專利名稱：振蕩器和振蕩器特性調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振蕩器和用于調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩特性的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種小型振蕩器，其用于在高頻段工作的移動電話、移動數(shù)據(jù)終端、無線LAN發(fā)射器/接收器、衛(wèi)星通信終端、GPS接收器以及其他類型的無線通信裝置中，并涉及一種調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩特性的方法。根據(jù)本發(fā)明的振蕩器非常適合于減小模塊的尺寸，該模塊為所用振蕩器的主要元件，尤其是在數(shù)百兆赫或更高頻段工作的振蕩器的主要元件。
背景技術(shù)：
由于高頻通信系統(tǒng)的終端裝置如移動電話已經(jīng)做得更小，因此振蕩電路模塊如電壓控制振蕩器(VCO)也已經(jīng)做得更小，其中所述振蕩電路模塊為用在這種終端裝置中的一種高頻元件。
在如此小的用于高頻，尤其在數(shù)百兆赫或更高頻段應(yīng)用的振蕩模塊中，基片中各個元件的特性和導(dǎo)線圖形尺寸的變化不能被忽視。因此需要實(shí)際應(yīng)用中調(diào)節(jié)每個分離模塊，以便例如振蕩頻率處于特定設(shè)計范圍內(nèi)。
如日本未審查專利公開HEI6(1994)-13807所教導(dǎo)的，用于這種調(diào)節(jié)的一種方法為通過改變導(dǎo)電圖形的長度和/或?qū)挾日{(diào)節(jié)振蕩電路的電感器部分。這是通過由機(jī)械裝置切除在電路板的元件安裝表面上形成的電路圖形的一部分予以實(shí)現(xiàn)，該機(jī)械裝置諸如是砂磨機(jī)、或諸如激光束的光學(xué)裝置。尋求通過多層電路板實(shí)現(xiàn)更小模塊的其他方法在電路板各層中提供振蕩電路的電感器(見日本專利2662748)和電容器(見日本專利2531000)的一部分。
圖10和11示出一示例性的振蕩器，其中振蕩器的電感器部分被引導(dǎo)到電路板表面。如圖10所示，導(dǎo)體22和23之間帶狀線的背面接地導(dǎo)體22、內(nèi)部接地導(dǎo)體23和電感器導(dǎo)體24形成在印刷電路板21之內(nèi)，而形成三層板結(jié)構(gòu)。帶狀線電感器導(dǎo)體的一部分24a通過通孔25連接到安裝在基片表面上的導(dǎo)體焊盤24b上。那么電感器的電長度可以通過適宜地修剪基片表面上的這個表面導(dǎo)體焊盤24b而予以改變，如圖11中切痕26處所示，從而調(diào)節(jié)電感L以改變振蕩器特性，如振蕩頻率。
另一種調(diào)節(jié)方法示于圖12中。如這個振蕩器剖視圖所示，振蕩器的電容器形成在基片內(nèi)側(cè)，修剪設(shè)置在基片表面上的電容器電極中的一個電極以調(diào)節(jié)電容，而作為調(diào)節(jié)振蕩器特性的一種方式。在這個示例中，合并入諧振電路的電感器作為如上面示例中的印刷電路板21內(nèi)側(cè)的三層板結(jié)構(gòu)的帶狀線24，而電感器的一端經(jīng)由通孔25暴露到基片表面上而作為表面電極28。即，并聯(lián)到電感器上的諧振電路的電容器27安裝在電路板之內(nèi)，且表面電極28以絕緣電路板的間隔而相對內(nèi)部接地導(dǎo)體23。表面電極28被修剪，以調(diào)節(jié)電極的表面積，并從而調(diào)節(jié)了電容，即，調(diào)節(jié)了振蕩器。
在上述現(xiàn)有技術(shù)示例中，雖然電路的一部分形成在電路板內(nèi)側(cè)以便減小裝置的尺寸，但兩種方法都將內(nèi)部導(dǎo)體圖形的一部分暴露于電路板的元件安裝表面上，以便修剪該暴露部分(圖10中的部分24b、圖12中的部分28)，來調(diào)節(jié)振蕩器模塊特性。因此，這種作為減小尺寸的方式的使電路的一部分內(nèi)部化的方法與其中各部分未內(nèi)部化的方法相同之處在于修剪焊盤在元件安裝表面上占據(jù)一定量的面積。
對大多數(shù)這種模塊設(shè)置了覆蓋元件安裝表面的金屬屏蔽罩，以保護(hù)安裝的元件并防止與相鄰部分的電磁干擾。該屏蔽罩可以在調(diào)節(jié)振蕩器之前或之后安裝。當(dāng)修剪電路板元件安裝表面上的電路元件以調(diào)節(jié)振蕩器之后安裝屏蔽罩時，該調(diào)節(jié)必須預(yù)計到由于屏蔽罩的后期添加而帶來的特性漂移而完成。如果屏蔽罩在調(diào)節(jié)之前安裝，可以用激光通過在屏蔽罩內(nèi)設(shè)置的修剪狹縫或孔進(jìn)行修剪，而然后用導(dǎo)電密封劑密封該修剪狹縫或孔。
在前面的方法中，修剪必須估計到由于屏蔽罩的添加而造成的振蕩器頻率或其他模塊特性的漂移。然而如上面所指出的，由于各個模塊特性的變動較大，用相同的偏置進(jìn)行調(diào)節(jié)是不可能的，從而用這種方法不可能精確調(diào)節(jié)。在后面的方法中，由于修剪是在屏蔽罩安裝之后進(jìn)行，來自被修剪部分的灰塵和殘骸駐留在屏蔽罩內(nèi)側(cè)。這種灰塵和殘骸可輕易地附著到四周各部分上，而導(dǎo)致可靠性有可能減小。
解決這個問題的一種可能的方法為將內(nèi)部導(dǎo)體導(dǎo)引到電路板的背側(cè)以用于修剪。然而，在這種情況下，必須設(shè)置修剪焊盤，而這要在電路板背面上占據(jù)一定面積。這就難于屏蔽模塊的背面。因此必須提供一種諸如設(shè)置在電路板前表面上的屏蔽罩。因此這種方法對于尋求減小模塊尺寸的應(yīng)用來說并不實(shí)用。
提出解決該問題的方案的另一種振蕩器調(diào)節(jié)方法在日本未審查專利公開HEI9(1997)-153737中有所教導(dǎo)。這個方法實(shí)現(xiàn)激光從電路板背面向內(nèi)側(cè)垂直修剪，以調(diào)節(jié)多層內(nèi)部電容器的電極面積。
圖13是該方法中模塊的剖視圖。在這個方法中，諧振電路的電容器27通過疊加電極27a和27b以及它們之間的電路板介電層而內(nèi)部化于電路板中。如圖14中箭頭所示，從模塊背面并垂直于模塊的激光修剪調(diào)節(jié)了內(nèi)部電容器27的電極27a和27b的面積，從而調(diào)節(jié)了模塊。
雖然這個方法解決了上述的表面積問題，而電容器的電極結(jié)構(gòu)必須為包括至少三或四層的多層結(jié)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)足夠大的電容調(diào)節(jié)范圍。這就形成了一個多層電路板，使電路板的厚度和成本增加。
本發(fā)明的發(fā)明者已經(jīng)提供了針對上述問題的另一種方案，如在日本未審查專利公開2001-007642中所公開的(此后其被稱為在先申請)。在這種方法中，諧振電路的電感器元件的一部分設(shè)置在基片介電層之內(nèi)，并用激光束從基片背側(cè)照射而與介電層同時切割內(nèi)部設(shè)置的電感器元件，來改變電感器元件圖形的長度和/或?qū)挾龋瑥亩{(diào)節(jié)振蕩電路的電感器。
在先申請將參照圖15加以解釋，圖15示出了其主要結(jié)構(gòu)。根據(jù)在先申請，包括介電層的電路板形成為四層結(jié)構(gòu)，即元件安裝導(dǎo)體圖形表面(層)32、內(nèi)部接地導(dǎo)體層33、導(dǎo)體圖形層34以及背面接地導(dǎo)體層35。內(nèi)部導(dǎo)體圖形層34作用為內(nèi)部帶狀線導(dǎo)體圖形34并夾在內(nèi)部接地導(dǎo)體層33和背面接地導(dǎo)體層35之間，以形成三層板結(jié)構(gòu)的振蕩器電感器。
內(nèi)部導(dǎo)體圖形層34經(jīng)由元件36電連接到基片表面上的導(dǎo)體圖形層32上。表面導(dǎo)體圖形層32連接到在基片表面上安裝的另一振蕩器元件31上。此外，金屬屏蔽罩38設(shè)置在基片表面上，而背面接地導(dǎo)體層35設(shè)置有修剪狹縫40。激光束41通過狹縫40照射以同時切割介電層和內(nèi)部導(dǎo)體圖形層，而改變電感器的電長度，從而調(diào)節(jié)電感L，即，振蕩特性，如振蕩頻率。
在先申請可以實(shí)現(xiàn)減小模塊的尺寸。然而，玻璃環(huán)氧樹脂的介電層和Cu等的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層在激光束吸收率上極大地不同。對于1.06μm波長的YAG激光束，玻璃環(huán)氧樹脂和Cu分別呈現(xiàn)百分之幾十和約5％的吸收率。因此，難于將激光束調(diào)節(jié)到對于兩種材料都最優(yōu)的強(qiáng)度。
在振蕩特性需要僅通過修剪一部分而極大地改變以達(dá)到理想特性的情況下，修剪部分的量增大，且電感器部分的寬度減小，這在該點(diǎn)產(chǎn)生電阻，并減小了電感L的Q值，導(dǎo)致模塊性能，如噪聲特性的惡化。
此外，大量修剪同樣費(fèi)時。于是，在模塊性能和可靠性方面，上述提及的調(diào)節(jié)方法是不能滿足的。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，從而本發(fā)明的目標(biāo)為提供一種緊湊、高性能、高可靠性的振蕩器(模塊)，其具有允許諧振電路電感器主要元件的內(nèi)部導(dǎo)體圖形直接從電路板背面修剪的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是提供用于振蕩器(模塊)的調(diào)節(jié)方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種振蕩器，包括其內(nèi)具有介電層的電路板；包括其各元件和電感器元件的振蕩器電路，各元件安裝到電路板的前表面上，而至少電感器元件的一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體；其中，背面導(dǎo)體具有兩個或多個狹縫或小孔，激光束穿過該狹縫或小孔，以用于在多個位置局部切割內(nèi)在設(shè)置的電感器元件及介電層，來調(diào)節(jié)振蕩特性。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明，狹縫或小孔設(shè)置在在電路板背面的背面導(dǎo)體上，而激光束穿過狹縫或小孔以與夾在背面導(dǎo)體和內(nèi)部導(dǎo)體(內(nèi)在設(shè)置的電感器元件的一部分)之間的介電層一起在多個位置處切割(修剪)內(nèi)在設(shè)置的電感器元件，從而改變該圖形的電長度，以將振蕩特性調(diào)節(jié)到需要程度。在改變電長度時，電感器元件在多個位置處切割，這就防止了在特定位置電感器的寬度被極大地減小，而從而抑制了電感L的Q值的減小。
通過結(jié)合附圖參照以下的描述和權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他目的及成就與其的全面理解一起將變得顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的電壓控制振蕩器的局部分解的透視圖；圖2是圖1的電壓控制振蕩器的剖視圖；圖3是圖1的電壓控制振蕩器的電路圖；圖4是在用于圖1的電壓控制振蕩器的印刷電路板中的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層的平面圖；圖5是圖4的印刷電路板的底視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的印刷電路板的修剪目標(biāo)區(qū)域的剖視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的印刷電路板中的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層的平面圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的印刷電路板中的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層的平面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的印刷電路板中的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層的平面圖；圖10是說明傳統(tǒng)振蕩器結(jié)構(gòu)的視圖；圖11是說明圖10的振蕩器電極的修剪目標(biāo)區(qū)域的視圖；圖12是說明傳統(tǒng)振蕩器結(jié)構(gòu)的視圖；圖13是說明傳統(tǒng)振蕩器結(jié)構(gòu)的視圖；圖14是說明圖13的振蕩器電極的修剪目標(biāo)區(qū)域的視圖；以及圖15是根據(jù)在先發(fā)明的振蕩器修剪目標(biāo)區(qū)域的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的振蕩器，電感器元件包括內(nèi)部設(shè)置的帶狀線，該帶狀線包括迂回軌跡和短接迂回軌跡兩端的短接軌跡，短接軌跡在多個位置的至少之一處被激光束切割。
即，根據(jù)本發(fā)明，與包括電感器元件的內(nèi)部帶狀線的迂回軌跡形成一對的短接軌跡被修剪，因此，電感器的電長度可以被大幅度地逐步變化，而與被修剪部分的長度無關(guān)。從而，電感L可以用較短的修剪時間極大地改變成理想的振蕩特性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的振蕩器，除了短接軌跡之外，電感器元件還包括內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)體圖形，其在多個位置中的至少一個處要被激光束切割，該內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)體圖形允許振蕩特性根據(jù)被切割的部分而連續(xù)變化。
即，除了包括電感器的內(nèi)部帶狀線的迂回軌跡和短接軌跡，本發(fā)明的振蕩器設(shè)置有內(nèi)部導(dǎo)體圖形，其允許振蕩特性根據(jù)被切割的部分而連續(xù)變化，是因為修剪部分能夠根據(jù)修剪量而使電感L連續(xù)變化。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)與理想的振蕩特性較大或較小的差距。從而，獲得了緊湊、高性能、精確調(diào)節(jié)的振蕩器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的振蕩器，由切割內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形而引起的振蕩特性的變化量大于由切割短路軌跡引起的振蕩特性變化量，其中內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形允許振蕩特性根據(jù)被切割的部分而連續(xù)變化。
即，在內(nèi)部帶狀線電感器元件包括迂回軌跡、短路軌跡、以及允許其電長度根據(jù)修剪量而連續(xù)變化的內(nèi)部導(dǎo)體圖形的情況下，根據(jù)內(nèi)部導(dǎo)體圖形的修剪量而連續(xù)變化的電感L的變化量變得比由切割短路軌跡引起的電感L變化量大。于是，通過設(shè)定修剪部分的位置、狹縫或小孔的相應(yīng)位置、和迂回軌跡和短接軌跡的位置，電感L可以被調(diào)節(jié)為調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任意值，即，允許在整個調(diào)節(jié)范圍內(nèi)精調(diào)和粗調(diào)。從而，獲得了緊湊、高性能、精確調(diào)節(jié)的振蕩器。
此外，本發(fā)明提供了一種振蕩器，包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，該電路包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板的前表面上而至少電感器元件的一部分內(nèi)在設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體；其中，背面導(dǎo)體具有兩個或多個狹縫或小孔，激光束通過該狹縫或小孔以在多個位置處與內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)體圖形一起切割介電層，用于調(diào)節(jié)振蕩特性，電感器元件由內(nèi)部設(shè)置的帶狀線構(gòu)成，而帶狀線包括迂回軌跡和用于短接迂回軌跡兩端的短接軌跡，且短接軌跡被穿過狹縫或小孔的激光束切割，以調(diào)節(jié)振蕩特性。
由于與電感器元件內(nèi)部設(shè)置帶狀線的迂回軌跡形成一對的短接軌跡被切割，電感器元件的電長度可以逐步大幅度變化，而與被修剪部分的長度無關(guān)。從而，電感L可以在短的修剪時間內(nèi)極大地變化到理想振蕩特性。
本發(fā)明還提供了一種方法，用于調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩特性，該振蕩器包括其內(nèi)具有介電層的電路板；包括其各元件和電感器元件的振蕩器電路，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體，其中，振蕩特性通過用穿過在背面導(dǎo)體上形成的兩個或多個狹縫或小孔的激光束在多個位置處局部切割介電層和電感器元件的內(nèi)部設(shè)置部分而予以調(diào)節(jié)。
換句話說，狹縫或小孔設(shè)置在電路板背面的背面導(dǎo)體上，而激光束穿過狹縫或小孔以在多個位置處與夾于背面導(dǎo)體和內(nèi)部導(dǎo)體(內(nèi)部設(shè)置的電感器元件的一部分)之間的介電層一起局部切割(修剪)內(nèi)部設(shè)置的電感器元件，從而，改變圖形的電長度而將振蕩特性調(diào)節(jié)到理想程度。在改變電長度時，電感器元件在多個位置處被切割，這防止了在特定位置的電感器寬度極度減小，并從而抑制了電感L的Q值的減小。
根據(jù)本發(fā)明上述方法，包括迂回軌跡和用于短接迂回軌跡兩端的短接軌跡的內(nèi)部設(shè)置帶狀線被設(shè)置為電感器元件，而振蕩特性通過在多個位置的至少一個位置處用激光束切割短接軌跡予以調(diào)節(jié)。
即，根據(jù)本發(fā)明，與組成電感器元件的內(nèi)部帶狀線的迂回軌跡形成一對的短接軌跡被修剪，以便電感器的電長度可以逐步大幅度變化，而與被修剪部分的長度無關(guān)。從而，電感L可以極大地變化。在電感需要極大改變以達(dá)到理想特性的情況下是有效的，且修剪可以在較短的修剪時間內(nèi)進(jìn)行。
仍根據(jù)本發(fā)明上述方法，允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)變化的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形設(shè)置在電感器元件中，而振蕩特性通過用激光束在多個位置中的至少一個處切割內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形予以調(diào)節(jié)。
即，除了與迂回軌跡一起的包括電感器內(nèi)部帶狀線的短接軌跡外，還修剪允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)變化的內(nèi)部導(dǎo)體圖形。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以調(diào)節(jié)距理想振蕩特性較大或較小的差值，因而振蕩特性可以在較大范圍內(nèi)精確獲得。從而，獲得了緊湊、高性能、精確調(diào)節(jié)的振蕩器。
此外，根據(jù)本發(fā)明上述方法，由切割內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形引起的振蕩特性變化量比由切割短接軌跡引起的振蕩特性變化量大，其中內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)變化。
即，在內(nèi)部帶狀線電感器元件包括迂回軌跡、短接軌跡、以及允許電長度根據(jù)修剪量而連續(xù)變化的內(nèi)部導(dǎo)體圖形的情況下，根據(jù)內(nèi)部導(dǎo)體圖形的修剪量而連續(xù)變化的電感L的變化量變得比由切割短接軌跡引起的電感L變化量大。于是，通過設(shè)定修剪部分的位置、狹縫或小孔的相應(yīng)位置、以及迂回軌跡和短接軌跡的位置，電感L可以被調(diào)節(jié)為調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任意值，即，允許在整個調(diào)節(jié)范圍內(nèi)精調(diào)和粗調(diào)。從而，獲得了緊湊、高性能、精確調(diào)節(jié)的振蕩器。
根據(jù)用于調(diào)節(jié)振蕩器振蕩特性的上述方法，其中，振蕩器包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)部設(shè)置于介電層內(nèi)；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體，包括迂回軌跡和用于短接迂回軌跡兩端的短接軌跡的內(nèi)部設(shè)置電感器元件設(shè)置為電感器元件，而振蕩特性通過用穿過在背面導(dǎo)體上形成的狹縫或小孔的激光束切割介電層和短接軌跡予以調(diào)節(jié)。
即，根據(jù)本發(fā)明，與組成電感器元件的內(nèi)部帶狀線的迂回軌跡形成一對的短接軌跡被修剪，以便電感器元件的電長度可以逐步大幅度變化，而與被修剪部分的長度無關(guān)。從而，電感L可以極大地變化。這在電感L需要大幅度變化以達(dá)到理想特性的情況下是有效的，而修剪在較短修剪時間內(nèi)進(jìn)行。
此外，根據(jù)用于調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩特性的上述方法，其中振蕩器包括其內(nèi)具有介電層的電路板；包括其各元件和電感器元件的振蕩器電路，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體，振蕩特性通過用第一激光束切割介電層，并然后用第二激光束切割至少一部分內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體元件而予以調(diào)節(jié)，其中第一和第二激光束穿過在背面導(dǎo)體上形成的兩個或多個狹縫或小孔。
即，根據(jù)本發(fā)明，照射第一激光束以切割介電層，以便暴露出內(nèi)部導(dǎo)體(內(nèi)部設(shè)置電感器元件的一部分)。然后，在相同位置處，照射第二激光束以局部切割內(nèi)部導(dǎo)體。從而，調(diào)節(jié)了振蕩特性。據(jù)此，激光束的能量可以輕易分別調(diào)節(jié)到對于介電層和內(nèi)部設(shè)置電感器元件都最佳的強(qiáng)度，這樣，介電層和內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體元件可以比它們同時切割更精確地修剪和切割。因此，改善了振蕩模塊本身的可靠性。第一和第二激光束在分別適于介電層和內(nèi)部導(dǎo)體各材料的不同條件下照射，因而，介電層和內(nèi)部導(dǎo)體被精確修剪和切割。
仍根據(jù)本發(fā)明的上述方法，至少第一和第二激光束之一重復(fù)掃掠，同時在基本垂直于掃掠方向的方向上偏移小于激光束光斑直徑的距離。
即，根據(jù)本發(fā)明，第一和第二激光束至少其一在相同方向重復(fù)掃掠，同時在基本垂直于掃掠方向的方向上偏移小于激光束光斑直徑的距離。據(jù)此，介電層和內(nèi)部導(dǎo)體以足夠的修剪部分寬度而被精確修剪，這就改善了振蕩模塊的可靠性。如果第一激光束在狹縫或小孔的全長或一定長度上重復(fù)掃掠，并然后在使振蕩器工作以監(jiān)視其特性值的同時，第二激光束在狹縫或小孔之內(nèi)掃掠所需長度，以切割由第一激光束照射而暴露出的內(nèi)部導(dǎo)體，直到獲得理想的特性值為止，與以第一激光束照射進(jìn)行功能修剪的情況相比可以減少測量反饋所需的時間。
以下，參照附圖描述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例1作為本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例，具有內(nèi)部導(dǎo)體圖形(電感器元件)的電壓控制振蕩器(VCO)以局部分解透視圖形式示于圖1中。圖2是圖1的剖視圖。
在根據(jù)圖1和圖2所示的實(shí)施例1的振蕩器模塊中，振蕩電路元件安裝到其內(nèi)包括介電層的電路板1的前表面上，背面導(dǎo)體1-d形成在電路板的背面上，以便覆蓋背面的大部分，而作為振蕩電路的電感器元件至少一部分的內(nèi)部導(dǎo)體1-c從背面導(dǎo)體1-d經(jīng)由介電層一部分而設(shè)置到電路板中。此外，兩個或多個狹縫或小孔10形成在背面導(dǎo)體1-d上，激光束穿過該狹縫或小孔以在多個位置處與內(nèi)部導(dǎo)體1-c一起局部切割介電層，用于調(diào)節(jié)振蕩特性。
更具體地說，該電壓控制振蕩器(VCO)模塊M包括振蕩電路的表面安裝元件2，該振蕩電路包括片狀電阻、片狀電容、晶體管、變?nèi)荻O管等，振蕩電路通過回流焊接安裝到玻璃加強(qiáng)的環(huán)氧樹脂銅印刷電路板1上，并被成形金屬片支撐的屏蔽罩3覆蓋。
印刷電路板1為四層電路板，其包括表面安裝元件安裝于其上的前導(dǎo)體圖形表面(層)1-a、和設(shè)置在內(nèi)部接地導(dǎo)體層1-b和背面接地導(dǎo)體層(背面導(dǎo)體)1-d之間的內(nèi)部帶狀線導(dǎo)體圖形層1-c，以形成三平板結(jié)構(gòu)。每個導(dǎo)體圖形層的厚度大致為10μm到30μm。在前導(dǎo)體圖形表面1-a和內(nèi)部接地導(dǎo)體層1-b之間的基片(玻璃環(huán)氧樹脂介電層)和內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c和背面接地導(dǎo)體層1-d之間的基片各自基本為150μm厚。內(nèi)部接地導(dǎo)體層1-b和內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c之間的基片(玻璃環(huán)氧樹脂的介電層)大約為200μm。
內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的一端設(shè)置在電路板的一側(cè)，而通過設(shè)置在切痕內(nèi)側(cè)壁上的導(dǎo)體1-e接地，該切痕(通孔的一半)將導(dǎo)體圖形表面1-a、內(nèi)部接地導(dǎo)體層1-b和背面接地導(dǎo)體層1-d相連接。內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的另一端通過窗口11的中部借助一通路元件1-f而電連接到導(dǎo)體圖形表面1-a上，其中窗口11由切去內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c上的內(nèi)部接地導(dǎo)體層1-b的一部分而形成。
除了上述連接以外，導(dǎo)體圖形表面1-a上的Vcc端子4、控制端子5、以及RF輸出端子6通過導(dǎo)體1-g、1-h和1-i導(dǎo)線分別連接到電路板背面上，其中導(dǎo)體1-g、1-h和1-i設(shè)置到電路板側(cè)切痕(通孔的一半)的內(nèi)側(cè)壁上。
圖3是這種VCO模塊M的電路圖。
在圖3所示的VCO模塊M中的晶體管Tr、電阻R、變?nèi)荻O管Vc和電容器C為安裝到上述印刷電路板1的表面上的表面安裝元件2。振蕩電路的電感器L主要由設(shè)置成電路板內(nèi)側(cè)三平板結(jié)構(gòu)一部分的內(nèi)部帶狀線導(dǎo)體圖形層1-c實(shí)現(xiàn)。
通過控制施加到控制端子5上的電壓，這種VCO模塊M改變變?nèi)荻O管Vc的電容，而改變由RF輸出端子6獲得的RF信號振蕩頻率，如圖3所示。
然而，每個個別模塊的振蕩頻率由于個別電路元件的特性不同、印刷電路板尺寸的變化、以及元件安裝時物理狀況的變化而有所變化。因此，為了通過施加特定控制電壓使變?nèi)荻O管能夠獲得理想的振蕩頻率范圍，設(shè)置為振蕩電路的電感器元件的電感器L的電感L在模塊制造過程中針對每個模塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。
電感器L的電感L通過調(diào)節(jié)構(gòu)成電感器L的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的長度和寬度予以調(diào)節(jié)。
圖4是從VCO模塊M的前表面?zhèn)瓤吹降?、在根?jù)本發(fā)明實(shí)施例1的振蕩器中的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的平面圖。應(yīng)指出的是，電路板切痕的導(dǎo)體1-e側(cè)通過電路板側(cè)接地，而內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c借助通路元件1-f連接到安裝與電路板表面上的其他振蕩器元件2上。
如圖4中所示，這種導(dǎo)體在部分8-a和8-b處修剪。于是，這種導(dǎo)體的電長度在部分8-a和8-b處分別可以增大約2α和2β，而導(dǎo)體寬度也可以減小。即，該導(dǎo)體具有兩部分內(nèi)部導(dǎo)體圖形，一部分內(nèi)部導(dǎo)體圖形圍繞修剪部分8-a，而另一部分內(nèi)部導(dǎo)體圖形圍繞修剪部分8-b，其中，振蕩特性可以根據(jù)修剪量而連續(xù)變化。
包括分布常數(shù)高頻電路的平行接地導(dǎo)體的電感器電感L可以通過增加電感器的電長度或減小其寬度而予以增大。因此，在本發(fā)明該實(shí)施例中，模塊的初始振蕩頻率被設(shè)定為高于理想頻率的程度。然后如圖4所示，電感器在部分8-a和8-b修剪，以極大地改變振蕩器電感器的電感L并降低振蕩頻率，從而將模塊調(diào)節(jié)到理想的振蕩頻率。
在本發(fā)明該實(shí)施例中，修剪部分8-a具有大致幾十微米的寬度和0到1mm的長度，而修剪部分8-b具有大致幾十微米的寬度和0到0.5mm的長度。
圖5是從背面看到的根據(jù)實(shí)施例1的VCO模塊M的平面圖。除了Vcc端子4以外，控制端子5、RF輸出端子6以及圍繞該端子的介電帶9、和背面的主要部分覆蓋有接地導(dǎo)體層1-d。接地導(dǎo)體層1-d設(shè)置有150μm寬和1mm長的修剪狹縫10-a和150μm寬和0.5mmm長的修剪狹縫10-b，它們被形成為分別與內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的修剪部分8-a和8-b重疊。
圖6是沿圖4中的雙點(diǎn)劃線B-B′截取的修剪部分的放大剖視圖。激光束12通過修剪狹縫10-a和10-b照射以單獨(dú)切割位于內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c和狹縫之間的介電層以及內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c。激光束12的能量適宜地控制到只有介電層和內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c被切割的強(qiáng)度。
如上所述的修剪通過在模塊完全組裝后將激光照射到模塊背側(cè)而實(shí)現(xiàn)，如圖6所示。更具體地說，探針被固定到每個模塊端子上，以監(jiān)控實(shí)際振蕩頻率，并然后在驅(qū)動模塊的同時進(jìn)行修剪。在每個修剪狹縫10-a和10-b中，激光束在箭頭A的方向上偏移狹縫的整個長度以修剪介電層。同時，激光束的能量被控制到只修剪介電層的強(qiáng)度。
在激光束一旦偏移過狹縫的整個長度后，激光束在大致垂直于箭頭A方向的方向上移動小于激光束光斑直徑的距離，并在圖4所示的A′方向上移回而通過狹縫的全長，以進(jìn)一步修剪介電層。從而，修剪掉一定寬度的介電層。通過多次掃掠激光束，暴露出要在隨后被修剪的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c。
此后，在每個狹縫10-a和10-b中，激光束在圖4所示箭頭A方向偏移，以修剪內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c同時監(jiān)視振蕩頻率。此時，激光束的能量被控制到只修剪內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的強(qiáng)度。
即使在狹縫10-a和10-b的全長上修剪內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c而獲得理想特性的情況下，激光束停止在狹縫的2/3長度處，并在基本垂直于箭頭A方向的方向上移動小于激光束光斑直徑的距離，并然后在圖4中所示箭頭A′的方向上移回，而通過狹縫的2/3長度，以進(jìn)一步修剪介電層。然后，激光束再次在圖4所示箭頭A方向上偏移，以增加修剪長度，同時監(jiān)視振蕩頻率。當(dāng)獲得理想振蕩頻率時，激光束在基本垂直于箭頭A方向的方向上移動小于激光束光斑直徑的距離，并然后在圖4所示箭頭A′方向上移回，以修剪過更長的長度。
即使在獲得理想振蕩頻率后，激光束移回，頻率幾乎不改變。從而，內(nèi)部導(dǎo)體圖形被可靠地修剪特定寬度。
根據(jù)相對內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的激光束多次掃掠，實(shí)現(xiàn)了獲得理想振蕩頻率的高精度調(diào)節(jié)。
由于屏蔽罩3在修剪之前固定到模塊上，不必考慮由于在振蕩器調(diào)節(jié)后模塊覆蓋屏蔽罩而導(dǎo)致工作特性如振蕩頻率的漂移。
實(shí)施例2上述實(shí)施例1解釋了包含修剪部分的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c，其中修剪部分允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)變化。實(shí)施例2將描述設(shè)置有內(nèi)部帶狀線的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c，該內(nèi)部帶狀線包括迂回軌跡和短接迂回軌跡兩端的短接軌跡，如圖7和圖8所示。由于實(shí)施例2基本與實(shí)施例1相同，下面將只描述不同的特征。
圖7和8是根據(jù)實(shí)施例2的模塊M的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的平面圖。這些圖對應(yīng)于實(shí)施例1的圖4。如圖7和8所示，在電路板切痕內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的導(dǎo)體1-e側(cè)借助于電路板側(cè)接地，并通過一通路元件1-f連接到安裝與電路板表面上的其他振蕩器元件2上。
內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c包括迂回軌跡1-c1和短接軌跡1-c2。在如圖7所示短接軌跡1-c2未修剪的地方，短接軌跡1-c2介入內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的電長度。
在圖7的短接軌跡1-c2在如圖8所示的修剪部分8-c被修剪的地方，迂回軌跡1-c1介入內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的電長度。短接軌跡1-c2的修剪通過激光照射進(jìn)行，就象實(shí)施例1中所進(jìn)行的一樣。
根據(jù)實(shí)施例2，由于若短接軌跡1-c2未修剪的話穿過短接軌跡1-c2的電長度被采用，且由于若短接軌跡1-c2被修剪的話，穿過迂回軌跡1-c1的電長度被采用，因此內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的電長度可以逐步大幅度變化。
圖8所示的狹縫10-c對應(yīng)于實(shí)施例1中圖4所示的狹縫10-a和10-b。
在這個實(shí)施例中，迂回軌跡和短接軌跡成一對地描述。然而，有可能以多對地提供迂回軌跡和短接軌跡，其中，各迂回軌跡具有不同的長度，以便可以進(jìn)行電長度更精確地調(diào)節(jié)。
實(shí)施例3參照圖9，給出實(shí)施例3的振蕩器的描述，其中，實(shí)施例2的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c添加有如下的一部分，即，該部分允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)變化。
圖9是從模塊前表面看到的實(shí)施例3的模塊M的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的平面圖。該圖對應(yīng)于實(shí)施例1的圖4和實(shí)施例2的圖7和8。
與實(shí)施例2類似，電路板切痕內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的導(dǎo)體1-e側(cè)借助于電路板側(cè)接地，并通過一通路元件1-f連接到電路板表面上安裝的其他振蕩器元件2上，如圖9所示。
根據(jù)實(shí)施例3，在頻率需要大幅度變化以達(dá)到理想頻率的情況下，內(nèi)部導(dǎo)體圖形層的短接軌跡1-c2首先在修剪部分8-c處修剪，以進(jìn)行粗調(diào)，并然后在另一修剪部分8-d修剪內(nèi)部導(dǎo)體圖形層的另一部分以進(jìn)行精調(diào)。從而，獲得理想頻率。如果短接軌跡1-c2的修剪導(dǎo)致頻率低于理想頻率，可以僅在修剪部分8-d進(jìn)行修剪，以調(diào)節(jié)到理想頻率。
為了進(jìn)行如上所述的粗調(diào)和精調(diào)，需要將內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c設(shè)計成在修剪部分8-d處修剪所改變的頻率范圍大于在短接軌跡1-c2(迂回軌跡1-c1介入內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的電長度)處修剪所改變的頻率范圍。即，根據(jù)內(nèi)部導(dǎo)體圖形層1-c的修剪量而連續(xù)變化的電感L變化量大于由短接軌跡1-c2的修剪而引起的電感L變化量。于是，電感L可以調(diào)節(jié)到調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任何值，即，允許在整個調(diào)節(jié)范圍內(nèi)精調(diào)和粗調(diào)。
圖9中所示的狹縫10-c和10-d分別對應(yīng)于實(shí)施例1和圖4中所述的狹縫10-a和10-b。
在實(shí)施例1-3中，可以在狹縫的位置處形成小孔。
此外，根據(jù)實(shí)施例1-3，通過利用修剪裝置、由給其功率來選定特性要被調(diào)節(jié)的振蕩器、以及電切換頻率測量電路來進(jìn)行修剪，該修剪裝置能夠同時將各探針接觸到多個振蕩器的電極上，而所述多個振蕩器形成在用于電連接的基片的同一平面上。此外，修剪裝置也能夠通過光學(xué)掃掠方法將激光束定位到任一個通電的振蕩器的狹縫或小孔上。因此，用于大量振蕩器調(diào)節(jié)的修剪與在用于修剪的修剪階段一個接一個機(jī)械校準(zhǔn)振蕩器的過程相比，可以在較短的時間段內(nèi)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，與背面導(dǎo)體和內(nèi)部導(dǎo)體(內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體元件的一部分)之間的介電層一起，內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)體元件在多個位置處被穿過狹縫或小孔的激光束局部切割(修剪)，從而，改變了內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體層的電長度，并調(diào)節(jié)了振蕩特性。這就防止了電感器元件特性部分的寬度被大幅度減小，并從而防止電感L的Q值的減小。
由于與電感器元件內(nèi)部帶狀線的迂回軌跡形成一對的短接軌跡被修剪，電感器元件的電長度可以逐步大幅度改變，而與被修剪部分的長度無關(guān)。從而，在需要大幅度改變電感L以獲得理想振蕩特性的情況下，這可以用較短修剪時間予以實(shí)現(xiàn)。
有時，不可能通過激光束僅一次掃掠而切割介電層或內(nèi)部設(shè)置電感器元件的至少一部分。然而，根據(jù)本發(fā)明，激光束重復(fù)掃掠，以便可靠地進(jìn)行修剪，這就改善了振蕩器模塊的可靠性。
仍根據(jù)本發(fā)明，介電層通過第一激光束照射而被修剪，以暴露出內(nèi)部導(dǎo)體層(內(nèi)部設(shè)置電感器元件的一部分)，并然后通過第二激光束在與第一激光束照射的相同位置處照射而修剪內(nèi)部導(dǎo)體層。于是，激光器的能量分別被輕易調(diào)節(jié)到對于介電層和內(nèi)部設(shè)置電感器元件最佳的程度，因而，介電層和內(nèi)部設(shè)置電感器元件可以比它們同時修剪更精確地修剪并切割。因此，改善了振蕩模塊本身的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種振蕩器，包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，其包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體；其中，背面導(dǎo)體具有兩個或多個狹縫或小孔，激光束穿過該狹縫或小孔以與內(nèi)部設(shè)置電感器元件一同在多個位置處局部切割介電層，用于調(diào)節(jié)振蕩特性。
2.如權(quán)利要求1所述的振蕩器，其特征在于，電感器元件包括內(nèi)部設(shè)置的帶狀線，該帶狀線包括迂回軌跡和用于短接迂回軌跡兩端的短接軌跡，短接軌跡在多個位置的至少一個位置處被激光束切割。
3.如權(quán)利要求2所述的振蕩器，其特征在于，電感器元件還包括內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形，除了短接軌跡之外，在多個位置的至少一個位置處由激光束切割該內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形，該內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)改變。
4.如權(quán)利要求3所述的振蕩器，其特征在于，由切割內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形所引起的振蕩特性變化量比由切割短接軌跡所引起的振蕩特性變化量大，其中內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)變化。
5.一種振蕩器，包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，其包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體；其中，背面導(dǎo)體具有兩個或多個狹縫或小孔，激光束穿過該狹縫或小孔以與內(nèi)部設(shè)置電感器元件一同在多個位置處局部切割介電層，用于調(diào)節(jié)振蕩特性，該電感器元件包括內(nèi)部設(shè)置的帶狀線，該帶狀線包括迂回軌跡和用于短接迂回軌跡兩端的短接軌跡，且短接軌跡在多個位置的至少一個位置處被穿過狹縫或小孔的激光束切割以調(diào)節(jié)振蕩特性。
6.一種用于調(diào)節(jié)振蕩器振蕩特性的方法，該振蕩器包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，其包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體，其中，振蕩特性通過在多個位置處用穿過在背面導(dǎo)體上形成的兩個或多個狹縫或小孔的激光束局部切割介電層和電感器元件的內(nèi)部設(shè)置部分而予以調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，內(nèi)部設(shè)置的帶狀線包括迂回軌跡和用于短接迂回軌跡兩端的短接軌跡，該帶狀線被設(shè)置為電感器元件，而振蕩特性通過用激光束在多個位置中的至少一個位置處切割短接軌跡而予以調(diào)節(jié)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，允許振蕩特性根據(jù)所切割部分而連續(xù)變化的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形設(shè)置在電感器元件中，而振蕩特性通過用激光束在多個位置中的至少一個位置處切割內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形而予以調(diào)節(jié)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，由切割內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形所引起的振蕩特性變化量比由切割短接軌跡所引起的振蕩特性變化量大，其中內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)體圖形允許振蕩特性根據(jù)所切割的部分而連續(xù)變化。
10.一種調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩特性的方法，該振蕩器包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，其包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體，其中，內(nèi)部設(shè)置的電感器元件包括迂回軌跡和用于短接迂回軌跡兩端的短接軌跡，其被設(shè)置為電感器元件，而振蕩特性在多個位置處用穿過在背面導(dǎo)體上形成的兩個或多個狹縫或小孔的激光束局部切割介電層和短接軌跡而予以調(diào)節(jié)。
11.一種用于調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩特性的方法，該振蕩器包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，其包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體，其中，振蕩特性通過用穿過背面導(dǎo)體中形成的兩個或多個狹縫或小孔重復(fù)掃掠的激光束部分切割內(nèi)部設(shè)置的電感器元件，并同時將激光束在大致垂直于掃掠方向的方向上偏移小于激光束光斑直徑的距離而予以調(diào)節(jié)。
12.一種用于調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩特性的方法，該振蕩器包括其內(nèi)具有介電層的電路板；振蕩器電路，其包括其各元件和電感器元件，各元件安裝在電路板的前表面上，而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中；以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體，其中，振蕩特性通過用第一激光束切割介電層，并然后用第二激光束切割內(nèi)部設(shè)置的電感器元件的至少一部分而予以調(diào)節(jié)，第一和第二激光束穿過在背面導(dǎo)體上形成的兩個或多個狹縫或小孔。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，第一和第二激光束的至少其一重復(fù)掃掠，并同時在基本垂直于掃掠方向的方向上偏移小于激光束光斑直徑的距離。
全文摘要
一種振蕩器,包括其內(nèi)具有介電層的電路板;振蕩器電路,其包括其各元件和電感器元件,各元件安裝在電路板的前表面上,而電感器元件的至少一部分內(nèi)在地設(shè)置于介電層中;以及設(shè)置在電路板背面上的背面導(dǎo)體;其中,背面導(dǎo)體具有兩個或多個狹縫或小孔,激光束穿過該狹縫或小孔以與內(nèi)部設(shè)置電感器元件一同在多個位置處局部切割介電層,用于調(diào)節(jié)振蕩特性。
文檔編號H03B1/00GK1348320SQ01141200
公開日2002年5月8日 申請日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者新谷淳, 大月輝一 申請人:夏普公司