(57)【要約】【課題】  下面に誘電体共振器を接合した回路基板を、底面に凹部を有するケースに対して、凹部に誘電体共振器が収納されるように搭載してなる発振器において、回路基板の上面側から誘電体共振器の接合位置および誘電体共振器と凹部との位置関係を確認できる発振器を提供する。【解決手段】  回路基板３０に第１の貫通孔５１を設け、第１の貫通孔５１に誘電体共振器２０の角が重なるような位置に接合する。また、回路基板３０に第２の貫通孔５２を設け、ケース１０底面にある凹部１１の角が第２の貫通孔５２に重なるように回路基板３０を搭載する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に主線路が形成され、下面に誘電体共振器が該主線路と電磁気的に結合するように搭載された回路基板と、前記誘電体共振器を収納する凹部を底面に有し、該底面に回路基板を搭載する一面開口形状のケースと、を備える発振器であって、
前記回路基板には、前記誘電体共振器の少なくとも二つの角に対応する部分にそれぞれ第１の貫通孔が形成されていることを特徴とする発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の発振器であって、
前記回路基板には、前記凹部の少なくとも二つの角に対応する部分にそれぞれ第２の貫通孔が形成されていることを特徴とする発振器。
【請求項３】
上面に主線路が形成され、少なくとも二つの第１の貫通孔を有する回路基板の下面に、該第１の貫通孔に少なくとも二つの角を合わせて誘電体共振器を搭載する工程と、
底面に凹部を有する一面開口形状のケースに、前記誘電体共振器が前記凹部に収納されるように前記基板を搭載する工程と、を含むことを特徴とする発振器の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発振器の製造方法であって、
前記回路基板には少なくとも二つの第２の貫通孔を備え、該第２の貫通孔を通して前記回路基板の上面から前記凹部の少なくとも二つの角を認識することによって、前記誘電体共振器が前記凹部内の所定の位置に存在することを確認する工程を含むことを特徴とする発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯やミリ波帯での無線通信に用いられる発振器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波帯やミリ波帯の無線通信機に用いられる発振器として、例えば特許文献１に記載された電圧制御発振器がある。
【０００３】
この電圧制御発振器について、図４に基づいて説明する。図４は従来の発振器を示す分解斜視図である。発振器はケース１０、ケース１０内に収納される回路基板３０、回路基板３０の裏面に取り付けられる誘電体共振器２０、ケース１０の開口部を封止する蓋４０より構成されている。
【０００４】
ケース１０はアルミナなどの絶縁材料からなり、底面には誘電体共振器２０を収納する凹部１１を有し、内壁はメタライズされている。また、ケース１０にはコプレーナ線路による出力端子１２とバイアス電圧入力端子１３が形成されている。
【０００５】
回路基板３０の上面には、発振回路が形成され、下面には誘電体共振器２０が配置される位置を除いて接地電極が形成されている。
【０００６】
誘電体共振器２０は誘電体基板２１と、誘電体基板２１の両主面に形成され円形の開口部２３を有する電極２２とからなり、円形の開口部２３に挟まれる位置にエネルギーが集中するＴＥ010モード共振器として動作する。そして、誘電体共振器２０は回路基板３０上の主線路３６と電磁気的に結合している。
【特許文献１】特開２００１−３３２９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような発振器においては、主線路３６と誘電体共振器２０との位置関係が主線路３６と誘電体共振器２０との結合量を決定するため、両者の位置関係を精度よく合わせる必要がある。ところが、主線路３６が回路基板３０の上面に形成されているのに対して誘電体共振器２０は回路基板３０の下面に接合されるので、精度よく位置関係を合わせることが難しく、発振器の特性のばらつきにつながっていた。
【０００８】
また、誘電体共振器２０と凹部１１との位置関係が共振周波数などに影響するが、誘電体共振器２０と凹部１１との位置関係を確認することが困難であり、発振器の特性のばらつきにつながっていた。
【０００９】
さらに、回路基板３０とケース１０とを接合する工程では、回路基板３０の下面に半田ペーストを塗布してケース１０に載置しリフローを行って接合するが、リフローの際に凹部１１の空気が膨張して外部との気圧差が発生し、この気圧差によって半田が爆ぜたり回路基板３０が浮き上がったりすることがあり、歩留まりが低下するという問題もあった。
【００１０】
よって本発明の目的は、主線路と誘電体共振器との位置関係を正確に位置合わせできる発振器およびその製造方法を提供することであり、また誘電体共振器とケースの凹部との位置関係を容易に確認できる発振器およびその製造方法を提供することである。
【００１１】
さらには、本発明の目的はリフロー時にケース凹部内と外部との気圧差が生じることを防止できる発振器およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題点を解決するために本発明に係る発振器は、上面に主線路が形成され、下面に誘電体共振器が該主線路と電磁気的に結合するように搭載された回路基板と、前記誘電体共振器を収納する凹部を底面に有し、該底面に回路基板を搭載する一面開口形状のケースと、を備える発振器であって、前記回路基板には、前記誘電体共振器の少なくとも二つの角に対応する部分にそれぞれ第１の貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、回路基板上面に形成された主線路と回路基板下面に接合される誘電体共振器とを精度よく位置合わせすることができる。また、第１の貫通孔が凹部の空気抜き穴としても作用するので、リフローを行って凹部内の空気が膨張しても、第１の貫通孔によって気圧差が解消され、半田の爆ぜや回路基板の浮き上がりが起こることがない。
【００１４】
また本発明に係る発振器は、前記回路基板には、前記凹部の少なくとも二つの角に対応する部分にそれぞれ第２の貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
これにより、第２の貫通孔によって回路基板の上面側から凹部の位置を確認することができるので、誘電体共振器と凹部との位置関係が正しいか否かを容易に確認することができる。また、第２の貫通孔が凹部の空気抜き穴としても作用するので、リフローを行って凹部内の空気が膨張しても、第２の貫通孔によって気圧差が解消され、半田の爆ぜや回路基板の浮き上がりが起こることがない。
【００１６】
また本発明に係る発振器の製造方法は、上面に主線路が形成され、少なくとも二つの第１の貫通孔を有する回路基板の下面に、該第１の貫通孔に少なくとも二つの角を合わせて誘電体共振器を搭載する工程と、底面に凹部を有する一面開口形状のケースに、前記誘電体共振器が前記凹部に収納されるように前記基板を搭載する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
これにより、回路基板上面に形成された主線路と回路基板下面に接合される誘電体共振器とを精度よく位置合わせすることができる。また、第１の貫通孔が凹部の空気抜き穴としても作用するので、リフローを行って凹部内の空気が膨張しても、第１の貫通孔によって気圧差が解消され、半田の爆ぜや回路基板の浮き上がりが起こることがない。
【００１８】
また本発明に係る発振器の製造方法は、前記回路基板には少なくとも二つの第２の貫通孔を備え、該第２の貫通孔を通して前記回路基板の上面から前記凹部の少なくとも二つの角を認識することによって、前記誘電体共振器が前記凹部内の所定の位置に存在することを確認する工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
これにより、第２の貫通孔によって回路基板の上面側から凹部の位置を確認することができるので、誘電体共振器と凹部との位置関係が正しいか否かを容易に確認することができる。また、第２の貫通孔が凹部の空気抜き穴としても作用するので、リフローを行って凹部内の空気が膨張しても、第２の貫通孔によって気圧差が解消され、半田の爆ぜや回路基板の浮き上がりが起こることがない。
【００２０】
なお、第２の貫通孔を通して回路基板の上面から凹部の少なくとも二つの角を認識することによって、誘電体共振器が凹部内の所定の位置に存在することを確認する工程は、回路基板をケース内に載置した状態で行って、然る後に半田リフローを行って回路基板とケースを接合してもよいし、リフロー後にこの工程を行ってもよい。あるいは、リフロー前とリフロー後にともにこの工程を行ってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、第１の貫通孔と誘電体共振器の角が重なるようにされていることによって、主線路と誘電体共振器とが精度よく位置合わせされ、特性ばらつきの少ない発振器を得ることができる。また、第１の貫通孔がケース底面の凹部の空気抜き穴としても作用するので、リフロー時の半田爆ぜや回路基板の浮き上がりを防ぐことができ、発振器の製造歩留まりが向上する。
【００２２】
さらに本発明によれば、第２の貫通孔と凹部の角が重なるように回路基板をケースに搭載することによって、誘電体共振器が凹部内の所望の位置に位置決めされているか否かを容易に確認することができ、発振器の特性ばらつきを抑えることができる。また、また、第２の貫通孔がケース底面の凹部の空気抜き穴としても作用するので、リフロー時の半田爆ぜや回路基板の浮き上がりを防ぐことができ、発振器の歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
【実施例】
【００２４】
以下において図を参照しつつ本発明の実施例について説明する。図１は本発明に係る発振器を示す分解斜視図であり、図２は回路基板の要部を示す平面図である。本発明に係る発振器は、ケース１０、誘電体共振器２０、回路基板３０、蓋４０から構成されている。
【００２５】
ケース１０はアルミナなどからなり、一面開口形状で底面には凹部１１を有する。ケース１０の表面はメタライズされている。また、ケースには出力端子１２とバイアス電圧入力端子１３がコプレーナ線路によって形成されている。
【００２６】
回路基板３０は上面に発振回路が形成され、下面には誘電体共振器２０が接合される。また、回路基板３０の下面には誘電体共振器２０が配置される位置を除いて接地導体が形成されている。そして回路基板３０は、誘電体共振器２０がケース１０の凹部１１に収納されるように、ケース１１の底面に半田などによって接合されている。
【００２７】
回路基板３０上面の発振回路は、マイクロストリップ線路と、ＦＥＴ３１、バラクタダイオード３２、チップコンデンサ３３ａ，３３ｂ、チップ抵抗器３４ａ，３４ｂ，３４ｃ、薄膜抵抗器３５ａ，ｂ、から構成されている。回路基板３０上面のパターニングされた導体は、所定の部分でスルーホール３８によって回路基板３０下面の接地導体と導通している。
【００２８】
マイクロストリップ線路からなる主線路３６は誘電体共振器２０と電磁気的に結合し、一端がＦＥＴ３１のゲート電極に接続され、他端が薄膜抵抗器３５ａを介して接地されている。副線路３７は一端がバラクタダイオード３２に接続され、他方がチップコンデンサ３３ａを介して接地されるとともにチップ抵抗器３４ａを介してケース１０のバイアス電圧入力端子１３にボンディングワイヤなどで接続される。バラクタダイオード３２は一端が副線路３７と接続され、他端が接地されている。
【００２９】
このように構成することによって、バラクタダイオード３２に電圧を印加して容量を変化させ、発振器の発振周波数を変化させることができる。すなわちこの発振器は電圧制御発振器（ＶＣＯ）として動作する。
【００３０】
ＦＥＴ３１のドレイン電極はチップコンデンサ３３ｂを介して接地されるとともに、チップ抵抗器３４ｂを介してケース１１のバイアス電圧入力端子１３にボンディングワイヤなどで接続される。またＦＥＴ３１のソース電極は一方においてチップ抵抗器３４ｃを介して接地され、他方において容量成分３９を介して一端が接地された薄膜抵抗器３５ｂを介してケース１１に形成された出力端子１２に接続される。
【００３１】
誘電体共振器２０は、誘電体基板２１の二つの主面に電極２２が形成されてなり、電極２１が除去された略円形の開口部２３が互いに対向する位置に形成されている。そして誘電体共振器２０は導電性接着剤などによって、開口部２３と主線路３６、副線路３７とが重なる位置関係となるように回路基板３０の下面に接合される。これにより誘電体共振器２０は主線路３６および副線路３７と電磁気的に結合する。
【００３２】
このとき、回路基板３０には第１の貫通孔５１が少なくとも二つ、図１および図２では四つ形成されていて、誘電体共振器２０の角が第１の貫通孔５１に重なるようにされる。これによって、回路基板３０の上面にある主線路３６および副線路３７と誘電体共振器２０とが所望の位置関係となるようにすることができる。主線路３６および副線路３７と誘電体共振器２０との位置関係は結合量に影響するため、位置関係を正確に合わせることによって特性ばらつきの少ない発振器を得ることができる。
【００３３】
回路基板３０は、誘電体共振器２０が凹部１１に収納されるように、通常は誘電体基板２０が凹部１１の略中央部に位置するような位置関係で、ケース１０に収納される。ケース１０の開口面には金属からなる蓋４０が接合される。
【００３４】
このとき、回路基板３０には第２の貫通孔５２が少なくとも二つ、図１および図２では四つ形成されていて、凹部１１の角が第２の貫通孔５２に重なるような位置関係で回路基板３０がケース１０に接合される。これによって回路基板３０の上方から第２の貫通孔５２をのぞくことによって、回路基板３０と凹部１１が所望の位置関係になっているか否かを確認することができる。
【００３５】
誘電体共振器２０は、ケース１０の凹部１１表面のメタライズおよび金属製の蓋４０とによって共振空間が形成されて、ＴＥ010モード共振器として動作する。このとき、共振空間内における誘電体共振器２０の位置が共振周波数等の共振特性に影響を与えるため、誘電体共振器２０は凹部１１の中央に正確に位置決めされる必要があるが、本発明によれば、第１の貫通孔５１によって誘電体共振器２０の位置を確認することができるとともに、第２の貫通孔５２によって凹部１１の位置を確認することができるので、誘電体共振器２０と凹部１１とが所望の位置関係にあるか否かを回路基板３０の上方から確認することができる。よって、特性ばらつきの少ない発振器を得ることができる。
【００３６】
次に本発明に係る発振器の製造方法について説明する。図３は本発明に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図である。図３においては図が煩雑になるのを防ぐため、発振器の構成を適宜省略して図示している。
【００３７】
まず図３（ａ）に示すように、回路基板３０を用意し、導電性接着剤や半田などによって下面に誘電体共振器２０を接合する。このとき誘電体共振器２０は、さきに図２に示したように第１の貫通孔５１に角を合わせて位置決めすることにより、主線路３６や副線路３７と所望の位置関係になるように正確に位置決めすることができる。また、回路基板３０の上面にはＦＥＴやバラクタダイオードなどの電子部品が実装されているがここでは図示を省略している。
【００３８】
さらに回路基板３０の下面には、回路基板３０とケース１０を接合するための半田ペースト６１が塗布されている。この半田ペースト６１は、ケース１０の凹部１１の周囲に対応する位置に塗布されている。
【００３９】
次に図３（ｂ）に示すようにケース１０に回路基板３０を収納する。このとき、ケース１０の凹部１１に誘電体共振器２０が収納されるようになっている。ここで、さきに図２に示したように、回路基板３０に形成されている第２の貫通孔５２に凹部１１の角が重なっていることを確認する。これによって、誘電体共振器２０と凹部１１とが所望の位置関係になっているかどうかを確認することができる。このように、回路基板３０の搭載位置が正しいことを確認した後、所定の温度でリフローを行って半田ペースト６１を溶融し、回路基板３０とケース１０とを接合する。
【００４０】
このとき、凹部１１内の空気が加熱によって膨張して外部との気圧差が生じるが、第１および第２の貫通孔５１，５２が空気抜きの穴として作用して気圧差が解消されるので、気圧差によって半田ペースト６１が爆ぜて接合強度が低下したり、回路基板３０が持ち上げられて浮き上がったりすることはない。
【００４１】
半田リフローによって回路基板３０の位置がずれることもあり得るので、リフロー後に再び第２の貫通孔５２を覗いて回路基板３０の搭載位置が正しいことを確認する。そして、第２の貫通孔５２から凹部１１の角を確認することができない場合、すなわち回路基板３０が正しい位置に搭載されていない場合には、発振器が所望の特性を得ることができないので、再び半田ペースト６１を溶融するなどして回路基板３０の搭載位置を修正する。
【００４２】
次に図３（ｃ）に示すように、回路基板３０上の発振回路とケース１０のバイアス電圧入力端子、出力端子（ここでは図示せず。図１を参照）とをボンディングワイヤで接続して、さらにケース１０の開口面に蓋４０を接合して本発明に係る発振器が完成する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る発振器を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る発振器の回路基板の要部を示す平面図である。
【図３】本発明に係る発振器の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図４】従来の発振器を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    ケース
１１    凹部
１２    出力端子
１３    バイアス電圧入力端子
２０    誘電体共振器
２１    誘電体基板
２２    電極
２３    開口部
３０    回路基板
３１    ＦＥＴ
３２    バラクタダイオード
３３ａ，３３ｂ    チップコンデンサ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ    チップ抵抗器
３５ａ，３５ｂ    薄膜抵抗器
３６    主線路
３７    副線路
３８    スルーホール
３９    容量成分
４０    蓋
５１    第１の貫通孔
５２    第２の貫通孔
６１    半田ペースト
【図１】
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【図２】
2005094123.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005094123.tif 000006