JPH1041745A

JPH1041745A - 電圧制御発振器

Info

Publication number: JPH1041745A
Application number: JP8211864A
Authority: JP
Inventors: Masashi Katsumata; 正史勝俣; Yasuyuki Hattori; 泰幸服部; Shinya Nakai; 信也中井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1996-07-22
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】接地端子電極以外の入出力端子を基板側面に容
易に形成でき、また、通常の膜形成技術を用いて容易に
低コストで実現できるシールド構造を有する電圧制御発
振器を提供する。【解決手段】積層構造により受動素子を内部に形成した
積層体と、積層体を基板として該基板上に搭載された電
子部品とにより電圧制御発振器を構成する。積層体の内
部に、受動素子を囲むようにループ状に形成された接地
導体層１ｂ〜１ｄを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層構造により内
部に共振器を形成し、該積層体を基板として該基板上に
電子部品を搭載してなる高周波用の電圧制御発振器に係
り、特に携帯電話等の無線通信分野のように、発振周波
数と搬送波の周波数が近接している場合の送受信機に用
いられる局部発振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、送受信機に用いられる発振器の要
求性能は、小型、高安定性、高Ｃ／Ｎ比（搬送波とその
近傍周波数ノイズとの比）が基本性能として望まれる。
近年、デジタル無線機器の増大により、発振器に高いシ
ールド性能が要求されるようになり、発振器部分を含め
た高周波部分を含めた高周波回路に如何に電磁シールド
を施すかが重要な課題となっている。

【０００３】特にデジタル無線において、送信搬送波と
局部発振器の周波数が近接している場合には、送信波信
号が発振部に回り込み、発振を不安定にする現象があ
る。

【０００４】この回り込み現象を解決するために、発振
器と周辺回路との間を遮蔽ブロックにより分け、更に何
重にも遮蔽板等を用いてシールド処理を施さなければな
らず、無線機器の形状とコストを悪化させていた。

【０００５】前記シールド性能を上げるため、特開昭６
３−２０９３０５号公報には、積層構造により上下接地
導体層間に線路導体を挟んで共振器を形成し、側面部全
体を接地導体により覆った構造とした構造が提案されて
いる。

【０００６】また、特開平５−２７５９０９号公報にお
いては、積層構造により、上下の接地導体層間に線路導
体を挟んで共振器を構成すると共に、上下接地導体層間
を複数個のスルーホールによって接続することにより、
シールドする構造が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−２０９３０５号公報に記載のように、側面部全体
を接地導体によって覆う構造は、製造コストが高くな
り、また、入出力端子を設けるための構造が複雑にな
り、これらの端子を設けることが困難になるという問題
点がある。

【０００８】また、特開平５−２７５９０９号公報に記
載のものは、上下の接地導体層とスルーホールとで共振
器を囲む構造であるため、上下に接地導体層がある層の
シールドしか期待できない。また、スルーホールを多用
するために製造コストがかかる等の問題があある。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑み、接地端子電
極以外の入出力端子を基板側面に容易に形成でき、ま
た、通常の膜形成技術を用いて容易に低コストで実現で
きるシールド構造を有する電圧制御発振器を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の電圧制御発振器は、積層構造により受動素
子を内部に形成した積層体と、該積層体を基板として該
基板上に搭載された電子部品とからなる電圧制御発振器
において、前記積層体の内部に、前記受動素子を囲むよ
うにループ状に形成された接地導体層を有することを特
徴とする（請求項１）。

【００１１】また、本発明において、前記受動素子が少
なくともストリップライン共振器を含み、該共振器の線
路導体と同層にループ状接地導体層が形成されている構
造（請求項２）や、前記ループ状接地導体層が、ストリ
ップライン共振器を構成する接地導体層と共振器の線路
導体との間の層にも形成されている構造（請求項３）等
が採用される。

【００１２】また、本発明は、前記電圧制御発振器の４
つの側面部の中央側に側面の長手方向に拡がりを持たせ
て接地端子電極を設け、対向する２側面のコーナー部の
近傍に該接地端子電極より狭幅の他の端子電極が設けら
れていることを特徴とする（請求項４）。

【００１３】また、本発明は、前記電圧制御発振器の基
板の電子部品搭載面と側面の一部を覆うように、下面開
口の金属製カバーを積層体に被せたことを特徴とする
（請求項５）。

【００１４】

【作用】請求項１においては、シート法等の積層体製造
のための膜形成技術により接地導体層が積層体内部に形
成される。共振器部分は、その周囲にループ状に形成さ
れる接地導体層によって包囲されるため、電磁シールド
効果が得られる。

【００１５】請求項２においては、共振器を構成する線
路導体がループ状の接地導体層と対面する接地導体層と
によって囲まれるため、良好なシールド効果が得られ
る。

【００１６】請求項３においては、共振器を構成する線
路導体と異なる層にもループ状の接地導体層が設けられ
るため、さらに良好なシールド効果が得られる。

【００１７】請求項４においては、前記電圧制御発振器
の４つの側面部の中央側に側面の長手方向に拡がりを持
たせて接地端子電極を設け、接地端子電極より狭幅の入
出力端子等の他の端子電極をコーナー部に設けたので、
これらの端子と共振器との距離を確保しやすくなり、シ
ールド効果があがる。

【００１８】請求項５においては、積層体の電子部品搭
載面と側面に一部が金属製カバーによって覆われるた
め、さらにシールド効果があがる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明による電圧制御発振器
の一実施例を示す分解斜視図、図２（Ａ）は本実施例の
斜視図、図２（Ｂ）は断面図、図３（Ａ）は一部を省略
した回路図である。

【００２０】図１においては、１ａ〜１ｅはアルミナ、
ガラスセラミックス等の誘電体層、２ａ〜２ｄはそれぞ
れ誘電体層１ａ〜１ｄ上に形成された例えば銀あるいは
その合金等でなる接地導体層である。最下層の接地導体
層２ａは第１の誘電体層１ａのコーナー部を除いて上面
全面にわたって形成されている。第２〜第４の誘電体層
１ｂ〜１ｄ上には、コーナー部を除いて、接地導体層２
ｂ〜２ｄ上にループ状に形成されている。

【００２１】最下層の接地導体層２ａは互いに積層され
る誘電体層１ａ〜１ｅの積層面のほぼ全面に近い拡がり
を持って形成され、第３の誘電体層１ｃ上の線路導体Ｌ
２との間で分布容量を形成することによりストリップラ
イン共振器（図３（Ａ）のＬ２）を構成するものであ
る。該線路導体Ｌ２は、第３の誘電体層１ｃ上、すなわ
ちに同層に形成されるループ状接地導体層２ｃによって
囲まれる。

【００２２】第４の誘電体層１ｄ上には、図３（Ａ）の
インダクタＬ１を構成する導体Ｌ１が形成され、また、
第５の誘電体層１ｅ上の電極３ａとによりコンデンサＣ
４を構成する電極３ｂが形成されている。該第４の接地
導体層２ｄは、インダクタＬ１の一端を積層体の側面に
露出させて後述の入力端子電極１１に接続するために、
一部を切り欠いている。

【００２３】第５の誘電体層１ｅ上には、図３（Ａ）に
示すトランジスタＴ、コンデンサＣ１、Ｃ２、バリキャ
ップダイオードＤ等が搭載され、また、周波数調整用コ
ンデンサＣ３を、接地導体層２ｄとの間で形成する電極
４を形成する。５は下面開口の金属製カバーである。

【００２４】この電圧制御発振器を製造する場合は、誘
電体シートでなる各誘電体層１ａ〜１ｅに各導体層を形
成しておき、さらには導体パターンを形成した誘電体シ
ートを準備しておき、これらの誘電体シートを重ねて熱
圧着し、その後各電圧制御発振器ごとのサイズに切断し
て、焼成し、その後側面端子電極１０〜１３（１０は電
源端子電極、１１は図３（Ａ）の制御電圧Ｖｔの入力端
子、１２は発振周波数ｆの発振信号の出力端子、１３は
接地端子電極である。）を焼き付けやメッキによる形成
し、積層体１４上面へのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ４、
抵抗Ｒ１、Ｒ２、バリキャップダイオードＤ、トランジ
スタＴ等の半田付けを行い、最後に積層体１４にカバー
５を被せて積層体１４の側面の接地端子電極１３にカバ
ー５の側板部を半田付けする。

【００２５】上述の工程により電圧制御発振器を製造す
る場合、図１、図２（Ｂ）に示すように、共振器を構成
する線路導体Ｌ２は、スルーホール６を介して第１の接
地導体層２ａに接続され、該線路導体Ｌ２の他端は、ス
ルーホール７を介して第５の誘電体層２ｅ上の導体８ａ
に接続される。インダクタＬ１の内端は、スルーホール
９を介して第５の誘電体層１ｅ上の導体８ｂに接続され
る。

【００２６】図１、図２（Ｂ）の対比から分かるよう
に、第３の誘電体層１ｃと第４の誘電体層１ｄとの間に
は、線路導体Ｌ２とインダクタＬ１や電極３ｂとの距離
を確保するための必要な枚数のダミーの誘電体層１ｂを
介在させ、これらのダミーの誘電体層１ｂにもループ状
接地導体層２ｂを形成する。また、線路導体Ｌ２と、最
下層の接地導体層１ａとの間の誘電体層１ｂの枚数すな
わち厚みも目標とする特性に応じて選択され、これらに
もループ状接地導体層２ｂが形成される。なお、図１お
よび図２（Ｂ）における積層体１４上の電子部品や導体
パターンは一部省略して示している。

【００２７】図３（Ｂ）に示すように、線路導体Ｌ２
は、上下の接地導体層２ａ、２ａ間に介在させてストリ
ップライン共振器を構成してもよい。

【００２８】上述のように、共振器Ｌ２部分やインダク
タＬ１等は、その周囲にループ状に形成される接地導体
層２ｂ〜２ｄによって包囲されるため、シールド効果が
得られ、また、接地導体層２ｂ〜２ｄは、一部すなわち
本実施例においてはコーナー部については欠除させるこ
とにより、接地端子電極１３以外の電源端子電極１０や
入出力端子電極１１、１２を容易に積層体１４の側面に
形成できる。また、シールドのための接地導体層２ｂ〜
２ｄは、通常のシート法等の膜形成技術の工程によって
形成できるから、特殊な工程を新たに設けることなく、
従来の装置を利用して容易かつ安価に実施できる。

【００２９】積層体１４の側面に端子電極を設ける場
合、図２（Ａ）に示すように積層体１４の４つの側面部
の中央側に側面の長手方向に拡がりを持たせて接地端子
電極１３を設け、接地端子電極１３より狭幅の入出力端
子等の他の端子電極１０〜１２をコーナー部に設けるこ
とにより、これらの端子１０〜１２と共振器Ｌ２との距
離を確保しやすくなり、シールド効果があがる。

【００３０】また、共振器を構成する線路導体Ｌ２は、
ループ状の接地導体層２ｂ〜２ｄと、対面する接地導体
層２ａとによって囲まれるため、良好なシールド効果が
得られる。さらに、図３（Ｂ）に示すように、共振器を
構成する線路導体Ｌ２の上下に接地導体層を対面させる
ことにより、より良好なシールド効果が得られる。

【００３１】また、積層体１４の電子部品搭載面と側面
の一部が金属製カバー５によって覆われるため、さらに
シールド効果があがる。

【００３２】図４（Ａ）はシールド効果を確認するため
に行った装置を説明する図であり、基板１５上に前記積
層体１４からなる電圧制御発振器１６を半田付け等によ
り搭載し、電源端子電極１０に電源を供給し、かつ入力
端子電極１１にバイアス電圧を加えて電圧制御発振器１
６を動作状態とし、その上、動作電圧制御発振器１６の
中央部の上に間隔を有して電界プローブ１７または磁界
プローブを配置し、例えば電圧制御発振器１６の中心周
波数ｆ_o＝９００MHzに対し、その周波数にごく近い周波
数ｆ₁＝９００．００３MHzの信号を電界プローブ１７ま
たは磁界プローブにより発生させ、基板１５を矢印ｒに
示すように回しながら出力端子１２における出力信号を
検出し、図４（Ｂ）に示すように、中心周波数ｆ_oと、
その近傍の周波数の検出信号のレベルの差をＡｄＢと
し、これを図４（Ｃ）に示すように、電圧制御発振器１
６の向きと検出信号のレベル差を表示する周波数スペク
トラムとして表示した。

【００３３】図５（Ａ）は、積層体１４の寸法を厚み約
１ｍｍ、横幅約６．５ｍｍ、縦幅約９．５ｍｍとし、ル
ープ状の接地導体層２ｂ〜２ｄを設けない場合のスペク
トラムであり、図５（Ｂ）は図２（Ｂ）のように接地導
体層２ｂ〜２ｄを有して該接地導体層２ｂ〜２ｄの厚み
を２０μｍ、接地導体層２ａ〜２ｄの間の間隔を１６０
μｍ、その層数を７層とした場合のスペクトラムであ
り、図５（Ａ）のように、本発明によるループ状の接地
導体層２ｂ〜２ｄがない場合、磁界プローブに関する検
出信号のレベル差は最も小さい場合１８ｄＢとなった
が、本発明のようにループ状の接地導体層２ｂ〜２ｄを
設けた場合、図５（Ｂ）に示すように、レベル差は最も
小さい場合であっても４０ｄＢとなった。また、電界プ
ローブを配置した場合にも図示のようにループ状の接地
導体層２ｂ〜２ｄを設けた場合と設けない場合とでは、
中心周波数の検出信号とその近傍の信号とのレベル差に
大きな相違が得られた。

【００３４】以上本発明を実施例により説明したが、本
発明を実施する場合の各部の材料や搭載電子部品の配
置、電子部品にするか層状に形成するか等は、種々に変
更しうることはいうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】請求項１によれば、共振器がその周囲に
ループ状に形成される接地導体層によって包囲されるた
め、シールド効果をあげることができ、小型化、高安定
性、高Ｃ／Ｎ性を確保することができる。また、ループ
状の接地導体層は、通常のシート法等の膜形成技術によ
って内部導体と同時に形成できるから、特殊な工程を新
たに設けることなく、従来の装置を利用して容易かつ安
価に実施できる。

【００３６】請求項２によれば、共振器を構成する線路
導体がループ状の接地導体層と対面する接地導体層とに
よって囲まれるため、良好なシールド効果が得られる。

【００３７】請求項３によれば、共振器を構成する線路
導体が線路導体と異なる層のループ状接地導体層によっ
ても囲まれるため、さらに良好なシールド効果が得られ
る。

【００３８】請求項４によれば、前記電圧制御発振器の
４つの側面部の中央側に側面の長手方向に拡がりを持た
せて接地端子電極を設け、接地端子電極より狭幅の入出
力端子等の他の端子電極をコーナー部に設けたので、こ
れらの端子と共振器との距離を確保しやすくなり、シー
ルド効果があがる。

【００３９】請求項５によれば、積層体の電子部品搭載
面と側面に一部が金属製カバーによって覆われるため、
さらにシールド効果があがる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電圧制御発振器の一実施例を示す分解
斜視図である。

【図２】（Ａ）は本実施例の電圧制御発振器の外観を示
す斜視図、（Ｂ）は本実施例の断面図である。

【図３】（Ａ）は本発明による電圧制御発振器の回路の
一例図、（Ｂ）は本発明の他の実施例を示す断面図であ
る。

【図４】（Ａ）は周波数スペクトラムを求めるための装
置の説明図、（Ｂ）は電圧制御発振器の出力端子に現れ
る周波数スペクトラムの説明図、（Ｃ）は電圧制御発振
器の向きと、中心周波数の出力レベルと中心周波数近傍
の出力レベルとの差を表示するためのグラフである。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明による接地導
体層がない場合とある場合のシールド効果の測定結果を
示す図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｅ：誘電体層、２ａ：接地導体層、２ｂ〜２
ｄ：ループ状接地導体層、３ａ、３ｂ、４：電極、５：
金属製カバー、１０：電源端子電極、１１：入力端子電
極、１２：出力端子電極、１３：接地端子電極、１４：
積層体、１５：基板、１６：電圧制御発振器、１７：電
界プローブ、Ｃ１〜Ｃ５：コンデンサ、Ｄ：バリキャッ
プダイオード、Ｌ１：インダクタ、Ｌ２：共振器（線路
導体）、Ｔ：トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層構造により受動素子を内部に形成した
積層体と、該積層体を基板として該基板上に搭載された電子部品と
からなる電圧制御発振器において、前記積層体の内部に、前記受動素子を囲むようにループ
状に形成された接地導体層を有することを特徴とする電
圧制御発振器。
【請求項２】請求項１において、前記受動素子が少なくともストリップライン共振器を含
み、該共振器の線路導体と同層にループ状接地導体層が
形成されていることを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項３】請求項２において、前記ループ状接地導体層が、ストリップライン共振器を
構成する接地導体層と共振器の線路導体との間の層にも
形成されていることを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項４】請求項１から３までのいずれかにおいて、前記電圧制御発振器の４つの側面部の中央側に側面の長
手方向に拡がりを持たせて接地端子電極を設け、対向す
る２側面のコーナー部の近傍に該接地端子電極より狭幅
の他の端子電極が設けられていることを特徴とする電圧
制御発振器。
【請求項５】請求項１から４までのいずれかにおいて、前記電圧制御発振器の基板の電子部品搭載面と側面の一
部を覆うように、下面開口の金属製カバーを積層体基板
に被せたことを特徴とする電圧制御発振器。