JPH09186047A - コンデンサの容量調整方法及び発振器の周波数調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 トリミング用の浮き電極のトリミング方法を
変えることによって従来の方法よりも短時間でトリミン
グでき、さらには発熱を抑えて熱による影響を小さくす
るコンデンサのレーザトリミング方法を提供する。 【解決手段】 誘電体基板の対向し合う両端縁に夫々外
部電極を有すると共に、該誘電体基板の肉厚内部に各外
部電極から延びる内部電極４を基板面と平行に導出する
と共に各内部電極の内側端縁を所定のギャップを隔てて
対峙せしめ、更に該誘電体基板の片面上に各内部電極と
対向するトリミング用の浮き電極５を積層形成したコン
デンサの、該浮き電極をレーザトリミングする方法にお
いて、上記浮き電極を上記外部端子と交差する方向に延
びる第１の切断ラインＬ１により２分割して２つの浮き
電極片を形成する工程と、各浮き電極片のうちの一方を
上記第１の切断ラインと直交する第２の切断ラインＬ２
により２分割する工程と、から成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを用
いたレーザトリミング法によって電極の面積を減縮する
ことにより容量を調整するトリマコンデンサの容量調整
方法、或は、コンデンサと圧電共振子と増幅器とをルー
プ状に組み合わせた発振器においてコンデンサの容量を
調整して周波数調整を行う方法において、発熱を抑えな
がらも調整時間を短縮することを可能としたコンデンサ
の容量調整方法（レーザトリミング方法）に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に水晶発振器においては、発振ルー
プ中にトリマーコンデンサなどの可変容量素子を挿入し
てその容量値を変化させることにより、所望の周波数出
力を得るように構成されている。しかし、従来の調整用
のトリマー（ノブ）を備えたトリマーコンデンサにおけ
る容量の調整方法では、作業者が直接部品に手で触れて
トリマー（ノブ）を回す等の調整作業が必要であり、自
動調整は困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなところか
ら、トリマー等の機械部品を用いる必要のないトリミン
グコンデンサが開発されており、このトリミングコンデ
ンサにあっては、レーザビームを用いてコンデンサの電
極面積を直接削減することにより、容量の調整が行われ
る。図８(a) は従来のトリミングコンデンサ１の構造
図、(b) は外部電極と各内部電極とがオーバーラップし
て容量を形成している状態を示す平面略図、(c) は等価
回路図を示す。このトリミングコンデンサ１は、誘電体
基板２の対向し合う２つの端縁に沿って導電性金属から
成る外部電極３をコ字状に一体化固定すると共に、誘電
体基板２の肉厚内には各外部電極３の内壁中央部と接続
された板状の内部電極４（導電性金属）が夫々基板面と
平行に導出（埋設）されている。各内部電極４の内側端
縁は図示のように非接触状態で対向し合っており、各内
部電極４の内側端縁間のギャップ内には誘電体基板を構
成する絶縁材料が充填されている。また、誘電体基板２
の片面上には導電性金属から成るトリミング用の浮き電
極５が被着されている。図８は従来のレーザトリミング
方法を示す図であり、この図に示すように従来は外部電
極３、３が形成されている端縁と直交する方向に延びる
浮き電極の端縁５ａ又は５ｂを該端縁と平行に移動する
レーザビーム（点線矢印で示すトリミングライン）によ
って除去することにより、所望の容量を得るに足る電極
面積に調整していた。容量を調整する為にトリミングラ
インは例えば１００本程度必要としていた。しかし、こ
のトリミング作業は、レーザビームを矢印で示すトリミ
ング方向に隙間なく平行に走査することにより浮き電極
５を除去する方法である為、大幅な容量調整をする場合
に多くの時間がかかり、しかも発熱量が増大するため部
品に悪影響を与える虞れも高まるという欠点を有してい
た。なお、上記の問題は、水晶素板上の励振電極の面積
をレーザトリミング方法により削減する場合にも同様に
生じる問題であった。本発明は上述した様な従来のトリ
ミングコンデンサを用いた周波数調整方法が有する欠点
を除去する為になされたものであって、トリミング用の
浮き電極のトリミング方法を変えることによって従来の
方法よりも短時間でトリミングでき、さらには発熱を抑
えて熱による影響を小さくするコンデンサのレーザトリ
ミング方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決する為の手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、誘電体基板の対向し合う両端縁
に夫々外部電極を有すると共に、該誘電体基板の肉厚内
部に各外部電極から延びる内部電極を基板面と平行に導
出すると共に各内部電極の内側端縁を所定のギャップを
隔てて対峙せしめ、更に該誘電体基板の片面上に各内部
電極と対向するトリミング用の浮き電極を積層形成した
コンデンサの、該浮き電極をレーザトリミングする方法
において、上記浮き電極を上記外部端子と交差する方向
に延びる第１の切断ラインにより２分割して２つの浮き
電極片を形成する工程と、各浮き電極片のうちの一方を
上記第１の切断ラインと直交する第２の切断ラインによ
り２分割する工程と、から成ることを特徴とする。請求
項２の発明は、請求項１に記載のコンデンサと、少なく
とも圧電共振子と増幅器とをループ状に組み合わせた水
晶発振器において請求項１に示すような容量調整方法を
用いたことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一形態例
を示すコンデンサのレーザトリミング方法を示した図で
ある。なお、ここで図示したトリミングコンデンサは、
図８に示したものと同一のものであり、従って同一部分
には同一符号を付して示す。本発明の調整方法は、浮き
電極５を外部端子３と交差（直交）する方向に２分割す
る第１の切断ラインＬ１にてレーザビームにより切断し
て２つの浮き電極片Ｘ、Ｙを形成する工程と、各浮き電
極片Ｘ、Ｙのうちの一方（ここではＹ）を上記第１の切
断ラインＬ１と直交する第２の切断ラインＬ２により２
分割して小浮き電極片Ｙ１、Ｙ２を形成する工程と、か
ら成る。なお、後述するように第１の切断ラインＬ１を
どの位置に形成するかという問題は、容量調整において
極めて重要であるが、第２の切断ラインＬ２を浮き電極
片Ｙ上のどの部分に形成するかはさほど重要ではない。
即ち、第１の切断ライン１の形成位置は活かす方の浮き
電極片Ｘの面積を決定する要因である為重要であるが、
捨てる方の浮き電極片Ｙを分断する第２の切断ラインＬ
２の位置は、２つの内部電極４の内側端縁間のギャップ
内であれば、どの位置であってもよい。つまり、第２の
切断ラインＬ２は、捨てる方の浮き電極片Ｙを分割して
浮き電極小片Ｙ１、Ｙ２間の電流の流れを禁止すれば足
りる。各切断ラインＬ１、Ｌ２はいずれもレーザビーム
により浮き電極５を細い線状に切断することにより形成
される線であり、この線の幅内には誘電体基板２の表面
が露出する。このため、各切断ラインを境界とした両側
に位置する浮き電極片間は電気的に遮断された状態とな
っている。

【０００６】図２(a) 及び(b) は図１の形態例の外部電
極と内部電極の配置を示す平面略図及び等価回路図であ
り、第１の切断ラインＬ１が形成された状態を示してい
る。この状態では、(b) に示すように浮き電極片Ｘ、Ｙ
には夫々２つづつコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が
形成されるため、総合容量としては第１の切断ラインＬ
１が存在しない場合とあまり変わりがない。これに対し
て、図３(a) に示すように第２の切断ラインＬ２を付加
した場合には、図３(b) に示すようにコンデンサＣ３、
Ｃ４が存在しないこととなり、容量の削減が行われたこ
ととなる。

【０００７】この方法による容量調整は、まず第１の切
断ラインＬ１の形成位置を調整して浮き電極片Ｘ（第２
の切断ラインＬ２を形成しない方の浮き電極片）の面
積、即ち目標の容量を確定してから、浮き電極片Ｙ（第
２の切断ラインＬ２を形成する方の浮き電極片）を分断
することにより完了する。従って、従来のように多大の
労力と時間をかけて多数のトリミングラインを密集させ
る電極除去作業を行う必要がなくなり、発熱と、発熱に
よる部品に与える悪影響を防止できる。なお、必要であ
れば、第２の切断ラインＬ２を形成しない方の浮き電極
片、この例ではＸの方を図８に示した如き従来方法と同
様に細かいトリミングラインを密集させることにより、
容量を微調整してもよい。しかし、この場合も従来方法
ほど多数のトリミングラインを形成する必要はなく、作
業が簡素化すると共に、発熱を防止できる。

【０００８】図４は本発明のコンデンサのレーザトリミ
ング方法におけるトリミング量と得られる容量（Ｃ）と
の関係と、従来例における同様の関係を示している。即
ち、従来方法では、例えばトリミング実施前に容量が２
４ｐＦのコンデンサをトリミングして行くと、同図に示
す様に浮き電極の面積の減少に対して比例関係を保ちな
がら容量値は減少する。トリミング用の浮き電極をすべ
てトリミングする為には、外部電極の対向方向に例えば
約１００本のトリミングラインが必要となるので、大幅
な容量の調整をする場合には長時間を要して同時に発熱
するのに対し、本発明では、短時間でトリミングするこ
とができ、短時間で調整できるので熱による影響も小さ
く押さえることができる。本発明に於て容量の微調整を
行う場合には、上述のように従来の手法を併用すれば良
く、この場合にもトリミングライン数は圧倒的に少なく
て済むので問題はない。

【０００９】図５（ａ）及び（ｂ）は図４のグラフを作
成する基礎となったデータを示す図表であり、（ａ）は
従来のトリミング方法によって得られたサンプルについ
てのデータであり、（ｂ）は本形態例によって得られた
サンプルについてのデータである。まず、（ａ）ではレ
ーザビームのパワーを１４、絞りを３に条件設定した上
で、一つのサンプル上の浮き電極を図９の如くトリミン
グした場合であり、この場合の容量の変化状態をグラフ
に表すと図４の如くなり、容量の変化状態はほぼ直線状
となる。このとき、ビームによる一本のトリミング当た
りの変化量は、−０．２１４［ｐＦ／本］である。この
従来方法によれば、トリミング電極の面積変化と、容量
の変化との間に比例関係があることが分かる。

【００１０】次に、図５（ｂ）は本発明の上記第１の形
態例によって、浮き電極（トリミング電極）の残り面積
を７５％、５０％、２５％、０％とした場合の容量の変
化を示している。このデータ中の各容量値は、図４中の
△印で示されているが、図４から明らかな通り、各容量
値は図５（ａ）の各値、即ち、図４中の直線状の変化状
態とほぼ一致している。なお、図５（ｂ）において浮き
電極の残り面積をゼロとした場合とは、図１の第２の切
断ラインＬ２を電極片Ｘにまで延長して電極片Ｘをも２
分した場合のことであり、この場合には浮き電極の面積
を１００％除去したと同じ効果（浮き電極により発生す
る容量は０）になるはずであるが、実際には若干の容量
が測定された。これは浮き電極をレーザにより切断する
ことによって容量調整を行う場合、従来のように完全に
電極を切削する方法と異なり、電極のほとんどが残存す
るので、各切断ラインＬ１、Ｌ２を介して面方向に隣接
対面し合う各電極間に微小な容量が発生する為であると
考えられる。従って、図４では本発明の形態例による周
波数調整方法は、従来の調整方法より容量がわずかなが
ら大きくなることを示している。しかし、本形態例によ
るトリミング方法によって容量を調整する場合には、予
めこのずれの存在を加味して調整作業を行うので、問題
はない。

【００１１】次に、図６は本発明のコンデンサのレーザ
トリミング方法を圧電発振器、例えば水晶発振器の周波
数調整方法に適用した例である。１０はトリミングコン
デンサ、１１は水晶発振器、１２はレーザ発生装置、１
３は周波数カウンタ、１４は制御装置である。水晶発振
器１１を構成する水晶素板の発振周波数を周波数カウン
タ１３で測定し、測定データを制御装置１４に送り、該
制御装置１４は目標周波数とのズレを計算し、周波数変
化量を容量変化量に換算してコンデンサ１０の浮き電極
のトリミング量を計算した上でレーザ発生装置１２の制
御を行い、前記の手法によりコンデンサの浮き電極のレ
ーザトリミングを行い、所望の周波数まで周波数調整を
行う。この方法によれば、従来のレーザトリミング方法
よりも高速なファンクショントリミングが可能である。

【００１２】次に、図７(a) は変形形態例の平面図であ
り、この形態例では第２の切断ラインＬ２が捨てる方の
浮き電極片Ｙを中央部（内部電極間のギャップ内）で分
断すると共に、第３の切断ラインＬ３が他方の浮き電極
片Ｘを中心位置よりも一方に偏った位置（一方の内電極
上に相当する位置）において分断した点が特徴的であ
る。この形態例では、浮き電極片Ｘの内の一方、即ち面
積が狭い方の浮き電極小片Ｘ２も捨てられることとな
る。この形態例において得られる等価回路は図３のもの
と同様であり、得られる容量減殺効果も同様である。更
に図７(b) は(a) の変形例であり、この形態例では、第
３の切断ラインＬ３を浮き電極片Ｘだけではなく、浮き
電極片Ｙにかけて延在させることにより、第３の切断ラ
インＬ３を形成する時の作業製を向上させたものであ
る。即ち、図７(a) においては、第３の切断ラインＬ３
によって浮き電極Ｘだけを切断しているので、寸法設定
に手間取るが、この形態例では、浮き電極５の全幅に渡
って一挙に切断すればよいので、作業性が向上する。な
お、浮き電極小片Ｙ２は、捨てられている部分であるの
で、電気的特性は(a) のものと変わりはない。尚、上記
形態例では、本発明方法を水晶発振器（圧電振動子によ
る発振器）の周波数調整に適用したものを例として説明
したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、
ＣＲ、ＬＣあるいは誘電体発振器の周波数調整に適用し
てもよい。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上説明した如く、積層部品で
あって、内部電極と対向するトリミング用の浮き電極を
持つ構造のコンデンサにおいて、まず、該トリミング用
の浮き電極を外部端子の存在する端縁と直交する方向に
横断して切断（分断）して２つの浮き電極片を形成して
から、捨てる方の浮き電極片の適所に該捨てる方の浮き
電極片を分断する切断ラインを形成することにより、得
られる容量を、活きている方の浮き電極片と内部電極と
の間に形成される容量だけに限定するための調整を行
う。このようにすることにより従来の方法よりも短時間
で容量の調整をすることが出来る。また発振ループ中に
トリミングコンデンサを備えた水晶発振器等の圧電共振
器の周波数調整にも利用でき、短時間で周波数調整が出
来るので熱による影響を小さくすることも出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態例のトリミングコンデンサのレ
ーザトリミング方法を示す平面図。

【図２】(a) 及び(b) は本発明のレーザトリミング方法
の手順を示す図及びその等価回路図。

【図３】(a) 及び(b) は本発明のレーザトリミング方法
の手順を示す図及びその等価回路図。

【図４】本発明のレーザトリミング方法と従来方法とを
比較するグラフ図。

【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は図４のグラフを作成す
る基礎となったデータを示す図表であり、（ａ）は従来
のトリミング方法によって得られたサンプルについての
データであり、（ｂ）は本形態例によって得られたサン
プルについてのデータである。

【図６】本発明であるコンデンサのレーザトリミング方
法を水晶発振器の周波数調整に利用した例の説明図。

【図７】(a) 及び(b) はいずれも本発明の変形例の説明
図。

【図８】(a)(b)及び(c) はトリミングコンデンサの構造
を示す図。

【図９】従来のコンデンサのレーザトリミング方法を示
す図。

【符号の説明】

１ コンデンサ、２ 誘電体基板、３ 外部端子、５
浮き電極、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 切断ライン、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板の対向し合う両端縁に夫々外
   部電極を有すると共に、該誘電体基板の肉厚内部に各外
   部電極から延びる内部電極を基板面と平行に導出すると
   共に各内部電極の内側端縁を所定のギャップを隔てて対
   峙せしめ、更に該誘電体基板の片面上に各内部電極と対
   向するトリミング用の浮き電極を積層形成したコンデン
   サの、該浮き電極をレーザトリミングする方法におい
   て、 上記浮き電極を上記外部端子と交差する方向に延びる第
   １の切断ラインにより２分割して２つの浮き電極片を形
   成する工程と、各浮き電極片のうちの一方を上記第１の
   切断ラインと直交する第２の切断ラインにより２分割す
   る工程と、から成ることを特徴とするコンデンサの容量
   調整方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のコンデンサと、少なく
   とも圧電共振子と増幅器とをループ状に組み合わせた圧
   電発振器において請求項１に示すような容量調整方法を
   用いたことを特徴とする発振器の周波数調整方法。