JP2000295035A - 発振器の周波数調整方法 - Google Patents

発振器の周波数調整方法

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JP2000295035A
JP2000295035A JP11095001A JP9500199A JP2000295035A JP 2000295035 A JP2000295035 A JP 2000295035A JP 11095001 A JP11095001 A JP 11095001A JP 9500199 A JP9500199 A JP 9500199A JP 2000295035 A JP2000295035 A JP 2000295035A
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wiring pattern
frequency
capacitor
multilayer substrate
oscillator
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Yasushi Aki
裕史 阿木
Shinji Goma
真治 郷間
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 完成品での周波数バラツキを抑えることを可
能とした発振器の周波数調整方法を提供する。 【解決手段】 電圧制御発振器1は、多層基板Bと、多
層基板Bの表層に配置された共振インダクタL1と、多
層基板Bの表層に設けられたチップコンデンサCa’〜
Ce’と、多層基板Bの内層に設けられた配線パターン
WPとを備え、共振インダクタL1およびチップコンデ
ンサCa’〜Ce’はスルーホールを介して配線パター
ンWPに接続され、配線パターンWPは多層基板Bの内
層において、共振インダクタL1とチップコンデンサC
a’〜Ce’のそれぞれとを並列に接続するように配線
されてなり、配線パターンWPにおける、共振インダク
タL1とチップコンデンサCa’〜Ce’を並列接続す
る複数の接続用パターンCP1〜CP5のうち、任意の
接続用パターンを切断することにより、発振周波数が調
整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発振器の周波数調
整方法に関し、特に、VCO(電圧制御発振器)などの
ようにシールドケースを備える発振器の周波数調整方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の発振器の周波数調整方法として、
本件出願人が既に特願平6−62450号(特開平7−
273544号)として出願したものがある。これを第
1の従来例として、図2および図3を用いて説明する。
【0003】図2において、電圧制御形発振器100は
コントロール端子Cと出力端子Pとの間に、コントロー
ル端子Cに印加される制御電圧Vcによって共振周波数
が変化する共振回路1と、この共振回路1の共振周波数
で発振周波数が決定される発振段2と、この発振段2か
ら出力される信号を増幅するとともに、負荷変動によっ
て発振段2での発振周波数が変動するのを防止するため
のバッファ段3と、出力端子Pに接続される次段回路と
整合をとるとともに、高調波を抑制するための出力整合
段4とを備えている。CC1はカップリングコンデンサ
である。
【0004】共振回路1は、カップリングコンデンサC
1、可変容量ダイオードVD、共振用インダクタL1お
よび共振用コンデンサC2で構成されており、コントロ
ール端子Cに印加された制御電圧Vcがチョーク用イン
ダクタL2を介して可変容量ダイオードVDに与えられ
るようになっている。共振用コンデンサC2は複数のコ
ンデンサCa,Cb,Cc,Cd,Ceが並列接続され
て構成されている。なお、C3はバイパスコンデンサで
ある。
【0005】上記のような回路構成を有する電圧制御形
発振器100は、各構成部品が特に図示しない基板上に
実装されて構成されている。
【0006】図3は図2の共振回路1周辺部分の基板上
における部品実装配置図である。図3において、共振回
路1を構成しているカップリングコンデンサC1は第1
の配線パターンWP1と第2の配線パターンWP2とに
接続され、可変容量ダイオードVDは第1の配線パター
ンWP1とグランドパターンGPとに接続されている。
共振用インダクタL1はチップインダクタL1a′を用
いて第2の配線パターンWP2とグランドパターンGP
とに接続され、共振用コンデンサC2を構成している互
いに並列接続された複数のコンデンサCa,Cb,C
c,Cd,Ceはチップ積層コンデンサCa′,C
b′,Cc′,Cd′,Ce′を用いて接続用パターン
CP1,CP2,CP3,CP4,CP5を介して第2
の配線パターンWP2とグランドパターンGPとに接続
されている。
【0007】チョーク用インダクタL2は第1の配線パ
ターンWP1と第3の配線パターンWP3とに接続さ
れ、バイパスコンデンサC3は第3の配線パターンWP
3と第4の配線パターンWP4とに接続されている。
【0008】共振回路1と発振段2との間に設けられた
カップリングコンデンサCC1は、第2の配線パターン
WP2と第5の配線パターンWP5とに接続されてい
る。第3の配線パターンWP3は図2に示すコントロー
ル電圧端子Cに接続されるようになっており、第4の配
線パターンWP4は基板に形成されたスルーホールTH
を介して基板裏面側の略全域に形成されているグランド
パターンに接続されるようになっている。第5の配線パ
ターンWP5は図2に示す発振段2に接続されるように
なっている。なお、カップリングコンデンサC1,CC
1およびバイパスコンデンサC3はいずれもチップ積層
コンデンサが用いられ、チョーク用インダクタL2はチ
ップインダクタが用いられ、可変容量ダイオードVDは
表面実装型のものが用いられる。
【0009】このように各構成部品が実装された共振回
路1において、電圧制御形発振器100の発振周波数可
変範囲を調整するには、接続用パターンCP5をレーザ
光線を照射するなどの方法で切断し、チップ積層コンデ
ンサCe′を共振回路1から分離する。これにより共振
用コンデンサC2のキャパシタンス値が小さくなるた
め、共振回路1の共振周波数は高い側に移動し、可変容
量ダイオードVDにより調整できる発振周波数可変範囲
が周波数の高い側に移動することになる。接続用パター
ンCP5を切断しただけでは発振周波数可変範囲があら
かじめ定められた所定の範囲よりも高い側に移動してい
ない場合は、残る接続用パターンCP4〜CP1を順に
切断して発振周波数可変範囲があらかじめ定められた所
定の範囲よりも高い側に移動するようにする。以上のよ
うに、発振周波数可変範囲が所定の範囲にくるように調
整することができる。
【0010】次に、第2の従来例として、特開平9−1
53737号公報に開示されるものがあり、これを図4
を用いて説明する。
【0011】図4に示した発振器200は、シールドケ
ース201と、複数の層を有する多層基板210とから
なり、多層基板210には、チップ部品や表面実装型部
品等の部品が実装されている。
【0012】ここで、多層基板210の内層には、グラ
ンド電極207、ストリップライン206、グランド電
極208が形成されている。又、ストリップライン20
6の一端とスルーホール204を介して接続する電極2
03と、グランド電極208と接続するグランド側の電
極202は、積層コンデンサを構成している。この積層
コンデンサは周波数調整用のコンデンサである。
【0013】そして、図4に示すように、基板210の
底面側から部品実装面方向に向かって(矢印Tの方向)
基板210に穴209を設けることにより、穴209の
部分の電極が、電極203及び電極202とから削除さ
れる。つまり、電極203及び電極202とからなる積
層コンデンサにおける、電極203及び電極202の一
部の電極が削除されることになり、積層コンデンサの容
量が変化し、その結果、共振周波数が変化する。従っ
て、基板210に穴209を設けることにより、発振器
の発振周波数を調整することができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記2
つの従来例には、それぞれ次のような問題があった。
【0015】まず、第1の従来例では、周波数調整用の
配線パターンを部品搭載面である表層に形成するため、
その分基板面積を占めてしまい、発振器の小型化を達成
するのが困難であった。また、シールドケースは、周波
数調整が行われた後に取り付けられるために、ケースが
取り付けられたことによって周波数が変動し、その上、
その変動量がばらつくため、完成品の発振周波数もばら
つくことがあった。
【0016】次に、第2の従来例では、周波数調整の際
に、レーザートリミングしながら周波数の変化をモニタ
し、所望の値が得られた段階でトリミングを終了するも
のである。しかし、レーザートリミングは長時間トリミ
ングを行うと、基板内部が高温となり、その状態での周
波数の値をモニタしており、周波数調整後の基板内部が
冷却した状態における周波数の値とはバラツキが発生
し、この第2の従来例の場合も、完成品の発振周波数が
ばらついてしまっていた。
【0017】したがって、本発明の目的は、上述の問題
点を解消するためになされたもので、完成品での周波数
バラツキを抑えることを可能とした発振器の周波数調整
方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発振器の周波数調整方法においては、多層
基板と、多層基板の少なくとも表層に配置された共振部
と、多層基板の表層に設けられた複数のチップコンデン
サと、多層基板の内層に設けられた配線パターンとを備
え、共振部およびチップコンデンサはスルーホールを介
して配線パターンに接続され、配線パターンは多層基板
の内層において、共振部と複数のチップコンデンサのそ
れぞれとを並列に接続するように配線されてなり、配線
パターンにおける、共振器部と複数のチップコンデンサ
を並列接続する複数の配線のうち、任意の配線を切断す
ることにより、発振周波数が調整されてなることを特徴
としている。
【0019】また、配線パターンにおける共振器部と複
数のチップコンデンサを並列接続する複数の配線のうち
の任意の配線を切断する手段は、多層基板の裏面側から
多層基板と同時に配線を切削する手段を用いることを特
徴としている。
【0020】さらに、多層基板の裏面側から多層基板と
同時に配線を切削する工程では、多層基板の表層側に既
にシールドケースが取り付けられていることを特徴とし
ている。
【0021】これにより、レーザーなどを用いて配線を
切断する際には、個々のチップコンデンサの容量が定ま
っているため、周波数の値をモニタしながらレーザー照
射する必要がなく、したがって、レーザー照射時間が短
くて済み、発振器がレーザーによる熱的影響を受けるこ
とがない。
【0022】また、多層基板の裏面側から切断するた
め、基板表面つまり部品搭載面にに切削のための面積を
必要とせず、部品の密実装が可能となり、発振器の小型
化が達成できる。
【0023】さらに、シールドケースが被せられた状態
で周波数調整を行うために、シールドケースの有無によ
る周波数変動の影響を受けることがなく、個々の発振器
の周波数バラツキも小さくなる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
を用いて詳細に説明する。なお、従来例と同一の構成に
ついては、同一番号を付しその説明を一部省略する。ま
た、回路図については、従来例で示した図2の回路と同
様であるため、説明を省略する。
【0025】図1において、共振回路1を構成している
カップリングコンデンサC1,可変容量ダイオードV
D,共振用インダクタL1,そして、共振用コンデンサ
を構成している複数のコンデンサCa〜Ceに対応する
チップコンデンサCa′,Cb′,Cc′,Cd′,C
e′が、多層基板Bの第1層目B1の表面に搭載されて
いる。
【0026】多層基板Bの第2層目B2の表面のほぼ全
面には、グランド電極Gが形成されいる。
【0027】多層基板Bの第3層目B3の表面には配線
パターンWPが形成されており、この配線パターンWP
は、スルーホールTH1〜TH6を介してカップリング
コンデンサC1およびチップコンデンサCa′,C
b′,Cc′,Cd′,Ce′と接続されている。そし
て、この配線パターンWPは、カップリングコンデンサ
C1と複数のチップコンデンサCa’〜Ce’のそれぞ
れとを直列に接続するように配線されてなると共に、複
数のチップコンデンサCa’〜Ce’同士が並列に接続
するように配線される。この際、カップリングコンデン
サC1とチップコンデンサCa’とを結ぶ配線パターン
WPを特に接続用パターンCP1とし、以下同様に、カ
ップリングコンデンサC1とチップコンデンサCb’と
を結ぶ配線パターンWPを接続用パターンCP2,カッ
プリングコンデンサC1とチップコンデンサCc’とを
結ぶ配線パターンWPを接続用パターンCP3,カップ
リングコンデンサC1とチップコンデンサCd’とを結
ぶ配線パターンWPを接続用パターンCP4,カップリ
ングコンデンサC1とチップコンデンサCe’とを結ぶ
配線パターンWPを接続用パターンCP5とする。
【0028】ここで、カップリングコンデンサC1は、
多層基板Bの第1層目において、共振インダクタL1と
直列接続されているものであり、したがって、共振部で
ある共振インダクタL1と個々の複数のチップコンデン
サCa’〜Ce’とは、並列に接続されていることにな
る。
【0029】多層基板Bの第3層目B3の裏面のほぼ全
面には、グランド電極Gが形成される。なお、図面の見
やすさを考慮し、図1においては、第3層目B3の電極
パターンを第3層目の下に分離して記載している。
【0030】そして、多層基板Bの部品搭載面である第
1層目B1の表面側には、シールドケース5が取り付け
られて、電圧制御発振器10が構成される。
【0031】以上のように構成された電圧制御発振器1
0の発振周波数を調整するには、まず最初に接続用パタ
ーンCP5を、図1の矢印Tで示すように、多層基板B
の裏面側からレーザ光線を照射するなどの方法で切断溝
Vを形成して切断し、チップコンデンサCe′を共振回
路1から分離する。これにより共振用コンデンサC2の
キャパシタンス値が小さくなるため、共振回路1の共振
周波数は高い側に移動し、可変容量ダイオードVDによ
り調整できる発振周波数可変範囲が周波数の高い側に移
動することになる。したがって、チップコンデンサC
a′〜Ce′のすべてが接続されている状態のときに
は、共振回路1の共振周波数が所定値よりも低くなるよ
うにして可変容量ダイオードVDにより調整できる発振
周波数可変範囲があらかじめ定められた所定の範囲より
も低い側に設定されるようにしておく必要がある。
【0032】上記のように接続用パターンCP5を切断
したとき、可変容量ダイオードVDにより調整できる発
振周波数可変範囲があらかじめ定められた所定の範囲よ
りも高い側に移動しておれば接続用パターンCP1〜C
P5の切断作業は終了する。接続用パターンCP5を切
断しただけでは発振周波数可変範囲があらかじめ定めら
れた所定の範囲よりも高い側に移動していない場合は、
残る接続用パターンCP4〜CP1を順に切断して発振
周波数可変範囲があらかじめ定められた所定の範囲より
も高い側に移動するようにする。以上のように、発振周
波数可変範囲が所定の範囲にくるように調整することが
できる。なお、図1においては、接続用パターンCP
5,CP4が切断されて、チップコンデンサCa’〜C
c’が共振回路1に接続された状態となっている。
【0033】ここで、上記実施の形態で示した発振器の
周波数調整方法を、129MHz帯用の電圧制御発振器
に適用した場合の実施例を、表1を参照して説明する。
【0034】
【表1】
【0035】表1に示すように、調整前のサンプルの発
振周波数は約118〜127MHzで、そのバラツキσ
=2.36であるのに対し、調整後のサンプルの発振周
波数は129.55±1MHzの範囲に調整することが
でき、そのバラツキσ=0.41となり、バラツキレベ
ルが小さくなった。
【0036】また、129MHz帯用の電圧制御発振器
においては、従来の129MHz帯用のものと比較し
て、基板表面の面積を約8%減少(当社比)することが
でき、電圧制御発振器の小型化が達成できた。
【0037】以上に示した本発明の発振器の周波数調整
方法において、共振用コンデンサ2は5個のチップコン
デンサCa’〜Ce’が並列に接続され、それぞれが周
波数調整用のコンデンサとして機能するように配線パタ
ーンWPが形成されているが、たとえば、特に図示はし
ないが、チップコンデンサCa’を周波数調整用として
は用いず、共振用コンデンサC2のメインコンデンサと
して機能するように構成してもよい。この場合、チップ
コンデンサCa’とカップリングコンデンサC1を結ぶ
配線パターンは、特に内層に形成される必要はなく、多
層基板Bの部品搭載面に形成されてもよい。また、共振
用コンデンサC2を構成するチップコンデンサの数も、
発振器の周波数帯域などに応じて、種々変更できるもの
である。
【0038】また、共振器部としてはチップインダクタ
が示されていたが、ストリップライン共振器で構成され
てもよい。
【0039】
【発明の効果】以上のように、本発明による発振器の周
波数調整方法では、レーザーなどを用いて配線を切断す
る際には、個々のチップコンデンサの容量が定まってい
るため、周波数の値をモニタしながらレーザー照射する
必要がなく、任意の配線パターンを切断すればよく、し
たがって、レーザー照射時間が短くて済み、発振器がレ
ーザーによる熱的影響を受けることがない。
【0040】また、多層基板の裏面側から切断するた
め、基板表面つまり部品搭載面にに切削のための面積を
必要とせず、部品の密実装が可能となり、発振器の小型
化が達成できる。
【0041】さらに、シールドケースが被せられた状態
で周波数調整を行うために、シールドケースの有無によ
る周波数変動の影響を受けることがなく、個々の発振器
の周波数バラツキも小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る発振器の周波
数調整方法を示す分解斜視図である。
【図2】第1の従来例および本発明の第1の実施の形態
に係る発振器の回路説明図である。
【図3】第1の従来例の発振器における共振回路周辺部
分の基板上の部品実装配置図である。
【図4】第2の従来例の発振器の断面図である。
【符号の説明】
1 共振回路 2 発振段 3 バッファ段 4 出力整合段 5 シールドカバー 10 電圧制御発振器 WP 配線パターン Ca’,Cb’,Cc’,Cd’,Ce’ チップコン
デンサ C2 共振用コンデンサ L1 共振用インダクタ CP1,CP2,CP3,CP4,CP5 接続用パタ
ーン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多層基板と、前記多層基板に配置された
    共振器部と、前記多層基板の表層に設けられた複数のチ
    ップコンデンサと、前記多層基板の内層に設けられた配
    線パターンと、を備え、前記チップコンデンサはスルー
    ホールを介して前記配線パターンに接続され、前記配線
    パターンは前記多層基板の内層において、前記共振器部
    と前記複数のチップコンデンサのそれぞれとを並列に接
    続するように配線されてなり、前記配線パターンにおけ
    る、前記共振器部と前記複数のチップコンデンサを並列
    接続する複数の配線のうち、任意の配線を切断すること
    により、発振周波数が調整されてなることを特徴とす
    る、発振器の周波数調整方法。
  2. 【請求項2】 前記配線パターンにおける前記共振器部
    と前記複数のチップコンデンサを並列接続する複数の配
    線のうちの任意の配線を切断する手段は、前記多層基板
    の裏面側から前記多層基板と同時に前記配線を切削する
    手段を用いることを特徴とする、請求項1に記載の発振
    器の周波数調整方法。
  3. 【請求項3】 前記多層基板の裏面側から前記多層基板
    と同時に前記配線を切削する工程では、前記多層基板の
    表層側に既にシールドケースが取り付けられていること
    を特徴とする、請求項2に記載の発振器の周波数調整方
    法。
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