恒温槽型圧電発振器
【課題】恒温槽型圧電発振器の本体筐体の低背化を行うこと、及び製造コストを低く抑えることができる恒温槽型圧電発振器を提供する。
【解決手段】恒温槽型圧電発振器１に、圧電振動子２と、圧電振動子２を発振子とした発振回路３を構成する発振部３１と、圧電振動子２を所定温度に保つ恒温槽５とが設けられ、圧電振動子２と発振部３１とは基板６の一主面６０に配されている。また、基板６の内部に圧電振動子２を所定温度に保つ恒温部５１が設けられ、基板６の一主面６０に圧電振動子２と発振部３１とを封止する金属ケース５２が設けられている。恒温槽５は恒温部５１と金属ケース５２とによって構成される。
【解決手段】恒温槽型圧電発振器１に、圧電振動子２と、圧電振動子２を発振子とした発振回路３を構成する発振部３１と、圧電振動子２を所定温度に保つ恒温槽５とが設けられ、圧電振動子２と発振部３１とは基板６の一主面６０に配されている。また、基板６の内部に圧電振動子２を所定温度に保つ恒温部５１が設けられ、基板６の一主面６０に圧電振動子２と発振部３１とを封止する金属ケース５２が設けられている。恒温槽５は恒温部５１と金属ケース５２とによって構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子と、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温槽とを備えた恒温槽型圧電発振器（ＯＣＸＯ（Ｏｖｅｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ））に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の恒温槽型圧電発振器の一例としては、圧電振動子と、前記圧電振動子を所定温度に保つための恒温槽とを備えたものがある。
【０００３】
前記恒温槽には、例えばアルミブロックが用いられ、前記圧電振動子は前記恒温槽の内部に格納されている。また、前記恒温槽の内部には、前記圧電振動子の温度を検知するセンサ部が前記圧電振動子と接した状態で格納されている。前記恒温槽は、回路基板の一主面に配され、前記回路基板の他主面には、前記恒温槽を加熱するヒータ部が配されている。前記ヒータ部による加熱動作は、前記センサ部による温度検知に基づいて制御される。
【０００４】
このような構成を備えた恒温槽型圧電発振器の一例として、特許文献１に開示の圧電発振器がある。
【０００５】
この特許文献１に開示の圧電発振器は、前記圧電振動子を収納した前記アルミブロックが回路基板に配置され、前記圧電振動子と前記回路基板とが第２の回路基板に電気的に接続された構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３０６４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示の圧電発振器においては、前記恒温槽で前記圧電振動子の温度を制御することができるため周波数の高安定化を実現することはできるが、前記圧電振動子を前記アルミブロックに収納しているため、圧電発振器の本体筐体の低背化や、製造コストを低く抑えることが難しい。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、圧電発振器の本体筐体の低背化を行い、製造コストを低く抑えることができる恒温槽型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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る恒温槽型圧電発振器は、圧電振動子と、前記圧電振動子を発振子とした発振回路を構成する発振部と、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温槽とが設けられ、前記圧電振動子と前記発振部とが基板の一主面に配され、前記基板の内部に前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温部が設けられ、前記基板の一主面に、前記圧電振動子と前記発振部とを封止する恒温ケースが設けられ、前記恒温槽は、前記恒温部と前記恒温ケースとによって構成されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記恒温槽が前記恒温ケースと前記恒温部とから構成されるので、従来のアルミブロックを前記恒温槽とする恒温槽型圧電発振器と比較して、製造手順が簡単化され、製造コストが低く抑えられる。また、前記圧電振動子と前記発振部とを封止する（前記圧電振動子と前記発振部とを内包する）前記恒温ケースが前記基板の一主面に設けられ、前記恒温部と前記恒温ケースとによって前記圧電振動子と前記発振部とを封止する恒温槽が構成されるので、恒温槽を別途設ける従来の恒温槽型圧電発振器と比較して、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体を低背化や小型化することができる。
【００１１】
また、前記構成において、前記圧電振動子を加熱するヒータ部が設けられ、前記ヒータ部は、前記恒温槽の外側に配されていてもよい。
【００１２】
この場合、前記ヒータ部が前記恒温槽の外側に配されるので、前記ヒータ部を前記恒温槽の内側に配することによって前記ヒータ部により前記恒温槽の内側で急峻な熱勾配が生じることを防止できる。
【００１３】
また、前記構成において、前記圧電振動子の温度を検知するセンサ部が設けられ、前記センサ部は、前記恒温槽の内側に配されていてもよい。
【００１４】
この場合、前記センサ部が前記恒温槽の内側に配されるので、前記圧電振動子の近傍に前記センサ部を配して前記圧電振動子の温度を正確に検知することができる。
【００１５】
また、前記構成において、前記基板の一主面に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、前記接合部は、凹形状からなり、前記恒温ケースに、前記接合部に嵌まる突出片が設けられてもよい。
【００１６】
この場合、前記基板の一主面に前記接合部が形成され、前記接合部は凹形状からなり、前記恒温ケースに前記突出片が設けられているので、前記接合部が前記基板の他主面に露出することを防止することができる。これにより、前記接合部から前記恒温槽の外側に前記恒温槽内の熱が放出することを確実に防止して、前記恒温槽内の温度を安定させることができ、その結果、消費電力を下げることができる。
【００１７】
また、前記構成において、前記基板に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、前記接合部は、前記基板を貫通する貫通孔であり、前記恒温ケースに、前記接合部に接合する突出片が設けられてもよい。
【００１８】
この場合、前記基板に前記接合部が形成され、前記接合部は、前記基板を貫通する貫通孔であり、前記恒温ケースに前記突出片が設けられているので、前記恒温槽内の熱が前記基板上に拡がる放熱を抑制し、その結果、消費電力を下げることができる。
【００１９】
また、前記構成において、前記基板の他主面で前記恒温ケースの突出片が前記基板に半田付けされていてもよい。
【００２０】
この場合、前記基板の他主面で前記恒温ケースの突出片が前記基板に半田付けされるので、前記恒温ケースを前記基板に容易に設けることができる。
【００２１】
また、前記構成において、前記基板は樹脂基板であってもよく、より好ましくは熱伝導率が０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の樹脂基板である。具体例を示すと、前記基板として、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、またはフッ素樹脂基板を用いることができる。
【００２２】
この場合、前記基板の熱伝導率が比較的低いため、前記恒温槽内から前記基板を介した前記恒温槽の外側への放熱を低減させることができ、消費電力を下げることができる。
【００２３】
また、前記構成において、前記恒温部は、平板状パターンまたは網目状パターンであってもよい。
【００２４】
この場合、前記恒温部は、平板状パターンまたは網目状パターンであるので、当該恒温槽型圧電発振器を低背化することができる。さらに、前記恒温槽内の熱を安定させることができる。また、平板状パターンの具体例としてベタパターンが挙げられる。
【００２５】
また、前記構成において、前記圧電振動子に、外部接続端子が突設され、前記基板に、前記圧電振動子を搭載する搭載部が設けられ、前記外部接続端子の先端部は、前記搭載部内に配されてもよい。
【００２６】
この場合、前記圧電振動子に前記外部接続端子が突設され、前記基板に前記搭載部が設けられ、前記外部接続端子の先端部は前記搭載部内に配されるので、前記圧電振動子を安定した状態で前記所定温度に保つことができる。
【００２７】
また、前記構成において、前記搭載部は、前記恒温部上の前記基板の一主面に凹形状に形成されてもよい。
【００２８】
この場合、前記搭載部が前記恒温部上の前記基板の一主面に凹形状に形成されるので、前記外部接続端子の先端部を前記恒温部の近傍に配置することができ、その結果、前記外部接続端子を介して前記圧電振動子の振動片（例えば水晶振動片）に前記恒温部からの熱を直接伝えることができる。
【００２９】
また、前記構成において、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体は、前記圧電振動子と前記発振回路と前記ヒータ部と前記恒温槽と前記基板とを封止してもよい。
【００３０】
この場合、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体は、前記圧電振動子と前記発振部と前記恒温ケースと前記基板と前記恒温槽とを封止するので、前記圧電振動子と前記発振部と前記恒温ケースと前記基板と前記恒温槽とを塵などの外的環境や、衝撃などの外からかかる力から保護することができる。なお、前記本体筐体は、ＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）に対応することができるため、金属を用いて形成されていることがより好ましい。
【００３１】
また、前記構成において、前記基板の一主面には、前記圧電振動子の代わりまたは前記圧電振動子及び前記発振部の代わりに、表面実装型圧電デバイスが配されてもよい。
【００３２】
この場合、前記表面実装型圧電デバイスが薄型の電子部品であることにより、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体を低背化することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る恒温槽型圧電発振器は、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体の低背化を行い、製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器の概略構成を示す透視図である。
【図２】本実施形態の恒温槽型圧電発振器を構成する本体筐体と、基板と、金属ケースの概略分解斜視図である。
【図３】本実施形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図４】本実施形態に係る金属ケースを示す概略斜視図である。
【図５】本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器の基板への金属ケース及び圧電振動子の接合構造を示した概略構成図である。
【図６】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図７】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図８】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図９】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図１０】本実施形態の他の形態に係る恒温槽型圧電発振器の基板への金属ケースの接合を示した概略構成図である。
【図１１】図１２に示す金属ケースを図９に示す接合部に接合した場合における、恒温槽型圧電発振器の基板への金属ケースの接合構造を示した概略構成図である。
【図１２】本実施形態の他の形態に係る金属ケースを示す概略斜視図である。
【図１３】本実施形態の他の形態に係る恒温部を示す概略平面図である。
【図１４】本実施形態の他の形態に係るヒータ部を示す概略構成図である。
【図１５】本実施形態の他の形態に係るヒータ部を示す概略構成図である。
【図１６】本実施形態の他の形態に係る恒温槽内の各構成を示す概略透視図である。
【図１７】本実施形態の他の形態に係る恒温槽内の各構成を示す概略透視図である。
【図１８】本実施形態の他の形態に係る恒温槽型圧電発振器の概略構成を示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態（本実施形態）に係る恒温槽型圧電発振器について図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１を図１，２に示す。図１は、本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１の概略構成を示す透視図である。図２は、本実施形態の恒温槽型圧電発振器１を構成する本体筐体９と、基板６と、金属ケース５２（本発明でいう恒温ケース）の概略分解斜視図である。
【００３７】
本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１には、図１，２に示すように、基板６と、基板６の一主面に配した圧電振動子２及び発振部３１と、圧電振動子２及び発振部３１を封止する金属ケース５２とが設けられている。
【００３８】
恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９は、図１，２に示すように、一面に開口部９０が形成された保護用ケース９１と、保護用ケース９１と接合して当該恒温槽型圧電発振器１の構成部材を封止するベース９２とからなる。ベース９２には、外部の電子機器と電気的に接続する外部リード端子９３が本体筐体９の内部（内側）から外部（外側）に突出形成されている。なお、保護用ケース９１とベース９２とは金属を用いて形成されており、ベース９２と外部リード端子９３との間にはガラスなどで形成された絶縁性を有する部材が介在していることが、ＥＭＳに対応することができるため好ましい。
【００３９】
次に、恒温槽型圧電発振器１の各構成について、図１〜４を用いて詳説する。図３は、本実施形態に係る基板６を示す概略平面図である。図４は、本実施形態に係る金属ケース５２を示す概略斜視図である。
【００４０】
圧電振動子２は、図１に示すように、ＳＣカットまたはＡＴカットなどの水晶振動片（図示省略）と、この水晶振動片を支持する支持ベース２３と、支持ベース２３に支持された水晶振動片を気密封止するキャップ２４から構成されている。前記水晶振動片には、一対の励振電極（図示省略）と、前記一対の励振電極から引き出された引出電極（図示省略）とが形成されている。支持ベース２３には、２つのリード端子２１（本発明でいう外部接続端子）が挿入して接合されている。２つのリード端子２１は、支持ベース２３から外方に延設されたアウターリード部と、圧電振動子２の内部に配され、前記水晶振動片の前記引出電極にそれぞれ接合されたインナーリード部から構成されている。なお、図１に示すように、２つのリード端子２１は、圧電振動子２の側面視同一位置に配される。
【００４１】
金属ケース５２は、図１，４に示すように、一端面に開口部５３が形成された箱状体であり、この金属ケース５２を基板６に配する際、この開口部５３が基板６の一主面６０に向く。この金属ケース５２は、天面板５６と、４つの側面板５０とからなり、この天面板５６の外周端から側面板５０が下垂して設けられている。これら４つの側面板５０のうち、任意の対向する２面の側面板５０には、その先端から突出片５４が突出形成されている。なお、金属ケース５２は、熱伝導性の高い材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、真鍮が用いられている。
【００４２】
基板６は、複数の層が積層された多層基板から構成され、例えば熱伝導率が０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の樹脂基板である。具体例を示すと、基板６として、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、またはフッ素樹脂基板を用いることができる。
【００４３】
基板６の内部には、図１，３に示すように、圧電振動子２３を所定温度に保つ恒温部５１が設けられている。恒温部５１は、基板６の中間層に形成されており、熱伝導性が高い熱伝導性材料（本実施形態では銅）からなる熱伝導層であり、平面視矩形の平板状パターンに成形されている。本実施形態では、恒温部５１としてベタパターンが用いられている。
【００４４】
基板６の一主面６０には、図１〜３に示すように、圧電振動子２を発振子とした発振回路３がパターン形成され（図示省略）、発振回路３の構成部材である発振部３１（集積回路チップやその他の電子部品など）や、圧電振動子２の温度を検出するセンサ部７が設けられている。本実施形態では、センサ部７として、例えばサーミスタなどが用いられている。また、図３に示すように、恒温部５１上の基板６の一主面６０の平面視矩形の領域（恒温部５１と平面視重なり合う領域）を重複領域Ａとし、この重複領域Ａに圧電振動子２のリード端子２１を電気的に接続する搭載部６３が形成されている。搭載部６３は、恒温部５１に達しない深さの円柱形の凹形状に形成されている。また、重複領域Ａの外周に沿って、金属ケース５２と接合する接合部６２が設けられている。接合部６２は、基板６の一主面６０の重複領域Ａの外周縁の各辺に沿って直方体の凹形状に形成されている。この接合部６２には、凹形状の内面から接合部６２外の基板６の一主面６０上まで延出した熱伝導性が高い熱伝導膜１８が設けられている。熱伝導膜１８は、恒温部５１に接続されている。本実施形態では、熱伝導膜１８として、銅が用いられている。
【００４５】
基板６の他主面６１には、図１，２に示すように、圧電振動子２を加熱するヒータ部４と、ヒータ部４用のトランジスタ４１とが設けられている。本実施形態では、ヒータ部４として膜抵抗体が用いられている。
【００４６】
また、基板６には、図５に示すように、恒温部５１上の基板６の一主面６０から恒温部５１に貫通する複数のビアホール６４が形成されている。ビアホール６４は、このビアホール６４を介して、ヒータ部４が恒温部５１に接続され、ヒータ部４による熱が恒温部５１に伝わる。また、基板６の平面視外周に一主面６０から他主面６１にかけて貫通する孔６５が形成され、図１に示すように孔６５に外部リード端子９３が挿入される。
【００４７】
この恒温槽型圧電発振器１では、恒温部５１と金属ケース５２とによって恒温槽５が構成される。恒温槽５内では、基板６の一主面６０に配された圧電振動子２と発振部３１とが封止され、圧電振動子２が所定温度に保たれる。また、図１に示すように、恒温槽５の外側にヒータ部４が配され、恒温槽５の内側にセンサ部７が配されている。
【００４８】
次に、図１〜５を用いて、恒温槽型圧電発振器１の製造工程を説明する。
【００４９】
図１，２に示すように、基板６の一主面６０に発振部３１とセンサ部７を搭載し、基板６の他主面６１にヒータ部４とトランジスタ４１とを搭載する。これらの構成部材の基板６への搭載後、図５に示すように、搭載部６３にリード端子２１の先端部２２を配し、接合材８（半田または導電性接着剤など）を用いてリード端子２１を基板６に電気的に接続するとともに機械的に接合し、基板６に圧電振動子２を搭載する。圧電振動子２の搭載後、金属ケース５２の突出片５４を接合部６２に嵌合し、接合材２８（例えば半田または熱伝導性樹脂）を用いて接合する。この際は、突出片５４は、熱伝導膜１８を介して恒温部５１と接続する。そして、ベース９２に設けられた外部リード端子９３に基板６の孔６５を挿入させて半田などを用い、外部リード端子９３を孔６５に接合する。その後、保護用ケース９１をべース９２に被せて、保護用ケース９１とベース９２とを接合し、この接合により恒温槽型圧電発振器１の構成部材（圧電振動子２、発振部３１、基板６、金属ケース５２など）を本体筐体９内に封止し、恒温槽型圧電発振器１を製造する。
【００５０】
本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１によれば、恒温槽５が金属ケース５２と恒温部５１とから構成されるので、従来のアルミブロックを恒温槽とする恒温槽型圧電発振器と比較して、製造手順が簡単化され、製造コストが低く抑えられる。また、圧電振動子２と発振部３１とを封止する（圧電振動子２と発振部３１とを内包する）金属ケース５２が一主面６０に設けられ、金属ケース５２と恒温部５１とによって圧電振動子２と発振部３１とを封止する恒温槽５が構成されるので、恒温槽を別途設ける従来の恒温槽型圧電発振器と比較して、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体を低背化や小型化することができる。
【００５１】
また、ヒータ部４が恒温槽５の外側に配されるので、ヒータ部４を恒温槽５の内側に配することによってヒータ部４により恒温槽５の内側で急峻な熱勾配が生じることを防止できる。
【００５２】
また、センサ部７が恒温槽５の内側に配されるので、圧電振動子２の近傍にセンサ部７を配して圧電振動子２の温度を正確に検知することができる。
【００５３】
また、基板６の一主面６０に接合部６２が形成され、接合部６２が凹形状からなり、金属ケース５２に突出片５４が設けられているので、接合部６２が基板６の他主面６１に露出することを防止することができる。これにより、接合部６２から恒温槽５の外側に恒温槽５内の熱が放出することを確実に防止して、恒温槽５内の温度を安定させることができ、その結果、消費電力を下げることができる。
【００５４】
また、恒温部５１が平板状パターンであるので、恒温槽５内の熱を安定させることができる。
【００５５】
また、基板６は樹脂基板である。これにより、基板６の熱伝導率が比較的低いため、恒温槽５内から基板６を介した恒温槽５の外側への放熱を低減させることができ、消費電力を下げることができる。
【００５６】
また、圧電振動子２にはリード端子２１が突設され、基板６に搭載部６３が設けられ、リード端子２１の先端部２２は搭載部６３内に配されるので、圧電振動子２を安定した状態で所定温度に保つことができる。また、本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１の製造工程において、基板６の搭載部６３を基準としてリード端子２１の先端部２２の搭載位置を決定することができ、圧電振動子２を基板６に配置する際の位置決めが容易になる。
【００５７】
また、搭載部６３が恒温部５１上の基板６の一主面６０に凹形状に形成されるので、リード端子２１の先端部２２を恒温部５１の近傍に配置することができ、その結果、リード端子２１を介して圧電振動子２の水晶振動片に恒温部５１からの熱を直接伝えることができる。
【００５８】
また、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９は、構成部材（例えば、圧電振動子２と発振部３１と金属ケース５２と基板６と恒温槽５）を封止するので、構成部材を塵などの外的環境や、衝撃などの外からかかる力から保護することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、接合部６２が設けられているので、上記した製造工程と異なり、恒温槽型圧電発振器１を製造する際に、接合部６２に導電性接合材（図示省略）を供給した状態で突出片５４を接合部６２に挿入するといった手順を実施することによって、突出片５４を接合部６２に接合して、金属ケース５２を導電性接合材及び熱伝導膜１８を介して恒温部５１に接合することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、恒温部５１が基板６内部に設けられているので、恒温部５１の熱が外部へ放出することなく、恒温槽５内の温度を安定させることができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、恒温ケースとして金属ケース５２を用いているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、恒温槽５を構成できるものであれば任意の材料からなってもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、凹形状の接合部６２を基板６の一主面６０に形成しているが、接合部６２の形状や配置は図３に示す形態に限定されるものではなく、例えば、下記する図６〜図９に示す他の形態であってもよい。図６〜９は、本実施形態の他の形態に係る基板６を示す概略平面図である。
【００６３】
図６に示す基板６では、重複領域Ａの外周縁の各辺に沿って接合部６２がそれぞれ形成されている。
【００６４】
図７に示す基板６では、重複領域Ａの外周縁の４つの辺のうちの対向する任意の２つの辺に沿ってそれぞれ接合部６２が形成されている。この接合部６２は、それぞれ隣接する辺にまたがって形成される。すなわち、接合部６２は、それぞれ重複領域Ａの連続する３つの辺に沿って形成され、平面視［状もしくは］状に成形されている。
【００６５】
図８に示す基板６では、重複領域Ａの４つの隅それぞれに４つの接合部６２が形成されている。この接合部６２は、隅に隣り合う２つの辺にまたがって形成され、平面視Ｌ字形状に成形されている。
【００６６】
図９に示す基板６では、重複領域Ａの外周縁の４つの辺に沿って平面視円形の接合部６２が形成されている。
【００６７】
なお、上記した図６〜９に示す形態の場合、接合部６２の形状に対応させて、金属ケース５２の突出片５４が成形されることは言うまでもない。
【００６８】
また、本実施形態では、接合部６２は凹形状からなるが、その形状は限定されるものではなく、図１０，１１に示す他の形態であってもよい。
【００６９】
図１０に示す他の形態では、接合部６２は、基板６の一主面６０から他主面６１にかけて貫通する貫通孔に成形されている。図１０は、貫通孔に成形された接合部６２を備えた基板６への金属ケース５２（突出片５４）の接合を示した概略構成図である。この場合、接合部６２は、基板６を貫通する貫通孔であるので、恒温槽５内の熱が重複領域Ａの外側に拡がる放熱を抑制し、その結果、消費電力を下げることができる。この図１０に示す他の形態では、熱伝導膜１８は、貫通孔の内側面を介して基板６の一主面６０から他主面６１にかけて設けられている。また、金属ケース５２の突出片５４が基板６の他主面６１で半田付けされている。これにより、金属ケース５２を基板６に容易に設けることができる。
【００７０】
なお、接合部６２が凹形状からなる場合及び接合部６２が貫通孔に成形されている場合において、図示していないが、金属ケース５２（特に、突出片５４）のケース外側表面が接合部６２に当接せず、前記ケース外側表面と接合部６２との間に間隙が保たれていてもよい。前記間隙が保たれていることにより、金属ケース５２の熱が金属ケース５２から基板６の重複領域Ａ外側へ伝わり外部リード端子９３を介して外部に放熱されることが抑制される。
【００７１】
図１１に示す他の形態では、接合部６２は、一主面６０から恒温部５１まで貫通形成するビアホールに成形されている。なお、ビアホール内には、導電性材料からなる充填材が充填されている。また、この図１１に示す形態では、基板６の一主面６０において接合部６２と金属ケース５２とが接合される。そのため、図１１に示す接合部６２に対して、図４に示す本実施形態の突出片５４が形成された金属ケース５２を用いることができない。そこで、この図１１に示す他の形態では、図１２に示す金属ケース５２を用いる。図１２は、図４とは異なる形態の金属ケース５２の概略斜視図である。
【００７２】
図１２に示す金属ケース５２は、一端面に開口部５３が形成された箱状体であり、この金属ケース５２を基板６に配する際、この開口部５３が基板６の一主面６０に向く。また、金属ケース５２の４つの側面板５０の先端面５５が幅広に形成されている。この金属ケース５２の先端面５５が、接合材２８を用いて図１１に示す基板６に接合される。このように、４つの側面板５０の先端面５５が幅広に形成されることで、金属ケース５２の基板６に当接する部位の面積が広くなり、金属ケース５２が基板６に確実に接続される。なお、先端面５５が幅広に形成されることが望ましいが、先端面５５が幅広に形成されなくてもよい。
【００７３】
また、接合部６２は、図３、図６〜図１１に示す形態に限定されるものではなく適宜変更可能であるが、金属ケース５２をより容易に基板６に配置するためには接合部６２の数が少なく形状が簡単であることが好ましく、金属ケース５２と恒温部５１との間でより効率よく熱伝導を行うためには重複領域Ａの外周縁に沿って隙間なく複数の接合部６２が形成されることが好ましい。
【００７４】
なお、接合部６２が図１０に示すように貫通孔に成形されている場合、外部リード端子９３が挿入される孔６５と重複領域Ａとの間に接合部６２を配することで、重複領域Ａの熱が基板６を介して外部リード端子９３に伝わり外部に放熱されることが抑制される。よって、接合部６２は図１０に示すように貫通孔に成形されていることがより好ましい。
【００７５】
また、本実施形態では、恒温部５１として、平板状パターンを用いているが、これに限定されるものではなく、他の形態であってもよく、例えば、図１３に示す網目状パターンであってもよい。この場合、平板状パターンの恒温部５１と比べて恒温部５１を形成する際の材料コストを低く抑えることができる。図１３は、網目状パターンの恒温部の概略平面図を示す。
【００７６】
また、本実施形態では、ヒータ部４として膜抵抗体が用いられているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１４，１５に示す他の形態であってもよい。図１４，１５は、本実施形態の他の形態に係るヒータ部４を示す概略構成図である。
【００７７】
図１４に示す他の形態では、ヒータ部４として、ニクロム線などのヒータ線が用いられる。このヒータ線は、金属ケース５２に巻回されている。
【００７８】
図１５に示す他の形態では、ヒータ部４として、樹脂モールドされたトランジスタが用いられる。このトランジスタは、金属ケース５２の側面板５０に当接して設けられている。
【００７９】
また、本実施形態にかかる圧電振動子２では、キャップ２４が他の部材と接していないが、図１６に示すように、金属ケース５２の内壁と圧電振動子２のキャップ２４とが金属片などの熱伝導片３８を介して接続されてもよい。この場合、熱伝導片３８を介して金属ケース５２から圧電振動子２に直接熱が伝わり、圧電振動子２を安定した状態で所定温度に保つことができる。
【００８０】
また、図１６に示す形態の他に、図１７に示すように、キャップ２４の一部（先端部）が挿入可能な熱伝導性が高いジャケット４８が設けられてもよい。この場合、ジャケット４８を介して恒温部５１からの熱が圧電振動子２へ伝わり、圧電振動子２を安定した状態で所定温度に保つことができる。なお、図１７に示すジャケット４８は、半田などの接合材５８によって基板６の一主面６０に接合されている。しかしながら、ジャケット４８は、恒温部５１に接合されていてもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、圧電振動子２にリードタイプの圧電振動子２を用いているが、これに限定されるものではなく、本実施形態の他の形態において、恒温槽型圧電発振器は、リードタイプの圧電振動子２の代わりに表面実装型圧電デバイスとして表面実装型圧電振動子などが基板６の一主面に配されたものであってもよい。この場合、恒温槽型圧電発振器の本体筐体９を低背化することができる。
【００８２】
また、本実施形態の他の形態において、恒温槽型圧電発振器は、圧電振動子２及び発振部３の代わりに表面実装型圧電デバイスとして表面実装型圧電発振器などが基板６の一主面に配されたものであってもよい。この場合、前記表面実装型圧電デバイスは薄型の電子部品であるため、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９を低背化することができる。
【００８３】
図１８には、基板６の一主面に表面実装型圧電発振器２０が配された恒温槽型圧電発振器１を示した。これにより、部品点数を飛躍的に減らすことができる。さらに、センサ部７として表面実装型のサーミスタを用いた場合、恒温槽５内部には表面実装型圧電発振器２０とセンサ部７（表面実装型のサーミスタ）のみを配置するだけでよく、恒温槽５内部からリード部品を排除することができる。この場合、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９をさらに低背化することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、基板６に形成された発振回路３に温度補償回路が付加されてもよい。これにより、恒温槽型圧電発振器１の周波数がより安定する。
【００８５】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００８６】
１ 恒温槽型圧電発振器
２ 圧電振動子
２１ リード端子
３ 発振回路
３１ 発振部
４ ヒータ部
４１ トランジスタ
５ 恒温槽
５１ 恒温部
５２ 金属ケース
６ 基板
６０ 一主面
６１ 他主面
６２ 接合部
６３ 搭載部
７ センサ部
８ 接合材
１８ 熱伝導膜
９ 本体筐体
９１ 保護用ケース
９２ ベース
９３ 外部リード端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子と、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温槽とを備えた恒温槽型圧電発振器（ＯＣＸＯ（Ｏｖｅｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ））に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の恒温槽型圧電発振器の一例としては、圧電振動子と、前記圧電振動子を所定温度に保つための恒温槽とを備えたものがある。
【０００３】
前記恒温槽には、例えばアルミブロックが用いられ、前記圧電振動子は前記恒温槽の内部に格納されている。また、前記恒温槽の内部には、前記圧電振動子の温度を検知するセンサ部が前記圧電振動子と接した状態で格納されている。前記恒温槽は、回路基板の一主面に配され、前記回路基板の他主面には、前記恒温槽を加熱するヒータ部が配されている。前記ヒータ部による加熱動作は、前記センサ部による温度検知に基づいて制御される。
【０００４】
このような構成を備えた恒温槽型圧電発振器の一例として、特許文献１に開示の圧電発振器がある。
【０００５】
この特許文献１に開示の圧電発振器は、前記圧電振動子を収納した前記アルミブロックが回路基板に配置され、前記圧電振動子と前記回路基板とが第２の回路基板に電気的に接続された構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３０６４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示の圧電発振器においては、前記恒温槽で前記圧電振動子の温度を制御することができるため周波数の高安定化を実現することはできるが、前記圧電振動子を前記アルミブロックに収納しているため、圧電発振器の本体筐体の低背化や、製造コストを低く抑えることが難しい。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、圧電発振器の本体筐体の低背化を行い、製造コストを低く抑えることができる恒温槽型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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る恒温槽型圧電発振器は、圧電振動子と、前記圧電振動子を発振子とした発振回路を構成する発振部と、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温槽とが設けられ、前記圧電振動子と前記発振部とが基板の一主面に配され、前記基板の内部に前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温部が設けられ、前記基板の一主面に、前記圧電振動子と前記発振部とを封止する恒温ケースが設けられ、前記恒温槽は、前記恒温部と前記恒温ケースとによって構成されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記恒温槽が前記恒温ケースと前記恒温部とから構成されるので、従来のアルミブロックを前記恒温槽とする恒温槽型圧電発振器と比較して、製造手順が簡単化され、製造コストが低く抑えられる。また、前記圧電振動子と前記発振部とを封止する（前記圧電振動子と前記発振部とを内包する）前記恒温ケースが前記基板の一主面に設けられ、前記恒温部と前記恒温ケースとによって前記圧電振動子と前記発振部とを封止する恒温槽が構成されるので、恒温槽を別途設ける従来の恒温槽型圧電発振器と比較して、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体を低背化や小型化することができる。
【００１１】
また、前記構成において、前記圧電振動子を加熱するヒータ部が設けられ、前記ヒータ部は、前記恒温槽の外側に配されていてもよい。
【００１２】
この場合、前記ヒータ部が前記恒温槽の外側に配されるので、前記ヒータ部を前記恒温槽の内側に配することによって前記ヒータ部により前記恒温槽の内側で急峻な熱勾配が生じることを防止できる。
【００１３】
また、前記構成において、前記圧電振動子の温度を検知するセンサ部が設けられ、前記センサ部は、前記恒温槽の内側に配されていてもよい。
【００１４】
この場合、前記センサ部が前記恒温槽の内側に配されるので、前記圧電振動子の近傍に前記センサ部を配して前記圧電振動子の温度を正確に検知することができる。
【００１５】
また、前記構成において、前記基板の一主面に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、前記接合部は、凹形状からなり、前記恒温ケースに、前記接合部に嵌まる突出片が設けられてもよい。
【００１６】
この場合、前記基板の一主面に前記接合部が形成され、前記接合部は凹形状からなり、前記恒温ケースに前記突出片が設けられているので、前記接合部が前記基板の他主面に露出することを防止することができる。これにより、前記接合部から前記恒温槽の外側に前記恒温槽内の熱が放出することを確実に防止して、前記恒温槽内の温度を安定させることができ、その結果、消費電力を下げることができる。
【００１７】
また、前記構成において、前記基板に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、前記接合部は、前記基板を貫通する貫通孔であり、前記恒温ケースに、前記接合部に接合する突出片が設けられてもよい。
【００１８】
この場合、前記基板に前記接合部が形成され、前記接合部は、前記基板を貫通する貫通孔であり、前記恒温ケースに前記突出片が設けられているので、前記恒温槽内の熱が前記基板上に拡がる放熱を抑制し、その結果、消費電力を下げることができる。
【００１９】
また、前記構成において、前記基板の他主面で前記恒温ケースの突出片が前記基板に半田付けされていてもよい。
【００２０】
この場合、前記基板の他主面で前記恒温ケースの突出片が前記基板に半田付けされるので、前記恒温ケースを前記基板に容易に設けることができる。
【００２１】
また、前記構成において、前記基板は樹脂基板であってもよく、より好ましくは熱伝導率が０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の樹脂基板である。具体例を示すと、前記基板として、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、またはフッ素樹脂基板を用いることができる。
【００２２】
この場合、前記基板の熱伝導率が比較的低いため、前記恒温槽内から前記基板を介した前記恒温槽の外側への放熱を低減させることができ、消費電力を下げることができる。
【００２３】
また、前記構成において、前記恒温部は、平板状パターンまたは網目状パターンであってもよい。
【００２４】
この場合、前記恒温部は、平板状パターンまたは網目状パターンであるので、当該恒温槽型圧電発振器を低背化することができる。さらに、前記恒温槽内の熱を安定させることができる。また、平板状パターンの具体例としてベタパターンが挙げられる。
【００２５】
また、前記構成において、前記圧電振動子に、外部接続端子が突設され、前記基板に、前記圧電振動子を搭載する搭載部が設けられ、前記外部接続端子の先端部は、前記搭載部内に配されてもよい。
【００２６】
この場合、前記圧電振動子に前記外部接続端子が突設され、前記基板に前記搭載部が設けられ、前記外部接続端子の先端部は前記搭載部内に配されるので、前記圧電振動子を安定した状態で前記所定温度に保つことができる。
【００２７】
また、前記構成において、前記搭載部は、前記恒温部上の前記基板の一主面に凹形状に形成されてもよい。
【００２８】
この場合、前記搭載部が前記恒温部上の前記基板の一主面に凹形状に形成されるので、前記外部接続端子の先端部を前記恒温部の近傍に配置することができ、その結果、前記外部接続端子を介して前記圧電振動子の振動片（例えば水晶振動片）に前記恒温部からの熱を直接伝えることができる。
【００２９】
また、前記構成において、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体は、前記圧電振動子と前記発振回路と前記ヒータ部と前記恒温槽と前記基板とを封止してもよい。
【００３０】
この場合、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体は、前記圧電振動子と前記発振部と前記恒温ケースと前記基板と前記恒温槽とを封止するので、前記圧電振動子と前記発振部と前記恒温ケースと前記基板と前記恒温槽とを塵などの外的環境や、衝撃などの外からかかる力から保護することができる。なお、前記本体筐体は、ＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）に対応することができるため、金属を用いて形成されていることがより好ましい。
【００３１】
また、前記構成において、前記基板の一主面には、前記圧電振動子の代わりまたは前記圧電振動子及び前記発振部の代わりに、表面実装型圧電デバイスが配されてもよい。
【００３２】
この場合、前記表面実装型圧電デバイスが薄型の電子部品であることにより、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体を低背化することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る恒温槽型圧電発振器は、当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体の低背化を行い、製造コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器の概略構成を示す透視図である。
【図２】本実施形態の恒温槽型圧電発振器を構成する本体筐体と、基板と、金属ケースの概略分解斜視図である。
【図３】本実施形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図４】本実施形態に係る金属ケースを示す概略斜視図である。
【図５】本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器の基板への金属ケース及び圧電振動子の接合構造を示した概略構成図である。
【図６】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図７】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図８】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図９】本実施形態の他の形態に係る基板を示す概略平面図である。
【図１０】本実施形態の他の形態に係る恒温槽型圧電発振器の基板への金属ケースの接合を示した概略構成図である。
【図１１】図１２に示す金属ケースを図９に示す接合部に接合した場合における、恒温槽型圧電発振器の基板への金属ケースの接合構造を示した概略構成図である。
【図１２】本実施形態の他の形態に係る金属ケースを示す概略斜視図である。
【図１３】本実施形態の他の形態に係る恒温部を示す概略平面図である。
【図１４】本実施形態の他の形態に係るヒータ部を示す概略構成図である。
【図１５】本実施形態の他の形態に係るヒータ部を示す概略構成図である。
【図１６】本実施形態の他の形態に係る恒温槽内の各構成を示す概略透視図である。
【図１７】本実施形態の他の形態に係る恒温槽内の各構成を示す概略透視図である。
【図１８】本実施形態の他の形態に係る恒温槽型圧電発振器の概略構成を示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態（本実施形態）に係る恒温槽型圧電発振器について図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１を図１，２に示す。図１は、本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１の概略構成を示す透視図である。図２は、本実施形態の恒温槽型圧電発振器１を構成する本体筐体９と、基板６と、金属ケース５２（本発明でいう恒温ケース）の概略分解斜視図である。
【００３７】
本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１には、図１，２に示すように、基板６と、基板６の一主面に配した圧電振動子２及び発振部３１と、圧電振動子２及び発振部３１を封止する金属ケース５２とが設けられている。
【００３８】
恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９は、図１，２に示すように、一面に開口部９０が形成された保護用ケース９１と、保護用ケース９１と接合して当該恒温槽型圧電発振器１の構成部材を封止するベース９２とからなる。ベース９２には、外部の電子機器と電気的に接続する外部リード端子９３が本体筐体９の内部（内側）から外部（外側）に突出形成されている。なお、保護用ケース９１とベース９２とは金属を用いて形成されており、ベース９２と外部リード端子９３との間にはガラスなどで形成された絶縁性を有する部材が介在していることが、ＥＭＳに対応することができるため好ましい。
【００３９】
次に、恒温槽型圧電発振器１の各構成について、図１〜４を用いて詳説する。図３は、本実施形態に係る基板６を示す概略平面図である。図４は、本実施形態に係る金属ケース５２を示す概略斜視図である。
【００４０】
圧電振動子２は、図１に示すように、ＳＣカットまたはＡＴカットなどの水晶振動片（図示省略）と、この水晶振動片を支持する支持ベース２３と、支持ベース２３に支持された水晶振動片を気密封止するキャップ２４から構成されている。前記水晶振動片には、一対の励振電極（図示省略）と、前記一対の励振電極から引き出された引出電極（図示省略）とが形成されている。支持ベース２３には、２つのリード端子２１（本発明でいう外部接続端子）が挿入して接合されている。２つのリード端子２１は、支持ベース２３から外方に延設されたアウターリード部と、圧電振動子２の内部に配され、前記水晶振動片の前記引出電極にそれぞれ接合されたインナーリード部から構成されている。なお、図１に示すように、２つのリード端子２１は、圧電振動子２の側面視同一位置に配される。
【００４１】
金属ケース５２は、図１，４に示すように、一端面に開口部５３が形成された箱状体であり、この金属ケース５２を基板６に配する際、この開口部５３が基板６の一主面６０に向く。この金属ケース５２は、天面板５６と、４つの側面板５０とからなり、この天面板５６の外周端から側面板５０が下垂して設けられている。これら４つの側面板５０のうち、任意の対向する２面の側面板５０には、その先端から突出片５４が突出形成されている。なお、金属ケース５２は、熱伝導性の高い材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、真鍮が用いられている。
【００４２】
基板６は、複数の層が積層された多層基板から構成され、例えば熱伝導率が０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の樹脂基板である。具体例を示すと、基板６として、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板、またはフッ素樹脂基板を用いることができる。
【００４３】
基板６の内部には、図１，３に示すように、圧電振動子２３を所定温度に保つ恒温部５１が設けられている。恒温部５１は、基板６の中間層に形成されており、熱伝導性が高い熱伝導性材料（本実施形態では銅）からなる熱伝導層であり、平面視矩形の平板状パターンに成形されている。本実施形態では、恒温部５１としてベタパターンが用いられている。
【００４４】
基板６の一主面６０には、図１〜３に示すように、圧電振動子２を発振子とした発振回路３がパターン形成され（図示省略）、発振回路３の構成部材である発振部３１（集積回路チップやその他の電子部品など）や、圧電振動子２の温度を検出するセンサ部７が設けられている。本実施形態では、センサ部７として、例えばサーミスタなどが用いられている。また、図３に示すように、恒温部５１上の基板６の一主面６０の平面視矩形の領域（恒温部５１と平面視重なり合う領域）を重複領域Ａとし、この重複領域Ａに圧電振動子２のリード端子２１を電気的に接続する搭載部６３が形成されている。搭載部６３は、恒温部５１に達しない深さの円柱形の凹形状に形成されている。また、重複領域Ａの外周に沿って、金属ケース５２と接合する接合部６２が設けられている。接合部６２は、基板６の一主面６０の重複領域Ａの外周縁の各辺に沿って直方体の凹形状に形成されている。この接合部６２には、凹形状の内面から接合部６２外の基板６の一主面６０上まで延出した熱伝導性が高い熱伝導膜１８が設けられている。熱伝導膜１８は、恒温部５１に接続されている。本実施形態では、熱伝導膜１８として、銅が用いられている。
【００４５】
基板６の他主面６１には、図１，２に示すように、圧電振動子２を加熱するヒータ部４と、ヒータ部４用のトランジスタ４１とが設けられている。本実施形態では、ヒータ部４として膜抵抗体が用いられている。
【００４６】
また、基板６には、図５に示すように、恒温部５１上の基板６の一主面６０から恒温部５１に貫通する複数のビアホール６４が形成されている。ビアホール６４は、このビアホール６４を介して、ヒータ部４が恒温部５１に接続され、ヒータ部４による熱が恒温部５１に伝わる。また、基板６の平面視外周に一主面６０から他主面６１にかけて貫通する孔６５が形成され、図１に示すように孔６５に外部リード端子９３が挿入される。
【００４７】
この恒温槽型圧電発振器１では、恒温部５１と金属ケース５２とによって恒温槽５が構成される。恒温槽５内では、基板６の一主面６０に配された圧電振動子２と発振部３１とが封止され、圧電振動子２が所定温度に保たれる。また、図１に示すように、恒温槽５の外側にヒータ部４が配され、恒温槽５の内側にセンサ部７が配されている。
【００４８】
次に、図１〜５を用いて、恒温槽型圧電発振器１の製造工程を説明する。
【００４９】
図１，２に示すように、基板６の一主面６０に発振部３１とセンサ部７を搭載し、基板６の他主面６１にヒータ部４とトランジスタ４１とを搭載する。これらの構成部材の基板６への搭載後、図５に示すように、搭載部６３にリード端子２１の先端部２２を配し、接合材８（半田または導電性接着剤など）を用いてリード端子２１を基板６に電気的に接続するとともに機械的に接合し、基板６に圧電振動子２を搭載する。圧電振動子２の搭載後、金属ケース５２の突出片５４を接合部６２に嵌合し、接合材２８（例えば半田または熱伝導性樹脂）を用いて接合する。この際は、突出片５４は、熱伝導膜１８を介して恒温部５１と接続する。そして、ベース９２に設けられた外部リード端子９３に基板６の孔６５を挿入させて半田などを用い、外部リード端子９３を孔６５に接合する。その後、保護用ケース９１をべース９２に被せて、保護用ケース９１とベース９２とを接合し、この接合により恒温槽型圧電発振器１の構成部材（圧電振動子２、発振部３１、基板６、金属ケース５２など）を本体筐体９内に封止し、恒温槽型圧電発振器１を製造する。
【００５０】
本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１によれば、恒温槽５が金属ケース５２と恒温部５１とから構成されるので、従来のアルミブロックを恒温槽とする恒温槽型圧電発振器と比較して、製造手順が簡単化され、製造コストが低く抑えられる。また、圧電振動子２と発振部３１とを封止する（圧電振動子２と発振部３１とを内包する）金属ケース５２が一主面６０に設けられ、金属ケース５２と恒温部５１とによって圧電振動子２と発振部３１とを封止する恒温槽５が構成されるので、恒温槽を別途設ける従来の恒温槽型圧電発振器と比較して、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体を低背化や小型化することができる。
【００５１】
また、ヒータ部４が恒温槽５の外側に配されるので、ヒータ部４を恒温槽５の内側に配することによってヒータ部４により恒温槽５の内側で急峻な熱勾配が生じることを防止できる。
【００５２】
また、センサ部７が恒温槽５の内側に配されるので、圧電振動子２の近傍にセンサ部７を配して圧電振動子２の温度を正確に検知することができる。
【００５３】
また、基板６の一主面６０に接合部６２が形成され、接合部６２が凹形状からなり、金属ケース５２に突出片５４が設けられているので、接合部６２が基板６の他主面６１に露出することを防止することができる。これにより、接合部６２から恒温槽５の外側に恒温槽５内の熱が放出することを確実に防止して、恒温槽５内の温度を安定させることができ、その結果、消費電力を下げることができる。
【００５４】
また、恒温部５１が平板状パターンであるので、恒温槽５内の熱を安定させることができる。
【００５５】
また、基板６は樹脂基板である。これにより、基板６の熱伝導率が比較的低いため、恒温槽５内から基板６を介した恒温槽５の外側への放熱を低減させることができ、消費電力を下げることができる。
【００５６】
また、圧電振動子２にはリード端子２１が突設され、基板６に搭載部６３が設けられ、リード端子２１の先端部２２は搭載部６３内に配されるので、圧電振動子２を安定した状態で所定温度に保つことができる。また、本実施形態に係る恒温槽型圧電発振器１の製造工程において、基板６の搭載部６３を基準としてリード端子２１の先端部２２の搭載位置を決定することができ、圧電振動子２を基板６に配置する際の位置決めが容易になる。
【００５７】
また、搭載部６３が恒温部５１上の基板６の一主面６０に凹形状に形成されるので、リード端子２１の先端部２２を恒温部５１の近傍に配置することができ、その結果、リード端子２１を介して圧電振動子２の水晶振動片に恒温部５１からの熱を直接伝えることができる。
【００５８】
また、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９は、構成部材（例えば、圧電振動子２と発振部３１と金属ケース５２と基板６と恒温槽５）を封止するので、構成部材を塵などの外的環境や、衝撃などの外からかかる力から保護することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、接合部６２が設けられているので、上記した製造工程と異なり、恒温槽型圧電発振器１を製造する際に、接合部６２に導電性接合材（図示省略）を供給した状態で突出片５４を接合部６２に挿入するといった手順を実施することによって、突出片５４を接合部６２に接合して、金属ケース５２を導電性接合材及び熱伝導膜１８を介して恒温部５１に接合することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、恒温部５１が基板６内部に設けられているので、恒温部５１の熱が外部へ放出することなく、恒温槽５内の温度を安定させることができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、恒温ケースとして金属ケース５２を用いているが、これは好適な例であり、これに限定されるものではなく、恒温槽５を構成できるものであれば任意の材料からなってもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、凹形状の接合部６２を基板６の一主面６０に形成しているが、接合部６２の形状や配置は図３に示す形態に限定されるものではなく、例えば、下記する図６〜図９に示す他の形態であってもよい。図６〜９は、本実施形態の他の形態に係る基板６を示す概略平面図である。
【００６３】
図６に示す基板６では、重複領域Ａの外周縁の各辺に沿って接合部６２がそれぞれ形成されている。
【００６４】
図７に示す基板６では、重複領域Ａの外周縁の４つの辺のうちの対向する任意の２つの辺に沿ってそれぞれ接合部６２が形成されている。この接合部６２は、それぞれ隣接する辺にまたがって形成される。すなわち、接合部６２は、それぞれ重複領域Ａの連続する３つの辺に沿って形成され、平面視［状もしくは］状に成形されている。
【００６５】
図８に示す基板６では、重複領域Ａの４つの隅それぞれに４つの接合部６２が形成されている。この接合部６２は、隅に隣り合う２つの辺にまたがって形成され、平面視Ｌ字形状に成形されている。
【００６６】
図９に示す基板６では、重複領域Ａの外周縁の４つの辺に沿って平面視円形の接合部６２が形成されている。
【００６７】
なお、上記した図６〜９に示す形態の場合、接合部６２の形状に対応させて、金属ケース５２の突出片５４が成形されることは言うまでもない。
【００６８】
また、本実施形態では、接合部６２は凹形状からなるが、その形状は限定されるものではなく、図１０，１１に示す他の形態であってもよい。
【００６９】
図１０に示す他の形態では、接合部６２は、基板６の一主面６０から他主面６１にかけて貫通する貫通孔に成形されている。図１０は、貫通孔に成形された接合部６２を備えた基板６への金属ケース５２（突出片５４）の接合を示した概略構成図である。この場合、接合部６２は、基板６を貫通する貫通孔であるので、恒温槽５内の熱が重複領域Ａの外側に拡がる放熱を抑制し、その結果、消費電力を下げることができる。この図１０に示す他の形態では、熱伝導膜１８は、貫通孔の内側面を介して基板６の一主面６０から他主面６１にかけて設けられている。また、金属ケース５２の突出片５４が基板６の他主面６１で半田付けされている。これにより、金属ケース５２を基板６に容易に設けることができる。
【００７０】
なお、接合部６２が凹形状からなる場合及び接合部６２が貫通孔に成形されている場合において、図示していないが、金属ケース５２（特に、突出片５４）のケース外側表面が接合部６２に当接せず、前記ケース外側表面と接合部６２との間に間隙が保たれていてもよい。前記間隙が保たれていることにより、金属ケース５２の熱が金属ケース５２から基板６の重複領域Ａ外側へ伝わり外部リード端子９３を介して外部に放熱されることが抑制される。
【００７１】
図１１に示す他の形態では、接合部６２は、一主面６０から恒温部５１まで貫通形成するビアホールに成形されている。なお、ビアホール内には、導電性材料からなる充填材が充填されている。また、この図１１に示す形態では、基板６の一主面６０において接合部６２と金属ケース５２とが接合される。そのため、図１１に示す接合部６２に対して、図４に示す本実施形態の突出片５４が形成された金属ケース５２を用いることができない。そこで、この図１１に示す他の形態では、図１２に示す金属ケース５２を用いる。図１２は、図４とは異なる形態の金属ケース５２の概略斜視図である。
【００７２】
図１２に示す金属ケース５２は、一端面に開口部５３が形成された箱状体であり、この金属ケース５２を基板６に配する際、この開口部５３が基板６の一主面６０に向く。また、金属ケース５２の４つの側面板５０の先端面５５が幅広に形成されている。この金属ケース５２の先端面５５が、接合材２８を用いて図１１に示す基板６に接合される。このように、４つの側面板５０の先端面５５が幅広に形成されることで、金属ケース５２の基板６に当接する部位の面積が広くなり、金属ケース５２が基板６に確実に接続される。なお、先端面５５が幅広に形成されることが望ましいが、先端面５５が幅広に形成されなくてもよい。
【００７３】
また、接合部６２は、図３、図６〜図１１に示す形態に限定されるものではなく適宜変更可能であるが、金属ケース５２をより容易に基板６に配置するためには接合部６２の数が少なく形状が簡単であることが好ましく、金属ケース５２と恒温部５１との間でより効率よく熱伝導を行うためには重複領域Ａの外周縁に沿って隙間なく複数の接合部６２が形成されることが好ましい。
【００７４】
なお、接合部６２が図１０に示すように貫通孔に成形されている場合、外部リード端子９３が挿入される孔６５と重複領域Ａとの間に接合部６２を配することで、重複領域Ａの熱が基板６を介して外部リード端子９３に伝わり外部に放熱されることが抑制される。よって、接合部６２は図１０に示すように貫通孔に成形されていることがより好ましい。
【００７５】
また、本実施形態では、恒温部５１として、平板状パターンを用いているが、これに限定されるものではなく、他の形態であってもよく、例えば、図１３に示す網目状パターンであってもよい。この場合、平板状パターンの恒温部５１と比べて恒温部５１を形成する際の材料コストを低く抑えることができる。図１３は、網目状パターンの恒温部の概略平面図を示す。
【００７６】
また、本実施形態では、ヒータ部４として膜抵抗体が用いられているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１４，１５に示す他の形態であってもよい。図１４，１５は、本実施形態の他の形態に係るヒータ部４を示す概略構成図である。
【００７７】
図１４に示す他の形態では、ヒータ部４として、ニクロム線などのヒータ線が用いられる。このヒータ線は、金属ケース５２に巻回されている。
【００７８】
図１５に示す他の形態では、ヒータ部４として、樹脂モールドされたトランジスタが用いられる。このトランジスタは、金属ケース５２の側面板５０に当接して設けられている。
【００７９】
また、本実施形態にかかる圧電振動子２では、キャップ２４が他の部材と接していないが、図１６に示すように、金属ケース５２の内壁と圧電振動子２のキャップ２４とが金属片などの熱伝導片３８を介して接続されてもよい。この場合、熱伝導片３８を介して金属ケース５２から圧電振動子２に直接熱が伝わり、圧電振動子２を安定した状態で所定温度に保つことができる。
【００８０】
また、図１６に示す形態の他に、図１７に示すように、キャップ２４の一部（先端部）が挿入可能な熱伝導性が高いジャケット４８が設けられてもよい。この場合、ジャケット４８を介して恒温部５１からの熱が圧電振動子２へ伝わり、圧電振動子２を安定した状態で所定温度に保つことができる。なお、図１７に示すジャケット４８は、半田などの接合材５８によって基板６の一主面６０に接合されている。しかしながら、ジャケット４８は、恒温部５１に接合されていてもよい。
【００８１】
また、本実施形態では、圧電振動子２にリードタイプの圧電振動子２を用いているが、これに限定されるものではなく、本実施形態の他の形態において、恒温槽型圧電発振器は、リードタイプの圧電振動子２の代わりに表面実装型圧電デバイスとして表面実装型圧電振動子などが基板６の一主面に配されたものであってもよい。この場合、恒温槽型圧電発振器の本体筐体９を低背化することができる。
【００８２】
また、本実施形態の他の形態において、恒温槽型圧電発振器は、圧電振動子２及び発振部３の代わりに表面実装型圧電デバイスとして表面実装型圧電発振器などが基板６の一主面に配されたものであってもよい。この場合、前記表面実装型圧電デバイスは薄型の電子部品であるため、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９を低背化することができる。
【００８３】
図１８には、基板６の一主面に表面実装型圧電発振器２０が配された恒温槽型圧電発振器１を示した。これにより、部品点数を飛躍的に減らすことができる。さらに、センサ部７として表面実装型のサーミスタを用いた場合、恒温槽５内部には表面実装型圧電発振器２０とセンサ部７（表面実装型のサーミスタ）のみを配置するだけでよく、恒温槽５内部からリード部品を排除することができる。この場合、恒温槽型圧電発振器１の本体筐体９をさらに低背化することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、基板６に形成された発振回路３に温度補償回路が付加されてもよい。これにより、恒温槽型圧電発振器１の周波数がより安定する。
【００８５】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００８６】
１ 恒温槽型圧電発振器
２ 圧電振動子
２１ リード端子
３ 発振回路
３１ 発振部
４ ヒータ部
４１ トランジスタ
５ 恒温槽
５１ 恒温部
５２ 金属ケース
６ 基板
６０ 一主面
６１ 他主面
６２ 接合部
６３ 搭載部
７ センサ部
８ 接合材
１８ 熱伝導膜
９ 本体筐体
９１ 保護用ケース
９２ ベース
９３ 外部リード端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
恒温槽型圧電発振器であって、
圧電振動子と、前記圧電振動子を発振子とした発振回路を構成する発振部と、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温槽とが設けられ、
前記圧電振動子と前記発振部とが、基板の一主面に配され、
前記基板の内部に、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温部が設けられ、
前記基板の一主面に、前記圧電振動子と前記発振部とを封止する恒温ケースが設けられ、
前記恒温槽は、前記恒温部と前記恒温ケースとによって構成されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記圧電振動子を加熱するヒータ部が設けられ、
前記ヒータ部は、前記恒温槽の外側に配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記圧電振動子の温度を検知するセンサ部が設けられ、
前記センサ部は、前記恒温槽の内側に配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板の一主面に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、
前記接合部は、凹形状からなり、
前記恒温ケースに、前記接合部に嵌まる突出片が設けられたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、
前記接合部は、前記基板を貫通する貫通孔であり、
前記恒温ケースに、前記接合部に接合する突出片が設けられたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板は樹脂基板であることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記恒温部は、平板状パターンまたは網目状パターンであることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記圧電振動子に、外部接続端子が突設され、
前記基板に、前記圧電振動子を搭載する搭載部が設けられ、
前記外部接続端子の先端部は、前記搭載部内に配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項９】
請求項８に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記搭載部は、前記恒温部上の前記基板の一主面に凹形状に形成されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体は、前記圧電振動子と前記発振部と前記恒温ケースと前記基板と前記恒温槽を封止することを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板の一主面には、前記圧電振動子の代わりまたは前記圧電振動子及び前記発振部の代わりに、表面実装型圧電デバイスが配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項１】
恒温槽型圧電発振器であって、
圧電振動子と、前記圧電振動子を発振子とした発振回路を構成する発振部と、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温槽とが設けられ、
前記圧電振動子と前記発振部とが、基板の一主面に配され、
前記基板の内部に、前記圧電振動子を所定温度に保つ恒温部が設けられ、
前記基板の一主面に、前記圧電振動子と前記発振部とを封止する恒温ケースが設けられ、
前記恒温槽は、前記恒温部と前記恒温ケースとによって構成されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項２】
請求項１に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記圧電振動子を加熱するヒータ部が設けられ、
前記ヒータ部は、前記恒温槽の外側に配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記圧電振動子の温度を検知するセンサ部が設けられ、
前記センサ部は、前記恒温槽の内側に配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板の一主面に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、
前記接合部は、凹形状からなり、
前記恒温ケースに、前記接合部に嵌まる突出片が設けられたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板に、前記恒温ケースと接合する接合部が形成され、
前記接合部は、前記基板を貫通する貫通孔であり、
前記恒温ケースに、前記接合部に接合する突出片が設けられたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板は樹脂基板であることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記恒温部は、平板状パターンまたは網目状パターンであることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記圧電振動子に、外部接続端子が突設され、
前記基板に、前記圧電振動子を搭載する搭載部が設けられ、
前記外部接続端子の先端部は、前記搭載部内に配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項９】
請求項８に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記搭載部は、前記恒温部上の前記基板の一主面に凹形状に形成されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
当該恒温槽型圧電発振器の本体筐体は、前記圧電振動子と前記発振部と前記恒温ケースと前記基板と前記恒温槽を封止することを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれか一つの請求項に記載の恒温槽型圧電発振器であって、
前記基板の一主面には、前記圧電振動子の代わりまたは前記圧電振動子及び前記発振部の代わりに、表面実装型圧電デバイスが配されたことを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−４４９３２（Ｐ２０１１−４４９３２Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９２１７４（Ｐ２００９−１９２１７４）
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２１日（２００９．８．２１）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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