(57)【要約】  【課題】小型化が可能になると共に、十分なシールド効果が得られる上、十分な信頼性が得られる電圧制御発振器とその周波数調整方法を提供する。  【解決手段】積層構造の基板１の内部にストリップライン共振器９を形成し、基板１の表面に電子部品７を搭載する。基板１の内部に周波数調整用のトリミング電極１９を設ける。基板１の表面におけるトリミング電極１９に対応する領域２２を、表面からトリミング電極１９にわたり溝状にトリミングを行なう電子部品非搭載のトリミング領域とする。表面からレーザー照射等を行なうことにより、トリミング電極１９のトリミングを行ない周波数を調整する。これにより、裏面からレーザー照射を行なう場合のような電子部品７や導体の損傷を免れる。また、表面にトリマー部品やトリミング電極を設けないので、小型化が可能である。また、レーザーが基板１を貫通してもこれを確認できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層構造の基板の内部にストリップライン共振器を形成し、前記基板の表面に電子部品を搭載してなる電圧制御発振器であって、
前記基板の内部に周波数調整用のトリミング電極を設け、
前記基板の表面における前記トリミング電極に対応する領域を、基板の表面から前記トリミング電極にわたり溝状にトリミングを行なう電子部品非搭載のトリミング領域としたことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧制御発振器において、
前記トリミング電極を、前記ストリップライン共振器のストリップラインの一部に形成したことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電圧制御発振器において、
前記基板の表面における前記トリミング領域を、導体パターンを有しない領域により形成したことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の電圧制御発振器において、
前記基板の表面と前記ストリップライン共振器との間に、素子を構成する導体パターンを有し、
この導体パターンを、前記トリミング領域に対応する領域以外の領域に形成したことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の電圧制御発振器において、
前記ストリップライン共振器は、異なる層に形成されたグランド電極の間にストリップラインを形成してなることを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項６】
請求項５に記載の電圧制御発振器において、
前記グランド電極のうち、前記基板の表面側のグランド電極に、導体が形成されていないトリミング用のスリットを形成したことを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項７】
積層構造の基板の内部にストリップライン共振器を形成し、前記基板の表面に電子部品を搭載してなる電圧制御発振器の周波数調整方法であって、
前記基板の内部に周波数調整用のトリミング電極を設けておき、
前記基板の表面から前記トリミング電極に溝状にトリミングを施すことにより周波数調整を行なうことを特徴とする電圧制御発振器の周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧制御発振器とその発振周波数の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の移動体通信機器等に用いられる電圧制御発振器においては、発振周波数の調整が不可欠となっている。このような従来の周波数調整には、電子部品を搭載する基板の表面にトリマブルコンデンサ等のトリマー電子部品を搭載するかあるいはトリミング電極を表面に形成しておき、表面側からレーザーを照射してこれらをトリミングするもの（例えばトリミング電極を設けたものとして特許文献１、２に開示のものがある。）と、トリミング電極を前記基板の内部に形成しておき、レーザーを裏面から照射してトリミング電極をトリミングすることにより、周波数を調整するもの（例えば特許文献３参照）とがある。また、基板の裏面にトリミング電極を設けて裏面よりレーザー等によりそのトリミング電極をトリミングするものもある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２０４２２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２８３２４６号公報
【特許文献３】特開２００１−２９２０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来技術において、基板の表面にトリマー部品を設けるものは、小型化が難しく、コストも高くなってしまうため、前記用途等に用いられる電圧制御発振器のような小型化が要求されるモジュールには不適である。また、基板の表面にトリミング電極を設け、基板の表面側からレーザーを照射してトリミングする場合も、基板の表面、すなわち電子部品の実装面にトリミング電極を設ける必要があるので、基板の面積の拡大化が避けられず、やはり電圧制御発振器を小型化することが困難であるという問題点がある。
【０００５】
一方、基板の裏面にトリミング電極を設けたものでは、このトリミング電極を、裏面のシールド用グランド電極を欠除させた領域に形成する必要があるので、その箇所が露出することとなり、電圧制御発振器を搭載するプリント基板上の導体とそのトリミング電極部分あるいは内部の導体とが電気的に結合して特性が変化するという問題点がある。
【０００６】
また、基板の内部に設けたトリミング電極を裏面側からのレーザー照射によりトリミングするもので、電圧制御発振器の裏面に予めスリットが形成したものにおいては、そのスリットは、トリミング電極のパターンのずれを考慮して約３００μｍ以上の幅に設定する必要があるため、その箇所のシールド効果が低減するので、電圧制御発振器を搭載するプリント基板上の導体と電圧制御発振器の内部の導体とが電気的に結合して特性が変化するという問題点がある。
【０００７】
また、トリミングには一般的にレーザーが使用されるが、レーザー条件の最適化が困難なため、トリミングの際のレーザーの一部が基板の表面まで貫通してしまい（特に電圧制御発振器の基板の薄型化によりこの貫通が生じやすくなる。）、搭載電子部品を破壊したり、内部または表面の導体を切断したりして必要な絶縁抵抗が得られなくなり、信頼性を低下させることがあり、しかもこの導体の損傷が外部から確認できず、このことがさらに信頼性を低下させるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、小型化が可能になると共に、十分なシールド効果が得られ、その上十分な信頼性が得られる電圧制御発振器とその周波数調整方法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】
請求項１の電圧制御発振器は、積層構造の基板の内部にストリップライン共振器を形成し、前記基板の表面に電子部品を搭載してなる電圧制御発振器であって、
前記基板の内部に周波数調整用のトリミング電極を設け、
前記基板の表面における前記トリミング電極に対応する領域を、基板の表面から前記トリミング電極にわたり溝状にトリミングを行なう電子部品非搭載のトリミング領域としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の電圧制御発振器は、請求項１において、
前記トリミング電極を、前記ストリップライン共振器のストリップラインの一部に形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の電圧制御発振器は、請求項１または２において、
前記基板の表面における前記トリミング領域を、導体パターンを有しない領域に形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の電圧制御発振器は、請求項１から３までのいずれかにおいて、
前記基板の表面と前記ストリップライン共振器との間に、素子を構成する導体パターンを有し、
この導体パターンを、前記トリミング領域に対応する領域以外の領域に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の電圧制御発振器は、請求項１から４までのいずれかにおいて、
前記ストリップライン共振器は、異なる層に形成されたグランド電極の間にストリップラインを形成してなることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の電圧制御発振器は、請求項５において、
前記グランド電極のうち、前記基板の表面側のグランド電極に、導体が形成されていないトリミング用のスリットを形成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項７の電圧制御発振器の周波数調整方法は、積層構造の基板の内部にストリップライン共振器を形成し、前記基板の表面に電子部品を搭載してなる電圧制御発振器の周波数調整方法であって、
前記基板の内部に周波数調整用のトリミング電極を設けておき、
前記基板の表面から前記トリミング電極に溝状にトリミングを施すことにより周波数調整を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１においては、基板の内部（ここで内部とは表裏面のレジストで覆われた部分ではなく、基板を構成する誘電体層等の絶縁層に埋設された部分をいう。）にトリミング電極を設け、基板の表面におけるそのトリミング電極に対応する電子部品非搭載箇所にトリミング領域を設定してトリミングを行なうようにしたので、表面の搭載電子部品がレーザー等により損傷を受けることを避けることができ、また、同時に表面等に形成された配線パターン等の導体の損傷も防止でき、信頼性の高い電圧制御発振器を提供できる。また、レーザーをトリミングに用いる場合、レーザーの強度調整等の最適化が困難であるために仮に基板をレーザーが貫通したとしても、裏面にグランド電極の無いスリットを予め設けた場合に比較してその貫通によるグランド電極の無い部分の領域ははるかに狭くなるので、電圧制御発振器を搭載するプリント基板の導体と電圧制御発振器の内部導体との電気的結合による特性への影響は軽減される。
【００１７】
また、裏面からのレーザーの照射では搭載電子部品の損傷や導体の切断の確認は困難であるが、本発明においては、前記貫通が生じたとしても、これを裏面から確認することができ、場合によってはこの貫通があるものは廃棄することによってより信頼性の高い電圧制御発振器を提供できる。
【００１８】
また、本発明において、トリミングを行なうための基板表面のトリミング領域の設定は、レーザーの幅や照射位置のずれを考慮して設定すればよく、このトリミング領域は、従来のように表面に調整用のパターンを設ける場合あるいはトリマー部品を搭載する場合よりもスペースを取らず、電圧制御発振器の小型化が可能になる。
【００１９】
請求項２においては、前記トリミング電極が、前記ストリップライン共振器のストリップラインの一部に形成されているので、別にストリップラインのほかにトリミング電極を設ける必要がなく、導体パターン構成が簡単ですむ。
【００２０】
請求項３においては、前記基板の表面における前記トリミング領域は導体パターンを有しない層により形成したので、基板近傍のレーザー等によるトリミングが小さなエネルギーで容易に行なえる。また、表面に設定するトリミング領域に導体が無いため、トリミングによって生じる導体屑が発生しないので、その導体屑による搭載電子部品間あるいは配線パターン間もしくは電子部品と配線パターン間の短絡の問題が無くなる。
【００２１】
請求項４においては、積層体内部に素子を構成する導体パターンを有し、この導体パターンを、前記トリミング領域に対応する領域以外の領域に形成したものであり、電圧制御発振器のさらなる小型化か可能になる。
【００２２】
請求項５においては、前記ストリップライン共振器は、異なる層に形成されたグランド電極の間にストリップラインを形成してなるものであり、上下のグランド電極により、ストリップラインと搭載電子部品やプリント基板上の導体との電気的結合が良好に防止できる。
【００２３】
請求項６においては、請求項５の前記グランド電極のうち、前記基板の表面側のグランド電極に、導体が形成されていないトリミング用のスリットを形成したので、レーザーによるトリミングが困難なグランド電極用導体をトリミングする必要がなくなり、トリミングが小さなエネルギーで容易に行なえる。
【００２４】
請求項７の電圧制御発振器の周波数調整方法は、積層構造の基板の内部にストリップライン共振器を形成し、前記基板の表面に電子部品を搭載してなる電圧制御発振器の周波数調整方法であって、前記基板の内部に周波数調整用のトリミング電極を設けておき、前記基板の表面から前記トリミング電極に溝状にトリミングを施すことにより周波数調整を行なう方法であるから、請求項１に記載の効果があげられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は本発明の電圧制御発振器の一実施の形態を示す斜視図、図２はその断面図、図３はそのストリップラインを示す平面図、図４は本実施の形態の電圧制御発振器の導体パターンを示す層構造図である。これらの図において、１は積層構造の基板であり、その周囲には電源電圧を加える端子電極２、制御電圧を加える端子電極３、出力端子電極４、ダミー（またはグランド電極として用いる）端子電極５、グランド端子電極６が形成される。７は基板１上に搭載された電子部品で、増幅回路を構成する半導体素子や、抵抗、コンデンサおよびインダクタ等の受動素子である。８はシールド用の金属製のケースであり、このケース８は前記電子部品７を覆い、その足８ａを前記グランド端子電極６に接続して基板１に取付けられる。
【００２６】
前記基板１は樹脂あるいは樹脂に誘電体粉末等の機能粉末を混合しさらに必要に応じてガラス繊維等の繊維を混合して強化した誘電体層１ａ〜１ｃをその表面または裏面に形成した導体と共に積層した構造を有する。なお、誘電体層１ａ〜１ｃにはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられるが、他の樹脂を用いても良い。また、導体としては銅その他の金属が用いられる。また、基板１の一部に磁性体層を含む場合もある。また、この基板１の表裏面には保護層としてのレジストが形成される場合が多いが図示を省略している。
【００２７】
基板１の内部には、ストリップライン共振器９が形成される。このストリップライン共振器９は、ストリップライン１０と、このストリップライン１０を誘電体層１ｂ、１ｃを介して挟むように形成されたグランド電極１１、１２とからなる。
【００２８】
図２、図４において、１３は基板１の表面に形成された導体パターンであり、この導体パターン１３は搭載電子部品７を半田により接続すると共に電子部品７、７間あるいは前記端子電極２〜６を電子部品７に接続するもので、この導体パターン１３の一部は、前記ストリップライン１０やこれと同層に形成されたインダクタ１４とスルーホール１５、１６を介して接続される。
【００２９】
１９は前記ストリップライン１０の一部に設けられたトリミング電極であり、図３に示すように、このトリミング電極１９はストリップライン１０の他の部分の約２倍より広い幅を有し、一端側からレーザー１７（可能ならばサンドブラストでもよい。）によりトリミング溝２０を図３の矢印Ａ方向に設ける。これにより、電流が流れる経路が長くなり、これによってトリミング長さに呼応して発振周波数を低下させて周波数調整を行なうものである。
【００３０】
前記グランド電極１１、１２のうち、基板１の表面側のグランド電極１１にはトリミングを想定して導体が形成されていないスリット２１が形成されている。また、基板１の表面には、前記トリミング電極１９に至るまでレーザー１７の照射等を行ってトリミングを施すトリミング領域２２を設定している。この実施の形態ではこのトリミング領域２２には導体を設けていない。
【００３１】
この電圧制御発振器は、予めトリミングを施さない段階では目標とする周波数より高い発振周波数が得られるようにしておき、ケース８を被せていない状態において、基板１の表面側から前記トリミング領域２１の一端側よりトリミング電極１９に至るレーザー１７を一般的には複数回照射して、発振周波数が目標の値に低下するまでの長さにトリミング溝２０を形成するトリミングを行なう。
【００３２】
このように、基板１の内部に形成したトリミング電極１９に対応して、基板１の表面に予め電子部品が搭載されていないトリミング領域２２を設定しておき、表面側からレーザー照射等によってトリミングを行なえば、裏面からレーザー照射する場合のような搭載電子部品７のレーザー１７による損傷を避けることができ、また、同時に表面等に形成された配線パターン１３等の導体の損傷も防止でき、信頼性の高い電圧制御発振器を提供できる。
【００３３】
また、レーザーの強度調整等の最適化が困難であるために仮に基板１をレーザーが貫通したとしても、裏面からレーザー照射を行なう場合のように予めグランド電極に導体が形成されていないスリットを設けた場合に比較してその貫通によるグランド電極の無い部分の領域ははるかに狭くなるので、電圧制御発振器を搭載する不図示のプリント基板の導体と電圧制御発振器の内部導体との電気的結合による特性への影響は軽減される。
【００３４】
また、基板１の裏面からのレーザーの照射では搭載電子部品７の損傷や導体の切断の確認は困難であるが、本発明においては、レーザーが基板１を貫通したとしても、この貫通が生じると、裏面にその痕が残るので、貫通を裏面から確認することができ、場合によってはこの貫通があるものは廃棄することによってより信頼性の高い電圧制御発振器を提供できる。
【００３５】
また、本発明において、トリミングを行なうための基板表面のトリミング領域２２の設定は、レーザーの幅や照射位置のずれを考慮して設定すればよく、このトリミング領域は例えば２００μｍ（好ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以上３００μｍ以下）程度の幅があれば十分であるため、従来のように表面に調整用のパターンを設ける場合あるいはトリマー部品を搭載する場合よりもスペースを取らず、電圧制御発振器の小型化が可能になる。
【００３６】
また本実施の形態においては、前記トリミング電極１９が、前記ストリップライン共振器のストリップライン１０の一部に形成されているので、ストリップラインのほかにトリミング電極を別に設ける必要がなく、導体パターン構成が簡単ですむ。
【００３７】
また、基板１の表面に設定するトリミング領域２２には例えばグランド電極のようにトリミングによって特性に影響を与えない導体パターンを設けていてもよいが、本実施の形態においては、前記基板１の表面における前記トリミング領域２２は導体パターンを有しない領域として形成したので、基板近傍のレーザー等によるトリミングが小さなエネルギーで容易に行なえる。また、表面に設定するトリミング領域２２に導体が無いため、トリミングによって生じる導体屑が発生しないので、その導体屑による搭載電子部品間あるいは配線パターン間もしくは電子部品と配線パターン間の短絡の問題が無くなる。
【００３８】
また、本発明は、ストリップライン共振器が、内部のグランド電極１１を有しない場合においても適用可能であるが、本実施の形態のストリップライン共振器９は、裏面のみならず、内部にもグランド電極１１を設けているので、搭載電子部品７とストリップライン１０との電気的結合が防止でき、このような電圧制御発振器において、前記トリミングに伴う効果を上げることができる。
【００３９】
また、前記グランド電極１１を有するものにおいて、前記トリミング電極１９のトリミングの際に、このグランド電極１１もレーザーにより貫通してトリミングされるようにしてもよいが、このグランド電極１１に、導体が形成されていないトリミング用のスリット２１を形成しておけば、レーザーによるトリミングが困難なグランド電極用導体をトリミングする必要がなくなるので、トリミングが小さなエネルギーで容易に行なえる。
【００４０】
図５は本発明の他の実施の形態を示す断面図である。この実施の形態は、前記電子部品７の代わりに積層体内部に素子（１ｄは新たに加えられた誘電体層である。）を構成する導体パターン２３を有する場合、この導体パターン２３を、前記トリミング領域２２に対応する領域以外の領域に形成したものである。すなわち、導体パターン２３を形成した層には、トリミング領域２４として、導体パターンを形成していない領域を設定したものである。
【００４１】
このように、本発明は、内部にストリップライン共振器９以外の素子を形成した層を有する電圧制御発振器にも適用できる。このように内部に素子を形成したものは、基板１の表面の電子部品７の搭載スペースが狭くてすむため、更なる小型化が可能である。なお、基板１の内部に素子を形成する場合、誘電体層を図５の例よりさらに増やして構成する場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による電圧制御発振器の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の電圧制御発振器の断面図である。
【図３】本実施の形態の電圧制御発振器のストリップラインを示す平面図である。
【図４】本実施の形態の電圧制御発振器の層構造図である。
【図５】本発明の電圧制御発振器の他の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：基板、１ａ〜１ｄ：誘電体層、２〜６：端子電極、７：電子部品、８：ケース、９：ストリップライン共振器、１０：ストリップライン、１１、１２：グランド電極、１３：導体パターン、１４：インダクタ、１５、１６：スルーホール、１７：レーザー、１９：トリミング電極、２０：トリミング溝、２１：スリット、２２：トリミング領域、２３：導体パターン、２４：トリミング領域
【図１】
2006033533.tif 000003
【図２】
2006033533.tif 000004
【図３】
2006033533.tif 000005
【図５】
2006033533.tif 000006
【図４】
2006033533.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月22日(2004.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006033533.tif 000008