JP2004254212A - 温度補償水晶発振器 - Google Patents
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Abstract
【目的】部品を立体的に配置することにより、外形寸法が超小型で、かつ組立も容易で、高性能を得られる温度補償型水晶発振器を提供する。
【構成】本発明の請求項１は、表面側に水晶発振器の回路パターンを形成し裏面側に回路パターンに導通した実装電極を形成した基板と、この基板の表面側の回路パターンに実装した温度補償発振器の回路部品と、水晶片を気密に封止して上記基板の表面側の回路パターンに実装され上記回路部品の少なくとも一部を実装面に形成したキャビティー空間に位置させた表面実装型の水晶振動子と、を具備する温度補償型の水晶発振器であり、請求項２は、請求項１において、温度補償回路は直接補償方式であってＦ０調整用のコンデンサは上記キャビティー空間外の上記基板の表面側に配置したことを特徴とする温度補償型の水晶発振器である。
【選択図】図１
【構成】本発明の請求項１は、表面側に水晶発振器の回路パターンを形成し裏面側に回路パターンに導通した実装電極を形成した基板と、この基板の表面側の回路パターンに実装した温度補償発振器の回路部品と、水晶片を気密に封止して上記基板の表面側の回路パターンに実装され上記回路部品の少なくとも一部を実装面に形成したキャビティー空間に位置させた表面実装型の水晶振動子と、を具備する温度補償型の水晶発振器であり、請求項２は、請求項１において、温度補償回路は直接補償方式であってＦ０調整用のコンデンサは上記キャビティー空間外の上記基板の表面側に配置したことを特徴とする温度補償型の水晶発振器である。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は形状の著しく小型の温度補償水晶発振器に係わり、とくに合理的な部品の配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）従来、携帯電話のような移動体通信機器等では、水晶振動子を用いて、かつ温度補償を行った温度補償水晶発振器が用いられている。
このような温度補償水晶発振器で実装面の大きさが５ｍｍ×７ｍｍ程度のものでは、一つの基板面に水晶片と発振回路を平面的に配置しても必要な面積を確保することも不可能ではない。
【０００３】
図４は直接補償方式の温度補償水晶発振器の一例を示す回路図である。
この種の発振器では、外部との接続のために、たとえば４個の電極が設けられている。
すなわちカスケードに接続した２個のトランジスタおよび若干の抵抗、コンデンサを集積化したコルピッツ発振回路の発振回路用ＩＣ１のアース端子（Ｅ）は接地電極２に接続し、電源端子（Ｖｃｃ）は電源電極３に接続する。
【０００４】
そして、発振出力の出力端子（ｏｕｔ）を出力電極４に接続し、発振周波数を微調整するＦ調端子（ＶＣ）をＶＣ電極５に接続する。
そして発振回路用ＩＣ１の発振入力端子に、ＡＴカットの水晶振動子６、並列に接続した２個のＦ０調整用のコンデンサ７、８、温度補償回路９、パリキャップ１０を直列に接続して上記接地電極２に接続している。
【０００５】
そしてバリキャップ１０のカソードには、ＶＣ電極５から抵抗１１を介して制御電圧を与えて発振周波数を微調整することができるようにしている。
またバリキャップ１０に並列に分圧抵抗１２を接続している。
温度補償回路９は、コンデンサ１３に並列に低温補償用サーミスタ１４を接続し、またコンデンサ１３に並列に高温補償用コンデンサ１５とコンデンサ１６の直列回路を接続している。
【０００６】
この発振器では、水晶振動子に補償回路９を直接、接続しているので直接補償方式といわれている。
これに対して、水晶振動子に直列にバリキャップを接続し、温度センサーの出力電圧を抵抗回路網等で３次曲線状に変化させてバリキャップに印加して温度補償を行う間接補償方式がある。
【０００７】
しかしながら、図４に示すものでは１０個の回路部品と水晶振動子を必要とする。このため水晶発振器の実装面の大きさを、さらに小さくして、たとえば１／３程度に縮小した場合、基板面に水晶振動子及び発振器の回路部品を平面的に配置すると基板面積が足りなくなってしまう。
【０００８】
【特許文献１】実開昭６１−８１２０８
【特許文献２】特開平０６−８５５３８
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、部品を立体的に配置することにより、外形寸法が超小型で、かつ組立も容易で、高信頼性を得られる温度補償型水晶発振器を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、表面側に水晶発振器の回路パターンを形成し裏面側に回路パターンに導通した実装電極を形成した基板と、この基板の表面側の回路パターンに実装した温度補償発振器の回路部品と、水晶片を気密に封止して上記基板の表面側の回路パターンに実装され上記回路部品の少なくとも一部を実装面に形成したキャビティー空間に位置させた表面実装型の水晶振動子と、を具備することを特徴とする温度補償型の水晶発振器である。
【００１１】
そして本発明の請求項２は、請求項１において、温度補償回路は直接補償方式であってＦ０調整用のコンデンサは上記キャビティー空間外の上記基板の表面側に配置したことを特徴とする温度補償型の水晶発振器である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施態様を図面を参照して詳細に説明する。
図１は発振器の平面図、図２は側面図、図３は底面図である。
図中１７はたとえばガラスエポキシ基板である。
基板１７の表面側には水晶発振器の回路パターン（図示せず）を形成し裏面側に回路パターンに導通して４個の実装電極１８を形成している。
【００１３】
そして基板１７の図示左側には、６個の回路素子１９を密接して配置している。
これらの回路素子１９は、たとえば現在最も小型である０．６ｍｍ×０．３ｍｍのサイズのチップ型の回路素子である。
そしてこれら６個の回路素子に重ねて表面実装型の水晶振動子２０を実装している。この水晶振動子２０は、内部に水晶片を気密に封止し、実装面の中央部に上記回路素子を位置させることのできるキャビティー空間２１を形成している。
【００１４】
また水晶振動子２０は、４隅の電極２２に水晶片の励振電極を導出し、この電極２２を上記回路パターンに実装するようにしている。
そして上記キャビティー空間２１の外部で上記基板１７の表側に発振回路用のＩＣ１、バリキャップ１０を実装している。これらの部品は、上記回路素子１９に比べて形状が大きいがキャビティー空間２１の外部に配置することによって実装可能となる。
【００１５】
さらに上記キャビティー空間２１の外部で上記基板１７の表側に、発振周波数を決定するＦ０調整用の並列に接続した２個のコンデンサ７、８を実装している。
このような発振回路の発振周波数は水晶振動子に直列に接続したコンデンサの容量値に応じて若干可変することができる。
【００１６】
しかして温度補償回路９は、水晶振動子の周波数温度特性に応じて最良の補償特性を得ることができるように回路定数を選択する。この結果、Ｆ０、すなわち２５℃における発振周波数が目的周波数からずれを生じ、ずれた周波数の値は個々の発振器毎に異なる。
【００１７】
したがって温度補償回路９とは別に、Ｆ０調整用のコンデンサを設ける必要がある。しかして一方のＦ０調整用のコンデンサ７は、全ての発振器において一定値、たとえば６８ｐＦのものを実装する。そして他方のＦ０調整用のコンデンサ８は、各発振器毎に目的周波数からのずれに応じた値のものを選択して実装する。
【００１８】
したがってこのＦ０調整用のコンデンサ８は、交換作業を容易に行えるように上記キャビティー空間２１の外部で上記基板１７の表側の端縁に近い外側に配置するようにしている。
なおこのＦ０調整用のコンデンサはセラミックコンデンサであり、セラミックコンデンサは温度係数が正及び負のものが入手できるので、適正な温度係数のものを使用することにより温度補償特性の最適化を行うようにしてもよい。
【００１９】
このような構成であれば、極めて形状の小型の温度補償水晶発振器を実現することができる。
たとえば、平面寸法が２．５ｍｍ×２．０ｍｍの水晶振動子を用いた場合、基板寸法は３．４ｍｍ×２．７ｍｍのものを用いることができ、全体の厚みも１．２ｍｍとすることができる。
【００２０】
さらに温度補償回路によって温度変化に係わらず発振周波数を一定値に維持でき、温度補償回路の回路定数を最適化したことによって生じた目的周波数からのＦ０周波数のずれを、Ｆ０調整用のコンデンサによって調整するようにしている。
したがって温度補償機能と発振周波数の目的周波数への合わせ込みを各別の回路部品で行っているので調整が容易で確実に目的を達成することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、部品を立体的に配置することによって高密度実装を行え、形状が超小型で組立も容易で高性能の温度補償型水晶発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の発振器の平面図である。
【図２】図１に示す発振器の側面図である。
【図３】図１に示す発振器の底面図である。
【図４】直接方式の温度補償水晶発振器の一例の回路図である。
【符号の説明】
１７ 基板
１、７、８、１０、１９ 回路部品
２０ 水晶振動子
【発明の属する技術分野】
本発明は形状の著しく小型の温度補償水晶発振器に係わり、とくに合理的な部品の配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）従来、携帯電話のような移動体通信機器等では、水晶振動子を用いて、かつ温度補償を行った温度補償水晶発振器が用いられている。
このような温度補償水晶発振器で実装面の大きさが５ｍｍ×７ｍｍ程度のものでは、一つの基板面に水晶片と発振回路を平面的に配置しても必要な面積を確保することも不可能ではない。
【０００３】
図４は直接補償方式の温度補償水晶発振器の一例を示す回路図である。
この種の発振器では、外部との接続のために、たとえば４個の電極が設けられている。
すなわちカスケードに接続した２個のトランジスタおよび若干の抵抗、コンデンサを集積化したコルピッツ発振回路の発振回路用ＩＣ１のアース端子（Ｅ）は接地電極２に接続し、電源端子（Ｖｃｃ）は電源電極３に接続する。
【０００４】
そして、発振出力の出力端子（ｏｕｔ）を出力電極４に接続し、発振周波数を微調整するＦ調端子（ＶＣ）をＶＣ電極５に接続する。
そして発振回路用ＩＣ１の発振入力端子に、ＡＴカットの水晶振動子６、並列に接続した２個のＦ０調整用のコンデンサ７、８、温度補償回路９、パリキャップ１０を直列に接続して上記接地電極２に接続している。
【０００５】
そしてバリキャップ１０のカソードには、ＶＣ電極５から抵抗１１を介して制御電圧を与えて発振周波数を微調整することができるようにしている。
またバリキャップ１０に並列に分圧抵抗１２を接続している。
温度補償回路９は、コンデンサ１３に並列に低温補償用サーミスタ１４を接続し、またコンデンサ１３に並列に高温補償用コンデンサ１５とコンデンサ１６の直列回路を接続している。
【０００６】
この発振器では、水晶振動子に補償回路９を直接、接続しているので直接補償方式といわれている。
これに対して、水晶振動子に直列にバリキャップを接続し、温度センサーの出力電圧を抵抗回路網等で３次曲線状に変化させてバリキャップに印加して温度補償を行う間接補償方式がある。
【０００７】
しかしながら、図４に示すものでは１０個の回路部品と水晶振動子を必要とする。このため水晶発振器の実装面の大きさを、さらに小さくして、たとえば１／３程度に縮小した場合、基板面に水晶振動子及び発振器の回路部品を平面的に配置すると基板面積が足りなくなってしまう。
【０００８】
【特許文献１】実開昭６１−８１２０８
【特許文献２】特開平０６−８５５３８
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、部品を立体的に配置することにより、外形寸法が超小型で、かつ組立も容易で、高信頼性を得られる温度補償型水晶発振器を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、表面側に水晶発振器の回路パターンを形成し裏面側に回路パターンに導通した実装電極を形成した基板と、この基板の表面側の回路パターンに実装した温度補償発振器の回路部品と、水晶片を気密に封止して上記基板の表面側の回路パターンに実装され上記回路部品の少なくとも一部を実装面に形成したキャビティー空間に位置させた表面実装型の水晶振動子と、を具備することを特徴とする温度補償型の水晶発振器である。
【００１１】
そして本発明の請求項２は、請求項１において、温度補償回路は直接補償方式であってＦ０調整用のコンデンサは上記キャビティー空間外の上記基板の表面側に配置したことを特徴とする温度補償型の水晶発振器である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施態様を図面を参照して詳細に説明する。
図１は発振器の平面図、図２は側面図、図３は底面図である。
図中１７はたとえばガラスエポキシ基板である。
基板１７の表面側には水晶発振器の回路パターン（図示せず）を形成し裏面側に回路パターンに導通して４個の実装電極１８を形成している。
【００１３】
そして基板１７の図示左側には、６個の回路素子１９を密接して配置している。
これらの回路素子１９は、たとえば現在最も小型である０．６ｍｍ×０．３ｍｍのサイズのチップ型の回路素子である。
そしてこれら６個の回路素子に重ねて表面実装型の水晶振動子２０を実装している。この水晶振動子２０は、内部に水晶片を気密に封止し、実装面の中央部に上記回路素子を位置させることのできるキャビティー空間２１を形成している。
【００１４】
また水晶振動子２０は、４隅の電極２２に水晶片の励振電極を導出し、この電極２２を上記回路パターンに実装するようにしている。
そして上記キャビティー空間２１の外部で上記基板１７の表側に発振回路用のＩＣ１、バリキャップ１０を実装している。これらの部品は、上記回路素子１９に比べて形状が大きいがキャビティー空間２１の外部に配置することによって実装可能となる。
【００１５】
さらに上記キャビティー空間２１の外部で上記基板１７の表側に、発振周波数を決定するＦ０調整用の並列に接続した２個のコンデンサ７、８を実装している。
このような発振回路の発振周波数は水晶振動子に直列に接続したコンデンサの容量値に応じて若干可変することができる。
【００１６】
しかして温度補償回路９は、水晶振動子の周波数温度特性に応じて最良の補償特性を得ることができるように回路定数を選択する。この結果、Ｆ０、すなわち２５℃における発振周波数が目的周波数からずれを生じ、ずれた周波数の値は個々の発振器毎に異なる。
【００１７】
したがって温度補償回路９とは別に、Ｆ０調整用のコンデンサを設ける必要がある。しかして一方のＦ０調整用のコンデンサ７は、全ての発振器において一定値、たとえば６８ｐＦのものを実装する。そして他方のＦ０調整用のコンデンサ８は、各発振器毎に目的周波数からのずれに応じた値のものを選択して実装する。
【００１８】
したがってこのＦ０調整用のコンデンサ８は、交換作業を容易に行えるように上記キャビティー空間２１の外部で上記基板１７の表側の端縁に近い外側に配置するようにしている。
なおこのＦ０調整用のコンデンサはセラミックコンデンサであり、セラミックコンデンサは温度係数が正及び負のものが入手できるので、適正な温度係数のものを使用することにより温度補償特性の最適化を行うようにしてもよい。
【００１９】
このような構成であれば、極めて形状の小型の温度補償水晶発振器を実現することができる。
たとえば、平面寸法が２．５ｍｍ×２．０ｍｍの水晶振動子を用いた場合、基板寸法は３．４ｍｍ×２．７ｍｍのものを用いることができ、全体の厚みも１．２ｍｍとすることができる。
【００２０】
さらに温度補償回路によって温度変化に係わらず発振周波数を一定値に維持でき、温度補償回路の回路定数を最適化したことによって生じた目的周波数からのＦ０周波数のずれを、Ｆ０調整用のコンデンサによって調整するようにしている。
したがって温度補償機能と発振周波数の目的周波数への合わせ込みを各別の回路部品で行っているので調整が容易で確実に目的を達成することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、部品を立体的に配置することによって高密度実装を行え、形状が超小型で組立も容易で高性能の温度補償型水晶発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の発振器の平面図である。
【図２】図１に示す発振器の側面図である。
【図３】図１に示す発振器の底面図である。
【図４】直接方式の温度補償水晶発振器の一例の回路図である。
【符号の説明】
１７ 基板
１、７、８、１０、１９ 回路部品
２０ 水晶振動子
Claims (2)
- 表面側に水晶発振器の回路パターンを形成し裏面側に回路パターンに導通した実装電極を形成した基板と、
この基板の表面側の回路パターンに実装した温度補償発振器の回路部品と、
水晶片を気密に封止して上記基板の表面側の回路パターンに実装され上記回路部品の少なくとも一部を実装面に形成したキャビティー空間に位置させた表面実装型の水晶振動子と、
を具備することを特徴とする温度補償型の水晶発振器。 - 請求項１において、温度補償回路は直接補償方式であってＦ０調整用のコンデンサは上記キャビティー空間外の上記基板の表面側に配置したことを特徴とする温度補償型の水晶発振器。
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003044597A JP2004254212A (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | 温度補償水晶発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004254212A true JP2004254212A (ja) | 2004-09-09 |
| JP2004254212A5 JP2004254212A5 (ja) | 2006-03-16 |
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ID=32866486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003044597A Pending JP2004254212A (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | 温度補償水晶発振器 |
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- 2003-02-21 JP JP2003044597A patent/JP2004254212A/ja active Pending
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2004
- 2004-02-20 US US10/783,823 patent/US7239211B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071126 |
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