JP2004023782A

JP2004023782A - 発振器及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004023782A
Application number: JP2002217272A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Amano; 天野　力; Akira Kato; 加藤　曜; Takahiro Suzuki; 鈴木　崇裕
Original assignee: Maruwa Co Ltd
Current assignee: Maruwa Co Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】前記誘電体基板の裏面側の開口部を設けて、その開口部に露出しているインダクタをレーザー光でトリミングするように構成した発振器が、インダクタにトリミングを施した後においても、周波数の変調をもたらすことのない構造の発振器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】誘電体基板５１の表面５１ａ側に発振回路を構成する電子部品５２を搭載させるとともに前記誘電体基板の内部にインダクタ１８を設け、さらに前記誘電体基板の裏側５１ｂ側に開口部５４を設けてその開口部を通じて前記インダクタをトリミングできる構造の発振器５０とする。そして前記開口部から露出するインダクタに絶縁薄膜９を被覆しておく。すると前記開口部から露出するインダクタの表面のうち、トリミングされない露出面では前記絶縁薄膜が存在するので塵埃で汚染されることはない。この構造の発振器を製造する場合、誘電体のグリーンシート上にインダクタ１８を印刷した後にそのインダクタの露出面１８ｂに絶縁薄膜９を被覆する被覆工程を組み込む。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振周波数を調整するためのインダクタが誘電体基板の内部に埋設されている発振器及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電圧制御発振器として、図１９に示すように、誘電体基板１の表面１ａに発振回路を構成する電子部品２が搭載され、同じく誘電体基板１の内部１ｃ及び裏面１ｂのそれぞれに所定の間隔ｄをおいて接地導体板３、４が設けられており、さらに該接地導体板３、４の間にインダクタＬが設けられている構造の発振器６が公知である（特開２００１−３０８６１６号公報）。
【０００３】
この発振器６においてその裏面１ｂには前記インダクタ５にまで奥行きが到達している開口部７が設けられており、その開口部７を通して前記インダクタ５にレーザー光を照射することによりインダクタ５に切込み、いわゆるトリミングを施すことにより、図２０に示す発振回路、すなわち、基本的には制御電圧Ｖｃが入力される入力端子８、インダクタＬ、その一部分である分割インダクタ５、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２、ダイオードｄ、トランジスタＴ及びコンデンサＣ３等から構成される発振回路の発振周波数を所定のバラツキ範囲内に調節している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記技術に係る発振器６においては前記開口部７にはインダクタＬの下面Ｌｂの一部分が外部に露出することになるので、発振器６に電子基板に搭載する過程叉は爾後の発振器使用時に前記下面Ｌｂの露出部にはんだその他の塵埃が付着することがあり、その結果、折角、トリミングして微調整した発振器の発振周波数を変調させるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明者は誘電体基板の裏面側の開口部を設けて、その開口部に露出しているインダクタをレーザー光でトリミングするように構成した発振器が電子基板に搭載される過程叉は搭載後に調節した発振周波数が変調をもたらすことのない構造の発振器を提供する目的で鋭意検討したところ、前記開口部に露出するインダクタに特定の絶縁皮膜を付着させた状態で該絶縁皮膜とインダクタとを同時にトリミングすればよいという事実を見出し、本発明を完成した。従って、本発明の課題は、前記誘電体基板の裏面側の開口部を設けて、その開口部に露出しているインダクタをレーザー光でトリミングするように構成した発振器が、インダクタにトリミングを施した後においても、周波数の変調をもたらすことのない発振器及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本請求項１発明は前記の課題を解決するために、誘電体基板の表面側に発振回路を構成する電子部品を搭載させるとともに誘電体基板の内部にインダクタを設け、さらに前記誘電体基板の裏面側に開口部を設けてその開口部を通じて前記インダクタをトリミングできるようにした発振器において、前記インダクタの露出面に絶縁薄膜を付着させるという手段を採用する。この手段を採用することにより、前記インダクタをトリミングするとき前記絶縁薄膜も前記インダクタとともに、かつそのトリミング形状にトリミングされる。その結果、トリミングされない他の領域には絶縁薄膜が被覆されたまま残り、その結果爾後に塵埃が付着してもインダクタの周波数特性に影響を与えない。
【０００７】
上記構造の発振器を製造するときは、前記誘電体基板の焼成と絶縁薄膜も同時に焼成されるように、請求項３発明は、誘電体原料からなるグリーンシート（Ｇ）を成形して多数枚のグリーンシート成形体を成形する成形工程（Ａ）と、それらのグリーンシート成形体に種々の回路パターン、接地導体板及びインダクタをそれぞれ印刷する印刷工程（Ｂ）と、前記インダクタの露出面に絶縁薄膜を形成する被覆工程（Ｃ）と、印刷された前記グリーンシート成形体を適宜組み合わせて、その表面側に回路パターンが、同じくその内部及び裏面側のそれぞれに所定間隔をおいて接地導体板が、そして２枚の前記接地導体板の間にインダクタがそれぞれ位置するようにするとともに、前記インダクタより下方側に位置するグリーンシート成形体に透孔を設けてそれらの透孔を連通するようにグリーンシート成形体を積層して積層体を得るグリーンシート積層工程（Ｄ）と、前記積層体を焼成して誘電体基板に変成する焼成工程（Ｅ）と、得られた誘電体基板の、前記回路パターンが印刷されている表面側に電子部品を実装する実装工程（Ｆ）とからなる発振器の製造方法を採用する。このようにすると前記透孔が前記誘電体基板の裏側に開口部となって形成されるとともに、その開口部から露出する絶縁薄膜が前記インダクタを被覆し、請求項１発明の発振器となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳述する。図１に示すように、本発明に係る発振器５０の誘電体基板５１は、セラミックス叉はガラス強化エポキシ樹脂からなっており、その表面５１ａには発振回路を構成する電子部品５２が搭載されているとともに、同じく誘電体基板５２の内部５１ｃ及び裏面５１ｂ側のそれぞれには所定間隔をおいて接地導体板１５、２０が設けられている。そしてそれらの接地導体板１５、２０間にはインダクタ１８が埋設されているとともに、前記誘電体基板５１の裏面５１ｂ側に短辺幅Ｗ１が０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．６ｍｍの開口部５４が形成されている。
【０００９】
さらに本発明に係る前記インダクタ１８の露出面１８ａ側には透明なガラスセラミックス叉は合成樹脂からなる絶縁薄膜９が被覆されている。従って、発振器５０をその裏面５１ｂ側から見たとき、図２に示すように、前記開口部５４を通してインダクタ１８を見ると、それは前記絶縁薄膜９を介して確認される。なお、本発明に係る発振器５０の表面５１ａ側には箱状のカバー部材５３が被せられており、電子部品５２が外的破損要因から保護されるようになっている。
【００１０】
上記のように構成される発振器５０は、基本的には誘電体基板となるグリーンシート成形体を製造する成形工程Ａと、それらのグリーンシート成形体に導電体を印刷する印刷工程Ｂと、印刷されたグリーンシート成形体等を積層して積層体にする積層工程Ｄと、その積層体を焼成して誘電体基板に変成する焼成工程Ｅと、得られた誘電体基板の表面側に電子部品を実装する実装工程Ｆとを順次組み合わせられる製造過程を経て製造されるが、前記印刷工程Ｂと積層工程Ｄとの間にインダクタ１８の片面に絶縁薄膜９を付着する被覆工程Ｃが組み込まれている点に特徴がある。前記誘電体基板としてセラミックが使用される態様についてこれらの成形工程Ａ、印刷工程Ｂ、被覆工程Ｃ、積層工程Ｄ、焼成工程Ｅ及び実装工程Ｆを順次詳述する。
【００１１】
（成形工程Ａ）
誘電体原料から、図３に示すような厚さが約０．０５〜０．３ｍｍ、広さが約１５ｃｍ×１５ｃｍのグリーンシートＧを準備し、そのグリーンシートＧから所定の大きさ・形状、例えば約８ｍｍ×６ｍｍのグリーンシート成形体１１を複数種得るための切れ目１０を入れたりその切れ目１０の間に切欠き部１０ａを設けたりする。
【００１２】
図４〜図９に示すように、複数種の前記グリーンシート成形体１１としての第一シート層１１ａ、第二シート層１１ｂ及び第三シート層１１ｃの中央部寄りの部位には、バイアホール１３ａ〜１３ｄ、１６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄが設けられる。また、図１０〜図１３に示すように、前記発振器５０のインダクタ１８が設けられる第三シート層１１ｃの裏面側には第四シート層１１ｄ及び第五シート層１１ｅが順次積層されるが、それらの中央部寄りの同一部位に、前記開口部５４を構成するためのＩ字状の透孔２１、２２が設けられる。
【００１３】
これらの透孔２１、２２の短辺幅Ｗ２は、最終目的物である発振器５０の開口５４における短辺幅Ｗ１（図１を参照）が０．１〜１ｍｍ、好ましくは０．２〜０．６ｍｍになるように、設定されており、通常は、焼成工程Ｅでグリーンシート成形体１１として焼成されたとき前記透孔２１、２２が幾分小さくなるので、発振器５０の短辺幅Ｗ１より幾分大きくしておく。
【００１４】
また、複数種のグリーンシート成形体１１、すなわち第一シート層１１ａ〜第五シート層１１ｅは、１枚のグリーンシートＧから得られるようにしてもよいが、生産枚数が多い場合は、１枚のグリーンシートＧに１種類のグリーンシート層だけが得られるようにしてもよい。さらに前記第一シート層１１ａ〜第五シート層１１ｅを１種の金型その他の成形手段を使用して共通する形状・大きさのグリーンシート中間体を製造し、そのグリーンシート中間体に種々の穿設位置及び穿設数が相異するバイアホールや透孔を形成して、第一シート層１１ａ〜第五シート層１１ｅに加工してもよい。
【００１５】
（印刷工程Ｂ）
次に前記成形工程Ａで得られた誘電体グリーンシート１１に回路パターン、接地導体板及びインダクタを印刷する。回路パターンを印刷する場合は、図４に示すように、第一シート層１１ａの表面に回路パターン１２を印刷するとともに、第一シート層１１ａに前記回路パターン１２の一部である島部分と通電するバイアホール１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを設ける。そしてそれらのバイアホール１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを、図５に示すように、第一シート層１１ａの裏面に開口するよう第一シート層１１ａに貫通させる。
【００１６】
図６に示すように、第一シート層１１ａの裏面側に積層される第二シート層１１ｂの表面には１枚の接地導体板１５を印刷するとともに、その接地導体板１５から裏面に向かって、４個のバイアホール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを設けるが、それらの周縁部に接地導体板１５と接地しない環状の非接触ゾーン１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを設ける。前記バイアホール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、図７に示すように表面に開口している。
【００１７】
さらに、図８に示すように、前記第二シート１１ｂの裏面側に積層される第三シート層１１ｃには、前記バイアホール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅに連通する４個のバイアホール１７ａ、７ｂａ、１７ｃ、１７ｄが穿設され、その裏面に、図９に示すように、中央部に穿設されているバイアホール１７ｂと上面において通電するインダクタ１８を印刷するとともに、バイアホール１７ａが接地導体板２０と通電する回路１９ａと、残りのバイアホール１７ｃ、１７ｄが導通する回路１９ｂのそれぞれを印刷する。
【００１８】
（被覆工程Ｃ）
さらに本発明に係る方法においては第三シート層１１ｃの裏面に非晶質透明ガラス流動体を展延して絶縁薄膜９を形成し、その絶縁薄膜９により前記インダクタ１８及び二つの回路１９ａ、１９ｂを完全に被覆する。最後に図１３に示すように、第六シート１１ｅの裏面にも第二シート１１ｂの表面と同様の接地導体板２０を印刷する。なお、図９において前記絶縁薄膜９はその一部分であるインダクタ１８の設置領域しか描かれていない。また、この実施態様においては、図１０及び図１１に示すように、第四シート層１１ｄには導電体が印刷されない。
【００１９】
（積層工程Ｄ）
上記のように第四シート層１１ｄ以外のシート層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｅが印刷されたら、図１４及び図１５に示すように、それらを積層させる。すなわち、回路パターン１２が表面に印刷されている第一シート層１１ａ、接地導体板２０が表面に印刷されている第二シート層１１ｂ、インダクタ１８が裏面に印刷されているとともにそのインダクタ１８の露出面１８ｂが絶縁薄膜９により被覆されている第三シート層１１ｃ、透孔２１が中央部寄りに形成されている第四シート層１１ｄ及び接地導体板２０が裏面に印刷されている第五シート層１１ｅの５層を所定の圧力下で積層して積層体５５を得る。
【００２０】
（焼成工程Ｅ及び実装工程Ｆ）
次に上記のように得られた積層体５５をそれ自体公知の装置及び条件下で焼成すると、前記第一、第二、第三、第四及び第五シート層が一体化して、前記接地導体板１５、２０及びインダクタ１８が絶縁薄膜９とともに接合又は埋設された誘電体基板５１になる。この誘電体基板５１の表面に発振回路を構成する電子部品５２を実装するとともに、それらの上にカバー部材５３を被せれば、図１及び図２に示した構造の発振器５０が得られる。すなわち、この発振器５０の裏面５１ｂ側には第五シート層１１ｅの裏面に印刷した接地導体板５１の略中央部から、誘電体基板５１の内部に延びる開口部５４が存在し、その開口部５４からインダクタ１８の裏面１８ｂの一部分が絶縁薄膜９を介して見えるようになる。
【００２１】
（トリミング工程）
このようにして得られた発振器５０のインダクタ１８に対して公知の方法によりトリミングを施すが、このトリミングを行なうに先立って、レーザー光発射ガン（図示なし）を誘導する画像処理装置に前記開口部５４の存在位置に認識させるために、前記開口部５４の近くにマーキングをする。そして画像処理装置の指令により、レーザー光の発射ガンを前記開口部に近づけて、レーザー光を図１に示す矢印Ｙの向きに発射して発振用インダクタ１８の一部分を絶縁薄膜９とともにトリミングする。トリミングは、図１６に示すように、発振器５０の裏面に形成された平面形状がＩ字形開口部５４に前記発射ガンを前記開口部５４の長手方向に向かって走査させることにより行われる。発射ガンの走査は、発振器５０に接続された周波数測定手段からの出力測定値と人為的に又は機械的に連動させてその走査長さＸを規制する。
【００２２】
なお、第一、第二及び第三シート層１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおいて同一部位に形成されたバイアホール１３ａ、１６ａ、１７ａには導電体５６が流し込むまれており、その導電体５６により前記回路パターン２０と前記インダクタ１８の一端部とが通電可能になっているとともに、インダクタ１８の他端部は誘電体基板５１の側方に引き出されて接地導体基板２０に通電可能になっている。従って、インダクタ１８をトリミングすると、本発明も、図２０で示した従来技術の発振用インダクタ５と同様に、発振回路と接地体との間においてインダクタ１８による周波数の微調整が可能になる。
【００２３】
以上に詳述した製造方法を採用することにより、インダクタ１８のトリミングに先立って、発振器５０の裏面側の誘電体基板５１にレーザー光を直接照射させてトリミング用の開口部５４を形成する必要がない。また上記製造方法により、第四シート層１１ｄ及び第五シート層１１ｅに設けた透孔２１、２２を利用して、セラミックからなる誘電体基板５１に０．１〜１ｍｍという微小な短辺幅Ｗを有する開口部５４を形成可能にしたので、得られた発振器５４を爾後電子基板の上に搭載させたり使用したりする過程で開口部５４に塵埃が入るのを極力抑制できる。
【００２４】
加えて、前記インダクタ１８が開口部５４から外部に露出する露出面には絶縁薄膜９が被覆されているので、仮に前記開口部５４に塵埃が飛び込むことがあっても、その塵埃５４が前記絶縁薄膜９によりインダクタ１８に接触するのが最小限に抑制される。
【００２５】
本発明は、その根本的技術思想を踏襲して発明の効果を著しく損なわない限度において、前記実施態様の一部分を変更して実施することができる。例えば、インダクタ１８を第三シート層１１ｃの裏面側に印刷することなく、図１７に示すように、第四シート層１１ｄの表面に印刷することができる。この場合、第三シート層１１ｃに透孔を形成した後、前記絶縁薄膜９を前記インダクタ１８を印刷する前に形成しておく。
【００２６】
この態様においては第四シート層１１ｄに透孔２１が形成されているためインダクタ１８の印刷時に被印刷物である導電体原料が前記透孔２１の空間で薄膜を維持できないときは、第四シート層１１ｄに透孔２１を設けることなく透孔２１が設けられる部位を薄肉にして、トリミング時にその薄肉部位もインダクタ１８とともにトリミングするようにしてもよい。この態様により得られた発振器５０のインダクタ１８においては、発振器５０の裏面側の外方に露出する裏面を最小限に抑制できるという付加的効果が発揮される。
【００２７】
さらに発振器５０の裏面側に形成する開口５４の平面形状を、図１８に示すように、Ｌ字形にしてレーザー光発射ガンを開口５４の形状に合わせて移動させるようにできる。この態様においてはトリミング長さをより大きくすることができ、その結果、発振器５０の周波数調整範囲を大きくすることができる。
【００２８】
前記グリーンシート成形体１１の厚さや枚数は発振器の仕様に合わせて変更できる。例えば、第五シート層１１ｅの厚さを大きくすることにより第四シート層１１ｄを省略することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように本請求項１発明は、前記誘電体基板の裏面側の開口部を設けて、その開口部に露出しているインダクタをレーザー光でトリミングするように構成した発振器が、インダクタにトリミングを施した後においても、周波数の変調をもたらすことのないという優れた効果を発揮する。また請求項３発明は、そのような発振器を製作するのに最適な製造方法を提供できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発振器の縦断面図である。
【図２】同じく発振器の裏面図である。
【図３】前記発振器の誘電体基板の製造に使用されるグリーンシートの部分平面図である。
【図４】前記誘電体基板として積層されるグリーンシート成形体のうち最上層に積層される第一シート層の表面図である。
【図５】前記第一シート層の裏面図である。
【図６】同じく第二シート層の表面図である。
【図７】第二シート層の裏面図である。
【図８】第三シート層の表面図である。
【図９】第三シート層の裏面図である。
【図１０】第四シート層の表面図である。
【図１１】第四シート層の裏面図である。
【図１２】第五シート層の表面図である。
【図１３】第五シート層の裏面図である。
【図１４】前記第一〜五シート層を積層する前の状態を示す斜視図である。
【図１５】第一〜五シート層を積層した状態を示す斜視図である。
【図１６】図２のＸＶＩ部分を拡大して示す平面図である。
【図１７】第四シート層の他の態様を示す表面図である。
【図１８】本発明に係る開口の別の態様を示す拡大平面図である。
【図１９】従来技術に係る発振器の断面図である。
【図２０】発振回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１　　：誘電体基板
１ａ　：表面
１ｂ　：裏面
１ｃ　：内部
２　　：電子部品
３　　：接地導体板
４　　：接地導体板
５　　：分割インダクタ
６　　：発振器
７　　：開口部
８　　：入力端子
９　　：絶縁薄膜
１０　：切れ目
１０ａ：切欠き部
１１　：グリーンシート成形体
１１ａ：第一シート層
１１ｂ：第二シート層
１１ｃ：第三シート層
１１ｄ：第四シート層
１２　：回路パターン
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ：バイアホール
１４ａ、１４ｂ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｄ：非接触ゾーン
１５　：接地導体板
１８　：インダクタ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ：バイアホール
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、１７ｄ：バイアホール
１８　：インダクタ
１８ｂ：露出面
２０　：接地導体板
２１　：透孔
２２　：透孔
５０　：発振器
５１　：誘電体基板
５１ａ：表面
５１ｂ：裏面
５１ｃ：内部
５２　：電子部品
５３　：カバー部材
５４　：開口部
５５　：積層体
５６　：導電体
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３：コンデンサ
ｄ　　：ダイオード
Ｇ　　：グリーンシート
Ｌ　　：インダクタ
Ｌｂ　：下面
Ｔ　　：トランジスタ
Ｖｃ　：制御電圧
Ｗ１、Ｗ２：短辺幅
Ｙ　　：矢印。

Claims

誘電体基板（５１）の表面（５１ａ）側に発振回路を構成する電子部品（５２）を搭載させるとともに前記誘電体基板の内部にインダクタ（１８）を設け、さらに前記誘電体基板の裏面（５１ｂ）側に開口部（５４）を設けてその開口部を通じて前記インダクタをトリミングできるようにした発振器において、前記インダクタの露出面（１８ｂ）に絶縁薄膜（９）を付着させたことを特徴とする発振器。
前記絶縁薄膜（９）は、ガラス膜である請求項１記載の発振器。
誘電体原料からなるグリーンシート（Ｇ）を成形して多数枚のグリーンシート成形体（１１）を成形する成形工程（Ａ）と、それらのグリーンシート成形体に種々の回路パターン、接地導体板（１５、２０）及びインダクタ（１８）をそれぞれ印刷する印刷工程（Ｂ）と、前記インダクタの露出面（１８ｂ）に絶縁薄膜（９）を形成する被覆工程（Ｃ）と、印刷された前記グリーンシート成形体を適宜組み合わせて、その表面側に回路パターンが、同じくその内部及び裏面側のそれぞれに所定間隔をおいて接地導体板が、そして２枚の前記接地導体板の間にインダクタが位置するようにするとともに、前記インダクタより下方側に位置するグリーンシート成形体に透孔を設けてそれらの透孔を連通するようにグリーンシート成形体を積層して積層体（５５）を得るグリーンシート積層工程（Ｄ）と、前記積層体を焼成して誘電体基板に変成する焼成工程（Ｅ）と、得られた誘電体基板の、前記回路パターンが印刷されている表面側に電子部品（５２）を実装する実装工程（Ｆ）とからなる発振器の製造方法。