恒温型圧電発振器
【課題】周波数安定度を高め、消費電力を低減した小型化の高安定圧電発振器を得る。
【解決手段】ベース部材７から延びる接続ピン８により電気的機械的に接続支持されたプ
リント基板５と、プリント基板５に熱的に非結合状態で支持された圧電振動子２５と、プ
リント基板５に搭載された発振回路部品２０と、圧電振動子２５の温度制御用の第１の温
度制御部１０と、発振回路部品２０の温度制御用の第２の温度制御部１４と、ケース９と
、を備え、第１の温度制御部は、圧電振動子の加熱用であり且つプリント基板と熱的に非
結合状態にある第１の発熱部品１１、第１の感温素子１２、及び第１の温度制御回路部品
１３を含み、第２の温度制御部は、発振回路部品加熱用の第２の発熱部品１５、第２の感
温素子１６、及び第２の温度制御回路部品１７を含む。
【解決手段】ベース部材７から延びる接続ピン８により電気的機械的に接続支持されたプ
リント基板５と、プリント基板５に熱的に非結合状態で支持された圧電振動子２５と、プ
リント基板５に搭載された発振回路部品２０と、圧電振動子２５の温度制御用の第１の温
度制御部１０と、発振回路部品２０の温度制御用の第２の温度制御部１４と、ケース９と
、を備え、第１の温度制御部は、圧電振動子の加熱用であり且つプリント基板と熱的に非
結合状態にある第１の発熱部品１１、第１の感温素子１２、及び第１の温度制御回路部品
１３を含み、第２の温度制御部は、発振回路部品加熱用の第２の発熱部品１５、第２の感
温素子１６、及び第２の温度制御回路部品１７を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数制御デバイス等として使用される恒温型圧電発振器（高安定圧電発振
器）の改良に関し、特に圧電振動子をパワートランジスタ等の発熱部品により加熱すると
ともに、温度制御回路によって加熱温度を制御する構成を備えた恒温型電発振器において
、実装基板上に配置された発振回路部品に対する温度制御が不十分であったことによる不
具合を解決することができる恒温型圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信の基地局や伝送通信装置に用いる周波数制御デバイスである水晶発振器等の
圧電発振器として、外部の温度変化に影響されることなく高安定な周波数を出力すること
ができる恒温槽型圧電発振器が従来から知られている。更に、近年これらの分野では、各
種機器に対して、小型、軽量であることが求められてきているため、それに対応して恒温
槽型圧電発振器についても小型、軽量化が市場から求められている。
従来の恒温槽型圧電発振器は、高安定な周波数を得る為に、熱容量が大きい金属ブロッ
ク等の恒温槽（ｏｖｅｎ）の凹所内に圧電振動子を収容し、更に金属ブロックをヒータに
より所定の温度に加熱していた。しかし、大型の金属ブロックを用いると、発振器全体の
嵩が増大するため、小型、軽量化という要請を満たすことができなかった。また、金属ブ
ロックを介して圧電振動子内部の圧電振動素子を加熱する構成であったため、ヒータから
の熱が圧電振動素子に達して、所望周波数に達するまでに長い時間を要するという問題が
あった。
大型の金属ブロックを用いないタイプの小型化された高安定圧電発振器として、特開２
００８−２８６１９号公報（特許文献１）には、高安定圧電発振器及びその製造方法が開
示されている。図５（ａ）は高安定圧電発振器に用いられる圧電振動子収納ケースの構造
を示した図である。収納ケース６１は、一端開口内に水晶振動子７２を収納する筒状の振
動子収納部６２と、サーミスタ７８を内部に収納する小径筒状のサーミスタ収納部６３と
から構成され、振動子収納部６２の側面にサーミスタ収納部６３がハンダ６４により接続
されている。
【０００３】
図５（ｂ）は高安定水晶発振器の構造を示した断面図である。高安定水晶発振器は、プ
リント基板７１と、プリント基板７１の底面に接続される水晶振動子７２と、水晶振動子
１２を加熱するためにプリント基板７１に固定されたパワートランジスタ７３と、発振器
ケース７４（７４ａ、７４ｂ）と、プリント基板１１と接続された端子７５と、を備えて
いる。更に、プリント基板７１には、発振回路と加熱制御回路を構成する各種部品７６が
実装されている。
図５（ａ）に示した収納ケース６１の振動子収納部６２の外面にパワートランジスタ７
３をハンダ付けして熱源ユニットを構成する。熱源ユニットの振動子収納部６２及びサー
ミスタ収納部６３には、それぞれ水晶振動子７２及びサーミスタ７８を収納する。さらに
、プリント基板７１上には、水晶振動子７２を収納した熱源ユニットと平面的に重なる部
分に貫通穴８０を形成し、この貫通穴８０内にパワートランジスタ７３を配置する。この
ように構成すれば、水晶振動子７２に対してパワートランジスタ７３を直接ハンダ付けす
ることなく、水晶振動子７２の金属ケース７２ａとパワートランジスタ７３との間の熱抵
抗を極力小さくすることができると開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８６１９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された高安定圧電発振器は、圧電振動子、圧電振動子加熱用の発熱部
品、感温素子を一体化構造として高安定な周波数を出力可能な圧電発振器を構成している
。しかしながら、この従来例は加熱対象を局所に絞っているため、低消費電力化を図れる
が、周囲温度が変化した場合に発振回路部品の温度が変化し、発振回路部品の負荷容量が
変化して周波数安定度が劣化する。つまり、加熱される対象が圧電振動子のみに限定され
ているため、発振回路部品が周囲温度変化による温度変化の影響を受け易く、更なる周波
数の高安定化の実現には限界があるという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、周波数安定度を高め、且つ消費電
力の少ない小型化された高安定圧電発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本発明に係る恒温型圧電発振器は、周波数安定度を高め、且つ消費電力の
少ない小型化された高安定圧電発振器を実現するため、マザーボードへの搭載用のベース
部材と、該ベース部材上面から離間した位置で該ベース部材から延びる接続ピンにより電
気的機械的に接続支持されたプリント基板と、該プリント基板により熱的な非結合状態で
支持された圧電振動子と、前記プリント基板に搭載された発振回路部品と、前記圧電振動
子の温度制御用の第１の温度制御部と、前記発振回路部品の温度制御用の第２の温度制御
部と、前記ベース部材との間で上記各構成要素を封止する恒温槽を形成するケースと、を
備えた恒温型圧電発振器であって、前記第１の温度制御部は、前記圧電振動子加熱用であ
り且つ前記プリント基板と熱的に非結合状態にある第１の発熱部品、第１の感温素子、及
び第１の温度制御回路部品を含み、前記第２の温度制御部は、前記発振回路部品加熱用の
第２の発熱部品、第２の感温素子、及び第２の温度制御回路部品を含み、プリント基板に
実装されていることを特徴とする恒温型圧電発振器である。
【０００８】
前記圧電振動子の温度制御用の第１の温度制御部と、前記発振回路部品の温度制御用の
第２の温度制御部との２つの温度制御部を設け、夫々個別に制御することにより、前記圧
電振動子を最適な温度に、また発振回路部品の温度を前記恒温型圧電発振器の使用温度範
囲の上限より略２℃だけ高めに、と夫々個別に設定することが可能となり、恒温型圧電発
振器の安定度を改善すると共に、省電力化にも効果がある。その上、発振回路部品の温度
を必要以上に上げないことにより、発振回路部品の劣化を遅らせることができるという効
果もある。
【０００９】
［適用例２］また恒温型圧電発振器は、前記第１の温度制御部の設定温度が、前記圧電
振動子のゼロ温度係数の温度に設定され、前記第２の温度制御部の設定温度が、前記恒温
型圧電発振器の使用温度上限プラス略２℃に設定されていることを特徴とする適用例１に
記載の恒温型圧電発振器である。
【００１０】
例えばＳＣカット水晶振動子の場合では、前記第１の温度制御部の設定温度が零温度係
数を示す頂点温度に設定されることにより、恒温型圧電発振器の安定度が改善されるとい
う効果がある。また、発振回路部品の温度を恒温型圧電発振器の使用温度範囲の上限より
略２℃だけ高めに設定することにより、発振回路部品の負荷容量の値が安定化し、恒温型
圧電発振器の安定度を高めると共に、省電力化にも効果がある。
【００１１】
［適用例３］また恒温型圧電発振器は、前記プリント基板に発振周波数可変用の可変容
量素子が搭載されており、前記第２の温度制御部による加熱対象を、前記可変容量素子の
実装エリアに極限したことを特徴とする適用例１に記載の恒温型圧電発振器である。
【００１２】
前記第２の温度制御部による加熱対象を、前記可変容量素子が実装されるプリント基板
周辺に極限することにより、第２の温度制御部で消費される電力を低減することができる
という効果がある。
【００１３】
［適用例４］また恒温型圧電発振器は、前記ベース部材が、前記ケースとの協働によっ
て前記恒温槽を形成する下金属ケース部材であり、前記接続ピンが、該下金属ケース部材
に設けた穴を絶縁材を介して貫通して下端部を外部に突出させていることを特徴とする適
用例１乃至３の何れか一項に記載の恒温型圧電発振器である。
【００１４】
前記ベース部材が下金属ケース部材で形成され、該ベース部材と前記ケースとの協働に
よって前記恒温槽を形成することにより、堅牢で且つ高安定の恒温型圧電発振器が構成さ
れるという効果がある。更に、金属性のケースとベース部材により外部ノイズを遮断する
と共に、外部に対してもノイズの放射を防ぐ効果がある。
【００１５】
［適用例５］また恒温型圧電発振器は、前記ベース部材は、表面実装用のベースプリン
ト基板であり、前記接続ピンの下端部を支持していることを特徴とする適用例１乃至３の
何れか一項に記載の恒温型圧電発振器である。
【００１６】
ベース部材に表面実装用のベースプリント基板を用いて恒温型圧電発振器を構成するこ
とにより、表面実装タイプの恒温型圧電発振器が可能となり、マザーボードへの実装が自
動化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施例の恒温型圧電発振器１の構成を示した図であり、（ａ）はプリント基板の上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は圧電振動子ブロック体の側面図、（ｄ）はベース部材と接続ピンの側面図、（ｅ）は恒温型圧電発振器１の断面図。
【図２】第２の実施例の恒温型圧電発振器２の構成を示した図であり、（ａ）はプリント基板の上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は圧電振動子ブロック体の側面図、（ｄ）はベース部材と接続ピンの側面図、（ｅ）は恒温型圧電発振器２の断面図。
【図３】第３の実施例の恒温型圧電発振器３の断面図。
【図４】第４の実施例の恒温型圧電発振器４の断面図。
【図５】（ａ）は圧電振動子収納ケースの構造を示した図、（ｂ）は従来の高安定圧電発振器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施
形態に係る恒温型圧電発振器（高安定圧電発振器）１の構成を示す概略図である。図１（
ａ）はプリント基板の上面図、同図（ｂ）はプリント基板の側面図、同図（ｃ）は圧電振
動子に第１の発熱部品と、第１の感温素子とを取り付けた状態を示す側面図、同図（ｄ）
はベース部材に絶縁材を介して接続ピンを取り付けた部材の側面図、同図（ｅ）は本発明
に係る恒温型圧電発振器１の断面図である。
恒温型圧電発振器１は、図１（ｅ）に示すように、マザーボードへの搭載用のベース部
材７と、ベース部材７上面から離間した位置で該ベース部材７から延びる接続ピン８によ
り電気的機械的に接続支持されたプリント基板５と、該プリント基板５により熱的に非結
合な状態で支持された圧電振動子２５と、プリント基板５に搭載された発振回路部品２０
（２０ａ、２０ｂ）と、圧電振動子２５の温度制御用の第１の温度制御部１０（１１、１
２、１３）と、発振回路部品２０の温度制御用の第２の温度制御部１４（１５、１６、１
７）と、ベース部材７との間で上記各構成要素を封止して恒温槽を形成するケース９と、
を備えている。
【００１９】
第１の温度制御部１０は、圧電振動子２５の加熱用であり且つプリント基板５と熱的に
非結合状態にある第１の発熱部品１１（例えばパワートランジスタ等）と、例えばサーミ
スタ等の第１の感温素子１２と、第１の感温素子１２からの温度検知信号に基づき第１の
発熱部品１１を制御する第１の温度制御回路部品１３と、を備えており、プリント基板５
に搭載されている。
第２の温度制御部１４は、発振回路部品２０の加熱用の第２の発熱部品１５（例えば、
ジュール熱を発生するチップ抵抗、ヒータ等）と、例えばサーミスタ等の第２の感温素子
１６と、第２の感温素子１６からの温度検知信号に基づいて第２の発熱部品１５を制御す
る第２の温度制御回路部品１７と、を備えており、プリント基板５の上面に搭載されてい
る。
発振回路部品２０は、圧電振動子２５を発振させるためのＩＣ化された発振回路素子２
０ａと、例えばバリキャップダイオード等の可変容量素子２０ｂと、を備えている。なお
、可変容量素子２０ｂを備えているのは、恒温型圧電発振器１の発振周波数を必要に応じ
て可変するためである。
【００２０】
図１（ａ）に示すようにプリント基板５にはその周縁に接続ピン８を貫通させ接続・固
定するためのスルーホール６ａが複数個形成されている。また、プリント基板５には、圧
電振動子２５のリード端子２５ａ用の複数のスルーホール６ｂ、第１の発熱部品の端子１
１ａ用の複数のスルーホール６ｃ、第１の感温素子の端子１２ａ用の複数のスルーホール
６ｄ等が形成されている。
そして図１（ａ）、（ｂ）に示すように、プリント基板５の一方の面には、第１の温度
制御回路部品１３と、第２の発熱部品１５と、第２の感温素子１６と、第２の温度制御回
路部品１７と、が実装されている。また、他方の面には、発振回路素子２０ａと、可変容
量素子２０ｂとから成る発振回路部品２０が実装されている。
【００２１】
図１（ｃ）に示すように、圧電振動子２５の図中上面に第１の発熱部品（例えばパワー
トランジスタ等）１１をクリーム半田、あるいは熱伝導の良好な接着剤等を用いて接着・
固定し、圧電振動子２５の側面に第１の感温素子１２（例えばサーミスタ等）を、熱伝導
の良好な接着剤を用いて接着・固定して、圧電振動子ブロック体２３を構成する。圧電振
動子ブロック体２３の第１の発熱部品１１のリード端子１１ａ（パワートランジスタの場
合は３本）は、所定の位置から第１の発熱部品１１の主表面に対し、略直角に折り曲げら
れている。同様に、圧電振動子２５のリード端子２５ａ（通常は２本）も所定の位置から
主表面に対し略直角に折り曲げられている。第１の感温素子の端子１２ａ（２本）は、他
のリード端子１１ａ、２５ａに比べて細く、柔軟であり、予め曲げておく必要はない。
圧電振動子ブロック体２３のリード端子１１ａ、１２ａ、２５ａを、プリント基板５の
スルーホール６ｃ、６ｄ及び６ｂに通し、第１の発熱部品１１の上面が発振回路素子２０
ａ及び可変容量素子２０ｂの夫々の面に当接するようにし、リード端子１１ａ、１２ａ、
２５ａをスルーホール６ｃ、６ｄ、６ｂに半田で固定してプリント板ブロックを構成する
。
なお、圧電振動子２５は、例えば水晶振動子であり、金属ケース内に圧電振動素子（水
晶振動素子）を気密封止し、金属ケース内に延びるリード端子２５ａの内側端部により圧
電振動素子を金属ケースと非接触に支持した構成を有している。圧電振動素子とは、圧電
基板（水晶基板）の主面に励振電極を形成した素子である。
【００２２】
図１（ｄ）に示すようにベース部材７と接続ピン８とを絶縁材を介して接続する。具体
的には、ベース部材７として金属板を用いる場合には金属板に複数の穴７ａを開け、穴７
ａ内にハーメチックシール材（絶縁材料）を介して接続ピン８を挿通支持する。
また、ベース部材７として表面実装用のプリント基板、セラミック基板等の絶縁材を用
いる場合には、これらの絶縁材に複数のスルーホールを形成し、該スルーホールに金属製
の接続ピン８を通し、所定の長さで接続ピン８とスルーホールを半田付けする。この場合
、接続ピン８の下端部がベース部材７から突出しないように支持する。
図１（ｄ）に示したベース部材７面から直交して伸びる接続ピン８に、プリント板ブロ
ックのスルーホール６ａを通し、プリント板ブロックの圧電振動子２５がベース部材７か
ら離間した位置で、スルーホール６ａと接続ピン８とを半田で接続・固定する。
そして、図１（ｅ）の断面図に示すように、プリント板ブロックを覆うように金属ケー
ス９を被せ、ベース部材７の外側周縁とケース９の下部とを半田付けして、恒温型圧電発
振器１を完成する。なお、図１（ｅ）の例は金属製のベース部材７を想定した断面図であ
る。
図示した例では、ベース部材７は、金属ケース（上金属ケース）９との協働によって恒
温槽を形成する下金属ケース部材であり、接続ピンは、下金属ケース部材７に設けた穴を
絶縁材を介して貫通して下端部を外部に突出させている。
【００２３】
本発明に係る恒温型圧電発振器（高安定圧電発振器）１に用いる圧電振動子には、例え
ばＳＣカット水晶振動子を用いる。ＳＣカット水晶振動子は二回回転の水晶基板を用いた
水晶振動子で、３つの振動モードが励振され、その中で一番低い周波数である主振動は厚
みすべり振動モード（Ｃモード）である。この振動モードより高周波側に厚みねじれモー
ド（Ｂモード）、厚み縦モード（Ａモード）等が存在する。主振動のＣモード（共振周波
数ｆ１）に隣接するＢモードの共振周波数（ｆ２）は、Ｃモードの共振周波数ｆ１より約
９〜１０％程度高周波側に存在するため、周波数ジャンプ現象等を引き起こさないように
発振回路に工夫を施す必要がある。
また、ＳＣカット振動子（Ｃモード）の周波数温度特性は３次曲線を呈し、その変曲点
温度（Ｔｉ）は約９５℃にある。そして、変曲点温度（Ｔｉ）より低温側で零温度係数を
示す頂点温度Ｔｐは、切断する２回回転角に依存し、頂点温度Ｔｐの設定範囲は７０℃〜
８５℃程度となる。従って、第１の温度制御部１０の設定温度を頂点温度Ｔｐの近傍に設
定する。
【００２４】
本発明の恒温型圧電発振器（高安定圧電発振器）１の特徴は、圧電振動子２５の温度を
、零温度係数を示す頂点温度Ｔｐに保持する第１の温度制御部１０と、発振回路部品２０
を恒温型圧電発振器１の使用温度範囲の上限より略２℃高く保持する第２の温度制御部１
４と、の２つの温度制御部を設けたことである。しかも圧電振動子２５はプリント基板５
と接触させず、第１の温度制御部１０の第１の発熱部品１１も発振回路部品２０（発振回
路素子２０ａ、可変容量素子２０ｂ）を介してプリント基板５に接するようにしてある。
これは発熱部品１１から発生する熱のプリント基板５への伝導を抑えるためである。
恒温型圧電発振器１の周囲の温度が変化すると、発振回路部品２０の温度が変化し、圧
電振動子２５からみた負荷容量が変化することになる。発振回路部品２０の負荷容量がわ
ずかに変化しても恒温型圧電発振器１の発振周波数が変動する。この点に留意して恒温型
圧電発振器１の熱分布の設計を行った。
従来の二重恒温槽タイプの高安定圧電発振器は、内側の恒温槽に圧電振動子を収容し、
外側の恒温槽に発振回路部品を収容して、内側の恒温槽の温度変化を略０．１℃、外側の
恒温槽の温度変化を略１℃に保持し、安定度として１０-10程度を得ていた。このことか
らも周囲の温度変化に対し発振回路部品の温度を恒温に保持することが重要であることが
分かる。
しかし、移動体通信、例えばＷＣＤＭＡ基地局には小型（一例として２５ｍｍ×２０ｍ
ｍ×１２）、低価格であり、周波数安定度が１０-9程度の周波数可変型高安定圧電発振器
が要求されている。周波数可変型にするには可変容量素子（バリキャップダイオード等）
を搭載する必要がある。
【００２５】
そこで、本発明の恒温型圧電発振器１は以上のことを考慮し、プリント基板５上に第２
の発熱部品１５、第２の感温素子１６及び第２の温度制御回路部品１７から成る第２の温
度制御部１４を設け、発振回路素子２０ａ、可変容量素子２０ｂから成る発振回路部品２
０の温度変化を所定の温度範囲内に保持できるようにした。つまり、圧電振動子２５の温
度保持は第１の温度制御部１０で、発振回路部品２０の温度保持は第２の温度制御部１４
でと、夫々個別に制御することにした。このように個別に制御することにより、圧電振動
子２５を最適な温度、つまり零温度係数を示す頂点温度Ｔｐに、発振回路部品２０の温度
を恒温型圧電発振器１の使用温度範囲の上限より略２℃だけ高めに、と夫々個別に設定す
ることが可能となり、恒温型圧電発振器１の安定度が改善されると共に、省電力化にも適
している。その上、発振回路部品２０の温度を必要以上に上げないことにより、発振回路
部品２０の特性劣化を遅らせることができるという効果もある。
【００２６】
恒温型圧電発振器１の安定度向上に寄与するのは、第１及び第２の発熱部品１１、１５
で発生する熱の外部への伝導を抑える構成であり、プリント基板５とベース部材７とを接
続する接続ピン８の太さを細くして熱抵抗を高める等の細かい点の考慮も必要である。
また、図１（ｅ）に示す恒温型圧電発振器１の断面図では、第１の発熱部品１１と発振
回路部品２０とを当接した図を示したが、第１の発熱部品１１と発振回路部品２０との間
に空間を設け、第１の発熱部品１１から生じる熱が圧電振動子２５に集中し、発振回路部
品２０、プリント基板５等への熱伝導を低減するようにしてもよい。
また、プリント基板５の一部を切欠きし、この切欠き部に圧電振動子２５、第１の発熱
部品１１、第１の感温素子１２から成る圧電振動子ブロック体２３を取り付けた構造にす
れば、第１の発熱部品１１からの発生する熱のプリント基板５等への伝導を抑えることが
できるし、恒温型圧電発振器１の低背化にも寄与する。
金属製のベース部材７及びケース９と、第１及び第２の温度制御部との協働により恒温
槽を形成することになり、堅牢で且つ高安定の恒温型圧電発振器が構成されるという効果
がある。更に、金属性のケースとベース部材により外部ノイズを遮断すると共に、外部に
対してもノイズの放射を防ぐ効果がある。
【００２７】
図２は第２の実施例の恒温型圧電発振器２の構成を示す概略図である。図２（ａ）はプ
リント基板の上面図、同図（ｂ）はプリント基板の側面図、同図（ｃ）は圧電振動子２５
に第１の発熱部品１１と、第１の感温素子１２とを取り付けた圧電振動子ブロック体２３
の側面図、同図（ｄ）はベース部材７に絶縁材を介して接続ピン８を取り付けた部材の側
面図、同図（ｅ）は第２の実施例の恒温型圧電発振器２の断面図である。図１と同じ部位
で同じ機能の部品には同じ符号を付している。第２の実施例の恒温型圧電発振器２が、図
１に示した恒温型圧電発振器１と異なる点は、第２の温度制御部１４、特に第２の発熱部
品１５の配置である。恒温型圧電発振器２では、発振回路部品２０の中、特に可変容量素
子２０ｂ（バリキャップダイオード等）の温度保持に留意している。第２の温度制御部１
４により、発振回路部品２０の中でも特に周波数安定度の敏感な可変容量素子２０ｂの周
辺の局所のプリント基板５の温度を所定の温度に維持することが、恒温型圧電発振器１の
安定度に大きく寄与する。つまり、第２の温度制御部による加熱対象を可変容量素子２０
ｂの実装エリアに極限したことである。プリント基板５の局所の温度のみを維持するので
、低消費電力化にも効果がある。
【００２８】
図３は、第３の実施例の表面実装タイプの恒温型圧電発振器３の構造を示す概略断面図
である。図１に示した恒温型圧電発振器１と異なる点は、プリント基板５を貫通する接続
ピン８をベース部材７の上面に形成したランド電極に半田付けして、表面実装タイプとし
た例である。また、ベース部材７の下面にはマザーボードと接続する複数の端子電極が形
成されている。該端子電極を介して発振回路素子２０ａ、第１及び第２の温度制御部１０
、１４の電源が供給され、また、生成した発振周波数をマザーボード側に供給する。
ベース部材に表面実装用のベースプリント基板を用いて恒温型圧電発振器を構成するこ
とにより、表面実装タイプの恒温型圧電発振器が可能となり、マザーボードへの実装が自
動化できるという効果がある。
【００２９】
図４は、第４の実施例の表面実装タイプの恒温型圧電発振器４の構造を示す概略断面図
である。図２に示した恒温型圧電発振器２と異なる点は、プリント基板５を貫通する接続
ピン８をベース部材７の上面に形成したランド電極に半田付けして表面実装タイプとした
例である。ベース部材７の下面には複数の端子電極が形成されている。恒温型圧電発振器
４は、可変容量素子２０ｂの実装エリアの温度、つまりプリント基板５の局所の温度のみ
を保持するように熱設計されているので、低消費電力化に効果がある。また、恒温型圧電
発振器４の自動実装ができるという効果がある。
【符号の説明】
【００３０】
１、２、３、４…恒温型圧電発振器、５…プリント基板、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…ス
ルーホール、７…ベース部材、８…接続ピン、９…ケース、１０…第１の温度制御部、１
１…第１の発熱部品、１１ａ…第１の発熱部品の端子、１２…第１の感温素子、１２ａ…
第１の感温素子の端子、１３…第１の温度制御回路部品、１４…第２の温度制御部、１５
…第２の発熱部品、１６…第２の感温素子、１７…第２の温度制御回路部品、２０…発振
回路部品、２０ａ…発振回路素子、２０ｂ…可変容量素子、２３…圧電振動子ブロック体
、２５…圧電振動子、２５ａ…リード端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数制御デバイス等として使用される恒温型圧電発振器（高安定圧電発振
器）の改良に関し、特に圧電振動子をパワートランジスタ等の発熱部品により加熱すると
ともに、温度制御回路によって加熱温度を制御する構成を備えた恒温型電発振器において
、実装基板上に配置された発振回路部品に対する温度制御が不十分であったことによる不
具合を解決することができる恒温型圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信の基地局や伝送通信装置に用いる周波数制御デバイスである水晶発振器等の
圧電発振器として、外部の温度変化に影響されることなく高安定な周波数を出力すること
ができる恒温槽型圧電発振器が従来から知られている。更に、近年これらの分野では、各
種機器に対して、小型、軽量であることが求められてきているため、それに対応して恒温
槽型圧電発振器についても小型、軽量化が市場から求められている。
従来の恒温槽型圧電発振器は、高安定な周波数を得る為に、熱容量が大きい金属ブロッ
ク等の恒温槽（ｏｖｅｎ）の凹所内に圧電振動子を収容し、更に金属ブロックをヒータに
より所定の温度に加熱していた。しかし、大型の金属ブロックを用いると、発振器全体の
嵩が増大するため、小型、軽量化という要請を満たすことができなかった。また、金属ブ
ロックを介して圧電振動子内部の圧電振動素子を加熱する構成であったため、ヒータから
の熱が圧電振動素子に達して、所望周波数に達するまでに長い時間を要するという問題が
あった。
大型の金属ブロックを用いないタイプの小型化された高安定圧電発振器として、特開２
００８−２８６１９号公報（特許文献１）には、高安定圧電発振器及びその製造方法が開
示されている。図５（ａ）は高安定圧電発振器に用いられる圧電振動子収納ケースの構造
を示した図である。収納ケース６１は、一端開口内に水晶振動子７２を収納する筒状の振
動子収納部６２と、サーミスタ７８を内部に収納する小径筒状のサーミスタ収納部６３と
から構成され、振動子収納部６２の側面にサーミスタ収納部６３がハンダ６４により接続
されている。
【０００３】
図５（ｂ）は高安定水晶発振器の構造を示した断面図である。高安定水晶発振器は、プ
リント基板７１と、プリント基板７１の底面に接続される水晶振動子７２と、水晶振動子
１２を加熱するためにプリント基板７１に固定されたパワートランジスタ７３と、発振器
ケース７４（７４ａ、７４ｂ）と、プリント基板１１と接続された端子７５と、を備えて
いる。更に、プリント基板７１には、発振回路と加熱制御回路を構成する各種部品７６が
実装されている。
図５（ａ）に示した収納ケース６１の振動子収納部６２の外面にパワートランジスタ７
３をハンダ付けして熱源ユニットを構成する。熱源ユニットの振動子収納部６２及びサー
ミスタ収納部６３には、それぞれ水晶振動子７２及びサーミスタ７８を収納する。さらに
、プリント基板７１上には、水晶振動子７２を収納した熱源ユニットと平面的に重なる部
分に貫通穴８０を形成し、この貫通穴８０内にパワートランジスタ７３を配置する。この
ように構成すれば、水晶振動子７２に対してパワートランジスタ７３を直接ハンダ付けす
ることなく、水晶振動子７２の金属ケース７２ａとパワートランジスタ７３との間の熱抵
抗を極力小さくすることができると開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８６１９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された高安定圧電発振器は、圧電振動子、圧電振動子加熱用の発熱部
品、感温素子を一体化構造として高安定な周波数を出力可能な圧電発振器を構成している
。しかしながら、この従来例は加熱対象を局所に絞っているため、低消費電力化を図れる
が、周囲温度が変化した場合に発振回路部品の温度が変化し、発振回路部品の負荷容量が
変化して周波数安定度が劣化する。つまり、加熱される対象が圧電振動子のみに限定され
ているため、発振回路部品が周囲温度変化による温度変化の影響を受け易く、更なる周波
数の高安定化の実現には限界があるという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、周波数安定度を高め、且つ消費電
力の少ない小型化された高安定圧電発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本発明に係る恒温型圧電発振器は、周波数安定度を高め、且つ消費電力の
少ない小型化された高安定圧電発振器を実現するため、マザーボードへの搭載用のベース
部材と、該ベース部材上面から離間した位置で該ベース部材から延びる接続ピンにより電
気的機械的に接続支持されたプリント基板と、該プリント基板により熱的な非結合状態で
支持された圧電振動子と、前記プリント基板に搭載された発振回路部品と、前記圧電振動
子の温度制御用の第１の温度制御部と、前記発振回路部品の温度制御用の第２の温度制御
部と、前記ベース部材との間で上記各構成要素を封止する恒温槽を形成するケースと、を
備えた恒温型圧電発振器であって、前記第１の温度制御部は、前記圧電振動子加熱用であ
り且つ前記プリント基板と熱的に非結合状態にある第１の発熱部品、第１の感温素子、及
び第１の温度制御回路部品を含み、前記第２の温度制御部は、前記発振回路部品加熱用の
第２の発熱部品、第２の感温素子、及び第２の温度制御回路部品を含み、プリント基板に
実装されていることを特徴とする恒温型圧電発振器である。
【０００８】
前記圧電振動子の温度制御用の第１の温度制御部と、前記発振回路部品の温度制御用の
第２の温度制御部との２つの温度制御部を設け、夫々個別に制御することにより、前記圧
電振動子を最適な温度に、また発振回路部品の温度を前記恒温型圧電発振器の使用温度範
囲の上限より略２℃だけ高めに、と夫々個別に設定することが可能となり、恒温型圧電発
振器の安定度を改善すると共に、省電力化にも効果がある。その上、発振回路部品の温度
を必要以上に上げないことにより、発振回路部品の劣化を遅らせることができるという効
果もある。
【０００９】
［適用例２］また恒温型圧電発振器は、前記第１の温度制御部の設定温度が、前記圧電
振動子のゼロ温度係数の温度に設定され、前記第２の温度制御部の設定温度が、前記恒温
型圧電発振器の使用温度上限プラス略２℃に設定されていることを特徴とする適用例１に
記載の恒温型圧電発振器である。
【００１０】
例えばＳＣカット水晶振動子の場合では、前記第１の温度制御部の設定温度が零温度係
数を示す頂点温度に設定されることにより、恒温型圧電発振器の安定度が改善されるとい
う効果がある。また、発振回路部品の温度を恒温型圧電発振器の使用温度範囲の上限より
略２℃だけ高めに設定することにより、発振回路部品の負荷容量の値が安定化し、恒温型
圧電発振器の安定度を高めると共に、省電力化にも効果がある。
【００１１】
［適用例３］また恒温型圧電発振器は、前記プリント基板に発振周波数可変用の可変容
量素子が搭載されており、前記第２の温度制御部による加熱対象を、前記可変容量素子の
実装エリアに極限したことを特徴とする適用例１に記載の恒温型圧電発振器である。
【００１２】
前記第２の温度制御部による加熱対象を、前記可変容量素子が実装されるプリント基板
周辺に極限することにより、第２の温度制御部で消費される電力を低減することができる
という効果がある。
【００１３】
［適用例４］また恒温型圧電発振器は、前記ベース部材が、前記ケースとの協働によっ
て前記恒温槽を形成する下金属ケース部材であり、前記接続ピンが、該下金属ケース部材
に設けた穴を絶縁材を介して貫通して下端部を外部に突出させていることを特徴とする適
用例１乃至３の何れか一項に記載の恒温型圧電発振器である。
【００１４】
前記ベース部材が下金属ケース部材で形成され、該ベース部材と前記ケースとの協働に
よって前記恒温槽を形成することにより、堅牢で且つ高安定の恒温型圧電発振器が構成さ
れるという効果がある。更に、金属性のケースとベース部材により外部ノイズを遮断する
と共に、外部に対してもノイズの放射を防ぐ効果がある。
【００１５】
［適用例５］また恒温型圧電発振器は、前記ベース部材は、表面実装用のベースプリン
ト基板であり、前記接続ピンの下端部を支持していることを特徴とする適用例１乃至３の
何れか一項に記載の恒温型圧電発振器である。
【００１６】
ベース部材に表面実装用のベースプリント基板を用いて恒温型圧電発振器を構成するこ
とにより、表面実装タイプの恒温型圧電発振器が可能となり、マザーボードへの実装が自
動化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施例の恒温型圧電発振器１の構成を示した図であり、（ａ）はプリント基板の上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は圧電振動子ブロック体の側面図、（ｄ）はベース部材と接続ピンの側面図、（ｅ）は恒温型圧電発振器１の断面図。
【図２】第２の実施例の恒温型圧電発振器２の構成を示した図であり、（ａ）はプリント基板の上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は圧電振動子ブロック体の側面図、（ｄ）はベース部材と接続ピンの側面図、（ｅ）は恒温型圧電発振器２の断面図。
【図３】第３の実施例の恒温型圧電発振器３の断面図。
【図４】第４の実施例の恒温型圧電発振器４の断面図。
【図５】（ａ）は圧電振動子収納ケースの構造を示した図、（ｂ）は従来の高安定圧電発振器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施
形態に係る恒温型圧電発振器（高安定圧電発振器）１の構成を示す概略図である。図１（
ａ）はプリント基板の上面図、同図（ｂ）はプリント基板の側面図、同図（ｃ）は圧電振
動子に第１の発熱部品と、第１の感温素子とを取り付けた状態を示す側面図、同図（ｄ）
はベース部材に絶縁材を介して接続ピンを取り付けた部材の側面図、同図（ｅ）は本発明
に係る恒温型圧電発振器１の断面図である。
恒温型圧電発振器１は、図１（ｅ）に示すように、マザーボードへの搭載用のベース部
材７と、ベース部材７上面から離間した位置で該ベース部材７から延びる接続ピン８によ
り電気的機械的に接続支持されたプリント基板５と、該プリント基板５により熱的に非結
合な状態で支持された圧電振動子２５と、プリント基板５に搭載された発振回路部品２０
（２０ａ、２０ｂ）と、圧電振動子２５の温度制御用の第１の温度制御部１０（１１、１
２、１３）と、発振回路部品２０の温度制御用の第２の温度制御部１４（１５、１６、１
７）と、ベース部材７との間で上記各構成要素を封止して恒温槽を形成するケース９と、
を備えている。
【００１９】
第１の温度制御部１０は、圧電振動子２５の加熱用であり且つプリント基板５と熱的に
非結合状態にある第１の発熱部品１１（例えばパワートランジスタ等）と、例えばサーミ
スタ等の第１の感温素子１２と、第１の感温素子１２からの温度検知信号に基づき第１の
発熱部品１１を制御する第１の温度制御回路部品１３と、を備えており、プリント基板５
に搭載されている。
第２の温度制御部１４は、発振回路部品２０の加熱用の第２の発熱部品１５（例えば、
ジュール熱を発生するチップ抵抗、ヒータ等）と、例えばサーミスタ等の第２の感温素子
１６と、第２の感温素子１６からの温度検知信号に基づいて第２の発熱部品１５を制御す
る第２の温度制御回路部品１７と、を備えており、プリント基板５の上面に搭載されてい
る。
発振回路部品２０は、圧電振動子２５を発振させるためのＩＣ化された発振回路素子２
０ａと、例えばバリキャップダイオード等の可変容量素子２０ｂと、を備えている。なお
、可変容量素子２０ｂを備えているのは、恒温型圧電発振器１の発振周波数を必要に応じ
て可変するためである。
【００２０】
図１（ａ）に示すようにプリント基板５にはその周縁に接続ピン８を貫通させ接続・固
定するためのスルーホール６ａが複数個形成されている。また、プリント基板５には、圧
電振動子２５のリード端子２５ａ用の複数のスルーホール６ｂ、第１の発熱部品の端子１
１ａ用の複数のスルーホール６ｃ、第１の感温素子の端子１２ａ用の複数のスルーホール
６ｄ等が形成されている。
そして図１（ａ）、（ｂ）に示すように、プリント基板５の一方の面には、第１の温度
制御回路部品１３と、第２の発熱部品１５と、第２の感温素子１６と、第２の温度制御回
路部品１７と、が実装されている。また、他方の面には、発振回路素子２０ａと、可変容
量素子２０ｂとから成る発振回路部品２０が実装されている。
【００２１】
図１（ｃ）に示すように、圧電振動子２５の図中上面に第１の発熱部品（例えばパワー
トランジスタ等）１１をクリーム半田、あるいは熱伝導の良好な接着剤等を用いて接着・
固定し、圧電振動子２５の側面に第１の感温素子１２（例えばサーミスタ等）を、熱伝導
の良好な接着剤を用いて接着・固定して、圧電振動子ブロック体２３を構成する。圧電振
動子ブロック体２３の第１の発熱部品１１のリード端子１１ａ（パワートランジスタの場
合は３本）は、所定の位置から第１の発熱部品１１の主表面に対し、略直角に折り曲げら
れている。同様に、圧電振動子２５のリード端子２５ａ（通常は２本）も所定の位置から
主表面に対し略直角に折り曲げられている。第１の感温素子の端子１２ａ（２本）は、他
のリード端子１１ａ、２５ａに比べて細く、柔軟であり、予め曲げておく必要はない。
圧電振動子ブロック体２３のリード端子１１ａ、１２ａ、２５ａを、プリント基板５の
スルーホール６ｃ、６ｄ及び６ｂに通し、第１の発熱部品１１の上面が発振回路素子２０
ａ及び可変容量素子２０ｂの夫々の面に当接するようにし、リード端子１１ａ、１２ａ、
２５ａをスルーホール６ｃ、６ｄ、６ｂに半田で固定してプリント板ブロックを構成する
。
なお、圧電振動子２５は、例えば水晶振動子であり、金属ケース内に圧電振動素子（水
晶振動素子）を気密封止し、金属ケース内に延びるリード端子２５ａの内側端部により圧
電振動素子を金属ケースと非接触に支持した構成を有している。圧電振動素子とは、圧電
基板（水晶基板）の主面に励振電極を形成した素子である。
【００２２】
図１（ｄ）に示すようにベース部材７と接続ピン８とを絶縁材を介して接続する。具体
的には、ベース部材７として金属板を用いる場合には金属板に複数の穴７ａを開け、穴７
ａ内にハーメチックシール材（絶縁材料）を介して接続ピン８を挿通支持する。
また、ベース部材７として表面実装用のプリント基板、セラミック基板等の絶縁材を用
いる場合には、これらの絶縁材に複数のスルーホールを形成し、該スルーホールに金属製
の接続ピン８を通し、所定の長さで接続ピン８とスルーホールを半田付けする。この場合
、接続ピン８の下端部がベース部材７から突出しないように支持する。
図１（ｄ）に示したベース部材７面から直交して伸びる接続ピン８に、プリント板ブロ
ックのスルーホール６ａを通し、プリント板ブロックの圧電振動子２５がベース部材７か
ら離間した位置で、スルーホール６ａと接続ピン８とを半田で接続・固定する。
そして、図１（ｅ）の断面図に示すように、プリント板ブロックを覆うように金属ケー
ス９を被せ、ベース部材７の外側周縁とケース９の下部とを半田付けして、恒温型圧電発
振器１を完成する。なお、図１（ｅ）の例は金属製のベース部材７を想定した断面図であ
る。
図示した例では、ベース部材７は、金属ケース（上金属ケース）９との協働によって恒
温槽を形成する下金属ケース部材であり、接続ピンは、下金属ケース部材７に設けた穴を
絶縁材を介して貫通して下端部を外部に突出させている。
【００２３】
本発明に係る恒温型圧電発振器（高安定圧電発振器）１に用いる圧電振動子には、例え
ばＳＣカット水晶振動子を用いる。ＳＣカット水晶振動子は二回回転の水晶基板を用いた
水晶振動子で、３つの振動モードが励振され、その中で一番低い周波数である主振動は厚
みすべり振動モード（Ｃモード）である。この振動モードより高周波側に厚みねじれモー
ド（Ｂモード）、厚み縦モード（Ａモード）等が存在する。主振動のＣモード（共振周波
数ｆ１）に隣接するＢモードの共振周波数（ｆ２）は、Ｃモードの共振周波数ｆ１より約
９〜１０％程度高周波側に存在するため、周波数ジャンプ現象等を引き起こさないように
発振回路に工夫を施す必要がある。
また、ＳＣカット振動子（Ｃモード）の周波数温度特性は３次曲線を呈し、その変曲点
温度（Ｔｉ）は約９５℃にある。そして、変曲点温度（Ｔｉ）より低温側で零温度係数を
示す頂点温度Ｔｐは、切断する２回回転角に依存し、頂点温度Ｔｐの設定範囲は７０℃〜
８５℃程度となる。従って、第１の温度制御部１０の設定温度を頂点温度Ｔｐの近傍に設
定する。
【００２４】
本発明の恒温型圧電発振器（高安定圧電発振器）１の特徴は、圧電振動子２５の温度を
、零温度係数を示す頂点温度Ｔｐに保持する第１の温度制御部１０と、発振回路部品２０
を恒温型圧電発振器１の使用温度範囲の上限より略２℃高く保持する第２の温度制御部１
４と、の２つの温度制御部を設けたことである。しかも圧電振動子２５はプリント基板５
と接触させず、第１の温度制御部１０の第１の発熱部品１１も発振回路部品２０（発振回
路素子２０ａ、可変容量素子２０ｂ）を介してプリント基板５に接するようにしてある。
これは発熱部品１１から発生する熱のプリント基板５への伝導を抑えるためである。
恒温型圧電発振器１の周囲の温度が変化すると、発振回路部品２０の温度が変化し、圧
電振動子２５からみた負荷容量が変化することになる。発振回路部品２０の負荷容量がわ
ずかに変化しても恒温型圧電発振器１の発振周波数が変動する。この点に留意して恒温型
圧電発振器１の熱分布の設計を行った。
従来の二重恒温槽タイプの高安定圧電発振器は、内側の恒温槽に圧電振動子を収容し、
外側の恒温槽に発振回路部品を収容して、内側の恒温槽の温度変化を略０．１℃、外側の
恒温槽の温度変化を略１℃に保持し、安定度として１０-10程度を得ていた。このことか
らも周囲の温度変化に対し発振回路部品の温度を恒温に保持することが重要であることが
分かる。
しかし、移動体通信、例えばＷＣＤＭＡ基地局には小型（一例として２５ｍｍ×２０ｍ
ｍ×１２）、低価格であり、周波数安定度が１０-9程度の周波数可変型高安定圧電発振器
が要求されている。周波数可変型にするには可変容量素子（バリキャップダイオード等）
を搭載する必要がある。
【００２５】
そこで、本発明の恒温型圧電発振器１は以上のことを考慮し、プリント基板５上に第２
の発熱部品１５、第２の感温素子１６及び第２の温度制御回路部品１７から成る第２の温
度制御部１４を設け、発振回路素子２０ａ、可変容量素子２０ｂから成る発振回路部品２
０の温度変化を所定の温度範囲内に保持できるようにした。つまり、圧電振動子２５の温
度保持は第１の温度制御部１０で、発振回路部品２０の温度保持は第２の温度制御部１４
でと、夫々個別に制御することにした。このように個別に制御することにより、圧電振動
子２５を最適な温度、つまり零温度係数を示す頂点温度Ｔｐに、発振回路部品２０の温度
を恒温型圧電発振器１の使用温度範囲の上限より略２℃だけ高めに、と夫々個別に設定す
ることが可能となり、恒温型圧電発振器１の安定度が改善されると共に、省電力化にも適
している。その上、発振回路部品２０の温度を必要以上に上げないことにより、発振回路
部品２０の特性劣化を遅らせることができるという効果もある。
【００２６】
恒温型圧電発振器１の安定度向上に寄与するのは、第１及び第２の発熱部品１１、１５
で発生する熱の外部への伝導を抑える構成であり、プリント基板５とベース部材７とを接
続する接続ピン８の太さを細くして熱抵抗を高める等の細かい点の考慮も必要である。
また、図１（ｅ）に示す恒温型圧電発振器１の断面図では、第１の発熱部品１１と発振
回路部品２０とを当接した図を示したが、第１の発熱部品１１と発振回路部品２０との間
に空間を設け、第１の発熱部品１１から生じる熱が圧電振動子２５に集中し、発振回路部
品２０、プリント基板５等への熱伝導を低減するようにしてもよい。
また、プリント基板５の一部を切欠きし、この切欠き部に圧電振動子２５、第１の発熱
部品１１、第１の感温素子１２から成る圧電振動子ブロック体２３を取り付けた構造にす
れば、第１の発熱部品１１からの発生する熱のプリント基板５等への伝導を抑えることが
できるし、恒温型圧電発振器１の低背化にも寄与する。
金属製のベース部材７及びケース９と、第１及び第２の温度制御部との協働により恒温
槽を形成することになり、堅牢で且つ高安定の恒温型圧電発振器が構成されるという効果
がある。更に、金属性のケースとベース部材により外部ノイズを遮断すると共に、外部に
対してもノイズの放射を防ぐ効果がある。
【００２７】
図２は第２の実施例の恒温型圧電発振器２の構成を示す概略図である。図２（ａ）はプ
リント基板の上面図、同図（ｂ）はプリント基板の側面図、同図（ｃ）は圧電振動子２５
に第１の発熱部品１１と、第１の感温素子１２とを取り付けた圧電振動子ブロック体２３
の側面図、同図（ｄ）はベース部材７に絶縁材を介して接続ピン８を取り付けた部材の側
面図、同図（ｅ）は第２の実施例の恒温型圧電発振器２の断面図である。図１と同じ部位
で同じ機能の部品には同じ符号を付している。第２の実施例の恒温型圧電発振器２が、図
１に示した恒温型圧電発振器１と異なる点は、第２の温度制御部１４、特に第２の発熱部
品１５の配置である。恒温型圧電発振器２では、発振回路部品２０の中、特に可変容量素
子２０ｂ（バリキャップダイオード等）の温度保持に留意している。第２の温度制御部１
４により、発振回路部品２０の中でも特に周波数安定度の敏感な可変容量素子２０ｂの周
辺の局所のプリント基板５の温度を所定の温度に維持することが、恒温型圧電発振器１の
安定度に大きく寄与する。つまり、第２の温度制御部による加熱対象を可変容量素子２０
ｂの実装エリアに極限したことである。プリント基板５の局所の温度のみを維持するので
、低消費電力化にも効果がある。
【００２８】
図３は、第３の実施例の表面実装タイプの恒温型圧電発振器３の構造を示す概略断面図
である。図１に示した恒温型圧電発振器１と異なる点は、プリント基板５を貫通する接続
ピン８をベース部材７の上面に形成したランド電極に半田付けして、表面実装タイプとし
た例である。また、ベース部材７の下面にはマザーボードと接続する複数の端子電極が形
成されている。該端子電極を介して発振回路素子２０ａ、第１及び第２の温度制御部１０
、１４の電源が供給され、また、生成した発振周波数をマザーボード側に供給する。
ベース部材に表面実装用のベースプリント基板を用いて恒温型圧電発振器を構成するこ
とにより、表面実装タイプの恒温型圧電発振器が可能となり、マザーボードへの実装が自
動化できるという効果がある。
【００２９】
図４は、第４の実施例の表面実装タイプの恒温型圧電発振器４の構造を示す概略断面図
である。図２に示した恒温型圧電発振器２と異なる点は、プリント基板５を貫通する接続
ピン８をベース部材７の上面に形成したランド電極に半田付けして表面実装タイプとした
例である。ベース部材７の下面には複数の端子電極が形成されている。恒温型圧電発振器
４は、可変容量素子２０ｂの実装エリアの温度、つまりプリント基板５の局所の温度のみ
を保持するように熱設計されているので、低消費電力化に効果がある。また、恒温型圧電
発振器４の自動実装ができるという効果がある。
【符号の説明】
【００３０】
１、２、３、４…恒温型圧電発振器、５…プリント基板、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…ス
ルーホール、７…ベース部材、８…接続ピン、９…ケース、１０…第１の温度制御部、１
１…第１の発熱部品、１１ａ…第１の発熱部品の端子、１２…第１の感温素子、１２ａ…
第１の感温素子の端子、１３…第１の温度制御回路部品、１４…第２の温度制御部、１５
…第２の発熱部品、１６…第２の感温素子、１７…第２の温度制御回路部品、２０…発振
回路部品、２０ａ…発振回路素子、２０ｂ…可変容量素子、２３…圧電振動子ブロック体
、２５…圧電振動子、２５ａ…リード端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マザーボードへの搭載用のベース部材と、該ベース部材上面から離間した位置で該ベー
ス部材から延びる接続ピンにより電気的機械的に接続支持されたプリント基板と、該プリ
ント基板により熱的な非結合状態で支持された圧電振動子と、前記プリント基板に搭載さ
れた発振回路部品と、前記圧電振動子の温度制御用の第１の温度制御部と、前記発振回路
部品の温度制御用の第２の温度制御部と、前記ベース部材との間で上記各構成要素を封止
する恒温槽を形成するケースと、を備えた恒温型圧電発振器であって、
前記第１の温度制御部は、前記圧電振動子加熱用であり且つ前記プリント基板と熱的に
非結合状態にある第１の発熱部品、第１の感温素子、及び第１の温度制御回路部品を含み
、
前記第２の温度制御部は、前記発振回路部品加熱用の第２の発熱部品、第２の感温素子
、及び第２の温度制御回路部品を含んでいることを特徴とする恒温型圧電発振器。
【請求項２】
前記第１の温度制御部の設定温度は、前記圧電振動子のゼロ温度係数の温度に設定され
、
前記第２の温度制御部の設定温度は、前記恒温型圧電発振器の使用温度上限プラス略２
℃に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の恒温型圧電発振器。
【請求項３】
前記プリント基板には発振周波数可変用の可変容量素子が搭載されており、前記第２の
温度制御部による加熱対象を、前記可変容量素子の実装エリアに極限したことを特徴とす
る請求項１に記載の恒温型圧電発振器。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記ケースとの協働によって前記恒温槽を形成する下金属ケース部
材であり、前記接続ピンは、該下金属ケース部材に設けた穴を絶縁材を介して貫通して下
端部を外部に突出させていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の恒温
型圧電発振器。
【請求項５】
前記ベース部材は、表面実装用のベースプリント基板であり、前記接続ピンの下端部を
支持していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の恒温型圧電発振器。
【請求項１】
マザーボードへの搭載用のベース部材と、該ベース部材上面から離間した位置で該ベー
ス部材から延びる接続ピンにより電気的機械的に接続支持されたプリント基板と、該プリ
ント基板により熱的な非結合状態で支持された圧電振動子と、前記プリント基板に搭載さ
れた発振回路部品と、前記圧電振動子の温度制御用の第１の温度制御部と、前記発振回路
部品の温度制御用の第２の温度制御部と、前記ベース部材との間で上記各構成要素を封止
する恒温槽を形成するケースと、を備えた恒温型圧電発振器であって、
前記第１の温度制御部は、前記圧電振動子加熱用であり且つ前記プリント基板と熱的に
非結合状態にある第１の発熱部品、第１の感温素子、及び第１の温度制御回路部品を含み
、
前記第２の温度制御部は、前記発振回路部品加熱用の第２の発熱部品、第２の感温素子
、及び第２の温度制御回路部品を含んでいることを特徴とする恒温型圧電発振器。
【請求項２】
前記第１の温度制御部の設定温度は、前記圧電振動子のゼロ温度係数の温度に設定され
、
前記第２の温度制御部の設定温度は、前記恒温型圧電発振器の使用温度上限プラス略２
℃に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の恒温型圧電発振器。
【請求項３】
前記プリント基板には発振周波数可変用の可変容量素子が搭載されており、前記第２の
温度制御部による加熱対象を、前記可変容量素子の実装エリアに極限したことを特徴とす
る請求項１に記載の恒温型圧電発振器。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記ケースとの協働によって前記恒温槽を形成する下金属ケース部
材であり、前記接続ピンは、該下金属ケース部材に設けた穴を絶縁材を介して貫通して下
端部を外部に突出させていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の恒温
型圧電発振器。
【請求項５】
前記ベース部材は、表面実装用のベースプリント基板であり、前記接続ピンの下端部を
支持していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の恒温型圧電発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１８３２２７（Ｐ２０１０−１８３２２７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３４２１（Ｐ２００９−２３４２１）
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月４日（２００９．２．４）
【出願人】（０００００３１０４）エプソントヨコム株式会社 (1,528)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]