JP2012235369A - 高周波発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】安定発振、コンパクトなパッケージを実現したＳＨＦ帯に好適な高周波発振器を提供する。
【解決手段】低誘電率、低損失の基板材料として水晶板等の耐熱材を最小限の厚さとした基板を主基板２とし、一次実装する能動素子７とＩＤＴ３やデスクリート部品８などを主基板２の表裏にそれぞれ配置し、貫通電極６で両面側の間を接続することで配線長を最短とした。ＬＴＣＣなどの従来の本体基板に代えて薄い水晶等を要部構成部品を実装する主基板とすることにより、薄型化と小型化を実現した。外力・応力に対する脆弱性を、主面側の保護カバーに加えて裏面にも補強カバーを設け、あるいはモールド構造とすることで補強した。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波発振器にかかり、特に、発振・共振回路、周波数安定化回路および出力回路等の機能部を単一のパッケージに一体化して電子部品とした高周波発振器に関する。

ＳＨＦ帯の発振周波数を発振する、所謂マイクロ波発振器などの電子部品は、携帯端末をはじめとした各種の電子機器の主要部品として多用されている。このようなＳＨＦ帯の高周波発振器に限らず、高周波回路を構成する回路部品と出力信号処理ＬＳＩを一体の電子部品としてパッケージする構造として多様な構造が提案され、実用されている。

この分野の実装構造には、大別して、複数の部品を搭載する本体基板（実装基板）の一方の面に回路部品やＬＳＩを集約実装する片面実装構造、該基板の両面に分散実装する両面実装構造がある。近年の高周波発振器を構成する発振・共振回路は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）、櫛歯電極（ＩＤＴ）で構成される容量（Ｃ）と基板面に印刷等で形成したインダクタンス（Ｌ）からなるＬＣ共振部、およびＰＬＬ等で構成されるのが一般的であり、さらに、バッファアンプや分周回路などの出力信号処理回路（発振出力回路）を構成するＬＳＩが本体基板に一次実装される。一次実装基板である本体基板には、一般には内装配線を設けたＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics:低温同時焼成セラミックス）が多く用いられる。両面実装構造では、各面に実装した回路部品とＬＳＩの間を接続するビアホールや外部接続端子を実装基板に設けている。

本体基板に実装した部品の機能部を保護する蓋体で覆ってパッケージとした個々の部品は、該本体基板の裏面に設けた外部接続端子でモバイル端末等の電子機器のプリント基板に実装される。さらに、この部品をＰＯＰ（パッケージ・オン・パッケージ）、ＰＩＰ（パッケージ・イン・パッケージ）、その他の複合パッケージとして実装するものもある。この場合の実装を、便宜上、二次実装、三次実装と称することもある。

なお、櫛歯電極を用いたＶＣＯについては、例えば特許文献１に開示され、水晶板を本体基板である圧電基板として用いて高周波発振子を構成したものとして特許文献２を挙げることができる。

特開平１０-２０９７１４号公報 特開２０００-２０１７７２号公報

本体基板に片面実装構造を採用する高周波発振器では、ＬＣ共振方発振回路を構成する電子部品とＬＳＩ等の配線距離が長くなって配線引き回しに起因するインダクタンス成分や寄生容量が大きくなり、発振周波数が高くなるほど、この配線距離が問題となる。また、ＬＳＩをフリップチップ実装した場合に、素子の強度をアップして信頼性を向上するため、本体基板とＬＳＩの間にエポキシ樹脂を主剤とする樹脂を充填してアンダーフィル処理している。しかし、このアンダーフィルは誘電体であるため、取り扱う発振周波数が高くなるほど周波数特性を劣化させる虞がある。

両面実装構造としたものでは、本体基板の一方の面（主面）にＬＳＩなどの能動素子を実装し、他方の面（裏面）に共振回路を構成する容量（Ｃ）やインダクタンス（Ｌ）等の回路部品を実装している。表裏の接続には、基板を貫通して設けたビアホールを用いている。この場合、本体基板の厚みがビアホールのインダクタンスだけでなく、このビアホールを介して接続する配線のインダクタンスや容量に影響し、また、該基板が誘電体であることで、特にＳＨＦ帯以上の周波数を発振する高周波発振器では位相ノイズを抑制し安定して所定の周波数を発振することは困難となる。なお、ここでは、ＳＨＦ帯を１０ＧＨｚ以上の高周波、所謂サブミリ波の帯域以上の周波数帯として説明する。

本体基板にＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics：低温同時焼成セラミックス）を用いたものでは、一般的にその誘電率が５．０以上であることから、該基板内に設けた内層配線の配置構成次第では位相ノイズが顕著となる。なお、両面実装構造には、本体基板の主面にＬＳＩなどの能動素子と発振回路や共振回路を実装し、裏面にその他の回路部品（抵抗器やコンデンサ等の個別部品：ディスクリート・パーツ）を実装するものもある。

高周波回路をコンパクトにパッケージするためには、本体基板の面上にＬＳＩ等のチップを実装する電極を高精度にパターニングすることが要求される。これにはホトリソグラフィー技術が用いられるが、有機材料基板やＬＴＣＣ等の焼成基板では限度がある。櫛歯電極を用いたＩＤＴ（Inter Digital Transformer）などの受動素子を有機材料基板や焼成基板の本体基板で形成することも難しい。また、有機材料基板や焼成基板にＬＳＩ等のチップを実装する際にシリコンのインターポーザーを介在させる方法がある。しかし、このインターポーザーは半導体であるため、高周波特性がよくなく、ＳＨＦ帯の発振器への適用は困難である。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、安定発振でコンパクトなパッケージを実現したＳＨＦ帯に好適な高周波発振器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、ＬＴＣＣなどの本体基板を用いずに、低誘電率、低損失の基板材料として水晶板あるいはバイコール（製品名）などの高シリカの耐熱ガラスを最小限の厚さとした基板を主基板とし、一次実装する能動素子と受動素子を当該主基板の表裏にそれぞれ配置し、あるいは主面に近接させて配置し、両者の間の配線長を最短とした。ＩＤＴの基板となる薄い水晶あるいは高シリカの耐熱ガラスを他の要部構成部品を実装する主基板とすることにより、ＬＴＣＣなどの従来の部品では必須とされていた本体基板が不用となる。また、薄い主基板であることによる外力・応力に対する脆弱性を、主面側の保護カバーに加えて裏面にも補強カバーを設け、あるいはモールド構造とすることで補強した。補強カバーは低熱膨張率のガラス材料が好適である。

なお、主面側の保護カバーを高シリカの耐熱ガラスとし、あるいは主面側を樹脂モールドとすることもできる。高シリカの耐熱ガラスを保護カバーとする場合には、その内面に金属薄膜を蒸着等で設けることで、シールド効果を持たせることができる。本発明による高周波発振器の代表的な構成を記述すると以下のとおりである。

本発明による高周波発振器は、主基板と、前記主基板に形成した発振・共振回路と、前記主基板に実装された能動素子と、前記主基板に実装した表面実装部品とを有する。前記主基板は、低熱膨張かつ高耐熱の珪酸系材料薄板であり、典型的には水晶板を用いる。前記発振・共振回路は、前記主基板の主面に形成したインダクタンスおよび容量で構成されると共に、前記能動素子は、前記主基板の主面に実装される。前記発振・共振回路は、前記主基板の前記主基板とは反対面である裏面に実装した可変容量ダイオードを含む表面実装部品から構成されており、前記主基板の前記主面を覆って密封固着した第１の蓋体と、前記主基板の前記裏面を覆い、外部接続端子を有して前記主基板に固着した第２の蓋体と、を具備する。

低誘電率、低損失の主基板を、加工限界と製造プロセスに耐える最小限の厚みとすることで、該基板の主面あるいは主面と裏面の両面に実装したＬＳＩや発振回路と他の構成部品との間の配線接続長を最短とすることができ、配線によるインダクタンス、浮遊容量の影響を抑制することができる。

主基板に一次実装されるＬＳＩの機械的な補強のためにアンダーフィルを設けたものでも、誘電体である当該アンダーフィルによる発振動作への影響を従来のものよりも大幅に低減することができる。

主基板、補強カバー（蓋体）を含めて、その表裏接続用の貫通孔や外部接端子用のキャステレーションの加工には、サンドブラストを用いるが、これに限らない。基板面での電極や配線の形成には、低誘電率の感光性有機材料（ホトレジスト）を用いたホトリソグラフィー手法を用いることで、部品の小型化に適用できる高精細の回路・電極のパターニングが可能となる。本発明による高周波発信器を複合パッケージに二次実装、三次実装することで、該複合パッケージ自体の小型化を図ることができる。

本発明による高周波発振器は、発振周波数が１０ＭＨｚ以上の、所謂サブミリ波帯からミリ波帯を発振する高周波発振器に好適であるが、このような発振器にかぎるものではなく、弾性表面波素子、櫛歯電極を用いた高周波フィルタ、その他の高周波電子部品にも同様に適用できることは言うまでもない。

高周波発振器の主機能部を構成する主要部品を両面実装した主基板の断面図である。 主基板の主面と裏面の周囲端にそれぞれ第１の接着剤、第２の接着剤をそれぞれ塗布した状態を示す主基板の断面図である。 主基板に第１の蓋体を第１の接着剤で接着した状態を示す主基板の断面図である。 主基板に第１の蓋体に加えて第２の蓋体を設けた状態を示す高周波発振の断面図である。 高周波発振器の主要部を構成する主要部品を両面実装した主基板の断面図である。 主基板の主面と裏面の周囲端にそれぞれ第１の接着剤、第２の接着剤をそれぞれ塗布した状態を示す主基板の断面図である。 主基板に第１の蓋体を第１の接着剤で接着した状態を示す主基板の断面図である。 主基板に第１の蓋体に加えて第２の蓋体を設けた状態を示す高周波発振器１の断面図である。 実施例１あるいは実施例２で説明した本発明による高周波発振器の外装を説明する外観図である。 本発明に係る高周波発振器の実際の内部部品配置の一例を示す断面図である。 図１０で説明した高周波発振器を構成する主基板の表裏両面に形成される配線、実装される部品の配置例を説明する図である。 本発明に係る高周波発振器の実施例３を説明する断面図である。 本発明に係る高周波発振器の実施例４を説明する断面図である。 本発明に係る高周波発振器の実施例５を説明する断面図である。 本発明に係る高周波発振器の実施例６を説明する断面図である。 本発明に係る高周波発振器の回路構成例を説明する回路図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照した複数の実施例で詳細に説明する。

図１乃至図４は、本発明に係る高周波発振器の実施例１を説明する断面図である。図１は、高周波発振器の主機能部を構成する主要部品を両面実装した主基板の断面図である。本実施例の主基板２は水晶板で構成される。この水晶板からなる主基板の厚みｄは、該基板の自立性と加工性を考慮した０．２ｍｍ乃至０．２５ｍｍである。しかし、この厚みの設定は、これに限らない。厚みを考慮する必要がない場合には、さらに厚い主基板を用いることもできる。主基板２の表面（主面）には、ホトリソグラフィー法でパターニングした主面配線４が形成されている。本実施例では、この主面には能動素子であるＬＳＩ７が面実装される。

主基板２の上記主面と反対面である裏面には、上記主面配線と同様の裏面配線５、櫛歯電極（ＩＤＴ）で構成した容量３が形成されている。なお、発振・共振回路を構成するインダクタも裏面配線５のパターニングで同時形成できる。そして、主基板２の裏面には、発振・共振回路、周波数安定回路であるＰＬＬを構成するディスクリート・パーツが表面実装部品８として実装される。主面のＬＳＩ７および配線４等と裏面に形成された容量３、表面実装部品８、および配線５とは主基板２に設けた貫通孔（ビアホール）にメッキ等で導電層を形成した電極６で接続される。発振・共振回路を構成する可変容量ダイオード（バリキャップ）等も裏面に実装されるが、回路設計の都合では、主面に実装されることもある。

図１で説明した主要部実装基板２は、その厚みが０．２５ｍｍ以下（現実的には、０．２ｍｍ乃至０．２５ｍｍ程度）であるため、外力や環境変化に起因する自身の応力に対しては脆弱である。本実施例では、まず、通常設けられるカバーが主面を覆って接着固定される。本実施例では、主面を覆って設置されるカバーを第１の蓋体とし、加えて裏面側の実装部品、回路等を覆う第２の蓋体を設け、主基板２をサンドイッチして機械的強度を上げている。

そのため、図２に示したように、主基板２の両端、かつ主面と裏面（両面）の周囲端にそれぞれ第１の接着剤１４、第２の接着剤１５を塗布する。この接着剤としては、熱硬化樹脂や、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、などに紫外線硬化剤を添加したもの、シリコンファイバーなどのフィラーを添加したものを用いることができる。これらの接着剤を用いることにより、主基板２と第１の蓋体、第２の蓋体間での応力や外力吸収の緩和効果が期待できる。特に、接着剤の熱膨張・収縮を抑制するためには、上記のフィラーを混入するのが望ましい。

図３は、主基板２に第１の蓋体９を第１の接着剤１４で接着した状態を示す。この第１の蓋体９は、電磁シールド効果も有し、熱膨張率がガラスに近いコバルト合金（Ｃｏ-Ｎｉ-Ｆｅ）で構成するのが好適であるが、熱膨張率が小さい他の適当な金属も使用可能である。

図４は、主基板２に第１の蓋体９に加えて第２の蓋体１０を設けた状態を示す高周波発振器１の断面図である。第２の蓋体１０は、接着剤１４と同様の接着剤１５で主基板２の周囲端に接着される。第２の蓋体１０は耐熱ガラスであり、熱膨張が小さく、誘電率が５．０以下、誘電損失率tanδが０．００１以下のテンパックス フロート ガラス（ＴＥＭＰＡＸ ＦＬＯＡＴ glass：製品名）やパイレックス ガラス（製品名）などの既知の耐熱ガラス材を用いることができる。

第２の蓋体１０の内面には、主基板の裏面に実装した配線パターンや部品などを保護する空間を確保する中空部（キャビティ：凹部）が形成されている。また、その周囲には、外部接続端子１３と主基板の配線５を接続する第２の貫通電極１２が設けられている。なお、主基板の最表面をは保護膜１６で覆うのが望ましい。

本実施例に係る高周波発振器１は、配線長を最短に設計できることで、配線長に伴うインダクタンス増、寄生容量の増加を抑制できるため、安定発振、かつ位相ノイズが抑制された高品質のＳＨＦ波出力を得ることができる。また、その構成基板として厚さが０．２５ｍｍ以下の薄い水晶等の主基板としたため、主基板表裏に設けた第１の蓋体および第２の蓋体を含めても、従来のＬＴＣＣ等の本体基板を用いるものに比べて、極めて薄い超小型の部品を得ることができる。

図５乃至図８は、本発明に係る高周波発振器の実施例２を説明する断面図である。図５は、高周波発振器の主要部を構成する主要部品を両面実装した主基板の断面図である。本実施例の主基板２も実施例１と同様の厚みを持った水晶板である。この水晶板からなる主基板２の表面（主面）には、ホトリソグラフィー法でパターニングした主面配線４が形成されている。本実施例では、この主面には能動素子であるＬＳＩ７が実装され、またＩＤＴで構成された発振・共振回路の容量３が形成されている。

主基板２の上記主面と反対面である裏面には、上記主面配線と同様の裏面配線５が形成されている。なお、発振・共振回路を構成するインダクタは主面配線で形成されているが、裏面配線５のパターニングで形成することもできる。そして、主基板２の裏面には、ディスクリート・パーツが表面実装部品８として実装される。主面のＬＳＩ７、容量３および配線４等と裏面に形成された表面実装部品８、および配線５とは主基板２に設けた貫通を介した電極６で接続される。発振・共振回路を構成する可変容量ダイオード（バリキャップ）も裏面に実装されるが、回路設計の都合では、主面に実装されることもある。

図５で説明した主要部実装基板である主基板２は、前記実施例１と同様に、その厚みが０．２５ｍｍ以下（現実的には、０．２ｍｍ乃至０．２５ｍｍ程度）であるため、外力や環境変化に起因する自身の応力に対しては脆弱である。本実施例でも、まず、通常設けられるカバーが主面を覆って接着固定され、この主面を覆って設置されるカバーを第１の蓋体とし、加えて裏面側の実装部品、回路等を覆う第２の蓋体を設け、主基板２をサンドイッチして機械的強度を上げている。

本実施例でも、図６に示したように、主基板２の両端、かつ主面と裏面（両面）の周囲端にそれぞれ第１の接着剤１４、第２の接着剤１５を塗布する。この接着剤は実施例１と同様である。なお、外部接続端子に、貫通電極に代えて既知のキャステレーションを用いることもできる。キャステレーションを用いた実施例については、特に発振器の機能として特殊は構成を要求されるものではないので、図面を用いた説明は省略する。これは、前記実施例についても同様である。

図７は、主基板２に第１の蓋体９を第１の接着剤１４で接着した状態を示す。この第１の蓋体９は、電磁シールド効果も有し、熱膨張率がガラスに近いコバルト合金（特に、Ｃｏ‐Ｎｉ‐Ｆｅ合金）が好適であるが、熱膨張率が小さい他の金属、あるいはフェライトなども使用可能である。

図８は、主基板２に第１の蓋体９に加えて第２の蓋体１０を設けた状態を示す高周波発振器１の断面図である。第２の蓋体１０は、接着剤１４と同様の接着剤１５で主基板２の周囲端に接着される。第２の蓋体１０は耐熱ガラスであり、熱膨張が小さく、誘電率が５．０以下、誘電損失率tanδが０．００１以下のテンパックス フロート ガラス（TEMPAX FLOAT glass:製品名）やパイレックス ガラス（製品名）を用いる。これも実施例１と同じである。

第２の蓋体１０の内面には、主基板の裏面に実装した配線パターンや部品などを包囲する中空部（キャビティ：凹部）が形成されている。また、その周囲には、外部接続端子１３と主基板の配線５を接続する第２の貫通電極１２が設けられている。なお、主基板の最表面をは保護膜１６で覆うのが望ましい。

本実施例に係る高周波発振器１も実施例１と同様に、配線長を最短に設計できることで、配線長に伴うインダクタンス増、寄生容量の増加を抑制できることから、位相ノイズが抑制された高品質のＳＨＦ波を得ることができる。本実施例では、発振・共振回路を構成する容量（Ｃ）をＬＳＩ７と同じように主基板の主面に設けたことで、製造時の品質検査が容易である。また、その構成基板として厚さが０．２５ｍｍ以下の薄い水晶等の基板であるため、基板表裏に設けた第１の蓋体および第２の蓋体を含めても、極めて薄い超小型の部品を得ることができる。

図９は、実施例１あるいは実施例２で説明した本発明による高周波発振器の外装を説明する外観図である。同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は底面図を示す。本発明に係る高周波発振を電子機器のプリント基板等に二次実装した状態での外観は図９（ａ）に示したようになる。二次実装のための外部接続端子は、図９（ｂ）、（ｃ）に示したように、高周波発振器の底面の周りに設けた外部接続端子を図示しないプリント基板に形成される端子パッドに面実装される。

図１０は、本発明に係る高周波発振器の実際の内部部品配置の一例を示す断面図である。なお、図１０に示す高周波発振器は前記した実施例１の両面実装型に対応する。図１０において、前記実施例と同じ符号は同一部分に対応する。高周波発振器１は、主基板２の主面にＬＳＩ７と表面実装部品８１が実装されている。この構成例では、ＬＳＩ７はベアチップであり、その端子は半田ボール７１で主基板２の主面配線４に接続されている。ＬＳＩ７と主基板２の間にはアンダーフィル７２が充填されている。アンダーフィル７２は液状の硬化性樹脂であり、典型的にはエポキシ樹脂に硬化剤を混入し、さらに熱膨張係数を小さくするための酸化シリコン（ＳｉＯｘ）を添加したものを用いている。なお、第１の蓋体９の内面には中空部９１が、第２の蓋体１０の内面には中空部１１を有する。この構成例では、主基板の最表面に保護膜１６が形成されている。以下の実施例でも同様に、中空部を設けたものでは保護膜１６を設けるのが望ましい。

なお、第２の蓋体として、上記の説明では単一の耐熱ガラス板を用いたが、これに代えてLTCC（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板やHＴＣＣ（High Temperature Co-fired Ceramics）基板を用いることもできる。また、主基板２に設ける第１の貫通電極６や第２の蓋体１０に設ける第２の貫通１２の形成には、サンドブラスト法、フッ酸を用いたウエットエッチング、フッ化炭素（ＣＦ₄）を用いたドライエッチング、あるいはこれらの方法の組み合わせで加工できる。

図１１は、図１０で説明した高周波発振器を構成する主基板２の表裏両面に形成される配線、実装される部品の配置例を説明する図である。なお、図１１に示される配線や部品配置は図１０に示された配線や配置例とは必ずしも一致するものではない。図１１（ａ）は主基板２の主面の配線や部品配置の説明図であり、配線４のパターンにＬＳＩ７や表面実装部品８１が実装される。図１１（ｂ）は主基板２の裏面における配線や部品配置の説明図で、裏面配線５のパターン５に表面実装部品８や櫛歯電極（ＩＤＴ）３が実装あるいは形成される。

図１２は、本発明に係る高周波発振器の実施例３を説明する断面図である。本実施例では、第１の蓋体９’として前記した実施例１および実施例２における第２の蓋体１０と同様の蓋体を用いる。また、第１の蓋体９’の内面に金属膜を蒸着して電磁シールド効果を確保することが望ましい。本実施例は、第１の蓋体９’を除いて前記図１０に示された構成と同様である。

実施例３の構成によれば、主基板２と第１の蓋体９’および第２の蓋体１０が同種の材料であるため、熱膨張率、誘電率、誘電損失率に大きな差がないので、環境の変化に強く、超寿命で安定した発振が可能である。

図１３は、本発明に係る高周波発振器の実施例４を説明する断面図である。本実施例は、図１０または図１２に示した実施例の高周波発振器の第１の蓋体を除去したものに相当し、上下逆にして示した。主基板２の補強は第２の蓋体１０のみで行われるが、二次実装する相手実装機器あるいは部品との半田ボールでの固着により、さらに補強がなされる。すなわち、主基板２に外部接続端子１３が設けられ、半田ボール１７で実装機器の端子パッド等に接続するようにしたものである。他の構成は前記した実施例の構成と同様である。なお、本実施例の高周波発振器は、ＰＯＰ（パッケージ・オン・パッケージ）、ＰＩＰ（パッケージ・イン・パッケージ）、その他の複合パッケージとしての実装に好適な構造と言える。

図１４は、本発明に係る高周波発振器の実施例５を説明する断面図である。本実施例は、図１０または図１２に示した実施例の高周波発振器の第１の蓋体に代えて樹脂によるモールド方式を採用したものである。他の構成は前記した実施例の構成と同様である。本実施例は、主基板２の主面全体を樹脂で固めたことで、第２の蓋体１０と共に強固な部品とすることができる。

図１５は、本発明に係る高周波発振器の実施例６を説明する断面図である。本実施例は、所謂ＰＩＰ（Package in Package）の一種で、図１に示したＬＳＩ７やＩＤＴ３、表面実装部品などを実装した主基板２を他の実装基板１９に半田ボール２２で二次実装している。他の実装基板１９の背面には外部接続端子２１が設けられており、貫通電極２０で内側配線と接続している。他の実装基板１９の主基板２搭載面は共通カバー２３で封止される。また、本発明は、ＰＩＰに限るものではなく、ＰＯＰ（Package ｏn Package）などの複合パッケージに好適である。複合パッケージでは、一般にインターポーザーを用いるが、図１５では省略してある。

以上の各実施例３−６でも実施例１，２と同様に、外部接続端子を貫通電極を介して引き出しているが、本発明はこれに限るものではなく、貫通電極に代えてキャステレーションを用いることもできる。

図１６は、本発明に係る高周波発振器の回路構成例を説明する回路図である。この高周波発振器は発振・共振部５００、帰還部６００、出力部７００から構成される。発振・共振部５００は、導電線路からなるインダクタ５１１と容量５１２で構成される直列共振回路からなる。なお、符号３００は、トランジスタ７２１のバイアス回路を示し、ＶＣＣは電源電圧「である。インダクタ５１１には、第１の可変容量ダイオード（バリキャップダイオード）５１３、第２の可変容量ダイオード５１４および容量（Ｃ）５１５からなる直列回路が並列に接続されて並列共振回路を構成している。この発振・共振部５００は、インダクタ５１１と容量５１２で構成される直列共振回路の直列共振周波数（共振点）と上記並列回路の並列共振回路の並列共振周波数（反共振点）とを有している。上記共振点の周波数により発振周波数が決まる。

この回路例では、共振点の周波数が反共振点の周波数よりも大きくなるように書く回路構成素子の定数が設定されている。このように反共振点の周波数を設定することにより、共振点付近の周波数特性を急峻なものとしている。

図１６において、入力端子４１６には制御電圧が供給される。この制御電圧により、第１の可変容量ダイオード５１３と第２の可変容量ダイオード５１４の容量値が調整される。これにより、並列回路の反共振点が移動し、共振点も移動して発振周波数が調整される。可変容量ダイオードを二個用いることで、周波数の調整幅を大きくとることができる。なお、容量４１７は電圧安定化用、インダクタ４１８，５１９はバイアス用である。

発振・共振部５００の後段には帰還部６００が設けられている。この帰還部６００は容量５１２にベースが接続されて増幅部を構成するＮＰＮ型のトランジスタ７２１、および容量５１２とトランジスタ７２１のベースとの接続点と接地との間に接続された帰還用の容量６２２，６２３の直列回路を備えている。トランジスタ７２１のエミッタは容量６２２，６２３の接続点に接続されインダクタ５２４と抵抗５２５を介して接地に接続されている。

トランジスタ７２１は図中に点線で示すＩＣ回路部チップ（ＬＳＩ）７００のチップ内に設けられており、当該チップの端子部（電極）Ｔ１、Ｔ２を介してトランジスタ７２１のベース及びエミッタがそれぞれ容量６２２の両端に接続されている。ＬＳＩ７００は、前記した各実施例におけるＬＳＩ７に相当する。容量５１２，５１２は、前記実施例における櫛歯電極（ＩＤＴ）で構成される容量に相当する。

図１６に示した回路において、外部から制御電圧が入力端子４１６に入力されると、発振・共振部５００及び帰還部６００からなる発振ループ（ＰＬＬ）により共振点の周波数、例えば１０ＧＨｚで発振する。ＬＳＩ７００の内部には、トランジスタ７２１のコレクタに互いに並列に接続された二つのバッファアンプ７３１，７３２が設けられている。一方のバッファアンプ７３１からは発振出力が端子部Ｔ３から出力される。また、他方のバッファアンプ７３２からは分周回路７３３を通して分周された発振出力が端子部Ｔ４から出力される。

なお、本発明は、上記した実施例、回路構成のみに限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱することなく種々の変更が可能である。

本発明は、水晶基板を圧電基板としたフィルタなど各種の電子素子に適用できる。また、部品の厚みを考慮する必要がない場合には、さらに板厚が厚い主基板を用いて構成することもできる。

１・・高周波発振器
２・・水晶基板
３・・櫛歯電極（ＩＤＴ）
４・・主面配線（回路パターンを含む）
５・・裏面配線（回路パターンを含む）
６・・第１の貫通電極
７・・ＬＳＩ
７１・・半田ボール
７２・・アンダーフィル
８，８１・・表面実装部品
９・・第１の蓋体
９１、１１・・中空部（キャビティ）
１０・・第２の蓋体
１２・・第２の貫通電極
１３・・外部端子
１４・・第１の接着剤
１５・・第２の接着剤
１６・・保護膜
１７・・半田ボール
１９・・他の実装基板
２０・・貫通電極
２１・・外部接続端子
２３・・共通カバー。

Claims (10)

1. 主基板と、前記主基板に実装された能動素子と、前記主基板に実装した表面実装部品からなる発振回路と、前記主基板に形成した共振回路とを有する高周波発振器において、
   前記主基板は、低熱膨張かつ高耐熱の珪酸系材料薄板であり、
   前記共振回路は、前記主基板の主面に形成したインダクタンスおよび容量で構成され、
   前記能動素子は、前記主基板の主面に実装され、
   前記発振回路は、前記主基板の前記主基板とは反対面である裏面に実装した可変容量ダイオードを含む表面実装部品から構成されており、
   前記主基板の前記主面を覆って密封固着した第１の蓋体と、
   前記主基板の前記裏面を覆い、外部接続端子を有して前記主基板に固着した第２の蓋体と、
   を具備したことを特徴とする高周波発振器。
2. 請求項１に記載の高周波発振器において、
   前記発振回路を構成する容量は、前記主基板の前記主基板の表面に直接形成された櫛歯電極で構成されていることを特徴とする高周波発振器。
3. 請求項２に記載の高周波発振器において、
   前記主基板は、水晶板であることを特徴とする高周波発振器。
4. 請求項２に記載の高周波発振器において、
   前記主基板は、バイコールガラス（商品名）であることを特徴とする高周波発振器。
5. 請求項３又は４に記載の高周波発振器において、
   前記主基板を構成する前記水晶板又はバイコールガラス（商品名）の板厚は、２．０ｍｍ乃至２．５ｍｍであることを特徴とする高周波発振器。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の高周波発振器において、
   前記第２の蓋体に有する前記外部接続端子は、前記第２の蓋体を貫通する貫通電極を介して前記主基板側の配線に接続されていることを特徴とする高周波発振器。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の高周波発振器において、
   前記第２の蓋体に有する前記外部接続端子は、前記第２の蓋体の周辺に形成したキャステレーションを介して前記主基板側の配線に接続されていることを特徴とする高周波発振器。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の高周波発振器において、
   前記第１の蓋体が、低熱膨張率の金属板の成型体であることを特徴とする高周波発振器。
9. 請求項１乃至７の何れかに記載の高周波発振器において、
   前記第１の蓋体が、高耐熱かつ低膨張率のガラス成型体であることを特徴とする高周波発振器。
10. 請求項９に記載の高周波発振器において、
    前記第１の蓋体を形成する前記ガラス成型体の内壁に金属膜を有することを特徴とする高周波発振器。