專利名稱:高頻振蕩器的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種振蕩出規(guī)定的高頻信號的高頻振蕩器,特別涉及一種振蕩電路的主要部分被IC芯片化、并在組裝該IC芯片的基板上形成與IC芯片導通的諧振器而成的高頻振蕩器。
背景技術:
以往,高頻振蕩器,例如電壓控制振蕩器,由按通過外加的控制電壓決定的規(guī)定頻率諧振的諧振器和連接在該諧振器上的、放大上述諧振頻率的信號振蕩出的振蕩電路構成。作為如此構成的電壓控制振蕩器,具有專利文獻1所示的電路構成。
作為實現(xiàn)該電路構成的結構,如專利文獻2所示,有由多層基板的內(nèi)層電極或上下面電極形成諧振器電極圖形,同時,在該基板上搭載構成振蕩電路的各組裝部件的結構。此外,如專利文獻3所示,還有使諧振器以外的振蕩電路IC芯片化,在組裝該IC芯片的基板上形成諧振器電極圖形的結構。
下面,參照圖7、圖8,說明使如此的振蕩器的諧振器以外的部分IC芯片化的一例電壓控制振蕩器。
圖7是表示以往的電壓控制振蕩器的概略構成的斜視圖,(a)是從IC芯片組裝面一側的斜視圖,(b)是從(a)的對向面一側的斜視圖。
此外,圖8(a)是圖7所示的電壓控制振蕩器的俯視圖,圖8(b)是該基板的仰視圖。
另外,以下,為了簡化說明,將圖8(a)所示的面稱為表面,將圖8(b)所示的面稱為背面。
如圖7、圖8所示,在電介體基板1的表面上,形成組裝了IC芯片2的多個島部,同時形成由微型帶狀線構成的規(guī)定形狀的諧振器電極圖形11。諧振器電極圖形11,一端從表面經(jīng)由側面(圖7(a)的左內(nèi)面)的電極、與背面的接地電極16導通,另一端與組裝有IC芯片的諧振器連接端子(Res端子)的島部導通。此外,在電介體基板1的表面上,形成接地電極圖形13,一端從該面經(jīng)由側面(圖7(a)的右前面)的電極,與背面的接地電極16導通,另一端與組裝IC芯片2的連接端子(GND2端子)的島部導通。此外,諧振器電極圖形11的中途部,通過布線電極圖形12,與組裝了IC芯片2的振蕩用晶體管的發(fā)射極連接端子(Emi端子)的島部導通。另外,組裝IC芯片2的振蕩用晶體管接地端子(GND1端子)的島部,介由電極圖形14和具有導電體的通孔15,與被面的連接電極16導通。
此外,在組裝電介體基板1的IC芯片2的面(表面)上,設置包含IC芯片2地覆蓋大致全面的金屬外殼3。
專利文獻1特開平11-74727號公報專利文獻2特開2000-307345號公報專利文獻3特開平8-293728號公報在如此構成的電壓控制振蕩器中,構成圖9所示的電路。
圖9是圖7所示的電壓控制振蕩器的等價電路圖。
在圖7、圖8所示的結構中,由于電壓控制振蕩器基本上通過電介體基板1的側面(圖7的右內(nèi)面)附近的電極而接地,因此,如圖9所示,在IC芯片2的振蕩用晶體管Tr1的發(fā)射極側接地端子(GND1端子)和諧振器電極圖形11(L1)的一端的之間,串聯(lián)連接由布線電極圖形14形成的電感LP、由通孔15形成的電感LTH、由背面的接地電極16形成的電感LG。
該電壓控制振蕩器,是由振蕩用晶體管Tr1、電容器C3、C6和諧振器L1構成的科耳皮茲型的振蕩器,但在上述的結構中,在晶體管Tr1的集電極-基極之間、即在科耳皮茲型振蕩器的L部,連接由諧振器L1和電感LP、LTH、LG串聯(lián)連接形成的組合電感。
可是,用于如此的電壓控制振蕩器的IC芯片有小型化的趨勢,但如果使IC芯片小型化,則有各端子間隔縮短、布線電極圖形的寬度也變窄的傾向。因此,要增大上述的電感LP的值。此外,由于通孔15由導體形成,電感LTH也具有某種程度的值,并且,設在背面的連接電極16具有比較大的面積,但由于從通孔15到端面的實質(zhì)的接地點的距離長,所以電感LG也具有某種程度的值。
這里,由于這些電感在振蕩器的外形或電路圖形的構成上,受某種程度的形狀的制約,所以難于將上述電感的值控制在規(guī)定值。因此,難于使科耳皮茲型振蕩器的L成分恒定,成為振蕩頻率偏差的原因。
此外,由于從基板的表面朝背面地形成振蕩器的部分布線電極圖形,因此布線圖形延長,產(chǎn)生導體損傷,劣化振蕩信號的C/N特性。
并且,由于背面?zhèn)冉咏M裝電壓控制振蕩器的模組基板地進行組裝,所以通過接地電極和形成在模組基板上的電極,產(chǎn)生電耦合,在科耳皮茲型振蕩器的常數(shù)變化后,有振蕩頻率變化的可能性。此外,來自模組基板的噪音(noise)傳到背面的接地電極,有影響振蕩信號的可能性。
發(fā)明內(nèi)容
為此,本發(fā)明的目的是提供一種具有穩(wěn)定的振蕩頻率、優(yōu)良的C/N特性的高頻振蕩器,其采用在形成有諧振器電極的基板上組裝具有振蕩器功能的IC芯片而成的構成,且該IC芯片具有除諧振器之外的部分。
本發(fā)明,具有組裝在組裝基板上并包括高頻振蕩電路的除諧振器部之外的部分的IC芯片、和形成在組裝基板上的諧振器電極,使諧振器電極與IC芯片導通,在如此形成的高頻振蕩器中,其特征在于將諧振器電極的一端連接在IC芯片的諧振器連接端子上、將另一端直接連接在IC芯片的振蕩電路用接地端子上。
在該構成中,諧振器的一端經(jīng)由IC芯片的振蕩電路用接地端子接地。這里,所謂的振蕩電路用接地端子,是使振蕩電路的高頻的接地點接地的端子。因此,由于諧振器直接連接在振蕩電路上,所以振蕩電路用接地端子和接地之間的電極形成為振蕩電路和接地之間的電感,同時形成為諧振器和接地之間的電感。結果,不在由諧振器和振蕩電路構成的高頻信號傳送路徑(科耳皮茲型振蕩器的L部)中插入這些不穩(wěn)定的電感。此外,諧振器和IC芯片的諧振器連接端子之間的距離縮短,導體的損傷降低。
此外,本發(fā)明,其特征在于組裝基板由具有形成多層的內(nèi)部電極的層疊基板構成,并由內(nèi)部電極形成諧振器電極的至少一部分。
在該構成中,通過在組裝基板內(nèi)形成諧振器電極,能夠減小組裝基板的表面積。
如果采用本發(fā)明,由于不在由諧振器和IC芯片的振蕩電路構成的高頻信號傳送路徑中插入設于組裝基板上的圖形電極形成的不穩(wěn)定的電感或圖形電極電阻,所以能夠形成具有穩(wěn)定的振蕩頻率、優(yōu)良的C/N特性的振蕩特性優(yōu)良的高頻振蕩器。
此外,如果采用本發(fā)明,通過使諧振器電極內(nèi)層化,能夠使具有穩(wěn)定的振蕩頻率、優(yōu)良的C/N特性的高頻振蕩器小型化。
圖1是表示第1實施方式的電壓控制振蕩器的概略構成的斜視圖。
圖2是圖1所示的電壓控制振蕩器的基板的俯視圖及仰視圖。
圖3是圖1所示的電壓控制振蕩器的等價電路圖。
圖4是表示第2實施方式的電壓控制振蕩器的概略構成的斜視圖。
圖5是圖4所示的電壓控制振蕩器的基板的俯視圖。
圖6是圖4所示的電壓控制振蕩器的等價電路圖。
圖7是表示以往的電壓控制振蕩器的概略構成的斜視圖。
圖8是圖7所示的電壓控制振蕩器的基板的俯視圖及仰視圖。
圖9是圖7所示的電壓控制振蕩器的等價電路圖。
圖中1-電介體基板,2-IC芯片,3-金屬外殼,4-電阻元件,11-諧振器電極,12-布線電極圖形,13-接地電極圖形,14-布線電極圖形,15-通孔,16-接地電極,101-控制電壓信號輸入電極,102-驅(qū)動電壓信號輸入電極,103-振蕩信號輸出電極。
具體實施例方式
下面,參照圖1~圖3,說明本發(fā)明的第1實施方式的高頻振蕩器。另外,在本實施方式中,作為高頻振蕩器的一例,說明電壓控制振蕩器。
圖1是表示本實施方式的電壓控制振蕩器的概略構成的斜視圖,(a)是從IC芯片組裝面一側的斜視圖,(b)是從(a)的對向面一側的斜視圖。
此外,圖2(a)是圖1所示的電壓控制振蕩器的基板的俯視圖,圖2(b)是該基板的仰視圖。
此外,圖3是本實施方式的電壓控制振蕩器的等價電路圖。
另外,以下,為了簡化說明,將圖2(a)所示的面稱為電介體基板1的表面,將圖2(b)所示的面稱為電介體基板1的背面。
如圖1、圖2所示,在電介體基板1的表面和背面形成電極,在表面上排列形成用于組裝IC芯片2的多個島部,在背面大致全面地形成接地電極16。
在IC芯片2,如下面所示,存在分別組裝在上述多個島部上的多個端子。具體具有控制電壓信號輸入端子即Vc端子、驅(qū)動電壓信號輸入端子即Vb端子、諧振器連接端子即Res端子、振蕩用晶體管的發(fā)射極連接端子即Emi端子、振蕩用晶體管的接地端子即GND1端子、經(jīng)由作為驅(qū)動電壓信號輸入端子的Vb端子的電容器的接地端子即GND2端子、振蕩信號輸出端子即OUT端子。這里,由于GND1端子是經(jīng)由電容器,將振蕩用晶體管的集電極高頻接地的接地端子,所以相當于本發(fā)明的“振蕩電路用接地端子”。
此外,在電介體基板1的表面上,由微型帶狀線形成諧振器電極圖形11,其一端與上述多個島部中的Res端子用島部導通,另一端與GND1端子用島部導通。此外,在電介體基板1的表面上,由微型帶狀線形成使諧振器電極圖形11的中途點和Emi端子用島部導通的布線電極圖形12。
此外,在電介體基板1的GND1端子用島部的附近,形成貫通電介體基板1并向內(nèi)部充填了導電體的通孔15,GND1端子用島部,介由微型帶狀線的布線電極圖形14和通孔15,與背面的接地電極16導通。
另外,在電介體基板1的相對向的規(guī)定的2端面(圖1(a)中的右前面和左后面)設置圓弧狀的缺口部,在該圓弧狀的缺口部的側面形成電極,與該電極導通地在電介體基板1的表面的上述缺口部周邊也形成電極。而且,這些電極與背面的接地電極16導通。這里,在電介體基板1的表面,形成使GND2端子用島部和形成在上述圓弧狀的缺口部周邊的電極導通的接地電極圖形13。
另外,在電介體基板1的4個角中的3個角上,形成控制電壓信號輸入電極101、驅(qū)動電壓信號輸入電極102及振蕩信號輸出電極103,余下的角部形成為NC端子。
IC芯片2,具有上述的各端子,同時,如圖3所示,具有除諧振器L1(圖1、圖2中的諧振器電極圖形11)之外的如下所示的振蕩電路的各電路元件及電路圖形。具體是,在電容器C1的一端,連接可變電容二極管VD的陰極的同時、介由電感L0連接Vc端子??勺冸娙荻O管VD的陽極連接在GND1端子上,Vc端子也介由電容器C0連接在GND1端子上。電容器C1的另一端,介由電容器C2連接在振蕩用晶體管Tr1的基極上、同時連接在Res端子上。
振蕩用晶體管Tr1的發(fā)射極,經(jīng)由電阻元件R4連接在Emi端子上、同時經(jīng)由電容器C6連接在GND1端子上。此外,振蕩用晶體管Tr1的發(fā)射極,經(jīng)由電容器C4連接在緩沖用晶體管Tr2的基極上。此外,在振蕩用晶體管Tr1的發(fā)射極和基極的之間,連接反饋用電容器C3。
振蕩用晶體管Tr1的集電極和緩沖用晶體管Tr2的發(fā)射極,經(jīng)由電容器C5,連接在GND1端子上。
緩沖用晶體管Tr2的集電極,經(jīng)由電感L2,連接在驅(qū)動電壓信號輸入端子即Vb端子上,同時經(jīng)由電容器C7,連接在振蕩信號輸出端子即OUT端子上。
Vb端子,經(jīng)由電容器C8,連接在GND2端子上。另外,在Vb端子和GND1端子之間串聯(lián)連接電阻元件R1、R2、R3,該電阻元件R1、R2的連接點連接在緩沖用晶體管Tr2的基極上,電阻元件R2、R3的連接點連接在振蕩用晶體管Tr1的基極上。
這樣的IC芯片2組裝在形成于電介體基板1上的島部上。
通過形成如此的構成,能夠形成電壓控制振蕩器,且該電壓控制振蕩器是將具有除諧振器部之外的振蕩電路的IC芯片2組裝在形成有諧振器電極圖形11的電介體基板1上而成的。而且,該電壓控制振蕩器,如圖3所示,由于在振蕩用晶體管Tr1的發(fā)射極-基極之間連接電容器C3,在發(fā)射極-集電極之間連接電容器C6,在基極-集電極之間連接諧振器L1,所以能夠構成科耳皮茲型的振蕩器。另外,關于電容器C5,由于實質(zhì)上形成阻抗非常低的狀態(tài),所以省略連接關系的說明。
當在形成其他功能電路的模組基板上組裝如此構成的電壓控制振蕩器的時候,在該模組基板的接地電極上用軟焊料接合電介體基板1的側面及背面的電極,確保電壓控制振蕩器的接地電位。另外,通過將電壓控制振蕩器的上述Vb端子、Vc端子、OUT端子,電接合在模組基板的組裝上述端子的島部上,向電壓控制振蕩器供給驅(qū)動電壓信號及控制電壓信號,通過諧振器和振蕩電路,輸出規(guī)定頻率的振蕩信號。
通過形成如此的構成,如前所述,由于通過在與振蕩用晶體管Tr1的發(fā)射極和接地導通的GND1端子用島部上、直接連接諧振器電極圖形11的一端,所以不在構成科耳皮茲型的振蕩器的振蕩用晶體管Tr1的基極-集電極之間插入由電介體基板1的表面的布線電極圖形14、通孔15及背面的接地電極16形成的電感LP、LTH、LG,因此不受這些電感的影響,能夠構成以所要求的振蕩頻率穩(wěn)定振蕩的電壓控制振蕩器。另外,由于不像以往例那樣,介由由電極圖形、通孔及接地電極構成的比較長的路徑,連接上述基極-集電極之間,所以能夠抑制這些電極造成的導體損傷的發(fā)生,能夠構成C/N特性優(yōu)良的電壓控制振蕩器。
此外,通過形成如此的構成,即使噪音從模組基板向電介體基板背面的接地電極傳遞,噪音也幾乎不向形成振蕩電路及諧振器電極的電介體基板表面?zhèn)鬟f,能夠構成具有穩(wěn)定的振蕩特性的電壓控制振蕩器。
另外,如圖1所示,在本實施方式的電壓控制振蕩器中,在組裝了IC芯片的電介體基板1的表面?zhèn)龋O置金屬外殼3用以覆蓋該表面及IC芯片2。由于該金屬外殼3與形成在上述電介體基板1的側面上的電極導通,所以能夠抑制形成在電介體基板1上的電壓控制振蕩器受到來自外部電路的信號的影響。由此,能夠構成振蕩特性更加優(yōu)良的電壓控制振蕩器。
下面,參照圖4~圖6,說明第2實施方式的電壓控制振蕩器。
圖4是表示第2實施方式的電壓控制振蕩器的概略構成的斜視圖。此外,圖5是圖1所示的電壓控制振蕩器的基板的俯視圖。此外,圖6是本實施方式的電壓控制振蕩器的等價電路圖。
圖4、圖5所示的電壓控制振蕩器,是圖1、圖2中所示的電壓控制振蕩器的布線電極圖形12的中途點插入電阻元件4,其他的構成與圖1、圖2所示的電壓控制振蕩器相同。在等價電路圖上,電阻元件4設定為R5,如果用等價電路圖表示它,則為圖6所示的等價電路圖。如圖6的等價電路圖所示,本實施方式的電壓控制振蕩器,在振蕩用晶體管Tr1的發(fā)射極和諧振器L1的中途點的之間,串聯(lián)連接電阻元件R4和電阻元件R5,其他的構成與第1實施方式所示的電壓控制振蕩器相同。這里,由于電阻元件R5不是形成在IC芯片2內(nèi),而是組裝在電介體基板1的表面,所以通過改變該電阻元件R5的電阻值,能夠調(diào)整在振蕩電路流動的電流。
因此,通過形成如此的構成,能夠用1種振蕩用IC芯片得到多種消耗電流量或輸出電平。即,能夠用1種IC芯片得到多種電壓控制振蕩器。
另外,在上述各實施方式中,在電介體基板的表面形成諧振器電極,但也可以采用多層電介體基板,由內(nèi)層電極形成諧振器電極。通過形成如此的構成,能夠在電介體基板表面上組裝IC芯片,在其下層(內(nèi)層)形成諧振器電極,能夠縮小電壓控制振蕩器的形狀。
此外,在上述各實施方式中,舉例說明了電壓控制振蕩器,但只要是由諧振器和具有由該諧振器以外的部分構成的振蕩電路IC芯片組成的高頻振蕩器,就能夠采用上述構成,就能夠得到上述效果。
權利要求
1.一種高頻振蕩器,具有組裝在組裝基板上并具備高頻振蕩電路的除諧振器部之外的部分的IC芯片、和形成在上述組裝基板上的諧振器電極,并使上述諧振器電極與上述IC芯片導通,其特征在于上述諧振器電極,一端連接在上述IC芯片的諧振器連接端子上、另一端直接連接在上述IC芯片的振蕩電路用接地端子上。
2.如權利要求1所述的高頻振蕩器,其中上述組裝基板由具有形成多層的內(nèi)部電極的層疊基板構成,上述諧振器電極的至少一部分是上述內(nèi)部電極。
全文摘要
提供一種具有穩(wěn)定的振蕩頻率、優(yōu)良的C/N特性的高頻振蕩器。其具體為在電介體基板(1)的表面上排列形成組裝IC芯片(2)的多個島部,同時形成諧振器電極圖形(11)。另外,在電介體基板(1)的背面大致全面地形成接地電極(16)。諧振器電極圖形(11)的一端,連接在組裝IC芯片(2)的諧振器連接端子(Res端子)的島部上、另一端連接在組裝IC芯片(2)的振蕩用晶體管的接地端子(GND1端子)的島部上。在組裝該GND1端子的同時、還連接諧振器電極圖形的島部,介由布線電極圖形(14)和通孔(15)、與背面的接地電極(16)導通。
文檔編號H03B5/00GK1630184SQ20041008594
公開日2005年6月22日 申請日期2004年10月25日 優(yōu)先權日2003年12月19日
發(fā)明者秦俊夫, 佐藤文俊 申請人:株式會社村田制作所