JP3778046B2

JP3778046B2 - 水晶振動デバイスの温度特性測定治具及びその測定治具を備えた温度特性測定装置並びに水晶振動デバイスの温度特性測定方法

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Publication number: JP3778046B2
Application number: JP2001311783A
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Inventors: 孝信三浦; 強草井
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶振動子等に代表される水晶振動デバイスの環境温度変化に伴う特性変化を測定するために使用される温度特性測定治具及びその測定治具を備えた温度特性測定装置並びに水晶振動デバイスの温度特性測定方法に係る。特に、本発明は、温度特性測定の高精度化を図るための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水晶振動子等の水晶振動デバイスにあっては使用環境の温度変化によって特性がどのように変化するかを予め知っておくことが必要である。例えば、水晶振動子の場合、環境温度の変化に応じて共振周波数やＣＩ（クリスタルインピーダンス）が変化するため、種々の環境温度における共振周波数やＣＩを予め測定しておくことが必要である。
【０００３】
これまで、水晶振動子の周波数温度特性を測定するための装置としては、大型の温度特性測定装置が使用されていた。この種の測定装置は、測定温度範囲（例えば−２０℃〜７０℃の範囲）において、先ず、測定室内の温度を−２０℃に設定した状態で水晶振動子の共振周波数を測定し、その後、測定室内の温度を２degずつ上昇させながら、それぞれの温度環境下での共振周波数を測定していくようにしている。
【０００４】
しかしながら、この種の温度特性測定装置を使用した測定方法では、予め設定されている測定温度範囲の全てに亘って共振周波数の測定を完了するまでに要する時間が長くなり（例えば８時間程度の時間が必要であり）、水晶振動子の試作段階などのように早期に温度特性の測定結果が知りたい場合にはその要求に応えることができない。
【０００５】
そこで、早期に温度特性の測定結果を知り得るための測定方法として以下の方法が行われている。つまり、測定対象である水晶振動子を設置可能な測定治具をπ治具を介してネットワークアナライザに接続する。そして、測定治具に水晶振動子を設置し、炭酸ガスや窒素ガス等の冷却ガスを水晶振動子に吹き付けたり、温風を水晶振動子に吹き付けたりして水晶振動子周辺の環境温度を変化させながらネットワークアナライザに表示される周波数特性を読み取っていくようにしている。これによれば、水晶振動子の急冷却及び急加熱が可能となり、短時間で水晶振動子周辺の環境温度を上記測定温度範囲内で変化させることができ、温度特性の測定結果を早期に知ることが可能となる。
【０００６】
また、上記冷却ガスを水晶振動子に吹き付けるのに代えて、ドライアイス等を収容した冷却箱内に水晶振動子を所定時間入れて冷却しておき、この水晶振動子を冷却箱から取り出した後に、測定治具に設置し、温風を吹き付けるなどして水晶振動子を加熱しながら上記ネットワークアナライザに表示される周波数特性を読み取っていくことも行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、温度特性の測定結果を早期に知ることを可能にした上記各方法では、何れも水晶振動子周辺の環境温度を正確に測定することなしにネットワークアナライザに表示される周波数特性を読み取っているため、温度特性を高精度で測定することは不可能であった。
【０００８】
つまり、例えば上記前者の方法では、冷却ガスを水晶振動子に吹き付ける時間を設定して、この吹き付け終了後の水晶振動子の温度を予測し、この状態から温度特性測定を開始する。その後、温風を水晶振動子に吹き付け、この温風の吹き付け時間と水晶振動子の温度上昇とが比例関係にあると仮定した上で、所定時間毎に周波数特性を測定していく。つまり、水晶振動子の環境温度を把握しないまま温度特性を測定していくといった方法であるため、測定結果に高い信頼性が得られているとは言えなかった。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水晶振動子等の水晶振動デバイスの温度特性の測定結果に高い信頼性が得られるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、測定対象である水晶振動デバイスと同環境下に置かれた水晶振動デバイスを利用して測定空間の環境温度を認識し、これにより得られた環境温度に基づいて測定対象である水晶振動デバイスの温度特性の測定を実行するようにしている。
【００１１】
−解決手段−
具体的には、パッケージ内に水晶片が収容されて成る測定対象水晶振動デバイスにおける環境温度の変化に伴う特性変化を測定するために使用される測定治具を前提とする。この測定治具に対し、測定対象水晶振動デバイスを収容するための測定空間と、この測定空間内の温度を任意に調整可能な温度調整手段と、測定空間内において、測定対象水晶振動デバイスとは個別に配置されていると共に、測定対象水晶振動デバイスのパッケージと同様に構成された個別のパッケージ内に水晶片が収容されて成り且つ環境温度に応じて特性が変化する基準水晶振動デバイスとを備えさせる。また、基準水晶振動デバイスを、環境温度に対して周波数偏差が一意的に決まるものとし、且つ環境温度の変化量に対する周波数偏差の変化量が、「零周波数温度係数」の特性を有する水晶振動デバイスのその変化量よりも大きい特性を有するものとする。そして、上記基準水晶振動デバイスの特性を測定し、その測定結果である特性に対応する環境温度を測定対象水晶振動デバイスの環境温度と認識して、この認識した環境温度に関連付けて測定対象水晶振動デバイスの特性測定動作を実行するように構成している。
【００１３】
この特定事項により、測定空間内の温度、つまり、測定対象水晶振動デバイスの環境温度を高い精度で測定しながら、この測定対象水晶振動デバイスの温度特性を測定することができる。特に、環境温度に応じて特性が変化する基準水晶振動デバイスを採用しているため、測定空間の温度を直接測定することなしに環境温度を認識でき、また、温度変化に対する特性変化の追従性の高い基準水晶振動デバイスを採用することにより、測定対象水晶振動デバイスの温度特性を高い精度で測定することが可能になる。ここで言う「零周波数温度係数」の特性を有する水晶振動デバイスとは、ある温度（例えば２５℃）付近において、環境温度の変化量に対する周波数偏差の変化量が極端に小さくなる特性を有するものであり、特性を数式で表した場合の温度係数が「０」となるものである。ＡＴカット水晶振動子などでは、この特性を有するものが一般に使用されている。本解決手段の如く、基準水晶振動デバイスとして、環境温度の変化量に対する周波数偏差の変化量が大きいものを採用することにより、基準水晶振動デバイスの周波数偏差の測定による測定空間内の温度測定が高精度で行えることになる。
【００１４】
具体的な測定動作を行うための構成としては以下に掲げるものがある。つまり、出力ラインを備えさせ、測定対象水晶振動デバイスの環境温度が測定実行温度に達するまでは基準水晶振動デバイスの特性測定結果を出力ラインに出力する一方、基準水晶振動デバイスの特性測定結果により測定対象水晶振動デバイスの環境温度が測定実行温度に達したと判断した時点で測定対象水晶振動デバイスの特性測定結果を出力ラインに出力する出力切り換え手段を備えさせる。これによれば、基準水晶振動デバイスの特性測定結果の出力ラインと測定対象水晶振動デバイスの特性測定結果の出力ラインとを共有化することができ、回路構成の簡素化を図ることができる。
【００１７】
温度調整手段としてペルチェ素子を採用した場合には、測定空間内の温度を容易に任意の値に設定することができ、且つ加熱源及び冷熱源の小型化を図ることができて治具全体の小型化を図ることができる。また、従来のような冷却ガスを使用することなしに環境温度を降下させることができるため、コストの削減を図ることもできる。
【００１８】
上述した温度特性測定治具にその測定結果を出力するための出力手段を接続して構成される温度特性測定装置も本発明の技術的思想の範疇である。特に、この出力手段としてネットワークアナライザを使用した場合には、測定対象水晶振動デバイスの温度変化に伴う共振特性の変化の状態を連続的にモニタすることが可能となる。例えば、水晶振動デバイスの共振周波数を測定する際のスプリアスの発生及びその変化の状態を連続的にモニタできる。また、測定したい温度点近傍で、所定温度毎にネットワークアナライザで計測された共振波形を数値データとして記憶するという動作を繰り返すようにすれば、温度変化に伴う連続的な共振波形の変化の様子を記録、確認できる。これによって、不具合モードの特定等を行う際に有効なデータを取得することができる。
【００１９】
また、これら温度特性測定治具や温度特性測定装置により実行される温度特性測定方法も本発明の技術的思想の範疇である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態では温度特性の測定対象である水晶振動デバイスとして水晶振動子を適用した場合について説明する。つまり、環境温度に応じて水晶振動子の共振周波数がどのように変化するかを測定するための治具及び装置として本発明を適用した場合について説明する。
【００２１】
−温度特性測定装置の構成説明−
図１は本形態に係る温度特性測定装置１の概略構成を示す図である。この図に示すように、本温度特性測定装置１は、温度特性測定治具２と、この温度特性測定治具２に接続された出力手段としてのネットワークアナライザ３とを備えている。以下、温度特性測定治具２について説明する。
【００２２】
この温度特性測定治具２は、測定対象である水晶振動子１０及び後述する基準振動子１１を共に載置可能な治具ベース４、この治具ベース４との間でチャンバ（測定空間）Ａを構成する開閉自在なカバー５、このカバー５の上面に密着された温度調整手段としてのペルチェ素子６、このペルチェ素子６の上面に密着されたヒートシンク７を備えている。
【００２３】
上記治具ベース４は、平板状であって、その上面に測定対象水晶振動デバイスとしての水晶振動子１０を載置するための第１凹部４１及び基準水晶振動デバイスとしての基準振動子１１を載置するための第２凹部４２がそれぞれ形成されている。また、この治具ベース４には、水晶振動子１０及び基準振動子１１が載置された状態で、これら振動子１０，１１の図示しない外部端子に対応した位置にベース厚さ方向に貫通する貫通孔４３，４４が形成されている。そして、これら貫通孔４３，４４には各振動子１０，１１の外部端子に接触可能な第１及び第２のコンタクトプローブ４５，４６が挿通されている。ここでは、第１凹部４１に臨むものを第１コンタクトプローブ４５，４５と呼び、第２凹部４２に臨むものを第２コンタクトプローブ４６，４６と呼ぶ。
【００２４】
上記カバー５は、薄板状のアルミニウムによって形成された断面ハット状の部材であって、治具ベース４に取り付けられた状態では、その外周縁部５１の全周囲が治具ベース４に密着して治具ベース４との間で構成するチャンバＡを密閉空間とするようになっている。更に、このカバー５の高さ寸法は、各凹部４１，４２の底面とカバー５の上面との間隔寸法が振動子１０，１１の高さ寸法に一致するように設定されている。つまり、治具ベース４に振動子１０，１１を載置した状態でカバー５を治具ベース４上に取り付けることにより、このカバー５と振動子１０，１１の上面とが密着する構成とされている。尚、治具ベース４に対するカバー５の取り付け構造としてはボルト止めその他の締結手段が採用されている。また、このカバー５の構成材料としては、アルミニウムに限らず熱伝導率の高い材料であればよく、例えば銅等も採用可能である。このような材料を採用することにより、ペルチェ素子６からの温熱または冷熱をチャンバＡ内に迅速且つ均一に伝達することが可能となる。
【００２５】
上記ペルチェ素子６は、図示しないが半導体を一対の金属板で挟んで構成されたものであって、電流の通電により一方の面で吸熱が他方の面で発熱がそれぞれ生じるよう構成されたものである。そして、電流の方向を切り換えることによって吸熱面と発熱面とを切り換えることが可能であり、これによってカバー５を介してチャンバＡ内の冷却と加熱とを切り換えることが可能となっている。このペルチェ素子６に対する印加電圧と表裏面に発生する温度差との関係は、例えば印加電圧を０〜１５Ｖの範囲で調整することにより、表裏面に発生する温度差を０〜９０degの範囲内で所望の値に設定することができるようになっている。これにより、チャンバＡ内の温度を−２０℃〜＋７０℃の範囲で任意の値に設定することが可能である。
【００２６】
上記ヒートシンク７は、ペルチェ素子６の上面側の放熱を促進するためのものであって、ヒートシンク下面の略全面がペルチェ素子６の上面の全面に密着していると共に、ヒートシンク上面には複数枚の放熱フィン７１，７１，…が形成されている。
【００２７】
次に、上述の如く構成された温度特性測定治具２とネットワークアナライザ３との接続状態について説明する。温度特性測定治具２の第１凹部４１に臨む第１コンタクトプローブ４５，４５及び第２凹部４２に臨む第２コンタクトプローブ４６，４６は出力切り換え手段としてのスイッチングユニット８を介してネットワークアナライザ３に接続されている。このスイッチングユニット８は、図中破線で示すように第１コンタクトプローブ４５，４５をネットワークアナライザ３に接続する状態と、図中実線で示すように第２コンタクトプローブ４６，４６をネットワークアナライザ３に接続する状態とが切り換え可能となっている。この切り換え動作により、前者の場合には、測定対象である水晶振動子１０の周波数特性がネットワークアナライザ３に表示される一方、後者の場合には、基準振動子１１の周波数特性がネットワークアナライザ３に表示されることになる。
【００２８】
次に、上記基準振動子１１について説明する。本形態における測定対象である水晶振動子１０がＡＴカット水晶振動子である場合、この基準振動子１１としてもＡＴカット水晶振動子が採用される。また、この基準振動子１１は、測定対象である水晶振動子１０のパッケージと同一材料及び同一形状のパッケージを備えている。そして、この基準振動子１１としては、以下の周波数温度特性を備えたものが採用されている。一般的に使用されるＡＴカット水晶振動子は、図２（環境温度と周波数偏差との関係を示す図）に破線で示すように、ある温度（図２のものでは２５℃）付近において、環境温度の変化量に対する周波数偏差の変化量が小さくなる特性のものが使用されている。これは、この温度付近で使用した場合に、環境温度がある程度変化しても周波数偏差の変動が抑えられるようにして水晶振動子に安定した性能を維持させるためである。これに対し、基準振動子１１として採用されるＡＴカット水晶振動子は、図２に実線で示すように、何れの温度域においても環境温度の変化量に対する周波数偏差の変化量が上記一般的なＡＴカット水晶振動子よりも大きくなっている特性のものが使用されている。言い換えると、周波数偏差の値と環境温度の値とが高い精度で一意的に対応している特性のものである。上記一般的なＡＴカット水晶振動子の特性は、この特性を数式で表した場合の温度係数が「０」のものであり、一般に「零周波数温度係数」の特性を有するものと呼ばれている。これに対し、上記基準振動子１１として採用されるＡＴカット水晶振動子は、上記一般的なＡＴカット水晶振動子に用いられている水晶片とは切断角度が異なる水晶片を使用したものであって、温度に対して周波数偏差が一意的に決まる特性を有しており、零周波数温度係数の特性を有する振動子に対して反時計回り（またはＣＣＷ方向）に回転した特性と呼ばれている。
【００２９】
このような基準振動子１１を採用することにより、この基準振動子１１の周波数偏差を測定すればチャンバＡ内の温度が高精度で測定することができるようになっている。
【００３０】
尚、上述した如く、基準振動子１１は、測定対象である水晶振動子１０と同種のもの（上述のものでは何れもＡＴカット水晶振動子）であることが好ましいが、互いに異なる種類の水晶振動子であってもよい。例えば、測定対象である水晶振動子１０がＡＴカット水晶振動子であるのに対し、基準振動子１１として音叉型水晶振動子やＢＴカット水晶振動子等を採用してもよい。これらの振動子は図３に示すように２次の温度特性を有する。この場合、図中に破線で示す二次曲線の頂点を２５℃程度に設定した場合には、上記測定温度範囲内において周波数偏差の値と環境温度の値とを一意的に対応させることができない。このため、これらの振動子を基準振動子１１として採用する場合には、図中二次曲線の頂点を大幅に高い値若しくは大幅に低い値に設定し、上記測定温度範囲内において周波数偏差の値と環境温度の値とを一意的に対応させることができるようにしておくことが好ましい（図中に実線で示す二次曲線では頂点を７０℃に設定している）。これは水晶片の切断角度を適切に設定することにより容易に得ることができる。
【００３１】
−温度特性測定装置１による測定動作の説明−
次に、上述の如く構成された温度特性測定装置１による水晶振動子１０の周波数温度特性の測定動作について説明する。本形態では、測定温度範囲を−２０℃〜＋７０℃とし、チャンバ内温度を−２０℃とした後に周波数温度特性の測定を開始し、２deg毎に＋７０℃まで水晶振動子１０の周波数温度特性の測定を順次行っていく場合について説明する。
【００３２】
先ず、カバー５を治具ベース４から取り外してチャンバＡ内空間を開放し、上記各振動子１０，１１を各凹部４１，４２内にそれぞれ載置する。この載置後、カバー５を治具ベース４に取り付けてチャンバＡを密閉空間とする。また、スイッチングユニット８は、図１に実線で示すように、第２コンタクトプローブ４６，４６をネットワークアナライザ３に接続する状態とし、基準振動子１１の周波数特性がネットワークアナライザ３に表示されるようにしておく。
【００３３】
この状態からペルチェ素子６に通電を行い、その下面が吸熱動作を、上面が放熱動作を行うようにする。これにより、チャンバＡ内空間は冷却されていく。この場合にペルチェ素子６に印加される電圧は下面温度が−２０℃となる値である。この冷却動作に伴って基準振動子１１は共振周波数が変化していく。この変化の状態はネットワークアナライザ３に表示される。
【００３４】
そして、基準振動子１１の周波数偏差が環境温度−２０℃における値に一致した時点で周波数温度特性の測定を開始する。つまり、スイッチングユニット８を、図１に破線で示すように、第１コンタクトプローブ４５，４５がネットワークアナライザ３に接続する状態とし、測定対象である水晶振動子１０の周波数特性がネットワークアナライザ３に表示されるようにする。そして、この状態をネットワークアナライザ３の記憶装置に記憶するか若しくは出力する。
【００３５】
その後、スイッチングユニット８を図１に実線で示すように再び切り換えると共に、下面温度が−１８℃となる電圧をペルチェ素子６に印加する。これにより、チャンバＡ内空間の温度は上昇していき、それに伴って基準振動子１１の共振周波数が変化していく。この変化の状態はネットワークアナライザ３に表示される。
【００３６】
そして、基準振動子１１の周波数偏差が環境温度−１８℃における値に一致した時点で、スイッチングユニット８を図１に破線で示す状態に切り換えて、測定対象である水晶振動子１０の周波数特性をネットワークアナライザ３に表示させ、この状態をネットワークアナライザ３の記憶装置に記憶若しくは出力する。
【００３７】
その後、再びスイッチングユニット８を図１に実線で示すように切り換え、下面温度が−１６℃となる電圧をペルチェ素子６に印加する。
【００３８】
このようなペルチェ素子６への印加電圧の切り換えに伴う基準振動子１１の周波数偏差の測定と水晶振動子１０の周波数特性の測定とを交互に行っていき、チャンバＡ内温度が＋７０℃になるまでチャンバＡ内の環境温度を次第に上昇させながら２deg毎に水晶振動子１０の周波数特性の測定を行っていく。尚、チャンバＡ内の環境温度を常温以上に高める場合には、ペルチェ素子６の下面が放熱動作を上面が吸熱動作をそれぞれ行うことになる。そして、＋７０℃での水晶振動子１０の周波数特性の測定が終了すると、ペルチェ素子６への通電を停止し、カバー５を開放して水晶振動子１０をチャンバＡ内から取り出して周波数温度特性の測定作業を終了する。
【００３９】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本形態では、チャンバＡ内に基準振動子１１を収容しておき、この特性（周波数偏差）を認識することにより測定対象である水晶振動子１０の環境温度を認識するようにしている。このため、環境温度を正確に認識しながら共振周波数の測定を行うことができ、共振周波数測定結果に高い信頼性を得ることができる。特に、本形態では、基準振動子１１を水晶振動子１０と同種のものとして採用しているため、より高い精度で水晶振動子１０の共振周波数を測定することが可能である。特に、基準振動子１１の特性を予め正確に測定しておくことによって、測定結果の校正を必要とすることなしに正確な測定結果を得ることができる。
【００４０】
また、本形態の回路構成によれば、温度特性測定治具２の出力ラインに同一の付加容量を設けた状態で共振周波数を測定することも可能である。つまり、水晶振動子１０の実装状態における共振周波数を正確に測定することが可能である。
【００４１】
（参考例）
次に、参考例について説明する。本例は上記基準振動子１１に変えて疑似電子部品１２を備えさせたものである。従って、ここでは上記実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００４２】
図４は本例に係る温度特性測定装置１の概略構成を示す図である。この図に示すように、本温度特性測定装置１は、上記基準振動子１１に代えて疑似電子部品１２を備えている。この疑似電子部品１２は、測定対象である水晶振動子１０のパッケージと同一材料及び同一形状のパッケージを備えており、このパッケージ内に熱電対等の温度センサ１３が収容されて構成されている。そして、この温度センサ１３の出力ラインはパッケージの底板及び治具ベース４に形成された小径の貫通孔を経てネットワークアナライザ３に接続されている。つまり、本例のものは、疑似電子部品１２のパッケージ内の温度を常時監視しながら水晶振動子１０の周波数特性の測定を行っていくようにしている。
【００４３】
本例の温度特性測定装置１による測定動作の説明としては、先ず、上記実施形態の場合と同様にしてチャンバＡ内温度を−２０℃に設定する。この温度の監視は疑似電子部品１２に収容されている温度センサ１３によって行う。つまり、この温度センサ１３の検知温度が−２０℃に達した時点から水晶振動子１０の周波数温度特性の測定を開始する。この測定の開始後、温度センサ１３の検知温度が２degだけ上昇する毎に水晶振動子１０の周波数温度特性の測定を実行し、温度センサ１３の検知温度が＋７０℃に達するまでこの測定動作を順次行っていく。
【００４４】
本例によれば、水晶振動子１０内部の水晶と同環境下に置かれた温度センサ１３によって環境温度を測定するようにしているので、水晶振動子１０の環境温度を正確に認識しながら共振周波数の測定を行うことができ、共振周波数測定結果に高い信頼性を得ることができる。
【００４５】
−その他の実施形態−
上述した実施形態では、温度特性の測定対象である水晶振動デバイスとして水晶振動子を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、水晶フィルタの温度特性の測定に適用することも可能である。
【００４６】
また、環境温度の変化に伴う水晶振動子１０の共振周波数の変化を測定するようにしていたが、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）を測定するようにしてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、チャンバ内温度を測定温度範囲の下限値まで一旦降下させた後にチャンバ内温度を上昇させながら温度特性の測定を実行するようにしていたが、逆に、チャンバ内温度を測定温度範囲の上限値まで一旦上昇させた後にチャンバ内温度を降下させながら温度特性の測定を実行するようにしてもよい。また、温度特性測定の更なる高精度化を図るためには、これら両動作によって温度特性をそれぞれ測定することが好ましい。また、測定温度範囲は上述した範囲に限るものではない。
【００４８】
更に、チャンバ内温度を調整するための手段としてはペルチェ素子６を使用したが、本発明はこれに限るものではなく、個別の冷熱源と温熱源とを備えさせ、それぞれの動作によってチャンバ内温度を調整するようにしてもよい。但し、装置全体の小型化を図るためには上記ペルチェ素子６を採用することが最も好ましい。
【００４９】
また、上述した実施形態では１台のネットワークアナライザ３に対してスイッチングユニット８によって各振動子１０，１１の接続状態を切り換えるようにしていたが、各振動子１０，１１それぞれに個別のネットワークアナライザを接続してもよい。これによれば、水晶振動子１０の共振周波数を常時モニタすることが可能になる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、測定対象水晶振動デバイスとは別に環境温度認識のための基準水晶振動デバイスを備えさせることにより、測定対象水晶振動デバイスの環境温度を高い精度で測定しながら、この測定対象水晶振動デバイスの温度特性を測定することができるようにしている。その結果、測定対象水晶振動デバイスの温度特性測定結果の信頼性の向上を図ることができる。また、基準水晶振動デバイスにおける環境温度の変化量に対する周波数偏差の変化量が「零周波数温度係数」の特性を有するものよりも大きい特性を有するものとしているので、基準水晶振動デバイスの周波数偏差を測定することによる測定空間内の温度の測定が高精度で行え、極めて信頼性の高い温度特性測定結果を得ることができる。
【００５１】
また、出力切り換え手段を備えさせて、基準水晶振動デバイスの特性測定結果を出力ラインに出力する状態と、測定対象水晶振動デバイスの特性測定結果を出力ラインに出力する状態とを切り換え可能とした場合には、出力ラインの共有化が図れ、回路構成の簡素化に伴って治具の実用性の向上を図ることができる。
【００５３】
更に、温度調整手段としてペルチェ素子を採用した場合には、測定空間内の温度を容易に任意の値に設定することができ、且つ加熱源及び冷熱源の小型化を図ることができて治具全体の小型化を図ることができる。また、従来のような冷却ガスを使用することなしに環境温度を降下させることができるため、コストの削減を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る温度特性測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＡＴカット水晶振動子における環境温度と周波数偏差との関係を示すものであって、一般的なＡＴカット水晶振動子の特性を破線で、基準振動子として採用されるＡＴカット水晶振動子の特性を実線でそれぞれ示す図である。
【図３】音叉型水晶振動子における環境温度と周波数偏差との関係を示すものであって、一般的な音叉型水晶振動子の特性を破線で、基準振動子として採用される音叉型水晶振動子の特性を実線でそれぞれ示す図である。
【図４】参考例に係る温度特性測定装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１温度特性測定装置
２温度特性測定治具
６ペルチェ素子（温度調整手段）
８スイッチングユニット（出力切り換え手段）
１０水晶振動子（測定対象水晶振動デバイス）
１１基準振動子（基準水晶振動デバイス）
１２疑似電子部品（基準電子部品）
Ａチャンバ（測定空間）

Claims

パッケージ内に水晶片が収容されて成る測定対象水晶振動デバイスにおける環境温度の変化に伴う特性変化を測定するために使用される測定治具であって、
上記測定対象水晶振動デバイスを収容するための測定空間と、
上記測定空間内の温度を任意に調整可能な温度調整手段と、
上記測定空間内において、測定対象水晶振動デバイスとは個別に配置されていると共に、測定対象水晶振動デバイスのパッケージと同様に構成された個別のパッケージ内に水晶片が収容されて成り且つ環境温度に応じて特性が変化する基準水晶振動デバイスとを備え、
上記基準水晶振動デバイスは、環境温度に対して周波数偏差が一意的に決まるものであり、且つ環境温度の変化量に対する周波数偏差の変化量が、「零周波数温度係数」の特性を有する水晶振動デバイスのその変化量よりも大きい特性を有するもので成っており、
上記基準水晶振動デバイスの特性を測定し、その測定結果である特性に対応する環境温度を測定対象水晶振動デバイスの環境温度と認識して、この認識した環境温度に関連付けて測定対象水晶振動デバイスの特性測定動作を実行するよう構成されていることを特徴とする水晶振動デバイスの温度特性測定治具。
請求項１記載の水晶振動デバイスの温度特性測定治具において、
出力ラインを備え、
測定対象水晶振動デバイスの環境温度が測定実行温度に達するまでは基準水晶振動デバイスの特性測定結果を出力ラインに出力する一方、基準水晶振動デバイスの特性測定結果により測定対象水晶振動デバイスの環境温度が測定実行温度に達したと判断した時点で測定対象水晶振動デバイスの特性測定結果を出力ラインに出力する出力切り換え手段を備えていることを特徴とする水晶振動デバイスの温度特性測定治具。
請求項１または２記載の水晶振動デバイスの温度特性測定治具において、
温度調整手段はペルチェ素子であることを特徴とする水晶振動デバイスの温度特性測定治具。
上記請求項１〜３のうち何れか一つに記載の水晶振動デバイスの温度特性測定治具に、その測定結果を出力するための出力手段が接続されて構成されていることを特徴とする水晶振動デバイスの温度特性測定装置。
上記請求項１〜３のうち何れか一つに記載の水晶振動デバイスの温度特性測定治具または上記請求項４記載の水晶振動デバイスの温度特性測定装置により実行されることを特徴とする水晶振動デバイスの温度特性測定方法。