(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを含有し、１０００℃以下で焼成可能な低温焼成セラミック誘電体で形成したセラミック誘電体部品の電気特性を調整する方法において、
前記セラミック誘電体部品の焼成後に、該セラミック誘電体部品を８５０℃付近から前記セラミック誘電体部品の焼成温度付近までの範囲で熱処理することで、前記セラミック誘電体部品の中心周波数を熱処理前の中心周波数よりも低くすることを特徴とするセラミック誘電体部品の電気特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック誘電体部品の電気特性を調整する方法を改良したセラミック誘電体部品の電気特性調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯用情報通信機器等においては、帯域通過フィルタとして誘電体フィルタが広く使用されている。この誘電体フィルタは、直方体形状又は円筒形状に成形されたセラミック誘電体の所定位置に表面電極を形成した構造となっている。この誘電体フィルタは、製造ばらつき等によって中心周波数がばらつくため、誘電体フィルタの製造後に中心周波数を調整する工程が必要となる。
【０００３】
従来の誘電体フィルタの中心周波数の調整方法は、誘電体フィルタの製造後に表面電極の形状又はセラミック誘電体の形状を調整することで、誘電体フィルタの中心周波数を調整するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の誘電体フィルタの中心周波数の調整方法では、誘電体フィルタの製造後に表面電極の形状又はセラミック誘電体の形状を調整するため、調整作業が面倒である上に、誘電体フィルタを１個ずつ調整しなければならず、調整作業の能率が非常に悪く、その分、生産コストが高くつくという欠点があった。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、セラミック誘電体部品の中心周波数等の電気特性を能率良く調整することができ、生産性向上、生産コスト低減を実現することができるセラミック誘電体部品の電気特性調整方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック誘電体部品の電気特性調整方法は、ガラスを含有し、１０００℃以下で焼成可能な低温焼成セラミック誘電体で形成したセラミック誘電体部品の電気特性を調整する方法において、前記セラミック誘電体部品の焼成後に、該セラミック誘電体部品を８５０℃付近から前記セラミック誘電体部品の焼成温度付近までの範囲で熱処理することで、前記セラミック誘電体部品の中心周波数を熱処理前の中心周波数よりも低くすることで、該セラミック誘電体部品の電気特性を調整するようにしたものである。
【０００７】
すなわち、焼成後のセラミック誘電体部品を中心周波数等の電気特性のずれ量に応じて選別し、同じずれ量のセラミック誘電体部品をまとめて熱処理する。この際、電気特性のずれ量に応じて熱処理温度を調整することで、セラミック誘電体部品の電気特性を所望の特性に調整する。これにより、多数のセラミック誘電体部品の電気特性を一回の熱処理で能率良く調整することが可能となる。しかも、後述の実験結果から明らかなように、熱処理温度が８５０℃付近から焼成温度付近までの範囲では、熱処理温度に応じて中心周波数が直線的に低周波数域側に変化するので、この範囲で熱処理温度を調整すれば、中心周波数の調整を容易に行うことができ、したがって、セラミック誘電体部品の信頼性を維持しながら、中心周波数を能率良く調整することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
本発明の実施形態（１）では、誘電体フィルタ１１の中心周波数の調整を熱処理によって行う。図１に示すように、誘電体フィルタ１１は、低温焼成セラミック誘電体１２の表面に厚膜法で表面電極１３を形成した構造となっている。低温焼成セラミック誘電体１２としては、例えば、Ｂａ−Ｎｄ−Ｔｉ−Ｂｉ−Ｐｂ−ガラス添加物系、珪酸塩系（ＢａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 等）、Ｐｂ系ペロブスカイト系等、１０００℃以下で焼成可能な低温焼成セラミック誘電体を用いれば良い。また、表面電極１３は、低温焼成セラミック誘電体１２と同時焼成可能な厚膜導体、例えばＡｇ、Ａｇ／Ｐｄ、Ａｇ／Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ等を用いれば良い。尚、表面電極１３は、低温焼成セラミック誘電体１２と同時焼成したり、或は、低温焼成セラミック誘電体１２の焼成後に表面電極１３を厚膜法で後付けするようにしても良い。
【００１１】
この誘電体フィルタ１１の中心周波数を調整する場合は、焼成後の誘電体フィルタ１１を中心周波数のずれ量に応じて選別し、同じずれ量の誘電体フィルタ１１をまとめて熱処理する。この際、中心周波数のずれ量に応じて、熱処理温度を７００℃から誘電体フィルタ１１の焼成温度までの範囲で調整することで、誘電体フィルタ１１の中心周波数を所望の中心周波数に調整する。これにより、多数の誘電体フィルタ１１の中心周波数を１度の熱処理で能率良く調整することが可能となり、生産性向上、生産コスト低減を実現することができる。
【００１２】
本発明者は、誘電体フィルタ１１の熱処理温度と熱処理後の中心周波数との関係を評価する試験を行ったので、その試験結果を次の表１に示す。
【００１３】
【表１】
0004348587.tif 000002
【００１４】
この試験に用いた誘電体フィルタ１１の低温焼成セラミック誘電体１２は、Ｂａ−Ｎｄ−Ｔｉ−Ｂｉ−Ｐｂ−ガラス添加物系の低温焼成セラミック誘電体であり、表面電極１３は、Ａｇ導体で形成されている。この誘電体フィルタ１１の焼成温度は９３０℃である。熱処理は、それぞれ大気中で１時間行った。
【００１５】
熱処理前の誘電体フィルタ１１の中心周波数は８７０ＭＨｚであり、熱処理後の中心周波数は、熱処理温度によって変化することが確認された。熱処理温度が７３０℃、７８０℃、８３０℃の場合は、熱処理後の中心周波数が熱処理前の中心周波数よりも高くなり、熱処理温度が８７０℃、９００℃の場合は、熱処理後の中心周波数が熱処理前の中心周波数よりも低下した。尚、熱処理温度が８３０〜８７０℃の範囲で、熱処理の前後で中心周波数がほとんど変化しない温度Ｔが存在し、熱処理温度がこの温度Ｔよりも高くなると、熱処理後の中心周波数が熱処理前の中心周波数よりも低下し、反対に、熱処理温度がこの温度Ｔよりも低くなると、熱処理後の中心周波数が熱処理前の中心周波数よりも高くなる。
【００１６】
この場合、熱処理温度が７００℃よりも低いと、熱処理の効果が少なく、中心周波数の変化幅が少ない。また、熱処理温度が焼成温度（９３０℃）よりも高いと、誘電体フィルタ１１の物理特性、電気特性が高熱で劣化し、誘電体フィルタ１１の信頼性が低下する。従って、熱処理温度を７００℃から焼成温度（９３０℃）までの範囲で調整すれば、誘電体フィルタ１１の信頼性を維持しながら、中心周波数を能率良く調整することができる。特に、熱処理温度が８５０℃付近から焼成温度（９３０℃）付近までの範囲では、熱処理温度に応じて中心周波数が直線的に低周波数域側に変化するため、この範囲で熱処理温度を調整すれば、中心周波数の調整が容易である。
【００１７】
尚、本実施形態（１）の熱処理による中心周波数の調整は、種々の構造の誘電体フィルタに適用でき、更に、誘電体フィルタの他に、共振器等の他のセラミック誘電体部品にも適用できる。また、セラミック誘電体部品の中心周波数以外の電気特性を熱処理によって調整するようにしても良い。また、熱処理後に、表面電極１３の表面をめっき処理するようにしても良い。
【００１８】
［実施形態（２）］
本発明の実施形態（２）では、図２に示すように、誘電体フィルタ１１の表面電極１３の表面に形成するめっき膜１４の膜厚を調整することで、誘電体フィルタ１１の中心周波数を調整する。誘電体フィルタ１１の低温焼成セラミック誘電体１２と表面電極１３は、前記実施形態（１）と同じである。
【００１９】
この誘電体フィルタ１１の中心周波数を調整する場合は、焼成後（めっき処理前）の誘電体フィルタ１１を中心周波数のずれ量に応じて選別し、同じずれ量の誘電体フィルタ１１の表面電極１３をまとめてめっき処理して、表面電極１３の表面にめっき膜１４を形成する。このめっき処理の前後で、誘電体フィルタ１１のフィルタ特性が図３に示すように変化し、めっき処理後の中心周波数がめっき処理前の中心周波数よりも低周波数域側に変化する。このめっき処理工程で、中心周波数のずれ量に応じてめっき膜１４の膜厚を２０μｍ以下の範囲で調整することで、誘電体フィルタ１１の中心周波数を所望の中心周波数に調整する。これにより、多数の誘電体フィルタ１１を中心周波数を１度のめっき処理で能率良く調整することが可能となる。
【００２０】
この場合、めっき膜１４は、Ｎｉめっきを下地とするＳｎめっき、或は、Ｎｉめっきを下地とするＡｕめっき等、表面電極１３の仕様に応じてめっきの種類を選択すれば良い。
【００２１】
本発明者は、めっき膜１４の膜厚と、誘電体フィルタ１１のめっき処理前後の中心周波数との関係を評価する試験１〜３を行ったので、その試験結果を説明する。この試験１〜３では、表面電極１３の表面に、電解めっきにより、Ｎｉめっきを下地とするＳｎめっき（Ｎｉ／Ｓｎめっき）を施した。
【００２２】
《試験１》
試験１のめっき処理条件とめっき処理前後のフィルタ特性値の変化を次の表２に示す。
【００２３】
【表２】
0004348587.tif 000003
【００２４】
この試験１では、表面電極１３の表面に、６．１μｍのＮｉ／Ｓｎめっき膜（２．３μｍのＮｉめっき膜と３．８μｍのＳｎめっき膜）を形成することで、中心周波数を低周波数域側に１．６ＭＨｚに調整できたが、最小損失（挿入損失）の劣化は、０．０３ｄＢにとどまり、無視できる。
【００２５】
《試験２》
試験２のめっき処理条件とめっき処理前後のフィルタ特性値の変化を次の表３に示す。
【００２６】
【表３】
0004348587.tif 000004
【００２７】
この試験２では、表面電極１３の表面に、１２．５μｍのＮｉ／Ｓｎめっき膜（４．５μｍのＮｉめっき膜と８．０μｍのＳｎめっき膜）を形成することで、中心周波数を低周波数域側に３．４ＭＨｚに調整できたが、最小損失の劣化は、０．０５ｄＢにとどまり、無視できる。
【００２８】
《試験３》
試験３のめっき処理条件とめっき処理前後のフィルタ特性値の変化を次の表４に示す。
【００２９】
【表４】
0004348587.tif 000005
【００３０】
この試験３では、表面電極１３の表面に、１４．４μｍのＮｉ／Ｓｎめっき膜（５．２μｍのＮｉめっき膜と９．２μｍのＳｎめっき膜）を形成することで、中心周波数を低周波数域側に４．０ＭＨｚに調整できたが、最小損失の劣化は、０．０１ｄＢにとどまり、無視できる。
【００３１】
以上の試験１〜３の結果から、Ｎｉ／Ｓｎめっき膜の膜厚と中心周波数の変化幅との関係が図４に示すように直線的になることが判明した。Ｎｉ／Ｓｎめっき膜の膜厚は、めっき時間によって調整できるため、予め、めっき時間と中心周波数の変化幅との関係を実験等で測定しておき、焼成後（めっき処理前）の誘電体フィルタ１１を中心周波数のずれ量に応じてめっき時間を決めてめっき処理すれば、中心周波数の調整を簡単且つ精度良く行うことができる。尚、めっき膜の膜厚は、めっき処理時の電流によっても変化するため、電流によってめっき膜の膜厚を調整するようにしたり、勿論、電流とめっき時間の両方でめっき膜の膜厚を調整するようにしても良い。
【００３２】
図４から明らかなように、めっき膜の膜厚が厚くなるほど、中心周波数の変化幅が直線的に大きくなるが、めっき膜の膜厚が２０μｍよりも厚くなると、最小損失の劣化が大きくなり、その影響を無視できなくなる。従って、最小損失の劣化を小さくするために、めっき膜の膜厚は２０μｍ以下にすることが好ましく、めっき膜の膜厚を２０μｍ以下の範囲で調整すれば、最小損失の劣化を抑えながら中心周波数を能率良く調整できる。
【００３３】
尚、本実施形態（２）のめっき処理による中心周波数の調整は、種々の構造の誘電体フィルタに適用でき、更に、誘電体フィルタの他に、共振器等の他のセラミック誘電体部品にも適用できる。セラミック誘電体も１０００℃以下で焼成する低温焼成セラミック誘電体に限定されず、１０００℃以上で焼成するセラミック誘電体を用いても良い。また、セラミック誘電体部品の中心周波数以外の電気特性をめっき処理によって調整するようにしても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明のセラミック誘電体部品の電気特性調整方法は、ガラスを含有し、１０００℃以下で焼成可能な低温焼成セラミック誘電体で形成したセラミック誘電体部品の電気特性を調整する方法において、前記セラミック誘電体部品の焼成後に、該セラミック誘電体部品を８５０℃付近から前記セラミック誘電体部品の焼成温度付近までの範囲で熱処理することで、前記セラミック誘電体部品の中心周波数を熱処理前の中心周波数よりも低くするので、多数のセラミック誘電体部品の電気特性を一回の熱処理で能率良く調整することが可能となり、生産性向上、生産コスト低減を実現することができる。
【００３５】
しかも、熱処理温度が８５０℃から焼成温度までの範囲では、熱処理温度に応じて中心周波数が直線的に低周波数域側に変化するので、この範囲で熱処理温度を調整すれば、中心周波数の調整を容易に行うことができる。したがって、セラミック誘電体部品の信頼性を維持しながら、中心周波数を能率良く調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）で用いる誘電体フィルタの縦断面図
【図２】本発明の実施形態（２）で用いる誘電体フィルタの縦断面図
【図３】めっき処理前後の誘電体フィルタのフィルタ特性の変化を示す図
【図４】めっき膜の膜厚と中心周波数の変化幅との関係を測定した実験データを示す図
【符号の説明】
１１…誘電体フィルタ（セラミック誘電体部品）、１２…低温焼成セラミック誘電体、１３…表面電極、１４…めっき膜。
【図１】
0004348587.tif 000006
【図２】
0004348587.tif 000007
【図３】
0004348587.tif 000008
【図４】
0004348587.tif 000009