模式的な断面図が示されている。この第１実施形態例の共振素子１はマイクロストリップ線路を利用して構成されるものであり、誘電体基体２と、この誘電体基体２の表面側部分に形成されている共振電極３と、誘電体基体２の底部側に形成されているグランド電極４とを有して構成されている。
【００１３】
この第１実施形態例では、誘電体基体２は、複数の誘電体シート５（この第１実施形態例では、６枚の誘電体シート５ａ〜５ｆ）が積層形成されて成る多層構造となっている。図２には、この第１実施形態例の共振素子１が各誘電体シート５毎に分解された状態で示されている。
【００１４】
共振電極３は、誘電体基体２の内部に表面を露出させて埋設されている共振電極部分３αと、誘電体基体２の表面上に形成され共振電極部分３αの端部に接続されている共振電極部分３βとを有して構成されている。共振電極部分３αは、誘電体基体２の表面側の複数の誘電体シート５（この第１実施形態例では３枚の誘電体シート５ａ〜５ｃ）にそれぞれ形成された貫通穴部６（６ａ，６ｂ，６ｃ）に充填された導電材料により構成されている。この共振電極部分３αはその厚みＤが例えば２５μｍ以上の肉厚の共振電極と成している。
【００１５】
共振電極部分３βは、誘電体基体２の表面上に例えばスクリーン印刷やメッキやスパッタリング等の成膜技術により構成される電極であり、肉厚の共振電極３αよりも格段に肉薄な例えば約１０μｍ以下の厚みｄを持つ共振電極となっている。
【００１６】
共振電極３はその大部分が肉厚の共振電極３αにより構成され、両端部だけが肉薄の共振電極３βと成している。この共振電極３の全長Ｌは当該共振電極３の共振周波数ｆＰに大きく関与するものであり、その長さＬは設定の共振周波数ｆＯに応じて設定されている。このような共振電極３に高周波電流供給部（図示せず）から高周波電流が供給されると、共振電極３は共振周波数ｆＰでもって共振する。
【００１７】
この第１実施形態例の共振素子１は上記のように構成されている。以下に、この共振素子１の製造工程の一例を簡単に説明する。
【００１８】
まず、図３（ａ）に示されるような誘電体シート５（グリーンシート）を作製する。この誘電体シート５は次に示すようにして形成される。例えば、セラミックス又はガラスセラミックスの粉末にバインダ、可塑剤および溶剤を加えて混練し、スラリーを得る。そして、そのスラリーを、例えばドクターブレード手法を利用して設定の厚み（例えば６０μｍ）のシート状にすることで誘電体シート５が作製される。なお、バインダとして用いる無機材料としては、例えば、ＢａＯ−ＴｉＯ２−希土類酸化物系の材料およびホウ珪酸ガラス（例えばＭｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｂ−Ｏ）を主成分として含む低損失低温焼結材料を用いる。
【００１９】
誘電体シート５を作製した後には、図３（ｂ）に示されるように、肉厚の共振電極３αが埋設される層となる誘電体シート５において、肉厚の共振電極３αの形成部分に貫通穴部６を形成する。貫通穴部６の形成手法としては、例えば、レーザビームを利用する手法や、金型パンチングを利用する手法や、機械的切削などの様々な手法があり、ここでは、適宜な手法でもって貫通穴部６が形成される。
【００２０】
その後、図３（ｃ）に示されるように、誘電体シート５の貫通穴部６に導電材料７（例えば、銀系や、金系や、銅系などの低抵抗金属のペースト）を充填する。また、誘電体基体２の最表層となる誘電体シート５（５ａ）の表面上には、肉薄の共振電極３βを例えばスクリーン印刷等の成膜技術を利用して作製する。このとき、肉薄の共振電極３βの一端部は、貫通穴部６に充填された導電材料７の端部表面上に重ねて形成される。また、最下層となる誘電体シート５（５ｆ）の底面にはグランド電極４を形成する。さらに、必要に応じて、配線パターンなどを誘電体シート５に形成する。
【００２１】
その後、そのような誘電体シート５を例えば６０℃の雰囲気中に約１５分間程度放置して乾燥させる。然る後に、図３（ｄ）に示されるように、導電材料７が充填形成された誘電体シート５（５ａ，５ｂ，５ｃ）を含む複数の誘電体シート５（５ａ〜５ｆ）を積層する。この工程では、誘電体シート５を順次位置合わせしながら圧着して積層する。また、導電材料７が充填形成された誘電体シート５ａ，５ｂ，５ｃは、導電材料充填位置を合わせて積層される。
【００２２】
誘電体シート５の積層体を形成した後には、その誘電体シート５の積層体を例えば９００℃、１時間の条件下で焼成する。これにより、図３（ｅ）に示されるような共振素子１が製造される。
【００２３】
この第１実施形態例では、共振電極３はその殆どが肉厚の共振電極３αにより構成され、その肉厚の共振電極３αは、成膜技術ではなく、機械加工を利用して形成した誘電体シート５の貫通穴部６に導電材料を充填するという製造工程でもって作製されるものである。このため、肉厚の共振電極３αを例えば数百μｍ程度にまで厚く形成することができる。このような肉厚の共振電極３αによって共振電極３の導通損失を大幅に低減できて、共振素子１のＱ値を向上させることができる。
【００２４】
例えば、本発明者は、誘電体基体の表面上に成膜技術を利用して膜厚５μｍの共振電極を形成して、図１１に示すようなマイクロストリップ線路３０を利用した５ＧＨｚ帯の共振素子を作製した。そして、この共振素子のＱ値を測定したところ、そのＱ値は１００であった。なお、誘電体基体３１の比誘電率εｒは３０であり、当該基体３１の周波数５ＧＨｚにおけるＱ値は２０００であり、誘電体基体３１の厚みは３００μｍであり、共振電極３３の幅は２００μｍとした。
【００２５】
また、この第１実施形態例の構成を備えた共振素子１に関して、上記同様に、共振素子１のＱ値を測定した。この測定では、肉厚の共振電極３αの厚みＤが１１０μｍ、１６０μｍ、２８０μｍである３種類の共振素子１についてそれぞれＱ値の測定を行った。なお、誘電体基体２の比誘電率εｒは上記同様に３０であり、また、誘電体基体２の周波数５ＧＨｚにおけるＱ値も上記同様に２０００であり、共振電極３の幅は２００μｍとした。また、肉厚の共振電極３αの底部とグランド電極４との間の間隔は３００μｍとした。
【００２６】
共振素子１のＱ値の測定の結果、肉厚の共振電極３αの厚みＤが１１０μｍである場合には、共振素子１のＱ値は１５０となり、肉厚の共振電極３αの厚みＤが１６０μｍである場合には、共振素子１のＱ値は１８０となり、肉厚の共振電極３αの厚みＤが２８０μｍである場合には、共振素子１のＱ値は２２０となった。
【００２７】
このように、共振電極３の殆どを肉厚の共振電極３αにより構成することによって、共振電極の全てが肉薄である場合に比べて、共振素子１のＱ値を大幅に向上させることができる。
【００２８】
この第１実施形態例では、共振電極３の両端部を肉薄の共振電極３βにより構成している。この肉薄の共振電極３βは成膜技術を利用して作製することで、精度高く設定通りの位置に、かつ、設定通りの長さに形成することができる。これにより、肉厚の共振電極３αの加工精度の悪さに関係なく、共振電極３の全長Ｌをほぼ設計通りの長さとすることができる。共振電極３の全長Ｌは共振電極３の共振周波数ｆＰに大きく関与するので、そのように共振電極３の全長Ｌを設計通りの長さとすることができることにより、共振電極３に設定の共振周波数ｆＯを持たせることが容易となる。また、共振電極３の共振周波数ｆＰのばらつきを非常に小さく抑えることができる。
【００２９】
なお、共振電極３の端部は電流が殆ど流れない部分であることから、共振電極３の両端部を肉薄に形成しても、その肉薄による導体損失の増加は殆ど無い。このため、この第１実施形態例の如く共振電極３の端部を肉薄とした場合においても、共振電極３が全長に渡って肉厚の共振電極３αにより構成されている場合と同程度の小さい導通損失に抑えることができる。
【００３０】
ところで、上記のように、この第１実施形態例において特有な構成（つまり、共振電極３の両端部を肉薄の共振電極３βにより形成する構成）を有することによって、共振電極３にほぼ設定の共振周波数ｆＯを持たせることが可能となるが、例えば誘電体シート５の誘電率のばらつきや、誘電体シート５の積層の位置ずれ等の様々な原因によって、共振電極３の共振周波数ｆＰが僅かに設定の共振周波数ｆＯからずれてしまうことが考えられる。このような場合には、この第１実施形態例では、肉薄の共振電極３βの一部分を例えばレーザビームなどによってトリミングして、共振電極３の共振周波数ｆＰを設定の共振周波数ｆＯに合わせる共振周波数調整を行う。つまり、この第１実施形態例では、肉薄の共振電極３βは共振周波数調整用の共振電極と成している。この共振周波数調整用の共振電極３βは、肉厚の共振電極３αよりも格段に薄いので、トリミング作業が容易であり、短時間で共振周波数調整作業を行うことができる。
【００３１】
なお、共振電極３の設定の共振周波数ｆＯに対する許容ずれ量の範囲が定められている場合には、共振電極３の共振周波数ｆＰが設定の共振周波数ｆＯからずれていても、そのずれ量が許容範囲内であるときには、共振電極３の共振周波数調整を行わなくともよい。また、もちろん、共振電極３の共振周波数ｆＰが設定の共振周波数ｆＯである場合にも、共振電極３の共振周波数調整は行わない。
【００３２】
また、共振電極３βのトリミングによって共振電極３の共振周波数ｆＰは高くなる方向に可変する。このことから、共振電極３の共振周波数ｆＰが設定の共振周波数ｆＯよりも僅かに低くなるように予め共振電極３を作製し、その後に、共振電極３βのトリミングによって共振電極３の共振周波数ｆＰを高めて設定の共振周波数ｆＯに合わせる共振周波数調整を行うようにすれば、全ての共振電極３に設定の共振周波数ｆＯを持たせることが可能である。
【００３３】
以下に、第２実施形態例を説明する。なお、この第２実施形態例の説明では、第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００３４】
この第２実施形態例では、図４（ａ）や（ｂ）の平面図に示されるように、共振電極３の端部を構成する肉薄の共振電極３βには、当該共振電極３βよりも小さい微細トリミング用電極８が突き出し形成されている。この第２実施形態例では、微細トリミング用電極８は肉薄の共振電極３βと同様に作製されるものであり、その厚みは肉薄の共振電極３βと等厚となっている。共振電極３の共振周波数調整を行う場合には、その微細トリミング用電極８をトリミングして共振周波数調整を行う。
【００３５】
微細トリミング用電極８の形成位置は特に限定されるものではないが、微細トリミング用電極８の太さと形成位置によってトリミングによる共振電極３の共振周波数の可変量を変えることができる。すなわち、微細トリミング用電極８の形成位置が共振電極３の端部に向かうに従って、例えばレーザビーム１回の走査による微細トリミング用電極８のトリミングによって可変する共振周波数可変量は大きくなる。換言すれば、微細トリミング用電極８の形成位置が共振電極３の中央部に向かうに従って、微細トリミング用電極８のトリミングによる共振周波数可変量は小さくなる。
【００３６】
このため、図４（ｂ）に示されるように、共振電極３βの端部に微細トリミング用電極８ａを形成すると共に、共振電極３βの側部に微細トリミング用電極８ｂを形成した場合には、共振電極３βの側部に形成された微細トリミング用電極８ｂをトリミングするよりも、共振電極３βの端部に形成された微細トリミング用電極８ａを同様にトリミングする場合の方が、共振電極３の共振周波数ｆＰを大きく可変することができる。すなわち、端部の微細トリミング用電極８ａは粗調整用の電極と成し、側部の微細トリミング用電極８ｂは微調整用の電極と成す。このように、微細トリミング用電極８として、粗調整用の電極と、微調整用の電極とを形成しておくことにより、より良い精度の共振周波数調整を行うことができる。
【００３７】
また、微細トリミング用電極８の太さが太い程、共振電極３の共振周波数可変量を大きくすることができる。このため、例えば、共振電極３βの端部に微細トリミング用電極８ａと共に、図４（ｂ）の点線に示すように、その微細トリミング用電極８ａよりも細い微細トリミング用電極８ｃを形成した場合には、太い方の微細トリミング用電極８ａは粗調整用の電極として機能し、細い方の微細トリミング用電極８ｃは微調整用の電極として機能させることができる。
【００３８】
上記のように、微細トリミング用電極８の形成位置や太さを考慮して、１個又は複数の微細トリミング用電極８を設けることによって、共振電極３の共振周波数調整をより精度良く行うことが可能となる。
【００３９】
なお、図４（ａ）や（ｂ）では、共振電極３の両端部のうちの一方の共振電極３βに微細トリミング用電極８が形成されている例が示されているが、共振電極３の両端部を構成する各々の共振電極３βにそれぞれ微細トリミング用電極８を形成してもよいものである。また、肉薄の共振電極３βから微細トリミング用電極８を突き出し形成するのではなく、図４（ｂ）の鎖線に示されるように、一部分を肉厚の共振電極３αの表面上に重ねた微細トリミング用電極８ｄを誘電体基体２の表面上に形成してもよい。
【００４０】
以下に、第３実施形態例を説明する。
【００４１】
この第３実施形態例では、図５（ａ）と（ｂ）の平面図に示されるように、共振電極３の端部を形成する肉薄の共振電極３βは、他の部位の肉厚の共振電極３αの幅と異なる幅を有している。すなわち、この第３実施形態例の共振素子１は、ステップインピーダンス共振器となっている。それ以外の構成は第１や第２の実施形態例と同様であり、この第３実施形態例の説明では、第１と第２の各実施形態例の構成と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４２】
この第３実施形態例では、図５（ａ）に示すように端部の肉薄の共振電極３βを肉厚の共振電極３αよりも太く形成することによって、肉厚の共振電極３αと肉薄の共振電極３βが等幅である場合よりも、共振電極３の全長Ｌが同じであるならば共振電極３の共振周波数を低下させることができる。このことから、共振電極３に設定の共振周波数ｆＯを持たせようとした場合に、端部の肉薄の共振電極３βを肉厚の共振電極３αよりも太く形成することにより、肉厚の共振電極３αと肉薄の共振電極３βを等幅とする場合よりも、共振電極３の全長Ｌは短くて済む。よって、共振素子１の小型化を図ることができる。
【００４３】
また、図５（ｂ）に示すように端部の肉薄の共振電極３βを肉厚の共振電極３αよりも細く形成した場合には、肉薄の共振電極３βが肉厚の共振電極３αと等幅である場合よりも、共振電極３の全長Ｌが同じであるならば、共振電極３の共振周波数が上昇する。このことから、共振電極３に設定の共振周波数ｆＯを持たせようとする場合に、共振電極３の全長Ｌを長くする必要がある。このため、長さに対する共振周波数の感度が低くなるので、肉厚の共振電極３αの製造精度による共振電極３の共振周波数ｆＰへの悪影響の度合いが相対的に下がる結果、共振電極３αの製造精度に起因した共振周波数ばらつきを抑制することができる。
【００４４】
なお、図５（ａ）と（ｂ）に示す構成に加えて、第２実施形態例に示したような微細トリミング用電極８を共振電極３に形成してもよい。
【００４５】
以下に、第４実施形態例を説明する。なお、この第４実施形態例の説明において、第１〜第３の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００４６】
この第４実施形態例では、図６の断面図に示されるように、誘電体基体２に埋設されている肉厚の共振電極３αの表面上には当該共振電極３αよりも肉薄の配線パターン１０が例えば成膜技術を利用して形成されている。この配線パターン１０の両端部はそれぞれ肉厚の共振電極３αの端部よりも外側に食み出して誘電体基体２の表面上に形成されている。この第４実施形態例では、その食み出した配線パターン１０の端部部分が肉薄の共振電極３βを構成し、配線パターン１０の他の部分は肉厚の共振電極３αの一部となっている。
【００４７】
この第４実施形態例では、配線パターン１０の幅は、全長に亙り肉厚の共振電極３αと等幅であってもよいし、肉厚の共振電極３αの表面上に積層する部分は肉厚の共振電極３αと等幅とし、肉厚の共振電極３αよりも端部部分は肉厚の共振電極３αよりも太く、あるいは、細くしてもよく、当該配線パターン１０の幅や形状は、共振素子１の仕様等の様々な条件を考慮して、適宜に設定される。配線パターン１０の端部が肉厚の共振電極３αと異なる幅を有している場合には、第２実施形態例と同様に、肉薄の共振電極３βが肉厚の共振電極３αと異なる幅を有することになるので、共振素子１は、ステップインピーダンス共振器の構成を備えることとなる。
【００４８】
なお、配線パターン１０には、第３実施形態例に示したような微細トリミング用電極８を形成してもよい。
【００４９】
この第４実施形態例の共振素子１は、第１〜第３の各実施形態例と同様の構成を備えているので、第１〜第３の各実施形態例と同様に、Ｑ値が高く、かつ、共振電極３に設定の共振周波数ｆＯを持たせることが容易となって、性能の信頼性が高い共振素子１を提供することができる。また、肉厚の共振電極３αの表面上に配線パターン１０が積層されて当該配線パターン１０が肉厚の共振電極３αの一部となるので、共振電極３αの更なる肉厚化を図ることができて、導通損失の低減を図ることができる。
【００５０】
以下に、第５実施形態例を説明する。なお、この第５実施形態例の説明では、第１〜第４の各実施形態例と同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。
【００５１】
この第５実施形態例では、図７の断面図に示されるように、肉薄の共振電極３βが誘電体基体２の内部に形成されている。このように、誘電体基体２の内部に肉薄の共振電極３βを形成する場合にも、前記各実施形態例と同様に、肉薄の共振電極３βは、誘電体基体２を構成する誘電体シート５の表面上に成膜技術を利用して形成される。
【００５２】
誘電体基体２の内部に形成される肉薄の共振電極３βは、肉厚の共振電極３αの幅と等幅であってもよいし、第３実施形態例に示したように肉厚の共振電極３αの幅と異なる幅を有していてもよい。
【００５３】
この第５実施形態例では、肉薄の共振電極３βは誘電体基体２の内部に形成されているため、肉薄の共振電極３βはグランド電極４に近くなり、当該共振電極３βとグランド電極４間の容量が増加する。これにより、その共振電極３βとグランド電極４間の容量が共振電極３の共振周波数ｆＰに関与する度合いが大きくなる。このことから、共振電極３αの製造精度による共振電極３の共振周波数ｆＰへの悪影響の度合いが相対的に下がる。よって、肉厚の共振電極３αの製造精度に起因した共振周波数のばらつきを抑制することができる。
【００５４】
また、そのように共振電極３βとグランド電極４間の容量が増加することにより、共振電極３の共振周波数が低下することから、設定の共振周波数ｆＯを得るために必要な共振電極３の全長Ｌが短くて済むこととなり、共振素子３の小型化を図ることができる。
【００５５】
さらに、この第５実施形態例の如く肉薄の共振電極３βを誘電体基体２の内部に形成する構成とした場合にも、次に示すようにして共振電極３の共振周波数調整を行うことができる。つまり、図７の点線に示されるように、誘電体基体２の表面から肉薄の共振電極３βに至る穴部１２を設ける。そして、この穴部１２を利用して、肉薄の共振電極３βをトリミングすることで、共振電極３の共振周波数ｆＰを調整することができる。これにより、ほぼ設定の共振周波数ｆＯを持つ共振素子１を容易に提供することが可能となる。なお、そのように、肉薄の共振電極３βのトリミングを可能にする構成を備える場合には、例えば、第２実施形態例に示したように、肉薄の共振電極３βに微細トリミング用電極８を形成してもよい。
【００５６】
以下に、第６実施形態例を説明する。この第６実施形態例はフィルタに関するものである。
【００５７】
図８には第６実施形態例のフィルタが模式的な斜視図により示されている。このフィルタ１５は、複数の共振素子１（１ａ，１ｂ，１ｃ）が共通の誘電体基体２に互いに間隔を介して並設されている。これら共振素子１ａ，１ｂ，１ｃのうち、配列端の共振素子１ａ，１ｃには、それぞれ、外部に接続するための接続用電極１６ａ，１６ｂが接続されている。また、各共振素子１ａ，１ｂ，１ｃの共振電極３はほぼ等しい共振周波数ｆＯでもって共振する構成と成している。
【００５８】
この第６実施形態例では、共振素子１ａ，１ｂ，１ｃは何れも、第１〜第５の各実施形態例に示した共振素子１のうちの何れか１つの構成を有するものである。この第６実施形態例では、第１〜第５の各実施形態例の共振素子１と同一構成部分には同一符号を付し、その共振素子１の構成の説明は前述したので省略する。
【００５９】
この第６実施形態例のフィルタ１５では、接続用電極１６ａ，１６ｂ間に高周波電流を通電すると、各共振素子１ａ，１ｂ，１ｃの共振電極３がそれぞれ共振周波数ｆＯでもって共振する。これにより、フィルタ１５は、周波数ｆＯを中心とした周波数帯域の高周波信号が通過する帯域通過フィルタとして機能する。
【００６０】
この第６実施形態例のフィルタ１５では、共振素子１が、第１〜第５の各実施形態例のうちの何れか１つの構成を備えているので、フィルタ１５の性能を向上させることができるし、また、フィルタ１５での導通損失を低減することができる。
【００６１】
以下に、第７実施形態例を説明する。この第７実施形態例は、図９（ａ）に示される携帯型電話機１７等の通信機および高周波回路モジュールに関するものである。
【００６２】
通信機には、例えば、アンテナにより受信された高周波の無線信号をベースバンド信号（ＩＦ信号）に変換する受信回路や、信号処理回路から出力されたベースバンド信号（ＩＦ信号）を高周波の送信信号に変換する送信回路等の高周波回路が設けられる。図９（ｂ）には送信回路の一構成例がアンテナ２６と信号処理回路２７と共に示されている。この送信回路２０は、フィルタ２１と、パワーアンプ２２と、フィルタ２３と、ミキサ２４と、局部発振器（ＶＣＯ）２５とを有して構成されている。
【００６３】
この送信回路２０では、信号処理回路２７からミキサ２４にＩＦ信号が加えられると、ミキサ２４が、ＶＣＯ２５から出力されたキャリア信号を利用して、そのＩＦ信号をＲＦ信号に変換する。そして、そのＲＦ信号はフィルタ２３とパワーアンプ２２とフィルタ２１を順に通り、ＲＦ信号の中から不必要な周波数帯の信号が除去され、また、信号が増幅されて、アンテナ２６に至り、アンテナ２６により外部に無線送信される。
【００６４】
高周波回路モジュールは、例えば、そのような送信回路２０等の高周波回路の各構成部（２１〜２５）が例えば共通の回路基板に形成されて構成される。この第７実施形態例では、高周波回路モジュールの高周波回路を構成するフィルタ（２１，２３）として、第６実施形態例に示したフィルタ１５が設けられている。また、この第７実施形態例の通信機は、その第６実施形態例に示したフィルタ１５を持つ高周波回路モジュールが設けられている。
【００６５】
この第７実施形態例の高周波回路モジュールでは、第６実施形態例に示したフィルタ１５が用いられているので、高周波回路モジュールの導通損失を抑制することができて、回路効率を向上させることができる。また、この第７実施形態例の通信機は、そのような高周波回路モジュールが設けられているので、消費電力を低減することができる。例えば、携帯型電話機１７のように電池駆動タイプである場合には、電池の寿命を長くすることができて、使い勝手を良くすることができる。
【００６６】
なお、この発明は第１〜第７の各実施形態例に限定されるものではなく、様々な実施の形態をも採り得る。例えば、第１〜第７の各実施形態例では、共振電極３の両端部が肉薄の共振電極３βにより構成されていたが、共振電極３のうちの一端部だけを肉薄の共振電極３βにより構成してもよい。この場合にも、第１〜第７の各実施形態例と同様に、肉薄の共振電極３βを成膜技術により構成することによって、共振電極３の全長Ｌをほぼ設計通りの長さにすることができて、共振電極３に設定の共振周波数ｆＯを持たせることが容易となる。その上、その肉薄の共振電極３βのトリミングによる共振周波数調整によって、共振電極３の共振周波数ｆＰを精度良く設定の共振周波数ｆＯとすることができる。これにより、共振素子１の共振周波数のばらつきを非常に小さく抑制することができる。
【００６７】
また、第１実施形態例では、誘電体シート５を構成する材料の一例を挙げたが、誘電体シート５の構成材料は、誘電体基体２の設定の誘電率などを考慮して適宜に設定されるものであり、第１実施形態例に述べた材料に限定されるものではない。
【００６８】
さらに、例えば、第１〜第７の各実施形態例では、グランド電極４は、誘電体基体２の底面に形成されていたが、例えば、誘電体基体２の底部側内部に埋設されていてもよい。さらに、第１〜第７の各実施形態例では、誘電体基体２は、６枚の誘電体シート５の積層体により構成されていたが、誘電体基体２を構成する誘電体シート５の積層数は、誘電体基体２の設定の厚みや、誘電体シート５の厚み等を考慮して、適宜設定されるものであり、上記実施形態例に限定されるものではない。
【００６９】
さらに、第７実施形態例では、通信機の一つとして、携帯型電話機１７を例に挙げたが、この発明の通信機は、携帯型電話機１７以外の他の通信機にも適用することができるものである。さらに、通信機には、高周波回路として送信回路と受信回路の両方が設けられるとは限らず、送信専用の通信機には、高周波回路として送信回路のみが設けられるし、また、受信専用の通信機には高周波回路として受信回路のみが設けられる。
【００７０】
【発明の効果】
この発明によれば、共振電極の一端部又は両端部は他の部位よりも肉薄の共振電極と成し、それ以外の共振電極部分は肉厚の共振電極と成している。肉厚の共振電極は、例えば、この発明の製造方法を利用して作製することにより、つまり、誘電体シートにレーザビームや金型パンチングなどの機械加工により穴部を形成し、この穴部に導電材料を充填して肉厚の共振電極を形成することにより、その肉厚の共振電極の厚みを例えば数百μｍ程度にまで厚くすることが可能である。このように、共振電極を肉厚にすることにより、共振電極の導通損失を大幅に低減することができて、共振素子のＱ値を向上させることができる。
【００７１】
ところで、そのように機械加工を利用して肉厚の共振電極を形成すると、その製造精度の問題から、肉厚の共振電極を設定通りの寸法に正確に形成することが困難となる。共振電極の全長は共振電極の共振周波数に大きく関与することから、肉厚の共振電極の寸法ばらつきに起因して共振電極の共振周波数のばらつきが問題となるところであるが、この発明では、共振電極の一端部又は両端部は肉薄の共振電極により構成されている。肉薄の共振電極は、例えば成膜技術を利用して作製することによって、ほぼ設計通りの位置に、かつ、ほぼ設計通りの寸法に作製することが可能である。このため、その肉薄の共振電極によって、肉厚の共振電極の寸法ばらつきに関係なく、共振電極の全長をほぼ設計通りの長さに形成することが容易となる。これにより、共振電極の共振周波数のばらつきを小さく抑制することが可能となるし、また、共振電極にほぼ設定の共振周波数を持たせることが容易となる。
【００７２】
さらに、肉薄の共振電極をトリミングして共振周波数の調整を行うことにより、共振電極の共振周波数をより精度良く設定の共振周波数とすることができる。肉薄の共振電極は肉厚の共振電極よりも厚みが薄いので、肉厚の共振電極をトリミングする場合に比べて、厚みが薄い分、トリミングが容易であり、共振周波数調整に要する時間の短縮を図ることができる。
【００７３】
さらに、肉厚の共振電極の表面上に肉薄の配線パターンが形成され、この配線パターンの端部は肉厚の共振電極の端部からはみだして肉薄の共振電極と成しているものにあっては、その肉薄の共振電極により上記同様の効果を得ることができる上に、その配線パターンの一部分は肉厚の共振電極の一部として機能することができるので、肉厚の共振電極の肉厚化を図ることができて導通損失をさらに低減することができる。
【００７４】
肉薄の共振電極が誘電体基体の内部に形成されているものにあっては、共振電極の端部とグランド電極間の容量が増加する。このため、その共振電極端部とグランド電極間の容量が共振電極の共振周波数に関与する度合いが大きくなり、肉厚の共振電極の製造精度による共振電極の共振周波数への悪影響の度合いが相対的に低減できる。これにより、肉厚の共振電極の製造精度に起因した共振電極の共振周波数のばらつきをより抑えることができる。
【００７５】
また、共振電極端部とグランド電極間の容量が大きくなることにより、共振電極の共振周波数が低下することから、設定の共振周波数を得るために必要な共振電極の全長の長さが短くて済むこととなり、共振素子の小型化を図ることができる。
【００７６】
さらに、肉薄の共振電極が、肉厚の共振電極の幅と異なる幅を有しているものにあっては、共振素子はステップインピーダンス共振器となる。肉薄の共振電極が肉厚の共振電極よりも広幅である場合には、肉薄の共振電極と肉厚の共振電極が等幅である場合よりも、共振電極の共振周波数が低下するので、共振素子の小型化を図ることができる。
【００７７】
また、肉薄の共振電極が肉厚の共振電極よりも細幅である場合には、肉薄の共振電極と肉厚の共振電極が等幅である場合よりも、共振電極の全長が同じであるならば、共振電極の共振周波数が上昇する。このことから、共振電極に設定の共振周波数を持たせようとする場合には、共振電極の全長を長くする必要がある。このため、長さに対する共振周波数の感度が低くなり、これにより、肉厚の共振電極の製造精度による共振電極の共振周波数への悪影響の度合いが相対的に低減できる結果、肉厚の共振電極の製造精度に起因した共振電極の共振周波数のばらつきをより抑えることができる。
【００７８】
共振電極に微細トリミング用電極が接続されているものにあっては、共振周波数調整を行う際にトリミングする部位が定められているので、例えば、共振周波数調整を行う者に経験や勘があまり無くとも、共振周波数調整を簡単に、しかも、精度良く行うことが容易となる。
【００７９】
この発明の共振素子を利用したフィルタにあっては、導通損失が小さく、また、Ｑ値が高くて性能の良いフィルタを提供することができる。さらに、このフィルタを利用した高周波回路モジュールにあっては、導通損失が小さく抑制できて、回路効率が良い高周波回路を提供することができる。さらに、この発明の共振素子とフィルタと高周波回路モジュールとのうちの少なくとも一つが設けられている通信機にあっては、信号の導通損失が少ないので、通信の感度を高めることができる。また、回路効率が向上するので、消費電力を削減することができる。これにより、電池駆動式の通信機においては、電池の消耗が少なくて電池の寿命を長くすることができるので、使い勝手を良くすることができる。
【００８０】
この発明の共振素子の製造方法にあっては、高価な装置を用いずに、また、複雑な工程を経ずに、肉厚の共振電極を形成することができるので、低コストで、共振素子を製造することができる。また、肉薄の共振電極は成膜技術を利用して形成するので、精度高く肉薄の共振電極を作製することができて、上記したように共振周波数のばらつきの小さい共振素子を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例の共振素子を説明するためのモデル図である。
【図２】図１の共振素子の模式的な分解図である。
【図３】第１実施形態例の共振素子の製造工程の一例を説明するための図である。
【図４】第２実施形態例の共振素子を説明するための図である。
【図５】第３実施形態例の共振素子を説明するための図である。
【図６】第４実施形態例の共振素子を説明するための図である。
【図７】第５実施形態例の共振素子を説明するための図である。
【図８】第６実施形態例のフィルタを示す斜視図である。
【図９】第７実施形態例の通信機および高周波回路モジュールを説明するための図である。
【図１０】特開平１１−１９１７０８号公報に記載されている積層トリプレート型ストリップ線路共振器の図である。
【図１１】マイクロストリップ線路を説明するためのモデル図である。
【符号の説明】
１　共振素子
２　誘電体基体
３　共振電極
３α　肉厚の共振電極
３β　肉薄の共振電極
４　グランド電極
５　誘電体シート
６　貫通穴部
８　微細トリミング用電極
１５　フィルタ
【図１】
2004023455.tif 000003
【図２】
2004023455.tif 000004
【図３】
2004023455.tif 000005
【図４】
2004023455.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004023455.tif 000008
【図７】
2004023455.tif 000009
【図８】
2004023455.tif 000010
【図９】
2004023455.tif 000011
【図１０】
2004023455.tif 000012
【図１１】
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