JP2018093543A - 電子部品、電子機器および移動体 - Google Patents

電子部品、電子機器および移動体 Download PDF

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Abstract

【課題】発熱体の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品、その電子部品を搭載した電子機器および移動体を提供する。【解決手段】電子部品1は、配線基板20、発熱体40、第1支持体50、第2支持体60および容器10を含む電子部品であって、配線基板20には、発熱体40、第1支持体50および第2支持体60が電気的に接続されており、配線基板20は、容器10を貫通している第1支持体50と第2支持体60とを介して容器10内に配置されており、第1支持体50と第2支持体60とは、容器10外に突出する突出部52,62を有しており、第2支持体60の突出部62は、第1支持体50の突出部52よりも短い。【選択図】図1

Description

本発明は、電子部品、電子機器および移動体に関する。
従来から、電子機器の小型化、薄型化に伴い、水晶振動子などの振動デバイスを有する電子部品はより一層の小型化、薄型化が要求されると共に、省エネ化を図るために消費電力の低減も要求されている。特に、周囲温度の影響を回避し高い周波数安定性を有するために、発熱体で水晶振動子およびその周辺を加熱して水晶振動子の周囲温度を一定に保つ構造のOCXO(恒温槽付水晶発振器)などの電子部品は、例えば、基板に配置された発熱体からの熱が、水晶振動子、および水晶振動子の周辺に発振用の部品が配置された基板全体に均一に伝わらず、水晶振動子の周辺に配置された発振用の部品の温度制御が困難となり、高い周波数安定性が得られないという問題があった。
このような問題を解決するため特許文献1において、基板に導熱板を設け、基板全体に発熱体の熱が伝わるようにすることで、周波数安定性を高める方法が開示されている。
特開2007−6270号公報
しかし、上述のOCXOは、水晶振動子や発熱体が配置された基板にリード端子を接続し、リード端子がパッケージ外部に引き出されているため、リード端子のいくつかを調整又は検査用のリード端子として用いる場合、調整又は検査用のリード端子の長さをOCXOが搭載される搭載基板に接続するリード端子の長さと同等にしておくと、調整又は検査用のリード端子が搭載基板と接触してしまう虞がある。調整又は検査用のリード端子と搭載基板とが接触すると、そこから発熱体からの熱が搭載基板へ伝わって逃げてしまい、水晶振動子や発振用の部品の温度安定性が劣化して、周波数安定性が劣化してしまうという可能性があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る電子部品は、配線基板、発熱体、第1支持体、第2支持体および容器を含む電子部品であって、前記配線基板には、前記発熱体、前記第1支持体、および前記第2支持体が電気的に接続されており、前記配線基板は、前記容器を貫通している前記第1支持体と前記第2支持体とを介して前記容器内に配置されており、前記第1支持体と前記第2支持体とは、前記容器外に突出する突出部を有しており、前記第2支持体の前記突出部は、前記第1支持体の前記突出部よりも短いことを特徴とする。
本適用例によれば、第2支持体の突出部の長さが電子部品を搭載基板に接続するための第1支持体の突出部の長さより短いため、電子部品を搭載基板に搭載した場合に、第2支持体の突出部が搭載基板に接触することを防ぐことができるため、発熱体の熱が第2支持体の突出部を伝わり、搭載基板へ流出するのを低減することができる。そのため、発熱体の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品を得ることができるという効果がある。
[適用例2]上記適用例に記載の電子部品において、前記容器は、前記第2支持体の前記突出部の突出方向に突出し、前記第2支持体の前記突出部よりも長いとともに、前記第1支持体の突出部よりも短い突起部を有していることを特徴とする。
本適用例によれば、第2支持体の突出部よりも長いとともに第1支持体よりも短い突起部を設けることで、電子部品を搭載基板に搭載した際に、突起部がストッパーとなり、第2支持体の突出部と搭載基板との接触を防止できるため、発熱体の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品を得ることができるという効果がある。
[適用例3]上記適用例に記載の電子部品において、前記第2支持体の太さは、前記第1支持体の太さよりも細いことを特徴とする。
本適用例によれば、第2支持体の太さが第1支持体の太さよりも細いことにより、第1支持体に比べ熱伝導を小さくすることができるため、発熱体に近い第2支持体からの熱放出をより小さくすることができる。そのため、発熱体の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品を得ることができるという効果がある。
[適用例4]上記適用例に記載の電子部品において、前記第2支持体の前記突出部は、支持部と端部とを有し、前記支持部よりも前記端部の太さの方が太いことを特徴とする。
本適用例によれば、第2支持体の突出部の支持部よりも端部の太さの方が太いことにより、第2支持体を調整又は検査用のリード端子として用いた場合、調整又は検査用のプローブが接触し易くなるため、プローブの接触不良による調整又は検査エラーを防止することができるため、より高精度の電子部品を得ることができるという効果がある。
[適用例5]上記適用例に記載の電子部品において、前記第1支持体と前記第2支持体とは、絶縁部材を介して前記容器に接続されていることを特徴とする。
本適用例によれば、第1支持体と第2支持体とが容器と貫通している部分において、第1支持体や第2支持体と容器とを熱伝導性の低いガラス等の絶縁部材を介して接続されているため、発熱体の熱が第1支持体や第2支持体を伝って容器へ放熱するのを低減することができる。そのため、高い周波数安定性を有する電子部品を得ることができるという効果がある。
[適用例6]上記適用例に記載の電子部品において、さらに回路部品を有し、前記回路部品は、前記配線基板に電気的に接続されているとともに、発振用回路と振動素子とを含んでいることを特徴とする。
本適用例によれば、発熱体により加熱される回路部品に、発振用回路や振動素子が含んでいることで、発熱体の熱が発振用回路や振動素子へ十分伝わるため、より高い周波数安定性を有する電子部品を得ることができるという効果がある。
[適用例7]上記適用例に記載の電子部品において、前記発振用回路、前記振動素子および前記発熱体が第2容器に配置されており、前記第2容器は前記配線基板に配置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、発振用回路、振動素子および発熱体が第2容器に配置されていると、発熱体の熱が効率的に発振用回路や振動素子に伝わるため、より高精度の電子部品を得ることができるという効果がある。
[適用例8]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電子部品を備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、発熱体の熱が外部へ流出するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品を備えた電子機器が得られるという効果がある。
[適用例9]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の電子部品と、前記電子部品が配置されている搭載基板とを備え、前記第1支持体と前記搭載基板とが接続されているとともに、前記第2支持体と前記搭載基板とが離れていることを特徴とする。
本適用例によれば、電子部品に配置されている発熱体の熱が、第2支持体の突出部を伝わり、搭載基板へ流出するのを低減することができる。そのため、発熱体の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品を備えた電子機器が得られるという効果がある。
[適用例10]本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の電子部品を備えていることを特徴とする。
本適用例によれば、発熱体の熱が外部へ流出するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品を備えた移動体が構成できるという効果がある。
本発明の第1実施形態に係る電子部品の概略構成図であり、(a)は平面図、(b)はA−A線断面図。 本発明の第2実施形態に係る電子部品の第2支持体近辺の拡大断面図。 本発明の第3実施形態に係る電子部品の概略構成図であり、(a)は平面図、(b)はB−B線断面図。 本発明に係る電子部品を備える電子機器を示す概略図であり、(a)はモバイル型(又はノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図、(b)は携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図。 本発明に係る電子部品を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図。 本発明に係る電子部品を備える移動体としての自動車の構成を示す斜視図。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[電子部品]
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る電子部品1の一例として、OCXO(恒温槽付水晶発振器)を挙げ、図1を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子部品1の構造を示す概略図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)に示すA−A線の断面図である。なお、図1(a)において、電子部品1の内部の構成を説明する便宜上、カバー14を取り外した状態を図示している。
電子部品1は、図1(a),(b)に示すように、回路部品30を配置するための配線基板20、発振用回路32や振動素子34を含む回路部品30、回路部品30を加熱するパワートランジスター、抵抗発熱体等の発熱体40、回路部品30と配線を介して電気的に接続されている第1支持体50と第2支持体60およびベース12とカバー14からなる容器10を含み構成されている。なお、容器10の内部は真空などの減圧雰囲気、又は窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性気体雰囲気に気密封止されている。
配線基板20の表裏の主面には、配線パターン(図示せず)が形成されており、発振用回路32やSCカット水晶片等の振動素子34を含む回路部品30やパワートランジスター、抵抗発熱体等の発熱体40が配置されている。配線基板20において、電子部品1を搭載する搭載基板(図示せず)に接続するリード端子となる第1支持体50と、調整又は検査用のリード端子となる第2支持体60と、が半田、導電性接着剤等の導電性接合部材で配線と接続されている。また、第1支持体50と第2支持体60とにより、回路部品30や発熱体40が配置された配線基板20を容器10のベース12から遊離した状態とすることで、発熱体40の熱が容器10へ直接放熱するのを防止している。なお、本実施例では、回路部品30としてSCカット水晶振動片等の振動素子34を用いているが、それに限らず、例えば、振動素子34が真空などの減圧雰囲気、又は窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性気体雰囲気で容器内に気密封止されている振動子を用いることもできる。
第1支持体50と第2支持体60とは、ベース12の配線基板20が配置されている面と反対面に突出している突出部52と突出部62とを有しており、第2支持体60の突出部62は、第1支持体50の突出部52よりも長さが短い。そのため、電子部品1を搭載基板に搭載した場合に、第2支持体60の突出部62が搭載基板に接触することを防ぐことができるため、発熱体40の熱が第2支持体60の突出部62を伝わり、搭載基板へ流出するのを低減することができ、発熱体の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品1を得ることができる。
容器10のベース12は、ベース12の配線基板20が配置されている面と反対面に第2支持体60の突出部62の突出方向に第2支持体60の突出部62よりも長い突起部16が複数設けられている。そのため、電子部品1を搭載基板に搭載した際に、突起部16がストッパーとなり、第2支持体60の突出部62と搭載基板との接触を防止できるため、発熱体40の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品1を得ることができる。なお、突起部16の構成材料については特に限定しないが、ガラス、樹脂等の絶縁性の材料、ガラスおよび樹脂が混合されている材料等の、熱伝導性の低い構成材料を用いることで、発熱体40の熱が容器10を伝わり外部へ放熱するのをさらに低減することもできる。
また、ベース12は、貫通している部分(孔)が設けられており、その部分に第1支持体50と第2支持体60とが挿入され、熱伝導性の低い樹脂、ガラス等の絶縁部材70を介してベースに接続(ハーメチックシール)されている。そのため、第1支持体50や第2支持体60と容器10とが熱伝導性の低い樹脂、ガラス等の絶縁部材70で接続されているため、発熱体40の熱が第1支持体50や第2支持体60を伝って容器10へ放熱するのを低減することができる。そのため、高い周波数安定性を有する電子部品1を得ることができる。
なお、上記実施形態では、第1支持体50の太さと第2支持体60の太さが略同等で図示し説明しているが、第2支持体60の太さは第1支持体50の太さよりも細い構成としても構わない。このような構成とすれば、第1支持体50に比べ熱伝導を小さくすることができるため、発熱体40の近くに配置されている第2支持体60からの熱放出をより小さくすることができる。そのため、発熱体40の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品1を得ることができる。
容器10のベース12やカバー14および第1支持体50や第2支持体60の構成材料には、42アロイ(鉄ニッケル合金)等の熱伝導率の低い鉄系の合金にニッケルめっきを施したものが好適である。
また、配線基板20は、絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂やセラミックス等の材料で構成されている。また、配線基板20に設けられた配線は全面に銅箔が施された基板からエッチングする方法やタングステン(W)、モリブデン(Mo)などの金属配線材料を基板上にスクリーン印刷して焼成し、その上にニッケル(Ni)、金(Au)などのめっきを施す方法で形成されている。
更に、上記実施形態では、振動素子34としてSCカット水晶片として説明したが、これに限定されず、ATカット水晶片でも構わない。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る電子部品1aについて図2を参照し説明する。
図2は、本発明の第2実施形態に係る電子部品1aの概略構成図であり、第2支持体60a近辺の拡大断面図である。
以下、第2実施形態では、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態に係る電子部品1aは、図2に示すように、第1実施形態に係る電子部品1と比較すると、第2支持体60の突出部62の太さが一定であるのに対し、第2支持体60aの突出部62aが支持部64と端部66とで構成され、支持部64よりも端部66の太さの方が太い点が異なっている。
このような構成により、第2支持体60aを調整又は検査用のリード端子として用いた場合、調整又は検査用のプローブが接触し易くなるため、プローブの接触不良による調整又は検査エラーを防止することができるため、より高精度の電子部品1aを得ることができる。また、第1実施形態と同様に、電子部品1aを搭載基板に搭載した場合に、第2支持体60aの突出部62aは搭載基板と接触しないため、突出部の支持部64よりも端部66の太さが太くなっていても、発熱体40の熱が端部66を伝わり、搭載基板へ流出するのを低減することができ、発熱体の熱が外部へ放熱するのを低減し、高い周波数安定性を有する電子部品1aを得ることができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る電子部品1bについて図3を参照し説明する。
図3は、本発明の第3実施形態に係る電子部品1bの概略構成図であり、図3(a)は平面図、図3(b)は図3(a)のB−B線断面図である。なお、図3(a)において、電子部品1bの内部の構成を説明する便宜上、カバー14を取り外した状態を図示している。
以下、第3実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態に係る電子部品1bは、図3(a),(b)に示すように、第1実施形態に係る電子部品1と比較すると、配線基板20の表裏の主面に配置されていた発振用回路32b、振動素子34b及び発熱体40bが第2容器80に収納され、配線基板20に配置されている点が異なっている。
このような構成により、発振用回路32bと振動素子34bとが、発熱体40bと共に第2容器80内に配置されているため、発熱体40bの熱が効率的に発振用回路32bや振動素子34bに伝わるため、より高精度の電子部品1bを得ることができる。
[電子機器]
次いで、本発明の一実施形態に係る電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bを適用した電子機器について、図4(a),(b)、図5に基づき説明する。
図4は、本発明の一実施形態に係る電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bを備える電子機器を示す概略図であり、図4(a)はモバイル型(又はノート型)のパーソナルコンピューター1100の構成を示す斜視図、図4(b)は携帯電話機1200(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
図4(a)において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部1000を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、発振器として機能する電子部品1が内蔵されている。
図4(b)において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部1000が配置されている。このような携帯電話機1200には、発振器として機能する電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bが内蔵されている。
図5は、本発明の一実施形態に係る電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bを備える電子機器としてのデジタルカメラ1300の構成を示す斜視図である。なお、図5には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
デジタルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
デジタルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部1000が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行なう構成になっており、表示部1000は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCD等を含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部1000に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、このデジタルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1330が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1340が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1330や、パーソナルコンピューター1340に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ1300には、発振器として機能する電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bが内蔵されている。
上述したように、電子機器として、高い周波数安定性を有する電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bが活用されることにより、より高性能の電子機器を提供することができる。
なお、本発明の一実施形態に係る電子部品1は、図4(a)のパーソナルコンピューター1100(モバイル型パーソナルコンピューター)、図4(b)の携帯電話機1200、図5のデジタルカメラ1300の他にも、例えば、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシミュレーター、移動体通信基地局用機器、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、ネットワーク用伝送機器等の電子機器に適用することができる。
[移動体]
次いで、本発明の一実施形態に係る電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bを適用した移動体について、図6に基づき説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bを備える移動体としての自動車1400の構成を示す斜視図である。
自動車1400には本発明に係る電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bを含んで構成されたジャイロセンサーが搭載されている。例えば、同図に示すように、移動体としての自動車1400には、タイヤ1401などを制御する該ジャイロセンサーを内蔵した電子制御ユニット1402が搭載されている。また、他の例としては、電子部品1は、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム(ABS)、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット(ECU:electronic control unit)に広く適用できる。
上述したように、移動体として、高い周波数安定性を有する電子部品1、電子部品1a、又は電子部品1bが活用されることにより、より高性能の移動体を提供することができる。
以上、本発明の電子部品1,1a,1b、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていても良い。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせても良い。
1…電子部品、10…容器、12…ベース,14…カバー、20…配線基板、30…回路部品、32…発振用回路、34…振動素子、40…発熱体、50…第1支持体、52…突出部、60…第2支持体、62…突出部、64…支持部、66…端部、70…絶縁部材、80…第2容器、1000…表示部、1100…パーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1200…携帯電話機、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1300…デジタルカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1330…テレビモニター、1340…パーソナルコンピューター、1400…自動車、1401…タイヤ、1402…電子制御ユニット。

Claims (10)

  1. 配線基板、発熱体、第1支持体、第2支持体および容器を含む電子部品であって、
    前記配線基板には、前記発熱体、前記第1支持体、および前記第2支持体が電気的に接続されており、
    前記配線基板は、前記容器を貫通している前記第1支持体と前記第2支持体とを介して前記容器内に配置されており、
    前記第1支持体と前記第2支持体とは、前記容器外に突出する突出部を有しており、
    前記第2支持体の前記突出部は、前記第1支持体の前記突出部よりも短いことを特徴とする電子部品。
  2. 前記容器は、前記第2支持体の前記突出部の突出方向に突出し、前記第2支持体の前記突出部よりも長いとともに、前記第1支持体の突出部よりも短い突起部を有していることを特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記第2支持体の太さは、前記第1支持体の太さよりも細いことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子部品。
  4. 前記第2支持体の前記突出部は、支持部と端部とを有し、前記支持部よりも前記端部の太さの方が太いことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子部品。
  5. 前記第1支持体と前記第2支持体とは、絶縁部材を介して前記容器に接続されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子部品。
  6. さらに回路部品を有し、前記回路部品は、前記配線基板に電気的に接続されているとともに、発振用回路と振動素子とを含んでいることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子部品。
  7. 前記発振用回路、前記振動素子および前記発熱体が第2容器に配置されており、前記第2容器は前記配線基板に配置されていることを特徴とする請求項6に記載の電子部品。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電子部品を備えていることを特徴とする電子機器。
  9. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電子部品と、前記電子部品が配置されている搭載基板とを備え、前記第1支持体と前記搭載基板とが接続されているとともに、前記第2支持体と前記搭載基板とが離れていることを特徴とする電子機器。
  10. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電子部品を備えていることを特徴とする移動体。
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