(57)【要約】【課題】  一つの回路基板で多様な回路パターンに対応させる。【解決手段】  回路基板１上に発振部と振動子と特性調整用電子部品とが実装され、上記発振部に振動子と特性調整用電子部品が接続されて発振回路を構成してなる発振器において、上記回路基板の表面には、上記特性調整用電子部品Ｃ２の端子位置に対応して、上記特性調整用電子部品の端子数より多くの実装用配線パッド部２２，２３，２４が形成され、当該実装用配線パッド部の一部を共用パッド部として上記特性調整用電子部品の端子の一部と接続する一方、上記実装用配線パッド部の残りと上記特性調整用電子部品の端子の残りを切り替えて接続することで、発振回路パターンの変更が可能なように構成されてなることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に帰還増幅器からなる発振部と振動子と特性調整用電子部品とが実装され、上記発振部に振動子と特性調整用電子部品が接続されて発振回路を構成してなる発振器において、
上記回路基板の表面には、上記特性調整用電子部品の端子位置に対応して、上記特性調整用電子部品の端子数より多くの実装用配線パッド部が形成され、当該実装用配線パッド部の一部を共用パッド部として上記特性調整用電子部品の端子の一部と接続する一方、上記実装用配線パッド部の残りと上記特性調整用電子部品の端子の残りを切り替えて接続することで、発振回路パターンの変更が可能なように構成されてなることを特徴とする発振器。
【請求項２】
上記回路基板にはキャビティが形成され、このキャビティに上記発振部が実装され、このキャビティの周囲に振動子と特性調整用電子部品が導電性接合材により実装されてなるとともに、上記キャビティに実装された上記発振部の最上端は、上記キャビティの壁面の最上端以下に位置することを特徴とする特許請求項１記載の発振器。
【請求項３】
上記特性調整用電子部品の実装用配線パッド部が、上記回路基板の端部とキャビティ間に他の実装用配線パッド部を介在することなく形成されてなることを特徴とする特許請求項２記載の発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板上に帰還増幅器からなる発振部と振動子と特性調整用電子部品とが実装され、発振回路を構成してなる発振器に関するものであって、発振器のパッケージ構造を改善するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯用電子機器、例えば携帯電話器は軽量、薄型、小型化が進んでいる。そのため、これにともなって、電子部品の構成要素の１つである水晶発振器も小型化されている。
【０００３】
これらの水晶発振器のうち、特許文献１に示すものは、いわゆるディスクリートタイプと呼ばれるものであり、セラミックあるいはガラスエポキシ樹脂などの回路基板上に、ＩＣチップなどの帰還増幅器からなる発振部と水晶振動子とその他の電子部品等を実装し、発振回路を構成したものである。
【特許文献１】特開２０００−１６５１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなディスクリートタイプの水晶発振器では、発振回路における各電子部品の特性を調和したり、顧客の要求する発振回路特性に応じて調整したりするために、特定の電子部品（以下、特性調整用電子部品と称する）について回路上の接続関係（以下、回路パターンと称する）を変更することがあった。このため、１つの回路基板でいくつかの配線パターンを作成することがあった。例えば、周波数帯によって帰還増幅器（ＩＣ等）を変更することがあるが、特定の帰還増幅器により、水晶振動子の固有振動に基づかない自励発振が発生してしまうことがあった。また、発振回路内の容量値を変更して負性抵抗値を調整し、発振マージンを調整するがあった。このとき、特性調整用電子部品の搭載位置や接続関係について変更された配線パターンを有する数種類の回路基板を用意していたのでは、大量生産に不向きであり、コスト増加を招き実用的ではないという問題があった。
【０００５】
これに対して、上記特性調整用電子部品の搭載領域が複数箇所に設けられた配線パターンを回路基板に形成し、複数の搭載領域から選択的に上記特性調整用電子部品を搭載することで回路パターンを切り替え行える構成が提案されている。このような構成では、一つの回路基板で多様な回路パターンに対応させることで、部品の共通化が行えコスト低減が達成できるが、配線パターンの増大化や複雑化を招いていた。配線パターンが増大化・複雑化すると、電子部品をはんだ付けする際にショートする危険性が高くなり、水晶発振器の製造歩留まり低下につながっていた。また、浮遊容量の増大やインダクタンスによる特性への悪影響が懸念される。特に、発振器が高周波化されると、このインダクタンスの増減の影響が大きくなり、ノイズや自励発振の問題が生じやすくなる。さらに、配線パターンが増大化・複雑化することで、回路基板上が大型化し、水晶発振器の小型化の弊害となっていた。
【０００６】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、一つの回路基板で多様な回路パターンに対応させることで、部品の共通化が行えコスト低減が実現できるとともに、特性調整用電子部品を搭載する配線パターンを縮小化、単純化して小型化が行える発振器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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明に係る発振器は、回路基板上に帰還増幅器からなる発振部と振動子と特性調整用電子部品とが実装され、上記発振部に振動子と特性調整用電子部品が接続されて発振回路を構成してなる発振器において、上記回路基板の表面には、上記特性調整用電子部品の端子位置に対応して、上記特性調整用電子部品の端子数より多くの実装用配線パッド部が形成され、当該実装用配線パッド部の一部を共用パッド部として上記特性調整用電子部品の端子の一部と接続する一方、上記実装用配線パッド部の残りと上記特性調整用電子部品の端子の残りを切り替えて接続することで、発振回路パターンの変更が可能なように構成されてなることを特徴とする。
【０００８】
また、特許請求項２に示すように、上記構成において、上記回路基板にはキャビティが形成され、このキャビティに上記発振部が実装され、このキャビティの周囲に振動子と特性調整用電子部品が導電性接合材により実装されてなるとともに、上記キャビティに実装された上記発振部の最上端は、上記キャビティの壁面の最上端以下に位置することを特徴とする。
【０００９】
また、特許請求項３に示すように、上記構成において、上記特性調整用電子部品の実装用配線パッド部が、上記回路基板の端部とキャビティ間に他の実装用配線パッド部を介在することなく形成されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の特許請求項１により、実装用配線パッド部の一部を共用パッド部として上記特性調整用電子部品の端子の一部と接続しているので、配線パターンの縮小化や単純化が行える。このため、電子部品をはんだ付けする際のショートする危険性がなくなり、水晶発振器の製造歩留まりが向上する。各実装用配線パッド部の配線長を短くできるので、浮遊容量や配線のインダクタンスによる特性の劣化を防止することができる。配線パターンの縮小化や単純化が行えることで、回路基板の小型化、水晶発振器の小型化が達成できる。
【００１１】
また、上記実装用配線パッド部の残りと上記特性調整用電子部品の端子の一部を切り替えて接続することで、同一回路基板における発振回路パターンの変更が容易に行える。つまり、一つの回路基板で多様な回路パターンに対応させることができ、発振回路特性の変更も容易となる。部品の共通化が行えコスト低減させることができる。従って、各電子部品の特性を調和させることで、より安定した発振回路が選択できる。また、顧客の要求する発振回路特性の調整が極めて容易に行える。
【００１２】
本発明の特許請求項２により、上述の作用効果に加え、発振部が実装されたキャビティ上空が中空状態となり、発振部が実装されたキャビティ周囲の水晶振動子および特性調整用電子部品の導電性接合材による接合の不具合なく容易に実装することができる。また、発振部と水晶振動子および特性調整用電子部品との干渉などの不具合も同時に無くすことができる。
【００１３】
本発明の特許請求項３により、上述の作用効果に加え、特性調整用電子部品を搭載する場合、すれ込みや他の電子部品との干渉することがなく、搭載性が向上する。また、特性調整用電子部品と他の電子部品との半田付け部分を隔離でき、半田ブリッジや、それに伴う電子部品の配置ずれや、部品立ちなどの不具合等をなくすことができる。このため、上記実装用配線パッド部の残りと上記特性調整用電子部品の端子の一部を切り替えて接続することが確実に行え、同一回路基板における発振回路パターンの変更が容易かつ確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、ディスクリートタイプの電圧制御型水晶発振器を例にし、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る水晶発振器の分解斜視図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図３は本発明の実施形態に係る水晶発振器の模式的な回路ブロック図である。図４は特性調整用電子部品の一方の搭載状態を模式的に示した回路基板の平面図（ａ）とその搭載状態に応じた回路図（ｂ）を示し、図５は特性調整用電子部品の他方の搭載状態を模式的に示した回路基板の平面図（ａ）とその搭載状態に応じた回路図（ｂ）を示す。
【００１５】
本実施の形態に係る水晶発振器１では、図１に示すように、回路基板２上に帰還増幅器からなる発振部３、水晶振動子４、および他の構成部材５（Ｌ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ＤＶ、Ｒ１、Ｒ２等）とが実装されており、図示しないがこれら発振部と水晶振動子および他の構成部材を覆うように回路基板に一体的に組み込まれるケースとを具備している。他の構成部材５は、例えば、周波数調整部材５１（Ｌ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｒ１）、電圧制御部材５２（ＤＶ、Ｒ２）から構成されている。そして、この水晶発振器１では、発振部３に水晶振動子４と他の構成部材５とが接続されてループ状（一重）の回路６が構成される。この回路６は、図２に示すように、発振部３に、水晶振動子４および他の構成部材５（Ｌ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ＤＶ、Ｒ１、Ｒ２等）が直列接続されている。
【００１６】
回路基板２は、平面視略方形状のセラミックやガラスエポキシ等の積層基板からなる。上記回路基板の上面には、キャビティ２１と、上記各電子部品の実装用配線パッド部（特性調整用電子部品の実装用配線パッド部２２，２３、２４のみ図示）が形成され、上記回路基板の側面には、図示していないが複数の側面端子電極パターンが形成されている。これらの上記各電子部品の実装用配線パッド部と各側面端子電極パターンは、上記発振部３と必要な接続がなされており、メタライズやメッキ等により形成される。
【００１７】
上記回路基板のキャビティ２１には、バイポーラトランジスタやＣ−ＭＯＳインバータなどの帰還増幅器からなる発振部３が樹脂Ｍによりモールドされることにより実装される。このキャビティ２１への発振部３の実装において、キャビティ２１に実装された発振部３の最上端は、キャビティ２１の壁面の最上端以下に位置する。本実施の形態では、図１に示すように、キャビティ２１に実装された発振部３の最上端がキャビティ２１の壁面の最上端とほぼ同一となり、水晶振動子４および他の構成部材５と同一平面上には発振部３が配されない状態となっている。このため、発振部３が実装されたキャビティ２１上空が中空状態となり、発振部３が実装されたキャビティ２１周囲の電子部品のはんだ付けを不具合なく容易に行うことができる。また、発振部３と水晶振動子４および他の構成部材５との干渉などの不具合も同時に無くすことができる。さらに、発振部３が、樹脂などの絶縁物によりモールドされているので、発振部３を回路基板２にワイヤボンディングなどで接続した場合であっても、水晶振動子４や他の構成部材５の回路基板２への接続の際のはんだ流れ出しによる不具合や、外部部品との接触によるワイヤボンディングの切断や発振部３の破壊を防ぐことのに好ましい。
【００１８】
水晶振動子４および他の構成部材５のそれぞれに設けられた端子（図示省略）と、これら端子と対応させた回路基板２の実装用電極パッド部（一部のみ図示）とは、はんだ付けが行われて接続される。これにより、水晶振動子４および他の構成部材５（周波数調整部材５１、電圧制御部材５２）が、回路基板２に実装される。これら水晶振動子４および他の構成部材５の配置は、発振回路のループ距離が短く、かつ、他の構成部材５の各構成（Ｌ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、ＤＶ、Ｒ１、Ｒ２）の間隔が広くなるよう設計されており、図１に示すように、発振部３周囲に沿って水晶振動子４と他の構成部材５とが実装される。このため、他の構成部材５や水晶振動子４が集中的に隣接することを避けて、他の構成部材５や水晶振動子４を回路基板２に実装するためのはんだ付けによる不具合を無くすこと、すなわち、はんだブリッジ部品ずれなどの不具合を無くすことができる。その結果、回路基板２の実装領域を有効利用するとともに実装密度を大きくすることができ、例えば、回路基板２の面積を縮小させて水晶発振器１の小型化を図ることができる。また、発振回路のループ距離が短く、他の構成部材５の間隔が広くなっているので、浮遊容量を無くすのに好ましい。以上のように構成された回路基板２とケースとを組み立てて発振器の完成となる。
【００１９】
以下、上記周波数調整部材５１の一部であるＣ２を特性調整用電子部品として使用した場合を例にし、特性調整用電子部品の実装用配線パッド部について説明する。特性調整用電子部品の実装用配線パッド部は、特性調整用電子部品の端子位置に対応して、特性調整用電子部品の端子数より多くの実装用配線パッド部が形成されており、共用の実装用配線パッド部と切り替え用の実装用配線パッド部とから構成されている。本発明の実施形態では、Ｃ２は２つの端子で構成されており、当該Ｃ２の端子間隔に対応して、回路基板２の側端部に、３つの特性調整用電子部品の実装用配線パッド部２２，２３，２４が形成されている。このうち共用の実装用配線パッド部を２３とし、切り替え用の実装用配線パッド部を２２，３４として構成している。
【００２０】
そして、図４（ａ）に示すように、上記Ｃ２の２つの端子を共用の実装用配線パッド部２３と実装用配線パッド部２４にＣ２を接続すると、図４（ｂ）に示すような発振回路が構成される。また、図５（ａ）に示すように、上記Ｃ２の２つの端子を共用の実装用配線パッド部２３と実装用配線パッド部２２にＣ２を接続すると、図５（ｂ）に示すような発振回路が構成される。つまり、同一回路基板２において、２つの発振回路パターンが得られるので、発振部３と水晶振動子４の特性に応じて、これら２つの発振回路パターンを使い分け、各電子部品の調和と発振回路特性の調整が容易に行える。なお、図４、図５の回路図では、特性調整用電子部品の一部であるＣ１，Ｃ２のみを表し、それ以外を他の構成部材５として模式的に表している。
【００２１】
このように、実装用配線パッド部２３を共用パッド部として特性調整用電子部品の端子の一部と接続する一方、上記残りの実装用配線パッド部２２、もしくは２４と特性調整用電子部品の端子の一部を切り替えて接続することで、発振回路パターンの変更が可能なように構成できる。また、本発明の実施形態では、実装用配線パッド部２３を共用パッド部として上記特性調整用電子部品の端子の一部と接続しているので、配線パターンの縮小化や単純化が行え、回路基板の小型化、水晶発振器の小型化が達成できる。さらに、上記特性調整用電子部品の実装用配線パッド部２２，２３，２４が回路基板の端部側に形成されているので、特性調整用電子部品を搭載する場合、ずれ込みや他の電子部品との干渉することがなく、搭載性が向上する。
【００２２】
なお、図６に示すように、この実装用配線パッド部２２，２３，２４を上記回路基板２の中空状態のキャビティ２１に近接させて配置しても同様に特性調整用電子部品の搭載性が向上する。また、図７に示すように、この実装用配線パッド部２２，２３，２４を上記回路基板２の端部と中空状態のキャビティ２１の間に他の実装用配線パッド部を介在することなく配置すると、より特性調整用電子部品の搭載性が向上するだけでなく、他の電子部品５との半田付け部分を隔離できる。このため、各電子部品の半田付け部分が近距離になることの弊害（半田ブリッジや、それに伴う電子部品の配置ずれや、部品立ちなどの不具合等）も改善し、歩留まり向上に寄与する。
【００２３】
なお、上記実施形態では、特性調整用電子部品として、一つの電子部品Ｃ２のみに着目し、２端子電子部品Ｃ２を例にして説明しているが、これに限定されるものではない。つまり、コンデンサ以外の電子部品や２端子以上の電子部品を特性調整用電子部品としてもよく、複数の特調整用電子部品としてもよい。これらの特性調整用電子部品に対応して、実装用配線パッド部を形成することができる。また、発振器として水晶発振器に限らず、ＬＣ発振器等その他の発振器であってもよい。
【００２４】
本発明は、その精神または収容な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できるので、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求範囲によって示すものであって、明細書本文に拘束されるものではない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶発振器の分解斜視図。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る水晶発振器の回路ブロック図。
【図４】特性調整用電子部品の一方の搭載状態を模式的に示した回路基板の平面図とその搭載状態に応じた回路図。
【図５】特性調整用電子部品の他方の搭載状態を模式的に示した回路基板の平面図とその搭載状態に応じた回路図。
【図６】本発明の他の実施形態に係る回路基板の平面図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る回路基板の平面図。
【符号の説明】
【００２６】
１  水晶発振器（発振器）
２  回路基板
３  発振部
４  水晶振動子（振動子）
５  他の構成部材
【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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