JPH04330805A - 誘電体トリプレートストリップ線路共振回路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体トリプレートス
トリップ線路共振回路及びその製造方法に関し、特にそ
の共振回路のＱ値を向上させるのに好適な内導体形成に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘電体基板内に形成されたトリプ
レートストリップ線路共振回路はマイクロストリップ線
路に比較して実効誘電率が大きく、素子が小型になる。 この共振回路を多層誘電体基板内に組み込めば、電圧制
御発振器（ＶＣＯ）や周波数シンセサイザの小型化に寄
与する。また、多層誘電体基板によるトリプレートスト
リップ線路共振回路の製造では、誘電体と電極にあたる
地導体や内導体を同時に焼成（コファイア法と称する）
して小型化、信頼性及び生産性向上等を図っている。こ
の従来のコファイア法による誘電体トリプレートストリ
ップ線路共振回路の製造工程を図７ａ〜図７ｆに示す。 ここで、図を簡易にするために導波管モードサプレッサ
等は省略している。以下、図７ａ〜図７ｆにより製造工
程を説明する。

【０００３】まず、図７ａに示すように、第１層誘電体
コーティングによりポリエステルフィルム１１上に第１
層誘電体シート１２を形成する。次に図７ｂに示すよう
に内導体１３を印刷する。

【０００４】次に、図７ｃに示すように、第２層誘電体
コーティングにより第１層誘電体シート１２上に第２層
誘電体シート１４を形成する。次に共振回路の切り離し
とプレス・焼成を行う。すなわち、形成された２層の誘
電体シートからポリエステルフィルム１１を切り離し、
プレス・焼成を行う。これにより、図７ｄに示すように
２層誘電体基板１５ができる。

【０００５】次に、図７ｅに示すように、この２層誘電
体基板１５の上下に地導体１６を焼付け、入出力端子１
７を形成する。これにより２層誘電体トリプレートスト
リップ線路が製造される。これを切断して図７ｆに示す
ような２層誘電体トリプレートストリップ線路共振回路
１８ができあがる。

【０００６】このようなコファイア法により製造したト
リプレートストリップ線路リング共振回路の構造図を図
８に示す。ここで、８１は誘電体基板、８２はリング状
の内導体、８３は入出力端子、８４は地導体である。図
８に示したトリプレートストリップ線路リング共振回路
と共振周波数が大体等しいマイクロストリップ線路のリ
ング共振回路とのＱ値の測定結果の比較を図９に示す。 ここで、測定に使用したトリプレートストリップ線路リ
ング共振回路は、誘電体基板の誘電率ε＝７．８、基板
寸法５５ｍｍ×４５ｍｍ×１．４ｍｍ、内導体直径３０
ｍｍ、内導体幅１．０ｍｍである。また、マイクロスト
リップ線路リング共振回路は、誘電体基板の誘電率ε＝
７．８、基板寸法５５ｍｍ×４５ｍｍ×０．７ｍｍ、内
導体直径３４ｍｍ、内導体幅１．０ｍｍである。図９か
ら明らかなように、共振周波数が大体等しいのに対し、
トリプレートストリップ線路共振回路ではＱ値が９８と
なり、マイクロストリップ線路共振回路ではＱ値が１５
０となり、トリプレートストリップ線路共振回路のＱ値
が明らかに低い。

【０００７】Ｑ値が低い理由を調べる一環として、トリ
プレートストリップ線路につき内導体の断面形状を調べ
た結果を図１０に示す。ストリップ線路の内導体上の高
周波電流密度は図１０に破線で示されるように分布して
いる。検討した結果、コファイアしたトリプレートスト
リップ線路では製造工程で内導体がプレスされるために
縁の部分が薄くなりＱ値が低下すると判明した。すなわ
ち、縁の部分は電流密度が高いので、この部分が薄くな
ると内導体の実効抵抗が増大してＱ値が低下する。

【０００８】このようなトラブルを避ける方法としては
図１１に示すように内導体を２〜３層にして縁の電気抵
抗を減少させる方法が知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図１１に示した方法によりトリプレートストリップ
線路を製造すると、内導体間の位置合わせが困難であり
、線路インピーダンスや共振周波数を設計値に一致させ
るのが困難であるという問題があった。

【００１０】また、本出願人は先に高いＱ値を実現する
ため、誘電体基板を製造する際に熱分解する材質で内導
体の形状を中子として形成しておき、誘電体焼成時に中
子が熱分解してできた空孔部に溶融した銀などを圧入し
て内導体を形成する方法を提案している（特願平３−２
９００４号明細書参照）。このような製造方法（工程）
の例を図１２ａ〜図１２ｆに示す。以下、図１２ａ〜図
１２ｆにより製造工程を説明する。

【００１１】まず、図１２ａに示すように、第１層誘電
体コーティングによりポリエステルフィルム１０１上に
第１層誘電体シート１０２を形成し、その第１層誘電体
シート１０２上にしゃへい電極１０３、入出力端子１０
４及び内導体用中子（カーボン）１０５を印刷する。

【００１２】次に、図１２ｂに示すように、第２層誘電
体コーティングにより第１層誘電体シート１０２上に第
２層誘電体シート１０６を形成し、その第２層誘電体シ
ート１０６上に地導体１０７を印刷する。このとき、結
合孔１０８を設け、第２層誘電体シート１０６上には貼
り代（図示せず）を取っておく。さらに、第３層誘電体
コーティングにより第２層誘電体シート１０６上に第３
層誘電体シート１０９を形成し、しゃへい電極１１０と
内導体用中子（カーボン）１１１を印刷する。

【００１３】次に、図１２ｃに示すように、第４層誘電
体コーティングにより第４層誘電体シート１１２を形成
する。

【００１４】次に、素子の切り離しと焼成を行う。すな
わち、形成された４層の誘電シートからポリエステルフ
ィルム１０１を切り離し、焼結温度（約５００℃）以下
の温度で焼成を行う。これにより、図１２ｄに示すよう
に中子１０５、１１１が熱分解して飛散した後の内導体
用空孔部１１３ができる。この内導体用空孔部１１３に
溶融銀を圧入することにより厚さ約３０μｍ　、長さ約
１０ｍｍの内導体１１４が形成できる。

【００１５】次に、図１２ｆに示すように、外側の地導
体（例えば、銀パラジウム）１１５と入出力端子１１６
を印刷し、内導体の開放端側の側面に短絡電極１１７を
形成する。このようにして、誘電体基板内部に金属銀の
電極を形成できる。

【００１６】以上のような銀を圧入して内導体を形成す
る方法においても中子としてカーボンペーストのような
柔軟性のある材質を使用するので、コファイア法と同様
に内導体の縁部にあたる空孔部が押しつぶされて薄くな
りＱ値が低下するという問題点があった。

【００１７】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解決し、簡便な部材または工程を追加するだけでＱ値
を向上させる誘電体トリプレートストリップ線路共振回
路及びその製造方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明の誘電体トリプレートストリップ線路共振回路
は、誘電体トリプレートストリップ線路共振回路におい
て、誘電体シート上に印刷された内導体の縁に接するよ
うに、内導体の厚さ以上の誘電体をダミーとして印刷し
た後に誘電体シートを重ねてプレスし、該プレス後焼成
して焼成完了後の内導体の断面を長方形の構造としたこ
とに特徴がある。

【００１９】前記誘電体トリプレートストリップ線路共
振回路において、前記ダミーの幅は、内導体の厚さの２
０倍以内としたことや、前記ダミーの厚さは、内導体の
厚さの１．０５倍〜１．２０倍以下としたこと、前記ダ
ミーの誘電率は、前記誘電体シートの誘電率と同一とし
たことに特徴がある。

【００２０】本発明の誘電体トリプレートストリップ線
路共振回路の製造方法は、誘電体トリプレートストリッ
プ線路共振回路の製造方法において、誘電体シート上に
印刷された内導体の縁に接するように、内導体の厚さ以
上の誘電体をダミーとして印刷した後に誘電体シートを
重ねてプレスし、該プレス後焼成することに特徴がある
。

【００２１】本発明の他の誘電体トリプレートストリッ
プ線路共振回路は、誘電体トリプレートストリップ線路
共振回路において、誘電体シート上に印刷された中子の
縁に接するように、中子の厚さ以上の誘電体をダミーと
して印刷した後に誘電体シートを重ねてプレスし、焼成
時に中子の熱分解により断面が長方形の空孔部を形成し
て、溶融銀の圧入により断面が長方形の内導体を形成す
るように構成されたことに特徴がある。

【００２２】前記他の誘電体トリプレートストリップ線
路共振回路において、前記ダミーの幅は、内導体の厚さ
の２０倍以内としたことや、前記ダミーの厚さは、内導
体の厚さの１．０５倍〜１．２０倍以下としたこと、前
記ダミーの誘電率は、前記誘電体シートの誘電率と同一
としたことに特徴がある。

【００２３】本発明の他の誘電体トリプレートストリッ
プ線路共振回路の製造方法は、誘電体基板によるトリプ
レートストリップ線路共振回路を製造する際に熱分解す
る材質で内導体の形状を中子として形成しておき、誘電
体焼成時に中子が熱分解してできた空孔部に溶融した銀
などを圧入して内導体を形成する誘電体トリプレートス
トリップ線路共振回路の製造方法において、誘電体シー
ト上に印刷された中子の縁に接するように、中子の厚さ
以上の誘電体をダミーとして印刷した後に誘電体シート
を重ねてプレスし、焼成時に中子の熱分解により断面が
長方形の空孔部を形成して、断面が長方形であるような
内導体を形成することに特徴がある。

【００２４】

【作用】本発明においては、誘電体シート上に印刷され
た内導体の縁に接するように、内導体の厚さ以上の誘電
体をダミーとして印刷した後に誘電体シートを重ねてプ
レスし、該プレス後焼成する。

【００２５】また、本発明においては、誘電体シート上
に印刷された中子の縁に接するように、中子の厚さ以上
の誘電体をダミーとして印刷した後に誘電体シートを重
ねてプレスし、焼成時に中子の熱分解により断面が長方
形の空孔部を形成して、断面が長方形であるような内導
体を形成する。

【００２６】これらにより、内導体または内導体用中子
のつぶれを防止でき、高いＱ値を実現できるようになる
。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面により詳細
に説明する。

【００２８】（Ｉ）第１の実施例 図１ａ〜図１ｄは、本発明の第１の実施例を示す誘電体
トリプレートストリップ線路共振回路の製造方法を説明
するための図である。これは、その共振回路の製造方法
のうち内導体形成工程を示しており、他の工程は図７に
示した従来のコファイア法による製造工程と同様である
ので説明を省略する。

【００２９】図１ａ〜図１ｄにおいて、１１はポリエス
テルフィルム、１２は第１層誘電体シート、１３は内導
体、１４は第２層誘電体シート、２１は本発明の特徴的
な誘電体ダミーである。

【００３０】コファイア法によるトリプレートストリッ
プ線路の内導体はガラスフリットを混入した銀ペースト
を焼付けて製造し、厚さは約３０μｍ　である。トリプ
レートストリップ線路共振回路が使用される周波数範囲
は８００ＭＨｚ　〜３ＧＨｚ　である。８００ＭＨｚ　
における銀ペーストの表皮厚さは約５．３μｍ　である
。共振回路のＱ値を内導体の抵抗損により低下させない
ためには銀ペーストの厚さを表皮厚さの３倍以上にしな
ければならない。 一方、銀ペーストは厚さの約６倍であれば充分であるか
ら、厚さに関する条件は満足している。従って、誘電体
層を重ねてプレスする際に内導体の縁がつぶれて薄くな
らなければＱ値が低下することを防ぐことができる。そ
こで、本第１の実施例では、内導体印刷後に内導体縁の
周囲を囲むように誘電体ダミーを印刷する工程を追加し
、プレス時の内導体のつぶれを防止している。

【００３１】以下、本第１の実施例による内導体形成に
ついて説明する。

【００３２】まず、図１ａに示すように、第１層誘電体
コーティングによりポリエステルフィルム１１上に第１
層誘電体シート１２を形成する。次に、図１ｂに示すよ
うに、その第１層誘電体シート１２上に内導体１３を印
刷する。

【００３３】次に、内導体１３の縁をつぶさないため、
図１ｃに示すように内導体１３の縁に接して誘電体ダミ
ー２１を印刷する。この誘電体ダミー印刷時の第１層誘
電体シート１２の断面を図２に示す。ここで、誘電体ダ
ミー２１は、内導体側面の限られた範囲に内導体１３よ
り厚く印刷している。

【００３４】次に、図１ｄに示すように、ダミー印刷さ
れた第１層誘電体シート１２上に第２層誘電体シート１
４を乗せて成形した後に焼成する。この焼成後の内導体
断面を図３に示す。図３から明らかなように、誘電体ダ
ミー２１を設けたことにより内導体１３の縁がつぶれて
いない。従って、焼成完了後の内導体の断面は長方形に
なっている。

【００３５】本第１の実施例の方法により、図８、図９
に示した従来のトリプレートストリップ線路リング共振
回路と同一寸法のリング共振回路を製造した。この製造
されたトリプレートストリップ線路リング共振回路を用
いてＱ値を測定した。測定値は共振周波数が１１７４Ｍ
Ｈｚとなり、Ｑ値が１６２であった。この結果から明ら
かなように内導体１３の両脇に誘電体ダミー２１を印刷
してトリプレートストリップ線路を製造すれば、単層の
内導体でも高いＱ値を実現できる。

【００３６】誘電体ダミーにより内導体の縁の寸法が正
確に規定されるので、図４に示すように１／４または１
／２波長共振回路の端部についても誘電体ダミーを印刷
すれば共振周波数を正確に制御することができる。

【００３７】次に上記誘電体ダミーについて詳述する。

【００３８】誘電体ダミーが誘電体シートより高い誘電
率であると、内導体縁部の電流密度が増加してＱ値減少
につながる。一方、誘電体シートより誘電率が低いと線
路の実効誘電率が低下するので小型化に寄与しなくなる
。従って、誘電体ダミーは誘電体シートと同一の誘電率
を示す材質が好ましい。また、誘電体ダミーの幅は内導
体厚さの約２０倍程度あれば充分であった。好ましくは
２０倍以下とすれば充分である。さらに誘電体ダミーの
厚さが内導体の厚さより薄いと内導体がつぶれて効果が
低減するので、誘電体ダミーの厚さは内導体の厚さより
厚いほうが望ましい。ただし、厚すぎると上層の基板を
圧迫するなどの弊害がある。実験の結果、導体の厚さ×
１．０５から効果が表れ、内導体の厚さ×１．２であれ
ば上層の基板を圧迫するなどの弊害はないと判明した。

【００３９】（ＩＩ）第２の実施例 本第２の実施例は、第１の実施例で用いた誘電体ダミー
を、本出願人が先に提案した銀圧入法による誘電体トリ
プレートストリップ線路共振回路の製造方法に適用する
ことによりＱ値の低下を改善したものである。

【００４０】図５ａ〜図５ｂは、本発明の第２の実施例
を示す誘電体トリプレートストリップ線路共振回路の製
造方法を説明するための図である。これは、その共振回
路の製造方法のうち中子形成工程を示しており、他の工
程は図１２に示した銀圧入法による製造工程と同様であ
るので説明を省略する。

【００４１】図５ａ、図５ｂにおいて、１１はポリエス
テルフィルム、１２は第１層誘電体シート、２５は内導
体用中子、２６は本発明の特徴的な誘電体ダミーである
。

【００４２】誘電体層を重ねてプレスする際に内導体用
中子の縁がつぶされて薄くならなければ圧入する銀内導
体の縁も薄くならずＱ値の低下を防ぐことができる。そ
こで、本第２の実施例では、内導体用中子印刷後に中子
縁の周囲を囲むように誘電体ダミーを印刷する工程を追
加し、プレス時の内導体のつぶれを防止している。

【００４３】以下、本第２の実施例による内導体用中子
形成について説明する。

【００４４】まず、図５ａに示すように、第１層誘電体
コーティングによりポリエステルフィルム１１上に第１
層誘電体シート１２を形成し、その第１層誘電体シート
１２上に内導体用中子２５を印刷する。

【００４５】次に、内導体用中子２５の縁をつぶさない
ため、図５ｂに示すように内導体用中子２５の縁に接し
て誘電体ダミー２６を印刷する。この誘電体ダミー印刷
時の第１層誘電体シート１２の断面は図２の内導体１３
が内導体用中子２５に代わるだけで同様形状である。こ
こで、誘電体ダミー２６は、内導体用中子側面の限られ
た範囲に内導体用中子２５より厚く印刷している。

【００４６】次に誘電体ダミー２６を印刷した第１層誘
電体シート１２上に第２層誘電体シートを形成し（図示
せず）、プレス成形した後に焼成する。この焼成後の中
子が熱分解した後の空孔部２７の断面を図６に示す。図
６から明らかなように、誘電体ダミー２１を設けたこと
により内導体が圧入される空孔部２７の縁がつぶれてい
ない。従って、銀圧入により形成される内導体の断面は
長方形になる。このように、中子のつぶれによる内導体
の縁がつぶれることを防止できるので、高いＱ値が得ら
れる。

【００４７】誘電体ダミーにより内導体用中子の縁の寸
法が正確に規定され、内導体の寸法も正確に規定できる
ので、図５ｂに示すような１／４または１／２波長共振
回路の端部についても誘電体ダミーを印刷すれば共振周
波数を正確に制御することができる。

【００４８】また、上記第２の実施例における誘電体ダ
ミーは、上記第１の実施例と同一のものであるので、誘
電体ダミーの幅や厚さ等の詳細については上記第１の実
施例を参照されたい。

【００４９】上記第１、第２の実施例では、内導体印刷
または内導体用中子印刷の後に誘電体ダミーを印刷する
ので、描画装置を使用しないで済み、製造上簡単になる
という利点がある。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内導体印刷または内導体用中子印刷後にそれらの縁に誘
電体ダミーを印刷することにより内導体または中子のつ
ぶれを防止できるので、Ｑ値の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ〜ｄ】本発明の第１の実施例を示す誘電体トリ
プレートストリップ線路共振回路の製造方法を説明する
ための図である。

【図２】本発明の第１の実施例における誘電体ダミー印
刷例を示す図である。

【図３】誘電体シート焼成後の内導体断面図である。

【図４】共振回路の端部への誘電体ダミー印刷を示す図
である。

【図５ａ、ｂ】本発明の第２の実施例を示す誘電体トリ
プレートストリップ線路共振回路の製造方法を説明する
ための図である。

【図６】本発明の第２の実施例における焼成後の空孔部
断面図である。

【図７ａ〜ｆ】従来のコファイア法による誘電体トリプ
レートストリップ線路共振回路の製造工程図である。

【図８】従来の誘電体トリプレートストリップ線路リン
グ共振回路の構造図である。

【図９】各種ストリップ線路共振回路のＱ値比較図であ
る。

【図１０】従来の問題を説明するための図である。

【図１１】従来の多層構造の内導体例を示す図である。

【図１２ａ〜ｆ】本出願人が先に提案した銀圧入法によ
る誘電体トリプレートストリップ線路共振回路の製造工
程図である。

【符号の説明】

１１　　ポリエステルフィルム １２　　第１層誘電体シート １３　　内導体 １４　　第２層誘電体シート ２１　　誘電体ダミー ２２　　誘電体基板 ２３　　誘電体ダミー ２５　　内導体用中子 ２６　　誘電体ダミー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　誘電体トリプレートストリップ線路共
   振回路において、誘電体シート上に印刷された内導体の
   縁に接するように、内導体の厚さ以上の誘電体をダミー
   として印刷した後に誘電体シートを重ねてプレスし、該
   プレス後焼成して焼成完了後の内導体の断面を長方形の
   構造としたことを特徴とする誘電体トリプレートストリ
   ップ線路共振回路。
2. 【請求項２】　　前記ダミーの幅は、内導体の厚さの２
   ０倍以内としたことを特徴とする請求項１記載の誘電体
   トリプレートストリップ線路共振回路。
3. 【請求項３】　　前記ダミーの厚さは、内導体の厚さの
   １．０５倍〜１．２０倍以下としたことを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の誘電体トリプレートストリ
   ップ線路共振回路。
4. 【請求項４】　　前記ダミーの誘電率は、前記誘電体シ
   ートの誘電率と同一としたことを特徴とする請求項１、
   請求項２または請求項３記載の誘電体トリプレートスト
   リップ線路共振回路。
5. 【請求項５】　　誘電体トリプレートストリップ線路共
   振回路の製造方法において、誘電体シート上に印刷され
   た内導体の縁に接するように、内導体の厚さ以上の誘電
   体をダミーとして印刷した後に誘電体シートを重ねてプ
   レスし、該プレス後焼成することを特徴とする誘電体ト
   リプレートストリップ線路共振回路の製造方法。
6. 【請求項６】　　誘電体トリプレートストリップ線路共
   振回路において、誘電体シート上に印刷された中子の縁
   に接するように、中子の厚さ以上の誘電体をダミーとし
   て印刷した後に誘電体シートを重ねてプレスし、焼成時
   に中子の熱分解により断面が長方形の空孔部を形成して
   、溶融銀の圧入により断面が長方形の内導体を形成する
   ように構成されたことを特徴とする誘電体トリプレート
   ストリップ線路共振回路。
7. 【請求項７】　　前記ダミーの幅は、内導体の厚さの２
   ０倍以内としたことを特徴とする請求項６記載の誘電体
   トリプレートストリップ線路共振回路。
8. 【請求項８】　　前記ダミーの厚さは、内導体の厚さの
   １．０５倍〜１．２０倍以下としたことを特徴とする請
   求項６または請求項７記載の誘電体トリプレートストリ
   ップ線路共振回路。
9. 【請求項９】　　前記ダミーの誘電率は、前記誘電体シ
   ートの誘電率と同一としたことを特徴とする請求項６、
   請求項７または請求項８記載の誘電体トリプレートスト
   リップ線路共振回路。
10. 【請求項１０】　　誘電体基板によるトリプレートスト
    リップ線路共振回路を製造する際に熱分解する材質で内
    導体の形状を中子として形成しておき、誘電体焼成時に
    中子が熱分解してできた空孔部に溶融した銀などを圧入
    して内導体を形成する誘電体トリプレートストリップ線
    路共振回路の製造方法において、誘電体シート上に印刷
    された中子の縁に接するように、中子の厚さ以上の誘電
    体をダミーとして印刷した後に誘電体シートを重ねてプ
    レスし、焼成時に中子の熱分解により断面が長方形の空
    孔部を形成して、断面が長方形であるような内導体を形
    成することを特徴とする誘電体トリプレートストリップ
    線路共振回路の製造方法。