(57)【要約】【課題】大電力高周波信号を入力して動作させた場合でも温度上昇が抑えられて性能劣化が少なく、且つ部品点数が少なく安価な誘電体共振部品を提供する。【解決手段】誘電体ブロック２０は、第１端面２１ａおよび第２端面２１ｂ、並びにこれら端面の外周縁の間に位置する外側面２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆにより画定される基本形状部２１を持つ。この基本形状部に外側面に沿って第１端面から第２端面まで貫通して貫通孔２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅが形成され、貫通孔内面に内導体膜２３が形成され、第２端面に短絡導体膜２４が形成され、外側面に外導体膜２５が形成され、貫通孔に対応して形成される共振器同士を結合させる結合導体膜２６が第１端面に形成され、入出力電極膜２７が共振器のいずれかと結合する。誘電体ブロック２０は基本形状部２１の外側面２１ｅから突出する複数の突起からなる放熱用突起構造部２８を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対側に位置する第１の端面および第２の端面を持つ誘電体ブロック；該誘電体ブロックに前記第１の端面から第２の端面まで貫通して形成された複数の貫通孔；及び、該貫通孔のそれぞれに対応して形成される共振器のうちのいずれかと結合する入出力電極を含んでなる誘電体共振部品であって、
前記誘電体ブロックは前記第１及び第２の端面以外の面を含んで構成される放熱用突起構造部を有することを特徴とする誘電体共振部品。
【請求項２】
互いに反対側に位置する第１の端面および第２の端面、並びに前記第１の端面の外周縁と前記第２の端面の外周縁との間に位置する複数の外側面により画定される基本形状部を持つ誘電体ブロック；該誘電体ブロックの基本形状部に前記外側面に沿って前記第１の端面から第２の端面まで貫通して形成された複数の貫通孔；該貫通孔の内面に形成された内導体膜；前記第２の端面に形成された短絡導体膜；前記外側面のうちの少なくとも一部に形成された外導体膜；前記貫通孔のそれぞれに対応して形成される共振器同士を結合させ、前記第１の端面に形成される結合導体膜；及び、前記共振器のうちのいずれかと結合する入出力電極を含んでなる誘電体共振部品であって、
前記誘電体ブロックは前記基本形状部の外側面から突出する複数の突起からなる放熱用突起構造部を有することを特徴とする誘電体共振部品。
【請求項３】
前記誘電体ブロックの基本形状部の外側面は平面からなることを特徴とする、請求項２に記載の誘電体共振部品。
【請求項４】
前記放熱用突起構造部は複数の板形状の突起からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の誘電体共振部品。
【請求項５】
前記放熱用突起構造部の外面には導体膜が形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の誘電体共振部品。
【請求項６】
前記放熱用突起構造部の表面積は、該放熱用突起構造部を除去した場合の前記誘電体ブロックの表面積または前記基本形状部の表面積の０．５倍〜５倍であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の誘電体共振部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体ブロックに複数の貫通孔を形成し、該貫通孔に対応して複数の共振器を形成し、これら共振器を結合させることで構成される、誘電体フィルタや誘電体送受共用器などの誘電体共振部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの移動通信機器に用いられる機能性電子部品である誘電体フィルタや誘電体送受共用器としては、誘電体ブロックを用い、これに複数の共振器を作り込んでなる一体型の誘電体共振部品がしばしば用いられる。このような誘電体共振部品に外部から大電力高周波信号を入力して動作させると、誘電体共振部品は発熱する。
【０００３】
近年、移動通信機器には小型化が要請されており、これに伴い該移動通信機器に用いられる誘電体共振部品にも小型化が要請されている。小型化した誘電体共振部品は、表面積が小さいため発熱に伴う表面からの放熱が困難になる。その場合、誘電体共振部品の温度が上昇しすぎて無負荷Ｑが低下するなど電気的特性の劣化が生じやすい。
【０００４】
このような問題を解決し、放熱を促進するために、たとえば実開平５−２４０１号公報［特許文献１］には、プリント基板に金属製放熱板を貼設し、誘電体フィルタなどの機能性電子部品を放熱板上に実装することが提案されている。
【０００５】
また、特開平１１−１４５７０８号公報［特許文献２］には、誘電体フィルタや誘電体デュプレクサ（誘電体送受共用器）を構成する誘電体共振器の発熱部分に凹部を形成し、該凹部に伝熱部材を挿入して放熱を促すことが提案されている。
【特許文献１】実開平５−２４０１号公報
【特許文献２】特開平１１−１４５７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の手法では、別途放熱板を設ける必要があり、部品点数が増える。また、誘電体フィルタなどの機能性電子部品の実装方法も複雑になるため、部品コストおよび組み立てコストが増大する。
【０００７】
また、特許文献２の手法においても、別途伝熱部材が必要であり、部品点数が増える。さらに、構造も複雑になり組み立てコストも増大する。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、大電力高周波信号を入力して動作させた場合でも温度上昇が抑えられて性能劣化が少なく、且つ部品点数が少なく安価な誘電体共振部品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】
【０００９】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
互いに反対側に位置する第１の端面および第２の端面を持つ誘電体ブロック；該誘電体ブロックに前記第１の端面から第２の端面まで貫通して形成された複数の貫通孔；及び、該貫通孔のそれぞれに対応して形成される共振器のうちのいずれかと結合する入出力電極を含んでなる誘電体共振部品であって、
前記誘電体ブロックは前記第１及び第２の端面以外の面を含んで構成される放熱用突起構造部を有することを特徴とする誘電体共振部品、
が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
互いに反対側に位置する第１の端面および第２の端面、並びに前記第１の端面の外周縁と前記第２の端面の外周縁との間に位置する複数の外側面により画定される基本形状部を持つ誘電体ブロック；該誘電体ブロックの基本形状部に前記外側面に沿って前記第１の端面から第２の端面まで貫通して形成された複数の貫通孔；該貫通孔の内面に形成された内導体膜；前記第２の端面に形成された短絡導体膜；前記外側面のうちの少なくとも一部に形成された外導体膜；前記貫通孔のそれぞれに対応して形成される共振器同士を結合させ、前記第１の端面に形成される結合導体膜；及び、前記共振器のうちのいずれかと結合する入出力電極を含んでなる誘電体共振部品であって、
前記誘電体ブロックは前記基本形状部の外側面から突出する複数の突起からなる放熱用突起構造部を有することを特徴とする誘電体共振部品、
が提供される。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記誘電体ブロックの基本形状部の外側面は平面からなる。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記放熱用突起構造部は複数の板形状の突起からなる。本発明の一態様においては、前記放熱用突起構造部の外面には導体膜が形成されている。本発明の一態様においては、前記放熱用突起構造部の表面積は、該放熱用突起構造部を除去した場合の前記誘電体ブロックの表面積または前記基本形状部の表面積の０．５倍〜５倍である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部品点数を増加させることなく効率的な放熱が可能となるため、大電力高周波信号を入力した場合でも誘電体共振部品の温度上昇が抑えられ、安価で高性能な誘電体共振部品が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１、図２及び図３はいずれも本発明による誘電体共振部品の一実施形態を示す模式的斜視図であり、図４は本実施形態の誘電体共振部品の模式的部分断面図である。また、図５は、参考例として示す誘電体共振部品の模式的部分断面図である。
【００１５】
本実施形態の誘電体共振部品は、高周波誘電体フィルタである。この誘電体フィルタは、誘電体ブロック２０を用いて形成される。誘電体ブロック２０の材質としては、たとえば比誘電率εｒが９３程度の誘電体セラミックを使用することができる。
【００１６】
誘電体ブロック２０は、長さL、幅W及び高さHの略直方体形状の基本形状部２１を持つ。長さLはたとえば約７．６ｍｍであり、幅Wはたとえば約５１ｍｍであり、高さHはたとえば約７ｍｍである。すなわち、基本形状部２１は、互いに反対側に位置する長方形状の第１の端面２１ａおよび第２の端面２１ｂ、並びに第１の端面２１ａの外周縁と第２の端面２１ｂの外周縁との間に位置する４つの外側面２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆにより画定される。これらの外側面は平面からなる。
【００１７】
誘電体ブロック２０の基本形状部２１には、上記外側面２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆに沿って第１の端面２１ａから第２の端面２１ｂまで貫通して、互いに平行な５つの断面円形の貫通孔２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅが形成されている。これらの貫通孔の内面には、内導体膜２３が形成されている。これらの貫通孔は誘電体ブロック基本形状部２１の幅方向に配列されている。第２の端面２１ｂには短絡導体膜２４が形成されており、外側面２１ｄ，２１ｆの全体及び外側面２１ｃ，２１ｅの一部には外導体膜２５が形成されている。短絡導体膜２４は、内導体膜２３と外導体膜２５とを接続している。
【００１８】
貫通孔２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅのそれぞれに対応して、１／４波長型の共振器が形成される。これらの共振器同士を結合させるようにして、第１の端面２１ａには結合導体膜２６が形成されている。これらの結合導体膜２６のうちのいくつかは内導体膜２３と接続されており、他のいくつかは外導体膜２５と接続されて互いに隣接する貫通孔の間に位置している。かくして、各貫通孔に対応して形成される誘電体共振器が誘導性結合により５段に結合された誘電体バンドパスフィルタが形成される。
【００１９】
第１の端面２１ａから外側面２１ｃにかけて、両端の貫通孔２２Ａ，２２Ｅに対応する共振器との容量結合を形成する入出力電極を構成する入出力電極膜２７が形成されている。これらの入出力電極膜は、外部回路との接続に用いられる。たとえば、外側面２１ｃを実装基板に接合させて表面実装を行い、外側面２１ｃまで延びた入出力電極膜２７を実装基板の回路の入出力端子と接続させることができる。
【００２０】
誘電体ブロック２０は、第１の端面２１ａおよび第２の端面２１ｂ以外の面を含んで構成される放熱用突起構造部２８を有する。放熱用突起構造部２８は、基本形状部２１の外側面２１ｅから外方へと突出する複数の突起からなる。尚、図においては、放熱用突起構造部の突起自体も符号２８で指示されている。放熱用突起構造部２８の各突起は、長さL’、厚さW’及び高さH’の略矩形板形状をなしており、外側面２１ｅを横切り特に該外側面２１ｅと直交する主面を持つ。このような突起がピッチＰで配列されている。本実施形態では、長さL’はたとえば上記長さＬと同一で約７．６ｍｍであり、厚さW’はたとえば約１．５ｍｍであり、高さH’はたとえば約６ｍｍであり、配列ピッチＰはたとえば約３ｍｍである。突起を板形状とすることにより、突起の強度を維持しつつ放熱用突起構造部２８の表面積を効果的に増加させることができる。
【００２１】
図４に示されているように、放熱用突起構造部２８は、基本形状部２１と同一の材質からなり且つ一体的に形成されている。ここでいう「一体的」とは、部材の内部組織が連続していることをいうものとし、接着剤による接着のように単に部材同士を機械的に一体化したものは含まないものとする。このような基本形状部２１及び放熱用突起構造部２８からなる誘電体ブロック２０は、たとえば射出成形法を用いた一体成形により製造することができる。放熱用突起構造部２８の外面には、外導体膜２５’が形成されている。外導体膜２５’は外導体膜２５と接続されている。
【００２２】
放熱用突起構造部２８の表面積すなわち全突起の表面積の合計は、放熱用突起構造部２８を除去した場合の誘電体ブロック２０の表面積（端面及び外側面の面積の合計であり、貫通孔内面の面積を含まない）すなわち基本形状部２１の表面積（端面及び外側面の面積の合計であり、貫通孔内面の面積を含まない）の０．５倍〜５倍の範囲内にあるのが好ましい。この誘電体ブロック２０の表面積すなわち基本形状部２１の表面積に対する放熱用突起構造部２８の表面積の割合については、放熱機能を高めるためには０．５倍以上であるのが好ましく、形状の形成しやすさおよび重量や寸法の増加の抑制の観点からは５倍以下であるのが好ましい。このような放熱用突起構造部２８の表面積の調整は、各突起の高さや設置個数を変化させることで行うことができる。
【００２３】
上記の内導体膜２３、短絡導体膜２４、外導体膜２５，２５’、結合導体膜２６、及び入出力電極膜２７は、たとえば銀膜からなる。
【００２４】
以上のような本実施形態の誘電体共振部品の誘電体ブロック２０においては、基本形状部２１が誘電体フィルタとして機能する部分であり、放熱用突起構造部２８が放熱体として機能する部分である。放熱用突起構造部２８が存在することに起因してフィルタ特性が劣化するようなことは、実質上ない。本実施形態では、放熱用突起構造部２８の外面に外導体膜２５’を形成しているので、フィルタ特性を一層良好に維持しつつ良好な放熱を行うことができる。
【００２５】
尚、参考例として図５に示される誘電体フィルタの誘電体ブロック２０は、図１〜図４で示される本発明実施形態の誘電体フィルタの誘電体ブロック２０の基本形状部２１のみからなり、且つ外側面２１ｅの全体に外導体膜２５を形成したものである。
【００２６】
以上のような本実施形態の誘電体共振部品の放熱効果を調べた。誘電体ブロック２０として、比誘電率εｒが９３で、基本形状部２１の寸法が幅Ｗ５１ｍｍ、長さＬ７．６ｍｍ及び高さＨ７ｍｍで、放熱用突起構造部２８の各突起の寸法が高さＨ’６ｍｍ、長さＬ’７．６ｍｍ及び厚さW’１．５ｍｍで、突起の配列ピッチＰが３ｍｍで、突起の個数が１７個のものを用いた。これにより、放熱用突起構造部２８を除去した場合の誘電体ブロック２０の表面積または基本形状部２１の表面積を基準として、放熱用突起構造部２８の表面積は約１．３倍となった。放熱効果は、高周波信号を入力したときの温度上昇を測定することで行った。比較のために、図５に示される参考例の誘電体共振部品の放熱効果をも、同一条件下で調べた。以上の結果を図６に示す。
【００２７】
図６のグラフにおいて、横軸は連続高周波信号（８１４．５ＭＨｚ）が誘電体フィルタを経由して出力された電力を示し、縦軸は誘電体ブロック２０の第２の端面２１ｂの表面温度を示す。実線は本発明実施形態に属するものの温度変化であり、破線は図５の参考例に属するものの温度変化である。このグラフより、放熱用突起構造部２８を有する本発明実施形態に属するもののほうが図５の参考例に属するものより温度上昇が押さえられていることがわかる。その結果、本発明実施形態によれば、温度上昇による無負荷Ｑ低下が抑えられ高性能な電気的特性が維持される。本発明実施形態に属するものと参考例に属するものとの温度差は、出力電力が大きいほど大きくなっており、従って、本発明は特に大電力信号が入力される場合の放熱効果の改善において格別であるといえる。
【００２８】
図７に本発明実施形態に属するバンドパスフィルタの周波数特性を示し、図８に参考例に属するバンドパスフィルタの周波数特性を示す。これらは同一の出力電力条件下で測定されたものである。本発明実施形態においては、放熱用突起構造部２８が存在することに起因してフィルタ特性が劣化するようなことがないことが分かる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、誘電体ブロック２０に、第１の端面２１ａおよび第２の端面２１ｂ以外の面を含んで構成される放熱用突起構造部２８、すなわち誘電体ブロック基本形状部２１の外側面２１ｅから突出する複数の突起からなる放熱用突起構造部２８を設けることで、誘電体ブロック２０の表面積を大きくすることができ、放熱が良好になる。特に、放熱用突起構造部２８の突起が誘電体ブロック基本形状部２１と一体的に形成されていることで、部品点数を増加させることなく効率的な放熱が可能となるため、大電力高周波信号を入力した場合でも誘電体共振部品の温度上昇が抑えられ、安価で高性能な誘電体共振部品を提供できる。
【００３０】
本発明においては、放熱用突起構造部２８の突起の形状は上記実施形態のものに限定されない。たとえば、図９〜図１１に示されるような形状の突起２８からなる放熱用突起構造部が可能である。すなわち、放熱用突起構造部の形成されている誘電体ブロック基本形状部２１の外側面２１ｅに対して垂直方向から見た放熱用突起構造部の各突起２８の形状は、図７の形態では波形状であり、図８の形態では散点状であり、図９の形態では幅Ｗ方向に延びた直線状である。
【００３１】
また、放熱用突起構造部の形成部位は上記実施形態のものに限定されない。たとえば、外側面２１ｅ以外に、外側面２１ｄ，２１ｆに形成しても良く、更には、誘電体共振部品が表面実装以外の手法（たとえば入出力電極膜２７を第１の端面２１ａのみに形成しておき、ここから直接リード線等によって信号を取り出すような実装手法）により実装される場合には、外側面２１ｃに形成しても良い。２つ以上の外側面に放熱用突起構造部を形成することで、放熱効果を一層高めることができる。
【００３２】
また、誘電体ブロック２０に形成する貫通孔の数、形状及び寸法も上記実施形態のものに限定されない。
【００３３】
上記実施形態においては、誘電体共振部品が誘電体バンドパスフィルタである例が示されているが、本発明は、これに限定されるものではなく、誘電体共振部品が例えばその他の誘電体フィルタや誘電体送受共用器であるものであっても、同様な作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による誘電体共振部品の一実施形態を示す模式的斜視図である。
【図２】図１の誘電体共振部品の模式的斜視図である。
【図３】図１の誘電体共振部品の模式的斜視図である。
【図４】図１の誘電体共振部品の模式的部分断面図である。
【図５】参考例として示す誘電体共振部品の模式的斜視図である。
【図６】図１の誘電体共振部品の放熱効果を示す図である。
【図７】図１の誘電体共振部品の周波数特性図である。
【図８】参考例の誘電体共振部品の周波数特性図である。
【図９】本発明による誘電体共振部品の誘電体ブロックの放熱用突起構造部の突起の一形態を示す模式図である。
【図１０】本発明による誘電体共振部品の誘電体ブロックの放熱用突起構造部の突起の一形態を示す模式図である。
【図１１】本発明による誘電体共振部品の誘電体ブロックの放熱用突起構造部の突起の一形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
２０  誘電体ブロック
２１  基本形状部
２１ａ  第１の端面
２１ｂ  第２の端面
２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ  外側面
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ  貫通孔
２３  内導体膜
２４  短絡導体膜
２５，２５’  外導体膜
２６  結合導体膜
２７  入出力電極膜
２８  放熱用突起構造部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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