JP2000036712A

JP2000036712A - 電子回路ユニット

Info

Publication number: JP2000036712A
Application number: JP10202145A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Ishikawa; 健一郎石川; Yoshitaka Inoue; 善貴井上
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 2000-02-02
Also published as: CN1243417A; KR20000011723A; CN1216515C

Abstract

(57)【要約】【課題】マザー基板上への取付前における発振周波数
等の特性に対して、マザー基板への取付後における発振
周波数等の特性変化を少なくする。【解決手段】多層基板３１と、前記多層基板３１の上
面に取り付けられた回路部品１０と、前記多層基板３１
の内層に形成されたマイクロストリップライン９と、前
記多層基板３１に穿設され、前記回路部品１０と前記マ
イクロストリップライン９とを接続するスルーホール３
２とを有し、前記スルーホール３２内には導体壁３２ａ
を形成して前記マイクロストリップライン９を前記導体
壁３２ａに接続し、前記スルーホール３２内に樹脂３６
を充填し、充填された前記樹脂３６の一方の端面にのみ
電極３２ｂを形成し、前記電極３２ｂ上に前記回路部品
１０を取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層基板を用いて
構成され、マザー基板に取り付けられて使用される発振
器等の電子回路ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子回路ユニットを、発振器の例
で説明する。従来の発振器の回路を図６に示す。この発
振回路は、コレクタ接地型の発振回路であり、電源電圧
（Ｅ）が印加された発振トランジスタ５１のコレクタは
直流阻止コンデンサ５２によって高周波的に接地され、
ベースとエミッタとの間、および、エミッタとグランド
との間にはそれぞれ帰還コンデンサ５３、５４が接続さ
れる。そして、ベースとグランドとの間に可変リアクタ
ンス回路５５が接続される。可変リアクタンス回路５５
は、直列に接続された帰還コンデンサ５３、５４に対し
て並列に接続され、発振周波数においては等価的にイン
ダクタンス素子として働く。

【０００３】可変リアクタンス回路５５は、クラップコ
ンデンサ５６、第一のマイクロストリップライン５７、
周波数補正用のコンデンサ５８、バラクタダイオード５
９からなり、クラップコンデンサ５６と第一のマイクロ
ストリップライン５７とが直列に接続され、また、周波
数補正用のコンデンサ５８とバラクタダイオード５９と
が直列に接続される。そして、直列に接続された周波数
補正用コンデンサ５８およびバラクタダイオード５９が
第一のマイクロストリップライン５７に並列に接続され
る。そして、クラップコンデンサ５６の一端が発振トラ
ンジスタ５１のベースに接続され、第一のマイクロスト
リップライン５７の一端とバラクタダイオード５９のア
ノードとが共に接地される。

【０００４】そして、発振周波数を変えるための制御電
圧（Ｖ）が、チョークインダクタとして使用される第二
のマイクロストリップライン６０を介してバラクタダイ
オード５９のカソードに印加される。

【０００５】図７は上記の発振回路が多層基板６１に構
成された発振器の要部断面図を示す。多層基板６１の上
面には、発振トランジスタ５１、直流阻止コンデンサ５
２、帰還コンデンサ５３、５４、周波数補正用コンデン
サ５５ｃ等の回路部品が載置される（図７では、周波数
補正コンデンサ５８のみを示す）。また、第一のマイク
ロストリップライン５７、第二のマイクロストリップラ
イン６０は、内層の導体層６１ａで形成されて発振器の
小型化が図られる。そのため、例えば、第一のマイクロ
ストリップライン５７と周波数補正用コンデンサ５８と
の接続のために第一の導通孔（以下、導通孔をスルーホ
ールという）６２が形成される。同様に、第二のマイク
ロストリップライン６０と周波数補正用コンデンサ５８
との接続のために第二のスルーホール６３が形成され
る。図５の接続点Ａ、Ｂは第一のスルーホール６２、第
二のスルーホール６３が形成される位置を示している。

【０００６】第一および第二のスルーホール６２、６３
内には、メッキ等の手段によって導体壁６２ａ、６３ａ
が形成される。また、その内部には、樹脂６４、６４が
充填され、その両端にそれぞれ電極６５、６６および電
極６７、６８が形成される。従って、第一のスルーホー
ル６２では、電極６５および６６と導体壁６２ａとが相
互に接続され、第二のスルーホール６３では、電極６７
および６８と導体壁６３ａとが相互に接続される。これ
らのスルーホール６２、６３は、俗に、チップオンスル
ーホールと言われ、高密度実装のために使用される。

【０００７】そして、多層基板６１の上面側の電極６
５、６７上に周波数補正用コンデンサ５８の電極部５８
ａ、５８ｂが載置され、電極部５８ａと電極６５、電極
部５８ｂと電極６７とがそれぞれ半田６９、６９によっ
て相互に接続される。なお、多層基板６１の下面側の電
極６６、６８は、他の回路には接続されない。そして、
第一のマイクロストリップライン５７と導体壁６２ａと
が接続され、第二のマイクロストリップライン６０と導
体壁６３ａとが接続される。これによって、周波数補正
用コンデンサ５８と第一のマイクロストリップライン５
７および第二のマイクロストリップライン６０とが接続
される。

【０００８】一方、多層基板６１の下面には、第一のマ
イクロストリップライン５７、および第二のマイクロス
トリップライン６０に対向した外層の導体層６１ｂが設
けられており、この導体層６１ｂは接地される。この結
果、第一のマイクロストリップライン５７と第二のマイ
クロストリップライン６０が所定のインピーダンスを有
するようになっている。そして、バラクタダイオード５
９に印加される所定の制御電圧（Ｖ）によって、所定の
発振周波数となるように第一のマイクロストリップライ
ン５７のインピーダンスが調整される。この調整は、ト
リミングと呼ばれ、例えば、第一のマイクロストリップ
ライン５７に切り込みを加えること等によって行われ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た発振器は、送受信器等を構成するマザー基板（図示せ
ず）上に載置されて、送受信器の局部発振器あるいは搬
送波発振器として使用される。その際、多層基板６１の
下面、即ち、導体層６１ｂ側がマザー基板の上面に対向
するように載置される。一方、マザー基板の上面には、
接地導体（図示せず）が設けられており、このため、発
振器がマザー基板上に載置された状態では、多層基板６
１に形成された第一のスルーホール６２、第二のスルー
ホール６３に形成された電極６６、６８とマザー基板上
の接地導体とが対向する。

【００１０】この結果、電極６６とマザー基板の接地導
体との間、および電極６８とマザー基板の接地導体との
間には浮遊容量７０、７１（図６参照）が形成される。
これらの浮遊容量７０、７１は、図５における接続点Ａ
とグランドとの間、および接続点Ｂとグランドとの間に
それぞれ付加された状態となる。従って、浮遊容量７０
は第一のマイクロストリップライン５７に並列に接続さ
れ、浮遊容量７１はバラクタダイオード５９に並列接続
されることになる。

【００１１】この結果、リアクタンス回路５５全体のイ
ンダクタンス値が大きくなって、図８の線Ｘに示すよう
に、例えば、１７００ＭＨｚ体の発振器では、マザー基
板への取り付け前後における発振周波数の変化ΔＦがお
よそマイナス９ＭＨｚになる（周波数は取付後に低くな
る）。このため、同一の発振周波数にするためには、制
御電圧（Ｖ）を高くする必要があるが、制御電圧（Ｖ）
の最高値が制限されている場合には同一の周波数に設定
できないという問題が発生する。また、この発振器を送
受信器等に使用した場合には、所定の局部発振周波数や
搬送波周波数が得られないという問題が発生する。

【００１２】そこで、本発明は、マザー基板上への取付
前における発振周波数等の特性に対して、マザー基板へ
の取付後における発振周波数等の特性変化を少なくする
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の電子回路ユニットは、多層基板と、前記多
層基板の上面に取り付けられた回路部品と、前記多層基
板の内層に形成されたマイクロストリップラインと、前
記多層基板に穿設され、前記回路部品と前記マイクロス
トリップラインとを接続するスルーホールとを有し、前
記スルーホール内には導体壁を形成して前記マイクロス
トリップラインを前記導体壁に接続し、前記スルーホー
ル内に樹脂を充填し、充填された前記樹脂の一方の端面
にのみ電極を形成し、前記電極上に前記回路部品を取り
付けた。

【００１４】また、本発明の電子回路ユニットは、前記
電子回路ユニットは発振器として構成され、前記発振器
は発振周波数を設定する共振素子を有し、前記マイクロ
ストリップラインは少なくとも第一のマイクロストリッ
プラインを有し、前記第一のマイクロストリップライン
を前記共振素子とした。

【００１５】また、本発明の電子回路ユニットは、前記
回路部品は前記発振周波数を変えるバラクタダイオード
を有し、前記バラクタダイオードに制御電圧を供給する
インダクタを有し、前記マイクロストリップラインはさ
らに第二のマイクロストリップラインを有し、前記第二
のマイクロストリップラインを前記インダクタとした。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の電子
回路ユニットを説明する。ここで、電子回路ユニット
を、発振器の例で説明する。図１は、本発明を適用する
発振器の回路図であり、図２は本発明の電子回路ユニッ
トの下面図であり、図３は、本発明の電子回路ユニット
の要部断面図であり、図４は、本発明の電子回路ユニッ
トにおけるスルーホールの説明図であり、図５は本発明
の電子回路ユニットを送受信器等のマザー基板に取り付
けた状態の説明図である。

【００１７】先ず、図１において、発振トランジスタ１
のコレクタは直流阻止コンデンサ２で高周波的に接地さ
れ、ベースとエミッタとの間、および、エミッタとグラ
ンドとの間には、それぞれ、帰還コンデンサ３、４が接
続される。また、エミッタはエミッタバイアス抵抗５と
並列共振回路６との直列回路によってグランドに接続さ
れている。そして、ベースとグランドとの間に可変リア
クタンス回路７が接続される。可変リアクタンス回路７
は、直列に接続された帰還コンデンサ３、４に対して並
列に接続され、発振周波数においては等価的にインダク
タンス素子として働く。

【００１８】可変リアクタンス回路７は、クラップコン
デンサ８、第一のマイクロストリップライン９、周波数
補正用のコンデンサ１０、バラクタダイオード１１から
なり、クラップコンデンサ８と第一のマイクロストリッ
プライン９とが直列に接続され、また、周波数補正用コ
ンデンサ１０とバラクタダイオード１１とが直列に接続
されている。そして、直列に接続された周波数補正用コ
ンデンサ１０およびバラクタダイオード１１が第一のマ
イクロストリップライン９に並列に接続される。そし
て、クラップコンデンサ８の一端が発振トランジスタ１
のベースに接続され、第一のマイクロストリップライン
９の一端とバラクタダイオード１１のアノードとが共に
接地される。

【００１９】発振周波数を変えるための制御電圧（Ｖ）
は、チョークインダクタとして使用される第二のマイク
ロストリップライン１２を介してバラクタダイオード１
１のカソードに印加される。なお、発振トランジスタ１
のエミッタとグランドとの間に接続される並列共振回路
６はエミッタバイアス抵抗５における発振パワーの損失
を低減するものであり、第三のマイクロストリップライ
ン６ａと共振コンデンサ６ｂで構成され、その共振周波
数は発振周波数に一致するように設定される。

【００２０】発振トランジスタ１からの発振信号は、幅
器用トランジスタ２１で増幅される。そのために、発振
信号は、発振トランジスタ１のエミッタから、結合コン
デンサ２２を介して増幅用トランジスタ２１のベースに
入力される。そして、増幅された発振信号は増幅用トラ
ンジスタ２１のコレクタから出力される。増幅用トラン
ジスタ２１のコレクタには第四のマイクロストリップラ
イン２３を介して電源電圧（Ｅ）が供給される。また、
増幅用トランジスタ２１のコレクタとグランドとの間に
接続された共振コンデンサ２４と第四のマイクロストリ
ップライン２３とは並列共振回路を構成し、その共振周
波数を発振周波数に一致させることで、高調波を除去し
ている。

【００２１】なお、増幅用トランジスタ２１のエミッタ
と発振トランジスタ１のコレクタとが相互に接続され、
増幅用トランジスタ２１と発振トランジスタ１には、ほ
ぼ同じコレクタ電流が共通に流れる。また、各トランジ
スタ１、２１ベースにはベースバイアス抵抗２５、２
６、２７によってバイアス電圧が与えられ、各トランジ
スタ１、２１のコレクターエミッタ間にはほぼ同じ電圧
が印加される。

【００２２】上記の発振回路は多層基板３１（図２、図
３参照）に構成される。その際、多層基板３１の上面に
は、発振トランジスタ１、帰還コンデンサ３、ベースバ
イアス抵抗２５等の回路部品が載置される（図３では、
説明の都合上、周波数補正用コンデンサのみを示し
た）。また、第一乃至第四のマイクロストリップライン
９、１２、６ａ、２３は、多層基板３１の内層に形成さ
れる。そのため、例えば、クラップコンデンサ８と周波
数補正コンデンサ１０と第一のマイクロストリップライ
ン９との相互の接続点ａに第一の導通孔（以下、導通孔
をスルーホールという）３２が設けられ、周波数補正コ
ンデンサ１０とバラクタダイオード１１と第二のマイク
ロストリップライン１２との相互の接続点ｂに第二のス
ルーホール３３が設けられ、増幅用トランジスタ２１の
コレクタと第四のマイクロストリップライン２３と共振
コンデンサ２４との相互の接続点ｃに第三のスルーホー
ル３４が設けられ、エミッタバイアス抵抗５と第三のマ
イクロストリップライン６ａとコンデンサ６ｂとの相互
の接続点ｄに第四のスルーホール３５が設けられる。

【００２３】これらの第一乃至第四のスルーホール３
２、３３、３４、３５は、図２に示すように、多層基板
３１の下面まで貫通している。なお、多層基板３１の下
面には、マザー基板（図５参照）に接続するための接地
用の導体３１ａ、発振信号出力用の導体３１ｂ、電源電
圧（Ｅ）用の導体３１ｃ、制御電圧（Ｖ）用の導体３１
ｄ、接地用の導体３１ｆ等が設けられている。

【００２４】図３は、第一のスルーホール３２と第二の
スルーホール３３を示す要部断面図であるが、図示はし
ないが、第三のスルーホール３４、第四のスルーホール
３５もほぼ同じ構成となっている。

【００２５】図３において、第一のスルーホール３２、
および、第二のスルーホール３３内には、メッキ等の手
段によって導体壁３２ａ、３３ａが形成される。また、
その内部には、樹脂３６、３６が充填され、それらの一
方の端面（回路部品が搭載される上面側）のみにそれぞ
れ電極３２ｂ、３３ｂが形成される。従って、第一のス
ルーホール３２における導体壁３２ａと電極３２ｂとが
相互に接続され、また、第二のスルーホール３３におけ
る導体壁３３ａと電極３３ｂとが相互に接続される。こ
れらのスルーホール３２、３３は、樹脂３６、３６で充
填され、また、電極３２ｂ、３３ｂによって孔が塞がれ
ることから、俗に、チップオンスルーホールと言われ、
高密度実装のために使用される。そして、多層基板３１
の上面側の電極３２ｂ、３３ｂ上に周波数補正用コンデ
ンサ１０の電極部１０ａ、１０ｂがそれぞれ載置され、
電極部１０ａと電極３２ｂ、電極部１０ｂと電極３３ｂ
とが半田３７、３７によって相互に接続される。

【００２６】なお、図示はしないが、電極３２ｂ上には
クラップコンデンサ８も載置されて半田接続されてい
る。さらに、バラクタダイオード１１のカソードが電極
３３ｂ上に載置されて半田３７で接続される。バラクタ
ダイオード１１のアノードは接地導体３１ｇに半田３７
によって接続される。また、第一のマイクロストリップ
ライン９、第二のマイクロストリップライン１２は、多
層基板３１の内層の導体層３１ｅによって形成され、そ
れぞれ、導体壁３２ａ、３３ａと接続される。従って、
周波数補正用コンデンサ１０と第一のマイクロストリッ
プライン９および第二のマイクロストリップライン１２
とが接続される。

【００２７】一方、多層基板３１の下面には、第一のマ
イクロストリップライン９、および第二のマイクロスト
リップライン１２に対向した外層の導体層３１ｆが設け
られており、この導体層３１ｆは接地される。この結
果、第一のマイクロストリップライン９と第二のマイク
ロストリップライン１２が所定の特性インピーダンスを
有するようになっている。

【００２８】また、第一のスルーホール３２、および、
第二のスルーホール２３内に充填された樹脂３６、３６
の他方の端面（多層基板３１の下面側）には、これらの
スルーホール３２、３３を塞ぐための電極は形成されて
いない。従って、各スルーホール３２、３３の導体壁３
２ａ、３３ａは、図４に示すように、環状となって、多
層基板３１の下面側に視出することになる。

【００２９】そして、バラクタダイオード１１に印加さ
れる所定の制御電圧（Ｖ）によって、所定の発振周波数
となるように第一のマイクロストリップライン９のイン
ピーダンスが調整される。この調整は、トリミングと呼
ばれ、例えば、第一のマイクロストリップライン９に切
り込みを加えること等によって行われる。その後、多層
基板３１の下面全体が樹脂３８によってコーテングさ
れ、発振器が完成する。

【００３０】以上のように構成された本発明の発振器
は、例えば、携帯電話機等の送受信器の局部発振器また
は搬送波発振器として使用される。その際、図５に示す
ように、本発明の電子回路ユニットを構成する多層基板
３１が、送受信器を構成するマザー基板４１上に他の回
路部品４２とともに搭載される。

【００３１】そして、多層基板３１が搭載された状態で
は、多層基板３１の下面がマザー基板４１の上面と対向
する。その結果、マザー基板４１の上面に接地導体４１
ａが設けられていた場合、第一のスルーホール３２の導
体壁３２ａ、第二のスルーホール３３の導体壁３３ａが
接地導体４１ａに対向するが、この対向する面積は、導
体壁３２ａ、３３ａが環状となっているので、従来の対
向面積に比較して少なくなる。従って、導体壁３２ａと
接地導体４１ａとの対向によって形成される浮遊容量２
８（図１参照）は、図６に示す従来の浮遊容量７０より
も少なくなり、同様に、導体壁３３ａと接地導体４１ａ
との対向によって形成される浮遊容量２９（図１参照）
も、図６に示す従来の浮遊容量７１よりも少なくなる。

【００３２】そのため、本発明の電子回路ユニットをマ
ザー基板４１に取り付けた場合の発振周波数の変化ΔＦ
は少なくなり、図８の線Ｙに示すように、ほぼマイナス
３ＭＨｚとなる。この変化は従来の変化（マイナス９Ｍ
Ｈｚ）の三分の一である。なお、第一および第二のスル
ーホール３２、３３と同様に、第三のスルーホール３
４、第四のスルーホール３５内に形成した導体壁（図示
せず）のみを多層基板３１の下面側に視出させておけ
ば、第四のマイクロストリップライン２３と共振コンデ
ンサ２４との共振周波数、および、第三のマイクロスト
リップライン６ａと共振コンデンサ６ｂとの共振周波数
の変化が少なくなる。

【００３３】なお、以上までの説明では、電子回路ユニ
ットの例として発振器で説明したが、発振器に限らず、
マイクロストリップライン等を使用する他の電子回路ユ
ニットにも適用して優れた効果を得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の電子回路ユニッ
トは、多層基板の上面に取り付けられた回路部品と多層
基板の内層に形成されたマイクロストリップラインとを
スルーホールで接続し、スルーホール内に樹脂を充填
し、充填された前記樹脂の一方の端面にのみ電極を形成
し、電極上に回路部品を取り付けたので、多層基板をマ
ザー基板上に載置した場合に、スルーホールの導体壁が
マザー基板の接地導体に対向しても導体壁と接地導体と
によって形成される浮遊容量が少ないので、電子回路の
特性変化が少ない。

【００３５】また、本発明の電子回路ユニットは、電子
回路ユニットは発振器として構成し、発振器は発振周波
数を設定する共振素子を有し、マイクロストリップライ
ンは少なくとも第一のマイクロストリップラインを有
し、第一のマイクロストリップラインを共振素子とした
ので、発振器をマザー基板に取り付けた場合に、共振素
子に付加される浮遊容量が小さい。従って発振器をマザ
ー基板に取り付けても発振周波数の変化が少ない。

【００３６】また、本発明の電子回路ユニットは、回路
部品は発振周波数を変えるバラクタダイオードを有し、
バラクタダイオードに制御電圧を供給するインダクタを
有し、マイクロストリップラインはさらに第二のマイク
ロストリップラインを有し、第二のマイクロストリップ
ラインをインダクタとしたので、発振器をマザー基板に
取り付けた場合に、バラクタに付加される浮遊容量が少
なくなる。従って、バラクタダイオードによる周波数の
変化範囲が狭くなることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子回路ユニットの回路図である。

【図２】本発明の電子回路ユニットの下面図である。

【図３】本発明の電子回路ユニットの要部断面図であ
る。

【図４】本発明の電子回路ユニットにおけるスルーホー
ルの説明図である。

【図５】本発明の電子回路ユニットをマザー基板に取り
付けた状態の説明図である。

【図６】従来の電子回路ユニットの回路図である。

【図７】従来の電子回路ユニットの要部断面図である。

【図８】本発明の電子回路ユニットおよび従来の電子回
路ユニットの発振周波数の変化を説明する特性図であ
る。

【符号の説明】

１発振トランジスタ２直流阻止コンデンサ３、４帰還コンデンサ５エミッタバイアス抵抗６並列共振回路６ａ第三のマイクロストリップライン６ｂ共振コンデンサ７可変リアクタンス回路８クラップコンデンサ９第一のマイクロストリップライン１０周波数補正用コンデンサ１０ａ、１０ｂ電極部１１バラクタダイオード１２第二のマイクロストリップライン２１増幅用トランジスタ２２結合コンデンサ２３第四のマイクロストリップライン２４共振コンデンサ２５、２６、２７ベースバイアス抵抗２８、２９浮遊容量３１多層基板３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ導
体層３２第一のスルーホール３２ａ導体壁３２ｂ電極３３第二のスルーホール３３ａ導体壁３３ｂ電極３４第三のスルーホール３５第四のスルーホール３６樹脂３７半田３８樹脂４１マザー基板４１ａ接地導体４２回路部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J014 CA03 CA42 CA56 5J081 AA11 BB01 BB10 CC06 CC20 DD16 DD26 EE03 EE09 EE18 FF17 GG05 JJ02 JJ18 JJ23 KK02 KK09 KK22 LL01 MM01 MM04 MM07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多層基板と、前記多層基板の上面に取り
付けられた回路部品と、前記多層基板の内層に形成され
たマイクロストリップラインと、前記多層基板に穿設さ
れ、前記回路部品と前記マイクロストリップラインとを
接続するスルーホールとを有し、前記スルーホール内に
は導体壁を形成して前記マイクロストリップラインを前
記導体壁に接続し、前記スルーホール内に樹脂を充填
し、充填された前記樹脂の一方の端面にのみ電極を形成
し、前記電極上に前記回路部品を取り付けたことを特徴
とする電子回路ユニット。
【請求項２】前記電子回路ユニットは発振器として構
成され、前記発振器は発振周波数を設定する共振素子を
有し、前記マイクロストリップラインは少なくとも第一
のマイクロストリップラインを有し、前記第一のマイク
ロストリップラインを前記共振素子としたことを特徴と
する請求項１記載の電子回路ユニット。
【請求項３】前記回路部品は前記発振周波数を変える
バラクタダイオードを有し、前記バラクタダイオードに
制御電圧を供給するインダクタを有し、前記マイクロス
トリップラインはさらに第二のマイクロストリップライ
ンを有し、前記第二のマイクロストリップラインを前記
インダクタとしたことを特徴とする請求項２記載の電子
回路ユニット。