(57)【要約】【課題】誘電体発振器を備えた高周波発振装置において、誘電体発振器の実装時における実装位置のバラつきを抑制する。【解決手段】高周波発振装置１００は、誘電体基板１１０と、誘電体基板上に実装された半導体素子１４０と、レジスト２００を介して誘電体基板上に実装され、半導体素子と電磁的に結合するように構成された誘電体共振器１５０とを備える。レジストは、誘電体共振器が配置されるべき基準位置に誘電体共振器を位置決めするためのパターンを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に実装された発振部と、
レジストを介して前記基板上に実装され、前記発振部と電磁的に結合するように構成された誘電体共振器とを備え、
前記レジストは、前記誘電体共振器が配置されるべき基準位置に前記誘電体共振器を位置決めするためのパターンを有する、高周波発振装置。
【請求項２】
前記レジストは、前記パターンとして、前記誘電体共振器が実装される表面上において、前記基準位置から前記誘電体共振器の外方向に延在する少なくとも１つの第１のパターンと、前記第１のパターンに直交する少なくとも１つの第２のパターンとを有する、請求項１に記載の高周波発振装置。
【請求項３】
前記レジストは、前記パターンとして、前記誘電体共振器が実装される表面上において、前記基準位置から前記誘電体共振器の外方向に延在する複数の第１のパターンと、前記複数の第１のパターンの各々に設けられ、当該第１のパターンに直交する少なくとも１つの第２のパターンとを有する、請求項１に記載の高周波発振装置。
【請求項４】
前記第２のパターンは、前記第２のパターンの少なくとも一部が前記基準位置の外形位置に接する位置に設けられる、請求項２または３に記載の高周波発振装置。
【請求項５】
前記第２のパターンは、前記基準位置の許容範囲を示す位置に設けられる、請求項２〜４のいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項６】
前記パターンは、前記レジストの一部を開口することによって形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項７】
前記パターンは、前記パターンの部分が前記レジストによって形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項８】
前記パターンは、周囲のレジストの色とは異なる色に着色される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項９】
前記パターンは、前記レジストに埋め込まれた、前記レジストとは異なる非導電体で形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波発振装置。
【請求項１０】
前記基板を収納するための金属製の筺体をさらに備える、請求項１に記載の高周波発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波発振装置に関し、より特定的には、誘電体共振器を備えた高周波発振装置における誘電体共振器実装時の支援機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信の大容量化に伴い、衛星放送や携帯電話といったマイクロ波帯およびミリ波帯を使用するさまざまな高周波無線伝送システムが提案されている。このようなシステムにおいては、高周波発振器が一般的に用いられており、その高周波発振器には誘電体共振器が用いられる場合がある。
【０００３】
たとえば、特開平７−２２６６２７号公報（特許文献１）には、誘電体共振器を用いたマイクロ波発振器において、誘電体共振器が実装された誘電体基板を覆う金属製カバーに共振周波数調整用のネジが備えられる構成が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２６６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、上記のような誘電体共振器を使用した高周波発振器においては、回路基板上に誘電体共振器を実装する方法として接着剤が用いられる場合がある。この場合に、接着剤を用いて回路基板の材料に誘電体共振器を直接実装すると、接着性が低くなり、製品の振動や落下の衝撃などによって、基板上の誘電体共振器が外れたり位置ずれが生じたりするおそれがある。そうすると、共振器としての機能が正常に発揮されなかったり、共振周波数が所望の共振周波数からずれてしまったりする状態が起こり得る。そのため、誘電体共振器の接着性を向上させるために、回路基板上における誘電体共振器の実装面をレジストで覆う手法が用いられる場合がある。
【０００６】
一方で、誘電体共振器を回路基板に実装する場合、実装後に実装位置のズレを確認するための目視検査が必要となる。また、誘電体共振器の大きさ，重さ，形状などは、用途に応じてさまざまに異なっているため、対象の高周波発振器が少量生産の場合には手作業による実装が行われることが多いが、この手作業による実装は実装位置のバラつきを生じさせる要因となり得る。誘電体共振器の実装位置のバラつきは、高周波発振器の動作に大きく影響し、発振停止や位相雑音の増加などの性能不良の原因となる場合がある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、誘電体発振器を備えた高周波発振装置において、誘電体発振器の実装時における実装位置のバラつきを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による高周波発振装置は、基板と、基板上に実装された発振部と、レジストを介して基板上に実装され、発振部と電磁的に結合するように構成された誘電体共振器とを備える。レジストは、誘電体共振器が配置されるべき基準位置に誘電体共振器を位置決めするためのパターンを有する。
【０００９】
好ましくは、レジストは、パターンとして、誘電体共振器が実装される表面上において、基準位置から誘電体共振器の外方向に延在する少なくとも１つの第１のパターンと、第１のパターンに直交する少なくとも１つの第２のパターンとを有する。
【００１０】
好ましくは、レジストは、パターンとして、誘電体共振器が実装される表面上において、基準位置から誘電体共振器の外方向に延在する複数の第１のパターンと、複数の第１のパターンの各々に設けられ、当該第１のパターンに直交する少なくとも１つの第２のパターンとを有する。
【００１１】
好ましくは、第２のパターンは、第２のパターンの少なくとも一部が基準位置の外形位置に接する位置に設けられる。
【００１２】
好ましくは、第２のパターンは、基準位置の許容範囲を示す位置に設けられる。
好ましくは、パターンは、レジストの一部を開口することによって形成される。
【００１３】
好ましくは、パターンは、パターンの部分がレジストによって形成される。
好ましくは、パターンは、周囲のレジストの色とは異なる色に着色される。
【００１４】
好ましくは、パターンは、レジストに埋め込まれた、レジストとは異なる非導電体で形成される。
【００１５】
好ましくは、基板を収納するための金属製の筺体をさらに備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、誘電体発振器を備えた高周波発振装置において、誘電体発振器の実装時における実装位置のバラつきを抑制することができる。これによって、高周波発振装置の発振性能の安定化および再現性を高めることができるとともに、量産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に従う高周波発振装置の全体概略図である。
【図２】図１の高周波発振装置におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】誘電体発振器の実装面に設けられるレジストのパターンを説明するための図である。
【図４】図３のレジストにおいて、誘電体共振器の位置ズレが生じた場合の状態を説明するための図である。
【図５】図３におけるレジスト開口部の形状の一例を示す図である。
【図６】レジストの他のパターン例を説明するための第１の図である。
【図７】レジストの他のパターン例を説明するための第２の図である。
【図８】レジストの他のパターン例を説明するための第３の図である。
【図９】レジストの他のパターン例を説明するための第４の図である。
【図１０】レジストの他のパターン例を説明するための第５の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１９】
図１は、本実施の形態に従う高周波発振装置１００の全体概略図である。図１は、高周波発振装置１００を上面から見た図である。
【００２０】
図１を参照して、高周波発振装置１００は、誘電体基板１１０と、この誘電体基板１１０上に形成される回路として、導体パターン１２０，１３０と、発振用の半導体素子（たとえば、トランジスタ）１４０と、誘電体共振器１５０と、出力端子１６０と、誘電体共振器１５０の実装面に設けられるレジスト２００とを備える。なお、図１においては、レジスト２００の形状が見えるように、誘電体共振器１５０は、その外形のみが破線で示されている。
【００２１】
また、図２は、図１の高周波発振装置１００におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。誘電体基板１１０は、その全体が筺体１７０，１８０で覆われている。誘電体基板１１０は、接地導体１９０を介して筺体１７０に電気的に接続される。
【００２２】
導体パターン１２０，１３０は、たとえば銅などの導電体であり、誘電体基板１１０の表面に形成される。導体パターン１２０，１３０は、図１に示されるように、たとえば一例として、一緒になって略Ｕ字形状となるように形成される。
【００２３】
導体パターン１２０には、図示されないバイアス端子から直流バイアスが印加されており、その直流バイアスは導体パターン１２０を通して半導体素子１４０に供給される。導体パターン１３０には、出力端子１６０が接続されている。この出力端子１６０から、高周波発振装置１００で発生した発振信号が外部の回路へ出力される。
【００２４】
半導体素子１４０は、上述のように導体パターン１２０から供給される直流バイアスにより発振動作を行なう。
【００２５】
誘電体共振器１５０は、たとえば、誘電体セラミックなどの誘電率の高い材料を用いて作られる。このような誘電率の高い材料の内部においては、外部空間との境界で電磁波が全反射し、電磁エネルギが材料内に閉じ込められることによって共振器として機能する。誘電体共振器１５０は、半導体素子１４０および導体パターン１２０，１３０ならびに筺体１７０，１８０と電磁界的に結合し、半導体素子１４０により生成される発振信号を所望の発振周波数に安定させる。発振信号の発振周波数は任意に設定可能であるが、たとえば、本実施の形態においては５．６７ＧＨｚである。
【００２６】
レジスト２００は、上記の誘電体共振器１５０を誘電体基板１１０上に取付ける際の、接着性を向上させるために用いられる。
【００２７】
このような、誘電体共振器を用いる高周波発振装置においては、誘電体共振器の位置によって発振周波数が影響を受けることが知られている。そのため、誘電体共振器は上述のようなレジスト上において誘電体共振器が配置されるべき設計位置（基準位置）に一致するように実装されることが望ましい。たとえば、誘電体共振器の設計位置からの位置ズレが５００μｍ以上となると、発振信号の発振停止や、位相雑音の増加などの不良の要因のとなり得る。
【００２８】
そのため、本実施の形態においては、レジスト上には、誘電体共振器を実施する際の目印となるようなパターンが形成される。このパターンにより、誘電体共振器の基準位置への位置決めおよび検査を容易にし、それによって高周波発生装置の性能低下を抑制する。
【００２９】
図３は、図１の誘電体発振器の実装面に設けられるレジスト２００の詳細を説明するための図である。
【００３０】
図３を参照して、本実施の形態の例では、レジスト２００は略円形に形成される。また、レジスト２００には、レジスト２００の基準位置から誘電体共振器１５０の外方向（放射状の方向）に延在する第１のパターンと、第１のパターンに直交する第２のパターンとで構成された、十字形状の４つの開口部２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ（以下、総称して「開口部」とも称する。）が形成されている。図３のレジスト２００においては、この開口部２１０Ａ〜２１０Ｄは約９０°ごとに配置される。この開口部２１０Ａ〜２１０Ｄの部分においては、レジスト材料が存在しない状態とされる。
【００３１】
開口部２１０Ａ〜２１０Ｄの各々における第２のパターンは、好ましくは、誘電体共振器１５０が基準位置に実装された場合の外形に沿う位置に設けられる。このようなパターン形状とすることによって、作業者が誘電体共振器１５０を誘電体基板１１０上に実装する際の目印として開口部２１０Ａ〜２１０Ｄを用いることができる。そして、各開口部において、作業者が第２のパターンに沿うように誘電体共振器１５０を配置することによって、誘電体共振器１５０を基準位置に精度よく配置することが可能となる。
【００３２】
図４は、図３のようなパターンが形成されたレジスト２００において、誘電体共振器１５０が基準位置からずれて配置された状態を示す図である。図４においては、誘電体共振器１５０は、基準位置から図の右方向（開口部２１０Ｂの方向）および上方向（開口部２１０Ａ）にずれた状態となっている。
【００３３】
この状態においては、開口部２１０Ａ，２１０Ｂにおける第２のパターンは、誘電体共振器１５０に隠れた状態になっている。一方、開口部２１０Ｃ，２１０Ｄについては、誘電体共振器１５０の外形が第２のパターンから離れた状態となっている。このときの、開口部２１０Ｄと誘電体共振器１５０との間の距離Ｄ１，および開口部２１０Ｃと誘電体共振器１５０との間の距離Ｄ２により、基準位置からの誘電体共振器１５０の位置ズレ量を目視により容易に確認することができる。
【００３４】
たとえば、図５のように、十字形状の開口部２１０における、第１のパターンの端部から第２のパターンまでの長さをＬ１，Ｌ３（たとえば、Ｌ１＝Ｌ３＝１．０ｍｍ）、第２のパターンの幅をＬ２（たとえば、Ｌ２＝０．３ｍｍ）、第２のパターンの端部から第１のパターンまでの長さＷ１，Ｗ３（たとえば、Ｗ１＝Ｗ３＝０．５ｍｍ）、および第１のパターンの幅Ｗ２（たとえば、Ｗ２＝０．３ｍｍ）である場合には、図４における位置ズレ量は、たとえばＤ１は約０．６ｍｍ、Ｄ２は約０．５ｍｍであることがわかる。なお、上記のパターンの寸法は一例であり、誘電体発振器の寸法や設置公差、あるいはレジスト形成の容易性などに基づいて適宜選択可能である。
【００３５】
上述のように、誘電体共振器の接着性の向上のために用いられるレジストに、誘電体共振器の実装位置の目印となるようなパターンを形成することによって、誘電体共振器を実装する際、および実装後の検査を行なう際に、誘電体共振器が設計上の基準位置からどの程度ずれているかを容易に認識することが可能となる。これによって、高周波発生装置の歩留まりを向上することができるとともに、生産コストを低減することが可能となる。
【００３６】
また、図３に示されるように、レジスト全体の面積に対して、開口部の面積の割合が小さくされているため、誘電体共振器のレジストへの接着性に対する影響を最小限にすることができる。
【００３７】
さらに、誘電体共振器の全面に接着剤が塗布されると、接着剤が硬化する際に誘電体共振器の位置ズレが生じる場合がある。そのため、一般的に、レジスト上に接着剤を塗布する場合には、接着剤は点状に塗布される傾向にある。したがって、上記のようなパターンは、レジスト上へ接着剤を塗布する場合の目印としても用いることが可能である。
【００３８】
（レジストパターンの他の例）
以下においては、レジストに形成されるパターンのバリエーションの例について説明する。
【００３９】
図６に示されるレジスト２００Ａにおいては、パターン２２０Ａ〜２２０Ｄの部分が他の部分とは異なる色に着色される。たとえば一例として、パターン２２０Ａ〜２２０Ｄの部分が赤色に着色され、他の部分が白または透明とされる。このような異なる色にレジストを着色してパターンを形成することによって、開口部としてパターンを形成するよりも誘電体共振器とレジストとの接着面が増加するため、接着性能への影響をさらに低減することが可能となる。
【００４０】
上述した図３のレジスト２００においては、パターンである開口部２１０の数が４つである場合を示したが、パターンの数はこれに限られない。たとえば、図７のレジスト２００Ｂのように、図３のレジスト２００の隣り合うパターンの間に追加のパターンが形成され、８つの開口部２１０Ａ〜２１０Ｆを有するようなレジストに形成することも可能である。
【００４１】
また、パターンの数は４つよりも少なくするようにしてもよい。たとえば、図８に示すレジスト２００Ｃにおいては、図３における開口部２１０Ａおよび開口部２１０Ｃの第１のパターンを延長して結合させ、１つのパターン２３０とした場合の例である。
【００４２】
すなわち、本実施の形態におけるレジストのパターンは、少なくとも１つの第１のパターンと少なくとも１つの第２のパターンとを含む。なお、誘電体共振器の外形状にも依存するが、一般的にはパターンの数が多いほど誘電体共振器を基準位置へ配置しやすくなる。一方で、パターンを開口部で形成した場合には、パターンの数が多いほどレジストと誘電体共振器との接着面積が小さくなり、接着性能が低下するおそれがある。したがって、パターンの数については、パターンによるガイド性能、レジストと誘電体共振器との接着性能、および製造の容易性等を考慮して適宜選択可能である。たとえば、図５のような寸法のパターンの例では、パターンの数は４〜８個程度であることが好ましい。
【００４３】
さらに、各パターンが、２つ以上の第２のパターンを有するようにしてもよい。図９のレジスト２００Ｄの例においては、各パターン２４０Ａ〜２４０Ｄは、３つの第２のパターン２４１，２４２，２４３を有する。図９においては、図３で示した第２のパターンに対応するパターン２４２に加えて、位置ズレ量の許容範囲の最大値を示すためのパターン２４１，２４３が設けられる。たとえば、図９のパターン２４０Ａにおいては、パターン２４１が図の上方向の位置ズレ量の最大許容範囲に対応する位置に設けられ、パターン２４３が図の下方向の位置ズレ量の第大許容範囲に対応する位置に設けられる。なお、第２のパターンとして、図９のパターン２４１，２４３のみが設けられパターン２４２が設けられない構成としてもよい。
【００４４】
このように、各パターンに対して複数の第２のパターンを設けることによって、基準位置に対する誘電体共振器の位置ズレ量をより正確に認識することが可能となる。また、第２のパターンによって位置ズレ量の最大許容範囲を明示することによって、誘電体共振器の実装または検査をより簡単に行なうことが可能となる。
【００４５】
なお、上記の説明においては、誘電体基板と誘電体共振器との接着性を向上させるためにレジストを用いる場合について説明したが、誘電体基板および接着剤の材質によっては、レジストを用いなくても所望の接着性を確保できる場合がある。このような場合には、図１０に示すように、目印となるパターンの部分のみをレジストによって形成するようにしてもよい。
【００４６】
また、図には示していないが、レジストとは異なる非導電体で形成された目印を、パターンとしてレジストに埋め込むようにしてもよい。
【００４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４８】
１００  高周波発振装置、１１０  誘電体基板、１２０，１３０  導体パターン、１４０  半導体素子、１５０  誘電体共振器、１６０  出力端子、１７０，１８０  筺体、１９０  接地導体、２００，２００Ａ〜２００Ｄ  レジスト、２１０，２１０Ａ〜２１０Ｆ  開口部、２２０Ａ〜２２０Ｄ，２３０，２４０Ａ〜２４０Ｄ，２４１〜２４３，２５０Ａ〜２５０Ｄ  パターン。
【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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