JPH06112710A - 高周波回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で、設計及び製造が簡単で、信頼性の高
い高周波回路基板を提供する。 【構成】 内層に分布定数回路を構成するストリップラ
イン６が形成された多層の高誘電率セラミック基板１０
ａの下面に端子電極及び接地電極４を形成し、基板１０
ａの上面に一面接地電極１４を形成し、更にその上面に
低誘電率のガラス層１１をペースト状にして塗布し焼成
して形成し、ガラス層１１の上面に配線及び部品実装ラ
ンド１２を形成して高周波回路基板を構成する。ストリ
ップライン６からの出力は、一面接地電極１４及びガラ
ス層１１に設けられたスルーホールの端子１３を介して
上部配線及び部品実装ランドに供給される。高誘電率の
基板にストリップラインを内層しているので、基板を小
型にすることができ、低誘電率のガラス層を介在させて
配線及び部品実装ランドを形成しているので、浮遊容量
が減少し信頼性が向上する。ガラス層はペースト状にし
て塗布し焼成できるので、製造が簡単になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波回路を構成する
ための高周波回路基板に関するものであり、特に、移動
体通信機器等に用いられる発振回路、パワーアンプ等の
高周波モジュールに使用される高周波回路基板に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話、自動車電話等の移動体
通信の普及により、通信機器に使用される使用部品の小
型化及び高性能化が望まれている。以下に、電圧制御発
振器を例にとって、従来の高周波回路基板を説明する。
図４は、従来の高周波回路基板に実装された電圧制御発
振器を示しており、該発振器は、単層又は多層の低誘電
率セラミック基板１を用い、該基板上に、同軸型誘電体
共振器２、及びトランジスタ、ダイオード、抵抗、コン
デンサ等の各種の電子部品３を実装している。また基板
１の下面には、接地電極４と端子電極が形成され、これ
らの電極はスルーホールを通じて、基板上面と電気的に
接続されている。

【０００３】図５及び図６もまた、従来の電圧制御発振
器の実装状態を示しており、これらの例においては、図
４の従来例で用いている占有面積の大きい同軸型誘電体
共振器の代わりに、ストリップライン共振器を用いてい
る。図５においては、ストリップライン共振器は、多層
の低誘電率セラミック基板５の内層に形成したストリッ
プライン６と、発振周波数を調整するためのコンデンサ
７とから構成されている。そして、基板の上面には、ス
トリップライン共振器を構成するコンデンサ７と共に、
高周波回路を形成する各種の電子部品３が実装されてい
る。図６においては、ストリップライン共振器は、多層
の高誘電率セラミック基板８の内層に形成したストリッ
プライン６で構成されている。この従来例の場合、図５
に示した従来例のような発振周波数調整用のコンデンサ
は必要でなく、基板上面には、高周波回路を形成する各
種の電子部品３のみが実装されている。図５及び図６の
従来例においても、基板下面には接地電極４と端子電極
が形成され、これらの電極は、スルーホールを通じて基
板上面と電気的に接続されている。なお、これらの図に
おいて、符号９は多層のセラミック基板５、８の内層に
それぞれ形成されたストリップライン層の存在を示して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示したような誘電体共振器２を用いている電圧制御発振
器では、共振器２そのものの小型化に限度があるため、
該共振器の実装スペースが大きくなり、したがって発振
器の小型化には限界がある。更には、単層の基板１にお
いては基板表面に分布定数線路を形成する必要があり、
発振器の小型化は一層困難である。

【０００５】また図５に示したような多層の低誘電率セ
ラミック基板５の内層にストリップライン６を形成した
例においては、基板の比誘電率をε_r、共振周波数にお
ける波長をλとすると、ストリップラインの長さＬは、 Ｌ＝（λ／４）／（ε_r）^1/2 で与えられるが、ε_r＝５程度の低誘電率基板の場合、
共振周波数を１ＧＨｚとすると、ストリップラインの長
さはＬ＝３３．５ｍｍとなり、現在の小型化された電圧
制御発振器においては、多層の基板内にこのような長さ
のストリップラインを形成することは非常に困難であ
る。そこで、通常は短いストリップライン６を多層のセ
ラミック基板５内に形成し、そのストリップラインと並
列にコンデンサ７を接続して、短いストリップラインに
よって生じる高い共振周波数を適切な発振周波数に調整
している。しかし、通常使用されている積層セラミック
チップコンデンサはＱ値が低く、該コンデンサを共振回
路部に付加したことにより、発振回路全体のＱ値が低下
してしまう。したがって、電圧制御発振器の重要な特性
の１つである位相雑音比（Ｃ／Ｎ）が低下してしまう。

【０００７】図６に示したような電圧制御発振器の場合
は、多層のセラミック基板８が高誘電率であるので、ス
トリップラインを短くすることができ、したがって外部
に調整用コンデンサを付加する必要がないが、基板上面
の配線及び部品実装ランドと内層接地電極９との間に浮
遊容量が生じてしまう。したがって素子間の整合が取り
にくくなって設計が困難になると共に、発振出力の低
下、及び信号ライン間のクロストーク発生の問題、更に
は高い周波数の発振が困難になる等の問題が生じてい
た。

【０００８】なお、上記問題の対策として、高誘電率の
セラミック層の上部に低誘電率のセラミック層を積層し
て多層基板を形成し、低誘電率のセラミック層上に部品
を実装することにより電気的特性の変化を少なくし、高
誘電率のセラミック層上にストリップライン等の分布定
数線路を形成することにより短い線路で所望の周波数特
性を得るようにする方法も考えられているが、これら各
層の熱収縮率が相違するため、セラミック焼成時の過熱
によって両層が剥離してしまい、信頼性の高い基板を作
製することは技術的に困難であった。したがって本発明
の目的は、上記問題を解決し、小型で、設計及び製造が
簡単で、信頼性の高い高周波回路基板を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、内層に分布定数回路が形成された多層の高
誘電率基板と、上記基板の下面に形成された端子電極及
び接地電極と、上記基板の上面に形成された一面接地電
極と、上記一面接地電極の上面に形成された低誘電率の
ガラス層と、上記ガラス層の上面に形成された配線及び
部品実装ランドとから高周波回路基板を構成して、高誘
電率の基板の内層に分布定数回路を形成し、かつ低誘電
率のガラス層を介在させて該ガラス層の上面に配線及び
部品実装ランドを形成したことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明においては、多層の高誘電率セラミック
基板の内層にストリップライン等の分布定数回路を形成
するので、小型化ができると共に、共振周波数を低くす
ることができ、周波数調整用コンデンサを付加する必要
がなくなるからＱ値の悪化がなく、よってＣ／Ｎ比の悪
化が防げる。例えば、１ＧＨｚの周波数を得るために必
要なストリップラインの長さを考えると、ε_r＝５の低
誘電率の基板上にストリップラインを形成した場合、ス
トリップラインの長さはＬ＝３３．５ｍｍ必要である
が、ε_r＝７０の高誘電率基板上にストリップラインを
形成した場合は、Ｌ＝８．９ｍｍで良く、よって基板が
小型でも基板の内層にストリップラインを形成すること
ができる。

【００１１】また本発明においては、多層の高誘電率セ
ラミック基板の上面に低誘電率のガラス層を形成してい
るので、配線及び部品実装ランドと、内層接地電極との
間の浮遊容量が小さくなり、素子間の整合が取り易くな
る。したがって設計が容易になると共に、大きな発振出
力が得られ、信号間のクロストークもなくなり、高い周
波数の発振も容易になる。更に本発明においては、基板
上に形成するガラス層は、ペースト状にして基板に印刷
焼成できるので、焼成時の層間剥離がなくなり、従来の
基板焼成技術を用いて信頼性の高い基板の作成が可能と
なる。

【００１２】

【実施例】本発明の高周波回路基板の一実施例を、図１
及び図２に基づいて説明する。図１は高周波回路基板の
断面図であり、多層の高誘電率セラミック基板１０ａを
形成するグリーンシートの層間に、銀ペースト等により
分布定数回路を構成するストリップライン６を形成す
る。そして、基板１０ａの上面に、銀ペースト等を用い
て一面接地電極１４を形成し、基板の下面に、銀ペース
ト等を用いて端子電極及び接地電極４を形成し、これら
を焼結成形することにより多層基板を形成している。こ
のように形成された多層基板の上面にペースト状のガラ
スを塗布し、これを焼成することで低誘電率のガラス層
１１を形成する。そして、該ガラス層の上面に、銀ペー
スト等により配線１２及び部品実装ランドを形成し、こ
れを再び焼結成形することにより、高周波回路基板が構
成されている。

【００１３】セラミック基板１０ａ内部のストリップラ
イン６からの出力は、基板１０ａ及び一面接地電極１４
に形成したスルーホールを通じて、銀ペースト等により
形成された端子１３から取り出し、ガラス層１１上面に
形成された配線１２及び実装ランドに結合されている。
図２は、上記図１の高周波回路基板に実装された電圧制
御発振器の斜視図を示すものであり、高周波回路基板の
配線１２及び部品実装ランドには、トランジスタ、ダイ
オード、抵抗、コンデンサ等の電子部品３が搭載され、
ストリップライン層９にはストリップライン共振器が内
層されている。

【００１４】次に、本発明の別の実施例を、図３の基板
断面図を参照して説明する。図１の構成と相違する点
は、高誘電率のセラミック基板１０ａの上面に配置した
一面接地電極１４の上面に、更に高誘電率のセラミック
基板１０ｂを配置して該基板１０ｂの上面にガラス層１
１を形成したことである。このような構成においても、
図１に示した実施例と同様な作用効果を奏することがで
きるものである。上記実施例においては、配線等を銀ペ
ーストを用いて形成しているが、銀ペーストの代わりに
銅ペーストを用いること、及びその他の変更が可能であ
ることは勿論である。また本発明は、高周波の電圧制御
発振器のみならず、高周波パワーアンプ等の適宜の高周
波回路モジュールに適用できることも勿論である。

【００１５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下のような効果を有するものである。 ａ．ストリップラインを高誘電率のセラミック基板の内
層に形成して共振器を構成しているので、小型化が図ら
れ、同軸型誘電体共振器を基板上面に実装する従来の方
法に比べて、全体の体積を５０％程度減少させることが
できる。 ｂ．ストリップラインを高誘電率のセラミック基板の内
層に形成したので、共振回路に周波数調整用コンデンサ
を付加する必要がなくなり、その結果、Ｃ／Ｎ比は調整
用コンデンサを用いているものに比べて５ｄＢ改善され
た。 ｃ．低誘電率のガラス層の上面に配線及び部品実装ラン
ドを形成しているので、浮遊容量の発生が抑えられ、素
子間の整合が取り易くなり、設計が容易になると同時
に、出力電力の向上及びクロストークの減少等の改善が
なされる。 ｄ．低誘電率のガラス層は、ペースト状にして塗布し焼
成して形成できるので、高誘電率及び低誘電率のセラミ
ック層を積層する従来の方法に比べて、焼成時における
熱収縮率の相違に基づく層間の剥離が生じなくなり、信
頼性が向上すると共に、製造コストも安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の高周波回路基板の断面図であ
る。

【図２】図１に示した高周波回路基板に高周波回路部品
を実装して構成した電圧制御発振器の斜視図である。

【図３】本発明の別の実施例の高周波回路基板の断面図
である。

【図４】従来例の高周波回路基板を用いた電圧制御発振
器の斜視図である。

【図５】従来例の高周波回路基板を用いた電圧制御発振
器の斜視図である。

【図６】従来例の高周波回路基板を用いた電圧制御発振
器の斜視図である。

【符号の説明】

１ 多層又は単層の低誘電率セラミッ
ク基板 ２ 同軸型誘電体共振器 ３ 電子部品 ４ 接地電極 ５ 多層の低誘電率セラミック基板 ６ ストリップライン ７ 周波数調整用コンデンサ ９ ストリップライン層 ８、１０ａ、１０ｂ 多層の高誘電率セラミック基板 １１ 低誘電率のガラス層 １２ 配線 １４ 一面接地電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波回路を構成する電子部品を実装す
   るための高周波回路基板において、 内層に分布定数回路が形成された多層の高誘電率基板
   と、 上記基板の下面に形成された端子電極及び接地電極と、 上記基板の上面に形成された一面接地電極と、 上記一面接地電極の上面に形成された低誘電率のガラス
   層と、 上記ガラス層の上面に形成された配線及び部品実装ラン
   ドとから構成されていることを特徴とする高周波回路基
   板。
2. 【請求項２】 請求項１記載の高周波回路基板におい
   て、該基板は更に、上記一面接地電極と上記ガラス層と
   の間に介在する高誘電率基板を含んでいることを特徴と
   する高周波回路基板。