説明

恒温槽付水晶発振器

【課題】 大型回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減し、信頼性を向上できる恒温槽付水晶発振器を提供する。
【解決手段】 基板1上に形成された大型回路部品2の周辺又は下面に、スリット3が形成され、更に、必要に応じて、その大型回路部品2より小さい小型回路部品4が大型回路部品2の周囲に複数配置され、複数配置された小型回路部品4には、電気的に接続する電子部品と電気的に接続しないダミーの電子部品とが用いられている恒温槽付水晶発振器である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、恒温槽付水晶発振器(OCXO:Oven Controlled Crystal Oscillator)に係り、特に、基板上に回路部品を半田付けした場合に、その半田にクラックが生じるのを低減して信頼性を向上させる恒温槽付水晶発振器に関する。
【背景技術】
【0002】
[従来の技術]
恒温槽付水晶発振器は、周波数安定度を高めるために、広い温度範囲にわたって温度の影響力の大きい部品を恒温槽中で温度制御することにより、周波数の安定化を図っている。
恒温槽付水晶発振器における温度制御は、恒温槽を制御する制御回路が、サーミスタを用いた抵抗ブリッジによる差動直流増幅器で温度制御するのが一般的である。恒温槽の電源のオン/オフを繰り返した場合、使用部品・材料にヒートサイクルが負荷され、信頼性に問題がある。
【0003】
[回路部品搭載例:図9、図10]
従来、水晶発振器の基板上に大型の回路部品(大型回路部品)が搭載される場合について図9、図10を参照しながら説明する。図9は、大型回路部品搭載の平面説明図であり、図10は、大型回路部品搭載の断面説明図である。
図9、図10に示すように、ガラスエポキシ樹脂の基板1上に、大型の回路部品(大型回路部品)2が半田10によって固定されている。
【0004】
尚、図9,10では、説明を簡単にするために、小さい基板1上に大型回路部品2を1つ搭載し、簡略化した図としているが、実際の基板1上には、水晶振動子や複数の大小の回路部品等が搭載されているものである。
【0005】
[関連技術]
尚、関連する先行技術として、特開2007−214307号公報「電子デバイス」(エプソントヨコム株式会社)[特許文献1]、特開平08−237031号公報「圧電発振器」(キンセキ株式会社)[特許文献2]、実開昭62−037428号公報「圧電発振器」(キンセキ株式会社)[特許文献3]がある。
【0006】
特許文献1には、電子デバイスにおいて、電子部品の下側の基板30に開口部38や切り込み部40を設けて、空気膨張で封止材12にクラックが入るのを低減できることが示されている。
特許文献2には、圧電発振器において、基板4上に配置された発振回路部品3を囲むように、スリット5を形成し、熱が他の部分へ拡散するのを低減できることが示されている。
特許文献3には、圧電発振器において、第1図に示されているように、基板14にスリット状の透孔部16を形成し、膨張率の違いによる不具合を抑え、周波数温度特性を向上させることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−214307号公報
【特許文献2】特開平08−237031号公報
【特許文献3】実開昭62−037428号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、従来の水晶発振器では、回路基板にガラスエポキシ樹脂を使用した場合、基板上に搭載される、例えば、セラミックを使用した電子部品の回路部品とガラスエポキシ樹脂材の線膨張率に差があるため、ヒートサイクルが生じる使用環境においては実装半田に歪みが集中し、半田にクラックが発生するという問題点があった。
【0009】
ここで、ガラスエポキシ樹脂材の線膨張率について、一般的なCEM(Composite Epoxy Material)−3は、縦方向25ppm/℃、横方向28ppm/℃、厚さ方向65ppm/℃であり、一般的なFR(Flame Retardant)−4は、縦方向13ppm/℃、横方向16ppm/℃、厚さ方向60ppm/℃である。
また、セラミック(アルミナ基材)の線膨張率は、7ppm/℃である。
【0010】
尚、半田にクラックが生じるのは、一般的に小型の回路部品より大型の回路部品で起こることが知られている。しかしながら、部品の性能や定数から小型化できない回路部品もあり、大型の回路部品を使用しなければならない場合も多い。
【0011】
特に、恒温槽付水晶発振器(OCXO)では、電源のオン/オフを繰り返される使用環境、つまり、ヒートサイクルが生じる使用環境では、周囲温度から恒温槽制御温度(例えば、85℃)までの温度変化が起こるため、大型回路部品の実装半田にクラックが生じ、信頼性を向上させることができないという問題点があった。
【0012】
また、特許文献1では、空気膨張で封止材12にクラックが入るのを低減するためのものであるが、大型回路部品の実装半田にクラックが発生するのを低減するものではない。
また、特許文献2では、スリット5により熱が他の部分へ拡散するのを防止するものであるが、大型回路部品の実装半田にクラックが発生するのを低減するものではない。
また、特許文献3では、スリット状の透孔部を形成し、膨張率の違いによる不具合を抑え、周波数温度特性を向上させるものではあるが、大型回路部品の実装半田にクラックが発生するのを低減するように、透孔部の位置等を工夫していていない。
【0013】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、大型回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減し、信頼性を向上できる恒温槽付水晶発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、恒温槽付水晶発振器において、基板上に形成された回路部品について、回路部品の四隅を各々囲むよう基板上にL字状のスリットを設けたことを特徴とする。
【0015】
本発明は、恒温槽付水晶発振器において、基板上に形成された回路部品について、回路部品の長辺の外側に沿って基板上に並行にスリットを設けると共に、並行に設けたスリットを回路部品の下側で接続するスリットを設けたことを特徴とする。
【0016】
本発明は、恒温槽付水晶発振器において、基板上に形成された回路部品について、回路部品の四辺の外側に沿って基板上にスリットを設けたことを特徴とする。
【0017】
本発明は、恒温槽付水晶発振器において、基板上に形成された回路部品について、回路部品の短辺の外側に沿って基板上にスリットを設けたことを特徴とする。
【0018】
本発明は、恒温槽付水晶発振器において、基板上に形成された回路部品について、回路部品の長辺の外側に沿って基板上にスリットを設けたことを特徴とする。
【0019】
本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、回路部品の短辺の外側に沿って基板上に回路部品より小さい小型の回路部品を配置したことを特徴とする。
【0020】
本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、回路部品の長辺の外側に沿って基板上に回路部品より小さい小型の回路部品を配置したことを特徴とする。
【0021】
本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、基板上に形成された回路部品について、回路部品の下側であって基板上にスリットを設けると共に、回路部品の短辺又は長辺、若しくは短辺及び長辺の外側に沿って回路部品より小さい小型の回路部品を配置したことを特徴とする。
【0022】
本発明は、恒温槽付水晶発振器において、基板上に形成された回路部品について、回路部品の短辺部分が半田付けされて基板に固定され、短辺に並行で回路部品の中央下側であって基板上にスリットを設けたことを特徴とする。
【0023】
本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、スリットの幅を1.5mm以下(例えば0.6mm〜0.8mm)としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、基板上に形成された回路部品について、回路部品の四隅を各々囲むよう基板上にL字状のスリットを設けた恒温槽付水晶発振器としているので、回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できる効果がある。
【0025】
本発明によれば、基板上に形成された回路部品について、回路部品の長辺の外側に沿って基板上に並行にスリットを設けると共に、並行に設けたスリットを回路部品の下側で接続するスリットを設けた恒温槽付水晶発振器としているので、回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できる効果がある。
【0026】
本発明によれば、基板上に形成された回路部品について、回路部品の四辺の外側に沿って基板上にスリットを設けた恒温槽付水晶発振器としているので、回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図2】第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図3】第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図4】第4の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図5】第5の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図6】第6の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図7】第7の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図8】第8の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
【図9】大型回路部品搭載の平面説明図である。
【図10】大型回路部品搭載の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器は、基板上に形成された回路部品(大型回路部品)の周辺又は下面に、スリットが形成され、更に、必要に応じて、その大型回路部品より小さい小型回路部品が大型回路部品の周囲に複数配置され、複数配置された小型回路部品には、電気的に接続する電子部品と電気的に接続しないダミーの電子部品とが用いられているものであり、大型回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0029】
[第1の実施の形態:図1]
本発明における第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器について図1を参照しながら説明する。図1は、第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
尚、図1では、説明を簡単にするために、小さい基板1上に回路部品(大型回路部品)2を1つ搭載し、簡略化した図としているが、実際の基板1上には、水晶振動子や複数の大小の回路部品等が搭載されているものである。以下、図2〜8でも同様の趣旨で図面を描いている。
【0030】
第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第1の発振器)の基板上には、図1に示すように、ガラスエポキシ樹脂等の基板1上に大型の回路部品(大型回路部品)2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の四隅を各々囲むよう基板上にL字状のスリット3aを設けた構成である。
【0031】
大型回路部品2は、コンデンサ、抵抗、インダクタ、サーミスタ、半導体又は水晶振動子であり、基板1に半田によって固定されている。
具体的には、図9,10で示したように、大型回路部品2の足の部分に半田付けされている。
【0032】
スリット3aは、例として幅が0.1mm〜1.5mm程度であり、現状の回路規模から幅0.6mm〜0.8mm程度が適正であり、基板1を貫通して形成されている。以下の実施の形態におけるスリットも幅が同程度である。
基板1上に形成されたスリット3aによって、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0033】
[第2の実施の形態:図2]
次に、第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第2の発振器)について図2を参照しながら説明する。図2は、第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
図2に示すように、第2の発振器の基板1上には、大型回路部品2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の短辺に沿って並行にスリット3bが形成されている。
当該スリット3bによっても、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0034】
[第3の実施の形態:図3]
次に、第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第3の発振器)について図3を参照しながら説明する。図3は、第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
図3に示すように、第3の発振器の基板1上には、大型回路部品2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の短辺及び長辺に沿って並行にスリット3b及び3cが形成されている。
当該スリット3b及び3cによって、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0035】
[第4の実施の形態:図4]
次に、第4の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第4の発振器)について図4を参照しながら説明する。図4は、第4の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
図4に示すように、第4の発振器の基板1上には、大型回路部品2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の長辺に沿って並行にスリット3cが形成されている。
当該スリット3cによって、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0036】
[第5の実施の形態:図5]
次に、第5の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第5の発振器)について図5を参照しながら説明する。図5は、第5の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
図5に示すように、第5の発振器の基板1上には、大型回路部品2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の長辺に沿って並行にスリット3cが形成されると共に、並行に設けたスリット3cを大型回路部品2の下側中央で接続するスリット3dが形成されている。
当該スリット3c,3dによって、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0037】
[第6の実施の形態:図6]
次に、第6の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第6の発振器)について図6を参照しながら説明する。図6は、第6の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
図6に示すように、第6の発振器の基板1上には、大型回路部品2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の下側中央にスリット3eが形成されている。
当該スリット3eによって、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0038】
[第7の実施の形態:図7]
次に、第7の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第7の発振器)について図7を参照しながら説明する。図7は、第7の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
図7に示すように、第7の発振器の基板1上には、大型回路部品2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の短辺に沿って並行にスリット3bが形成されると共に、当該大型回路部品2の長辺に沿って複数の小型の回路部品(小型回路部品)4aが配置されている。ている。
【0039】
小型回路部品4aは、セラミックコンデンサ又はセラミック抵抗(チップ抵抗)等であり、大型回路部品2の長辺に沿って複数配置されており、半田によって基板1に固定されている。
図7において、大型回路部品2の周囲に小型回路部品4aを規則的に配置することが重要で、当該小型回路部品4aが電気的に接続していてもよいし、電気的に接続していないダミーの電子部品であってもよい。
【0040】
大型回路部品2と小型回路部品4aとの間の距離は、0.05mm〜1mm程度であり、距離が長いとスペースを無駄にすることになり、距離が短いと搭載精度に問題が生じる可能性があるので、0.1mm〜0.3mm程度が好ましい。
【0041】
第7の発振器では、スリット3bと小型回路部品4aとによって、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
【0042】
尚、図7で、大型回路部品2の長辺に並行にスリットを形成するのではなく、大型回路部品2の長辺に小型回路部品4aを並行に配列しているのは、そのいずれかの小型回路部品を電気的に接続して利用する場合に利便性が高いからである。
【0043】
[第8の実施の形態:図8]
次に、第8の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第8の発振器)について図8を参照しながら説明する。図8は、第8の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の基板上に形成された回路部品の平面説明図である。
図8に示すように、第6の発振器の基板1上には、大型回路部品2が半田付けされて搭載され、当該大型回路部品2の下側中央にスリット3eが形成されると共に、大型回路部品2の周辺に小型回路部品4a,4bが配置されている。
【0044】
具体的には、大型回路部品2の長辺に沿って並行に小型回路部品4aが配置され、大型回路部品2の短辺に沿って並行に小型回路部品4bが配置されている。
大型回路部品2と小型回路部品4a,4bとの間の距離は、第7の実施の形態で説明した程度となる。
【0045】
第8の発振器によれば、スリット3eと小型回路部品4a,4bによって、ヒートサイクルによって基板1の歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できるものである。
また、配置された小型回路部品4a,4bのいずれかを電気的に接続して利用する場合に利便性が高いものである。
【0046】
[実施の形態の効果]
第1〜8の発振器によれば、基板1上に半田付けされた大型回路部品2の周囲又は下側の基板にスリット3a〜3eを形成することで、ヒートサイクルによって基板1の膨張と収縮に起因する歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できる効果がある。
【0047】
また、第7,8の発振器によれば、大型回路部品2の周囲であってスリットが形成されていない場所に、小型回路部品3a,3bを配置することで、ヒートサイクルによって基板1の膨張と収縮に起因する歪みが緩和され、大型回路部品2の実装半田にクラックが生じるのを低減でき、信頼性を向上できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明は、大型回路部品の実装半田にクラックが生じるのを低減し、信頼性を向上できる恒温槽付水晶発振器に好適である。
【符号の説明】
【0049】
1...基板、 2...大型回路部品、 3a,3b,3c,3d,3e...スリット、 4a,4b...小型回路部品、 10...半田

【特許請求の範囲】
【請求項1】
恒温槽付水晶発振器において、
基板上に形成された回路部品について、前記回路部品の四隅を各々囲むよう前記基板上にL字状のスリットを設けたことを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
【請求項2】
恒温槽付水晶発振器において、
基板上に形成された回路部品について、前記回路部品の長辺の外側に沿って前記基板上に並行にスリットを設けると共に、前記並行に設けたスリットを前記回路部品の下側で接続するスリットを設けたことを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
【請求項3】
恒温槽付水晶発振器において、
基板上に形成された回路部品について、前記回路部品の四辺の外側に沿って前記基板上にスリットを設けたことを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
【請求項4】
恒温槽付水晶発振器において、
基板上に形成された回路部品について、前記回路部品の短辺の外側に沿って前記基板上にスリットを設けたことを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
【請求項5】
恒温槽付水晶発振器において、
基板上に形成された回路部品について、前記回路部品の長辺の外側に沿って前記基板上にスリットを設けたことを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
【請求項6】
回路部品の短辺の外側に沿って基板上に前記回路部品より小さい小型の回路部品を配置したことを特徴とする請求項2又は5記載の恒温槽付水晶発振器。
【請求項7】
回路部品の長辺の外側に沿って基板上に前記回路部品より小さい小型の回路部品を配置したことを特徴とする請求項4記載の恒温槽付水晶発振器。
【請求項8】
恒温槽付水晶発振器において、
基板上に形成された回路部品について、前記回路部品の下側であって前記基板上にスリットを設けると共に、前記回路部品の短辺又は長辺、若しくは短辺及び長辺の外側に沿って前記回路部品より小さい小型の回路部品を配置したことを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
【請求項9】
恒温槽付水晶発振器において、
基板上に形成された回路部品について、前記回路部品の短辺部分が半田付けされて前記基板に固定され、前記短辺に並行で前記回路部品の中央下側であって前記基板上にスリットを設けたことを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
【請求項10】
スリットの幅を0.1mm以上1.5mm以下としたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか記載の恒温槽付水晶発振器。
【請求項11】
スリットの幅を0.6mm〜0.8mmとしたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか記載の恒温槽付水晶発振器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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