JP2015207867A - Oscillator device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発振器装置に係り、特に、表面実装型発振器を搭載したプリント基板に、該表面実装型発振器を外来輻射ノイズから遮蔽するシールドカバーを備えた発振器装置に関する。 The present invention relates to an oscillator device, and more particularly to an oscillator device provided with a shield cover that shields a surface-mounted oscillator from external radiation noise on a printed board on which the surface-mounted oscillator is mounted.
プリント基板に表面実装型(SMD)の発振器を搭載し、搭載した圧電発振器を外来輻射ノイズから遮蔽するシールドで覆った発振器装置が知られている。この種の発振器装置は、振動子と発振回路チップ(ICチップ)を容器に収容した発振器をプリント基板に搭載し、搭載した発振器を外来輻射ノイズから遮蔽する金属材料からなるカバー(金属カバー、シールドカバーとも称する)で覆った構造が一般的である。 2. Description of the Related Art An oscillator device is known in which a surface mount type (SMD) oscillator is mounted on a printed circuit board, and the mounted piezoelectric oscillator is covered with a shield that shields external radiation noise. In this type of oscillator device, an oscillator having an oscillator and an oscillation circuit chip (IC chip) contained in a container is mounted on a printed circuit board, and a cover made of a metal material that shields the mounted oscillator from external radiation noise (metal cover, shield) A structure covered with a cover) is generally used.
なお、プリント基板には、発振器のみを搭載したものに限らず、発振器と共に、発振器装置に必要な抵抗体やコンデンサ、発振回路チップとは別個のICチップなどの電子部品を搭載したものもあるが、ここでは、振動子と、この振動子と共に発振回路を構成する回路を集積したICチップを一体化した発振器のみをプリント基板に搭載した構造を例として説明する。なお、以下では、振動子としては、一般的な水晶振動子を用いたものとして説明するが、本発明は、水晶以外の圧電材料を用いた振動子、半導体加工技術を用いたシリコン/MEMS振動子を搭載した発振器装置についても同様に適用可能である。 Note that printed circuit boards are not limited to those equipped only with an oscillator, but may be equipped with electronic components such as resistors and capacitors necessary for the oscillator device and IC chips separate from the oscillation circuit chip together with the oscillator. Here, a structure in which only an oscillator in which an oscillator and an IC chip in which a circuit constituting an oscillation circuit is integrated with the oscillator is integrated is mounted on a printed board will be described. In the following description, it is assumed that a general crystal resonator is used as the vibrator. However, the present invention is a vibrator using a piezoelectric material other than quartz, and a silicon / MEMS vibration using semiconductor processing technology. The same applies to an oscillator device equipped with a child.
発振器装置は各種の携帯機器に広く用いられている。その典型である水晶発振器装置は、動作周波数及び時間の基準源として多用されている。ここで本発明を説明する具体例とする水晶発振器装置は、水晶振動子と、この水晶振動子と共に発振器を構成する発振回路を集積したICチップを容器に封止した水晶発振器、或いはこのような水晶発振器と温度制御回路などのフィルタ体回路を構成する電子部品などを共通のプリント基板に搭載して構成される。 Oscillator devices are widely used in various portable devices. A typical crystal oscillator device is widely used as a reference source for operating frequency and time. Here, a crystal oscillator device as a specific example for explaining the present invention includes a crystal oscillator and a crystal oscillator in which an IC chip in which an oscillation circuit constituting the oscillator is integrated with the crystal oscillator is sealed in a container, or such Electronic components that constitute a filter body circuit such as a crystal oscillator and a temperature control circuit are mounted on a common printed circuit board.
図7は、従来の発振器装置の構成例を説明する一部を破断して内部を示す斜視図である。また、図8は、図7に示した発振器装置を構成するセラミック(グリーンシートとも称する)の単板または多層板からなるプリント基板の主面(発振器搭載面)を説明する平面図である。プリント基板1に搭載する発振器4は、グリーンシートを好適とする絶縁シートで形成した容器本体4aの凹部に水晶振動子を収納し、その凹部を金属カバー4bで覆って封止している。この金属カバー4bは、容器本体4aの凹部開口端との間に介在させた金属リング4cで容器本体4aと固着される。
FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration example of a conventional oscillator device with a part broken away. FIG. 8 is a plan view for explaining a main surface (oscillator mounting surface) of a printed circuit board made of a ceramic (also referred to as a green sheet) single plate or multilayer plate constituting the oscillator device shown in FIG. The
そして、プリント基板1に実装するための端子(実装端子、図示せず)は、容器本体4aの上記金属カバー4bとは反対の面に設けられる。小型化の進展に伴って、この実装端子は、所謂面実装型(SMD)が多く採用されている。なお、水晶振動子と共に発振器を構成する発振回路を集積したICチップなどは、上記水晶振動子を封止した凹部に搭載されるか、または容器本体の他の部分に搭載される。
And the terminal (mounting terminal, not shown) for mounting in the printed
この発振器4は、プリント基板1の主面にSMD搭載される。図8に示したように、矩形(ここでは長方形)をなすプリント基板1の主面には電極パッドを含む所要の配線パターン2がプリントされている。また、プリント基板1の一対の側壁(ここでは長辺側の側壁)にはキャスタレーション9(9a乃至9d)を有し、このキャスタレーションに側面電極10(10a乃至10d)が形成されている。図8では、各側面電極10a乃至10dには、電源端子(VDD)、出力端子(OUTPUT)、接地端子(GND)、制御端子(Vcont、またはStand-By)がそれぞれ割り当てられている。
The
プリント基板1の主面中央部分の発振器搭載領域3には、発振器の実装端子に対応する複数の端子パッド15(15a乃至15d)が設けてあり、それぞれが配線パターン2でキャスタレーションの側面電極10(10a乃至10d)に接続している。側面電極10(10a乃至10d)の何れか(図7、図8では側面電極10c)が接地端子(GND)に割り当てられている。
A plurality of terminal pads 15 (15a to 15d) corresponding to the mounting terminals of the oscillator are provided in the
プリント基板1の主面には、その短辺側にカバー固定電極2a、2bが設けられている。一方のカバー固定電極2bには、発振器搭載領域3を横切って配置された接地電極8が接続されている。接地電極8は搭載される発振器4の直下に位置し、搭載された発振器からの電磁波放射をシールドし、外来輻作用射電磁波から発振器を防護するように作用する。
On the main surface of the printed
なお、発振器4は金属カバー4bを有し、この金属カバー4bも内蔵する水晶振動子や電子部品を外来輻作用射電磁波から発振器を防護し、自身からの電磁波放射をシールドしている。
The
発振器4を搭載したプリント基板1の主面を覆って帽状金属カバー6が設けられている。この金属カバー6は一方に開放部を形成し、その開放部をプリント基板の主面に合わせて被せ、短辺側開放縁をカバー固定電極2a、2bに半田7で固定されている。発振器4は、プリント基板1とこの帽状金属カバー6で形成される筐体に内蔵される。帽状金属カバー6の設置位置は、開放端に設けた位置決め突起18(18a乃至18d、18bと18cは図示せず)をプリント基板1の主面に形成されたカバー位置決め凹陥部17(17a乃至17d)に係合されることで行なわれる。なお、帽状金属カバー6は、その一方のカバー固定電極2bと端子パッド15c及び配線パターン2を介して接地(GND)される実装端子に接続する側面電極10cに接続される。
A cap-
プリント基板1の背面(主面と反対の面)には、適用機器の所定プリント基板に実装するSMD型の実装端子11(11a乃至11d、11cは図示せず)が設けられている。実装端子11は側面電極10に接続している。
On the back surface (the surface opposite to the main surface) of the printed
図7に示した発振器装置は、内蔵した発振器4が帽状金属カバー6とプリント基板1の主面で当該発振器の直下に配置された接地電極8とで包囲されたシールド構造を有する。そして、発振器4と帽状金属カバー6とは、当該金属カバー6の天井に対して距離d1、長辺側壁に対して距離d2,d4、短辺側壁に対して距離d3,d5で配置されている。
The oscillator device shown in FIG. 7 has a shield structure in which a built-in
本発明に係る発振器装置に関連する従来技術を開示したものとしては、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4を挙げることができる。特許文献1は、CANパッケージ型(または、リード型)水晶振動子とチップコンデンサ等の電子部品を搭載した配線基板(プリント基板)を黄銅製のケースに密封した水晶発振器を開示する。
特許文献2は、圧電振動子と電子部品を搭載して発振器とした配線基板を、鉄系のケースとアルミニウムのケースとで覆うことにより、低周波磁気ノイズと高周波電磁界から水晶発振器をシールドした圧電デバイスを開示する。また、特許文献3は、金属蓋で封止したSMD型の圧電振動子と電子部品を搭載したプリント基板をさらに金属ケースで覆った発振器であり、金属ケースの一対の辺の側面に設けた舌状部を圧電振動子に半田付けした圧電発振器構造を開示する。なお、特許文献4もプリント基板に金属カバーを取り付ける際に外金属カバーに形成した脚部をプリント基板の側面電極に嵌め合わせた水晶発振器を開示する。
上記した従来技術文献に開示されているように、発振器自身の金属カバーによるシールド効果に加えて、当該発振器を搭載するプリント基板に電磁ノイズの遮蔽カバーを設けて発振器を二重に遮蔽する構造としたものでは、外来の輻射電磁波あるいは低周波磁気ノイズを遮蔽することはできる。しかし、電源ラインを通して入り込むノイズを遮断することは困難である。電源ラインを通して入り込むノイズ(電源ノイズ)は発振周波数に変動を誘発させる原因となり、高精細かつ安定な発振源を実現する上での解決すべき課題の一つになっている。 As disclosed in the above-mentioned prior art documents, in addition to the shielding effect by the metal cover of the oscillator itself, a structure for shielding the oscillator double by providing a shield cover for electromagnetic noise on the printed circuit board on which the oscillator is mounted, and In this case, it is possible to shield external radiation electromagnetic waves or low-frequency magnetic noise. However, it is difficult to block noise entering through the power line. Noise that enters through the power supply line (power supply noise) causes fluctuations in the oscillation frequency, and is one of the problems to be solved in realizing a high-definition and stable oscillation source.
本発明の目的は、発振器に対する外来輻射ノイズや低周波磁気ノイズを遮蔽すると共に、電源回路を経由して入り込むノイズをも遮断して、高精細かつ安定な発振源を得ること
ができる発振器装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an oscillator device capable of obtaining a high-definition and stable oscillation source by shielding external radiation noise and low-frequency magnetic noise with respect to an oscillator and also blocking noise entering through a power supply circuit. It is to provide.
上記目的を達成するため、本発明は、プリント基板と、このプリント基板の主面に搭載された表面実装型の複数の端子を有する発振器および電子部品と、前記プリント基板の主面に搭載された前記発振器および前記電子部品を覆って設けられた帽状金属カバーとを具備する発振器装置であって、
前記発振器は、振動子/又は振動子と電子部品を収容する凹部を有する容器本体と、前記凹部の開口部を覆って前記振動子/又は振動子と電子部品を封止する金属カバーとを有するとともに、前記容器本体の前記金属カバーとは反対の面に、電源端子、発振出力端子、接地端子、制御端子を少なくとも含む複数の端子を有し、
前記プリント基板の前記発振器を搭載する主面には、前記発振器の前記複数の端子に対応する複数の端子パッドを形成した配線パターンと、前記接地端子に接続するカバー固定電極が形成されてなり、
前記プリント基板の側壁には、前記複数の端子パッドに接続する側面電極を形成したキャスタレーションを有し、
前記電源端子に対応する側面電極と接地端子との間にコンデンサが介挿入され、
前記主面に搭載された前記発振器と電子部品を覆って設けられた帽状金属カバーは、前記カバー固定電極に半田付けされており、
前記プリント基板の前記主面の反対面である背面には、前記側面電極に接続し、適用する電子機器にSMD実装するための実装端子が設けられ、
前記発振器は、前記プリント基板の基板面と並行な4方向を前記帽状金属カバーにより、また前記プリント基板と垂直方向では当該発振器自身の金属カバーと前記帽状金属カバーにより、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで遮断する構成とした。
To achieve the above object, the present invention is mounted on a main surface of a printed circuit board, an oscillator and an electronic component having a plurality of surface-mounting terminals mounted on the main surface of the printed circuit board, and the printed circuit board. An oscillator device comprising a cap-shaped metal cover provided to cover the oscillator and the electronic component,
The oscillator has a vibrator / or a container main body having a recess for accommodating the vibrator and an electronic component, and a metal cover for covering the opening of the recess and sealing the vibrator / or the vibrator and the electronic component. And a plurality of terminals including at least a power supply terminal, an oscillation output terminal, a ground terminal, and a control terminal on the surface opposite to the metal cover of the container body,
The main surface of the printed circuit board on which the oscillator is mounted is formed with a wiring pattern in which a plurality of terminal pads corresponding to the plurality of terminals of the oscillator are formed, and a cover fixing electrode connected to the ground terminal,
A side wall of the printed board has a castellation in which side electrodes connected to the plurality of terminal pads are formed,
A capacitor is inserted between the side electrode corresponding to the power supply terminal and the ground terminal,
A cap-shaped metal cover provided to cover the oscillator and electronic components mounted on the main surface is soldered to the cover fixing electrode,
On the back surface, which is the opposite surface of the main surface of the printed circuit board, a mounting terminal for connecting to the side electrode and SMD mounting on an applied electronic device is provided,
The oscillator shields external radiation noise by the cap-shaped metal cover in four directions parallel to the substrate surface of the printed circuit board, and by the metal cover and the cap-shaped metal cover of the oscillator itself in the direction perpendicular to the printed circuit board. The external noise entering through the power supply terminal is blocked by the capacitor.
また、本発明は、前記プリント基板は多層のグリーンシートで形成され、前記主面を構成する上層シートの背面側に、前記発振器と電子部品の搭載領域、および前記配線パターンの形成領域の大部分を含む領域に対応する広がりを有して形成され、前記接地端子に接続した接地電極を具備し、
前記発振器は、前記プリント基板の基板面と並行な方向を前記帽状金属カバーにより、また前記プリント基板と垂直方向では当該発振器自身の金属カバーと前記帽状金属カバーにより、さらに前記接地電極により、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで遮断することを特徴とする。
Further, according to the present invention, the printed circuit board is formed of a multi-layered green sheet, and on the back side of the upper layer sheet constituting the main surface, most of the mounting area of the oscillator and the electronic component and the wiring pattern forming area Comprising a ground electrode connected to the ground terminal, and having a spread corresponding to a region including
The oscillator has a direction parallel to the substrate surface of the printed circuit board by the cap-shaped metal cover, and in a direction perpendicular to the printed circuit board, by the metal cover of the oscillator itself and the cap-shaped metal cover, and further by the ground electrode, The external radiation noise is shielded, and the external noise entering through the power supply terminal is blocked by the capacitor.
また、本発明は、前記プリント基板が、前記上層シートの主面とは反対の面側に中層シート及び下層シートがこの順となるように積層し、
前記下層シートの前記主面の反対面である背面には、前記側面電極に接続し、適用する電子機器にSMD実装するための実装端子を設け、
前記中層シートの前記上層シートと対向する面、又は前記下層シートと対向する面の何れかに前記接地電極を設け、
前記プリント基板の基板面と並行な方向を前記帽状金属カバーにより、また前記プリント基板と垂直方向では当該発振器自身の金属カバーと前記帽状金属カバーにより、さらに前記接地電極により、前記発振器に対する外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで遮断する構成とした。
In the present invention, the printed circuit board is laminated so that the middle layer sheet and the lower layer sheet are in this order on the side opposite to the main surface of the upper layer sheet,
On the back surface opposite to the main surface of the lower layer sheet, a mounting terminal for connecting to the side electrode and SMD mounting on an applied electronic device is provided,
The ground electrode is provided on either the surface facing the upper layer sheet of the middle layer sheet or the surface facing the lower layer sheet,
A direction parallel to the substrate surface of the printed circuit board is provided by the cap-shaped metal cover, and in a direction perpendicular to the printed circuit board, the metal cover of the oscillator itself and the cap-shaped metal cover are provided. Radiation noise is shielded, and external noise entering through the power supply terminal is blocked by the capacitor.
また、本発明は、前記プリント基板を、前記上層シートの主面とは反対の面側に下層シートを積層した2層の多層構造とし、
前記下層シートの前記主面の反対面である背面には、前記側面電極に接続し、適用する電子機器にSMD実装するための実装端子を設け、
前記下層シートの前記上層シートと対向する面に前記接地電極を設けてなり、
前記発振器を、前記プリント基板の基板面と並行な方向を前記帽状金属カバーにより、また、前記プリント基板と垂直方向では当該発振器自身の金属カバーと前記帽状金属カバーにより、さらに前記接地電極により、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで遮断する構成とした。
In the present invention, the printed circuit board has a two-layer multilayer structure in which a lower layer sheet is laminated on the surface opposite to the main surface of the upper layer sheet,
On the back surface, which is the opposite surface of the main surface of the lower layer sheet, is connected to the side electrode and provided with a mounting terminal for SMD mounting on an applied electronic device,
The ground electrode is provided on the surface of the lower sheet facing the upper sheet,
The oscillator is configured by the cap-shaped metal cover in a direction parallel to the substrate surface of the printed circuit board, by the metal cover of the oscillator itself and the cap-shaped metal cover in a direction perpendicular to the printed circuit board, and further by the ground electrode. The external radiation noise is shielded, and the external noise entering through the power supply terminal is blocked by the capacitor.
本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.
本発明によれば、プリント基板に搭載した発振器に対する外来輻射ノイズによる影響が高効率で遮蔽され、また、電源端子と接地端子との間にコンデンサを接続させたことにより、電源ラインを通して入り込むノイズが遮断され、高精細な発振出力を得ることができる。また、プリント基板を多層シートで構成し、プリント基板の主面に搭載した発振器の当該プリント基板側、少なくともプリント基板を構成するシート一枚の厚みに相当する間隔を以って接地電極を設けたことで、浮遊容量が小さくなり、この浮遊容量に起因する発振波形の鈍りを提言することができる。 According to the present invention, the influence of external radiation noise on the oscillator mounted on the printed circuit board is shielded with high efficiency, and noise that enters through the power supply line is prevented by connecting a capacitor between the power supply terminal and the ground terminal. It is interrupted and a high-definition oscillation output can be obtained. Also, the printed circuit board is composed of a multilayer sheet, and the ground electrode is provided with an interval corresponding to the thickness of at least one sheet constituting the printed circuit board side of the oscillator mounted on the main surface of the printed circuit board. As a result, the stray capacitance is reduced, and the dullness of the oscillation waveform caused by this stray capacitance can be proposed.
以下、本発明に係る発振器装置の実施形態を、図1乃至図4を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an oscillator device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
図1は、本発明に係る発振器装置の実施例を説明する一部を破断して内部を示す斜視図である。図2は、図1におけるプリント基板として多層のグリーンシートで構成した本発明の実施例1の構成を説明する展開斜視図である。図3は、図1におけるプリント基板を説明する(a)平面図、(a)を矢印A方向から見た(b)側面図である。図4は、図1におけるプリント基板の実装面を説明する平面図である。図1において、プリント基板1に搭載する発振器4は、前記図7で説明したものと同様に、グリーンシートを好適とする絶縁シートで形成した容器本体4aの凹部に水晶振動子(図示せず)を収納し、その凹部を金属カバー4bで覆って封止している。この金属カバー4bは、容器本体4aの凹部開口端との間に介在させた金属リング4cで容器本体4aと固着されている。
FIG. 1 is a perspective view showing a part of the oscillator device according to the embodiment of the present invention, with a part thereof broken away. FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention, which is formed of a multilayer green sheet as the printed board in FIG. 3A is a plan view illustrating the printed circuit board in FIG. 1, and FIG. 3B is a side view of FIG. 3A viewed from the direction of arrow A. FIG. FIG. 4 is a plan view for explaining a mounting surface of the printed board in FIG. In FIG. 1, an
そして、発振器4をプリント基板1に実装するための端子は、容器本体4aの上記金属カバー4bとは反対の面に設けられる。小型化の進展に伴って、この実装端子は、所謂面実装型(SMD)が多く採用されている。なお、水晶振動子と共に発振器を構成する発振回路を集積したICチップなどは、上記水晶振動子を封止した凹部に搭載されるか、または容器本体の他の部分に搭載される(図示せず)。
A terminal for mounting the
この発振器4は、プリント基板1の主面にSMD搭載される。図8で説明したように、矩形(ここでは長方形)をなすプリント基板1の主面には電極パッドを含む所要の配線パターン2がプリントされている。また、プリント基板1の一対の側壁(ここでは長辺側の側壁)にはキャスタレーション9(9a,9b,9c,9d)を有し、このキャスタレーションに側面電極10(10a,10b,10c,10d)が形成されている。各側面電極10a,10b,10c,10dには、図3に示したように、電源端子(VDD)、出力端子(OUTPUT)、接地端子(GND)、制御端子(Vcont、またはStand-By)がそれぞれ割り当てられている。
The
図3に示したプリント基板1の主面中央部分の発振器搭載領域3には、発振器の実装端子に対応する複数の端子パッド15(15a,15b,15c,15d)が設けてあり、それぞれが配線パターン2でキャスタレーションの側面電極10(10a,10b,10c,10d)に接続している。側面電極10a,10b,10c,10dの何れか(本実施例では、側面電極10c)が接地端子(GND)に割り当てられている。プリント基板1の主面には、その短辺側にカバー固定電極2a、2bが設けられている。一方のカバー固定電極2aは配線パターンからフリーとされ、他方のカバー固定電極2bは接地電極端子である側面電極10cに接続されている。
A plurality of terminal pads 15 (15a, 15b, 15c, 15d) corresponding to the mounting terminals of the oscillator are provided in the
本実施例では、プリント基板1を3枚のグリーンシート(上層シート1a,中層シート1b,下層シート1c)の3層の多層構造とされている。上層シート1aの主面には前記した配線パターン4などが形成され、発振器4が搭載されている。中層シート1bの主面(上層シート1aと対向する面)には、発振器4とコンデンサ5等の電子部品の搭載領域、および前記配線パターン2の形成領域の大部分を含む領域に対応する広がりを有した接地電極8がベタ形成されている。そして、この接地電極8は側面電極10cに接続して接地されている。なお、接地電極8は、中層シート1bの他の主面(下層シート1c対向する面)に形成してもよい。コンデンサ5は、発振器4の電源端子と接地端子に接続する側面電極10cとの間に挿入されている。
In this embodiment, the printed
発振器4、コンデンサ5等の電子部品を搭載した多層のプリント基板1には、帽状金属カバー6が設けられている。帽状金属カバー6は、金属板を用いて開口を有する帽状に加工して、その開口辺の一部に位置決め突起18(18a,18b,18c,18d、18dは図示せず)を形成してある。一方、プリント基板1の上層シート1aの上記位置決め突起18a,18b,18c,18dに対応する位置にカバー位置決め凹陥部17(17a,17b,17c,17d)が形成されている。そして、金属カバー6の位置決め突起18a,18b,18c,18dをプリント基板1のカバー位置決め凹陥部17a,17b,17c,17dに位置あわせし、短辺側をカバー固定電極2a、2bに半田7で固定している。
A multi-layer printed
本実施例では、カバー位置決め凹陥部17をプリント基板1の上層シート1aにのみ形成し、この凹陥部17の深さに合う長さで位置決め突起18を設けた。しかしながら、このカバー位置決め凹陥部17をプリント基板1の上層シート1aを貫通し、中層シート1bに達する深さ、あるいは中層シート1bに掘り込む深さに形成して、この凹陥部17の深さに合う長さで位置決め突起18を設けてもよい。上層シート1a,中層シート1b,下層シート1cの側面電極10a,10b,10c,10dのそれぞれは、キャスタレーション9a,9b,9c,9d内で電気的に一体になって、それぞれ各実装端子11a,11b,11c,11dに接続している。
In this embodiment, the cover positioning recess 17 is formed only on the
このように構成した本実施例に係る発振器装置において、当際する発振器4は、図7、図8で説明した従来の発振器装置に搭載されている発振器に比べて、そのサイズは小さい。図7では、発振器4と帽状の金属カバー6とは、当該金属カバー6の天井に対して距離d1、長辺側壁に対して距離d2,d4、短辺側壁に対して距離d3,d5で配置されている。
In the oscillator device according to the present embodiment configured as described above, the size of the
発振器4を搭載したプリント基板1の主面を覆って帽状金属カバー6が設けられている。この帽状金属カバー6は帽状をなし、その開放部をプリント基板の主面に合わせて被せられ、短辺側開放縁をカバー固定電極2a、2bに半田7で固定されている。発振器4は、プリント基板1と帽状金属カバー6で形成される筐体に内蔵される。帽状金属カバー6の接地位置は、開放端に設けた位置決め突起18(18a乃至18d、18bと18cは図示せず)をプリント基板1の主面に形成されたカバー位置決め凹陥部17(17a乃至17d)に係合されることでおこなわれる。なお、帽状金属カバー6は、その一方のカバー固定電極2bと端子パッド15c及び配線パターン2を介して接地(GND)される実装端子に接続する側面電極10cに接続される。
A cap-shaped
図4に示したように、プリント基板1の背面(主面と反対の面)には、適用機器の所定プリント基板に実装するSMD型の実装端子11(11a,11b,11c,11d)が設けられている。この実装端子11(11a,11b,11c,11d)のそれぞれは、側面電極10(10a,10b,10c,10d)のそれぞれに接続している。
As shown in FIG. 4, SMD type mounting terminals 11 (11 a, 11 b, 11 c, 11 d) to be mounted on a predetermined printed circuit board of an applicable device are provided on the back surface (the surface opposite to the main surface) of the printed
前記した図7に示した従来の発振器装置は、内蔵した発振器4が帽状金属カバー6とプリント基板1の主面で当該発振器の直下に配置された接地電極8とで包囲されたシールド構造である。そして、発振器4と帽状金属カバーとは、当該帽状金属カバーの天井に対して距離d1、長辺側壁に対して距離d2,d4、短辺側壁に対して距離d3,d5で配置されている。これに対し、本実施例では、従来のサイズのプリント基板1及び帽状金属カバー6を用い、従来の発振器よりも低背かつ平面視も小サイズのものとする。発振器4と帽状の金属カバー6とは、当該金属カバー6の天井に対して距離D1(D1>d1)、長辺側壁に対して距離D2(D2>d2),D4(D4>d4)、短辺側壁に対して距離D3(D3>d3),D5(D5>d5)で配置されている。具体的な数値を挙げて比較すると次のとおりである。
The conventional oscillator device shown in FIG. 7 has a shield structure in which a built-in
例えば、顧客等から指定されたプリント基板1の平面視サイズを13.8mm×9.2mmとし、帽状金属カバー6の高さも同じとしたとき、従来の発振器4の平面視サイズは7.0mm×5.0mmであるが、本実施例の発振器4の平面視サイズは2.5mm×2.0mmである。発振器自身の金属カバーと帽状金属カバー6の天井との距離は、従来の2倍から3倍程度となり、発振器がプリント基板に占める面積は数分の一となる。本実施例では、発振器4と帽状金属カバー6の内壁や天井までの距離は、従来よりも遠くなる。これにより、外来輻射ノイズは格段に低減される。
For example, when the plan view size of the printed
また、プリント基板1に設けた接地電極8は、主面に搭載した発振器4を、その背面(帽状金属カバーとは反対面)に遮蔽構造を与える。この接地電極8は、図8で説明したようなプリント基板1の主面(すなわち、発振器4の背面に近接して)に設けられるものではなく、少なくともプリント基板1を構成する上層シート1aの厚み分だけは発振器4と隔離されている。したがって、接地電極8と発振器4および配線パターン2との間に形成される浮遊容量は小さくなるため、浮遊容量による発振波形の鈍りを抑制することができる。
The
本実施例により、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで低減して高精細な発振出力を得ることができる。また、プリント基板の少なくとも一層を介して接地電極を設けたことで、主面に搭載した発振器や電子部品、あるいは配線パターンとの間での浮遊容量が低減され、発振波形に鈍りなどの歪みが生じるのを回避できる。 According to the present embodiment, it is possible to shield external radiation noise and reduce external noise entering through the power supply terminal by the capacitor to obtain a high-definition oscillation output. In addition, by providing a ground electrode through at least one layer of the printed circuit board, the stray capacitance between the oscillator, electronic components, and wiring pattern mounted on the main surface is reduced, and distortion such as dullness is generated in the oscillation waveform. It can be avoided.
図5は、本発明に係る発振器装置の実施例2を説明する図1におけるプリント基板を説明する(a)平面図、(a)を矢印A方向から見た(b)側面図である。図6は、図5における多層のグリーンシートで構成した本発明の実施例2の構成を説明するプリント基板の展開斜視図である。本実施例は、図5の(b)に示したように、プリント基板1を2枚のグリーンシート上層シート1aと下層シート1cとで構成した。
5A is a plan view of the printed circuit board in FIG. 1 for explaining an
上層シート1aの主面には、発振器4、コンデンサ5が搭載され、配線パターン2などが形成されている。この主面の構成は前記した実施例1と同様なので、重複説明はしない。
An
本実施例では、プリント基板1が上層シート1aと下層シート1cの二枚からなる多層プリント基板を用いた点を除いて、実施例1と同様である。実施例2では、図6に示したように、上層シート1aの主面に実施例1と同様の配線パターン2、カバー固定電極2a,2bが形成され、発振器4、コンデンサ5が搭載されている。コンデンサ5は、発振器4の電源端子と接地端子となる側面電極10cに挿入されている。
The present embodiment is the same as the first embodiment except that the printed
プリント基板1の下層シート1cの主面(上層シート1aと対向する面)には、発振器4とコンデンサ5等の電子部品の搭載領域、および前記配線パターン2の形成領域の大部分を含む領域に対応する広がりを有した接地電極8がベタ形成されている。そして、この接地電極8は側面電極10cに接続して接地されている。なお、接地電極8は、上層シート1aの他の主面(下層シート1c対向する面)に形成してもよい。下層シート1cの背面(主面と反対の面)には、適用機器の所定プリント基板に実装するSMD型の実装端子11(11a乃至11d、11c)が設けられている。
The main surface of the
上層シート1a,下層シート1cの側面電極10a,10b,10c,10dのそれぞれは、キャスタレーション9a,9b,9c,9d内で電気的に一体になって、それぞれ各実装端子11a,11b,11c,11dに接続している。
The
下層シート1cに設けた接地電極8は、上層シート1aの主面に搭載した発振器4に対し、その背面(帽状金属カバー6とは反対面)に遮蔽構造を与える。この接地電極8は、図8で説明したようなプリント基板1の主面(すなわち、発振器4の背面に近接して)に設けられるものではなく、少なくともプリント基板1を構成する上層シート1aの厚み分だけは発振器4と隔離されている。したがって、接地電極8と発振器4および配線パターン2との間に形成される浮遊容量は小さくなる。浮遊容量による発振波形の鈍りを抑制することができる。
The
本実施例により、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで低減して高精細な発振出力を得ることができる。また、プリント基板の少なくとも一層を介して接地電極を設けたことで、主面に搭載した発振器や電子部品、あるいは配線パターンとの間での浮遊容量が低減され、発振波形に鈍りなどの歪が生じるのを回避できる。 According to the present embodiment, it is possible to shield external radiation noise and reduce external noise entering through the power supply terminal by the capacitor to obtain a high-definition oscillation output. In addition, by providing the ground electrode through at least one layer of the printed circuit board, the stray capacitance between the oscillator and electronic components mounted on the main surface or the wiring pattern is reduced, and distortion such as dullness is generated in the oscillation waveform. It can be avoided.
本発明は、上記した水晶発振器を用いた発振器装置に限らず、他の圧電発振器、MEMS発振器、その他の水晶デバイス、類似の電子部品にも同様に適用できる。 The present invention is not limited to the oscillator device using the above-described crystal oscillator, but can be similarly applied to other piezoelectric oscillators, MEMS oscillators, other crystal devices, and similar electronic components.
1・・・プリント基板、1a・・・上層シート、1b・・・中層シート、1c・・・下層シート、2・・・配線パターン、2a,2b・・・カバー固定電極、3・・・発振器搭載位置、4・・・発振器、5・・・コンデンサ、6・・・帽状金属カバー、7・・・半田、8・・・設置電極、9・・・キャスタレーション、10・・・側面電極、11・・・実装端子、15・・・端子パッド、17・・・カバー位置決め凹陥部、18・・・位置決め突起。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記発振器は、振動子/又は振動子と電子部品を収容する凹部を有する容器本体と、前記凹部の開口部を覆って前記振動子/又は振動子と電子部品を封止する金属カバーとを有するとともに、前記容器本体の前記金属カバーとは反対の面に、電源端子、発振出力端子、接地端子、制御端子を少なくとも含む複数の端子を有し、
前記プリント基板の前記発振器を搭載する主面には、前記発振器の前記複数の端子に対応する複数の端子パッドを形成した配線パターンと、前記接地端子に接続するカバー固定電極が形成されてなり、
前記プリント基板の側壁には、前記複数の端子パッドに接続する側面電極を形成したキャスタレーションを有し、
前記電源端子に対応する側面電極と前記発振器の電源端子との間にコンデンサが介挿入され、
前記主面に搭載された前記発振器と電子部品を覆って設けられた帽状金属カバーは、前記カバー固定電極に半田付けされており、
前記プリント基板の前記主面の反対面である背面には、前記側面電極に接続し、適用する電子機器にSMD実装するための実装端子が設けられていることを特徴とする発振器装置。 A printed circuit board, an oscillator and an electronic component having a plurality of surface-mounted terminals mounted on the main surface of the printed circuit board, and the oscillator and the electronic component mounted on the main surface of the printed circuit board are provided. An oscillator device comprising a cap-shaped metal cover,
The oscillator has a vibrator / or a container main body having a recess for accommodating the vibrator and an electronic component, and a metal cover for covering the opening of the recess and sealing the vibrator / or the vibrator and the electronic component. And a plurality of terminals including at least a power supply terminal, an oscillation output terminal, a ground terminal, and a control terminal on the surface opposite to the metal cover of the container body,
The main surface of the printed circuit board on which the oscillator is mounted is formed with a wiring pattern in which a plurality of terminal pads corresponding to the plurality of terminals of the oscillator are formed, and a cover fixing electrode connected to the ground terminal,
A side wall of the printed board has a castellation in which side electrodes connected to the plurality of terminal pads are formed,
A capacitor is inserted between the side electrode corresponding to the power supply terminal and the power supply terminal of the oscillator,
A cap-shaped metal cover provided to cover the oscillator and electronic components mounted on the main surface is soldered to the cover fixing electrode,
An oscillator device, characterized in that a mounting terminal is provided on a back surface opposite to the main surface of the printed circuit board, which is connected to the side electrode and is mounted on an applied electronic device by SMD.
前記プリント基板は多層のグリーンシートで形成され、前記主面を構成する上層シートの背面に位置する側に、前記発振器と電子部品の搭載領域、および前記配線パターンの形成領域の大部分を含む領域に対応する広がりを有して、前記接地端子に接続した接地電極を具備し、
前記発振器は、前記プリント基板の基板面と並行な方向を前記帽状金属カバーにより、また前記プリント基板と垂直方向では当該発振器自身の金属カバーと前記帽状金属カバーにより、さらに前記接地電極により、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで遮断することを特徴とする発振器装置。 In claim 1,
The printed circuit board is formed of a multi-layered green sheet, and includes an area on which the oscillator and electronic components are mounted and a wiring pattern forming area on a side located on the back surface of the upper layer sheet constituting the main surface. And having a ground electrode connected to the ground terminal,
The oscillator has a direction parallel to the substrate surface of the printed circuit board by the cap-shaped metal cover, and in a direction perpendicular to the printed circuit board, by the metal cover of the oscillator itself and the cap-shaped metal cover, and further by the ground electrode, An oscillator device characterized by shielding external radiation noise and blocking external noise entering through the power supply terminal by the capacitor.
前記プリント基板は、前記上層シートの主面とは反対の面側に、中層シート及び下層シートがこの順で積層されてなり、
前記下層シートの前記主面の反対面である背面には、前記側面電極に接続し、適用する電子機器にSMD実装するための実装端子が形成され、
前記中層シートの前記上層シートと対向する面、又は前記下層シートと対向する面の何れかに前記接地電極のパターンが形成されてなり、
前記発振器は、前記プリント基板の基板面と並行な方向を前記帽状金属カバーにより、また前記プリント基板と垂直方向では当該発振器自身の金属カバーと前記帽状金属カバーにより、さらに前記接地電極により、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで遮断することを特徴とする発振器装置。 In claim 2,
The printed circuit board is formed by laminating an intermediate layer sheet and a lower layer sheet in this order on the surface side opposite to the main surface of the upper layer sheet,
On the back surface opposite to the main surface of the lower layer sheet, a mounting terminal for connecting to the side electrode and mounting the SMD on the applied electronic device is formed,
The ground electrode pattern is formed on either the surface of the middle layer sheet facing the upper layer sheet or the surface facing the lower layer sheet,
The oscillator has a direction parallel to the substrate surface of the printed circuit board by the cap-shaped metal cover, and in a direction perpendicular to the printed circuit board, by the metal cover of the oscillator itself and the cap-shaped metal cover, and further by the ground electrode, An oscillator device characterized by shielding external radiation noise and blocking external noise entering through the power supply terminal by the capacitor.
前記プリント基板は、前記上層シートの主面とは反対の面側に下層シートが積層されてなり、
前記下層シートの前記主面の反対面である背面には、前記側面電極に接続し、適用する電子機器にSMD実装するための実装端子が設けられ、
前記下層シートの前記上層シートと対向する面に前記接地電極のパターンが形成されてなり、
前記発振器は、前記プリント基板の基板面と並行な方向を前記帽状金属カバーにより、また前記プリント基板と垂直方向では当該発振器自身の金属カバーと前記帽状金属カバーにより、さらに前記接地電極により、外来輻射ノイズを遮蔽し、前記電源端子経由で入り込む外来ノイズを前記コンデンサで遮断することを特徴とする発振器装置。 In claim 2,
The printed circuit board is formed by laminating a lower layer sheet on the surface side opposite to the main surface of the upper layer sheet,
On the back surface opposite to the main surface of the lower layer sheet, a mounting terminal for connecting to the side electrode and mounting the SMD on the applied electronic device is provided,
A pattern of the ground electrode is formed on the surface of the lower sheet facing the upper sheet,
The oscillator has a direction parallel to the substrate surface of the printed circuit board by the cap-shaped metal cover, and in a direction perpendicular to the printed circuit board, by the metal cover of the oscillator itself and the cap-shaped metal cover, and further by the ground electrode, An oscillator device characterized by shielding external radiation noise and blocking external noise entering through the power supply terminal by the capacitor.
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