JP5205822B2

JP5205822B2 - Piezoelectric oscillator

Info

Publication number: JP5205822B2
Application number: JP2007151917A
Authority: JP
Inventors: 俊輔重松
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-06-07
Also published as: JP2008306480A

Description

本発明は、恒温槽付圧電発振器（以下、ＯＣＸＯ）の改善に関するものである。 The present invention relates to improvement of a thermostatic chamber-equipped piezoelectric oscillator (hereinafter referred to as OCXO).

特許文献１、２に示すように、圧電発振器の中には、外部の温度変化に影響することなく、圧電振動子を恒温槽内で温度制御することにより周波数の高安定化を行った恒温槽付圧電発振器（以下、ＯＣＸＯ）が従来から存在している。このようなＯＣＸＯでは周波数安定度として１×１０^-7〜１×１０^-10程度の圧電振動子で得られる最高水準の周波数安定度を得ることができるため、無線基地局や伝送ラインなどの基準周波数として利用されている。このようなＯＣＸＯの分野においてもさらなる高安定化や軽薄短小化が求められているのが現状である。
特開２００６−１４２０８号特開２００６−９４１９７号 As shown in Patent Documents 1 and 2, in a piezoelectric oscillator, a thermostatic chamber in which the frequency of the piezoelectric vibrator is stabilized by controlling the temperature in the thermostatic chamber without affecting external temperature changes. An attached piezoelectric oscillator (hereinafter referred to as OCXO) has conventionally existed. Such an OCXO can obtain the highest level of frequency stability that can be obtained with a piezoelectric vibrator having a frequency stability of about 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ^−10. It is used as a frequency. In the field of OCXO as well, the present situation is that further stabilization and reduction in the thickness of the light are required.
JP 2006-14208 JP 2006-94197 A

ＯＣＸＯでは、特に温度による周波数ばらつきが影響する圧電振動子を所定の一定温度（例えば８０℃）に加熱し一定に保つ必要がある。このとき、ヒータ線や膜抵抗体などからなるヒータ部が前記圧電振動子を所定温度まで加熱すると、この加熱された温度を圧電振動子の近傍に配置されたサーミスタなどのセンサ部が温度を検知し、当該センサ部の温度検出情報に応じて制御回路によりスイッチング用のトランジスタが制御され、前記ヒータ部への電流を制御して前記ヒータ部の温度を所定温度に保つように構成されている。 In OCXO, it is necessary to heat and maintain a piezoelectric vibrator that is particularly affected by frequency variations due to temperature to a predetermined constant temperature (for example, 80 ° C.). At this time, when a heater unit made of a heater wire or a membrane resistor heats the piezoelectric vibrator to a predetermined temperature, a sensor unit such as a thermistor disposed in the vicinity of the piezoelectric vibrator detects the temperature. The switching transistor is controlled by the control circuit according to the temperature detection information of the sensor unit, and the current to the heater unit is controlled to keep the temperature of the heater unit at a predetermined temperature.

しかしながら、加熱要素としては前記ヒータ部に限らずスイッチング用のトランジスタからも発熱するため、温度によってヒータ部とトランジスタの発熱配分が異なるといった問題があった。これらの問題につき、図５に示すような一般的なトランジスタを用いた温度制御回路に基づいてヒータ部とトランジスタとの発熱量を比較して説明する。ヒータ部を流れる電流とトランジスタのコレクタに流れ込む電流は常に等しく、これをヒータ電流とする。またトランジスタの発熱に寄与する電流は、トランジスタのHfeが十分に大きいものにすればコレクタ電流のみを考えればよい。ここで制御回路はセンサ部で検出する温度が一定となるようにトランジスタを制御するので、ヒータ電流は周囲温度によって直線的に変化する、特に低温側では大電流となる一方で、高温側では小電流となるように変化する。また、電源電圧が一定であると、トランジスタのコレクタ電圧はヒータ部による電圧降下分だけ電源電圧よりも低くなるので、ヒータ部の端子間電圧は低温側では大きく高温側では小さくなるとともに、トランジスタのコレクタ、エミッタ間電圧は逆に低温側では小さく、高温側では大きくなる。そして、発熱量は各素子の電力（電圧X電流）に比例し、ヒータ部とトランジスタを流れる電流は等しく前記ヒータ電流であるから、ヒータ部とトランジスタとの発熱量の配分比は前記電圧の比に等しくなる。つまり両者の発熱量の配分比は、低温側ではヒータ部からの発熱がより支配的となり、高温側ではトランジスタからの発熱がより支配的となるように作用する。以上のような理由により恒温槽内の温度勾配が周囲温度によって変化することがあった。結果としてＯＣＸＯの温度特性のさらなる高精度化を阻害するといった問題点があった。 However, since the heating element generates heat not only from the heater part but also from the switching transistor, there is a problem that heat distribution between the heater part and the transistor differs depending on the temperature. These problems will be described by comparing the heat generation amounts of the heater section and the transistor based on a temperature control circuit using a general transistor as shown in FIG. The current flowing through the heater and the current flowing into the collector of the transistor are always equal, and this is the heater current. As for the current contributing to the heat generation of the transistor, only the collector current may be considered if the Hfe of the transistor is sufficiently large. Here, since the control circuit controls the transistor so that the temperature detected by the sensor unit is constant, the heater current changes linearly according to the ambient temperature, particularly a large current on the low temperature side, but a small current on the high temperature side. It changes to become current. In addition, when the power supply voltage is constant, the collector voltage of the transistor is lower than the power supply voltage by the voltage drop due to the heater, so the voltage between the terminals of the heater is large on the low temperature side and small on the high temperature side. Conversely, the collector-emitter voltage is small on the low temperature side and large on the high temperature side. The amount of heat generated is proportional to the power of each element (voltage X current), and the current flowing through the heater section and the transistor is equal to the heater current. Therefore, the distribution ratio of the amount of heat generated between the heater section and the transistor is the ratio of the voltage. Is equal to In other words, the distribution ratio of the heat generation amounts of the two acts so that the heat generation from the heater portion becomes more dominant on the low temperature side and the heat generation from the transistor becomes more dominant on the high temperature side. For the reasons described above, the temperature gradient in the thermostatic chamber may change depending on the ambient temperature. As a result, there has been a problem in that further increase in accuracy of temperature characteristics of OCXO is hindered.

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、低背化を妨げることなく、より安定した温度特性が得られるより信頼性の高い圧電発振器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a more reliable piezoelectric oscillator that can obtain more stable temperature characteristics without hindering a reduction in height. is there.

上記の目的を達成するために、本発明は次の構成により実現をすることができる。 In order to achieve the above object, the present invention can be realized by the following configuration.

すなわち請求項１に示すように、圧電振動子と、当該圧電振動子を発振子として圧電発振回路を構成する発振部と、前記圧電振動子を加熱するヒータ部と、当該圧電振動子の温度を検知するセンサ部と、当該センサ部の検知温度に応じて前記ヒータ部の温度を所定温度に保つためにヒータ部への電流を制御してなるトランジスタと、これらを搭載してなる基板とを有する圧電発振器であって、前記ヒータ部は、電源と前記トランジスタのコレクタとの間に接続され、前記圧電振動子とセンサ部とがお互いに近接あるいは密接した状態で配置された恒温領域を具備するとともに、前記ヒータ部と前記トランジスタが上下に密接した状態で基板上に配置された加熱集合領域を形成し、前記恒温領域に対して加熱集合領域が近接あるいは密接した状態で配置されてなることを特徴とする。 That is, as shown in claim 1, a piezoelectric vibrator, an oscillating unit that constitutes a piezoelectric oscillation circuit using the piezoelectric vibrator as an oscillator, a heater unit that heats the piezoelectric vibrator, and a temperature of the piezoelectric vibrator A sensor unit for detection, a transistor for controlling the current to the heater unit in order to keep the temperature of the heater unit at a predetermined temperature according to the detection temperature of the sensor unit, and a substrate on which these are mounted In the piezoelectric oscillator, the heater unit is connected between a power source and a collector of the transistor, and includes a constant temperature region in which the piezoelectric vibrator and the sensor unit are arranged in close proximity or in close contact with each other. , the heater unit and the transistor forms a heating accumulating regions disposed on the substrate in a state of close contact with the vertical, like the heat accumulating regions to the constant temperature region is close to or closely Characterized in that become disposed.

上記構成により、前記圧電振動子とセンサ部とがお互いに近接あるいは密接した状態で配置された恒温領域に対して、ヒータ部にトランジスタが密接した状態で配置された加熱集合領域を近接した状態で配置しているので、恒温領域への加熱をヒータ部にトランジスタが密接した加熱集合領域のみの同一箇所から行うことができ、恒温領域内の温度勾配の変動を低減させることができる。つまり、低温側の発熱支配領域であるヒータ部と高温側の発熱支配領域であるトランジスタを１つの領域にまとめて温度に関係なく常に同一箇所（加熱集合領域）からの恒温領域に対して加熱を行うことで、恒温領域内の温度勾配を一定のものとし温度特性の調整が行いやすくなる。また、加熱集合領域ではヒータ部に加えてトランジスタを具備しているので、加熱効率も高まりより短時間での加熱が可能となる。加えて熱的な設計もより細かに対応できるのでより高安定な恒温制御が行える。 With the above configuration, in the state where the piezoelectric vibrator and the sensor unit are arranged in a state where they are close or in close proximity to each other, the heating assembly region where the transistor is arranged in close contact with the heater unit is close to the constant temperature region. Since they are arranged, heating to the constant temperature region can be performed from the same location only in the heating assembly region where the transistor is in close contact with the heater portion, and fluctuations in the temperature gradient in the constant temperature region can be reduced. In other words, the heater portion, which is the heat generation dominant region on the low temperature side, and the transistor, which is the heat generation dominant region on the high temperature side, are combined into one region, and the constant temperature region from the same location (heating assembly region) is always heated regardless of the temperature. By doing so, it becomes easy to adjust the temperature characteristics with a constant temperature gradient in the constant temperature region. In addition, since the heating assembly region includes a transistor in addition to the heater portion, the heating efficiency is increased and heating can be performed in a shorter time. In addition, since the thermal design can be handled more precisely, more stable temperature control can be performed.

また、請求項２に示すように、圧電振動子と、当該圧電振動子を発振子として圧電発振回路を構成する発振部と、前記圧電振動子を加熱するヒータ部と、当該圧電振動子の温度を検知するセンサ部と、当該センサ部の検知温度に応じて前記ヒータ部の温度を所定温度に保つためにヒータ部への電流を制御してなるトランジスタと、これらを搭載してなる基板とを有する圧電発振器であって、前記ヒータ部は、電源と前記トランジスタのコレクタとの間に接続され、前記圧電振動子とセンサ部とがお互いに近接あるいは密接した状態で配置された恒温領域を具備するとともに、前記ヒータ部と前記トランジスタを上下に近接あるいは密接した状態で基板上に配置してこれらを熱伝導性樹脂により被覆形成した加熱集合領域を形成し、前記恒温領域に対して加熱集合領域が近接あるいは密接した状態で配置されてなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a piezoelectric vibrator, an oscillating unit that constitutes a piezoelectric oscillation circuit using the piezoelectric vibrator as an oscillator, a heater unit that heats the piezoelectric vibrator, and a temperature of the piezoelectric vibrator A sensor part for detecting the current, a transistor for controlling the current to the heater part in order to keep the temperature of the heater part at a predetermined temperature according to the detected temperature of the sensor part, and a substrate on which these are mounted The heater includes a constant temperature region that is connected between a power source and a collector of the transistor and in which the piezoelectric vibrator and the sensor unit are arranged in close proximity or in close contact with each other. together, these form a heat accumulating regions covered by thermal conductive resin disposed on a substrate in a state in which close or intimate contact with the transistor and the heater unit in the vertical, the thermostatic territory Heating set region is characterized by comprising arranged in a close or tight state against.

上記構成により、前記圧電振動子とセンサ部とがお互いに近接あるいは密接した状態で配置された恒温領域に対して、ヒータ部にトランジスタが近接あるいは密接した状態で基板上に配置してこれらを熱伝導性樹脂により被覆した加熱集合領域を近接した状態で配置しているので、恒温領域への加熱を熱伝導性樹脂が存在する加熱集合領域のみの同一箇所から行うことができ、恒温領域内の温度勾配の変動を低減させることができる。つまり、低温側の発熱支配領域であるヒータ部と高温側の発熱支配領域であるトランジスタを１つの領域にまとめて温度に関係なく常に同一箇所（加熱集合領域）からの恒温領域に対して加熱を行うことで、恒温領域内の温度勾配を一定のものとし温度特性の調整が行いやすくなる。加熱集合領域ではヒータ部に加えてトランジスタを具備しているので、加熱効率も高まりより短時間での加熱が可能となる。加えて熱的な設計もより細かに対応できるのでより高安定な恒温制御が行える。また、前記ヒータ部と前記トランジスタが密接した状態で熱伝導性樹脂により覆われた加熱集合領域を構成することがさらに好ましい。このような構成ではより集中された領域で熱伝導性樹脂の表面から加熱することができるので、周辺環境温度の変動によって加熱箇所がばらつくことがない。結果としてさらなる温度勾配の安定化に寄与することができる。 With the above configuration, the piezoelectric vibrator and the sensor unit are arranged on the substrate in a state where the transistor is close to or in close contact with the heater unit, while the piezoelectric unit and the sensor unit are close to or in close contact with each other. Since the heating gathering region covered with the conductive resin is arranged close to the heating region, the heating to the constant temperature region can be performed from the same location only in the heating gathering region where the thermal conductive resin exists. Variations in temperature gradient can be reduced. In other words, the heater portion, which is the heat generation dominant region on the low temperature side, and the transistor, which is the heat generation dominant region on the high temperature side, are combined into one region, and the constant temperature region from the same location (heating assembly region) is always heated regardless of the temperature. By doing so, it becomes easy to adjust the temperature characteristics with a constant temperature gradient in the constant temperature region. Since the heating assembly region includes a transistor in addition to the heater portion, the heating efficiency is increased and heating can be performed in a shorter time. In addition, since the thermal design can be handled more precisely, more stable temperature control can be performed. Further, it is more preferable to configure a heating assembly region covered with a heat conductive resin in a state where the heater portion and the transistor are in close contact with each other. In such a configuration, it is possible to heat from the surface of the thermally conductive resin in a more concentrated region, so that the heating location does not vary due to fluctuations in the ambient environment temperature. As a result, it can contribute to further stabilization of the temperature gradient.

また、請求項３に示すように、上述の構成に加えて、前記ヒータ部が基板上に形成された膜抵抗体からなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the heater section is made of a film resistor formed on a substrate.

上記構成により、上述の作用効果に加えて、前記ヒータ部が基板上に形成された膜抵抗体からなることで、圧電発振器の低背化を妨げることなく、膜抵抗体のヒータ部にトランジスタを容易に密接配置、あるいは近接配置することができる。 With the above configuration, in addition to the above-described effects, the heater unit is made of a film resistor formed on the substrate, so that a transistor can be connected to the heater unit of the film resistor without hindering the low profile of the piezoelectric oscillator. It can easily be placed closely or closely.

本発明により、小型化低背化に対応でき、より安定した温度特性が得られる信頼性の高い圧電発振器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a highly reliable piezoelectric oscillator that can cope with downsizing and height reduction and can obtain more stable temperature characteristics.

以下、本発明による好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。本発明による第１の実施の形態につき圧電発振器を例にとり図１乃至図２とともに説明する。図１は本発明の実施の形態を示す模式的な断面図であり、図２は本発明の実施の形態を示す回路ブロック図である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 by taking a piezoelectric oscillator as an example. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit block diagram showing the embodiment of the present invention.

圧電発振器は、圧電振動子１と、当該圧電振動子を発振子として圧電発振回路を構成する発振部（図示せず）と、前記圧電振動子を加熱するヒータ部２と、当該ヒータ部の温度を検知するセンサ部３と、当該センサ部の出力に応じて前記ヒータ部の温度を所定温度に保つためにヒータ部への電流を制御するトランジスタ４と、前記圧電振動子とセンサ部とを密接した状態で配置格納された恒温槽５（恒温領域）と、これらを搭載してなるセラミックやガラスエポキシなどからなる基板６（回路基板６１、および第２の回路基板６２）と、以上を覆った金属製のケース７とからなる。 The piezoelectric oscillator includes a piezoelectric vibrator 1, an oscillation section (not shown) that constitutes a piezoelectric oscillation circuit using the piezoelectric vibrator as an oscillator, a heater section 2 that heats the piezoelectric vibrator, and a temperature of the heater section. The sensor unit 3 for detecting the current, the transistor 4 for controlling the current to the heater unit in order to keep the temperature of the heater unit at a predetermined temperature according to the output of the sensor unit, the piezoelectric vibrator and the sensor unit closely The thermostat 5 (constant temperature region) placed and stored in this state, the substrate 6 (the circuit board 61 and the second circuit board 62) made of ceramic, glass epoxy, or the like on which these are mounted are covered. It consists of a metal case 7.

圧電振動子１は、励振電極と引出電極が形成されたＡＴカットやＳＣカットなどの水晶振動板が支持部材を介して金属性の気密端子の内部側リード端子１１（一部のみ図示）に取り付けられており、金属製の蓋１２により気密封止されている。このように構成された圧電振動子１は、図２に示すように、集積回路素子やその他の電子部品などの回路部品１３よりなる発振回路１４に接続されて発振部を構成している。 In the piezoelectric vibrator 1, an AT-cut or SC-cut crystal plate having an excitation electrode and an extraction electrode is attached to an internal lead terminal 11 (only a part is shown) of a metallic hermetic terminal via a support member. It is hermetically sealed with a metal lid 12. As shown in FIG. 2, the piezoelectric vibrator 1 configured in this way is connected to an oscillation circuit 14 including a circuit component 13 such as an integrated circuit element or other electronic components to constitute an oscillation unit.

ヒータ部２は厚膜印刷抵抗などの膜抵抗体からなり必要な配線パターン（図示せず）とともに前記第２の回路基板６２の上面に印刷形成されている。この膜抵抗体からなるヒータ部の上部には当該ヒータ部への電流を制御するトランジスタ４が密接した状態で配置されており、当該トランジスタ４のリード端子４１を介して前記第２の回路基板６２の配線パターン（図示せず）に電気的機械的に接続されている。トランジスタ４として本形態ではより加熱に適したパワートランジスタを用いた。このように構成された第２の回路基板６２が全体として加熱集合領域をなしており、第２の回路基板に設けられたリード端子６２１，６２１（一部のみ図示）を介して後述する回路基板６１の配線パターン（図示せず）に電気機械的に接続されている。 The heater unit 2 is made of a film resistor such as a thick film printing resistor, and is printed on the upper surface of the second circuit board 62 together with a necessary wiring pattern (not shown). The transistor 4 for controlling the current to the heater unit is disposed in close contact with the upper part of the heater unit made of the film resistor, and the second circuit board 62 is connected via the lead terminal 41 of the transistor 4. Are electrically and mechanically connected to a wiring pattern (not shown). In this embodiment, a power transistor more suitable for heating is used as the transistor 4. The second circuit board 62 configured as described above forms a heating assembly region as a whole, and a circuit board to be described later is provided via lead terminals 621 and 621 (partially shown) provided on the second circuit board. It is electromechanically connected to 61 wiring patterns (not shown).

センサ部３はサーミスタなどからなり、前記圧電振動子１と当該センサ部３とがお互いに密接した状態で恒温槽５の内部に配置されている。恒温槽５は例えばアルミなどの伝熱性の優れた金属ケースからなり、恒温槽の内部に前記圧電振動子１の本体部分とセンサ部３がそれぞれ密接した状態で隙間なく格納されている。このように構成された恒温槽５は、圧電振動子１とセンサ部３とに各々設けられた圧電振動子用リード端子１１とセンサ部用リード端子３１（一部のみ図示）を介して後述する回路基板６１の配線パターン（図示せず）に電気機械的に接続されている。この時、加熱集合領域としての第２の回路基板６２に対して圧電振動子とセンサ部とがお互いに密接した状態で配置された恒温槽５が密接した状態で配置されている。本実施形態では、図１に示すように、前記トランジスタ４の上部にヒータ部２が印刷形成された第２の回路基板６２が密接して配置され、第２の回路基板６２の対向面（スイッチング素子とヒータ部が存在しない面）の上部に密接した状態で恒温槽５を配置している。 The sensor unit 3 is composed of a thermistor or the like, and is disposed inside the thermostatic chamber 5 with the piezoelectric vibrator 1 and the sensor unit 3 being in close contact with each other. The thermostat 5 is made of, for example, a metal case having excellent heat conductivity such as aluminum, and the main body of the piezoelectric vibrator 1 and the sensor unit 3 are stored in the thermostat without any gaps in close contact with each other. The constant temperature bath 5 configured in this way will be described later via a piezoelectric vibrator lead terminal 11 and a sensor lead terminal 31 (partially shown) provided on the piezoelectric vibrator 1 and the sensor part 3 respectively. The circuit board 61 is electromechanically connected to a wiring pattern (not shown). At this time, the thermostatic chamber 5 in which the piezoelectric vibrator and the sensor unit are arranged in close contact with each other with respect to the second circuit board 62 as the heating assembly region is arranged in close contact. In this embodiment, as shown in FIG. 1, a second circuit board 62 on which the heater section 2 is printed is disposed in close contact with the upper portion of the transistor 4, and the opposing surface (switching) of the second circuit board 62 is switched. The thermostat 5 is arranged in close contact with the upper part of the surface where the element and the heater part do not exist.

そして、回路基板６１の上部には、回路部品１３と前記第２の回路基板６２、前記恒温槽５の内部に収納された圧電振動子１とセンサ部３とが回路基板に形成された配線パターンに電気的機械的に接合されているとともに、各部品がお互いに必要な接続がなされて回路を構成している。 A wiring pattern in which the circuit component 13, the second circuit board 62, the piezoelectric vibrator 1 and the sensor unit 3 housed in the thermostatic chamber 5 are formed on the circuit board 61 on the circuit board 61. Are electrically and mechanically joined to each other, and the components are connected to each other as necessary to form a circuit.

図２はこれらの回路ブロック図の一例を示している。すなわち、圧電振動子１と回路部品１３が圧電発振回路を構成する一方で、恒温槽５の内部に格納された圧電振動子１とセンサ部３に対して、ヒータ部２とトランジスタ４からなる加熱集合領域が密接して一定温度となるように加熱する。この時、圧電振動子１と同一環境にあるセンサ部３が恒温槽内部の温度を検知すると、温度制御回路ではセンサ部３からの+温度出力情報を受け取ってその情報に応じて処理演算して前記スイッチング素子としてのトランジスタ４に対してヒータ部２への電流を制御している。センサ部３の温度出力情報が所定温度（例えば８０℃）より低いと温度制御回路部が判断した場合、温度制御回路から前記トランジスタに対してヒータ部２への電流を増加してヒータ部２を主として加熱させることで所定温度に近づけるように制御する。センサ部の温度出力情報が所定温度（例えば８０℃）より高いと温度制御回路部が判断した場合、温度制御回路から前記パワートランジスタに対してヒータ部２への電流を減少させることでヒータ部２が加熱されないように制御する。このとき、トランジスタ４の抵抗が増加してトランジスタ４を主として加熱するが、ヒータ部２に比べて加熱量が少なく設定されているので、所定温度（例えば８０℃）の状態を維持することができる。このように、センサ部３の温度出力情報に応じてヒータ部の電流をトランジスタが可変することで、ヒータ部を主体としてより高温に加熱させるか、トランジスタの発熱で加熱することが制御されるので、恒温槽５の内部温度が所定温度（例えば８０℃）に一定に保たれる。以上のように構成された回路基板６１に対して金属のケース７を被せて圧電発振器の完成となる。 FIG. 2 shows an example of these circuit block diagrams. That is, while the piezoelectric vibrator 1 and the circuit component 13 constitute a piezoelectric oscillation circuit, the piezoelectric vibrator 1 and the sensor unit 3 stored in the thermostatic chamber 5 are heated by the heater unit 2 and the transistor 4. Heating is performed so that the gathering region is in close contact and constant temperature. At this time, when the sensor unit 3 in the same environment as the piezoelectric vibrator 1 detects the temperature inside the thermostatic chamber, the temperature control circuit receives + temperature output information from the sensor unit 3 and performs processing calculation according to the information. The current to the heater unit 2 is controlled with respect to the transistor 4 as the switching element. When the temperature control circuit unit determines that the temperature output information of the sensor unit 3 is lower than a predetermined temperature (for example, 80 ° C.), the current from the temperature control circuit to the heater unit 2 is increased with respect to the transistor to Control is performed so as to approach a predetermined temperature mainly by heating. When the temperature control circuit unit determines that the temperature output information of the sensor unit is higher than a predetermined temperature (for example, 80 ° C.), the heater unit 2 is reduced by reducing the current from the temperature control circuit to the heater unit 2 with respect to the power transistor. Is controlled not to be heated. At this time, the resistance of the transistor 4 is increased and the transistor 4 is mainly heated. However, since the heating amount is set to be smaller than that of the heater unit 2, a state at a predetermined temperature (for example, 80 ° C.) can be maintained. . As described above, since the transistor changes the current of the heater unit according to the temperature output information of the sensor unit 3, the heater unit is mainly heated to a higher temperature or is heated by the heat generation of the transistor. The internal temperature of the thermostatic chamber 5 is kept constant at a predetermined temperature (for example, 80 ° C.). The metal substrate 7 is put on the circuit board 61 configured as described above to complete the piezoelectric oscillator.

本発明の実施形態により、前記ヒータ部２が第２の回路基板６２上に形成された膜抵抗体からなることで、圧電発振器の低背化を妨げることがない。前記圧電振動子１とセンサ部３とがお互いに密接した状態で配置された恒温槽５に対して、膜抵抗体のヒータ部２にトランジスタ４が密接した状態で配置された加熱集合領域としての第２の回路基板６２を密接した状態で配置しているので、恒温槽５への加熱を第２の回路基板６２のみの同一箇所から行うことができ、恒温槽内の温度勾配の変動を低減させることができる。つまり、低温側の発熱支配領域であるヒータ部２と高温側の発熱支配領域である前記トランジスタ４を１つの領域にまとめて温度に関係なく常に同一箇所（第２の回路基板６２）からの恒温槽５に対して加熱を行うことで、恒温槽内の温度勾配を一定のものとし温度特性の調整が行いやすくなる。また、加熱集合領域ではヒータ部２に加えて加熱機能を具備するトランジスタ４を具備しているので、加熱効率も高まりより短時間での加熱が可能となる。加えて熱的な設計もより細かに対応できるのでより高安定な恒温制御が行える。小型化低背化に対応でき、より安定した温度特性が得られる信頼性の高い圧電発振器を提供することができる。加えて、センサ部３を圧電振動子１と同じ恒温槽５の内部に近接配置しているので、圧電振動子１の温度変化の状態がより忠実に感知される好ましい形態となっている。 According to the embodiment of the present invention, the heater section 2 is made of a film resistor formed on the second circuit board 62, so that the height reduction of the piezoelectric oscillator is not hindered. In contrast to the thermostatic chamber 5 in which the piezoelectric vibrator 1 and the sensor unit 3 are arranged in close contact with each other, the heating assembly region in which the transistor 4 is arranged in close contact with the heater unit 2 of the film resistor. Since the second circuit board 62 is arranged in close contact, the heating to the thermostat 5 can be performed from the same location of the second circuit board 62 only, and the fluctuation of the temperature gradient in the thermostat is reduced. Can be made. That is, the heater unit 2 that is the heat generation dominant region on the low temperature side and the transistor 4 that is the heat generation dominant region on the high temperature side are combined into one region, and the constant temperature from the same location (second circuit board 62) is always maintained regardless of the temperature. By heating the bath 5, it becomes easy to adjust the temperature characteristics with a constant temperature gradient in the thermostatic bath. In addition, since the heating assembly region includes the transistor 4 having a heating function in addition to the heater unit 2, the heating efficiency is increased and heating in a shorter time is possible. In addition, since the thermal design can be handled more precisely, more stable temperature control can be performed. It is possible to provide a highly reliable piezoelectric oscillator that can cope with downsizing and low profile and can obtain more stable temperature characteristics. In addition, since the sensor unit 3 is disposed close to the inside of the thermostatic chamber 5 that is the same as the piezoelectric vibrator 1, the temperature change state of the piezoelectric vibrator 1 is more preferably sensed.

なお、本発明では、上述の実施形態（図１）に開示する配置順序に限定されるものでなく、前記ヒータ部２と前記トランジスタ４とが密接しており、これらの加熱集合領域に対して圧電振動子１とセンサ部３が近接あるいは密接して配置された恒温槽５が近接あるいは密接配置されていればよい。例えば、図３（ａ）に示すように、前記第２の回路基板６２（加熱集合領域）が前記恒温槽５の上部に密接して配置されてもよく、図３（ｂ）に示すように、第２の回路基板６２と前記ヒータ部２とが密接し、第２の回路基板６２と前記トランジスタ４とが密接し、結果として前記ヒータ部２と前記トランジスタ４が第２の回路基板６２を介してその対向面に密接した状態で配置したものでもよい。さらに、図３（ｃ）に示すように第２の回路基板６２を介することなく回路基板６１のみで配置形成することでさらなる低背化と実現する構成としてもよい。 In the present invention, the arrangement order disclosed in the above-described embodiment (FIG. 1) is not limited, and the heater unit 2 and the transistor 4 are in close contact with each other, and the heating assembly region is It is only necessary that the thermostat 5 in which the piezoelectric vibrator 1 and the sensor unit 3 are disposed in close proximity or in close proximity is disposed in close proximity or in close proximity. For example, as shown in FIG. 3 (a), the second circuit board 62 (heating assembly region) may be disposed in close contact with the upper part of the thermostatic chamber 5, as shown in FIG. 3 (b). The second circuit board 62 and the heater section 2 are in close contact with each other, and the second circuit board 62 and the transistor 4 are in close contact with each other. As a result, the heater section 2 and the transistor 4 connect the second circuit board 62 with each other. It may be arranged in close contact with the opposing surface. Furthermore, as shown in FIG. 3C, a configuration in which the height is further reduced by arranging and forming only the circuit board 61 without the second circuit board 62 may be adopted.

また、上記実施形態では、センサ部３を圧電振動子１と同じ恒温槽５の内部に密接配置しているが、圧電振動子１のみを恒温槽５で覆って当該恒温槽５にセンサ部３を近接させて検知するより簡略化されて小型化向けの構成にも適用できる。圧電振動子１とセンサ部３のみでなく圧電振動子１と回路部品１３を含めた圧電発振回路の構成全体を恒温槽の内部に近接あるいは密接配置し温度制御するものにも適用してもよい。また、上記実施形態では外部ケース内部にある金属ケースにより囲まれた恒温槽５を用いたものを恒温領域として特定した例に説明しているが、前記加熱集合領域から金属ブロックなどを介して直接伝熱される領域を恒温領域として特定したものでもよく、あるいは前記加熱集合領域から空間を介して放熱される外部ケース７などの空間全体を恒温領域として特定したものであってもよい。また、トランジスタ４の構造として、単体トランジスタのみで回路構成してもよく、ダーリントン接続のトランジスタでも構成してもよい。加熱要素としてのヒータ部２のみでなくペルチェ素子などの冷却要素を加味した圧電発振器にも適用できる。加えて、圧電振動子１やセンサ部３・トランジスタ４としてリード端子を具備したものを例にしているが面実装型部品を用いてもよく、組み込まれた圧電発振器の最終形態としても面実装型のものにも適用できる。 Moreover, in the said embodiment, although the sensor part 3 is closely arrange | positioned inside the same thermostat 5 as the piezoelectric vibrator 1, only the piezoelectric vibrator 1 is covered with the thermostat 5, and the sensor part 3 is covered with the thermostat 5 concerned. It can be applied to a configuration for simplification and downsizing rather than detecting them in close proximity. The entire configuration of the piezoelectric oscillation circuit including not only the piezoelectric vibrator 1 and the sensor unit 3 but also the piezoelectric vibrator 1 and the circuit component 13 may be applied to a device in which the temperature is controlled by being close to or closely arranged inside the thermostat. . Moreover, although the said embodiment demonstrated to the example which specified the thing using the thermostat 5 enclosed by the metal case inside an outer case as a thermostat area | region, it is directly via a metal block etc. from the said heating assembly area | region. The region to which heat is transferred may be specified as a constant temperature region, or the entire space such as the outer case 7 that radiates heat from the heating assembly region through the space may be specified as the constant temperature region. Further, as the structure of the transistor 4, a circuit may be configured with only a single transistor or a Darlington connection transistor. The present invention can be applied not only to the heater unit 2 as a heating element but also to a piezoelectric oscillator in which a cooling element such as a Peltier element is added. In addition, the piezoelectric vibrator 1, the sensor unit 3, and the transistor 4 are provided with lead terminals as an example. However, surface-mounted components may be used, and the final form of the built-in piezoelectric oscillator is also surface-mounted. It can also be applied to

また、本発明では、ヒータ部２として膜抵抗体を用いたものに限ることとなく、かつヒータ部とトランジスタを密接配置することなく加熱集合領域を得ることができる。例えば、図４（ａ）に示す実施例では、チップ抵抗体からなるヒータ部２とチップ型トランジスタ４とが近接した状態で回路基板６に配置されており、これらを熱伝導性樹脂Ｎにより被覆形成している。この構成では、前記チップ抵抗体のヒータ部あるいはチップ型トランジスタがお互いに密接していなくても、これらを一体的に被覆した熱伝導性樹脂Ｎが加熱され、当該熱伝導性樹脂Ｎの形成領域を１つの加熱集合領域として構成することができる。結果として、圧電振動子とセンサ部を含む恒温領域に対して当該熱伝導性樹脂Ｎによる形成領域を近接あるいは密接することで、同じ場所からの加熱が実現でき、恒温領域内の温度勾配の変動を低減させることができる。熱伝導性樹脂Ｎとしては、熱伝導性の高いシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂を用いることで容易に実現できる。 Further, in the present invention, the heating assembly region can be obtained without being limited to the heater unit 2 using a film resistor and without closely arranging the heater unit and the transistor. For example, in the embodiment shown in FIG. 4A, the heater unit 2 made of a chip resistor and the chip type transistor 4 are arranged on the circuit board 6 in close proximity, and these are covered with the heat conductive resin N. Forming. In this configuration, even if the heater portion of the chip resistor or the chip transistor is not in close contact with each other, the heat conductive resin N integrally covering them is heated, and a region where the heat conductive resin N is formed Can be configured as one heated assembly region. As a result, heating from the same place can be realized by bringing the formation region of the thermal conductive resin N close to or in close contact with the constant temperature region including the piezoelectric vibrator and the sensor unit, and the temperature gradient in the constant temperature region can be changed. Can be reduced. The heat conductive resin N can be easily realized by using a silicone resin or an epoxy resin having high heat conductivity.

また、このような熱伝導性樹脂を用いた構成は、図４（ｂ）に示すように、回路基板６の上面に膜抵抗体のヒータ部２を形成し、当該ヒータ部２とトランジスタ４を密接配置した構成にも採用することができる。すなわち、膜抵抗体からなるヒータ部２とトランジスタ４とが密接配置されており、これらを熱伝導性樹脂Ｎにより被覆形成している。このような構成では、上記図４（ａ）の構成による効果に加えて、より集中された領域で熱伝導性樹脂Ｄの表面から加熱することができるので、周辺環境温度の変動によって加熱箇所がばらつくことがない。結果としてさらなる温度勾配の安定化に寄与することができるより好ましい構成となる。 Further, in the configuration using such a heat conductive resin, as shown in FIG. 4B, a heater section 2 of a film resistor is formed on the upper surface of the circuit board 6, and the heater section 2 and the transistor 4 are connected. It can also be used in closely arranged configurations. That is, the heater unit 2 made of a film resistor and the transistor 4 are closely arranged, and these are covered with the heat conductive resin N. In such a configuration, in addition to the effect of the configuration of FIG. 4A, it is possible to heat from the surface of the heat conductive resin D in a more concentrated region, so that the heating location is changed by the fluctuation of the ambient environment temperature. There is no variation. As a result, it is a more preferable configuration that can contribute to further stabilization of the temperature gradient.

さらに、図４（ｃ）に示す構成では、回路基板６の上面に膜抵抗体のヒータ部２を形成し、当該ヒータ部２とトランジスタ４を密接配置されており、これらを熱伝導性樹脂Ｎにより被覆形成した加熱集合領域を得る。この加熱集合領域である熱伝導性樹脂Ｎの上面に圧電振動子１を接合することで、圧電振動子（恒温領域）と加熱集合領域とが密接され、圧電振動子に密接したセンサ部３（恒温領域）と加熱集合領域とが近接配置される。回路基板の反対側の面には、集積回路素子やその他の電子部品などの発振回路を構成する回路部品１３を配置している。このような構成では圧電振動子１に対して熱伝導性樹脂Ｎからの加熱が直接伝わることで熱効率を向上させ、さらなる省スペース化を実現することができるので、製品の小型化と低消費電力化が期待できる。加えて発振回路を構成する回路部品１３に対しても同時に所定温度に加熱することができるので、さらなる安定した温度特性が得られるより信頼性の高い圧電発振器が得られる。 Further, in the configuration shown in FIG. 4C, the heater portion 2 of the film resistor is formed on the upper surface of the circuit board 6, and the heater portion 2 and the transistor 4 are arranged in close contact with each other. To obtain a heated gathered region coated. By bonding the piezoelectric vibrator 1 to the upper surface of the heat conductive resin N that is the heat gathering region, the piezoelectric vibrator (constant temperature region) and the heat gathering region are brought into close contact, and the sensor unit 3 ( The constant temperature region) and the heating assembly region are arranged close to each other. A circuit component 13 constituting an oscillation circuit such as an integrated circuit element and other electronic components is disposed on the opposite surface of the circuit board. In such a configuration, the heat from the heat conductive resin N is directly transmitted to the piezoelectric vibrator 1 so that the thermal efficiency can be improved and further space saving can be realized. Can be expected. In addition, since the circuit component 13 constituting the oscillation circuit can also be heated to a predetermined temperature at the same time, a more reliable piezoelectric oscillator that can obtain more stable temperature characteristics can be obtained.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できるので、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求範囲によって示すものであって、明細書本文に拘束されるものではない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof, and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not limited by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

本発明の実施形態を示す模式的な断面図である。It is a typical sectional view showing an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態を示す模式的な回路ブロック図である。1 is a schematic circuit block diagram showing an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows other embodiment of this invention. トランジスタを用いた温度制御回路図である。It is a temperature control circuit diagram using a transistor.

１圧電振動子
２ヒータ部
３センサ部
４トランジスタ
５恒温槽
６基板
７ケース
Ｎ熱伝導性樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric vibrator 2 Heater part 3 Sensor part 4 Transistor 5 Constant temperature bath 6 Board | substrate 7 Case N Thermal conductive resin

Claims

Piezoelectric vibrator, oscillating part constituting a piezoelectric oscillation circuit using the piezoelectric vibrator as an oscillator, heater part for heating the piezoelectric vibrator, sensor part for detecting the temperature of the piezoelectric vibrator, and the sensor part A piezoelectric oscillator having a transistor configured to control a current to the heater unit in order to maintain the temperature of the heater unit at a predetermined temperature according to the detected temperature, and a substrate on which these are mounted,
The heater unit is connected between a power source and a collector of the transistor,
The piezoelectric vibrator and the sensor unit have a constant temperature region arranged in a state close to or in close contact with each other,
Forming a heating assembly region disposed on the substrate in a state where the heater part and the transistor are in close contact with each other;
A piezoelectric oscillator comprising a heating assembly region disposed in a close or intimate state with respect to the constant temperature region.

Piezoelectric vibrator, oscillating part constituting a piezoelectric oscillation circuit using the piezoelectric vibrator as an oscillator, heater part for heating the piezoelectric vibrator, sensor part for detecting the temperature of the piezoelectric vibrator, and the sensor part A piezoelectric oscillator having a transistor configured to control a current to the heater unit in order to maintain the temperature of the heater unit at a predetermined temperature according to the detected temperature, and a substrate on which these are mounted,
The heater unit is connected between a power source and a collector of the transistor,
The piezoelectric vibrator and the sensor unit have a constant temperature region arranged in a state close to or in close contact with each other,
The heater part and the transistor are arranged on a substrate in a state where they are close or in close contact with each other to form a heating assembly region in which these are coated with a heat conductive resin,
A piezoelectric oscillator comprising a heating assembly region disposed in a close or intimate state with respect to the constant temperature region.

3. The piezoelectric oscillator according to claim 1, wherein the heater section is made of a film resistor formed on a substrate.