JPS59168713A - 温度補償形振動子 - Google Patents
温度補償形振動子Info
- Publication number
- JPS59168713A JPS59168713A JP4171683A JP4171683A JPS59168713A JP S59168713 A JPS59168713 A JP S59168713A JP 4171683 A JP4171683 A JP 4171683A JP 4171683 A JP4171683 A JP 4171683A JP S59168713 A JPS59168713 A JP S59168713A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heating element
- compensated
- package
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/08—Holders with means for regulating temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は温度補償用の発熱体菓子全バクケージ内に設け
、周囲温度の変化に対して振動菓子を一定温度に保つ振
動子構造に関する。
、周囲温度の変化に対して振動菓子を一定温度に保つ振
動子構造に関する。
（ｂ） 技術の背景
水晶やＬ ｉ Ｔ ａ Ｏ ｓ等の圧電体基板に適当な
成極をパターン形成し、該電極に父流電界を印加すると
、圧電体基板は目〕加電界に寺しい周波数の応力を生じ
、印加電界の周波数が希板の固Ｍ周波数に一致すると、
共振して強勢な振動が得られる。このような机板を利用
した低動子は、通信装置等の発振回路やフィルタに広く
用いられているが、七の共伽周阪数は周囲温度によシ変
化する。
成極をパターン形成し、該電極に父流電界を印加すると
、圧電体基板は目〕加電界に寺しい周波数の応力を生じ
、印加電界の周波数が希板の固Ｍ周波数に一致すると、
共振して強勢な振動が得られる。このような机板を利用
した低動子は、通信装置等の発振回路やフィルタに広く
用いられているが、七の共伽周阪数は周囲温度によシ変
化する。
しｌえば水晶振励子において、温度に対し最も安定であ
るとされているものでも、通常の使用温度範囲における
周波数変化は２Ｘ１０ ’程度が限度である。
るとされているものでも、通常の使用温度範囲における
周波数変化は２Ｘ１０ ’程度が限度である。
（ｃ）従来技術と問題点
上記振動子において、一般の産業・民生機器には従来水
晶振動子が多く使用されておル、その温度桶慎を心安と
しないが、高い安定度が要求される場合、特に小型であ
ジ広帯域＾周波特性に曖れるところのＬｉＴａ０１やＬ
ｉ Ｎｂ Ｏｓ単結昂を圧電体としたストリップ型振
動子の安定化に際しては、従来、ヒータと感温素子（例
えばサーミスタ）とを具えた恒温槽内で使用していた。
晶振動子が多く使用されておル、その温度桶慎を心安と
しないが、高い安定度が要求される場合、特に小型であ
ジ広帯域＾周波特性に曖れるところのＬｉＴａ０１やＬ
ｉ Ｎｂ Ｏｓ単結昂を圧電体としたストリップ型振
動子の安定化に際しては、従来、ヒータと感温素子（例
えばサーミスタ）とを具えた恒温槽内で使用していた。
従って、恒温槽は振動子よシも大型で必シ、振動子の周
囲温度を一定化させるため立上多速度が遅く、振動子を
恒温に維持する消費電力の低減化設計が限界に達してい
た。
囲温度を一定化させるため立上多速度が遅く、振動子を
恒温に維持する消費電力の低減化設計が限界に達してい
た。
第１図はストリップ型振動素子を説明するための図であ
り、（イ）は斜視図、（ロ）は厚みすべ夛振動全説明す
るだめのものである。
り、（イ）は斜視図、（ロ）は厚みすべ夛振動全説明す
るだめのものである。
第１図において、掘ｗＪ累子ｌはり、１Ｔａｏｓ単結晶
のＸ板から切出した圧電体基板２０対向主面それぞれに
１字形の電極パターン３と４を４１層してなル、電極パ
ターン３と４に高Ａｅ゛を界を印刀口すると、（ロ）図
や矢印方向へ厚みすベク振動を生じ、その大きさは（ロ
）図に示す如く、′電極パターン３と４が基板２の中央
でその全幅に渡って被着された部分に振動エネルギが閉
じ込められて最も大姓く、両端へ行くほど小さくなって
いる。そして振動素子１は、水、ＩｉＩ振ｗＪＪＸ子に
比べて温度特注が劣っていた。
のＸ板から切出した圧電体基板２０対向主面それぞれに
１字形の電極パターン３と４を４１層してなル、電極パ
ターン３と４に高Ａｅ゛を界を印刀口すると、（ロ）図
や矢印方向へ厚みすベク振動を生じ、その大きさは（ロ
）図に示す如く、′電極パターン３と４が基板２の中央
でその全幅に渡って被着された部分に振動エネルギが閉
じ込められて最も大姓く、両端へ行くほど小さくなって
いる。そして振動素子１は、水、ＩｉＩ振ｗＪＪＸ子に
比べて温度特注が劣っていた。
（ｄ） 発明の目的
本発明の目的は、振動子を恒は僧に入ｎて使用したとき
の欠点を除去し、周囲温度の変化に対して安定度の高い
振動子を提供することでおる。
の欠点を除去し、周囲温度の変化に対して安定度の高い
振動子を提供することでおる。
（ｅ） 発明の構成
上記目的は、パッケージ内に少なくとも電気抵抗で発熱
する発熱体素子を設けたことを特徴とする＠夏補償形振
動子を提供して達成される。
する発熱体素子を設けたことを特徴とする＠夏補償形振
動子を提供して達成される。
（ｆ） 発明の実施例
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明の一笑施例に係わるチップ謔振動子の概
略構成を示す側断面図である。
略構成を示す側断面図である。
第２図において、振動子１１はＬｉＴａＯ５にてなるス
トリップｍ振動素子１２を、セラミックス基板１３とセ
ラミックスキャップ１４とでなるパッケージに内蔵した
ものでるる。振動素子１２は圧電体基板１５の対向工面
それぞれに・成極パターンエ６と１７を仮宥し、圧電体
基板１５の長さ方向端部に電極パターン１６又は１７と
接続する導体端子１８と１９が設けである。一方、基板
１３の上面には導体端子１８と１９ぞれぞれが尋″亀性
接漸材２０又は２１で接続される導体パターン２２と２
３が設けてあシ、前記上面の中央には適当な電気抵抗を
有する抵抗体パターン（発熱体素子）２４が設けるれて
いる。そして、キャップ１４はその周縁端を絶縁性封止
材２５にて基板１３の上面に接層したとき、基板１３に
搭載した振動素子１２を榎うようになるが、基板１３の
上面に被層し抵抗体パターン２４に接続された１対の導
体パターン（図示せず）は、キャップ１４よシも外側に
導出されている。
トリップｍ振動素子１２を、セラミックス基板１３とセ
ラミックスキャップ１４とでなるパッケージに内蔵した
ものでるる。振動素子１２は圧電体基板１５の対向工面
それぞれに・成極パターンエ６と１７を仮宥し、圧電体
基板１５の長さ方向端部に電極パターン１６又は１７と
接続する導体端子１８と１９が設けである。一方、基板
１３の上面には導体端子１８と１９ぞれぞれが尋″亀性
接漸材２０又は２１で接続される導体パターン２２と２
３が設けてあシ、前記上面の中央には適当な電気抵抗を
有する抵抗体パターン（発熱体素子）２４が設けるれて
いる。そして、キャップ１４はその周縁端を絶縁性封止
材２５にて基板１３の上面に接層したとき、基板１３に
搭載した振動素子１２を榎うようになるが、基板１３の
上面に被層し抵抗体パターン２４に接続された１対の導
体パターン（図示せず）は、キャップ１４よシも外側に
導出されている。
このように構成された振動子１１において、抵抗体パタ
ーン２４は温度に対して線形の抵抗特性を有する材料、
又は非裔形の抵抗特性を有する材料で形成し、パッケー
ジ内の温度を通常の周囲温度より高く設定した範囲内に
維持する。しかしながら、線形の抵抗特性を有する材料
、例えばＮｉＣｒやＴａ又はＡ＃ｌ化物にて抵抗体パタ
ーン２４を形成したときは、そのパッケージ内に収納さ
せたサーミスタ等の感温素子を一辺としてブリッジを構
成し、該ブリッジの不平衡電圧が抵抗体パターン２４に
流れる電流を制御するようになる。その反面、非線形の
抵抗特性を有する材料、例えばＣｅなどの希土類元紫を
微量に含むＢａＴｉＯｓ 全焼付けて抵抗体パターン２
４を形成したときは、その温度−抵抗特性は第３図に示
す如く成る温度で逮抗１区が急激に増大するため、感温
素子を用いることなく振動子のパッケージ内温度を一定
に維持するようになる。
ーン２４は温度に対して線形の抵抗特性を有する材料、
又は非裔形の抵抗特性を有する材料で形成し、パッケー
ジ内の温度を通常の周囲温度より高く設定した範囲内に
維持する。しかしながら、線形の抵抗特性を有する材料
、例えばＮｉＣｒやＴａ又はＡ＃ｌ化物にて抵抗体パタ
ーン２４を形成したときは、そのパッケージ内に収納さ
せたサーミスタ等の感温素子を一辺としてブリッジを構
成し、該ブリッジの不平衡電圧が抵抗体パターン２４に
流れる電流を制御するようになる。その反面、非線形の
抵抗特性を有する材料、例えばＣｅなどの希土類元紫を
微量に含むＢａＴｉＯｓ 全焼付けて抵抗体パターン２
４を形成したときは、その温度−抵抗特性は第３図に示
す如く成る温度で逮抗１区が急激に増大するため、感温
素子を用いることなく振動子のパッケージ内温度を一定
に維持するようになる。
なお第３区において、縦軸は固有抵抗値、横軸は抵抗体
の温度、実ｍＡは前記ＢａＴｉＯｓの特性値を示す曲線
であシ、抵抗値が急激に上昇する温度ｔ、は含む希土類
元素の種類と量によって異なる。
の温度、実ｍＡは前記ＢａＴｉＯｓの特性値を示す曲線
であシ、抵抗値が急激に上昇する温度ｔ、は含む希土類
元素の種類と量によって異なる。
そこで、振動子の使用温反領域ｔ２〜ｔ３よシも温度ｔ
、が適当に大きい抵抗体パターン２４を形成すれば、抵
抗体パターン２４に常時に電流を流すことによシ振動子
内部の温度は温度領域ｔｔ−’−ｔ、に維持されるよう
になる。
、が適当に大きい抵抗体パターン２４を形成すれば、抵
抗体パターン２４に常時に電流を流すことによシ振動子
内部の温度は温度領域ｔｔ−’−ｔ、に維持されるよう
になる。
第４図は本発明の他の一実施例になる撫動子に内蔵させ
たストリップ型振動素子の平面図である。
たストリップ型振動素子の平面図である。
第４図において、振動素子３１はＬ ｉ Ｔ ａ Ｏｓ
にてなる圧電体基板１２の対向主面それぞれに′電界印
加用電極パターン３３を被着し、一方の前記主面に電極
パターン３３と対向する抵抗体パターン３４及び抵抗体
パターン３４の両端そｎぞれに接続する１対の４体パタ
ーン３５を被着したものでめるＯこのような振Ｉｌｈ素
子３１は、第２１に示した振動素子１２と同様にパッケ
ージ内へ内蔵させ、ノ（ツケージに被着形成した外ｓ接
続用導体パターン及び振動素子３１の導体パターン３５
を介して、抵抗体パターン３４に電流を流して、振動子
内の温度を通常の周囲温度よ）高く設定した範囲内に維
持するようになる。ただし前記電流の？！１ｌ１１ｉ１
は、振動素子３１とともにサーミスタ等の感温菓子をバ
、ケージ内へ内蔵させ該感温素子を一辺としたブリッジ
回路によシ、又は第３図で説明した如き非線形特性の抵
抗体パターンをパッケージ内で導体パターン３５と接続
形成すること等によシ行われるＯ なお、第２図及び第４図の実施例において、抵抗体パタ
ーン２４及び３６が振動子の高周波特狂に影響しないよ
うにするには、振ｍ索子１２及び３１の対向電極パター
ン１６と１７又は１対の３３のうちのアース・ポテンシ
ャル側に配設して有効である０ また、第４図の実施例において、抵抗体パターン３６は
圧電体基板３２の一方の主面に、かつ電極パターン３３
と向い合せに形成しているが、圧電体基板３２の対向主
面それぞれに形成してもよいし、Ｓ ｉ ０２等にてな
る絶縁膜を介して電極パターン３３に積層形成させても
よい。
にてなる圧電体基板１２の対向主面それぞれに′電界印
加用電極パターン３３を被着し、一方の前記主面に電極
パターン３３と対向する抵抗体パターン３４及び抵抗体
パターン３４の両端そｎぞれに接続する１対の４体パタ
ーン３５を被着したものでめるＯこのような振Ｉｌｈ素
子３１は、第２１に示した振動素子１２と同様にパッケ
ージ内へ内蔵させ、ノ（ツケージに被着形成した外ｓ接
続用導体パターン及び振動素子３１の導体パターン３５
を介して、抵抗体パターン３４に電流を流して、振動子
内の温度を通常の周囲温度よ）高く設定した範囲内に維
持するようになる。ただし前記電流の？！１ｌ１１ｉ１
は、振動素子３１とともにサーミスタ等の感温菓子をバ
、ケージ内へ内蔵させ該感温素子を一辺としたブリッジ
回路によシ、又は第３図で説明した如き非線形特性の抵
抗体パターンをパッケージ内で導体パターン３５と接続
形成すること等によシ行われるＯ なお、第２図及び第４図の実施例において、抵抗体パタ
ーン２４及び３６が振動子の高周波特狂に影響しないよ
うにするには、振ｍ索子１２及び３１の対向電極パター
ン１６と１７又は１対の３３のうちのアース・ポテンシ
ャル側に配設して有効である０ また、第４図の実施例において、抵抗体パターン３６は
圧電体基板３２の一方の主面に、かつ電極パターン３３
と向い合せに形成しているが、圧電体基板３２の対向主
面それぞれに形成してもよいし、Ｓ ｉ ０２等にてな
る絶縁膜を介して電極パターン３３に積層形成させても
よい。
（ｇ） 発明の詳細
な説明した如く本発明によれば、＠度補償用発熱体素子
（抵抗体パターン）を振動子の円部に有するため、恒温
槽を用いることなく振動子の温度特性が著しく向上し、
かつ、恒温槽に比べて温度備偵に資する消ｗＣｔ力が大
幅に低減したのみならず、惚めて狭い空間を加熱すれば
よいため立上シ速度を速め得た効果は太きい。
（抵抗体パターン）を振動子の円部に有するため、恒温
槽を用いることなく振動子の温度特性が著しく向上し、
かつ、恒温槽に比べて温度備偵に資する消ｗＣｔ力が大
幅に低減したのみならず、惚めて狭い空間を加熱すれば
よいため立上シ速度を速め得た効果は太きい。
第１図はストリップ型振ｍｇ子ｔ−ｇ明するための図、
第２図は不発明の一実施例になるチップ型振動子の概略
構成を示す側断面図、第３図は温度に対して非線形であ
る抵抗特性を説明するための図、第４図は本発明の他の
一実施例になる振動子に内蔵させたストリップ型振動素
子の平面図である０ 図中において、１．１２．３１は振ＩｉＪ票子、２，１
５゜３２は圧電体基板、 ３，４，１６，１７．３３
は′電極パターン（電＠ｉ）、１１は振動子、ｉａはパ
ッケージ用基板、１４はパッケージ用キャップ、２４．
３４は抵抗体パターン（発熱体素子）を示す。 劉ｌ閉 （４） − （Ｖ） 寮？閃 察Ｊ圓 そ３ｔｐｔＩ 法度 −知 手４−町 ア
第２図は不発明の一実施例になるチップ型振動子の概略
構成を示す側断面図、第３図は温度に対して非線形であ
る抵抗特性を説明するための図、第４図は本発明の他の
一実施例になる振動子に内蔵させたストリップ型振動素
子の平面図である０ 図中において、１．１２．３１は振ＩｉＪ票子、２，１
５゜３２は圧電体基板、 ３，４，１６，１７．３３
は′電極パターン（電＠ｉ）、１１は振動子、ｉａはパ
ッケージ用基板、１４はパッケージ用キャップ、２４．
３４は抵抗体パターン（発熱体素子）を示す。 劉ｌ閉 （４） − （Ｖ） 寮？閃 察Ｊ圓 そ３ｔｐｔＩ 法度 −知 手４−町 ア
Claims (6)
- （１）圧電体基板に１＊女のｒｌ、傷等が設けられた圧
電゛素子をパッケージに内紙してなる振鯛子に２いて、
バクケージ内に少なくとも＆ｌＥ気抵抗抵抗９元熱する
発熱体素子を設けたことを１＃似とする温度補償形珈動
子。 - （２）前記発熱体素子を前記振動菓子に設けてなること
を特徴とする特許 載した温度補償形振動子。 - （３）前記所安の篭憾と前記発熱坏累子とが絶縁層を介
して積層形成されてなることを特徴とするＭｉＪ記時許
請求の範囲ｉ４４（２）項に６己躯した＠度＠慎形振動
子０ - （４）前記発熱体素子が前記振ｍ素子を悟滅したパッケ
ージ基板に設けてなることを特徴とするｈＩＪ記特Ｗｆ
ｌ！Ｈ求の範囲第（１）項に記載した―製補償形振鯛子
０ - （５）前記バクケージ内に温度センサを設け、職センサ
が前記発熱体素子に流れる′成流を制御するように構成
してなることを特徴とする前紀脊許請求の範囲第（１）
項に記載した温度備偵形蚤励子。 - （６）前記発熱体素子が温度に河して非線形の抵抗特性
を有することを特徴とする前記籍前Ｉ１＊求の範囲第（
１）狽に記載した温度補償形掘動子Ｏ（７）前記振ｇｌ
ＩＪ素子が圧電体基板の厚み振ＩＢＪをオリ用した素子
であることを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）項
に記載した温度補償形像動子Ｑ（８）前記圧′電体基板
がＬｉＴａＯ．の単積晶から切出したものであることを
特徴とする前配符吐開求の範囲第（１）項に記載した温
度補償形振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171683A JPS59168713A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 温度補償形振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4171683A JPS59168713A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 温度補償形振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59168713A true JPS59168713A (ja) | 1984-09-22 |
Family
ID=12616142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4171683A Pending JPS59168713A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | 温度補償形振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59168713A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0686310A1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-12-13 | Motorola, Inc. | A method of compliantly mounting a piezoelectric device |
| US5917272A (en) * | 1998-06-11 | 1999-06-29 | Vectron, Inc. | Oven-heated crystal resonator and oscillator assembly |
| JP2014003677A (ja) * | 2009-05-14 | 2014-01-09 | Seiko Epson Corp | 圧電デバイス |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP4171683A patent/JPS59168713A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0686310A1 (en) * | 1993-12-23 | 1995-12-13 | Motorola, Inc. | A method of compliantly mounting a piezoelectric device |
| EP0686310A4 (en) * | 1993-12-23 | 1996-04-03 | Motorola Inc | CONFORMABLE MOUNTING METHOD OF A PIEZOELECTRIC DEVICE |
| US5917272A (en) * | 1998-06-11 | 1999-06-29 | Vectron, Inc. | Oven-heated crystal resonator and oscillator assembly |
| JP2014003677A (ja) * | 2009-05-14 | 2014-01-09 | Seiko Epson Corp | 圧電デバイス |
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