JPH0878239A - インダクタ基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リボンインダクタ導体の導体長が短かくする
ことができ、小型なインダクタ基板をを提供する。 【構成】 本発明は、誘電体基板１に、一端側が接地さ
れたリボンインダクタ導体２を形成してなるインダクタ
基板１０において、前記リボンインダクタ導体２の一端
側の導体幅ｄを、他端側の導体幅Ｄよりも狭くした。ま
た、リボンインダクタ導体２の狭くなる導体幅ｄ部分に
特性調整用のショートスタブ３を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波電圧制御発振回
路（ＶＣＯ）、フィルタ回路、発振回路などに用いられ
るインダクタ基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高周波発振装置の電圧制御発
振回路（ＶＣＯ）は、図６に示すように、図中、Ｘはマ
イクロストリップ線路ＭＳＬ₁ 、ＭＳＬ₂ 、バリキャッ
プダイオードＣｖ、コンデンサＣ₁ 〜Ｃ₄ から成る共振
回路部であり、Ｙは、発振用トランジスタ、抵抗、コン
デンサなどから成る負性抵抗回路部であり、Ｚは増幅用
トランジスタ、マイクロストリップ線路、抵抗、コンデ
ンサなどから成る増幅回路部である。

【０００３】上述の高周波発振装置において、制御端子
Ｖｔより所定電圧が印加されると、特にバリキャップダ
イオードＣｖの容量が変化して、これにより所定共振周
波数が得られることになる。これと負性抵抗回路部Ｙと
で発振条件を満たして、発振すると、信号を増幅回路部
Ｚで増幅して出力端子ＯＵＴより導出する。

【０００４】高周波発振装置を構成する共振回路部Ｘの
一部又は全部は、誘電体基板上に、リボンインダクタ導
体（コイルパターン、ストリップ線路、マイクロストリ
ップ線路のようにインダクタ成分を発生する素子、以
下、マイクロストリップ線路で説明する）が形成された
インダクタ基板が用いられる。高周波発振装置の製造過
程における仕様に応じた周波数、例えば共振回路周波数
の調整は、一般にインダクタ基板上に形成されたマイク
ロストリップ線路ＭＳＬ₁ の特性を調整することにより
行われている。

【０００５】マイクロストリップ線路ＭＳＬ₁ を有する
インダクタ基板は、図７に示すように、誘電体基板６１
の一方主面上に、直線状、Ｕ字状、Ｊ字状などに形成さ
れたマイクロストリップ線路導体膜６２（以下、マイク
ロストリップ線路という）と、他方主面に形成された接
地導体膜６４と、マイクロストリップ線路６２の一端で
接地導体膜６４と接続する接地スルーホール導体６５と
から構成されている。

【０００６】そして、上述の周波数調整を可能にするた
めに、マイクロストリップ線路６２の一端側の端部( 接
地端側) には、レーザー照射、サンドブラスト、ドリル
加工などによって順次切断される複数の導体膜６３ａ、
６３ｂ・・・から成るショートスタブ６３が接続されて
いる。そして、高周波発振装置の発振周波数（共振回路
基板レベルでは共振周波数、マイクロストリップ線路レ
ベルでと電気長）を考慮して、所定数のショートスダブ
６３の導体膜６３ａ、６３ｂ・・・を、図中の矢印方向
に順次切断していた。

【０００７】このマイクロストリップ線路６２に接続さ
れるショートスタブ６３の導体膜６３ａ、６３ｂ・・・
の切断数応じて、マイクロストリップ線路６２の実質的
な電気長が変化し、これによって例えばインダクタンス
成分が増加して、発振周波数の低下させることできる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、最近、電子機
器、通信機器の小型化に伴い、特性の劣化がないことを
前提に回路モジュールの小型化が強く要求されている。

【０００９】上述の図７において、マイクロストリップ
線路６２の共振特性は、近似式によって比較的簡単に小
型なパターンを形成することができるが、単に小型なパ
ターンを形成しただけでは、Ｑ特性が大きく劣化してし
まう。例えばＱ特性が大きく劣化してしまうと、発振動
作に誤動作を発生させてしまうことになる。

【００１０】また、マイクロストリップ線路６２の端部
に容量成分（チップコンデンサなど）を付加して、マイ
クロストリップ線路６２の実際の線路長を短くすること
も考えられるが、Ｑ特性が容量成分に規制されていしま
うため、これもまたＱ特性が大きく劣化してしまうこと
になる。

【００１１】さらに、マイクロストリップ線路６２の特
性の調整においては、従来のマイクロストリップ線路６
２では一様な導体幅であるため、調整可変範囲を広範囲
にするためには、ショートスタブ６３を構成するどの導
体膜６３ａ、６３ｂ・・・を増やす必要があるが、複数
のショートスタブ６３を形成するに必要な面積（基板専
有面積）が増大してしまい、小型化とは逆行することに
なってしまう。

【００１２】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、第１の発明の目的は、Ｑ特性の劣化を極小
化して、リボンインダクタ導体の実際の導体長さを短く
し、これにより、小型化で、且つ特性が安定するインダ
クタ基板を提供することにある。

【００１３】また、第２の発明の目的は、ショートスタ
ブの基板に対する占有率を変えずに、特性の調整範囲を
大きくすることができる、換言すれば、従来と同一の調
整範囲において、ショートスタブの基板占有面積を小さ
くすることができるインダクタ基板を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の本発明のインダク
タ基板は、誘電体基板に、一端側が接地されたリボンイ
ンダクタ導体を形成してなるインダクタ基板において、
前記リボンインダクタ導体の接地端側の幅を、他端側よ
りも狭くしたことである。

【００１５】また、第２の本発明のインダクタ基板は、
誘電体基板に、一端側が接地されたリボンインダクタ導
体を形成するとともに、該リボンインダクタ導体に特性
調整用のショートスタブを接続して成るインダクタ基板
において、前記リボンインダクタ導体の接地端側の幅
を、他端側よりも狭くするとともに、前記ショートスタ
ブを導体幅の狭いリボンインダクタ導体の接地端側に接
続したことである。

【００１６】尚、本発明で言うリボンインダクタ導体と
は、誘電体基板に厚膜手法によって形成されたインダク
タンス成分を導出するパターン素子を言い、例えばコイ
ルパターンやストリップ線路やマイクロストリップ線路
などが例示できる。

【００１７】

【作用】第１の発明においては、リボンインダクタ導体
であるマイクロストリップ線路の導体幅が、接地端側
と、接地されていない他端側とでは異なり、具体的に
は、接地端側の導体幅ｄが、他端側の導体幅Ｄよりも狭
くなっている。

【００１８】マイクロストリップ線路の導体幅を部分的
に狭くすることにより、その部分における電気長の変化
率が高くなる。従って、導体幅が部分的に狭くなるマイ
クロストリップ線路では、電気長が実際の線路長に対し
て長くなる。従って、同一特性を得る場合、導体幅が一
様なマイクロストリップ線路に比較して、実際の線路長
を短くすることができる。

【００１９】また、導体幅を狭くしている部分が、マイ
クロストリップ線路の接地端側であるため、導体幅を狭
くしたことによる導体抵抗の増加の影響を受けにくい。
従って、マイクロストリップ線路の接地端側で導体幅を
狭くすることにより、信号の導体損失が少なく、安定し
た特性を得ることができる。

【００２０】これにより、接地端側の導体幅を狭くする
と、電気長が長くなり、実際の線路長を短くて済むマイ
クロストリップ線路が達成でき、しかも、信号の損失な
どを有効に抑えることができる。

【００２１】また、第２の発明では、上述したように導
体幅が狭い、即ち、電気長の変化率が高くなる接地端側
にショートスタブを接続しているため、ショートスタブ
を切断することによる電気長の変化に対する感度が向上
することになる。

【００２２】即ち、従来のショートスタブと同一構造の
ショートスタブを、ストリップ線路の導体幅が狭くなる
接地端側に形成することにより、電気長変化の幅を広
く、特性調整の可変範囲を広くすることができる。

【００２３】換言すれば、従来と同一の可変範囲を得る
ために、従来のショートスタブよりも基板占有面積の少
ないショートスタブで達成でき、基板の小型化に寄与す
ることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明のインダクタ基板を図面に基づ
いて説明する。

【００２５】図１は、本発明のインダクタ基板の部分斜
視図である。尚、このインダクタ基板は、図６に示した
典型的な高周波発生装置の共振回路部Ｘとして用いられ
るものであり、図１では、図６のマイクロストリップ線
路ＭＳＬ₁ のみを記載しており、その他の共振回路部Ｘ
を構成するマイクロストリップ線路ＭＳＬ₂ 、各種電子
部品、例えばバリキャップダイオードＣｖ、コンデンサ
Ｃ₁ 〜Ｃ₄ 、さらには他の回路部などを省略した。

【００２６】図１において、１０はインダクタ基板であ
り、１は誘電体基板であり、２はリボンインダクタ導体
であるストリップ線路ＭＳＬ₁ の導体膜（以下、単にマ
イクロストリップ線路という）であり、３は複数の切断
用導体膜３１〜３９から成るショートスタブであり、４
は接地導体膜であり、５は接地スルーホール導体であ
る。

【００２７】誘電体基板１は、所定誘電率を有するアル
ミナやチタン酸バリウムなどのセラミックを主成分とす
る誘電体材料からなる。

【００２８】マイクロストリップ線路２は、誘電体基板
１０の一方主面には、Ａｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ合金）や
Ｃｕ系（Ｃｕ単体、Ｃｕ合金）厚膜導電性ペーストの印
刷・焼付けにより形成される。

【００２９】その形状は、接地スルーホール導体５が形
成されている接地端側の導体幅ｄが、他端側（信号端
側）の導体幅Ｄとの関係が、Ｄ＞ｄとなるように導体幅
が変化するように形成されてており、全体として、直線
状又は曲線状となっている。

【００３０】また、マイクロストリップ線路２の接地端
側の導体中央部分には、接地導体膜４と電気的に接続す
るための接地スルーホール導体５が形成され、さらに、
ストリップ線路２の接地端側寄りの導体の縁部には複数
の切断用導体膜３１〜３９から成るショートスタブ３が
形成されている。

【００３１】このショートスタブ３は、切断用導体膜３
１〜３９がラダー状に接続されて成り、少なくともマイ
クロストリップ線路２の接地端側のマイクロストリップ
線路２の導体幅が狭くなる部位（導体幅ｄ）に形成され
ている。このショートスタブ３はマイクロストリップ線
路２と同一工程で同一材料で形成される。

【００３２】接地導体４は、誘電体基板１の他方主面
に、マイクロストリップ線路２にも対向するように比較
的広い領域に渡り形成されている。接地導体膜４は、Ａ
ｇ系（Ａｇ単体、Ａｇ−ＰｄなどのＡｇ合金）、Ｃｕ系
などの低抵抗材料などが例示できる。

【００３３】接地スルーホール導体５は、マイクロスト
リップ線路２の接地端側と接地導体膜４を接続するもの
であり、例えば図１に示すように、マイクロストリップ
線路２の接地端側導体中央部分に形成されている。具体
的には、誘電体基板１の厚みを貫通するように貫通穴の
内壁に導体膜を付着形成したり、また貫通穴に導体材料
を充填したりして構成されている。また、図１では誘電
体基板１の厚みを貫通する貫通穴を利用して形成してい
るが、この貫通穴を基板１の端部の一部に厚み方向に凹
部を形成し、この凹部に導体膜、導体を形成しても構わ
ない。

【００３４】このストリップ線路２の他端側（信号端
側）は、図１では省略しているが、図５に示すマイクロ
ストリップ線路ＭＳＬ₂ 、バリキャップダイオードＣ
ｖ、コンデンサＣ₁ 〜Ｃ₄ などに接続される表面配線パ
ターンが形成されている。

【００３５】第１の本発明の特徴的なことは、マイクロ
ストリップ線路２の接地端側の導体膜幅ｄが、信号端側
の導体膜幅Ｄよりも狭くなっていることである。

【００３６】第２の本発明の特徴的なことは、ショート
スタブ３がマイクロストリップ線路２の接地側の狭い導
体幅ｄ部分に形成されていることである。

【００３７】本発明者は、本発明のストリップ線路２
と、図６に示す導体幅が一様（導体幅Ｄ）な従来のマイ
クロストリップ線路６２における接地端から離れるに従
って変化する電気長の変化度合いを調べた。この結果を
図２に示す。

【００３８】その結果、従来のストリップ線路６２では
導体幅が一様（導体幅Ｄ）であるため、接地側端部から
どの位置においても、電気長の変化率が特性図中、点線
に示すように基本的に一定である。即ち、その傾きは直
線的な変化を示す。

【００３９】これに対して、本発明のマイクロストリッ
プ線路２では、特性図中、実線に示すように狭い導体幅
ｄ部分においては、電気長の変化率が大きく、その傾き
は急峻となり、比較的広い導体幅Ｄ部分においては、電
気長の変化率が小さく（従来と同一）、その傾きは比較
的緩やかとなることを知見した。

【００４０】即ち、実際の導体長の長さを両者を同一と
した場合、本発明では電気長が長くなり、従来の一様な
導体幅Ｄのマイクロストリップ線路６２と同一の所望の
特性を得ようとすれば、マイクロストリップ線路２の実
際の導体長を短くすればよいことになる。これにより、
導体長の短かいマイクロストリップ線路２が得られる。

【００４１】また、一般にマイクロストリップ線路の導
体幅を狭くすると、導体抵抗が上がり、その結果、信号
の導体損失が大きくなるものの、本発明では、導体幅を
狭くしている部位がマイクロストリップ線路１の接地端
側であるため、導体損失の影響は小さくすることができ
るため、Ｑ値の劣化を有効に抑えることができる。

【００４２】さらに、マイクロストリップ線路２の特性
を調整するためのショートスタブ３が、電気長の変化率
が比較的大きいマイクロストリップ線路２の狭い導体幅
ｄ部分に接続されている。従って、ショートスタブ３を
構成する導体膜３１〜３９を切断することにより得られ
る電気長の調整において、その変化の感度を向上させる
ことができる。

【００４３】即ち、従来のショートスタブ６３と同一構
造（導体膜の寸法、導体膜数など）のショートスタブ３
を、マイクロストリップ線路２の導体幅が狭くなる部位
ｄに形成することにより、電気長の変化の幅を広く、即
ち、特性の可変範囲を広くすることができる。

【００４４】換言すれば、従来と同一の可変範囲を得る
ために、ショートスタブ３をマイクロストリップ線路２
の導体幅が狭くなる部位ｄに形成すれば、従来のショー
トスタブ６３よりも基板占有面積を減少させることがで
き、基板の小型化に寄与することができる。

【００４５】図３は、第２の発明の他の実施例である。
図１において、ショートスタブ３は、マイクロストリッ
プ線路２の導体幅が狭くなっている（幅ｄ）部位のみに
形成しているが、本実施例ではマイクロストリップ線路
２の導体幅が一様な部位（幅Ｄ）にもショートスタブ６
を形成している。これにより、電気長の変化率が異なる
複数種類の調整が可能となる。

【００４６】例えば、図３において、ショートスタブ３
の導体膜３１、３２・・・を、レーザー照射・走査によ
る光学的な切断手段やサンドブラストやドリル加工など
の機械的な切断手段で、矢印のように順次切断すること
になるが、電気長の変化率の傾きの大きい粗調整の特性
の調整が可能となる。また、例えばショートスタブ６の
導体膜６１、６２・・・を光学的な切断手段や機械的な
切断手段で、矢印のように順次切断することにより、電
気長の変化率の傾きの小さい微調整の特性の調整が可能
である。この両者を組み合わせることにより、特性の可
変範囲が広く、且つ細かな調整が可能となる。

【００４７】図４は、第１の発明の他の実施例である。
図１において、マイクロストリップ線路２の導体幅が２
種類（導体幅Ｄ、導体幅ｄ）となっているが、図４のよ
うに２種類以上の導体幅Ｄ、ｄ₁ 、ｄ₂ ・・を設けても
構わない。また、マイクロストリップ線路２の導体幅
を、接地側に向かって徐々に狭くなるように連続的に変
化させても構わない。

【００４８】このようにすれば、導体抵抗による信号損
失を極小化させながら、マイクロストリップ線路２の長
さを一層短くすることができる。

【００４９】図５は、第１の発明の別の実施例である。
これまでの実施例では、リボンインダクタ導体として、
マイクロストリップ線路で説明したが、本実施では、ス
パイラル状のコイル導体７を例に記載している。

【００５０】この場合、コイル導体７の一端側の導体幅
を、少なくとも他端側の導体幅よりも断続的又は連続的
に狭くなるように設けている。尚、図５では、コイル導
体の幅がＤ、ｄ₁ 、ｄ₂ ・・と断続的に狭くなってい
る。

【００５１】ここで、導体幅を狭くする側の端部が直接
接地されていない場合には、接地電位に近い側の端部で
導体幅を狭くすることが望ましい。即ち、本発明で接地
端側とは、直接、接地電位に接続されていること、ま
た、他端側に比較して接地電位に近い電位に接続されて
いることも包含するものである。

【００５２】このような構造において、従来のスパイラ
ル状コイル導体に比較して、約５３．５％のコイル占有
面積とすることができ、小型なインダクタ基板の達成に
大きく寄与できる。

【００５３】尚、上述の各実施例において、リボンイン
ダクタ導体（マイクロストリップ線路２、コイル導体
７）は、誘電体基板上に形成している例で説明したが、
例えば誘電体基板１を積層構造として、ショートスタブ
３、６を除くリボンインダクタ導体を２つの誘電体層と
の層間に形成するようにしても構わない。この時、ショ
ートスタブ３、６と誘電体基板１内に内装されたリボン
インダクタ導体との接続は、ビアーホール導体を介して
行うようにする。

【００５４】

【発明の効果】以上のように本発明では、リボンインダ
クタ導体（ストリップ線路、マイクロストリップ線路、
コイル導体）の接地端側の導体幅ｄが、信号端側の導体
幅Ｄに比較して狭くなっている。このため、導体幅Ｄで
一様なリボンインダクタ導体に比較して電気長が長くな
り、相対的に実際の導体長を短くすることができるた
め、小型なリボンインダクタ導体とすることができる。
このため、基板に対するリボンインダクタ導体の占有面
積が減少して、小型なインダクタ基板が達成される。

【００５５】また、この狭い導体幅の部分が、接地側で
あるため、導体幅を狭くしたことによる導体抵抗の上昇
に起因する信号の導体損失を有効に抑えることができ、
特性の劣化を防止することができ、安定した特性で小型
なインダクタ基板となる。

【００５６】また、導体幅が狭くなった部分にショート
スタブを形成しているため、ショートスタブの切断によ
る電気長の変化率が大きいため、従来と同一構造のショ
ートスタブを用いることによって調整可変範囲を広くす
ることができる。換言すれば、調整可変範囲を同等にす
れば、ショートスタブの基板に対する占有面積が減少
し、小型なインダクタ基板に大きく寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインダクタ基板の部分斜視図である。

【図２】導体幅による電気長の変化の度合いを示す特性
図である。

【図３】本発明の第２の発明の他の実施例を示す平面図
である。

【図４】本発明の第１の発明の他の実施例であるマイク
ロストリップ線路を示す平面図である。

【図５】本発明の第１の発明の別の実施例であるコイル
パターンを示す平面図である。

【図６】典型的な高周波発振装置の回路図である。

【図７】従来のインダクタ基板の部分斜視図ある。

【付号の説明】

１０・・インダクタ基板 １・・・誘電体基板 ２・・・マイクロストリップ線路 ３・・・ショートスタブ ３１〜３９・・導体膜 ４・・・接地導体膜 ５・・・接地スルーホール導体 ６・・・ショートスタブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板に、一端側が接地されたリボ
   ンインダクタ導体を形成してなるインダクタ基板におい
   て、 前記リボンインダクタ導体の接地端側の幅を、他端側よ
   りも狭くしたことを特徴とするインダクタ基板。
2. 【請求項２】 誘電体基板に、一端側が接地されたリボ
   ンインダクタ導体を形成するとともに、該リボンインダ
   クタ導体に特性調整用のショートスタブを接続して成る
   インダクタ基板において、 前記リボンインダクタ導体の接地端側の幅を、他端側よ
   りも狭くするとともに、該リボンインダクタ導体の接地
   端側にショートスタブを接続したことを特徴とするイン
   ダクタ基板。