JPS6326103A - Piezoelectric vibrator and adjusting method for its oscillating frequency - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To attain a small size packaging as a composite component by connecting a piezoelectric vibrator and a voltage variable capacitive element on one and same substrate by an electric jumper wire for each electrode. CONSTITUTION:An electric jumper wire 7 is provided on the surface of an insulating substrate 6, the jumper 7 connects one electrode 12 of the piezoelectric vibrator 1 with an electrode 21 of a variable capacitive electrode 21 directly and is connected to other resistive elements or the like (not shown in figure). Then the piezoelectric vibrator 1 and the variable capacitive element 2 are provided side by side on the common substrate 6. Since the piezoelectric vibrator 1 and the variable capacitive element 2 are mounted on the substrate 6 side by side before packaging them, in packaging the entire part being the combination of two components, the packaging is made very small in size. In impressing a DC voltage for the adjustment, since the electrodes 12, 21 of the piezoelectric vibrator 1 and the variable capacitive element 2 are connected in common by the jumper 7, the electric characteristic is checked while both the elements are combined.

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 可変容量素子と圧電振動子を能動素子と接続して発振さ
せるとき、両者を共通基板上に配設させたもので、発振
回路組立の後に微調整することが必要となったとき、極
めて容易に精度良く実行可能である。[Detailed Description of the Invention] [Summary] When a variable capacitance element and a piezoelectric vibrator are connected to an active element to cause oscillation, both are arranged on a common substrate, and fine adjustments can be made after assembling the oscillation circuit. When it becomes necessary, it can be executed very easily and accurately.

［産業上の利用分野コ 本発明は可変容量素子と圧電振動子を能動素子と組合せ
接続して、高周波発振回路を構成する場合の、可変容量
素子を接続された圧電振動子に関する。[Industrial Field of Application] The present invention relates to a piezoelectric vibrator connected to a variable capacitance element when a high frequency oscillation circuit is constructed by connecting the variable capacitance element and the piezoelectric vibrator in combination with an active element.

可変容量素子特に電圧可変容量素子と、圧電振動子を接
続して電圧制御発振器を構成したとき、各素子を個別に
小型化した場合には、発振特性のばらつきが大きく、高
精度のものが得難いため、改善することが要望されてい
る。When a voltage controlled oscillator is constructed by connecting a variable capacitance element, especially a voltage variable capacitance element, and a piezoelectric vibrator, if each element is miniaturized individually, the oscillation characteristics vary widely and it is difficult to obtain high precision. Therefore, improvements are required.

［従来の技術］ 第４図は従来の圧電振動子を使用するコルピッツ発振回
路を示す。水晶などの圧電性材料の表裏面に１対の電ｉ
１１．１２を付けた圧電振動子１に、電圧可変容量素子
２（バリキャップなどと通称する）を組合せ接続し、更
にトランジスタ３などの能動素子と接続して高周波発振
回路を構成する。４は発振回路出力端子を示し、５は容
量可変用直流電圧印加端子を示す、端子５の直流電圧を
変化させるとき容量素子２の容量が変化し、そのため発
振周波数は振動子１の基本周波数から微小量変化し、そ
の出力を端子４から得ることができる。このような発振
用電子回路を小型・高密度で実装することが検討された
が、従来技術では、振動子ｌ・容量素子２と抵抗素子な
どを、それぞれ個別に第４図に破線で囲むように予めパ
・７ケージしておき、それらを単に接続して行（のみで
あった。[Prior Art] FIG. 4 shows a Colpitts oscillation circuit using a conventional piezoelectric vibrator. A pair of electric currents are placed on the front and back surfaces of a piezoelectric material such as crystal.
A voltage variable capacitance element 2 (commonly called a varicap or the like) is connected in combination to the piezoelectric vibrator 1 with the numbers 11 and 12 attached, and further connected to an active element such as a transistor 3 to form a high frequency oscillation circuit. 4 indicates an oscillation circuit output terminal, and 5 indicates a capacitance variable DC voltage application terminal. When the DC voltage at terminal 5 is changed, the capacitance of capacitive element 2 changes, and therefore the oscillation frequency changes from the fundamental frequency of vibrator 1. It changes by a minute amount, and its output can be obtained from the terminal 4. It has been considered to package such an oscillation electronic circuit in a small size and with high density, but in the conventional technology, the resonator 1, capacitive element 2, resistive element, etc. are each individually surrounded by broken lines in Figure 4. I made 7 packages in advance and simply connected them.

〔発明が解決しようとする問題点］ 従来技術によるパンケージ・実装では、各素子が単独で
製品となっているから、不揃いの大きさのパフケージを
単独に接続して行くことでは、小型化・高密度の実装は
困難であった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional technology for packaging and mounting, each element is a separate product, so connecting puff cages of uneven sizes individually does not result in miniaturization and height. Implementing density was difficult.

また、第５図に示すように容量可変用電圧を横軸に、変
化した周波数の量を縦軸にとって、成る振動子ａ１と容
量素子ｂ２を組合せたら、例えば実線Ａの特性が得られ
たとする。このとき振動子ａ１はそのままで、容量素子
をｂ２或いはｂ：ｌに選定し、それらを組合せたとき特
性はシフトして破線ＢまたはＣのように変化する。その
特性変化は素子の組合せをしたとき、始めて確認できる
ことである。Further, as shown in FIG. 5, if the capacitance variable voltage is plotted on the horizontal axis and the amount of frequency changed is plotted on the vertical axis, if the vibrator a1 and the capacitive element b2 are combined, the characteristics shown by the solid line A are obtained, for example. . At this time, the vibrator a1 remains as it is, the capacitive element b2 or b:l is selected, and when these are combined, the characteristics shift and change as indicated by the broken line B or C. Changes in characteristics can only be confirmed when elements are combined.

本発明の目的は前述の欠点を改善し、複合素子の状態と
なるように予め同一基板上に隣接して設けた可変容量素
子の接続された圧電振動子を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks and provide a piezoelectric vibrator in which variable capacitance elements are connected, which are provided adjacently on the same substrate in advance so as to form a composite element.

［問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明の基本構成を示す斜視図である。[Means for solving problems] FIG. 1 is a perspective view showing the basic configuration of the present invention.

第１図において、１は圧電振動子で、水晶・セラミック
或いはリチウムタンクレートなどの圧電性材料に対し電
極１１．１２を付けたもの、２はチップ状電圧可変容量
素子でバリキャップとかバラクタと呼ばれるもの、５は
容量可変用直流電圧印加端子を示す。圧電振動子１に可
変容量素子２を接続してから、図示しない能動素子と組
合せて高周波信号を発振する従来の圧電振動子において
、本発明は下記の構成としている。即ち絶縁性基板６を
をし、その表面に電気接続線７を設ける。接続ｖＡ７は
圧電振動子１の一方の電極１２と可変容量素子２の電極
２１とを直接に接続し、且つ図示しない他の抵抗素子な
どに接続させる。そして圧電振動子１と可変容量素子２
が共通基板６の上に隣接して設けられることである。In Figure 1, 1 is a piezoelectric vibrator with electrodes 11 and 12 attached to a piezoelectric material such as crystal, ceramic, or lithium tank plate, and 2 is a chip-shaped voltage variable capacitance element called a varicap or varactor. Reference numeral 5 indicates a DC voltage application terminal for varying the capacitance. The present invention has the following configuration in a conventional piezoelectric vibrator in which a variable capacitance element 2 is connected to a piezoelectric vibrator 1 and then combined with an active element (not shown) to oscillate a high frequency signal. That is, an insulating substrate 6 is formed and electrical connection lines 7 are provided on its surface. The connection vA7 directly connects one electrode 12 of the piezoelectric vibrator 1 and the electrode 21 of the variable capacitance element 2, and also connects it to another resistance element (not shown). And piezoelectric vibrator 1 and variable capacitance element 2
are provided adjacently on the common substrate 6.

また第２発明の構成は下記のとおりである。即ち第１図
に示すように可変容量素子２と接続された圧電振動子１
を組合せたとき、発振周波数を調整する方法として、前
記可変容量素子２と図示しない能動素子に動作用直流電
圧を印加しながら、圧電振動子１の電極１２に対し発振
周波数を微調整する手段を施すことである。Further, the configuration of the second invention is as follows. That is, as shown in FIG. 1, a piezoelectric vibrator 1 connected to a variable capacitance element 2
When combined, the oscillation frequency can be adjusted by means of finely adjusting the oscillation frequency with respect to the electrode 12 of the piezoelectric vibrator 1 while applying an operating DC voltage to the variable capacitance element 2 and an active element (not shown). It is to give.

［作用〕 第１図に示す圧電振動子１と可変容量素子２は、それら
をパッケージする前に基板２上に隣接して搭載している
から、２つの素子を組合せた全体をパッケージするとき
、非常に小型にできる。そして直流電圧を印加して調整
するとき、第２図に等価回路を示すように、圧電振動子
１と可変容量素子２とが接続線７により各素子の電極１
２と２１とを共通接続している。そのため画素子を組合
せた状態で電気的特性をチェックすることができる。[Function] Since the piezoelectric vibrator 1 and the variable capacitance element 2 shown in FIG. 1 are mounted adjacent to each other on the substrate 2 before being packaged, when the entire combination of the two elements is packaged, Can be made very small. When applying and adjusting a DC voltage, as shown in the equivalent circuit in FIG.
2 and 21 are commonly connected. Therefore, the electrical characteristics of the combined pixel elements can be checked.

第２図において、８，９は能動素子との接続端子を示す
。In FIG. 2, reference numerals 8 and 9 indicate connection terminals with active elements.

また第２発明については、直流電圧を印加して通常に動
作させている可変容量素子と能動素子が存在しているた
め、例えば周囲を真空状態として振動子電極１２にレー
ザ光線を照射すれば、電極の一部が削られ、発振周波数
が微小値高くなる。Regarding the second invention, since there are variable capacitance elements and active elements that are normally operated by applying a DC voltage, for example, if the vibrator electrode 12 is irradiated with a laser beam while the surroundings are in a vacuum state, A part of the electrode is shaved off, and the oscillation frequency increases by a small amount.

［実施例コ 第３図は本発明実施例の回路図を示す。第３図において
、２−１．２−２は同一特性の２個の可変容量素子で、
その陰極側は共に直流電圧印加端子５と接続され、容量
素子２−１の陽極は接続線７を介して圧電振動子１と、
また抵抗素子１５と接続する。容量素子２−２の陽極は
抵抗素子１５の他端と共に能動素子との接続端子９と接
続する。[Embodiment 3] FIG. 3 shows a circuit diagram of an embodiment of the present invention. In Figure 3, 2-1.2-2 are two variable capacitance elements with the same characteristics,
Both cathode sides are connected to the DC voltage application terminal 5, and the anode of the capacitive element 2-1 is connected to the piezoelectric vibrator 1 via the connecting wire 7.
It is also connected to the resistance element 15. The anode of the capacitive element 2-2 is connected to the other end of the resistive element 15 and to the connection terminal 9 for connection to an active element.

２−１．２−２は共通基板上に振動子１と隣接して配置
する。この発振回路において端子８．９から可変容量素
子２−１．２−２の方を見たとき、それらは全て直列接
続されている。したがって端子５から所定の直流電圧を
印加したとき、各容量値が同時に変化するため、振動子
１に対し影響する容量変化量が２倍となる。なお抵抗素
子１５は接続線７の対地インピーダンスを低下させない
ような値に選定す之ことが必要で、厚膜印刷などで製造
することが良い。2-1.2-2 is arranged adjacent to the vibrator 1 on the common substrate. In this oscillation circuit, when looking at the variable capacitance elements 2-1, 2-2 from the terminal 8.9, they are all connected in series. Therefore, when a predetermined DC voltage is applied from the terminal 5, each capacitance value changes simultaneously, so that the amount of capacitance change that affects the vibrator 1 is doubled. Note that the resistance element 15 must be selected to a value that does not reduce the ground impedance of the connection line 7, and is preferably manufactured by thick film printing or the like.

各素子を同一基板上に搭載するとき、従来の振動子単体
のパフケージと殆ど同じ大きさのパンケージを使用して
組み込むことができる。When each element is mounted on the same substrate, it can be assembled using a pan cage that is almost the same size as the puff cage for a conventional single vibrator.

また動作状態にした回路に対し、周波数微調整するため
振動子電極に対する調整手段は、レーザ光照射による電
極の削り取り　（トリミング）以外に、金属微粒子をス
パッタリングすることにより厚さを増加させ、周波数を
低下させることもできる。In addition, in order to finely adjust the frequency of the circuit in the operating state, the adjustment means for the vibrator electrode is not only trimming the electrode by laser beam irradiation, but also increasing the thickness by sputtering fine metal particles to increase the frequency. It can also be lowered.

［発明の効果］ このようにして本発明によると、圧電振動子と電圧可変
容量素子とが同一基板上で、各電極同士を電気接続線に
より接続しているから、複合部品として極めて小型にパ
ッケージすることが容易にできる。そのため発振回路に
構成したときその周波数を、画素子合体の状態で（勿論
パッケージする前に）測定しながら、調整することが容
易にできる。その調整などは個別にパフケージした素子
を使用する場合と比較して、組み立て部品とじて傾向が
同様となって処理が簡便になる。また小型化が可能とな
るから、大型基板の上に組み立て部品を複数・大量に並
べて配置することができ、低コストの量産が可能となる
。[Effects of the Invention] In this way, according to the present invention, the piezoelectric vibrator and the voltage variable capacitance element are on the same substrate, and the electrodes are connected to each other by electrical connection lines, so that the composite component can be packaged in an extremely small size. can be easily done. Therefore, when configured as an oscillation circuit, the frequency can be easily adjusted while measuring the combined pixel elements (before packaging, of course). Compared to the case where individually puff-caged elements are used, the adjustment and the like tend to be the same for the assembled parts, making the processing easier. Furthermore, since it is possible to downsize, a large number of assembled parts can be arranged side by side on a large board, and low-cost mass production is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の基本構成を示す図、 第２図は第１図についての等価回路を示す図、第３図は
本発明実施例の主要部回路を示す図、第４図は従来の振
動子を使用する発振回路の図、第５図は可変容量素子に
印加する電圧対周波数変化量の関係を示す図である。 １−圧電振動子 ２．２−１．２−２・・−電圧可変容量素子３・・・ト
ランジスタ ４−・発振回路出力端子 ５−・直流電圧印加端子 ６−絶縁性基板　　　　　７・・・電気接続線１１．１
２−圧電振動子電極 ２１・・−容量素子電極 凧宛引の基本構成図 第１因 Ｉ Ｍｌ園の等個回路団 第２図 第３図 制＠電ｆｆ（Ｖ） 第５図Fig. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing an equivalent circuit for Fig. 1, Fig. 3 is a diagram showing the main circuit of the embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing the conventional FIG. 5, which is a diagram of an oscillation circuit using a vibrator, is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the variable capacitance element and the amount of frequency change. 1-piezoelectric vibrator 2.2-1.2-2...-voltage variable capacitance element 3...transistor 4--oscillation circuit output terminal 5--DC voltage application terminal 6-insulating substrate 7...electricity Connection line 11.1
2-Piezoelectric vibrator electrode 21...-Capacitive element electrode Basic configuration diagram of kite delivery 1st factor I Equal circuit group of Ml garden 2nd diagram 3rd diagram @Electric ff (V) Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 I 、圧電性材料に電極（１１）（１２）を設けた圧電
振動子（１）に、周波数微調整用の可変容量素子を接続
してから、能動素子と組合せて高周波信号を発振する圧
電振動子において、 該圧電振動子（１）の一方の電極（１２）と電気接続線
（７）により接続された電極（２１）を有するチップ状
電圧可変容量素子（２）が、圧電振動子（１）と共通の
絶縁性基板（６）上に隣接して設けられたことを特徴と
する可変容量素子と接続された圧電振動子。 II、圧電振動子（１）・電圧可変容量素子（２）は同一
パッケージに封入されたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の圧電振動子。 III、圧電性材料に電極（１１）（１２）を設けた圧電
振動子（１）に、周波数微調整用の可変容量素子（２）
を接続してから、能動素子と組合せて高周波信号を発振
する圧電振動子の発振周波数を調整する方法において、 該圧電振動子（１）の一方の電極（１２）と電気接続線
（７）により接続された電極（２１）を有するチップ状
電圧可変容量素子（２）が、圧電振動子（１）と共通の
絶縁性基板（６）上に隣接して設けられ、該電圧可変容
量素子（２）と前記能動素子に動作用直流電圧を印加し
ながら、圧電振動子の電極（１１）に対し発振周波数微
調整手段を施すことを特徴とする圧電振動子の発振周波
数を調整する方法。[Claims] I. A piezoelectric vibrator (1) in which electrodes (11) and (12) are provided on a piezoelectric material is connected to a variable capacitance element for fine frequency adjustment, and then combined with an active element to generate high frequency signals. A piezoelectric vibrator that oscillates a signal includes a chip-shaped voltage variable capacitor (2) having an electrode (21) connected to one electrode (12) of the piezoelectric vibrator (1) by an electrical connection line (7). A piezoelectric vibrator connected to a variable capacitance element, characterized in that the piezoelectric vibrator (1) and the piezoelectric vibrator (1) are provided adjacently on a common insulating substrate (6). II. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator (1) and the voltage variable capacitance element (2) are enclosed in the same package. III. A piezoelectric vibrator (1) with electrodes (11) and (12) provided on a piezoelectric material, and a variable capacitance element (2) for fine frequency adjustment.
A method for adjusting the oscillation frequency of a piezoelectric vibrator that oscillates a high frequency signal in combination with an active element after connecting one electrode (12) of the piezoelectric vibrator (1) to an electrical connection line (7) A chip-shaped voltage variable capacitor (2) having a connected electrode (21) is provided adjacently on an insulating substrate (6) common to the piezoelectric vibrator (1). ) A method for adjusting the oscillation frequency of a piezoelectric vibrator, comprising applying an oscillation frequency fine adjustment means to the electrode (11) of the piezoelectric vibrator while applying an operating DC voltage to the active element.