説明

圧電振動子及び、これを用いた圧電発振器

【課題】水晶振動子の温度の正確な検知が可能であり、且つ、小型な水晶発振器を提供することを目的とする。
【解決手段】圧電振動片と、該圧電振動片を収納する為の凹陥部を有するセラミック容器と、該凹陥部を封止する為の蓋とを備えた圧電振動子に於いて、前記セラミック容器の凹陥部内、又は、該セラミック容器の外面に少なくとも1つの厚膜印刷サーミスタを備えるよう構成したことにより、圧電発振器の構成部品を搭載するセラミック配線基板の部品搭載面積を有効に利用することが可能となる為、圧電発振器の小型化を十分に達成することが可能であるという効果を奏する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動子及び圧電発振器に関し、特に周波数温度特性に優れる小型水晶発振器とこれに用いられる水晶振動子に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話に用いられる基準発信源には周波数温度特性に優れていることが望まれている為、温度補償型水晶発振器を用いるのが一般的である。このような温度補償型水晶発振器は、サーミスタを備えた温度補償回路を発振ループに挿入接続するよう構成した直接温度補償型水晶発振器と、サーミスタと抵抗とから構成される電圧発生回路より発生する直流電圧を発振ループに挿入接続した可変容量ダイオードにバイアスとして供給するよう構成した間接温度補償型水晶発振器との2方式に種類が大別されるが、何れの温度補償方式の場合であっても、正確な水晶振動子の温度を短時間に検知する必要がある為、上記サーミスタと水晶振動子とを近接配置するように構成されるのが一般的とされている。
【0003】図4は従来の水晶発振器の構成を示す斜視図である。同図に示す水晶発振器100は、セラミック配線基板上101面に厚膜印刷サーミスタ102とコンデンサ、抵抗、トランジスタ等の電子部品103とを配置すると共に、先の厚膜印刷サーミスタ102のみを覆うように表面実装型の水晶振動子104を搭載し、更に、これら上部を図示しないケースにて覆うよう構成したものである。
【0004】即ち、上記のような構成は、チップタイプのサーミスタの使用を選択せずに厚膜印刷サーミスタを使用し、更に、この上部に水晶振動子104を重ねるように搭載する構成としたことにより、サーミスタの搭載面積を実質的に削除して部品搭載面積を抑え、その結果、水晶発振器の小型化を達成したものである。そしてこのように構成された水晶発振器100は、水晶振動子104の底面にサーミスタ102が当接している為、水晶振動子104の温度を直接的に検知することが可能であり、且つ、セラミック配線基板101と水晶振動子104とに挟まれるよう配置されている為、外気の流動により生じる温度変化の影響を受けることが無いので、極めて正確に水晶振動子104の温度を検知することが可能であり、その結果、周波数温度特性に優れたものとなる。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような構成の水晶発振器では、セラミック配線基板101の部品搭載領域に余地が存在しないことは勿論、使用する部品の小型化及び、部品数の削減に限界が生じている為、更なる小型化の要求に対応することが不可能であるという問題が生じていた。
【0006】例えば、上記発振回路を構成する抵抗をプリント配線基板上に厚膜印刷抵抗にて形成し、厚膜印刷サーミスタと共に水晶振動子の下に配置するということも考えられるが、水晶振動子104として小型なものを用いている為、他の厚膜印刷抵抗を厚膜印刷サーミスタ102の横に並べ、これらを覆うこともできず、その結果、部品搭載面積の更なる実質的削減が不可能であることから水晶発振器の小型化を望めずにいた。
【0007】本発明は圧電発振回路の上記諸問題を解決することによって周波数温度特性に優れる小型水晶発振器を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に本発明に係わる請求項1記載の発明は、圧電振動片と、該圧電振動片を収納する為の凹陥部を有するセラミック容器と、該凹陥部を封止する為の蓋とを備えた圧電振動子に於いて、前記セラミック容器の凹陥部内、又は、該セラミック容器の外面に少なくとも1つの厚膜印刷サーミスタを備えるよう構成したことを特徴としている。
【0009】圧電振動片と、該圧電振動片を収納する為の凹陥部を有するセラミック容器と、該凹陥部を封止する為の蓋とを備えた圧電振動子に於いて、前記セラミック容器の凹陥部内の底面、又は、該セラミック容器の外側底面に少なくとも1つの厚膜印刷サーミスタを備えるよう構成したことを特徴としている。
【0010】請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の圧電振動子を備えたことを特徴とする圧電発振器を特徴としている。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明に加え、圧電振動子と発振回路と、これらを搭載する為のプリント配線基板とを備えた圧電発振器に於いて、前記発振回路を構成する少なくとも一つの抵抗素子が前記プリント配線基板上に形成した厚膜印刷抵抗であり、該厚膜印刷抵抗を覆うように前記圧電振動子を配置したことを特徴としている。
【0012】請求項5記載の発明は請求項3または請求項4記載の発明に加え、前記圧電発振器が温度補償型圧電発振器であり、前記厚膜印刷サーミスタが温度補償回路または温度補償電圧発生回路に備えられたものであることを特徴としている。
【0013】請求項6記載の発明は請求項3または請求項4記載の発明に加え、前記圧電発振器が圧電振動子を加熱する為のヒータと、温度制御回路とを備えた恒温槽型圧電発振器であり、前記温度制御回路が前記厚膜印刷サーミスタを温度センサとし、該温度センサの温度情報に基づき前記ヒータの発熱量を制御することを特徴としている。
【0014】
【本発明の実施の形態】以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に基づく圧電発振器の一実施例を示した斜視構成図である。同図(a)に示すように圧電発振器は、温度補償型水晶発振器1であり、水晶振動子2と、厚膜印刷抵抗3と、後述する厚膜印刷サーミスタ4と、これら以外の電子部品5と、これら構成部品を搭載するセラミック配線基板6とを備えている。
【0015】このとき上記厚膜印刷抵抗3は、セラミック配線基板6に搭載される水晶振動子2にて覆われるようセラミック配線基板6上に配置されている。そして同図(b)に示すように上記水晶振動子2は、図示していない水晶振動片と、この水晶振動片を収納する為の凹陥部を有するセラミック容器7と、セラミック容器7を封止する為の金属製またはセラミック製の蓋8とを備えた表面実装型水晶振動子である。
【0016】この場合、上記セラミック容器7の外部の底面部には、表面実装端子9の他に厚膜印刷サーミスタ4と、厚膜印刷サーミスタ4と電気的に接続し、セラミック容器7の外周縁に延長している端子10とが形成されている。そして、水晶発振器1は、セラミック配線基板6に電子部品5を搭載すると共に、水晶振動子2を厚膜印刷抵抗3を覆うように搭載し、更に、先の端子10とセラミック配線基板6の配線パターンとを回路接続するようにして構成される。
【0017】ここで、セラミック配線基板6の表面には、各電子部品との接続に必要な配線パターンを除いてレジスト膜を塗布するから厚膜印刷抵抗3と厚膜印刷サーミスタ4とが電気的に導通する心配はない。このような構成は、水晶振動子2側に厚膜印刷サーミスタ4を設けたので、水晶振動子2と厚膜印刷サーミスタ4との密着性が高まり、水晶振動子2の温度をより正確に検知することが可能であると共に、更に、水晶振動子2が搭載されるセラミック配線基板4上の位置に厚膜印刷抵抗3をも配置するとにより、抵抗の搭載スペース分だけ部品搭載面積を実質的に削減することができ、その結果、水晶発振器1の小型化をより促進させることが可能である。
【0018】尚、上記ではセラミック容器7の外周部の底面に厚膜印刷サーミスタ4を設けた水晶振動子2を用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、セラミック容器7または蓋8の如何なる部分に厚膜印刷サーミスタ4を設けたものであっても構わない。図2は本発明の他の実施例を示すものであって、水晶振動子を構成するセラミック容器を上面から見たものである。
【0019】同図に示す水晶振動子2の特徴は、セラミック容器7の凹陥部内の底面部分に厚膜印刷サーミスタ4を設け、気密貫通動体11を介してセラミック容器の外周に設けた端子10と導通するよう構成した点にある。このように構成することにより、サーミスタが水晶振動片とより近接配置されると共に、温度変化に伴い生じる外気の流動の影響を受けない密封容器内に収納される為、水晶振動子の温度を極めて正確に検知することが可能であり、更に、同図のような構成の場合、セラミック容器7の外周部の底面に他の厚膜印刷部品を設けることが可能である為、水晶発振器の小型化をより達成することが可能である。
【0020】更に、本発明に基づく水晶振動子2を温度補償型水晶発振器用として説明したが、ヒータにより水晶振動子を一定温度に保ち高安定な周波数特性が得られる恒温槽型水晶発振器に用いても構わない。即ち、図3は本発明に基づく圧電発振器の他の実施例を示す側面構成図である。同図に示すように水晶振動子2の上面に例えばチップ型のヒータ12を搭載するよう構成すると共に、水晶振動子に設けられた厚膜印刷サーミスタをヒータの温度を制御する為の温度制御回路13の温度センサとして用いる。
【0021】尚、上記にて恒温槽型水晶発振器としたが、水晶振動子の温度を安定に保つことが可能であれば、図3に示すように必ずしも金属ブロック等から構成された容器内に水晶振動子を収納した構造ものでなくても構わない。そして上記のような構成を採用したことによって水晶振動子の温度を正確に検知することが可能である為、極めて周波数の安定度が高い恒温槽型水晶発振器を実現することができる。
【0022】更に、圧電振動子として水晶振動子を用いて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、あらゆる圧電振動子を用いた発振器に適用しても構わない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明に基づく圧電発振回路は、圧電振動子のセラミック容器に厚膜印刷サーミスタを設けた為、発振器回路構成部品を搭載するセラミック配線基板の部品搭載面積を有効に使用することが可能となり、もって圧電発振器を小型化を十分に達成することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明に基づく圧電発振器の一実施例を示す斜視構成図である。
(b)本発明に基づく圧電振動子の一実施例を示す斜視構成図である。
【図2】本発明に基づく圧電振動子の他の実施例を示す上面構成図である。
【図3】本発明に基づく圧電発振器の他の実施例を示す側面構成図である。
【図4】従来の圧電発振器を示す斜視構成図である。
1、100水晶発振器、2、104水晶振動子、3、厚膜印刷抵抗、4、102厚膜印刷サーミスタ、5、103電子部品、6、101セラミック配線基板、7セラミック容器、8蓋、9表面実装端子、10端子、11気密導体貫通柱、12ヒータ、13温度制御回路、

【特許請求の範囲】
【請求項1】圧電振動片と、該圧電振動片を収納する為の凹陥部を有するセラミック容器と、該凹陥部を封止する為の蓋とを備えた圧電振動子に於いて、前記セラミック容器の凹陥部内、又は、該セラミック容器の外面に少なくとも1つの厚膜印刷サーミスタを備えるよう構成したことを特徴とする圧電振動子。
【請求項2】圧電振動片と、該圧電振動片を収納する為の凹陥部を有するセラミック容器と、該凹陥部を封止する為の蓋とを備えた圧電振動子に於いて、前記セラミック容器の凹陥部内の底面、又は、該セラミック容器の外側底面に少なくとも1つの厚膜印刷サーミスタを備えるよう構成したことを特徴とする圧電振動子。
【請求項3】請求項1または請求項2記載の圧電振動子を備えたことを特徴とする圧電発振器。
【請求項4】圧電振動子と発振回路と、これらを搭載する為のプリント配線基板とを備えた圧電発振器に於いて、前記発振回路を構成する少なくとも一つの抵抗素子が前記プリント配線基板上に形成した厚膜印刷抵抗であり、該厚膜印刷抵抗を覆うように前記圧電振動子を配置したことを特徴とする請求項3記載の圧電発振器。
【請求項5】前記圧電発振器が温度補償型圧電発振器であり、前記厚膜印刷サーミスタが温度補償回路または温度補償電圧発生回路に備えられたものであることを特徴とする請求項3または請求項4記載の圧電発振器。
【請求項6】前記圧電発振器が圧電振動子を加熱する為のヒータと、温度制御回路とを備えた恒温槽型圧電発振器であり、前記温度制御回路が前記厚膜印刷サーミスタを温度センサとし、該温度センサの温度情報に基づき前記ヒータの発熱量を制御することを特徴とする請求項3または請求項4記載の圧電発振器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2001−127579(P2001−127579A)
【公開日】平成13年5月11日(2001.5.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平11−301869
【出願日】平成11年10月25日(1999.10.25)
【出願人】(000003104)東洋通信機株式会社 (1,528)
【Fターム(参考)】