(57)【要約】【課題】  品質係数の劣化等の問題がなく、貫通孔内を軸方向に移動する同調棒の動きが妨げられることもない支持台一体型共振器の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の支持台一体型誘電体共振器の製造方法は、円筒形の共振器１１（ＭｇＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３等のチタン酸塩などからなる。）の一端面側に形成された接合部と、円筒形の支持台１２（アルミナ、フォルステライト等からなる。）の一端面側に形成された接合部の少なくとも一方に接合材料（ガラスグレース系接合剤等の無機系接合剤、エポキシ系接合剤等の有機系接合剤など）を塗布し、その後、共振器と支持台の各々の接合部の間に接合材料が介在した状態で重なり合うように対向させ、次いで、接合材部２の周面から接合材がはみ出すように接合し、その後、はみ出した接合材を除去（セラミックナイフ等の鋭利な工具などを用いる。）することを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に少なくとも１個の共振器側貫通孔を有する誘電体共振器と、軸方向に少なくとも１個の支持台側貫通孔を有する支持台とを、接合材を介して接合した支持台一体型誘電体共振器の製造方法であって、
該誘電体共振器の一端面側に形成された共振器側接合部と、該支持台の一端面側に形成された支持台側接合部の少なくとも一方に接合材料を塗布した後、
該誘電体共振器と該支持台とを、該共振器側接合部と該支持台側接合部との間に該接合材料が介在した状態で重なり合うように対向させ、
次いで、該誘電体共振器と該支持台との間の接合材部から内方及び外方の少なくとも一方に接合材がはみ出すように接合し、その後、はみ出した接合材を除去することを特徴とする支持台一体型誘電体共振器の製造方法。
【請求項２】
上記誘電体共振器及び上記支持台がいずれも円筒形である請求項１に記載の支持台一体型誘電体共振器の製造方法。
【請求項３】
上記共振器側貫通孔の上記開口面の面積と、上記支持台側貫通孔の上記開口面の面積が同じであり、且つ該共振器側貫通孔の該開口面と、該支持台側貫通孔の該開口面とが全面で重なり合うように対向している請求項１又は２に記載の支持台一体型誘電体共振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持台一体型共振器の製造方法に関する。更に詳しくは、品質係数が劣化して共振特性が変化する等の問題がなく、貫通孔内を軸方向に移動する同調棒の動きが妨げられることもない支持台一体型共振器が得られ、また、接合材が接合部の周面からはみ出すことを防止するため、接合材料の塗布量等の接合条件を厳密に管理する必要もない支持台一体型共振器の製造方法に関する。
本発明は、移動体通信、衛星放送、衛星通信、ケーブルテレビ等に組み込まれる各種のマイクロ波回路素子において利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来の支持台一体型共振器としては、誘電体セラミックからなる円筒形等の共振器と、アルミナ、フォルテライト等からなる円筒形等の支持台とをそれぞれ別個に作製し、この共振器と支持台とをガラスグレース系接着剤、シリカ系接着剤等の耐熱性接着剤を用いてなる接合部を介して接合したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、上記の従来の支持台一体型共振器では、接着剤の塗布量等の接着条件を厳密に管理しても、更には共振器要素と支持台との間に接着剤の充填間隙を規制するための凸部を設けても、接着剤が接合部の内周面にはみ出し、品質係数が劣化して共振特性が変化する、及び貫通孔内を軸方向に移動する同調棒の動きが妨げられる等の問題があった。
【０００３】
上記の問題を解決するため、従来から、プレス加工等により共振器と支持台とを一体に形成する製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、上記の従来の製造方法では、共振器と支持台とを同じ材質とすることが前提であり、同じ材質でない場合は適用することができない。
更に、上記の一体成形による従来の製造方法では、誘電特性を調整する、又は向上させる観点から、予め研削しろを考慮した一体成形体とし、成形後、この研削しろを研削して除去し、所定形状とする必要がある。このように原材料の一部を廃棄することになるため、これが生産コストを高くする一因でもあった。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９０３２６号公報
【特許文献２】実開平２−２１９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の従来の問題を解決するものであり、品質係数が劣化して共振特性が変化する等の問題がなく、貫通孔内を軸方向に移動する同調棒の動きが妨げられることもない支持台一体型共振器を、接合材が接合材部からはみ出すことを防止するための接合条件の厳密な管理等を必要とすることなく得るための支持台一体型共振器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下のとおりである。
１．軸方向に少なくとも１個の共振器側貫通孔を有する誘電体共振器と、軸方向に少なくとも１個の支持台側貫通孔を有する支持台とを、接合材を介して接合した支持台一体型誘電体共振器の製造方法であって、
該誘電体共振器の一端面側に形成された共振器側接合部と、該支持台の一端面側に形成された支持台側接合部の少なくとも一方に接合材料を塗布した後、
該誘電体共振器と該支持台とを、該共振器側接合部と該支持台側接合部との間に該接合材料が介在した状態で重なり合うように対向させ、
次いで、該誘電体共振器と該支持台との間の接合材部から内方及び外方の少なくとも一方に接合材がはみ出すように接合し、その後、はみ出した接合材を除去することを特徴とする支持台一体型誘電体共振器の製造方法。
２．上記誘電体共振器及び上記支持台がいずれも円筒形である上記１．に記載の支持台一体型誘電体共振器の製造方法。
３．上記共振器側貫通孔の上記開口面の面積と、上記支持台側貫通孔の上記開口面の面積が同じであり、且つ該共振器側貫通孔の該開口面と、該支持台側貫通孔の該開口面とが全面で重なり合うように対向している上記１．又は２．に記載の支持台一体型誘電体共振器の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の支持台一体型誘電体共振器の製造方法によれば、接合材部の周面にはみ出させた接合材を除去してしまうため、品質係数が劣化して共振特性が変化する等の問題がなく、貫通孔内を軸方向に移動する同調棒の動きが妨げられることもない。また、余剰の接合材が接合材部からはみ出すことを防止するため、接合材料の塗布量等の接合条件を厳密に管理する必要もない。更に、接合材のはみ出しの状況を確認するため接合材部の周面等を観察するため、接合材が所要部位のすべてに行き渡っているか否かを確認することもできる。
また、誘電体共振器及び支持台がいずれも円筒形である場合も、同様に上記の各々の作用効果が得られる。
更に、共振器側貫通孔の開口面と、支持台側貫通孔の開口面とが接合材部を介して全面で重なり合うように対向している場合は、接合材部の周面に接合材がはみ出したときの、品質係数の劣化による共振特性の変化、及び貫通孔内を軸方向に移動する同調棒の動きの妨げ、等がより大きな問題となるが、これらの問題の発生が十分に抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
（１）支持台一体型共振器の製造方法
この支持台一体型誘電体共振器は、軸方向に少なくとも１個の共振器側貫通孔を有する誘電体共振器の一端面側に形成された共振器側接合部と、軸方向に少なくとも１個の支持台側貫通孔を有する支持台の一端面側に形成された共振器側接合部の少なくとも一方に接合材料を塗布し、その後、誘電体共振器と支持台とを、各々の接合部の間に接合材料が介在した状態で重なり合うように対向させ、次いで、接合材部の周面に接合材がはみ出すように接合し、その後、はみ出した接合材を除去することにより製造することができる。
【０００９】
上記「誘電体共振器」は、誘電体セラミックからなり、軸方向に少なくとも１個の共振器側貫通孔を有する。また、上記「支持台」は、軸方向に少なくとも１個の支持台側貫通孔を有する。これら共振器及び支持台の形状は特に限定されず、それぞれ円筒形並びに立方体及び直方体に少なくとも１個の貫通孔が設けられたもの等が挙げられる。立方体では、通常、貫通孔は１個である。更に、直方体では１個の場合もあり、２〜５個の貫通孔が設けられることもある。尚、複数の貫通孔が設けられる場合、その個数は共振器と支持台とで同数であり、それらは一般に等間隔に設けられる。
【００１０】
また、共振器及び支持台がいずれも円筒形である場合、共振器及び支持台の貫通孔の各々の径方向の断面における位置は限定されず、必ずしも同心円型の円筒形である必要はないが、通常、径方向の肉厚が一定の同心円型の円筒形であり、且つそれぞれの中心軸を同じくして、各々の一端面側が接合材部を介して接合されている。
【００１１】
誘電体共振器としては、比誘電率が高く、Ｑ値が大きく、共振周波数の温度係数が小さいものが好ましい。このような共振器とすることができる誘電体セラミックとしては、例えば、ＭｇＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３等のチタン酸塩系セラミック及びＢａＯ−ＭｇＯ−Ｎｂ２Ｏ５系セラミック等が挙げられる。また、この共振器が円筒形である場合、その内径は３〜２６ｍｍ、外径は１６〜３６ｍｍとすることができ、軸方向の長さは４〜２５ｍｍとすることができる。
【００１２】
支持台は、アルミナ、スピネル、フォルステライト等により形成することができる。更に、共振器に用いられるチタン酸塩系セラミック及びＢａＯ−ＭｇＯ−Ｎｂ２Ｏ５系セラミック等により形成することもできる。この場合、共振器と支持台とを同じ又は組成等が類似のセラミックにより形成してもよい。また、この支持台が円筒形である場合、その内径は２〜２０ｍｍ、外径は５〜２８ｍｍとすることができ、軸方向の長さは５〜２５ｍｍとすることができる。
【００１３】
上記「接合材料」は、誘電体共振器の一端面側に形成された接合部のみに塗布されていてもよく、支持台の一端面側に形成された接合部のみに塗布されていてもよい。また、誘電体共振器の一端面側と支持台の一端面側の各々に形成された接合部に塗布されていてもよい。接合材料の塗布方法は特に限定されず、スクリーン印刷、ポッティング等のいずれの方法であってもよい。また、それぞれの一端面側に形成された接合部を対向させて接合する前に、特に有機溶剤、水分等を含有する接合材料の場合は、必要に応じて所定温度で乾燥させてもよい。
この接合材料としては、従来から使用されているものを特に限定されることなく用いることができる。そのような接合材料としては、エポキシ樹脂系接合剤、アクリル樹脂系接合剤、フッ素樹脂系接合剤等の有機系接合材料、及びガラスグレース系接合剤、シリカ系接合剤等の無機系接合材料が挙げられる。
【００１４】
共振器と支持台とは、各々の一端面側に形成された接合部のうちの少なくとも一方に接合材料を塗布し、塗膜を形成した後、それぞれの接合部を、上記「共振器側貫通孔」の開口面と、上記「支持台側貫通孔」の開口面のうちの一方が他方に全面で重なり合うように対向させ、塗膜を介して接合することができる。この際、共振器側貫通孔の開口面の面積と、支持台側貫通孔の開口面の面積が同じであり、且つ共振器側貫通孔の開口面と、支持台側貫通孔の開口面とが全面で重なり合うようにすることもできる。更に、必要に応じて共振器と支持台とをそれぞれの接合部に向けて適度に押圧し、接合材料が各々の接合部の全面に十分に行き渡るようにすることもできる。また、接合材料の種類によっては、塗膜を適温で所要時間加熱し、接合強度を向上させることもできる。
【００１５】
共振器と支持台とは上記のようにして接合することができ、図１のように、接合材が接合材部からはみ出し、はみ出した接合材により、品質係数が劣化して共振特性が変化したり、貫通孔内を軸方向に移動する同調棒の動きが妨げられたりすることがある。特に、接合時に押圧したり、加熱したりした場合は、接合材がより多量にはみ出し、大きな問題になることもある。この接合材は、接合材部から内方及び外方の少なくとも一方、通常、両方向の周面にはみ出すことになる。尚、接合材の接合材部からのはみ出しは、接合材料の塗布量等の接合条件を十分に管理して接合しても、完全に防止するのは容易ではない。
【００１６】
ここで、本発明では、接合材部の周面にはみ出した接合材を除去してしまうため、品質係数の劣化、及び同調棒の動きが妨げられる等の問題の発生が十分に抑えられる。従って、接合条件の厳密な管理も不要となる。このはみ出した接合材を除去する方法は特に限定されず、セラミックナイフ等の鋭利な工具を用いてもよいし、特に有機系接合材料である場合は適宜の有機溶媒により接合材を溶解又は膨潤させて除去することもできる。
【００１７】
尚、この支持台一体型共振器は、金属製のケーシングに収納して用いることができる。この場合、支持台一体型共振器は、支持台の共振器と接合されている一端面とは反対側の他端面においてケーシングの底部の内面に固定される。この固定方法は特に限定されず、螺子止めであってもよいし、接着剤による接合であってもよい。更に、この支持台一体型共振器は、共振周波数を調整するための周波数調整手段を備えていてもよい。周波数調製手段としては、例えば、共振器に対して金属板が移動する形式であってもよいし、共振器と同じ質材の同調棒が共振器に対して移動する形式であってもよい。
【００１８】
（２）誘電体共振器及び支持台の各々の製造方法
支持台一体型共振器は、共振器用未焼成成形体を焼成してなる誘電体共振器と、支持台用未焼成成形体を焼成してなる支持台とを作製し、これらを接合材料により接合し、製造することができる。
共振器用未焼成成形体及び支持台用未焼成成形体は、例えば、所定のセラミック粉末等のセラミック原料、有機バインダ、及び水などを混合し、この混合物をプレス加工等により成形して作製することができる。このプレス加工等において、原料混合物はプレス成形機等に直接投入してもよいし、セラミック原料を熱処理した後、粉砕し、得られる熱処理物と有機バインダ等とを混合し、この混合物をプレス成形機に投入して成形してもよい。
【００１９】
有機バインダとしては、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、エチルセルロース等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。この有機バインダの配合量は、セラミック原料を１００質量部とした場合に、１〜５質量部、特に２〜４質量部とすることができる。また、水の配合量は、セラミック原料を１００質量部とした場合に、３０〜７０質量部、特に５０〜７０質量部とすることができる。
【００２０】
共振器用未焼成成形体及び支持台用未焼成成形体を焼成する際の条件は特に限定されず、セラミック原料の種類等により適宜設定することができる。焼成温度は、例えば、チタン酸塩系セラミックの場合は、１５００〜１６００℃とすることができ、アルミナの場合も、１５００〜１６００℃とすることができる。また、焼成時間は、通常、２〜６時間とすることができる。更に、焼成雰囲気は、チタン酸塩系セラミック及びアルミナ等の酸化物セラミックの場合、大気雰囲気等の酸化雰囲気とすることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
（１）共振器用未焼成成形体の形成
ＣａＣＯ３粉末（純度；９９．９％）、ＴｉＯ２粉末（純度；９９．９５％）及びＡｌ２Ｏ３粉末（純度；９９．９５％）をセラミック原料とし、これらの原料粉末をミキサにより２０〜３０分間乾式混合した後、振動ミルにより一次粉砕した。玉石としてはアルミナボールを使用し、粉砕時間は４時間とした。次いで、混合粉末を、大気雰囲気下、１２００℃で３時間熱処理し、その後、この熱処理粉末１００質量部に３質量部の有機バインダ及び６０質量部の水を加え、トロンメル粉砕機により１２時間２次粉砕した。次いで、噴霧乾燥により造粒乾燥し、造粒後、ふるいにより４０〜２００メッシュの粒度の粉末を得、プレス成形機によって、円筒形の共振器用未焼成成形体を形成した。成形圧力は９８ＭＰａとした。
【００２２】
（２）支持台用未焼成成形体の形成
アルミナ粉末（純度；９９．９％）１００質量部に３質量部の有機バインダ及び６０質量部の水を加え、混合して、（１）の場合と同様にして造粒及び成形をし、円筒形の支持台用未焼成成形体を形成した。
【００２３】
（３）焼成及び共振器と支持台との接合及びはみ出した接合材の除去
（１）で形成した共振器用未焼成成形体を、大気雰囲気下、１５５０℃で４時間保持して焼成し、内径６．８ｍｍ、外径２６ｍｍ、高さ１２ｍｍの円筒形の誘電体共振器１１を作製した。また、（２）で形成した支持台用未焼成成形体を、大気雰囲気下、１５５０℃で４時間保持して焼成し、内径６．８ｍｍ、外径１５ｍｍ、高さ１３ｍｍの円筒形の支持台１２を作製した。その後、誘電体共振器１１の一端面側に形成された共振器側接合部と、支持台１２の一端面側に形成された支持台側接合部の各々に、接合材料（エポキシ樹脂）を塗布し、次いで、それぞれ接合材料が塗布された接合部同士を、各々の貫通孔の開口面が全面で重なり合った状態で１３５℃で３時間加熱し、誘電体共振器１１と支持台１２とを接合した。
【００２４】
上記のようにして得られた接合体の外観を観察し、更に支持台１２の開口面の側から貫通孔の内部を目視で観察したところ、図１のように、接合材が接合材部の内方及び外方の両周面にはみ出していた。そこで、このはみ出した接合材２１をセラミックナイフを用いて除去し、誘電体共振器１１と支持台１２とが接合材部２を介して接合されてなる図２の支持台一体型誘電体共振器１を得た。この支持台一体型誘電体共振器１を、図３のように、金属製のケーシング３の底部の内面に螺子止め（図示せず）により固定し、その品質係数を評価したところ、所期の性能を有することが分かった。また、接合部２の周面に接合材がはみ出していないため、同調棒の動きが妨げられることはないと推察される。
【００２５】
尚、本発明においては、上記の実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、接合材料は、共振器及び支持台のいずれか一方の一端面側に形成された接合部に塗布することもできる。更に、上記の実施例では、いずれも円筒形の誘電体共振器と支持台とを用いたが、図４のように、形状が直方体であって等間隔に２個の貫通孔が設けられた誘電体共振器及び支持台を使用し、同様にして支持台一体型誘電体共振器とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】誘電体共振器と支持台との接合体において、接合材が接合材部の内方及び外方の両周面にはみ出している様子を示す説明図である。
【図２】実施例の支持台一体型共振器の断面を示す説明図である。
【図３】実施例の支持台一体型共振器がケーシングの底部の内面に固定されている様子を示す説明図である。
【図４】形状が直方体であって等間隔に２個の貫通孔が設けられた誘電体共振器及び支持台を使用した支持台一体型共振器の斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１；支持台一体型共振器、１１；誘電体共振器、１２；支持台、２；接合材部、２１；接合材部からはみ出している接合材、３；ケーシング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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