JP6634925B2

JP6634925B2 - Piezoelectric oscillator

Info

Publication number: JP6634925B2
Application number: JP2016065894A
Authority: JP
Inventors: 忠央曽我
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: JP2017183906A

Description

本発明は、圧電発振器に関する。 The present invention relates to a piezoelectric oscillator.

高い周波数安定度が要求される通信基地局などに用いる圧電発振器として、恒温槽を備えた恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）が従来から知られている。 2. Description of the Related Art As a piezoelectric oscillator used for a communication base station requiring high frequency stability, an oven controlled crystal oscillator (OCXO: Oven Controlled Crystal Oscillator) having an oven is conventionally known.

かかる恒温槽型水晶発振器として、水晶振動子を熱容量が大きなアルミブロック等の金属製のブロックの内部に収納すると共に、水晶振動子の温度を検知するセンサ部を収納し、センサ部の検知温度に基づいて、金属ブロックを加熱するヒータ部を制御することによって、水晶振動子を所定温度に保つように構成した発振器がある（例えば、特許文献１参照）。 As such a constant-temperature crystal oscillator, a quartz oscillator is housed inside a metal block such as an aluminum block having a large heat capacity, and a sensor unit for detecting the temperature of the quartz oscillator is housed. There is an oscillator configured to maintain a crystal oscillator at a predetermined temperature by controlling a heater unit that heats a metal block based on the heater (for example, see Patent Document 1).

特開２００８−３０６４８０号公報JP 2008-306480 A

近年、これら通信機器の分野では、小型、低背化という市場の要請があるが、上記特許文献１の圧電発振器では、大型の金属ブロックを用いているために、圧電発振器の小型、低背化が難しいという問題がある。 In recent years, in the field of these communication devices, there has been a demand for a market that is small in size and low in height. However, the piezoelectric oscillator of Patent Document 1 uses a large metal block, so that the size and height of the piezoelectric oscillator are reduced. There is a problem that is difficult.

本発明は、上記のような点に鑑みて為されたものであって、圧電発振器の小型、低背化を図ることを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and has as its main object to reduce the size and height of a piezoelectric oscillator.

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。 The present invention has the following configuration to achieve the above object.

（１）本発明に係る圧電発振器は、圧電振動子と、該圧電振動子を加熱する熱源とが、基板上に設けられた圧電発振器において、
前記圧電振動子及び前記熱源を、前記基板との間で囲むように前記基板に設けられる伝熱板を備え、前記圧電振動子は、リード端子を有し、前記熱源は、リード端子を有するパワートランジスタであり、前記伝熱板が、前記基板に対向する矩形の平板部と、該平板部の両端から前記基板に向かってそれぞれ延びる一対の折曲部とを有し、前記平板部の前記基板に臨む面に、前記圧電振動子及び前記熱源がそれぞれ熱的に結合されており、前記圧電振動子は、振動片を内蔵した金属製のケースを有し、前記パワートランジスタは、上面に放熱板を有し、前記圧電振動子の前記ケースの上面及び前記パワートランジスタの前記放熱板が、前記伝熱板の前記平板部の前記基板に臨む面にそれぞれ半田接合されており、前記伝熱板の前記平板部の前記基板に臨む面にそれぞれ半田接合されている前記圧電振動子の前記ケースの下面、及び、前記パワートランジスタの下面が、前記基板からそれぞれ離隔している。 (1) A piezoelectric oscillator according to the present invention is a piezoelectric oscillator in which a piezoelectric vibrator and a heat source for heating the piezoelectric vibrator are provided on a substrate.
A heat transfer plate provided on the substrate so as to surround the piezoelectric vibrator and the heat source between the substrate and the substrate, wherein the piezoelectric vibrator has a lead terminal, and the heat source has a power terminal having a lead terminal. A transistor, wherein the heat transfer plate has a rectangular flat plate portion facing the substrate, and a pair of bent portions extending from both ends of the flat plate portion toward the substrate, respectively. , The piezoelectric vibrator and the heat source are thermally coupled to each other, the piezoelectric vibrator has a metal case with a built-in vibrating piece, and the power transistor has a heat sink The upper surface of the case of the piezoelectric vibrator and the radiator plate of the power transistor are soldered to the surface of the flat plate portion of the heat transfer plate facing the substrate, respectively. The flat portion The lower surface of said case of said piezoelectric vibrator are respectively soldered to the surface facing the plate, and the lower surface of the power transistor, spaced apart respectively from the substrate.

本発明によると、金属ブロックに比べて薄い伝熱板に、圧電振動子及び熱源がそれぞれ熱的に結合されると共に、この伝熱板によって、圧電振動子及び熱源が、基板との間で囲まれているので、熱源からの発熱を、伝熱板によって無駄なく効率的に圧電振動子に伝達して圧電振動子を加熱することができ、金属ブロックを使用する従来例に比べて、小型、低背化を図ることができる。 According to the present invention, the piezoelectric vibrator and the heat source are each thermally coupled to the heat transfer plate that is thinner than the metal block, and the piezoelectric vibrator and the heat source are surrounded by the heat transfer plate and the substrate. Therefore, the heat generated from the heat source can be efficiently transmitted to the piezoelectric vibrator by the heat transfer plate without waste, thereby heating the piezoelectric vibrator. The height can be reduced.

更に、圧電振動子及び熱源は、伝熱板の同一面に、熱的に結合されているので、例えば、伝熱板を挟んでその両面にそれぞれ熱的に結合するのに比べて、低背化を図ることができる。 Furthermore, since the piezoelectric vibrator and the heat source are thermally coupled to the same surface of the heat transfer plate, the height is lower than, for example, when the piezoelectric vibrator and the heat source are thermally coupled to both surfaces of the heat transfer plate. Can be achieved.

本発明によると、水晶振動子等の圧電振動子は、リード端子を有するリードタイプであり、リードタイプの水晶振動子は、表面実装タイプに比べて、使用される水晶振動片が相対的に大きいためＱ値が高く、安定した発振を得ることができる。また、伝熱板は、基板に対向する矩形の平板部とその両端から基板に向かってそれぞれ延びる一対の折曲部とによって、基板との間で、圧電振動子及びパワートランジスタを囲むことができ、この囲まれた空間内で、パワートランジスタからの発熱を、無駄なく圧電振動子に伝達して圧電振動子を加熱することができる。
また、本発明によると、圧電振動子の金属製のケースの上面及びパワートランジスタの上面の放熱板が、伝熱板の平板部にそれぞれ半田接合によって熱的に結合されているので、パワートランジスタの発熱を、上面の放熱板から半田、伝熱板及び半田を介して圧電振動子の金属製のケースの上面に無駄なく伝達して、ケース内部の振動片を加熱することができる。 According to the present invention , a piezoelectric vibrator such as a crystal vibrator is a lead type having a lead terminal, and a lead-type crystal vibrator uses a larger crystal vibrating piece than a surface mount type. Therefore, a high Q value and stable oscillation can be obtained. Further, the heat transfer plate can surround the piezoelectric vibrator and the power transistor between the substrate and the substrate by a rectangular flat plate portion facing the substrate and a pair of bent portions extending from both ends toward the substrate. In the enclosed space, the heat generated from the power transistor can be transmitted to the piezoelectric vibrator without waste and the piezoelectric vibrator can be heated.
Further, according to the present invention, the heat sinks on the upper surface of the metal case of the piezoelectric vibrator and the upper surface of the power transistor are thermally coupled to the flat plate portions of the heat transfer plate by soldering, respectively. The generated heat can be transmitted to the upper surface of the metal case of the piezoelectric vibrator from the heat radiating plate on the upper surface to the upper surface of the metal case of the piezoelectric vibrator via the solder, the heat transfer plate and the solder, thereby heating the vibrating element inside the case.

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記伝熱板の前記平板部が長方形状であり、前記圧電振動子及び前記パワートランジスタが、前記平板部の長手方向に沿って並列配置され、前記圧電振動子の温度を検出する温度センサを備える。 ( 2 ) In a preferred aspect of the present invention, the flat plate portion of the heat transfer plate has a rectangular shape, and the piezoelectric vibrator and the power transistor are arranged in parallel along a longitudinal direction of the flat plate portion. A temperature sensor for detecting the temperature of the vibrator is provided.

この実施態様によると、伝熱板の長方形状の平板部にそれぞれ熱的に結合される圧電振動子及びパワートランジスタは、平板部の長手方向に沿って並列配置されているので、パワートランシスタからの発熱を、平板部を介してその長手方向に伝達して圧電振動子を効率的に加熱することができる。 According to this embodiment, the piezoelectric vibrator and the power transistor thermally coupled to the rectangular flat plate portion of the heat transfer plate are arranged in parallel along the longitudinal direction of the flat plate portion. Is transmitted in the longitudinal direction of the piezoelectric vibrator through the flat plate portion, whereby the piezoelectric vibrator can be efficiently heated.

（３）本発明の他の実施態様では、前記伝熱板の前記平板部の長手方向に直交する方向の幅が、前記ケースに内蔵された前記振動片に対応する部分を覆う幅以上である。 (3) In another embodiment of the present invention, in the forward direction of the width perpendicular to the longitudinal direction of said plate of Kiden heat plate, the width covers a portion corresponding to the resonator element built in the casing above is there.

この実施態様によると、伝熱板の平板部の幅は、圧電振動子の金属ケース内の振動片に対応する部分を覆う幅以上であるので、パワートランジスタからの発熱を、伝熱板を介して、圧電振動子の少なくとも振動片に対応する部分に伝達して加熱することができる。 According to this embodiment, the width of the flat plate portion of the heat transfer plate is equal to or greater than the width covering the portion corresponding to the vibrating piece in the metal case of the piezoelectric vibrator, so that heat generated from the power transistor is transmitted through the heat transfer plate. Thus, the piezoelectric vibrator can be heated by transmitting to at least a portion corresponding to the vibrating piece.

(４)本発明の他の実施態様では、前記伝熱板の前記一対の折曲部は、前記基板にそれぞれ連結される脚部をそれぞれ有し、前記脚部は、前記折曲部よりも小幅である。 ( 4 ) In another embodiment of the present invention, the pair of bent portions of the heat transfer plate have legs respectively connected to the substrate, and the leg portions are larger than the bent portions. It is narrow.

この実施態様によると、伝熱板の一対の折曲部は、折曲部よりも小幅な脚部を介して基板に連結されるので、パワートランジスタからの発熱が、脚部を介して基板に伝達して放熱するのを抑制することができ、低消費電力化を図ることができる。 According to this embodiment, the pair of bent portions of the heat transfer plate are connected to the substrate through the legs that are narrower than the bent portions, so that heat generated from the power transistor is transmitted to the substrate through the legs. Transmission and heat dissipation can be suppressed, and power consumption can be reduced.

(５)本発明の他の実施態様では、前記伝熱板の前記一対の折曲部の内、前記パワートランジスタ寄りの折曲部は、前記圧電振動子寄りの折曲部に比べて、前記脚部の数が少ない。 ( 5 ) In another embodiment of the present invention, of the pair of bent portions of the heat transfer plate, the bent portion closer to the power transistor is smaller than the bent portion closer to the piezoelectric vibrator. Fewer legs.

この実施態様によると、伝熱板の一対の折曲部の内、パワートランジスタ寄りの折曲部は、圧電振動子寄りの折曲部に比べて、基板に連結される脚部の数が少ないので、パワートランジスタからの発熱が、無駄なく伝熱板の平板部を介して圧電振動子へ伝達されて加熱することができ、パワートランジスタ寄りの脚部を介して基板に伝わって放熱するのを抑制することができる。 According to this embodiment, of the pair of bent portions of the heat transfer plate, the bent portion closer to the power transistor has a smaller number of legs connected to the substrate than the bent portion closer to the piezoelectric vibrator. Therefore, the heat generated from the power transistor can be efficiently transmitted to the piezoelectric vibrator through the flat plate portion of the heat transfer plate and heated, and the heat can be transmitted to the substrate through the leg near the power transistor and dissipated. Can be suppressed.

(６)本発明の好ましい実施態様では、前記伝熱板の前記一対の折曲部の少なくとも一方の折曲部には、貫通孔が形成されている。 ( 6 ) In a preferred embodiment of the present invention, a through hole is formed in at least one of the pair of bent portions of the heat transfer plate.

この実施態様によると、折曲部には、貫通孔が形成されていので、その分、折曲部における放熱面積を低減することができ、パワートランジスタからの発熱を、無駄に放熱させることなく、伝熱板の平板部を介して圧電振動子へ伝達して圧電振動子を加熱することができる。 According to this embodiment, since the through hole is formed in the bent portion, the heat radiation area in the bent portion can be reduced by that amount, and the heat generated from the power transistor is not radiated wastefully. The piezoelectric vibrator can be heated by being transmitted to the piezoelectric vibrator through the flat portion of the heat transfer plate.

(７)本発明の他の実施態様では、前記圧電振動子が水晶振動子である。 ( 7 ) In another embodiment of the present invention, the piezoelectric vibrator is a quartz vibrator.

この実施態様によると、水晶発振器として好適に実施できる。 According to this embodiment, it can be suitably implemented as a crystal oscillator.

本発明によれば、金属ブロックに比べて薄い伝熱板に、圧電振動子及び熱源がそれぞれ熱的に結合されていると共に、伝熱板によって、圧電振動子及び熱源が、基板との間で囲まれているので、熱源からの発熱を、伝熱板によって無駄なく効率的に圧電振動子に伝達して圧電振動子を加熱することができ、金属ブロックを使用する従来例に比べて、小型、低背化を図ることができる。 According to the present invention, the piezoelectric vibrator and the heat source are each thermally coupled to the heat transfer plate that is thinner than the metal block, and the piezoelectric vibrator and the heat source are moved between the substrate and the substrate by the heat transfer plate. Because it is enclosed, the heat generated by the heat source can be efficiently transmitted to the piezoelectric vibrator by the heat transfer plate without waste, and the piezoelectric vibrator can be heated. The height can be reduced.

しかも、圧電振動子及び熱源は、伝熱板の同一面に、熱的に結合されているので、例えば、伝熱板を挟んでその両面にそれぞれ熱的に結合するのに比べて、低背化を図ることができる。 In addition, since the piezoelectric vibrator and the heat source are thermally coupled to the same surface of the heat transfer plate, the height is lower than, for example, when the piezoelectric vibrator and the heat source are thermally coupled to both surfaces of the heat transfer plate. Can be achieved.

本発明の一実施形態に係る水晶発振器の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a crystal oscillator according to an embodiment of the present invention. 図１の水晶発振器の主要部を分解した斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part of the crystal oscillator of FIG. 1. 図１の水晶発振器の平面図である。It is a top view of the crystal oscillator of FIG. 図１の水晶発振器の一部切り欠き正面図である。FIG. 2 is a partially cutaway front view of the crystal oscillator of FIG. 1. 図１の水晶発振器の側面図である。It is a side view of the crystal oscillator of FIG. 図１の水晶発振器の伝熱板を説明する平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a heat transfer plate of the crystal oscillator in FIG. 1. 本発明の他の実施形態に係る水晶発振器の外観斜視図である。FIG. 11 is an external perspective view of a crystal oscillator according to another embodiment of the present invention. 伝熱板の他の例を示す平面図である。It is a top view showing other examples of a heat transfer plate.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、圧電発振器として水晶発振器に適用して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a description will be given by applying the present invention to a crystal oscillator as a piezoelectric oscillator.

図１に、本発明の一実施形態に係る水晶発振器の外観斜視図が、図２に、その主要部の分解斜視図が、図３に、水晶発振器の平面図が、図４に、水晶発振器の一部を切り欠いた正面図が、また、図５に、水晶発振器の側面図がそれぞれ示されており、各図において、カバー８は仮想線で示している。 FIG. 1 is an external perspective view of a crystal oscillator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of its main part, FIG. 3 is a plan view of the crystal oscillator, and FIG. 5 is a front view of the crystal oscillator, and FIG. 5 is a side view of the crystal oscillator. In each figure, the cover 8 is indicated by a virtual line.

この実施形態の水晶発振器は、浅い矩形トレイ状の金属製のベース１と、このベース１に複数本（５本）の外部リード端子２を介して支持されたプリント回路基板（以下、「基板」と略称する）３と、基板３上に挿通支持された水晶振動子４と、水晶振動子４を加熱する熱源としてのパワートランジスタ５と、水晶振動子４及びパワートランジスタ５が下向きの内面に後述のようにそれぞれ熱的に結合された伝熱板としての熱板６と、水晶振動子４の温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ７と、ベース１の外周縁に上方から外嵌されて固着された金属製のカバー８とを備えている。 The crystal oscillator according to this embodiment includes a metal base 1 in the form of a shallow rectangular tray and a printed circuit board (hereinafter referred to as a “board”) supported on the base 1 via a plurality of (five) external lead terminals 2. 3), a crystal oscillator 4 inserted and supported on the substrate 3, a power transistor 5 as a heat source for heating the crystal oscillator 4, and the crystal oscillator 4 and the power transistor 5 on a downward inner surface to be described later. And a thermistor 7 serving as a temperature sensor for detecting the temperature of the crystal unit 4, and affixed to the outer peripheral edge of the base 1 from above from above. Metal cover 8 provided.

ベース１と複数の各外部リード端子２との間には、ガラスなどで形成された絶縁性を有する部材が介在されて、外部リード端子２が、電気絶縁状態でベース１に貫通支持されている。 An insulating member made of glass or the like is interposed between the base 1 and each of the plurality of external lead terminals 2, and the external lead terminals 2 are supported through the base 1 in an electrically insulated state. .

基板３の上下面には、ランドパターンが形成され、発振回路及び温度制御回路等を構成する各種の電子部品が、リフローによって半田付け接続されている。 Land patterns are formed on the upper and lower surfaces of the substrate 3, and various electronic components constituting an oscillation circuit, a temperature control circuit, and the like are soldered and connected by reflow.

この実施形態の水晶振動子４は、安定した発振が得られるように、表面実装タイプに比べて、使用される水晶振動片が相対的に大きいために、Ｑ値が高いリードタイプの水晶振動子である。この水晶振動子４の底部から延出された２本のリード端子４ａは、基板３に平行に延出されてから基板３に向けて屈曲され、所定のランドパターン１０のスルーホールに挿入されて半田付け接続される。 The crystal unit 4 of this embodiment is a lead type crystal unit having a high Q value because the crystal unit used is relatively large as compared with the surface mount type so that stable oscillation can be obtained. It is. The two lead terminals 4 a extending from the bottom of the crystal unit 4 extend parallel to the substrate 3, are bent toward the substrate 3, and are inserted into through holes of a predetermined land pattern 10. Connected by soldering.

パワートランジスタ５もリードタイプが用いられ、モールド樹脂５ｃの一端から延出された３本のリード端子５ａは、基板３に平行に延出されてから基板３に向けて屈曲され、所定のランドパターン１１のスルーホールに挿入されて半田付け接続される。 The power transistor 5 is also of a lead type. The three lead terminals 5a extending from one end of the mold resin 5c extend parallel to the substrate 3 and are bent toward the substrate 3 to form a predetermined land pattern. 11 and are connected by soldering.

水晶振動子４及びパワートランジスタ５は、その上面が、基板３から同一高さになるように設けられている。 The crystal oscillator 4 and the power transistor 5 are provided such that their upper surfaces are at the same height from the substrate 3.

水晶振動子４は、上端が閉じられた扁平な長円筒状のキャップ４ｂと底部とからなる金属製のケース内に、ＡＴカットなどの水晶振動片が気密に封止され、ケースの底部から上記のように２本のリード端子４ａが延出している。水晶振動片には、一対の励振電極と、一対の励振電極からそれぞれ引き出された各引出電極とが形成されており、各引出し電極が、一対の各リード端子４ａにそれぞれ接合されている。 The crystal unit 4 has a crystal case, such as an AT-cut, hermetically sealed in a metal case including a flat long cylindrical cap 4b having a closed upper end and a bottom, and the above-described structure is applied to the case from the bottom of the case. The two lead terminals 4a extend as shown in FIG. A pair of excitation electrodes and respective extraction electrodes respectively extracted from the pair of excitation electrodes are formed on the crystal resonator element, and the respective extraction electrodes are joined to the respective pair of lead terminals 4a.

各リード端子４ａは、金属製のケースの底部の挿通孔を挿通しており、挿通孔とリード端子４ａとの間は、ハーメチックガラスなどによって絶縁されている。 Each lead terminal 4a is inserted through an insertion hole at the bottom of a metal case, and the insertion hole and the lead terminal 4a are insulated by hermetic glass or the like.

パワートランジスタ５は、内蔵のトランジスタチップを覆うモールド樹脂５ｃを有し、モールド樹脂５ｃの一端から上記リード端子５ａが延出している。パワートランジスタ５は、その上面にトランジスタチップのコレクタに接続された放熱板５ｄが露出している。 The power transistor 5 has a molding resin 5c that covers a built-in transistor chip, and the lead terminal 5a extends from one end of the molding resin 5c. In the power transistor 5, a heat sink 5d connected to the collector of the transistor chip is exposed on the upper surface.

この実施形態では、上記のように、水晶振動子４及びパワートランジスタ５がそれぞれ熱的に結合された熱板６が設けられている。この熱板６は、熱伝導性に優れた材料、例えば、洋白、銅やアルミニウムなどの金属材料、この例では、洋白から構成されている。 In this embodiment, as described above, the heating plate 6 in which the crystal unit 4 and the power transistor 5 are thermally coupled is provided. The hot plate 6 is made of a material having excellent thermal conductivity, for example, a metal material such as nickel silver, copper or aluminum, in this example, nickel silver.

熱板６は、水晶振動子４のキャップ４ｂの上面を略完全に覆うと共に、パワートランジスタ５の上面を完全に覆う扁平な矩形の平板部６ａと、平板部６ａの両端から下方へ折曲された一対の折曲部６ｂ，６ｃとを備えており、パワートランジスタ５及び水晶振動子４の上面及び側面を、基板３との間で囲むように設けられる。なお、平板部６ａは、パワートランジスタ５からの発熱を、水晶振動子４に伝達できれば、矩形に限らず、他の形状であってもよい。 The heating plate 6 substantially completely covers the upper surface of the cap 4b of the crystal unit 4 and also has a flat rectangular plate portion 6a that completely covers the upper surface of the power transistor 5, and is bent downward from both ends of the plate portion 6a. And a pair of bent portions 6 b and 6 c. The upper and side surfaces of the power transistor 5 and the crystal unit 4 are provided so as to surround the substrate 3. The flat plate portion 6a is not limited to a rectangular shape, and may have another shape as long as heat generated from the power transistor 5 can be transmitted to the crystal unit 4.

一対の折曲部６ｂ，６ｃは、その補強機能によって熱板６全体の剛性を確保している。水晶振動子４とパワートランジスタ５が熱的に結合される平板部６ａは、その面精度が確保されている。パワートランジスタ５に近い側、すなわち、パワートランジスタ５寄りの一方の折曲部６ｂの中央部から小幅の脚部６ｄが延出される一方、水晶振動子４に近い側、すなわち、水晶振動子４寄りの他方の折曲部６ｃの両端部から一対の小幅の脚部６ｅが延出されている。熱板６は、その平板部６ａが基板３に平行になるように、前記３つの脚部６ｄ，６ｅを介して３点支持によって安定して基板３に連結固定される。 The pair of bent portions 6b and 6c ensure the rigidity of the entire hot plate 6 by its reinforcing function. The flatness of the flat plate portion 6a to which the crystal unit 4 and the power transistor 5 are thermally coupled is assured. A small-width leg 6d extends from the side closer to the power transistor 5, ie, the center of one of the bent portions 6b closer to the power transistor 5, while the side closer to the crystal resonator 4, ie, closer to the crystal resonator 4. A pair of small-width legs 6e extend from both ends of the other bent portion 6c. The hot plate 6 is stably connected and fixed to the substrate 3 by three-point support via the three legs 6d and 6e so that the flat plate portion 6a is parallel to the substrate 3.

この実施形態の熱板６は、図６に示すように、打ち抜き加工によって作製された板状の素材を、平板部６ａの長手方向の両端の各辺６ａ１，６ａ２に沿って直角に折り曲げ加工して形成される。 As shown in FIG. 6, the hot plate 6 of this embodiment is obtained by bending a plate-shaped material produced by punching at right angles along each side 6a1, 6a2 at both ends in the longitudinal direction of the flat plate portion 6a. Formed.

上面が基板３から同一高さになるように配置される水晶振動子４とパワートランジスタ５の上面は、扁平面に形成されている。 The upper surfaces of the crystal unit 4 and the power transistor 5 arranged so that the upper surfaces are at the same height from the substrate 3 are formed as flat surfaces.

この実施形態では、熱板６の平板部６ａにおける下向き内面、すなわち、基板３に臨む内面に、パワートランジスタ５の上面の放熱板５ｄが、図示しない半田によって接合されることによって、熱的に結合されると共に、水晶振動子４の金属製のキャップ４ｂの扁平な上面が、図示しない半田によって接合されることによって、熱的に結合される。 In this embodiment, the heat sink 5 d on the upper surface of the power transistor 5 is joined to the downward inner surface of the flat plate portion 6 a of the hot plate 6, that is, the inner surface facing the substrate 3 by solder (not shown), thereby thermally coupling. At the same time, the flat upper surface of the metal cap 4b of the crystal unit 4 is thermally joined by being joined by solder (not shown).

熱的に結合されるとは、熱板６と、パワートランジスタ５または水晶振動子４とが、直接的あるいは間接的に接触して熱伝導が行われる状態をいう。したがって、熱板６と、パワートランジスタ５または水晶振動子４とが、半田等を介在させることなく、直接的に圧接されるようにしてもよい。 Thermally coupled refers to a state in which the heat plate 6 and the power transistor 5 or the crystal unit 4 are in direct or indirect contact with each other to conduct heat. Therefore, the hot plate 6 and the power transistor 5 or the crystal unit 4 may be directly pressed into contact with each other without solder or the like.

この実施形態では、水晶振動子４及びパワートランジスタ５を、基板３に実装する前に、予め熱板６の平板部６ａにおける下向きの内面にクリーム半田を塗布し、クリーム半田を塗布した位置に、パワートランジスタ５の放熱板５ｄ及び水晶振動子４のキャップ４ｂの上面をセットした後、リフローにより半田付けを行うようにしている。 In this embodiment, before mounting the crystal unit 4 and the power transistor 5 on the substrate 3, cream solder is applied in advance to a downward inner surface of the flat plate portion 6 a of the hot plate 6, and at a position where the cream solder is applied, After setting the upper surface of the heat sink 5d of the power transistor 5 and the upper surface of the cap 4b of the crystal unit 4, soldering is performed by reflow.

水晶振動子４の温度を検出する温度センサとしてのサーミスタ７は、リードタイプであり、その感温部である本体が、熱板６の内面の水晶振動子４に近接する位置に、図示しない接着剤によって固定され、本体から延出されたリード端子７ａが、所定のランドパターン９のスルーホールに挿入されて半田付け接続される。 The thermistor 7 serving as a temperature sensor for detecting the temperature of the crystal unit 4 is of a lead type, and a main body, which is a temperature sensing part, is attached to a position close to the crystal unit 4 on the inner surface of the heating plate 6. The lead terminal 7a fixed by the agent and extended from the main body is inserted into a through hole of a predetermined land pattern 9 and connected by soldering.

このサーミスタ７は、水晶振動子４に近い熱板温度を検出することで水晶振動子４の温度を間接的に検出しており、検出された温度は、図示しない温度制御回路に入力され、水晶振動子４の温度が設定温度になるようにパワートランジスタ５の通電が制御される。 The thermistor 7 indirectly detects the temperature of the quartz oscillator 4 by detecting a hot plate temperature close to the quartz oscillator 4, and the detected temperature is input to a temperature control circuit (not shown), The energization of the power transistor 5 is controlled so that the temperature of the vibrator 4 becomes the set temperature.

上記構成を有する水晶発振器では、パワートランジスタ５に内蔵されたトランジスタチップの発熱部であるコレクタに直接接続した放熱板５ｄを、熱板６の平板部６ａの下向き内面に半田接合すると共に、水晶振動子４の金属製のキャップ４ｂの上面を、熱板６の平板部６ａの下向き内面に半田接合するので、パワートランジスタ５のトランジスタチップのコレクタで発生した熱が、放熱板５ｄから高熱伝導性の熱板６を介して水晶振動子４の金属製のキャップ４ｂの上面に、無駄なく効率的に伝達され、キャップ４ｂ内部の水晶振動片を加熱することができる。 In the crystal oscillator having the above configuration, the heat sink 5d directly connected to the collector, which is the heat generating portion of the transistor chip built in the power transistor 5, is soldered to the downward inner surface of the flat plate portion 6a of the hot plate 6, and the crystal oscillator Since the upper surface of the metallic cap 4b of the terminal 4 is soldered to the downwardly facing inner surface of the flat plate portion 6a of the heat plate 6, heat generated at the collector of the transistor chip of the power transistor 5 is transferred from the heat radiating plate 5d to the high thermal conductivity. The heat is efficiently transmitted to the upper surface of the metal cap 4b of the crystal unit 4 through the heating plate 6 without waste, and the crystal resonator element inside the cap 4b can be heated.

このように金属ブロックに比べて薄い熱板６によって、パワートランジスタ５からの発熱を、水晶振動子４に伝達して水晶振動子４を加熱するので、金属ブロックを用いる従来例に比べて、小型、低背化を図ることができる。 As described above, the heat generated from the power transistor 5 is transmitted to the crystal oscillator 4 by the heat plate 6 which is thinner than the metal block, and the crystal oscillator 4 is heated. The height can be reduced.

熱板６の長方形状の平板部６ａは、水晶振動子４のキャップ４ｂの略全体を覆っているので、水晶振動子４の全体を加熱することができ、水晶振動子４で温度勾配が生じるのを抑制することができる。 Since the rectangular flat plate portion 6a of the heating plate 6 covers substantially the entire cap 4b of the crystal unit 4, the entire crystal unit 4 can be heated, and a temperature gradient occurs in the crystal unit 4. Can be suppressed.

パワートランジスタ５と水晶振動子４とは、図３の平面図に示すように、互いに隙間をあけて、平板部６ａの長手方向に沿って並列配置されている。このように、パワートランジスタ５と水晶振動子４との間に、隙間を設けることによって、熱板６以外の熱の伝導経路が形成されないようにしている。これによって、パワートランジスタ５と水晶振動子４との間に隙間を設けることなく、直接接触させた場合のように、パワートランジスタ５や水晶振動子４の個体差によって、両者の接触の程度にバラツキが生じ、熱伝導の度合いが変化して水晶振動子４の温度制御が難しくなるといった事態を回避することができる。 As shown in the plan view of FIG. 3, the power transistor 5 and the quartz oscillator 4 are arranged in parallel along the longitudinal direction of the flat plate portion 6a with a gap therebetween. Thus, by providing a gap between the power transistor 5 and the crystal unit 4, a heat conduction path other than the heat plate 6 is prevented from being formed. As a result, the degree of contact between the power transistor 5 and the crystal unit 4 varies depending on the individual difference between the power transistor 5 and the crystal unit 4 as in the case where the power transistor 5 and the crystal unit 4 are directly contacted without providing a gap between them. Is generated, and it is possible to avoid a situation in which the degree of heat conduction changes and it becomes difficult to control the temperature of the crystal unit 4.

パワートランジスタ５からの発熱は、高熱伝導性の熱板６を介して水晶振動子４に伝達されると共に、水晶振動子４の近接位置のサーミスタ７に迅速に伝達されるので、サーミスタ７の検出温度に基づいて、信頼性の高い温度制御を行うことができ、周波数温度特性を向上させることができる。 The heat generated from the power transistor 5 is transmitted to the crystal unit 4 via the heat plate 6 having high thermal conductivity and quickly transmitted to the thermistor 7 in the vicinity of the crystal unit 4. Highly reliable temperature control can be performed based on the temperature, and frequency temperature characteristics can be improved.

更に、小幅で断面積の小さい複数の脚部６ｄ，６ｅを介して熱板６を基板３に支持することで、パワートランジスタ５からの発熱が、脚部６ｄ，６ｅを介して基板３に伝達されて放熱されるのを抑制することができる。特に、パワートランジスタ５寄りの脚部６ｄを単一とすることで、パワートランジスタ５からの発熱が無駄なく熱板６の平板部６ａに伝達されて水晶振動子４を加熱することができるので、結果として低消費電力化を図ることができる。 Further, by supporting the hot plate 6 on the substrate 3 via a plurality of legs 6d and 6e having a small width and a small sectional area, heat generated from the power transistor 5 is transmitted to the substrate 3 via the legs 6d and 6e. And heat dissipation can be suppressed. In particular, by using a single leg 6 d near the power transistor 5, heat generated from the power transistor 5 can be transmitted to the flat plate portion 6 a of the hot plate 6 without waste, thereby heating the crystal unit 4. As a result, low power consumption can be achieved.

また、熱板６は、長方形状の平板部６ａと、その長手方向の両端から基板３に向かって延びる一対の折曲部６ｂ，６ｃとを有し、図４に示すように、側面視では下向き「コ」の字状であり、長手方向（図４の左右方向）に直交する方向（図４の紙面に垂直方向）は開放されている。すなわち、平板部６ａは、パワーパランジスタ５からの発熱を、水晶振動子４へ伝達する方向である長手方向のみに延びており、長手方向に直交する方向は開放されているので、パワートランジスタ５からの発熱が、水晶振動子４以外に伝達されて無駄に放熱されるのを抑制することができ、低消費電力化を図ることができる。 The hot plate 6 has a rectangular flat plate portion 6a and a pair of bent portions 6b and 6c extending from both ends in the longitudinal direction toward the substrate 3, and as shown in FIG. It has a downward U-shape, and is open in a direction perpendicular to the longitudinal direction (the left-right direction in FIG. 4) (perpendicular to the plane of FIG. 4). That is, the flat plate portion 6a extends only in the longitudinal direction, which is the direction in which heat generated from the power transistor 5 is transmitted to the crystal unit 4, and is open in the direction orthogonal to the longitudinal direction. The heat generated from the device can be prevented from being transmitted to parts other than the crystal resonator 4 and wastefully dissipated, and power consumption can be reduced.

更に、図４に示すように、パワートランジタ５の側面と、熱板６のパワートランジスタ５寄りの折曲部６ｂとの間には、隙間が設けられているので、パワートランジタ５の側面と熱板６の折曲部６ｂとが直接接触している場合に比べて、パワートランジスタ５からの発熱が、折曲部６ｂ及び脚部６ｄを介して基板３に伝達されて放熱されるのを抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 4, a gap is provided between the side surface of the power transistor 5 and the bent portion 6b of the heating plate 6 near the power transistor 5, so that the side surface of the power transistor 5 is provided. Heat generated from the power transistor 5 is transmitted to the substrate 3 via the bent portion 6b and the leg 6d and is radiated as compared with the case where the heat plate 6 and the bent portion 6b of the heat plate 6 are in direct contact with each other. Can be suppressed.

また、パワートランジスタ５及び水晶振動子４を、熱板６に対して同一面である内面に熱的に結合しているので、熱板６を挟んで内面と外面とにそれぞれ配置する構成に比べて、低背化を図ることができる。 In addition, since the power transistor 5 and the crystal unit 4 are thermally coupled to the inner surface that is the same surface as the heating plate 6, compared to a configuration in which the heating plate 6 is interposed between the inner surface and the outer surface, respectively. Therefore, the height can be reduced.

熱板６には、パワートランジスタ５、水晶振動子４及びサーミスタ７以外の他の電子部品は設けられていないので、パワートランジタ５の発熱が、他の電子部品に伝達されることがなく、水晶振動子４を効率的に加熱することができる。 Since the heating plate 6 is not provided with any other electronic components other than the power transistor 5, the crystal oscillator 4, and the thermistor 7, the heat generated by the power transistor 5 is not transmitted to other electronic components. The crystal oscillator 4 can be efficiently heated.

［その他の実施形態］
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。 [Other Embodiments]
The present invention can also be implemented in the following forms.

（１）図７に示すように、熱板６の両端の折曲部６ｂ，６ｃに、貫通孔１２群をそれぞれ形成すると、熱板６の折曲部６ｂ，６ｃにおける放熱面積が少なくなり、パワートランジスタ５からの発熱が、折曲部６ｂ，６ｃへ拡がって放熱するのを抑制することができる。これによって、パワートランジスタ５からの発熱が、平板部６ａを介して効率よく水晶振動子４に伝達されることになり、消費電力を低減することができる。 (1) As shown in FIG. 7, when the through holes 12 are formed in the bent portions 6b and 6c at both ends of the hot plate 6, respectively, the heat radiation area in the bent portions 6b and 6c of the hot plate 6 is reduced. Heat generation from the power transistor 5 can be suppressed from spreading to the bent portions 6b and 6c and dissipating heat. Thereby, heat generated from the power transistor 5 is efficiently transmitted to the crystal unit 4 via the flat plate portion 6a, and power consumption can be reduced.

なお、貫通孔１２の形状は任意であり、長円形に限らず、円形、スリット状などであってもよく、その数や位置も任意であり、例えば、パワートランジスタ５寄りの折曲部６ｂのみに形成してもよい。 The shape of the through hole 12 is not limited to an ellipse, but may be a circle, a slit, or the like. The number and position of the through hole 12 are also arbitrary. For example, only the bent portion 6b close to the power transistor 5 is provided. May be formed.

また、貫通孔１２に換えて、あるいは、貫通孔１２と共に、熱板６の両端の折曲部６ｂ，６ｃの少なくとも一部を、平板部６ａに比べて薄肉に形成してもよい。 Instead of the through hole 12 or together with the through hole 12, at least a part of the bent portions 6b and 6c at both ends of the heat plate 6 may be formed to be thinner than the flat plate portion 6a.

（２）熱板６を基板３に挿通支持する脚部６ｄ，６ｅは、必ずしも３本に限る必要はなく、熱板６の各折曲部６ｂ，６ｃの中央部から１本ずつ延出してもよく、あるいは、各折曲部６ｂ，６ｃにおける両端部から一対ずつ延出してもよい。 (2) The number of legs 6d, 6e for inserting and supporting the hot plate 6 through the substrate 3 is not necessarily limited to three, and extends one by one from the center of each bent portion 6b, 6c of the hot plate 6. Alternatively, one pair may be extended from both ends of each bent portion 6b, 6c.

また、例えば、図８（ａ）に示すように、パワートランジスタ５寄りの折曲部６ｂの脚部６ｄの幅Ｗ１を、水晶振動子４寄りの折曲部６ｃの各脚部６ｅの幅Ｗ２よりも小幅としてもよく、あるいは、図８（ｂ）に示すように、パワートランジスタ５寄りの平板部６ａ及び折曲部６ｂの幅を脚部６ｄに向かって徐々に狭くしてもよい。 Also, for example, as shown in FIG. 8A, the width W1 of the leg 6d of the bent portion 6b near the power transistor 5 is changed to the width W2 of each leg 6e of the bent portion 6c near the crystal resonator 4. The width of the flat portion 6a and the bent portion 6b near the power transistor 5 may be gradually reduced toward the leg 6d, as shown in FIG. 8B.

このように、パワートランジスタ５寄りの折曲部６ｂやその脚部６ｄを、水晶振動子４寄りの折曲部６ｃやその脚部６ｅに比べて小幅とすることによって、
パワートランジスタ５からの発熱が、パワートランジスタ５寄りの折曲部６を介して基板３へ伝わって放熱するのを抑制して、平板部６ａを介して効率よく水晶振動子４に伝達することができる。 As described above, by making the bent portion 6b near the power transistor 5 and its leg 6d narrower than the bent portion 6c and its leg 6e near the crystal oscillator 4,
Heat generated from the power transistor 5 is prevented from being transmitted to the substrate 3 via the bent portion 6 near the power transistor 5 and dissipated, and is efficiently transmitted to the crystal unit 4 via the flat plate portion 6a. it can.

また、パワートランジスタ５は、バイポーラ型のトランジスタに限らず、電界効果型のトランジスタ（ＦＥＴ）であってもよい。この場合、発熱部としてドレインを用いればよい。 Further, the power transistor 5 is not limited to a bipolar transistor, but may be a field effect transistor (FET). In this case, a drain may be used as the heat generating portion.

また、上記実施形態では、水晶を圧電材料とした水晶発振器について説明したが、本発明は水晶以外の圧電材料を用いた圧電発振器にも適用することができる。 Further, in the above embodiments, the crystal oscillator using quartz as a piezoelectric material has been described, but the present invention can also be applied to a piezoelectric oscillator using a piezoelectric material other than quartz.

３基板
４水晶振動子
５パワートランジスタ（熱源）
６熱板（伝熱板）
６ａ平板部
６ｂ折曲部
６ｃ折曲部
６ｄ脚部
６ｅ脚部
７サーミスタ（温度センサ）
１２貫通孔 3 substrate 4 crystal oscillator 5 power transistor (heat source)
6 hot plate (heat transfer plate)
6a Flat plate portion 6b Bend portion 6c Bend portion 6d Leg 6e Leg 7 Thermistor (temperature sensor)
12 Through hole

Claims

Piezoelectric vibrator and a heat source for heating the piezoelectric vibrator, in a piezoelectric oscillator provided on a substrate,
The piezoelectric vibrator and the heat source, comprising a heat transfer plate provided on the substrate to surround between the substrate,
The piezoelectric vibrator has a lead terminal, the heat source is a power transistor having a lead terminal,
The heat transfer plate has a rectangular flat plate portion facing the substrate, and a pair of bent portions extending toward the substrate from both ends of the flat plate portion,
The piezoelectric vibrator and the heat source are thermally coupled to a surface of the flat plate portion facing the substrate, respectively.
The piezoelectric vibrator has a metal case with a built-in vibrating reed, the power transistor has a heat sink on the upper surface,
The upper surface of the case of the piezoelectric vibrator and the radiator plate of the power transistor are respectively soldered to a surface of the heat transfer plate facing the substrate of the flat plate portion,
The lower surface of the case of the piezoelectric vibrator soldered to the surface of the flat plate portion of the heat transfer plate facing the substrate, and the lower surface of the power transistor are separated from the substrate,
A piezoelectric oscillator characterized in that:

The flat plate portion of the heat transfer plate is rectangular,
The piezoelectric vibrator and the power transistor are arranged in parallel along the longitudinal direction of the flat plate portion,
A temperature sensor that detects a temperature of the piezoelectric vibrator,
The piezoelectric oscillator according to claim 1.

A width of the heat transfer plate in a direction orthogonal to a longitudinal direction of the flat plate portion is equal to or greater than a width covering a portion corresponding to the vibrating piece incorporated in the case.
The piezoelectric oscillator according to claim 2.

The pair of bent portions of the heat transfer plate have legs respectively connected to the substrate,
The leg portion is narrower than the bent portion,
The piezoelectric oscillator according to claim 1 .

Of the pair of bent portions of the heat transfer plate, the bent portion closer to the power transistor has a smaller number of legs than the bent portion closer to the piezoelectric vibrator.
The piezoelectric oscillator according to claim 4.

In at least one of the pair of bent portions of the heat transfer plate, a through hole is formed,
The piezoelectric oscillator according to claim 1 .

The piezoelectric vibrator is a quartz vibrator,
The piezoelectric oscillator according to claim 1 .