(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏主面に形成した導体パターン層を含めて、３つの層の導体パターン層が互いに絶縁体で形成した層を挿んだ積層構造の圧電発振器用基板において、
該圧電発振器用基板は、主に第１の絶縁層と第２の絶縁層とが積層したものであり、
該第１の絶縁層の一方の主面上には、圧電発振器を構成する電子部品が搭載され、且つ該電子部品間を電気的に接続して電圧制御圧電発振回路をなす回路パターンを形成する第１の導電パターン層が形成されており、
該第２の絶縁層における第１の絶縁層に対向する面には、該電圧制御発振回路におけるトランジスタのベースとアースとの間に直列に接続された２つコンデンサ素子に該当する該電子部品である第１のコンデンサと第２のコンデンサとの間を導通する該第１の導電パターン層と電気的に接続する第２の導電パターン層が、該第１の導電パターン層と相対するように形成されており、
該第２の絶縁層における第１の絶縁層と対向する面とは反対の面上には、アース接続されている第３の導電パターン層が、該第２の導電パターン層と相対するように形成されている
ことを特徴とする圧電発振器用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、絶縁基板の表裏主面上に電子回路パターンが設けられ発振回路を形成した圧電発振器用基板に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、圧電振動子に直列に接続したバリキャップ・ダイオードの印加電圧を可変して、発振周波数を電圧制御する電圧制御圧電発振器が知られている。図４には電圧制御圧電発振器の回路図の一例を示す。
【０００３】
トランジスタ４０１のベースに圧電振動子４０２の一端を接続している。そして圧電振動子４０２の他端をバリキャップ・ダイオード（電圧可変容量素子）４０３を介して接地している。そして、バリキャップ・ダイオード４０３と圧電振動子４０２との直列接続点に抵抗４０４を介して制御電圧Ｖｃを印加し、制御電圧に応じて圧電振動子４０２の負荷容量を制御して発振周波数を可変するようにしている。そして、トランジスタ４０１のベースには抵抗４０５及び４０６を介して電源Ｖｃｃ及び接地電位に接続している。また、トランジスタ４０１のコレクタは抵抗４０７を介して電源Ｖｃｃに接続し、トランジスタ４０１のエミッタは抵抗４０８を介して接地している。そしてコンデンサ４０９及び４１０をトランジスタ４０１のベース−エミッタ間及びエミッタ−接地間に挿入し、エミッタからコンデンサ４１１を介して発振出力を取り出すようにしている。
【０００４】
従来は、図５のように、図４に図示した発振回路を形成する回路パターン層５０２を絶縁基板５０１の表裏主面上に形成し、そのパターン上に、図４に図示した圧電振動子４０２に該当する圧電振動子５０３、図４に図示したコンデンサ４０９に該当するコンデンサ５０５及び図４に図示したコンデンサ４１０に該当するコンデンサ５０４等の回路素子類を実装して圧電発振器を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術の場合、絶縁基板の表裏主面上に形成した回路パターンにより浮遊容量ＣＦが発生する。図４には浮遊容量ＣＦを発振回路上に明示した。この浮遊容量ＣＦのため、図６のように電圧制御圧電発振器の回路設計時における理論上の発振周波数可変幅（図６に示したグラフ内実線の傾き）と、実際の発振周波数可変幅（図６に示したグラフ内点線の傾き）に差が生じ、且つ発振周波数可変幅が小さくなってしまう。また発振周波数の調整も正確に行えずに、圧電発振器の特性にも悪影響を及ぼしてしまう、という課題が生じている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記従来技術の課題を鑑みて成されたものであり、表裏主面に形成した導体パターン層を含めて、３つの層の導体パターン層が互いに絶縁体で形成した層を挿んだ積層構造の圧電発振器用基板において、該圧電発振器用基板は、主に第１の絶縁層と第２の絶縁層とが積層したものであり、該第１の絶縁層の一方の主面上には、圧電発振器を構成する電子部品が搭載され、且つ該電子部品間を電気的に接続して電圧制御圧電発振回路をなす回路パターンを形成する第１の導電パターン層が形成されており、該第２の絶縁層における第１の絶縁層に対向する面には、該電圧制御発振回路におけるトランジスタのベースとアースとの間に直列に接続された２つコンデンサ素子に該当する該電子部品である第１のコンデンサと第２のコンデンサとの間を導通する該第１の導電パターン層と電気的に接続する第２の導電パターン層が形成されており、該第２の絶縁層における第１の絶縁層と対向する面とは反対の面上には、アース接続されている第３の導電パターン層が形成されていることを特徴とする圧電発振器用基板である。
【０００７】
この構造の基板により、基板全体の浮遊容量ＣＦを、第１の導電パターン層と第２の導電パターン層との間に生じる第１の浮遊容量ＣＦ１と、第２の導電パターン層と第３の導電パターン層との間に生じる第２の浮遊容量ＣＦ２に分けることができる。又、この第１の浮遊容量ＣＦ１は、電圧制御発振回路におけるトランジスタのベースとアースとの間に直列に接続された２つコンデンサ素子のうちの一方のコンデンサ素子に該当する第１のコンデンサと並列に接続した構成となっている。さらに、第２の浮遊容量ＣＦ２は、他方のコンデンサ素子に該当する第２のコンデンサと並列に接続した構成となっている。このとき、第１及び第２のコンデンサの容量値を微調整することで、電圧制御発振回路におけるトランジスタのベースとアースとの間に直列に接続された２つコンデンサ素子のそれぞれ容量値を、基板の浮遊容量を含めた容量値とでき、実装後も回路設計時における理論上の発振周波数可変幅を得られる作用を奏する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１はこの発明における圧電発振器用基板の一例である電圧制御圧電発振器用基板の斜視分解図である。図２は図１に示した切断線Ａ１−Ａ２で切断した際の切断分解図である。尚、図１及び図２において、説明を明りょうにするため一部搭載電子部品を図示せず、また各寸法も一部誇張して図示している。図３は図１に図示した電圧制御圧電発振器の回路図である。
【０００９】
即ち、図１に示した電圧制御圧電発振器用基板１０１は、第１の絶縁層１０２及び第２の絶縁層１０３を主体として構成され、第１の絶縁層１０２の一方の主面上には、第１の導体パターン層１０４（パターンは図示せず）が銅箔等により形成されている。この第１の導電パターン層１０４の上に、圧電発振器を構成する圧電振動子１１０，第１のコンデンサ１１１及び第２のコンデンサ１１２等の電子部品が搭載されている。尚、第１のコンデンサ１１１は、図３に示した回路図では、コンデンサ３０９に該当し、第２のコンデンサ１１２はコンデンサ３１０に該当する。
【００１０】
さらに、第１の絶縁層１０２は、第１の絶縁層１０２の他方の主面において、第２の絶縁層１０３と接合し積層構造を形成する。第２の絶縁層１０３の第１の絶縁層１０２と接合する面上には、第２の導電パターン層１０５が形成されている。第２の絶縁層１０３の接合面に相対する面上には第３の導電パターン層１０６が形成され、且つ第３の導電パターン層１０６はアースに接続されている。
【００１１】
第１の導電パターン層１０４に形成した圧電発振回路パターンにおいて、第１のコンデンサ１１１と第２のコンデンサ１１２の直列接続点（図３の回路図では直列接続点３１１に該当する）には第１の絶縁層１０２を貫通してなるスルーホール１１３が形成され、第２の導電パターン層１０５と電気的に接続されている。
【００１２】
前記構造を形成することにより、第１の導電パターン層１０４と第２の導電パターン層１０５との間に生じる浮遊容量３１２は、図３に示した回路図のように、コンデンサ３０９（図１では第１のコンデンサ１１１）と並列に接続した構成となる。また、第２の導電パターン層１０５と第２の導電パターン層１０６との間に生じる浮遊容量３１３は、図３に示した回路図のように、コンデンサ３１０（図１では第２のコンデンサ１１２）と並列に接続した構成となる。
【００１３】
尚、浮遊容量３１２及び３１３のそれぞれの容量値Ｃは、第１乃至３の導電パターン層１０４，１０５及び１０６に形成した回路パターンによる浮遊容量要因となる部分の対向面積Ｓ、第１乃至３の導電パターン層間隔ｄ、及び第１及び第２の絶縁層の誘電率ε１ε０から、それぞれ
Ｃ＝ε１ε０×Ｓ／ｄ
より算出できる。基板に使用する各々の絶縁層の誘電率や厚さなどにより、多少変化するが、浮遊容量の値は通常は数ｐＦぐらいになる。
【００１４】
そして、前記数式より算出された浮遊容量３１２の容量値とコンデンサ３０９（第１のコンデンサ１１１）の容量値との和が、理論上のコンデンサ３０９（第１のコンデンサ１１１）の容量値と同じとなるように、コンデンサ３０９（第１のコンデンサ１１１）の容量値を調整する。又、前記数式より算出された浮遊容量３１３の容量値とコンデンサ３１０（第２のコンデンサ１１２）の容量値との和が、理論上のコンデンサ３１０（第２のコンデンサ１１２）の容量値と同じとなるように、コンデンサ３１０（第２のコンデンサ１１２）の容量値を調整する。これにより、Ｖｃ制御による発振周波数可変幅の理論値と実際値との差がなくなり、浮遊容量が生じたことによる発振周波数可変幅の縮小をなくすことができる。
【００１５】
尚、前記実施例では、第２の導電パターン層を第２の絶縁層の接合面上に形成したが、これは第１の絶縁層側の接合面上に形成してもよい。又、前記実施例では電圧制御圧電発振器を例示したが、本発明は他のコルピッツ発振器の基板にも使用できる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の圧電発振器用基板によって、実装時に浮遊容量が発生しても、理論上の発振周波数可変幅を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態例を示す圧電発振器用基板の斜視分解図である。
【図２】図２は、図１に示した圧電発振器用基板を、図１のＡ１−Ａ２で切断した断面分解図である。
【図３】図３は、図１及び２に示した圧電発振器用基板上に構成する電圧制御圧電発振回路図である。
【図４】図４は、従来の圧電発振器用基板の斜視図である。
【図５】図５は、図４に示した圧電発振器用基板上に構成する従来の電圧制御圧電発振回路図である。
【図６】図６は、従来の圧電発振器用基板における制御電圧Ｖｃと発振周波数ｆの相関グラフである。
【符号の説明】
１０１  圧電発振器用基板
１０２  第１の絶縁層
１０３  第２の絶縁層
１０４  第１の導電パターン層
１０５  第２の導電パターン層
１０６  第３の導電パターン層
１１３  スルーホール
【図１】
0004796722.tif 000002
【図２】
0004796722.tif 000003
【図３】
0004796722.tif 000004
【図４】
0004796722.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004796722.tif 000007