JPH1051236A - 多層基板を用いたｖｃｏ等の高周波回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板のｔａｎδや吸湿に影響されない高周波
回路を提供すること。 【解決手段】 高周波回路２０は、中心導体と該中心導
体を挟む２つのベタグランド電極とから成るトリプレー
ト型のストリップライン共振器が内部に形成された多層
基板を有する高周波回路から１つのベタグランド電極を
省略した形状である。換言すれば、回路パターン２５
と、少なくとも整合ラインを含む内部電極２６と、共振
線路２７と、ベタグランド電極２８とが異なる層に形成
され、共振線路２７とベタグランド電極２８とでストリ
ップライン共振器を構成して成る多層基板を備え、ベタ
グランド電極２８と内部電極２６とは共振線路２７を挟
むように配置され、共振線路２７と内部電極２６との間
には別のベタグランド電極が存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多層基板を利用
したＶＣＯ（電圧制御発振器）等の高周波回路に関する
もので、特に、共振器のＱ値が高く、基板の吸湿に起因
する周波数変動が少なく、しかも安価な高周波回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話機やＰＨＳが広範に使用される
に伴い、そこに使用されるＶＣＯの小型化、低価格化が
強く要望されている。これに応える提案の一例は、株式
会社技術調査会発行の雑誌「エレクトロニクス実装技
術」１９９５．１０（第１１巻第１０号）の第３３〜３
５ページに掲載された多層チップＶＣＯである。その断
面図は図３に示すとおりであり、多層チップＶＣＯは多
くのセラミック基板を積層した多層基板１を備えてい
る。これらのセラミック基板のうち、中央よりやや下側
に位置するセラミック基板の一面には、ＶＣＯの一部を
構成するストリップライン共振器の中心導体２が形成さ
れている。また、このストリップライン共振器の接地導
体板として、中心導体２を上下から挟むように、多層基
板１の底面には第１のベタグランド電極３が形成され、
適宜のセラミック基板に第２のベタグランド電極４が形
成される。更に、多層基板１の側面は側面電極５によっ
て被覆されており、ストリップライン共振器の中心導体
２の一端はスルーホール内の接続導体６を介して、多層
基板１の表面に形成された回路パターン７に接続され、
中心導体２の他端は側面電極５に接続される。これによ
り、終端短絡のトリプレート型ストリップライン共振器
が形成される。第２のベタグランド電極４と多層基板１
の上面との間のセラミック基板には、整合ラインやチョ
ークライン等の受動回路として働く内部電極８が形成さ
れ、内部電極８と回路パターン７との間及び回路パター
ン７とベタグランド電極２との間は接続導体によって適
宜接続される。以上のようにして、多層チップＶＣＯが
構成される。

【０００３】同様の提案が特開昭６３−２０９３０５号
公報によりなされており、図４は同公報に開示された発
振器の構造を示している。この発振器は、回路パターン
１０が表面に形成された第１の誘電体基板１１と、ベタ
グランド電極１２が表面に形成された第２の誘電体基板
１３と、表面に中心導体１４が形成され、裏面にベタグ
ランド電極１５が形成された第３の誘電体基板１６と、
裏面に回路パターン１７が形成された第４の誘電体基板
１８とを図示のとおりの順に積層し、更に、側面を側面
電極１９で覆った構造をしている。回路パターン１０、
１７はＶＣＯの発振器部を構成し、中心導体１４と２つ
のベタグランド電極１２、１５とによってＶＣＯのトリ
プレート型ストリップライン共振器が構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような多層基板
チップＶＣＯは、安価なプリント基板を積層して多層基
板を作成することにより価格を下げることができる。し
かし、プリント基板はｔａｎδが悪いうえに比較的吸湿
し易いので、図３や図４に示す構造の多層チップＶＣＯ
をプリント基板を用いて製作した場合、中心導体とベタ
グランド電極との間に容量が形成されることにより、以
下のような問題が生じる。即ち、多層チップＶＣＯを小
型化するにつれ、ストリップライン共振器の一方のベタ
グランド電極４、１２と他方のベタグランド電極３、１
５との間の間隔が極めて狭くなるため、その分、上下の
ベタグランド電極の間に積層されたプリント基板のｔａ
ｎδの影響が大きく現れてストリップライン共振器の電
力損失が大きくなり、そのＱ値が低下する。

【０００５】もう１つの問題は、プリント基板が比較的
吸湿し易いことに起因する。ストリップライン共振器の
共振周波数は、主に中心導体のインダクタンス、中心導
体と上下のベタグランド電極との間の浮遊容量及びプリ
ント基板の誘電率によって決められるが、プリント基板
が吸湿するとプリント基板の誘電率が変化してしまう。
このため、ストリップライン共振器の共振周波数がプリ
ント基板の吸湿によって変化してしまうという問題が生
じる。

【０００６】この発明は、上記の課題を解決するために
提案されたものであり、基板のｔａｎδや基板の吸湿に
影響されにくく、小型で安価な高周波回路を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、中心導体と該中心導体を挟む２つの
ベタグランド電極とから成るトリプレート型のストリッ
プライン共振器が内部に形成された多層基板の一方の面
に前記中心導体と電気的に接続された回路パターンを設
けたＶＣＯ等の高周波回路から、前記回路パターンに近
い方の前記ベタグランド電極を省略した形状であること
を特徴とする高周波回路、を提供する。

【０００８】この発明の高周波回路は、別の見方をする
と、回路パターンと、少なくとも整合ラインを含む内部
電極と、共振線路と、ベタグランド電極とが異なる層に
形成され、該共振線路と該ベタグランド電極とでストリ
ップライン共振器を構成して成る多層基板を備えるＶＣ
Ｏ等の高周波回路であって、前記ベタグランド電極と前
記内部電極とが前記共振線路を挟むように配置され、前
記共振線路と前記内部電極との間には別のベタグランド
電極が存在しないようにしたことを特徴とする高周波回
路、であると言うことができる。この場合、前記ストリ
ップライン共振器の共振周波数を決定する容量値は、前
記共振線路と前記ベタグランド電極との間に形成される
容量の値に実質的に等しい。

【０００９】この発明の高周波回路においては、前記多
層基板は複数の積層されたプリント基板から成ることが
好ましい。

【００１０】

【作用】トリプレート型のストリップライン共振器の２
つのベタグランド電極のうち、内部電極に近い方のベタ
グランド電極が存在しないため、このベタグランド電極
と共振線路との間の容量は除去される。この結果、スト
リップライン共振器の共振周波数を決定する容量値は、
共振線路とベタグランド電極との間に形成される容量の
値に実質的に等しくなり、高周波回路への基板のｔａｎ
δによる影響が低減される。しかも、基板の吸湿による
基板の誘電率の変化によってストリップライン共振器の
共振周波数が変動する度合が小さくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る高周波回
路の１つの実施の形態を概略的に示す断面図である。こ
の高周波回路２０は複数層の（図１においては第１層〜
第４層の）プリント基板２１、２２、２３、２４を積層
した多層基板を有する。第１層のプリント基板２１の表
面には、第１層の電極である回路パターン２５が形成さ
れており、回路パターン２５に対して回路部品が取り付
けられる。第２層のプリント基板２２の表面には、第２
層の電極である整合ラインやチョークライン等の受動回
路を含む内部電極２６が形成され、第３層のプリント基
板２３の表面には、ストリップライン共振器の共振線路
２７が第３層の電極として形成され、第４層のプリント
基板２４の表面には、ストリップライン共振器のベタグ
ランド電極２８が第４層の電極として形成されている。
図１の高周波回路は、上記の第１層〜第４層の電極をそ
れぞれ第１層〜第４層のプリント基板２１〜２４にそれ
ぞれ形成してから積層し、その側面に側面電極３０を形
成することによって製作される。プリント基板２１〜２
４の所要個所にはスルーホールが形成されており、その
内面に導体を形成することによって回路パターン２５、
内部電極２６及び中心導体２７の間を適宜接続し、高周
波回路を構成することは勿論である。

【００１２】図１から明らかなとおり、この発明に係る
高周波回路は、図３及び図４に示す従来のトリプレート
型のストリップライン共振器の２つのグランド電極のう
ちの内部電極に近い方のベタグランド電極を省略した形
状をしている点を特徴とする。従来のトリプレート型の
ストリップライン共振器は、中心導体を誘電体基板を介
して上下からベタグランド電極で挟む構造であるので、
しかも、内部電極と中心導体との間に１つのベタグラン
ド電極が配置されていて、ベタグランド電極と中心導体
との間隔が小さいので、中心導体とその上下のベタグラ
ンド電極との間に形成される容量の値は、積層されたプ
リント基板のｔａｎδやプリント基板の吸湿によって大
きく変化してしまう。このため、ストリップライン共振
器の特性、したがってＶＣＯ等の高周波回路の特性が変
動することは前記したとおりである。

【００１３】これを防止するため、この発明は、従来の
トリプレート型のストリップライン共振器の２つのベタ
グランド電極のうち、内部電極に近い方のベタグランド
電極を省略するようにしたものである。これにより、従
来のトリプレート型のストリップライン共振器の中心導
体と内部電極に近い方のベタグランド電極との間に形成
されていた容量は除去されることになる。

【００１４】したがって、この発明に係る高周波回路の
ストリップライン共振器は、従来のトリプレート型のス
トリップライン共振器に比べて容量が減少するので、プ
リント基板のｔａｎδや誘電率によって影響される度合
が低くなる。内部電極に近い方のベタグランド電極を省
略した結果、共振線路２７をベタグランド電極２８から
離して配置することが可能になるので、共振線路２７と
ベタグランド電極２８との間の容量を減らすことがで
き、ストリップライン共振器の共振周波数の変動を低減
することができる。更に、従来のトリプレート型のスト
リップライン共振器を用いた高周波回路に比べて、電極
の層が１つ減ったことになるので、製造コストが低減さ
れる。

【００１５】以下、第１層〜第４層の電極の具体例につ
いて図２を用いて説明する。なお、回路パターンや電極
を構成する導体は黒く塗りつぶされ、白い部分がプリン
ト基板の面である。

【００１６】図２の（ａ）は、第１層のプリント基板２
１の表面に形成された第１層の電極である回路パターン
２５の一例を示している。回路パターン２５は高周波回
路２０の増幅器、発振器等を構成するよう所要の形状を
有し、これに回路部品が電気的に接続される。

【００１７】（ｂ）は、第２層のプリント基板２２の表
面に形成された第２層の電極である内部電極２６の一例
を示している。内部電極２６は高周波回路のための整合
ラインやチョークライン等の受動回路を含む。内部電極
２６と回路パターン２５とは所定の個所でスルーホール
３１を介して電気的に接続される。

【００１８】（ｃ）は、第３層のプリント基板２３の表
面に形成された第３層の電極である共振線路２７の一例
を示している。共振線路２７は、所定の周波数で共振す
るよう、この図では蛇行した形状をしている。

【００１９】（ｄ）は、第４層のプリント基板２４の表
面に形成されたベタグランド電極２８の一例を示してお
り、裏面には端子電極が形成されている（図示せず）。
なお、端子電極が不要の場合には、ベタグランド電極２
８を第３層のプリント基板２３の裏面に形成し、第４層
のプリント基板２４と端子電極とを省略してもよい。

【００２０】

【実施例】以上、図１〜図２により説明した構成の高周
波回路を５．０×５．０×０．８ｍｍの大きさに製作し
た。その特性を測定したところ、ストリップライン共振
器のＱ値が向上し、Ｃ／Ｎが最高で５ｄＢ改善され、こ
の高周波回路が吸湿したときの周波数変動は、従来のも
のに比べて５０％低減された。

【００２１】

【発明の効果】以上、図を参照しながら１つの実施の形
態について詳述したところから明らかなとおり、この発
明は、トリプレート型のストリップライン共振器の２つ
のベタグランド電極のうち内部電極に近い方のベタグラ
ンド電極を省略した形状としたため、ストリップライン
共振器は基板のｔａｎδによる影響を受けにくくなり、
ストリップライン共振器のＱ値を向上させることができ
る。しかも、基板の吸湿によって基板の誘電率が変化し
ても、それによってストリップライン共振器の共振周波
数が変動する度合を従来に比べて極めて小さくすること
ができる。

【００２２】更に、この発明は、基板のｔａｎδや吸湿
による影響が軽減された結果、安価なプリント基板を用
いて多層基板を構成することができるので、安価な高周
波回路を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る高周波回路の１つの実施の形態
の構成を概略的に示す断面図である。

【図２】図１の高周波回路の各層の回路パターンの形状
の一例を示す図である。

【図３】従来の高周波回路の一例を説明するための断面
図である。

【図４】従来の高周波回路の他の例を説明するための図
である。

【符号の説明】

２０：高周波回路、２１：第１層のプリント基板、 ２
２：第２層のプリント基板、２３：第３層のプリント基
板、 ２４：第４層のプリント基板、２５：回路パター
ン、 ２６：内部電極、 ２７：共振線路、２８：ベタ
グランド電極、 ３０：側面電極、 ３１：スルーホー
ル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心導体と該中心導体を挟む２つのベタ
   グランド電極とから成るトリプレート型のストリップラ
   イン共振器が内部に形成された多層基板の一方の面に前
   記中心導体と電気的に接続された回路パターンを設けた
   ＶＣＯ等の高周波回路から、前記回路パターンに近い方
   の前記ベタグランド電極を省略した形状であることを特
   徴とする高周波回路。
2. 【請求項２】 回路パターンと、少なくとも整合ライン
   を含む内部電極と、共振線路と、ベタグランド電極とが
   異なる層に形成され、該共振線路と該ベタグランド電極
   とでストリップライン共振器を構成して成る多層基板を
   備えるＶＣＯ等の高周波回路であって、 前記ベタグランド電極と前記内部電極とが前記共振線路
   を挟むように配置され、前記共振線路と前記内部電極と
   の間には別のベタグランド電極が存在しないようにした
   ことを特徴とする高周波回路。
3. 【請求項３】 請求項２記載の高周波回路であって、前
   記ストリップライン共振器の共振周波数を決定する容量
   値が、前記共振線路と前記ベタグランド電極との間に形
   成される容量の値に実質的に等しいことを特徴とする高
   周波回路。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の高
   周波回路であって、前記多層基板が複数の積層されたプ
   リント基板から成ることを特徴とする高周波回路。