(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角柱状誘電体ブロックに、該誘電体ブロックの一方端面から他方端面に貫通する貫通孔を形成し、且つ前記一方端面に前記貫通孔と連通する椀状凹部を形成するとともに、前記貫通孔および椀状凹部の内壁面に厚膜導体膜からなる内導体を、前記誘電体ブロックの他方端面および各側面に厚膜導体膜からなる外導体を形成し、前記誘電体ブロックの側面に前記外導体と電気的に離間した入出力用導体を形成した誘電体共振部材の製造方法であって、前記外導体および前記入出力用導体を、下記工程１乃至４を経て形成することを特徴とする誘電体共振部材の製造方法。
工程１：前記誘電体ブロックの側面に、前記外導体と前記入出力用導体との離間領域となる位置に、有機レジスト膜を形成する工程。
工程２：前記誘電体ブロックの全面に導電性ペーストを塗布する工程。
工程３：前記導電性ペーストを焼き付け処理して、前記誘電体ブロックの全面に導体膜を形成するとともに前記有機レジスト膜を焼失させて、前記離間領域となる位置において前記導体膜と前記誘電体ブロックとの間に空洞を形成する工程。
工程４：前記空洞の上に位置する前記導体膜を機械的な衝撃を与えることにより除去して前記離間領域を形成するとともに、前記誘電体ブロックの側面の前記導体膜によって、前記外導体および該外導体と前記離間領域で電気的に離間された前記入出力用導体を形成する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造が容易で、且つ内導体と入出力導体との間の容量特性が安定した誘電体共振部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信機の高周波用バンドパスフィルタ、アンテナフィルタなどのフィルタとして、プリント配線基板上に直接実装可能な表面実装型誘電体フィルタが多用されている。このような表面実装型誘電体フィルタは、実質的に角柱状の誘電体共振部材が機械的または電気的に一体化して構成されている。
【０００３】
この誘電体共振部材の縦断面を図４に示す。誘電体共振部材４０は、角柱状誘電体ブロック１１に、該誘電体ブロック１１の一方端面から他方端面に貫通する貫通孔１２を形成し、該貫通孔１２の内壁面に導体膜からなる内導体１４を、前記誘電体ブロックの他方端面及び４つの側面に導体膜からなる外導体１５を夫々形成していた。
【０００４】
このような誘電体共振部材４０においては、他の誘電体共振部材と電磁界結合させたり、信号の入出力を行なったりする入出力用導体１６が形成されている。
【０００５】
そして、誘電体フィルタにおいては、入出力用導体１６を形成した誘電体共振部材の側面を接合面として、２つの誘電体共振部材を結合容量成分を介して接合していた（例えば、特開平６−２６８４１２号、特開平６−３０３００６号、特開平７−１５４１０５号、特開平６−１１２７０４号、特開平４−１５０１０１号、特開平５−１７５７０４号など）。
【０００６】
この結合容量成分や入出力結合容量成分は、誘電体共振部材の内導体と側面に形成された入出力用導体１６との対向面積、その間の厚み、誘電体ブロック材料の誘電率によって決定される。
【０００７】
このような結合容量成分や入出力容量成分を所定値にするため、誘電体ブロック１１の開放端面側に開口形状が矩形状で底面が平面状の凹部１３を形成していた。そして、凹部１３の内面に内導体１４と連続した導体（以下、内導体１４で示す）を形成する。
【０００８】
これにより、誘電体ブロック１１の側面に形成された入出力用導体１６と凹部１３内面の内導体１４間に所定容量成分が発生することになる。
【０００９】
上述の誘電体共振部材を製造するにあたり、凹部１３が形成された所定形状の誘電体ブロック１１の全表面に、ＡｇやＣｕなどの導電性ペースト中に浸漬・焼き付けによって形成した導体膜を形成する。その後、開放端面となる端面の導体膜を除去するとともに、誘電体ブロック１１の側面において、外導体１５と入手入出力用導体１６とを分離するために、レーザー照射やダイヤモンドホイルなどにより、導体膜の一部を欠如させて離間領域１７を形成していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の構造の誘電体共振部材において、上述の遠心分離を行なった場合、凹部１３内面に形成された内導体１４となるペーストが遠心分離作用により、特に、凹部１３の底面と内側面との隅部Ｘや隣接しあう側面の角部（開口形状が矩形状の場合）に溜まってしまうことになる。
【００１１】
しかも、数回にわたる導電性ペーストの塗布〜仮焼によって、凹部１３の底面と内側面との隅部Ｘの内導体１４の厚みが厚く成りすぎて、焼き付け処理した後の内導体１４にヒビＹが発生してしまい、誘電体ブロック１１と内導体１４との接合が非常に不安定となる。
【００１２】
これにより、入出力用導体１６と内導体１４との間の容量成分Ｃが、ヒビＹの形成された内導体１４との関係で大きく変動してしまい、所定の入出力容量成分、結合容量成分などが変動してしまうという問題があった。
【００１３】
これは、貫通孔１２から凹部１３に通じて延びる内導体１４がその途中で分断されてしまったり、内導体１４と誘電体ブロック１１とが剥離し易いためである。
【００１４】
本発明は、上述の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、入出力用導体と凹部の内面に形成された内導体との間の容量成分が安定し、且つその内導体の形成が非常に容易な誘電体共振部材を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、角柱状誘電体ブロックに、該誘電体ブロックの一方端面から他方端面に貫通する貫通孔を形成し、且つ前記一方端面に前記貫通孔と連通する椀状凹部を形成するとともに、前記貫通孔および椀状凹部の内壁面に厚膜導体膜からなる内導体を、前記誘電体ブロックの他方端面および各側面に厚膜導体膜からなる外導体を形成し、前記誘電体ブロックの側面に前記外導体と電気的に離間した入出力用導体を形成した誘電体共振部材の製造方法であって、前記外導体および前記入出力用導体を、下記工程１乃至４を経て形成することを特徴とする誘電体共振部材の製造方法である。
工程１：前記誘電体ブロックの側面に、前記外導体と前記入出力用導体との離間領域となる位置に、有機レジスト膜を形成する工程。
工程２：前記誘電体ブロックの全面に導電性ペーストを塗布する工程。
工程３：前記導電性ペーストを焼き付け処理して、前記誘電体ブロックの全面に導体膜を形成するとともに前記有機レジスト膜を焼失させて、前記離間領域となる位置において前記導体膜と前記誘電体ブロックとの間に空洞を形成する工程。
工程４：前記空洞の上に位置する前記導体膜を機械的な衝撃を与えることにより除去して前記離間領域を形成するとともに、前記誘電体ブロックの側面の前記導体膜によって、前記外導体および該外導体と前記離間領域で電気的に離間された前記入出力用導体を形成する工程。
【００１６】
【作用】
本発明によれば、一方端面側（開放端面に形成した）の凹部の形状が、椀状となっている。したがって、凹部の内面に内導体を形成するにあたり、この内面に導体ペーストを塗布し、不要なペーストを遠心分離などで除去しても、従来のように断面形状が矩形状の凹部ではないため、少なくとも凹部の底面と側面との角部に導体が残存することがない。このため、凹部内面に塗布された不要なペーストが、遠心分離や自重により開放端面側から、また貫通孔から除去されることになるため、貫通孔から凹部にかけて塗布膜の厚みが安定し、誘電体ブロックとの接続が安定した内導体が形成される。
【００１７】
これにより、凹部の内面の内導体が非常に安定して形成することができ、誘電体共振部材の入出力用導体と内導体との間の結合容量成分または入出力用容量成分を安定する。このことは、共振特性やフィルタ特性の安定化が図れる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の誘電体共振部材を図面に基づいて詳説する。
【００１９】
図１は、本発の誘電体共振部材の外観斜視図であり、図２は誘電体共振部材の縦断面図である。
【００２０】
本発明の誘電体共振部材１０は、矩形状の誘電体セラミックからなる誘電体ブロック１と、この誘電体ブロック１の一方の端面（以下、開放端面という）と他方の端面（以下、短絡端面という）を貫通する貫通孔２が形成されている。そして、誘電体ブロック体１の開放端面には、図において平断面形状が円形状で、縦断面形状が椀状の凹部３が形成されている。
【００２１】
このような誘電体ブロック１の貫通孔２及び凹部３の内面には、厚膜手法によって形成された導体膜の内導体４が形成されている。また、誘電体ブロック１の短絡端面及び４つの側面には厚膜手法によって形成された外導体５が形成されている。
【００２２】
誘電体共振部材１０の４つの側面のうち、対向する２つの側面には、外導体５と電気的に離間された入出力用導体６が形成されている。この入出力用導体６は、例えば、入出力用導体６は、誘電体ブロック１の側面で開放端面に接し、且つ側面の幅方向の中心分に島状に形成されている。即ち、入出力用導体６と外導体５との境界部分には、誘電体ブロック１が露出した例えばコ字状の離間領域７が形成されている。尚、この入出力用導体６は外導体５と同一の工程で形成される。
【００２３】
このような構造の誘電体共振部材１０においては、それ自体の単体では共振器として用いられ、また、複数の共振部材１０を接合した場合には、誘電体フィルタとして用いられる。
【００２４】
上述の構造において、外導体５がアース電位となり、入出力用導体６が信号側電位となる。そして、内導体４と入出力用導体６との間には、所定容量成分Ｃが形成されることになる。この所定容量成分は、共振器単体として用いる場合には、外部回路の信号が安定的に供給される入出力結合容量成分となり、また、フィルタとして用いる場合には、接合された共振部材との結合を行なうための結合容量成分の一部を構成する。尚、他方の共振部材にも同様に結合容量成分の一部が構成され、これらの合成で結合容量成分が構成される。
【００２５】
また、内導体４と外導体５との間には所定容量成分が同時に形成され、また内導体４の長さによって所定インダクタ成分が形成される。これにより、この誘電体共振部材１０では、ＬＣ共振回路と該ＬＣ共振回路の入出力容量成分（結合容量成分）が一体化した共振回路が構成されることになる。
【００２６】
上述の誘電体共振部材１は、図３に示す工程で形成される。
【００２７】
まず、図３の（ａ）の工程に示す、所定形状の誘電体ブロック１を形成する。
【００２８】
具体的には、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系、ＺｒＯ2 −ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 系、ＢａＯ−ＳｍＯ2 −ＴｉＯ2 系、ＢａＯ−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系またはＣａＯ−ＴｉＯ2 系−ＳｉＯ2 系の所定誘電率の誘電体磁器材料をプレス成型し、焼結処理される。この誘電体磁器材料のプレス及び焼結によって形成された誘電体ブロック１は、開放端面となる椀状凹部３が形成された概略角柱状体ブロック体に成型される。尚、その寸法は例えば端面の一辺が２ｍｍ×２ｍｍとなっており、高さは、共振周波数に応じてその波長の１／４または１／２相当の寸法となっている。例えば、１／４波長相当で、４．６ｍｍとなっている。また、貫通孔２の径が例えば、０．４ｍｍであり、凹部３の開口径は１．４ｍｍとなっている。
【００２９】
次に、図３の（ｂ）の工程に示す、所定形状の誘電体ブロック１の側面に、外導体５と入出力用導体６との境界部分の離間領域７となる位置に、有機レジスト膜を形成する。この有機レジストは、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などのペーストであり、スクリーン印刷により所定形状、例えばコ字状状に形成され、その後例えば２００℃程度で熱硬化されて形成される。
【００３０】
次に、図３の（ｃ）の工程に示す、誘電体ブロック１の全面にＡｇなどを主成分とする導電性ペーストを浸漬により、Ａｇ系ペーストを塗布する。その後、誘電体ブロック１の表面についたＡｇ系ペーストのうち、不要なペーストを、遠心分離装置により振り切り、さらに乾燥処理を行なう。
【００３１】
この誘電体ブロック１のＡｇ系ペーストへの浸漬、不要なペーストの遠心分離による振り切り、乾燥処理を複数回繰り返して、所定厚みの塗布膜を形成する。
【００３２】
尚、この塗布膜の厚みは、焼成後の厚みが１０〜２０μｍとなるよう上述の処理を繰り返し（例えば３〜１０回）行なう。
【００３３】
次に、図３の（ｄ）の工程に示すように誘電体ブロック１の全面に形成されたＡｇ系塗布膜を８５０℃〜９５０℃で焼き付け処理する。これにより、誘電体ブロック１のＡｇ系塗布膜に所定厚みのＡｇ導体膜が形成され、同時に上述の有機レジストが炭化し、離間領域７に位置するＡｇ導体膜と誘電体ブロック１との間に空洞が形成されている。
【００３４】
次に、図３（ｅ）の工程に示すように、誘電体ブロック１の側面に離間領域７に位置するＡｇ導体膜（実際には炭化したレジスト）を剥離して、離間領域７を形成する。具体的には、レジストを塗布した部分に位置する導体膜に機械的な衝撃を与え、この部分に形成された導体膜を除去する。尚、機械的な衝撃の手段として、バレル研磨やウォータージェットなどが例示できる。
【００３５】
次に、図３（ｆ）の工程に示すように、誘電体ブロック１の一方端面に被着された導体膜を除去して開放端面を形成する。具体的には、この一方の端面を平面ラッピング処理することにより行なわれる。尚、この時点で、開放端面部分の誘電体ブロックの高さ、即ち、共振周波数波長に対応を調整して共振周波数の調整を行なうことができる。
【００３６】
ここで重要なことは、誘電体共振部材１の開放端面に形成された凹部３の形状である。即ち、凹部３の底面形状が曲面となった椀状となっている。ここで、凹部３底面の曲率半径は、凹部３の開口径の１／２程度とする。より具体的には、凹部３の開口径をＲ、貫通孔２の開口径をｒとした場合、凹部３の底面の曲率半径は、（Ｒ−ｒ）／２の値よりも大きくすることである。
【００３７】
このような構造において、凹部３の内面から貫通孔２に延びる内導体４を形成する際、上述のように導電性ペーストの浸漬した後、遠心分離により不要なペーストを振り切るにあたり、凹部３の断面形状が椀状（底面が曲面）となっているため、不要なペーストが遠心分離により、開放端面側や貫通孔２から効率よく振り切られることになる。これにより、従来のように少なくとも凹部の底面と側面との角部に集中してペーストが溜まることがない。従って、この部分での導体厚みが異常に厚く成り過ぎて、焼き付け処理時にひびなどが発生することが一切ない。
【００３８】
結局、上述の構造で形成された凹部３の内導体４が貫通孔２の内導体４から安定して連続的形成されることになり、安定した共振特性が維持できる。また、同時に、誘電体ブロック１と凹部３の内面に形成された内導体４との接合も安定して、入出力用導体６との間の容量成分が安定化する。
【００３９】
また、上述の製造方法で、外導体５と入出力用導体６との境界部分の離間領域７が、有機レジスト膜のレジストペーストの所定形状の印刷と、塗布膜の焼き付けによる焼失または炭化で形成されることになる。従って、この離間領域７を形成するにあたり、誘電体ブロック１を機械的に処理することがないため、特に、内導体４と入出力用導体６との間の誘電体ブロック１の物理的な状況が変化しないため、これによっても安定した共振特性が維持できることになる。
【００４０】
尚、上述の実施例では、１つの誘電体ブッロク１に、椀状凹部３を有する貫通孔２が１つだけ形成されているが、１つの誘電体ブロックに、椀状凹部３を有する貫通孔２を複数形成しても構わない。
【００４１】
また、内導体４、外導体５、入出力用導体６との表面にＣｕなどの電解メッキを形成してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、凹部の内面に形成される内導体を均一な膜厚で、且つ導体欠陥（ひび）などがなくなり、貫通孔部分の内導体から安定に連続した内導体となり、共振特性の維持向上が可能となる。
【００４３】
また、凹部の内面に形成される内導体と誘電体ブロックとの接着性も向上し、入出力用導体と内導体との間の容量成分の安定化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘電体共振部材の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】本発明の誘電体共振部材の製造方法を説明する工程図である。
【図４】従来の誘電体共振部材であり、図２に対応する位置での断面図である。
【図５】従来の誘電体共振部材に関し、図４の丸で囲んだ部位の拡大図である。
【符号の説明】
１・・・・誘電体共振部材
２・・・・貫通孔
３・・・・凹部
４・・・・内導体
５・・・・外導体
６・・・・入出力用導体
【図１】
0003934809.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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