JPS5838955B2 - ハイブリツド集積回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧電振動子を含む電子回路構造に関し、抵抗、
コンデンサ、トランジスタ等の電子回路素子またはこれ
ら素子になる集積化された電子回路素子と圧電振動子を
絶縁基板に一体に配置、実装した小形なハイブリッド電
子回路構造に関する。

圧電振動子を含む増幅回路、発振回路等の電子回路の実
装について、振動子を除く抵抗、コンデンサ、トランジ
スタ等の電子回路素子はモノリシックあるいはハイブリ
ッドにと集積化されて来ているが振動子はこれら集積化
電子回路の所定の端子間に外部接続することを条件に集
積化の対象から未だ除外されているものが現状である。

、このため上記機能回路の小形化が目標通り達すられな
いばかりでなく、性能、製造の面でも集積化によって期
待された効果は半減されたままであり、振動子をも集積
化回路内に包含することが強く望まれているが技術的見
通しが立たず、未解決のまま現在に至っている。

唯一の例外例は水晶の厚み辷り振動のエネルギーとじ込
め振動子を利用する提案例で、この振動子ではその振動
エネルギーが対向電極の施された水晶素板の中央部にと
じ込められ、素板の周辺部は振動特性には伺ら寄与しな
いエネルギーとじ込め特性を利用し、素板周辺部をハイ
ブリッド集積回路基板に強固に保持し、全体としてエネ
ルギーとじ込め振動子を包含するハイブリッド集積回路
を実現するものである。

上記の既提案の構成はエネルギーとじ込め振動子に限定
されるのでそれが実現し得る約３ＭＨｚ以上の周波数領
域に対してのみ可能な簡約を受ける。

本発明は上述のごとき従来の圧電振動子を含む電子回路
の集積化が振動子を除外した残りの電子回路を対象に行
なわれているのに対し、新らしく振動子をも包含する形
でハイブリッドに構成するもので集積化にともなう効果
を充分に発揮させるものであり、特にここで振動子はエ
ネルギーとじ込め構造によらない謂わゆる伸縮振動に基
ずき、周波数領域もＭＨｚ帯以下で従来のエネルギーと
じ込めての不可能な周波数領域を対象とし、これまで全
く提案例のない新規な集積化回路で、これによって従来
実現が困難とされていたＭＨｚ帯以下に共振特性を持つ
集積化回路が容易に構成し得る。

集積回路内にインダクタンス成分を適切に導入すること
は例えば共振あるいは選択特性の実現などと集積回路の
機能拡大の観点から重要視されているが、インダクタン
スの集積化が難かしく所期の目的が達せられていない。

一方抵抗とコンデンサによる並列Ｔ形構成や更に演算増
幅器、ジャイレータ等との組合せによってインダクタン
スを用いずに共振あるいは選択特性を実現する試みも行
なわれているが、特性に制約を受けたり、また機能上必
要とされる以上にアクティブ素子を使用する結果として
安定度が悪く低周波域にのみ実用性が限定されるなど未
だ満足できない段階にある。

本発明は集積化において実現の困難なインダクタンスを
圧電振動子によって実現しようとする技術思想に基づき
、これによって共振あるいは選択特性を集積回路に与え
ようとするものであり、選択増巾回路（ろ波器と増幅器
の組合せ）、発振回路の集積化は勿論、より複雑な変調
回路、復調回路、タイミング抽出回路等の電子機能回路
の集積化をも可能にする。

本発明は長さ方向に伸縮振動する振動モードを利用した
圧電振動子の長さ方向中央部の側縁に振動子と同一材料
からなる突起を設け、突起において振動子は他部分が接
触しないように絶縁基板に機械的に保持され、且つ基板
上に配された他の電子回路素子と電気的に接続された圧
電振動子と電子回路素子より成るハイブリッド集積回路
に係る。

以下実施例により詳細に説明する。

第１図は実施例での４５５ ＫＨｚ中間周波選択増幅器
の回路図でろ波回路部１と増幅回路部２の縦続接続から
なり、増幅回路部２はトランジスタの２段直結で特に初
段は振動子による炉液回路部１とのインピーダンス整合
から電界効果形のものが利用されている。

炉液回路部１は１個の４端子形圧電振動子３で、具体的
には長さ方向に伸縮振動する２個の共振子２１．２２を
長さ方向中央部で結合部２３で互に連結した外観Ｈ形を
基本に、支持の目的のために長さ方向中央部の両側縁に
同一材料、同一厚さになる突起２４．２５を設けた第２
図に示すごとき双共振セラミック振動子で、画業振子２
１．２２を結合部２３で弾性的に結合したことで決る近
接した二つの共振が４５５ ＫＨｚの中間周波数を挟ん
でその上下にほぼ対称な周波数位置にあり、この画業振
間が炉液器回路としての通過域に対応している。

第３図は第１図の電子回路に対し実施例で構成した具体
的ハイブリッド集積回路の構造を示し、アルミナセラミ
ック絶縁基板１６の所定の側縁部に切り込み窓１７を作
り、この窓内にＨ形双共振セラミック振動子３が配置さ
れ、また基板上にトランジスタ４，５が取付けられてい
る。

抵抗６゜７．８．９は基板上に作られたタンタル薄膜抵
抗である。

基板上に配されたこれら各素子間および振動子との電気
的接続は基板上の導電膜１８によって行なわれ、また導
電膜の所定の個所より入力端子１１．出力端子１３、接
地端子１２（１４）、直流電源端子１５が引き出され、
所期の４５５ＫＨ２中間周波選択増幅器が実現された。

振動子３は長さ４．０ｍｍ、Ｈ間の幅３．２關、突起間
の幅４．１ ｍｍ、突起の幅は０．６ ｍｍであり、基
板の切り込み窓１７は幅４．１ ｍｍ、深さ５關で窓内
に振動子３を配したとき振動子の突起２４．２５と切り
込み窓１７の側縁は軽く接触乃至狭い隙間を作る程度で
あり、振動子３を窓の１７の所定の深さ位置に挿入した
状態で突起２４．２５上の電極面と基板上の所定の導電
膜間を半田あるいは導電接着剤等で橋絡接続し、電気的
接続と振動子の機械的支持を兼ねさせている。

裏面についても同様な処理により振動子は突起で表裏の
合計４個所で支持、接続される。

かかる支持構造の振動子の振動特性に与える影響が懸念
されるが、実測結果によれば比較的僅少で実用上問題に
ならない程度である。

共振子２１．２２の一部が強固に支持される場合と異な
り突起２４．２５の介在していることが振動特性への影
響と云う点では伺らかの緩衝作用として働いていると想
像されるのである。

なお実施例における配置においては基板裏面で必要とさ
れる導電膜（図示せず）は振動子裏面電極との接続のた
めの導電膜のみであるので基板裏面に直接金蒸着等によ
り導電膜を形成する代案として必要部分に粘着銅テープ
を所定の形状で張り付けして導電膜とし、これと振動子
突起電極との橋絡接続を計っている。

裏面の銅テープ導電膜と表面の所定の導電膜との接続は
切り込み窓の両端部により深く切り込まれた溝１９を作
り、これをスルーホールの代りとして金属線を通し、表
裏の導電膜の接続を行なっている。

第１図の回路において端子Ａ、Ａ′間にコンデンサを挿
入すると増幅度が向上することは周知であり、第３図の
実施例において抵抗９と並列に例えばチップコンデンサ
を基板上に配することで容易に実施し得る。

また第１図の回路について上記のコンデンサの代りに圧
電振動子を挿入すると、これによって選択特性が与えら
れることは特公昭３７−１６６０８の指摘の通りである
が、この回路構成法を実施例に組み込んだ構造を第３図
は示し、絶縁基板への切り込み窓１７′の追加と窓内へ
の振動子３′の追加配置で集積化回路内に取り込むこと
ができる。

ここで振動子は４５５ ＫＨｚに共振特性をもつ長さ方
向に伸縮振動する二端子形の単共振セラミック振動子で
、その長さ方向中央部の両側縁に支持用突起が設けられ
、この突起を利用してＨ形双共振振動子の場合と同様な
手段で絶縁基板に支持、接続される。

単共振振動子の追加によって選択増巾機能の向上ととも
にスプリアス特性が改善される点で機能上の効果がある
が、一方構造的にはハイブリッド集積回路中に組込まれ
る振動子がＨ形に限定されるものでなく、長さ方向に伸
縮振動する振動モードを基本とした振動子全般に対し適
用し得ることの例示として理解されねばならない。

以上実施例では絶縁基板に切り込み窓を作り、振動子を
この窓内に配置する構造で４５４ ＫＨ７゜と振動子が
小形な場合は有効な構造である。

より低周波領域になると振動子も大形になり、切込み窓
への配置ではその占有部分が大きくなり集積化における
小形化の利点が失なわれる。

このような場合は振動子を基板の上面上あるいは裏面上
に若干の空隙をもって且つ面上に配置された回路素子と
接触しないように配することで基板の同寸法までの大き
さの振動子を収容でき、低周波領域への拡張を計ること
ができる。

かかる実施例の構造を第４図に示す。

ここでＨ形振動子３は絶縁基板表面上に上乗せした形で
基板および回路素子に接触しないように支持されている
。

図では振動子の取付は前の上面図を実線で示し、Ｈ形振
動子の配置位置関係を点線で示す。

支持の具体構造は第５図の断面図に示すように振動子の
突起位置に対応する基板の導電膜２８上に金属製の支持
台２７を機械的に強固に取付け、この支持台２７上に振
動子の突起２４．２５を上乗せし突起の下潮の電極を接
続剤で支持台と接続支持する。

突起の上側電極と接続された導電片２６は突起を跨いだ
形でその両端が所定の基板の導電膜に留められ接続が行
なわれている。

なお第４図の実装は第１図のＡ−Ａ′端間にコンデンサ
を挿入した回路に準じチップコンデンサ１０が配置され
ている。

以上本発明を選択増幅回路に関する第３図、第４図の実
施例によって説明した。

実施例では振動子１個乃至２個とトランジスタ２個、抵
抗４個、コンデンサ１個の組合せになっているがこれら
各素子数が多くなっても、また集積化された電子回路素
子を導入しても実施例と同様な構成によって実施し得る
ことは当然である。

また選択増幅回路以外の他の機能をもつ回路についても
同様に適用できることは既に指摘した通りで実施例によ
り容易に理解される所である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された一実施例の中間周波選択増
幅回路図で、ろ波回路部１と増幅回路部２の縦続接続か
らなり、第２図は炉液回路部１を構成するＨ形圧電振動
子３の斜視図、第３図は本発明により第１図の回路をハ
イブリッド集積回路構造で実現した実施例の表平面図で
振動子３は絶縁基板１６の側縁に設けられた切込み窓１
７内に配され、振動子の突起２４，２５の上下電極で基
板の導電膜１８と橋絡接続され、且つ機械的に支持され
ている。 第４図は他の実施例になる選択増幅ハイブリッド集積回
路構造の表平面図で、点線で示された振動子３は基板上
に基板および他の回路素子と接触しないように基板を覆
った形で配置され、第５図はこのときの振動子の支持を
示す断面図で振動子の突起２４．２５が支持台２７に上
乗せされた形で支持されている。 ４．５・・・・・・トランジスタ、６，７，８，９・・
・・・・抵抗、１０・・・・・・コンデンサ、１１・・
・・・・入力端子、１２．１４・・・・・・接地端子、
１３・・・・・・出力端子、１５・・・・・・直流電源
端子、１９・・・・・・基板表裏導電膜間の接続用の溝
、２１，２２・・・・・・Ｈ形振動子の共振子、２３・
・・・・・Ｈ形振動子の結合部、２６・・・・・・導電
片、２８・・・・・・支持台用の導電膜、３′・・・・
・・二端子形振動子、１７′・・・・・・切込み窓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 長さ方向に伸縮振動する振動モードを利用した圧電
   振動子は長さ方向中央部の側縁に前記振動子と同一材料
   からなる突起を有し、前記突起において前記振動子は絶
   縁基板に、前記突起以外では前記基板および基板上に配
   された電子回路素子に接触しないように機械的に保持さ
   れ、且つ前記基板上の電子回路素子と電気的に接続され
   た構造になる圧電振動子と電子回路素子の組合せに成る
   ハイブリッド集積回路。