JP2000315916A - Piezoelectric oscillator - Google Patents

Piezoelectric oscillator

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JP2000315916A
JP2000315916A JP11125047A JP12504799A JP2000315916A JP 2000315916 A JP2000315916 A JP 2000315916A JP 11125047 A JP11125047 A JP 11125047A JP 12504799 A JP12504799 A JP 12504799A JP 2000315916 A JP2000315916 A JP 2000315916A
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piezoelectric
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric oscillator that prevents heat loss from a lead terminal led out from a piezoelectric vibrator main body so as to reduce the power consumption. SOLUTION: The piezoelectric oscillator is provided with a piezoelectric vibrator 23, an oscillation circuit 31 connected to a lead terminal 36 extended from a piezoelectric vibrator main body, a heater 24 that heats up the piezoelectric vibrator 23, a temperature control circuit 25 that controls the temperature of the heater, and a printed circuit board on which the components above are mounted, and the piezoelectric vibrator main body 40 reposes on the heater mounted on the printed circuit board. The printed circuit board consists of a 1st printed circuit board 21 and a 2nd printed circuit board 22 that is placed upright in crossing with an upper face of the 1st printed circuit board 21, the heater 24 is mounted at least at the upper face of the 1st printed circuit board 21, relating to the 2nd printed circuit board 22 a thermister 30 is mounted at its inner side face in a state that the 2nd printed circuit board 22 is placed upright on the upper face of the 1st printed circuit board 21, and the piezoelectric vibrator main body 40 is placed just close to the thermister 30 placed on the inner side face of the 2nd printed circuit board 22 by employing the lead terminal 36 of the piezoelectric vibrator 23 whose length is made as short as possible.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周波数制御デバイ
ス等として使用される圧電発振器に関し、特に圧電振動
子をヒータにより加熱するとともに、温度制御回路によ
ってヒータ温度を制御する構成を備えた圧電発振器にお
いて、圧電振動子本体から導出された長尺なリード端子
からの熱損失を防止して消費電力の低減を図った圧電発
振器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric oscillator used as a frequency control device or the like, and more particularly, to a piezoelectric oscillator having a structure in which a piezoelectric vibrator is heated by a heater and the temperature of the heater is controlled by a temperature control circuit. The present invention relates to a piezoelectric oscillator which prevents heat loss from a long lead terminal led out from a piezoelectric vibrator body to reduce power consumption.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動体通信機器や伝送通信機器に用いる
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、軽量で携帯可能であることが求め
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、ヒータからの熱が水晶振動素子に達して、所
望周波数に達するまでに時間を要するという問題があっ
た。このようなところから、図7(a) (b) に示すように
プリント基板1上に搭載したヒータ2上に直接圧電振動
子本体11を横臥させた状態で組み込み、更に圧電振動
子本体11から水平に導出された長尺なリード端子13
を下方へ向けてL字状に屈曲させてプリント基板上の発
振回路4と接続させる構成を採用した圧電発振器が開発
されている。この圧電発振器にあっては、ヒータ2によ
り直接圧電振動子本体11の金属キャップ14を加熱す
るので、嵩が大きく、熱伝導に時間を要する金属ブロッ
クの使用を省略することが可能となる。なお、符号3は
ヒータ2の通電を制御する温度制御回路、5は温度検知
素子(サーミスタ)、10は圧電振動子、12は導体ベ
ースである。
2. Description of the Related Art As a piezoelectric oscillator, such as a crystal oscillator, which is a frequency control device used in mobile communication equipment and transmission communication equipment, a thermostatic chamber capable of outputting a highly stable frequency without being affected by an external temperature change. 2. Description of the Related Art Conventional piezoelectric oscillators are known. Furthermore, in recent years, in these fields, various devices have been required to be small, lightweight and portable, and accordingly, a thermostatic oven type piezoelectric oscillator has also been required to be small and lightweight. I have. In order to obtain a stable frequency, a conventional thermostatic oven type piezoelectric oscillator accommodates a piezoelectric vibrator in a recess of a metal block having a large heat capacity, and further heats the metal block to a predetermined temperature by a heater. However, when a large metal block is used, the bulk of the oscillator as a whole increases, so that it has not been possible to satisfy the demand for reduction in size and weight. In addition, since the piezoelectric vibrating element inside the piezoelectric vibrator is heated via the metal block, there is a problem that it takes time for the heat from the heater to reach the quartz vibrating element and reach a desired frequency. From such a place, as shown in FIGS. 7A and 7B, the piezoelectric vibrator main body 11 is directly laid on the heater 2 mounted on the printed circuit board 1 in a state of lying down. Long lead terminal 13 led out horizontally
A piezoelectric oscillator has been developed which employs a configuration in which the substrate is bent downward in an L shape and connected to an oscillation circuit 4 on a printed circuit board. In this piezoelectric oscillator, since the metal cap 14 of the piezoelectric vibrator main body 11 is directly heated by the heater 2, it is possible to omit the use of a metal block which is bulky and requires time for heat conduction. Reference numeral 3 denotes a temperature control circuit for controlling the energization of the heater 2, 5 denotes a temperature detecting element (thermistor), 10 denotes a piezoelectric vibrator, and 12 denotes a conductor base.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電振
動子本体11内に位置する水晶振動素子等の圧電振動素
子は、ヒータ2が接する金属キャップ14からの輻射熱
による影響よりも、金属導体から成るリード端子13を
介した熱伝導による影響をより強く受けるので、リード
端子13が図示のように長尺な場合には、金属キャップ
14をヒータにより加熱することにより内部の水晶振動
素子を所望温度に昇温させたとしても、リード端子13
を介した熱損失が多くなり、水晶振動素子の周波数安定
性が低下する。この不具合を解消する為にヒータによる
発熱量を増大させる必要が生じ、消費電力の増大を招
く。しかし、従来の構成においては、プリント基板1
と、ヒータ2上に支持された水晶振動子本体11との間
の距離を短縮することに限界がある為、リード端子13
の短尺化には限界があり、リード端子を介した熱損失を
低減することは困難であった。本発明が解決しようとす
る課題は、圧電振動子を、プリント基板上に搭載したヒ
ータ上に横臥させて加熱する構成を備えた圧電発振器に
おいて、圧電振動子本体から導出されるリード端子から
の熱損失を防止して消費電力の低減を図った圧電発振器
を提供することにある。換言すれば、リード端子の導出
長をできるかぎり短く構成することにより、リード端子
からの熱損失を最小限に抑え、更に必要に応じてリード
端子を介した熱伝導によって水晶振動素子を効率的に加
熱させることを課題とするものである。
However, the piezoelectric vibrating element such as a quartz vibrating element located in the piezoelectric vibrator main body 11 has a lead made of a metal conductor rather than the influence of radiant heat from the metal cap 14 to which the heater 2 contacts. If the lead terminals 13 are long as shown in the figure, the metal cap 14 is heated by a heater to raise the internal crystal vibrating element to a desired temperature because the lead terminals 13 are more strongly affected by the heat conduction through the terminals 13. Even if heated, the lead terminals 13
The heat loss through the crystal resonator increases, and the frequency stability of the crystal resonator decreases. In order to solve this problem, it is necessary to increase the amount of heat generated by the heater, which leads to an increase in power consumption. However, in the conventional configuration, the printed circuit board 1
Since there is a limit in shortening the distance between the main body 11 and the quartz oscillator main body 11 supported on the heater 2, the lead terminals 13
There is a limit to the reduction of the length of the device, and it has been difficult to reduce the heat loss via the lead terminals. The problem to be solved by the present invention is to provide a piezoelectric oscillator having a configuration in which a piezoelectric vibrator is laid on a heater mounted on a printed circuit board to heat the piezoelectric vibrator. An object of the present invention is to provide a piezoelectric oscillator which prevents loss and reduces power consumption. In other words, by making the lead-out length as short as possible, heat loss from the lead terminal is minimized, and if necessary, the crystal vibrating element can be efficiently made by heat conduction through the lead terminal. The object is to cause heating.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1の発明は、圧電振動子本体と該圧電振動子
本体から延びるリード端子とを備えた圧電振動子と、該
リード端子と接続される発振回路と、圧電振動子を加熱
するヒータと、ヒータ温度を制御する温度制御回路と、
これらを搭載するプリント基板と、を備えた圧電発振器
において、上記プリント基板は、第1のプリント基板
と、第1のプリント基板の上面に立設される第2のプリ
ント基板とから成り、上記第2のプリント基板は、その
内側面にサーミスタを搭載し、上記圧電振動子のリード
端子を可能な限り短尺化することにより、圧電振動子本
体を、第2のプリント基板の内側面のサーミスタに直近
配置したことを特徴とする。請求項2の発明は、上記圧
電振動子は、導体ベースと、導体ベースを気密貫通する
リード端子と、該リード端子の上部により支持された圧
電振動素子と、該圧電振動素子を含む導体ベース上の空
間を気密封止する金属キャップと、から成り、 上記導
体ベースの中央部には凹陥部を有し、上記第2のプリン
ト基板面により封止された該凹陥部内に上記サーミスタ
を位置させたことを特徴とする。請求項3の発明は、上
記導体ベースの外周縁部と第2のプリント基板との間に
ヒータを配置したことを特徴とする。請求項4の発明
は、上記ヒータをリード端子に近接配置したことを特徴
とする。請求項5の発明は、上記圧電振動子を包囲する
断面コ字状の金属ブロックを上記第1のプリント基板上
に固定したことを特徴とする。請求項6の発明は、上記
第1のプリント基板上に少なくとも上記圧電振動子本体
を加熱するヒータを配置したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is a piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrator main body and a lead terminal extending from the piezoelectric vibrator main body; An oscillation circuit connected thereto, a heater for heating the piezoelectric vibrator, a temperature control circuit for controlling the heater temperature,
And a printed board on which these are mounted, wherein the printed board comprises a first printed board, and a second printed board erected on the upper surface of the first printed board. The printed circuit board of No. 2 has a thermistor mounted on the inner surface thereof, and the lead terminals of the piezoelectric vibrator are made as short as possible so that the piezoelectric vibrator main body can be brought close to the thermistor on the inner surface of the second printed circuit board. It is characterized by being arranged. According to a second aspect of the present invention, in the piezoelectric vibrator, a conductor base, a lead terminal hermetically penetrating the conductor base, a piezoelectric vibration element supported by an upper part of the lead terminal, and a conductor base including the piezoelectric vibration element And a metal cap for hermetically sealing the space. The conductor base has a recess in the center thereof, and the thermistor is located in the recess sealed by the second printed circuit board surface. It is characterized by the following. The invention according to claim 3 is characterized in that a heater is arranged between the outer peripheral edge of the conductor base and the second printed circuit board. The invention according to claim 4 is characterized in that the heater is arranged close to a lead terminal. The invention of claim 5 is characterized in that a metal block having a U-shaped cross section surrounding the piezoelectric vibrator is fixed on the first printed circuit board. The invention of claim 6 is characterized in that a heater for heating at least the piezoelectric vibrator main body is arranged on the first printed circuit board.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例に基づいて詳細に説明する。図1(a) 及び(b) は本発
明の圧電発振器の一例の組み付け直前の状態を示す正面
図及び平面図、図1(c) 及び(d) は上記圧電発振器の組
み付け完了状態を示す正面図及び平面図である。また、
図2は圧電振動子と第2のプリント基板との関係を示す
斜視図である。この圧電発振器は、水平な第1のプリン
ト基板21と、第1のプリント基板上にほぼ垂直に立設
された第2のプリント基板22と、圧電振動子23と、
第1のプリント基板2上に搭載されたヒータ24と、第
1のプリント基板21の下面に搭載された温度制御回路
25と、第2のプリント基板22の内側面(右側面)に
搭載されたサーミスタ30と、第2のプリント基板22
の外側面(左側面)に搭載された発振回路31と、を有
する。なお、発振回路31は、第1のプリント基板21
側に設けてもよい。本発明の特徴的な構成は、第1のプ
リント基板21上のヒータ24上に圧電振動子本体を横
臥させて支持した圧電発振器において、第1のプリント
基板上に立設した第2のプリント基板22の内側面にサ
ーミスタ30を搭載し、このサーミスタ30に対して可
能な限り、圧電振動子本体40を近接配置することによ
り、圧電振動子本体40から引き出されるリード端子3
6を可能な限り短尺化し、もってリード端子を介した熱
損失を低減するようにした点にある。即ち、圧電振動子
23は、導体ベース35を気密貫通する2本のリード端
子36の端部に図1に示さない圧電振動素子を支持し、
更に導体ベース35との間で圧電振動素子を気密封止す
る金属キャップ37を導体ベース35に固定した構成を
備えている。導体ベース35、圧電振動素子、金属キャ
ップ37は、圧電振動子本体40を構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. FIGS. 1A and 1B are a front view and a plan view showing a state immediately before assembly of an example of a piezoelectric oscillator according to the present invention, and FIGS. 1C and 1D are front views showing a completed state of the piezoelectric oscillator. It is a figure and a top view. Also,
FIG. 2 is a perspective view showing the relationship between the piezoelectric vibrator and the second printed circuit board. The piezoelectric oscillator includes a horizontal first printed circuit board 21, a second printed circuit board 22 which is provided substantially vertically on the first printed circuit board, a piezoelectric vibrator 23,
The heater 24 mounted on the first printed circuit board 2, the temperature control circuit 25 mounted on the lower surface of the first printed circuit board 21, and the heater 24 mounted on the inner side surface (right side surface) of the second printed circuit board 22 Thermistor 30 and second printed circuit board 22
And an oscillation circuit 31 mounted on the outer side surface (left side surface). The oscillation circuit 31 is provided on the first printed circuit board 21.
It may be provided on the side. A characteristic configuration of the present invention is a piezoelectric oscillator in which a piezoelectric vibrator main body is laid on a heater 24 on a first printed circuit board 21 and supported on the first printed circuit board 21. By mounting a thermistor 30 on the inner surface of the piezoelectric element 22 and arranging the piezoelectric vibrator main body 40 as close to the thermistor 30 as possible, the lead terminals 3 drawn out from the piezoelectric vibrator main body 40
6 is made as short as possible, thereby reducing heat loss via the lead terminals. That is, the piezoelectric vibrator 23 supports a piezoelectric vibrating element (not shown in FIG. 1) at the ends of two lead terminals 36 that hermetically penetrate the conductor base 35,
Further, a configuration is provided in which a metal cap 37 for hermetically sealing the piezoelectric vibrating element with the conductor base 35 is fixed to the conductor base 35. The conductor base 35, the piezoelectric vibrating element, and the metal cap 37 constitute a piezoelectric vibrator main body 40.

【0006】図2に示すように第2のプリント基板22
には2つのスルーホール22aが形成され、これらのス
ルーホール22a内に各リード端子36が挿通されてハ
ンダ固定されることにより、発振回路31との電気的接
続が行われる。次に、図1に基づいて組み付け手順を説
明すると、図1(a) (b) (c) (d) に示すように第2のプ
リント基板22上のスルーホール22a内に圧電振動子
23のリード端子36を挿通してハンダにより固定する
と共に、圧電振動子本体40を構成する金属キャップ3
7をヒータ24上に横臥させる。この際、必要に応じて
ヒータ24と金属キャップ37とを固定する。図1の例
のように導体ベース35の底面をフラットに構成した場
合には、導体ベース35の底面がサーミスタ30に当接
した状態で、リード端子36と第2のプリント基板22
との固定が行われる。この場合、リード端子36が、第
2のプリント基板22と導体ベース35との間に露出す
るため、この露出したリード端子部分からの熱損失が発
生するが、従来例に示した長尺のリード端子に比べて大
幅に短尺であるため、発生する熱損失量は無視し得る程
度に少なくなる。
[0006] As shown in FIG.
Are formed with two through-holes 22a, and each lead terminal 36 is inserted into these through-holes 22a and fixed by soldering, so that an electrical connection with the oscillation circuit 31 is made. Next, the assembling procedure will be described with reference to FIG. 1. As shown in FIGS. 1 (a), (b), (c), and (d), the piezoelectric vibrator 23 is inserted into the through hole 22a on the second printed circuit board 22. The lead cap 36 is inserted and fixed by soldering, and the metal cap 3 constituting the piezoelectric vibrator main body 40 is formed.
7 is laid on the heater 24. At this time, the heater 24 and the metal cap 37 are fixed if necessary. When the bottom surface of the conductor base 35 is flat as in the example of FIG. 1, the lead terminals 36 and the second printed circuit board 22 are placed in a state where the bottom surface of the conductor base 35 is in contact with the thermistor 30.
Is fixed. In this case, since the lead terminals 36 are exposed between the second printed circuit board 22 and the conductor base 35, heat loss occurs from the exposed lead terminal portions. Because it is much shorter than the terminals, the amount of heat loss that occurs is negligibly small.

【0007】次に、図3(a) 及び(b) は本発明の変形例
に使用する圧電振動子の構造を示す外観図、及び第2の
プリント基板上に搭載した状態の縦断面図である。この
圧電振動子23は、中央部に凹陥部35aを有した導体
ベース35を気密貫通する2本のリード端子36の端部
に圧電振動素子38を支持し、更に導体ベース35との
間で圧電振動素子を気密封止する金属キャップ37を導
体ベース35に固定した構成を備えている。図3(b) に
示すように、第2のプリント基板22上に圧電振動子2
3を組み付けた時に、導体ベース35の外周縁部35b
が第2のプリント基板22上に密着し、サーミスタ30
及びリード端子36は、第2のプリント基板22と導体
ベース35との間の空間に封止された状態となるため、
短尺なリード端子36から大気中に放熱が発生する虞れ
がなくなり、圧電振動素子38の周波数安定性を高める
とともに、ヒータによるエネルギーの消費量を最小限に
抑えることができる。また、サーミスタ30が閉空間内
においてリード端子36及び導体ベース35に近接配置
されている為、圧電振動素子38により近い位置での温
度測定が可能となり、温度制御回路を用いたヒータ温度
制御における熱応答性を高め、外気の変動に対して高い
追従性を有した周波数制御を行うことができる。
Next, FIGS. 3A and 3B are an external view showing a structure of a piezoelectric vibrator used in a modified example of the present invention, and a longitudinal sectional view of a state mounted on a second printed circuit board. is there. The piezoelectric vibrator 23 supports a piezoelectric vibrating element 38 at the ends of two lead terminals 36 which hermetically penetrate a conductor base 35 having a concave portion 35a at the center, and further has a piezoelectric vibrator between it and the conductor base 35. A structure is provided in which a metal cap 37 for hermetically sealing the vibration element is fixed to the conductor base 35. As shown in FIG. 3B, the piezoelectric vibrator 2 is placed on the second printed circuit board 22.
3 when the outer peripheral edge 35b of the conductor base 35 is assembled.
Adheres on the second printed circuit board 22, and the thermistor 30
And the lead terminals 36 are sealed in the space between the second printed circuit board 22 and the conductor base 35,
There is no risk of heat radiation from the short lead terminal 36 into the atmosphere, and the frequency stability of the piezoelectric vibrating element 38 can be improved, and the amount of energy consumed by the heater can be minimized. Further, since the thermistor 30 is disposed close to the lead terminal 36 and the conductor base 35 in the closed space, the temperature can be measured at a position closer to the piezoelectric vibration element 38, and the heat in the heater temperature control using the temperature control circuit can be measured. Responsiveness can be improved, and frequency control with high follow-up to fluctuations in outside air can be performed.

【0008】次に、図4は本発明の他の実施の形態(図
3(b) の変形例)の要部構成を示す断面図であり、この
実施の形態では圧電振動子23を構成する導体ベース3
5の外周縁部35bは、第2のプリント基板22上に搭
載された2つの第2のヒータ(チップ型)40を介して
第2のプリント基板22上に固定されている。このた
め、第1のプリント基板上のヒータ24を用いた加熱と
併せて、効率的に圧電振動子23の導体ベース35及び
金属キャップ37を加熱することができる。導体ベース
35とリード端子36とはハーメチックガラス等を介し
て固定されている為、導体ベース35をヒータ40によ
り加熱することにより、リード端子36を介して内部の
圧電振動素子38を効率的に加熱することができる。な
お、この形態例では、第2のプリント基板22上に圧電
振動子本体やリード端子を加熱するヒータ40を配置し
たので、第1のプリント基板21上のヒータ24を省略
することもできる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of another embodiment of the present invention (a modification of FIG. 3B). In this embodiment, a piezoelectric vibrator 23 is formed. Conductor base 3
5 is fixed on the second printed circuit board 22 via two second heaters (chip type) 40 mounted on the second printed circuit board 22. Therefore, the conductor base 35 and the metal cap 37 of the piezoelectric vibrator 23 can be efficiently heated together with the heating using the heater 24 on the first printed circuit board. Since the conductor base 35 and the lead terminals 36 are fixed via hermetic glass or the like, by heating the conductor base 35 with the heater 40, the internal piezoelectric vibration element 38 is efficiently heated via the lead terminals 36. can do. In this embodiment, since the heater 40 for heating the piezoelectric vibrator main body and the lead terminals is arranged on the second printed circuit board 22, the heater 24 on the first printed circuit board 21 can be omitted.

【0009】更に、図5(a) 及び(b) は図4の変形例を
示す要部断面図、及び分解斜視図であり、この実施の形
態に係る圧電発振器は、第2のプリント基板22上に設
けた2つの第2のヒータ40が導体ベース35の外周縁
部35bのみならず、各リード端子36に対しても同時
に接触(或は近接)するように構成されている点が特徴
的である。このように構成することにより、導体ベース
35及び金属キャップ37のみならず、リード端子36
をも直接加熱することができるので、効率的に圧電振動
素子38を加熱し、所望の周波数に制御することができ
る。なお、この形態例では、第2のプリント基板22上
に圧電振動子本体やリード端子を加熱するヒータ40を
配置したので、第1のプリント基板21上のヒータ24
を省略することもできる。なお、図4と図5に示した各
実施の形態では、第2のプリント基板と導体ベースの外
周縁部との間に間隙ができるので、外部の冷気がリード
端子に接触することとなるが、第2のヒータがリード端
子に接近、或は接触しているので、外部の冷気による降
温を補うに十分な加熱、保温が可能となる。最後に、図
6は上記各実施の形態に示した圧電発振器に、恒温槽と
しての金属ブロックをかぶせることにより恒温槽型に構
成した例を示している。この金属ブロック50は、例え
ばアルミニウム等の熱伝導率が良好で熱容量の大きな金
属を用いてコ字状に構成したものであり、この金属ブロ
ック50が図示のように圧電振動子23及びサーミスタ
30を被覆するようにかぶせてた上で、第1のプリント
基板21上に固定する。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) are a sectional view and an exploded perspective view, respectively, showing a modification of FIG. 4. The piezoelectric oscillator according to this embodiment has a second printed circuit board 22. It is characteristic that the two second heaters 40 provided above are configured so as to simultaneously contact (or approach) not only the outer peripheral portion 35b of the conductor base 35 but also each of the lead terminals 36. It is. With this configuration, not only the conductor base 35 and the metal cap 37 but also the lead terminals 36
Can be directly heated, so that the piezoelectric vibrating element 38 can be efficiently heated and controlled to a desired frequency. In this embodiment, since the heater 40 for heating the piezoelectric vibrator main body and the lead terminals is disposed on the second printed circuit board 22, the heater 24 on the first printed circuit board 21 is provided.
May be omitted. In each of the embodiments shown in FIGS. 4 and 5, since a gap is formed between the second printed circuit board and the outer peripheral edge of the conductor base, external cold air comes into contact with the lead terminals. Since the second heater is close to or in contact with the lead terminals, it is possible to perform sufficient heating and heat retention to compensate for the temperature drop due to external cold air. Finally, FIG. 6 shows an example in which the piezoelectric oscillator shown in each of the above embodiments is covered with a metal block as a thermostat so as to form a thermostat. The metal block 50 is formed in a U-shape using a metal having a good thermal conductivity and a large heat capacity, such as aluminum, for example. The metal block 50 includes the piezoelectric vibrator 23 and the thermistor 30 as illustrated. After being covered so as to cover, it is fixed on the first printed circuit board 21.

【0010】圧電振動子23の加熱はヒータ24等によ
り直接行うため、熱容量の大きな金属ブロックが不要と
なり、小型化することができる。また、発振回路31
は、金属ブロック50外に位置することとなるため、恒
温槽の大型化を回避することができる。また、金属ブロ
ック内にサーミスタ30を配置した場合には、環境温度
変化による発振回路31の動作の変動を検知することが
できないが、発振回路31の近傍に他のサーミスタを配
置して発振回路の周辺の温度変化を検知するように構成
することにより、この検知データに基づいてヒータの温
度を制御することが可能であり、その結果、周波数安定
度を確保することができる。なお、このように構成した
恒温槽型圧電発振器は、例えば基地局等に用いられる発
振器のように、温度に対する高い安定性が求められる場
合であって、形状が多少大型化することに支障がない場
合に好適である。即ち、コ字状の単純な形状の金属ブロ
ックをかぶせるだけで熱容量を増大させて、温度安定性
を高めることが可能となる。
Since the heating of the piezoelectric vibrator 23 is performed directly by the heater 24 or the like, a metal block having a large heat capacity is not required, and the size can be reduced. Also, the oscillation circuit 31
Is located outside the metal block 50, so that the size of the thermostat can be avoided. Further, when the thermistor 30 is disposed in the metal block, a change in the operation of the oscillation circuit 31 due to a change in environmental temperature cannot be detected. By configuring so as to detect a change in the surrounding temperature, the temperature of the heater can be controlled based on the detected data, and as a result, the frequency stability can be ensured. In addition, the thermostatic oven type piezoelectric oscillator configured as described above is a case where high stability with respect to temperature is required, such as an oscillator used in a base station or the like, and does not hinder the shape from being slightly enlarged. It is suitable for the case. That is, it is possible to increase the heat capacity and improve the temperature stability by merely covering the metal block having a simple U-shape.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧電振動
子を、プリント基板上に搭載したヒータ上に横臥させて
加熱する構成を備えた圧電発振器において、圧電振動子
本体から導出されるリード端子を可能な限り短尺化した
ので、リード端子からの熱損失増大を防止して消費電力
の低減を図ることができる。換言すれば、リード端子の
導出長をできるかぎり短く構成し、且つリード端子を閉
空間内に封止したり、或はヒータにより加熱することに
より、リード端子からの熱損失を最小限に抑え、更にリ
ード端子を介した加熱によって水晶振動素子を効率的に
加熱することができる。なお、本発明は、圧電振動子を
横臥させるヒータを第1のプリント基板上に設ける代わ
りに、立設した他のプリント基板上のヒータを利用して
圧電振動子を加熱する構成としても良いので、この場合
には圧電発振器の全高を低減できる。また、構成が極め
て簡略なコ字型金属ブロックを圧電振動子上にかぶせる
ことにより恒温槽型に転換することができる。
As described above, according to the present invention, in a piezoelectric oscillator having a configuration in which a piezoelectric vibrator is laid on a heater mounted on a printed circuit board and heated, the piezoelectric vibrator is derived from the piezoelectric vibrator main body. Since the lead terminals are made as short as possible, it is possible to prevent an increase in heat loss from the lead terminals and reduce power consumption. In other words, the length of the lead terminal is set as short as possible, and the lead terminal is sealed in a closed space or heated by a heater to minimize heat loss from the lead terminal. Further, the quartz vibrating element can be efficiently heated by heating via the lead terminals. Note that, in the present invention, instead of providing a heater for lying down the piezoelectric vibrator on the first printed circuit board, the piezoelectric vibrator may be heated using a heater on another printed circuit board that is erected. In this case, the overall height of the piezoelectric oscillator can be reduced. In addition, it is possible to convert to a constant temperature bath type by putting a U-shaped metal block having a very simple configuration on the piezoelectric vibrator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a) 及び(b) は本発明の圧電発振器の一例の組
み付け直線の状態を示す正面図及び平面図、(c) 及び
(d) は上記圧電発振器の組み付け完了状態を示す正面図
及び平面図。
FIGS. 1 (a) and 1 (b) are a front view and a plan view showing an assembled straight state of an example of a piezoelectric oscillator according to the present invention, and FIGS.
(d) is the front view and top view which show the completion state of the assembly of the said piezoelectric oscillator.

【図2】圧電振動子と第2のプリント基板との関係を示
す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a piezoelectric vibrator and a second printed circuit board.

【図3】(a) 及び(b) は本発明の変形例に使用する圧電
振動子の構造を示す外観図、及び第2のプリント基板上
に搭載した状態の縦断面図。
FIGS. 3A and 3B are an external view showing a structure of a piezoelectric vibrator used in a modified example of the present invention, and a longitudinal sectional view of a state where the piezoelectric vibrator is mounted on a second printed circuit board.

【図4】本発明の他の実施の形態(図3(b) の変形例)
の要部構成を示す断面図。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention (a modification of FIG. 3B).
Sectional drawing which shows the principal part structure of FIG.

【図5】(a) 及び(b) は図4の変形例を示す要部断面
図、及び分解斜視図。
5 (a) and 5 (b) are a main part sectional view and an exploded perspective view showing a modification of FIG. 4;

【図6】(a) 及び(b) は本発明の圧電発振器を恒温槽型
に構成した場合の説明図。
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of a case where the piezoelectric oscillator of the present invention is configured as a thermostatic oven.

【図7】(a) 及び(b) は従来例の説明図。7 (a) and (b) are explanatory diagrams of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 第1のプリント基板、22 第2のプリント基
板、23 圧電振動子、24 ヒータ、25 温度制御
回路、30 サーミスタ、31 発振回路、35導体ベ
ース、35a 凹陥部、35b 外周縁部、36 リー
ド端子、37 金属キャップ、38 圧電振動素子、4
0 圧電振動子本体、50 金属ブロック
Reference Signs List 21 first printed circuit board, 22 second printed circuit board, 23 piezoelectric vibrator, 24 heater, 25 temperature control circuit, 30 thermistor, 31 oscillation circuit, 35 conductor base, 35a recess, 35b outer peripheral edge, 36 lead terminal , 37 Metal cap, 38 Piezoelectric vibration element, 4
0 Piezoelectric vibrator body, 50 metal block

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電振動子本体と該圧電振動子本体から
延びるリード端子とを備えた圧電振動子と、該リード端
子と接続される発振回路と、圧電振動子を加熱するヒー
タと、ヒータ温度を制御する温度制御回路と、これらを
搭載するプリント基板と、を備えた圧電発振器におい
て、 上記プリント基板は、第1のプリント基板と、第1のプ
リント基板の上面に立設される第2のプリント基板とか
ら成り、 上記第2のプリント基板は、その内側面にサーミスタを
搭載し、 上記圧電振動子のリード端子を可能な限り短尺化するこ
とにより、圧電振動子本体を、第2のプリント基板の内
側面のサーミスタに直近配置したことを特徴とする圧電
発振器。
1. A piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrator main body and a lead terminal extending from the piezoelectric vibrator main body, an oscillation circuit connected to the lead terminal, a heater for heating the piezoelectric vibrator, and a heater temperature. , And a printed circuit board on which these are mounted, wherein the printed circuit board is a first printed circuit board, and a second printed circuit board is provided on an upper surface of the first printed circuit board. The second printed circuit board is provided with a thermistor on the inner surface thereof, and the lead terminals of the piezoelectric vibrator are made as short as possible to form a piezoelectric vibrator main body. A piezoelectric oscillator which is disposed immediately adjacent to a thermistor on an inner surface of a substrate.
【請求項2】 上記圧電振動子は、導体ベースと、導体
ベースを気密貫通するリード端子と、該リード端子の上
部により支持された圧電振動素子と、該圧電振動素子を
含む導体ベース上の空間を気密封止する金属キャップ
と、から成り、上記導体ベースの中央部には凹陥部を有
し、上記第2のプリント基板面により封止された該凹陥
部内に上記サーミスタを位置させたことを特徴とする請
求項1記載の圧電発振器。
2. The piezoelectric vibrator includes: a conductor base; a lead terminal hermetically penetrating the conductor base; a piezoelectric vibration element supported by an upper portion of the lead terminal; and a space on the conductor base including the piezoelectric vibration element. And a metal cap that hermetically seals the conductor base. The conductor base has a recess in the center thereof, and the thermistor is located in the recess sealed by the second printed circuit board surface. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記導体ベースの外周縁部と第2のプリ
ント基板との間にヒータを配置したことを特徴とする請
求項2記載の圧電発振器。
3. The piezoelectric oscillator according to claim 2, wherein a heater is arranged between an outer peripheral portion of the conductor base and the second printed circuit board.
【請求項4】 上記ヒータをリード端子に近接配置した
ことを特徴とする請求項3記載の圧電発振器。
4. The piezoelectric oscillator according to claim 3, wherein said heater is arranged close to a lead terminal.
【請求項5】 上記圧電振動子を包囲する断面コ字状の
金属ブロックを上記第1のプリント基板上に固定したこ
とを特徴とする請求項1、2、3、又は4記載の圧電発
振器。
5. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a metal block having a U-shaped cross section surrounding the piezoelectric vibrator is fixed on the first printed circuit board.
【請求項6】 上記第1のプリント基板上に少なくとも
上記圧電振動子本体を加熱するヒータを配置したことを
特徴とする請求項1、2、3、4、又は5記載の圧電発
振器。
6. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein a heater for heating at least the piezoelectric vibrator main body is disposed on the first printed circuit board.
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