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JP5912566B2 - Crystal oscillator with temperature chamber - Google Patents
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Description

本発明は、恒温槽付水晶発振器に係り、特に、高さ(厚さ)寸法を低減して低背化を図り、製造工程を簡略化すると共に、周波数温度特性を良好にすることができる恒温槽付水晶発振器に関する。   The present invention relates to a crystal oscillator with a thermostatic chamber, and in particular, a constant temperature capable of reducing the height (thickness) size to reduce the height, simplifying the manufacturing process, and improving the frequency temperature characteristics. It relates to a crystal oscillator with a tank.

[先行技術の説明]
恒温槽付水晶発振器(OCXO;Oven Controlled Crystal Oscillator)は、水晶振動子の動作温度を一定に維持することから、周波数温度特性に依存した周波数変化を引き起こすことなく、高安定の発振周波数が得られるものである。
水晶振動子は、恒温槽に収納され、恒温槽は、温度制御回路によってその槽内の温度を一定に保持するよう制御される。
[Description of Prior Art]
The Oven Controlled Crystal Oscillator (OCXO) keeps the operating temperature of the crystal unit constant, so that a highly stable oscillation frequency can be obtained without causing a frequency change depending on the frequency temperature characteristics. Is.
The crystal resonator is housed in a thermostatic bath, and the thermostatic bath is controlled by a temperature control circuit so as to keep the temperature in the bath constant.

[従来の恒温槽付水晶発振器の構成:図5]
従来の恒温槽付水晶発振器の構成について図5を用いて説明する。図5は、従来の恒温槽付水晶発振器の断面説明図である。
図5に示すように、従来の恒温槽付水晶発振器は、ガラエポ等から成る第1の基板11と、第1の基板より小さい第2の基板12と、第2の基板12上に搭載された水晶振動子13、パワートランジスタ14、ヒータ抵抗15等の電子部品を備えている。
[Configuration of Conventional Crystal Oscillator with Thermostatic Bath: Fig. 5]
The structure of the conventional crystal oscillator with a thermostat will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of a conventional crystal oscillator with a thermostatic bath.
As shown in FIG. 5, a conventional crystal oscillator with a thermostatic chamber is mounted on a first substrate 11 made of glass epoxy, a second substrate 12 smaller than the first substrate, and the second substrate 12. Electronic parts such as a crystal resonator 13, a power transistor 14, and a heater resistor 15 are provided.

そして、第2の基板12は、複数のピン(リードピン)16によって、第1の基板11から所定の間隔で浮かせた状態で保持され、半田17によって固定されると共に上下の基板が電気的に接続されている。
そして、第2の基板12及びその上に搭載された電子部品を覆うように、第1の基板11上にカバー20が搭載されて、封止された構成となっている。
The second substrate 12 is held by a plurality of pins (lead pins) 16 in a state of being floated from the first substrate 11 at a predetermined interval, and is fixed by solder 17 and the upper and lower substrates are electrically connected. Has been.
And the cover 20 is mounted on the 1st board | substrate 11 so that the 2nd board | substrate 12 and the electronic component mounted on it may be covered, and it has the structure sealed.

上記構成の恒温槽付水晶発振器においては、パワートランジスタ14、ヒータ抵抗15等により温度制御回路が形成されて、水晶振動子の温度を一定に保持するよう制御している。
尚、第2の基板12を第1の基板11から浮かせた構成とすることにより、発熱体からの熱がOCXOの外部に発散しにくくして、空間内の温度を維持するための消費電力を低減するものである。
In the crystal oscillator with a thermostat having the above-described configuration, a temperature control circuit is formed by the power transistor 14, the heater resistor 15, and the like, and is controlled so as to keep the temperature of the crystal resonator constant.
In addition, by making the second substrate 12 float from the first substrate 11, heat from the heating element is hardly diffused to the outside of the OCXO, and power consumption for maintaining the temperature in the space is reduced. It is to reduce.

図5に示した従来の恒温槽付水晶発振器の構成では、ピンの数が多く、ピンと基板とを接続する半田面積が広くなって、電子部品を実装する面積が狭くなり、高密度実装を行わなければならない。
更に、熱源として用いられるヒータ抵抗15の発熱量は電流に依存するが、その変化は線形(直線的)ではないため、周囲温度の変化が生じたときに発熱量のバランスが崩れ、発振器出力の周波数温度特性を劣化させる一因となっていた。
In the structure of the conventional crystal oscillator with a constant temperature bath shown in FIG. 5, the number of pins is large, the solder area for connecting the pins and the substrate is widened, the area for mounting electronic components is narrowed, and high-density mounting is performed. There must be.
Furthermore, although the amount of heat generated by the heater resistor 15 used as a heat source depends on the current, since the change is not linear (linear), when the ambient temperature changes, the amount of generated heat is lost and the output of the oscillator This contributes to the deterioration of frequency temperature characteristics.

[関連技術]
尚、恒温槽付水晶発振器に関する技術としては、特開2007−006270号公報「圧電発振器」(日本電波工業株式会社、特許文献1)、特開2010−177732号公報「恒温型圧電発振器」(エプソントヨコム株式会社、特許文献2)、実開平04−91411号公報「クロックオシレータ」(株式会社富士通ゼネラル、特許文献3)、特開2006−311496号公報「恒温型の水晶発振器」(日本電波工業株式会社、特許文献4)がある。
[Related technologies]
In addition, as a technology related to a crystal oscillator with a thermostatic chamber, JP 2007-006270 A “Piezoelectric Oscillator” (Nippon Denpa Kogyo Co., Ltd., Patent Document 1), JP 2010-177732 A “Constant Thermoelectric Piezoelectric Oscillator” (Epson Toyocom Corporation, Patent Document 2), Japanese Utility Model Publication No. 04-91411 “Clock Oscillator” (Fujitsu General Co., Ltd., Patent Document 3), Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-311696 “Constant Temperature Crystal Oscillator” (Nippon Denpa Kogyo Kogyo Co., Ltd.) Company, Patent Document 4).

特許文献1には、基板表面に形成された凹部と、基板に固着された支持部材とを備え、支持部材により圧電振動子が凹部内に収まり且つ基板から浮いた状態で支持された圧電発振器が記載されている。   Patent Document 1 discloses a piezoelectric oscillator that includes a recess formed on the surface of a substrate and a support member fixed to the substrate, and the piezoelectric vibrator is supported by the support member in a state of being in the recess and floating from the substrate. Have been described.

特許文献2には、基板の下側に設けられた凹部内に加熱用素子を格納し、凹部の開口部に水晶振動子を接合し、基板の上面に感温素子、発振用素子、温度制御用素子が接合されている恒温型圧電発振器が記載されている。   In Patent Document 2, a heating element is housed in a recess provided on the lower side of a substrate, a crystal resonator is bonded to the opening of the recess, and a temperature-sensitive element, an oscillation element, and temperature control are formed on the upper surface of the substrate. A constant temperature type piezoelectric oscillator to which an element for use is bonded is described.

特許文献3には、ステムに凹部を形成して回路部品を収納し、ステムの上にセラミック基板を搭載して、その上に水晶振動子を搭載したクロックオシレータが記載されている。
特許文献4には、基板の下側に水晶振動子と温度制御素子が搭載され、上側に発振回路が搭載され、基板が別の基板に気密端子によって支持されて全体がカバーで覆われた恒温型の水晶発振器が記載されている。
Patent Document 3 describes a clock oscillator in which a recess is formed in a stem to accommodate circuit components, a ceramic substrate is mounted on the stem, and a crystal resonator is mounted thereon.
In Patent Document 4, a crystal resonator and a temperature control element are mounted on the lower side of the substrate, an oscillation circuit is mounted on the upper side, the substrate is supported by an airtight terminal on another substrate, and the whole is covered with a cover. A type of crystal oscillator is described.

特開2007−006270号公報JP 2007-006270 A 特開2010−177732号公報JP 2010-177732 A 実開平04−91411号公報Japanese Utility Model Publication No. 04-91411 特開2006−311496号公報JP 2006-311496 A

しかしながら、従来の恒温槽付水晶発振器では、2枚の基板を一定の間隔で接続するため高さ方向の寸法が大きく、薄型のデバイスへの使用が困難であり、また、ピンの数が多く工程が煩雑であり、更に、ヒータ抵抗からの非線形な発熱により発振器の周波数温度特性が劣化することがあるという問題点があった。   However, in the conventional crystal oscillator with a thermostatic bath, since the two substrates are connected at regular intervals, the dimension in the height direction is large, making it difficult to use in a thin device, and the number of pins is large. In addition, there is a problem that the frequency temperature characteristics of the oscillator may be deteriorated due to non-linear heat generation from the heater resistance.

尚、特許文献1〜4には、ピンを用いず、第1の基板(ベース基板)を途中までくり抜いて形成した凹部の開口部上に第2の基板を密着して搭載し、第2の基板の下面に水晶振動子やパワートランジスタを搭載して凹部に収納し、第2の基板に形成されたスルーホールを介して、第2の基板の上下の面が電気的に接続された構成は記載されていない。   In Patent Documents 1 to 4, a second substrate is mounted in close contact with an opening of a recess formed by cutting out the first substrate (base substrate) halfway without using pins. A structure in which a crystal resonator and a power transistor are mounted on the lower surface of the substrate and housed in a recess, and the upper and lower surfaces of the second substrate are electrically connected through a through hole formed in the second substrate. Not listed.

本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、ピンを無くして低背化を図り、薄型デバイスへの適用を可能とすると共に工程を簡略化し、良好な周波数温度特性を得ることができる恒温槽付水晶発振器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be reduced in height by eliminating pins, enabling application to a thin device, simplifying the process, and obtaining good frequency temperature characteristics. An object is to provide a crystal oscillator with a thermostatic bath.

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、ベース基板となる第1の基板と、水晶振動子が搭載された第2の基板とを備え、温度センサと、パワートランジスタと、ヒータ抵抗とを有する温度制御回路によって温度が一定に制御される恒温槽付水晶発振器であって、温度制御回路は、ヒータ抵抗を流れる電流を制限する電流制限回路を備え、第1の基板の上面に凹部が形成され、凹部の開口部を覆うように第2の基板が第1の基板上に密着して搭載され、第2の基板は、上面又は下面のいずれか一方の面に水晶振動子と温度センサとが搭載され、他方の面にパワートランジスタが搭載され、水晶振動子とパワートランジスタとが、第2の基板を挟んで対向する位置に搭載されると共に、上面と下面とを接続するスルーホールが、水晶振動子とパワートランジスタとに挟まれた領域に複数形成され、スルーホールは、水晶振動子及びパワートランジスタに当接しており、第2の基板に搭載された水晶振動子又はパワートランジスタのいずれか一方が凹部に格納されていることを特徴としている。 The present invention for solving the problems of the conventional example includes a first substrate serving as a base substrate and a second substrate on which a crystal resonator is mounted, and includes a temperature sensor, a power transistor, and a heater resistor. And a temperature control circuit having a constant temperature controlled crystal oscillator, wherein the temperature control circuit includes a current limiting circuit for limiting a current flowing through the heater resistor, and a recess is formed on the upper surface of the first substrate. And the second substrate is mounted in close contact with the first substrate so as to cover the opening of the recess, and the second substrate is mounted on either the upper surface or the lower surface with the crystal resonator and the temperature. and the sensor is mounted, it is mounted a power transistor on the other side, and a crystal oscillator and the power transistor, while being mounted in a position facing each other across the second substrate, to connect the upper and lower surfaces through hole, in the quartz crystal resonator And a plurality formed in a region sandwiched between the power transistor, the through hole is in contact with the crystal oscillator and the power transistor, one recess of installed quartz oscillator or a power transistor on a second substrate It is characterized by being stored in.

また、本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、凹部が、第1の基板の一方の短辺寄りに形成されると共に、他方の短辺寄りには第2の基板が搭載されていない領域を備え、当該他方の短辺寄りの第2の基板が搭載されていない領域にヒータ抵抗が搭載されていることを特徴としている。   Further, according to the present invention, in the crystal oscillator with a thermostatic bath, the concave portion is formed near one short side of the first substrate, and the second substrate is not mounted near the other short side. The heater resistor is mounted in a region where the second substrate near the other short side is not mounted.

また、本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、ヒータ抵抗が、第2の基板の上面に搭載されていることを特徴としている。   Moreover, the present invention is characterized in that, in the crystal oscillator with a thermostat, a heater resistor is mounted on the upper surface of the second substrate.

また、本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、水晶振動子が、表面実装型であることを特徴としている。   In addition, the present invention is characterized in that in the crystal oscillator with a thermostatic bath, the crystal resonator is of a surface mount type.

また、本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、水晶振動子が、リードタイプであることを特徴としている。   The present invention is also characterized in that, in the above-described crystal oscillator with a thermostat, the crystal resonator is a lead type.

また、本発明は、上記恒温槽付水晶発振器において、凹部が、第1の基板をくり抜いて形成されていることを特徴としている。   Moreover, the present invention is characterized in that in the crystal oscillator with a thermostatic bath, the recess is formed by hollowing out the first substrate.

本発明によれば、ベース基板となる第1の基板と、水晶振動子が搭載された第2の基板とを備え、温度センサと、パワートランジスタと、ヒータ抵抗とを有する温度制御回路によって温度が一定に制御される恒温槽付水晶発振器であって、温度制御回路は、ヒータ抵抗を流れる電流を制限する電流制限回路を備え、第1の基板の上面に凹部が形成され、凹部の開口部を覆うように第2の基板が第1の基板上に密着して搭載され、第2の基板は、上面又は下面のいずれか一方の面に水晶振動子と温度センサとが搭載され、他方の面にパワートランジスタが搭載され、水晶振動子とパワートランジスタとが、第2の基板を挟んで対向する位置に搭載されると共に、上面と下面とを接続するスルーホールが、水晶振動子とパワートランジスタとに挟まれた領域に複数形成され、スルーホールは、水晶振動子及びパワートランジスタに当接しており、第2の基板に搭載された水晶振動子又はパワートランジスタのいずれか一方が凹部に格納されている恒温槽付水晶発振器としているので、第1の基板と第2の基板とを接続するピンを不要として、高さ方向の寸法を大幅に小さくして用途を拡大すると共に、製造工程を簡易にし、また、熱源を線形に制御することにより、発振器の周波数温度特性を良好にすることができ、更に、パワートランジスタからの熱が、複数のスルーホールを介して水晶振動子に伝わり、水晶振動子の金属カバーから空間に放射されることにより水晶振動子が格納された空間を効率的に温めることができ、消費電力を低減できる効果がある。 According to the present invention, the temperature control circuit includes a first substrate serving as a base substrate and a second substrate on which a crystal resonator is mounted, and the temperature is controlled by a temperature control circuit having a temperature sensor, a power transistor, and a heater resistor. A crystal oscillator with a thermostatic bath controlled to be constant, wherein the temperature control circuit includes a current limiting circuit that limits a current flowing through the heater resistor, a recess is formed on the upper surface of the first substrate, and an opening of the recess is formed. The second substrate is mounted in close contact with the first substrate so as to cover, and the second substrate has the crystal resonator and the temperature sensor mounted on either the upper surface or the lower surface, and the other surface. the power transistor is mounted, and a quartz oscillator and the power transistor, while being mounted in a position facing each other across the second substrate, through holes connect the upper and lower surfaces are crystal oscillator and the power transistor Between A plurality formed in a region, a constant temperature through hole is in contact with the crystal oscillator and the power transistor, either one of the on-board crystal oscillator or the power transistor on the second substrate is stored in the recess Since it is a crystal oscillator with a tank, it eliminates the need for pins to connect the first substrate and the second substrate, greatly reduces the height dimension and expands applications, and simplifies the manufacturing process. By controlling the heat source linearly, the frequency temperature characteristics of the oscillator can be improved , and the heat from the power transistor is transmitted to the crystal unit through a plurality of through-holes. By radiating from the cover to the space, the space in which the crystal resonator is stored can be efficiently heated, and power consumption can be reduced.

また、本発明によれば、凹部が、第1の基板の一方の短辺寄りに形成されると共に、他方の短辺寄りには第2の基板が搭載されていない領域を備え、当該他方の短辺寄りの第2の基板が搭載されていない領域にヒータ抵抗が搭載されている上記恒温槽付水晶発振器としているので、ヒータ抵抗を水晶振動子からできるだけ離れた位置に搭載することができ、非線形な発熱の影響を小さくして、発振器の周波数温度特性を良好にすることができ、また、第2の基板の大きさを小さくしてコストを低減できる効果がある。   According to the present invention, the recess is formed near one short side of the first substrate, and the second substrate is provided near the other short side, and the other substrate is provided with the second substrate. Since the above-mentioned oven controlled crystal oscillator with a heater resistor mounted in a region where the second substrate near the short side is not mounted, the heater resistor can be mounted as far as possible from the crystal resonator, The effect of non-linear heat generation can be reduced to improve the frequency temperature characteristics of the oscillator, and the size of the second substrate can be reduced to reduce the cost.

また、本発明によれば、ヒータ抵抗が、第2の基板の上面に搭載されている上記恒温槽付水晶発振器としているので、全ての電子部品を第2の基板に実装することにより、第1の基板の実装工程を不要とし、製造工程を簡易にすることができる効果がある。   In addition, according to the present invention, the heater resistor is the above-mentioned crystal oscillator with a thermostatic bath mounted on the upper surface of the second substrate. Therefore, by mounting all the electronic components on the second substrate, This eliminates the need for a substrate mounting process and simplifies the manufacturing process.

また、本発明によれば、凹部が、第1の基板をくり抜いて形成されている上記恒温槽付水晶発振器としているので、第1の基板の側面には複数の部材を接合した場合に形成される接合部がなく、側面に形成される電極や端子等が断線するのを防ぐ効果がある。   Further, according to the present invention, since the concave portion is the crystal oscillator with a thermostatic chamber formed by hollowing out the first substrate, it is formed when a plurality of members are bonded to the side surface of the first substrate. There is an effect of preventing disconnection of electrodes and terminals formed on the side surfaces.

本発明の第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の断面説明図であり、(a)は第1の構成、(b)は第2の構成を示している。It is sectional explanatory drawing of the crystal oscillator with a thermostat which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (a) has shown 1st structure, (b) has shown 2nd structure. 第1の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路の回路図である。It is a circuit diagram of the temperature control circuit of the 1st crystal oscillator with a thermostat. 本発明の第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the crystal oscillator with a thermostat which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の断面説明図であり、(a)は第1の構成、(b)は第2の構成を示している。It is sectional explanatory drawing of the crystal oscillator with a thermostat which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, (a) has shown the 1st structure, (b) has shown the 2nd structure. 従来の恒温槽付水晶発振器の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the conventional crystal oscillator with a thermostat.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]

本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器は、温度制御回路に、ヒータ抵抗への電流を制限する電流制限回路を備えて、熱源をパワートランジスタとし、ベース基板となる第1の基板に、くり抜きによって凹部が形成され、当該凹部の開口部上に第2の基板が搭載され、第2の基板の上面又は下面のいずれか一方の面に水晶振動子及び温度センサが搭載されると共に、第2の基板の他方の面にパワートランジスタが搭載され、第2の基板に形成されたスルーホールを介して第2の基板の上面と下面とが電気的に接続され、第1の基板上に全体を覆うカバーを搭載した構成としており、ピンを不要として低背化を図り薄型の装置に搭載可能とし、用途を拡大させることができ、また、部品実装面積を拡大でき、製造工程を簡易にすると共に、熱源を線形に制御でき、発振器の周波数温度特性を良好にすることができるものである。   The crystal oscillator with a thermostatic bath according to the embodiment of the present invention includes a current control circuit for limiting a current to the heater resistor in the temperature control circuit, the heat source is a power transistor, and the first substrate serving as a base substrate is provided. A recess is formed by hollowing out, a second substrate is mounted on the opening of the recess, a crystal resonator and a temperature sensor are mounted on either the upper surface or the lower surface of the second substrate, A power transistor is mounted on the other surface of the second substrate, and the upper surface and the lower surface of the second substrate are electrically connected via a through hole formed in the second substrate, It has a cover that covers the entire surface, and it can be mounted on a thin device by reducing the height by eliminating the need for pins, and can be used for a wide range of applications, and the mounting area for components can be expanded, simplifying the manufacturing process. As well as You can control the heat source linearly, in which the frequency-temperature characteristic of the oscillator can be improved.

また、本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器は、更に、凹部が第1の基板のいずれかの短辺寄りの領域に形成されており、第1の基板の凹部が形成されていない領域の凹部からできるだけ離れた位置にヒータ抵抗が搭載された構成としており、ヒータ抵抗からの非線形な熱による影響を低減して、発振器の周波数温度特性を良好にすることができるものである。   Further, in the crystal oscillator with a thermostatic bath according to the embodiment of the present invention, the recess is further formed in a region near one of the short sides of the first substrate, and the recess of the first substrate is formed. The heater resistor is mounted at a position as far as possible from the recess of the non-existing region, and the influence of nonlinear heat from the heater resistor can be reduced to improve the frequency temperature characteristics of the oscillator.

また、本発明の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器は、水晶振動子を、表面実装型又は丸型ブランクを備えたリードタイプとしており、用途に応じた水晶振動子を用いて、低背化を図り、薄型の装置に搭載可能とし、発振器の周波数温度特性を良好にすることができるものである。   Further, in the crystal oscillator with a thermostatic bath according to the embodiment of the present invention, the crystal resonator is a lead type including a surface mount type or a round blank, and a low-profile crystal resonator is used according to the application. Therefore, it can be mounted on a thin device, and the frequency temperature characteristics of the oscillator can be improved.

[第1の実施の形態:図1]
本発明の第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器について図1を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の断面説明図であり、(a)は第1の構成、(b)は第2の構成を示している。
[第1の構成例:図1(a)]
まず、図1(a)を用いて説明する。
図1(a)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第1の恒温槽付水晶発振器)の第1の構成は、第1の基板31と、第2の基板32と、カバー30と、水晶振動子13、パワートランジスタ14、ヒータ抵抗等15の複数の電子部品とから構成されている。
第1の恒温槽付水晶発振器の水晶振動子13は、表面実装型としている。
[First Embodiment: FIG. 1]
A constant-temperature bath crystal oscillator according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A and 1B are cross-sectional explanatory views of a crystal oscillator with a thermostatic bath according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a first configuration, and FIG. 1B shows a second configuration.
[First Configuration Example: FIG. 1A]
First, a description will be given with reference to FIG.
As shown to Fig.1 (a), the 1st structure of the crystal oscillator with a thermostat (1st crystal oscillator with a thermostat) which concerns on the 1st Embodiment of this invention is the 1st board | substrate 31, The second substrate 32, the cover 30, and a plurality of electronic components 15 such as a crystal resonator 13, a power transistor 14, and a heater resistor are included.
The crystal resonator 13 of the first crystal oscillator with a thermostat is of a surface mount type.

第1の基板31は、ベース基板であり、ガラスエポキシ樹脂(ガラエポ)又はセラミックで構成されている。
第1の恒温槽付水晶発振器の特徴として、第1の基板31の上面には、凹部33が形成されている。ここで、凹部33は、第1の基板31の上面部をエッチング等により途中までくり抜いて(削って)形成されたものである。
凹部33を第1の基板31をくり抜いて形成することにより、端子(配線)が形成される第1の基板31の側面部に段差や接合部が形成されず、端子の断線を防ぐことができるものである。
The first substrate 31 is a base substrate and is made of glass epoxy resin (glass epoxy) or ceramic.
As a feature of the first crystal oscillator with a thermostat, a recess 33 is formed on the upper surface of the first substrate 31. Here, the concave portion 33 is formed by cutting out (cutting) the upper surface portion of the first substrate 31 halfway by etching or the like.
By forming the recess 33 by cutting out the first substrate 31, no step or junction is formed on the side surface of the first substrate 31 on which the terminal (wiring) is formed, and disconnection of the terminal can be prevented. Is.

また、凹部33が形成される位置は、第1の基板31の中央部ではなく、いずれかの短辺寄りの位置に形成されている。図1の例では、凹部33は、第1の基板31の向かって左側の短辺寄りに形成されている。
また、凹部33の大きさは、第1の構成では水晶振動子13を収容可能な程度の大きさとしている。
The position where the recess 33 is formed is not at the center of the first substrate 31 but at a position near one of the short sides. In the example of FIG. 1, the recess 33 is formed near the short side on the left side of the first substrate 31.
Further, the size of the recess 33 is set to a size that can accommodate the crystal resonator 13 in the first configuration.

つまり、第1の恒温槽付水晶発振器では、第1の基板31の略半面には凹部33が形成され、他の半面には配線等が形成され、電子部品が搭載可能な領域となっている。更に、側面及び底面にも電極が形成されている。凹部33の内部には配線や電極は形成されていない。   That is, in the first crystal oscillator with a thermostatic bath, the concave portion 33 is formed on the substantially half surface of the first substrate 31, and the wiring or the like is formed on the other half surface, which is an area where electronic components can be mounted. . Furthermore, electrodes are also formed on the side and bottom surfaces. No wiring or electrodes are formed inside the recess 33.

そして、凹部33の開口部を覆うようにガラエポ等から成る第2の基板32が搭載されている。第2の基板32の大きさは凹部33の開口部より大きく、第1の基板31より小さいものである。第1の基板31と第2の基板32とは、接触面において半田又は接着剤により直接接合されている。
これにより、本実施の形態の恒温槽付水晶発振器では、第1の基板と第2の基板とを接続するピンを不要として、高さ方向の寸法を大幅に低減することができるものである。
And the 2nd board | substrate 32 which consists of glass epoxy etc. is mounted so that the opening part of the recessed part 33 may be covered. The size of the second substrate 32 is larger than the opening of the recess 33 and smaller than the first substrate 31. The first substrate 31 and the second substrate 32 are directly bonded by solder or adhesive at the contact surface.
Thereby, in the crystal oscillator with a thermostat according to the present embodiment, the pins for connecting the first substrate and the second substrate are unnecessary, and the dimension in the height direction can be greatly reduced.

第2の基板32の上面及び下面には、配線が形成され、両面に電子部品を搭載可能としており、更に第2の基板32の上面と下面とを接続するスルーホール34が形成されている。スルーホール34は、後述するように、水晶振動子13とパワートランジスタ14とが対向して搭載される領域に複数形成されている。   Wiring is formed on the upper surface and the lower surface of the second substrate 32, electronic components can be mounted on both surfaces, and a through hole 34 that connects the upper surface and the lower surface of the second substrate 32 is formed. As will be described later, a plurality of through holes 34 are formed in a region where the crystal resonator 13 and the power transistor 14 are mounted facing each other.

また、第2の基板32の大きさは、第1の基板31に形成される凹部33の大きさで決まるため、第1の恒温槽付水晶発振器では、凹部33を第1の基板の半分程度とし、第2の基板32を最低限の大きさですむようにしている。   In addition, since the size of the second substrate 32 is determined by the size of the concave portion 33 formed in the first substrate 31, in the first crystal oscillator with a thermostatic bath, the concave portion 33 is about half of the first substrate. The second substrate 32 is made to be a minimum size.

つまり、第1の恒温槽付水晶発振器では、第2の基板32には、一方の面に水晶振動子13と温度センサ18、他方の面にパワートランジスタ14を搭載し、その他の部品は第1の基板31の上面に搭載することにより、第2の基板32を小さく形成してコストを低減できるものである。   In other words, in the first crystal oscillator with a thermostat, the second substrate 32 is equipped with the crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 on one surface and the power transistor 14 on the other surface, and the other components are the first. By mounting on the upper surface of the substrate 31, the second substrate 32 can be formed small and the cost can be reduced.

そして、第1の基板31及び第2の基板32上の電子部品等を覆うように、第1の基板31上にカバー30が搭載されて、封止された構成となっている。
第1の恒温槽付水晶発振器では、図5に示した従来の構成に比べて、ピンを用いずに2枚の基板を直接貼り合わせているため、高さ方向の寸法を小さくすることができるものである。
And the cover 30 is mounted on the 1st board | substrate 31 so that the electronic component etc. on the 1st board | substrate 31 and the 2nd board | substrate 32 may be covered, and it has the sealed structure.
In the first crystal oscillator with a thermostat, since the two substrates are directly bonded to each other without using pins as compared with the conventional configuration shown in FIG. 5, the dimension in the height direction can be reduced. Is.

そして、図1(a)に示すように、第1の恒温槽付水晶発振器の第1の構成例では、水晶振動子13が第2の基板32の下面に搭載され、パワートランジスタ14が第2の基板32の上面に搭載されている。また、第2の基板32の下面には温度センサ18が搭載されている。
つまり、第1の恒温槽付水晶発振器の第1の構成例では、水晶振動子13と温度センサ18とが凹部33の小さい空間に収納されて、第2の基板32によって空間が閉じられた構成となっている。
As shown in FIG. 1A, in the first configuration example of the first crystal oscillator with a thermostat, the crystal resonator 13 is mounted on the lower surface of the second substrate 32, and the power transistor 14 is the second. It is mounted on the upper surface of the substrate 32. The temperature sensor 18 is mounted on the lower surface of the second substrate 32.
That is, in the first configuration example of the first crystal oscillator with a thermostat, the crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 are housed in a small space of the recess 33 and the space is closed by the second substrate 32. It has become.

水晶振動子13と温度センサ18のGND端子又はNC端子とは、Cu(銅)の配線パターンにより接続されている。Cuは熱伝導性がよいため、温度センサ18は、水晶振動子13の温度を正確に検出することができ、精度の高い温度制御を行って良好な周波数温度特性が得られるものである。   The crystal resonator 13 and the GND terminal or NC terminal of the temperature sensor 18 are connected by a Cu (copper) wiring pattern. Since Cu has good thermal conductivity, the temperature sensor 18 can accurately detect the temperature of the crystal unit 13 and can perform high-precision temperature control to obtain good frequency temperature characteristics.

そして、第2の基板32の上面及び下面に搭載された電子部品は、第2の基板32の上面及び下面の配線(及び電極)、第2の基板32の側面に形成された配線、第1の基板31の上面及び側面に形成された電極(端子)を介して、第1の基板31の裏面に形成された端子に接続されている。   The electronic components mounted on the upper and lower surfaces of the second substrate 32 include wirings (and electrodes) on the upper and lower surfaces of the second substrate 32, wirings formed on the side surfaces of the second substrate 32, and the first components. The electrodes are connected to terminals formed on the back surface of the first substrate 31 through electrodes (terminals) formed on the top and side surfaces of the substrate 31.

また、第1の恒温槽付水晶発振器では、温度制御回路において、ヒータ抵抗15に流れる電流を制限する電流制限回路を設けて、パワートランジスタ14を熱源として使用することにより、発熱量を線形に制御可能とし、良好な温度周波数特性が得られるようにしている。温度制御回路については後述する。   Further, in the first crystal oscillator with a thermostat, a temperature control circuit is provided with a current limiting circuit for limiting the current flowing through the heater resistor 15, and the power transistor 14 is used as a heat source, thereby linearly controlling the amount of heat generated. It is possible to obtain a good temperature frequency characteristic. The temperature control circuit will be described later.

また、水晶振動子13とパワートランジスタ14とは、電気的に接続されるものではないが、第2の基板32を挟んで上下に対向するよう搭載されており、パワートランジスタ14で発生した熱が、水晶振動子31とパワートランジスタ14との間に形成されている複数のスルーホール34及び水晶振動子13の底面(図1(a)の上側)に形成されたグランド端子を介して水晶振動子13の金属製のカバーに伝わるため、凹部33の全体を効率よく温めることができるものである。   The crystal resonator 13 and the power transistor 14 are not electrically connected, but are mounted so as to face each other with the second substrate 32 interposed therebetween, and the heat generated in the power transistor 14 is The crystal resonator via a plurality of through holes 34 formed between the crystal resonator 31 and the power transistor 14 and a ground terminal formed on the bottom surface of the crystal resonator 13 (upper side in FIG. 1A). Therefore, the entire concave portion 33 can be efficiently warmed.

更に、ヒータ抵抗15も少しは発熱するため、第1の恒温槽付水晶発振器では、ヒータ抵抗15は、第1の基板31の上面において、凹部33から遠いほうの短辺の近くに搭載されている。
つまり、第1の構成例では、熱源をパワートランジスタ14として発熱量を線形に制御すると共に、ヒータ抵抗15を、水晶振動子13が格納された凹部33からできるだけ遠い位置に搭載しているものであり、これにより、検出された温度に応じて精度よく発熱量を制御し、更に水晶振動子13に対する非線形な発熱の影響を抑えて、発振器出力の周波数温度特性を向上させることができるものである。
Further, since the heater resistor 15 also generates a little heat, in the first crystal oscillator with a thermostat, the heater resistor 15 is mounted on the upper surface of the first substrate 31 near the short side far from the recess 33. Yes.
That is, in the first configuration example, the heat source is the power transistor 14 and the amount of heat generation is controlled linearly, and the heater resistor 15 is mounted as far as possible from the recess 33 in which the crystal resonator 13 is stored. Thus, the amount of heat generated can be accurately controlled in accordance with the detected temperature, and the influence of non-linear heat generation on the crystal resonator 13 can be suppressed to improve the frequency temperature characteristic of the oscillator output. .

[第2の構成例:図1(b)]
次に、第1の恒温槽付水晶発振器の第2の構成について図1(b)を用いて説明する。
図1(b)に示すように、第1の恒温槽付水晶発振器の第2の構成では、第1の基板31、第2の基板32、カバー30の構成は(a)に示した第1の構成と同様であるが、電子部品の搭載の仕方が第1の構成とは異なっている。
[Second Configuration Example: FIG. 1B]
Next, the 2nd structure of the 1st thermostat crystal oscillator is demonstrated using FIG.1 (b).
As shown in FIG. 1B, in the second configuration of the first crystal oscillator with a thermostat, the configurations of the first substrate 31, the second substrate 32, and the cover 30 are the same as those shown in FIG. However, the method of mounting the electronic component is different from that of the first configuration.

図1(b)に示すように、第2の構成では、第2の基板32の上面に水晶振動子13及び温度センサ18が搭載され、下面にパワートランジスタ14が搭載されている。第2の構成では、凹部33は、パワートランジスタ14が収納可能な程度の大きさに形成されている。
ヒータ抵抗15は、第1の構成と同様に、第1の基板31の、凹部33から遠いほうの短辺の近くに搭載されている。
これにより、水晶振動子13とヒータ抵抗15との距離を遠くして、ヒータ抵抗15の熱が水晶振動子13に与える影響を低減し、発振器出力を良好な周波数温度特性とするものである。
As shown in FIG. 1B, in the second configuration, the crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 are mounted on the upper surface of the second substrate 32, and the power transistor 14 is mounted on the lower surface. In the second configuration, the recess 33 is formed to a size that can accommodate the power transistor 14.
As in the first configuration, the heater resistor 15 is mounted near the short side of the first substrate 31 farther from the recess 33.
As a result, the distance between the crystal resonator 13 and the heater resistor 15 is increased, the influence of the heat of the heater resistor 15 on the crystal resonator 13 is reduced, and the oscillator output has good frequency temperature characteristics.

また、水晶振動子13と、パワートランジスタ14とは第2の基板32の表裏に対向して接着されているため、パワートランジスタ14で発生する熱が、スルーホール34及び水晶振動子13の底面(図1(b)の下面)に形成されたグランド端子を介して水晶振動子13の金属製のカバーに伝わり、水晶振動子13のカバーの側面及び上面を介してカバー30で覆われた空間全体を効率よく温めることができ、消費電力を低減するものである。   Further, since the crystal unit 13 and the power transistor 14 are bonded to the front and back surfaces of the second substrate 32, the heat generated in the power transistor 14 is transferred to the through holes 34 and the bottom surface of the crystal unit 13 ( The entire space that is transmitted to the metal cover of the crystal unit 13 through the ground terminal formed in FIG. 1B and covered with the cover 30 through the side surface and the upper surface of the cover of the crystal unit 13. Can be efficiently heated, and power consumption is reduced.

[温度制御回路:図2]
次に、第1の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路について図2を用いて説明する。図2は、第1の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路の回路図である。
図2に示すように、第1の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路では、ヒータ抵抗(HR)41の一端には電源電圧DCが印加され、ヒータ抵抗41の他端はパワートランジスタ14としてのMOSFET(PチャネルMOSFET)42のソースに接続されている。MOSFET42の代わりに、PNP型バイポーラパワートランジスタを用いてもよい。
MOSFET42のドレインはグランド(GND)に接地されている。
[Temperature control circuit: Fig. 2]
Next, a temperature control circuit of the first crystal oscillator with a thermostat will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram of a temperature control circuit of the first thermostat crystal oscillator.
As shown in FIG. 2, in the temperature control circuit of the first crystal oscillator with a thermostat, the power supply voltage DC is applied to one end of the heater resistor (HR) 41, and the other end of the heater resistor 41 serves as the power transistor 14. It is connected to the source of a MOSFET (P channel MOSFET) 42. Instead of the MOSFET 42, a PNP type bipolar power transistor may be used.
The drain of the MOSFET 42 is grounded to the ground (GND).

また、抵抗R1の一端には電源電圧DCが印加され、抵抗R1の他端が温度センサとしてのサーミスタ(TH)43の一端に接続され、サーミスタ43の他端が接地されている。
抵抗R2の一端には電源電圧DCが印加され、抵抗R2の他端が抵抗R3の一端に接続され、抵抗R3の他端がGNDに接地されている。
A power supply voltage DC is applied to one end of the resistor R1, the other end of the resistor R1 is connected to one end of a thermistor (TH) 43 as a temperature sensor, and the other end of the thermistor 43 is grounded.
The power supply voltage DC is applied to one end of the resistor R2, the other end of the resistor R2 is connected to one end of the resistor R3, and the other end of the resistor R3 is grounded to GND.

そして、抵抗R1の他端とサーミスタ43の一端との間の点が、オペアンプ44の一方の入力端子(−端子)に接続され、抵抗R2の他端と抵抗R3の一端との間の点が、オペアンプ44の他方の入力端子(+端子)に接続されている。
オペアンプ44の出力端子は、MOSFET42のゲートに接続されている。
A point between the other end of the resistor R1 and one end of the thermistor 43 is connected to one input terminal (− terminal) of the operational amplifier 44, and a point between the other end of the resistor R2 and one end of the resistor R3. Are connected to the other input terminal (+ terminal) of the operational amplifier 44.
The output terminal of the operational amplifier 44 is connected to the gate of the MOSFET 42.

更に、ヒータ抵抗41の他端(MOSFET42のソース側)が、電流制限回路(図では「電流制限」と記載)45を介してオペアンプ44の出力端子(MOSFET42のゲート側)に接続されている。
電流制限回路45は、トランジスタ等で構成され、ヒータ抵抗41に流れる電流を制限するものであり、これにより、熱源をパワートランジスタのみとして、発熱量を線形に制御可能とするものである。
Further, the other end of the heater resistor 41 (source side of the MOSFET 42) is connected to an output terminal of the operational amplifier 44 (gate side of the MOSFET 42) via a current limit circuit (described as “current limit” in the figure) 45.
The current limiting circuit 45 is configured by a transistor or the like, and limits the current flowing through the heater resistor 41. With this, the heat source is only a power transistor, and the amount of generated heat can be controlled linearly.

[第1の実施の形態の効果]
本発明の第1の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器によれば、温度制御回路に、ヒータ抵抗15に流れる電流を制限する電流制限回路45を設け、第1の基板31の一方の短辺寄りの上面に、凹部33がくり抜きによって形成され、凹部33の開口部を覆うように第2の基板32が搭載され、第2の基板32の上面又は下面のいずれか一方の面に表面実装型の水晶振動子13と温度センサ18とが搭載され、他方の面にパワートランジスタ14が搭載され、第2の基板32の上面と下面とがスルーホール34によって接続され、第1の基板31の他方の短辺寄りの上面に、ヒータ抵抗15が搭載され、全体がカバー30によって封止された構成としているので、ピンを用いない構成として低背化して薄型デバイスに搭載可能とし、ピン及び半田によって占有される面積を無くして部品実装を容易にし、製造工程を簡易にして、コストを低減することができ、更に、非線形な発熱による影響を小さくして、良好な周波数温度特性を得ることができる効果がある。
また、本恒温槽付水晶発振器を搭載する無線通信システムの基地局や、ネットワーク機器を薄型に成型することができる効果がある。
[Effect of the first embodiment]
According to the crystal oscillator with a thermostatic bath according to the first embodiment of the present invention, the current control circuit 45 for limiting the current flowing through the heater resistor 15 is provided in the temperature control circuit, and one short circuit of the first substrate 31 is provided. A recess 33 is formed in the upper surface near the side by hollowing, and the second substrate 32 is mounted so as to cover the opening of the recess 33, and surface mounting is performed on either the upper surface or the lower surface of the second substrate 32. The crystal oscillator 13 and the temperature sensor 18 are mounted, the power transistor 14 is mounted on the other surface, the upper surface and the lower surface of the second substrate 32 are connected by a through hole 34, and the first substrate 31 Since the heater resistor 15 is mounted on the upper surface near the other short side and the whole is sealed by the cover 30, it is possible to mount it on a thin device with a low profile by using no pin, Eliminates the area occupied by the rice field, facilitates component mounting, simplifies the manufacturing process, reduces costs, and reduces the effects of non-linear heat generation to obtain good frequency temperature characteristics. There is an effect that can.
In addition, there is an effect that a base station of a wireless communication system in which the thermostatted crystal oscillator is mounted or a network device can be molded thinly.

また、第1の恒温槽付水晶発振器によれば、第2の基板32の大きさを、一方の面に水晶振動子13と温度センサ18が搭載できる程度に小さく形成することにより、コストを低減することができる効果がある。   In addition, according to the first crystal oscillator with a thermostatic chamber, the size of the second substrate 32 is made small enough to mount the crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 on one surface, thereby reducing the cost. There is an effect that can be done.

特に、第1の恒温槽付水晶発振器の第1の構成では、小さい空間内に水晶振動子13と温度センサ18とが一緒に格納されているので、温度センサ18が、水晶振動子13の温度を正確に検出することができ、精度の高い温度制御を行って一層良好な周波数温度特性とすることができる効果がある。   In particular, in the first configuration of the first crystal oscillator with a thermostat, the crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 are stored together in a small space. Can be detected accurately, and the temperature can be controlled with high accuracy to achieve better frequency temperature characteristics.

[第2の実施の形態:図3]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器について図3を用いて説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の断面説明図である。
本発明の第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第2の恒温槽付水晶発振器)は、上述した第1の恒温槽付水晶発振器の第2の構成とほぼ同様の構成であるが、水晶振動子として、表面実装型ではなく、丸型の水晶ブランクを用いたリードタイプの水晶振動子を用いている点が異なっている。
[Second Embodiment: FIG. 3]
Next, a crystal oscillator with a thermostatic bath according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a crystal oscillator with a thermostatic bath according to a second embodiment of the present invention.
A crystal oscillator with a thermostat (second crystal oscillator with a thermostat) according to the second embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the second configuration of the crystal oscillator with the first thermostat described above. However, the difference is that a lead type crystal resonator using a round crystal blank is used instead of the surface mount type as the crystal resonator.

図3に示すように、第2の恒温槽付水晶発振器は、第1の恒温槽付水晶発振器と同様に、ガラエポ又はセラミックで形成された第1の基板31の上面に、凹部33がくり抜きにより形成され、凹部33の上部の開口部を覆うようにガラエポ等で形成された第2の基板32が搭載されて、第1の基板と接合されている。
第2の基板32の両面には金属配線が形成されており、複数のスルーホール34によって上下の面が電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, in the second crystal oscillator with a thermostat, the recess 33 is cut out on the upper surface of the first substrate 31 made of glass epoxy or ceramic, like the crystal oscillator with the first thermostat. A second substrate 32 that is formed and formed of glass epoxy or the like so as to cover the opening at the top of the recess 33 is mounted and bonded to the first substrate.
Metal wiring is formed on both surfaces of the second substrate 32, and the upper and lower surfaces are electrically connected by a plurality of through holes 34.

そして、第2の基板32の上面には、丸型ブランクを備えたリードタイプの水晶振動子13′が搭載されている。
水晶振動子13′は、丸型の水晶ブランクの主面が第2の基板32の上面に略平行になるよう水平に保持され、裏面が半田によって第2の基板32上の電極に接着されている。また、水晶振動子13′の2本のリード端子の先端部分は下向きに90度程度曲げられて、第2の基板32の上面の配線に半田によって固定されている。
On the upper surface of the second substrate 32, a lead type crystal resonator 13 'having a round blank is mounted.
The crystal resonator 13 ′ is held horizontally such that the main surface of the round crystal blank is substantially parallel to the upper surface of the second substrate 32, and the back surface is bonded to the electrode on the second substrate 32 by soldering. Yes. Further, the tip portions of the two lead terminals of the crystal unit 13 ′ are bent downward by about 90 degrees and fixed to the wiring on the upper surface of the second substrate 32 by soldering.

また、第2の基板32の上面には温度センサ18が搭載され、下面にはパワートランジスタ14が搭載されている。
更に、第1の基板31の凹部33から遠いほうの短辺寄りに、ヒータ抵抗15が搭載されている。
そして、全体がカバー30によって封止されている。
Further, the temperature sensor 18 is mounted on the upper surface of the second substrate 32, and the power transistor 14 is mounted on the lower surface.
Further, a heater resistor 15 is mounted near the short side far from the recess 33 of the first substrate 31.
The whole is sealed by the cover 30.

また、第2の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路は、図2に示した第1の恒温槽付水晶発振器の温度制御回路と同じであり、電流制限回路を用いてヒータ抵抗15に流れる電流を制限し、発熱源をパワートランジスタ14のみとして、発熱量を線形に制御するようにしている。   Further, the temperature control circuit of the second crystal oscillator with a thermostat is the same as the temperature control circuit of the first crystal oscillator with a thermostat shown in FIG. 2, and the current flowing through the heater resistor 15 using the current limiting circuit. The amount of heat generation is controlled linearly by using only the power transistor 14 as a heat source.

これにより、第2の恒温槽付水晶発振器では、丸型ブランクを備えたリードタイプの水晶振動子を用いて、低背化を図ると共に、良好な温度周波数特性を備えた恒温槽付水晶発振器を実現することができるものである。   As a result, in the second crystal oscillator with a thermostat, a lead-type crystal resonator having a round blank is used to achieve a low profile and a thermostat with a good temperature-frequency characteristic. It can be realized.

[第2の実施の形態の効果]
本発明の第2の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器によれば、温度制御回路に、ヒータ抵抗15に流れる電流を制限する電流制限回路45を設け、第1の基板31のいずれかの短辺寄りの上面に、凹部33がくり抜きによって形成され、凹部33の開口部を覆うように第2の基板32が搭載され、第2の基板32の上面又は下面のいずれか一方の面に、温度センサ18と丸型ブランクを備えたリードタイプの水晶振動子13′が第2の基板32とほぼ平行に搭載され、他方の面にパワートランジスタ14が搭載され、第2の基板32の上面と下面とがスルーホール34によって接続され、第1の基板31の凹部33から遠いほうの短辺寄りの上面に、ヒータ抵抗15が搭載され、全体がカバー30によって封止された構成としているので、丸型ブランクを備えたリードタイプ水晶振動子を用いて、低背化を図り薄型デバイスに搭載可能とし、製造工程を簡易にして、コストを低減することができ、また、熱源をパワートランジスタ14のみとして発熱を線形制御可能とし、更に非線形な発熱による影響を小さくすることができ、良好な周波数温度特性を得ることができる効果がある。
[Effect of the second embodiment]
According to the crystal oscillator with a thermostatic bath according to the second embodiment of the present invention, the temperature control circuit is provided with the current limiting circuit 45 that limits the current flowing through the heater resistor 15, and any one of the first substrates 31 is provided. A recess 33 is formed by hollowing out on the upper surface near the short side, and the second substrate 32 is mounted so as to cover the opening of the recess 33, and on either the upper surface or the lower surface of the second substrate 32, A lead type crystal resonator 13 ′ having a temperature sensor 18 and a round blank is mounted substantially parallel to the second substrate 32, the power transistor 14 is mounted on the other surface, and the upper surface of the second substrate 32 Since the lower surface is connected by the through hole 34, the heater resistor 15 is mounted on the upper surface near the short side far from the recess 33 of the first substrate 31, and the whole is sealed by the cover 30. Using a lead-type crystal unit with a mold blank, it is possible to reduce the height and mount it on a thin device, simplify the manufacturing process, reduce the cost, and use only the power transistor 14 as the heat source. It is possible to control the heat generation linearly, further reduce the influence of non-linear heat generation, and obtain an excellent frequency temperature characteristic.

[第3の実施の形態:図4]
次に、本発明の第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器について図4を用いて説明する。図4は、本発明の第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器の断面説明図であり、(a)は第1の構成、(b)は第2の構成を示している。
図4(a)(b)に示すように、本発明の第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器(第3の恒温槽付水晶発振器)は、ガラエポ又はセラミックで形成された第1の基板31及び第2の基板32と、カバー30と、表面実装型の水晶振動子13、パワートランジスタ14、ヒータ抵抗15等から構成されている。
[Third Embodiment: FIG. 4]
Next, a crystal oscillator with a thermostatic bath according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4A and 4B are cross-sectional explanatory views of a crystal oscillator with a thermostatic bath according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a first configuration, and FIG. 4B shows a second configuration.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the crystal oscillator with a thermostatic chamber (third crystal oscillator with a thermostatic chamber) according to the third embodiment of the present invention is the first made of glass epoxy or ceramic. The substrate 31 and the second substrate 32, a cover 30, a surface-mounted crystal resonator 13, a power transistor 14, a heater resistor 15, and the like.

第3の恒温槽付水晶発振器は、第1の基板31の上面にくり抜きによって形成された凹部33を備え、その開口部を覆うように第2の基板32が第1の基板に密着して搭載されている。
第3の恒温槽付水晶発振器は、凹部33の大きさを第1の恒温槽付水晶発振器より大きくしており、それに伴って第2の基板32の大きさも大きくなっている。
The third thermostatted crystal oscillator includes a concave portion 33 formed by cutting out on the upper surface of the first substrate 31, and the second substrate 32 is mounted in close contact with the first substrate so as to cover the opening. Has been.
In the third crystal oscillator with a thermostat, the size of the concave portion 33 is made larger than that of the first crystal oscillator with a thermostat, and the size of the second substrate 32 is also increased accordingly.

つまり、第3の恒温槽付水晶発振器では、水晶振動子13、パワートランジスタ14、ヒータ抵抗15、温度センサ18等の電子部品を全て第2の基板に搭載する構成としている。
これにより、第1の基板は、エッチング等により凹部33を形成する工程と、上面、側面、及び底面に金属配線パターンを形成する工程のみで完成し、電子部品を実装する工程は不要となるため、製造工程を簡易にすることができるものである。
That is, in the third crystal oscillator with a thermostatic bath, electronic components such as the crystal resonator 13, the power transistor 14, the heater resistor 15, and the temperature sensor 18 are all mounted on the second substrate.
As a result, the first substrate is completed only by the step of forming the recess 33 by etching or the like and the step of forming the metal wiring pattern on the top surface, the side surface, and the bottom surface, and the step of mounting the electronic component is unnecessary. The manufacturing process can be simplified.

図4(a)に示すように、第3の恒温槽付水晶発振器の第1の構成は、第2の基板32の下面に水晶振動子13と、温度センサ18とが搭載され、上面にパワートランジスタ14と、ヒータ抵抗15とが搭載されている。下面に搭載された水晶振動子13と温度センサ18とは、第1の基板31の凹部33に格納され、凹部33は第2の基板32によって密封されている。
ヒータ抵抗15は、水晶振動子13からできるだけ遠い位置に搭載されている。
第2の基板32には、上面と下面とを接続するスルーホール34が形成されている。
As shown in FIG. 4A, the first configuration of the third crystal oscillator with a thermostatic bath has the crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 mounted on the lower surface of the second substrate 32, and the power on the upper surface. A transistor 14 and a heater resistor 15 are mounted. The crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 mounted on the lower surface are stored in the recess 33 of the first substrate 31, and the recess 33 is sealed by the second substrate 32.
The heater resistor 15 is mounted as far as possible from the crystal resonator 13.
The second substrate 32 has a through hole 34 that connects the upper surface and the lower surface.

また、第3の恒温槽付水晶発振器は、第1の恒温槽付水晶発振器と同様の温度制御回路を備えており、熱源をパワートランジスタ14のみとして、温度変化に対して発熱量を線形に制御するものである。
更に、ヒータ抵抗15が、水晶振動子13とは反対側の面の、水晶振動子13からできるだけ離れたところに搭載されていることにより、第3の恒温槽付水晶発振器では、良好な温度周波数特性が得られるものである。
Further, the third crystal oscillator with a thermostat has a temperature control circuit similar to that of the first crystal oscillator with a thermostat, and the heat source is only the power transistor 14 and the heat generation amount is linearly controlled with respect to the temperature change. To do.
Furthermore, since the heater resistor 15 is mounted as far as possible from the crystal unit 13 on the surface opposite to the crystal unit 13, the third temperature controlled crystal oscillator has a good temperature frequency. Characteristics are obtained.

第3の恒温槽付水晶発振器においても、水晶振動子13と、パワートランジスタ14とを第2の基板32を挟んで対向するように搭載することにより、パワートランジスタ14からの熱をスルーホール34及び水晶振動子13の金属カバーを介して放熱させて、水晶振動子13が搭載されている空間を効率よく温めることができ、消費電力を低減する効果がある。   Also in the third thermostat crystal oscillator, the crystal resonator 13 and the power transistor 14 are mounted so as to face each other with the second substrate 32 interposed therebetween, so that heat from the power transistor 14 can be transferred to the through hole 34 and The space in which the crystal resonator 13 is mounted can be efficiently heated by dissipating heat through the metal cover of the crystal resonator 13, and there is an effect of reducing power consumption.

また、図4(b)に示すように、第3の恒温槽付水晶発振器の第2の構成は、第2の基板32の下面にパワートランジスタ14が搭載され、上面に、水晶振動子13と、温度センサ18と、ヒータ抵抗15とが搭載されている。   Further, as shown in FIG. 4B, the second configuration of the third crystal oscillator with a thermostatic bath has the power transistor 14 mounted on the lower surface of the second substrate 32 and the crystal resonator 13 on the upper surface. A temperature sensor 18 and a heater resistor 15 are mounted.

尚、図4では、水晶振動子13及びパワートランジスタは、第2の基板の中央部に搭載されているが、どちらかの短辺寄りに搭載してもよく、その場合には、他方の短辺寄りにヒータ抵抗15を搭載することにより、水晶振動子13とヒータ抵抗15との距離を長くして、非線形な発熱の影響をより低減することができるものである。   In FIG. 4, the crystal resonator 13 and the power transistor are mounted at the center of the second substrate, but may be mounted closer to one of the short sides. By mounting the heater resistor 15 near the side, the distance between the crystal resonator 13 and the heater resistor 15 can be increased, and the influence of non-linear heat generation can be further reduced.

[第3の実施の形態の効果]
本発明の第3の実施の形態に係る恒温槽付水晶発振器によれば、温度制御回路に、ヒータ抵抗15に流れる電流を制限する電流制限回路45を設け、第1の基板31の上面に、凹部33がくり抜きによって形成され、凹部33の開口部を覆うように第2の基板32が搭載され、第2の基板32の上面又は下面のいずれか一方の面に水晶振動子13と温度センサ18とが搭載され、他方の面にパワートランジスタ14が搭載され、第2の基板32の上面と下面とがスルーホール34によって接続され、全体がカバー30によって封止された構成としているので、低背化して薄型デバイスに搭載可能とし、第2の基板のみに部品実装を行うことにより製造工程を簡易にして、コストを低減することができ、また、熱源をパワートランジスタ14のみとして発熱を線形制御可能とし、良好な周波数温度特性を得ることができる効果がある。
[Effect of the third embodiment]
According to the crystal oscillator with a thermostatic bath according to the third embodiment of the present invention, the temperature control circuit is provided with the current limiting circuit 45 that limits the current flowing through the heater resistor 15, and the upper surface of the first substrate 31 is The concave portion 33 is formed by hollowing out, the second substrate 32 is mounted so as to cover the opening of the concave portion 33, and the crystal resonator 13 and the temperature sensor 18 are formed on either the upper surface or the lower surface of the second substrate 32. And the power transistor 14 is mounted on the other surface, the upper surface and the lower surface of the second substrate 32 are connected by the through hole 34, and the whole is sealed by the cover 30. Can be mounted on a thin device and can be mounted on only the second substrate, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the cost. Fever and linear control possible as an effect of it is possible to obtain good frequency-temperature characteristics.

本発明は、低背化を図り、薄型のデバイスに搭載可能とし、製造工程を簡略化し、周波数温度特性を良好にすることができる恒温槽付水晶発振器に適している。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a crystal oscillator with a thermostatic bath that can be reduced in height, can be mounted on a thin device, can simplify a manufacturing process, and can have good frequency temperature characteristics.

11,31...第1の基板、 12,32...第2の基板、 13...水晶振動子、 14...パワートランジスタ、 15,41...ヒータ抵抗、 16...ピン、 17...半田、 18...温度センサ、 20,30...カバー、 33...凹部、 34...スルーホール、 42...PチャネルMOSFET、 43...サーミスタ、 44...オペアンプ、 45...電流制限回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 31 ... 1st board | substrate, 12, 32 ... 2nd board | substrate, 13 ... Crystal oscillator, 14 ... Power transistor, 15, 41 ... Heater resistance, 16 ... Pin, 17 ... Solder, 18 ... Temperature sensor, 20,30 ... Cover, 33 ... Recess, 34 ... Through hole, 42 ... P-channel MOSFET, 43 ... Thermistor, 44 ... Operational amplifier, 45 ... Current limit circuit

Claims (6)

ベース基板となる第1の基板と、水晶振動子が搭載された第2の基板とを備え、温度センサと、パワートランジスタと、ヒータ抵抗とを有する温度制御回路によって温度が一定に制御される恒温槽付水晶発振器であって、
前記温度制御回路は、前記ヒータ抵抗を流れる電流を制限する電流制限回路を備え、
前記第1の基板の上面に凹部が形成され、前記凹部の開口部を覆うように前記第2の基板が前記第1の基板上に密着して搭載され、
前記第2の基板は、上面又は下面のいずれか一方の面に前記水晶振動子と前記温度センサとが搭載され、他方の面に前記パワートランジスタが搭載され、前記水晶振動子と前記パワートランジスタとが、前記第2の基板を挟んで対向する位置に搭載されると共に、前記上面と前記下面とを接続するスルーホールが、前記水晶振動子と前記パワートランジスタとに挟まれた領域に複数形成され、前記スルーホールは、前記水晶振動子及び前記パワートランジスタに当接しており、
前記第2の基板に搭載された水晶振動子又はパワートランジスタのいずれか一方が前記凹部に格納されていることを特徴とする恒温槽付水晶発振器。
A constant temperature that includes a first substrate as a base substrate and a second substrate on which a crystal resonator is mounted, and the temperature is controlled to be constant by a temperature control circuit having a temperature sensor, a power transistor, and a heater resistor. A crystal oscillator with a tank,
The temperature control circuit includes a current limiting circuit that limits a current flowing through the heater resistor,
A recess is formed on the upper surface of the first substrate, and the second substrate is mounted in close contact with the first substrate so as to cover the opening of the recess,
The second substrate has the crystal resonator and the temperature sensor mounted on either the upper surface or the lower surface, the power transistor mounted on the other surface, the crystal resonator and the power transistor, but the while being mounted on the second position opposite to each other with respect to the substrate, the top surface and through-hole that connects with said lower surface, a plurality formed in a region sandwiched between the crystal oscillator and the power transistor The through hole is in contact with the crystal resonator and the power transistor,
One of the crystal resonator and the power transistor mounted on the second substrate is housed in the recess, and the crystal oscillator with a thermostatic bath is characterized in that:
凹部が、第1の基板の一方の短辺寄りに形成されると共に、他方の短辺寄りには第2の基板が搭載されていない領域を備え、前記他方の短辺寄りの第2の基板が搭載されていない領域にヒータ抵抗が搭載されていることを特徴とする請求項1記載の恒温槽付水晶発振器。   A recess is formed near one short side of the first substrate, and a second substrate near the other short side is provided with a region where the second substrate is not mounted near the other short side. The crystal oscillator with a thermostat according to claim 1, wherein a heater resistor is mounted in a region where the is not mounted. ヒータ抵抗が、第2の基板の上面に搭載されていることを特徴とする請求項1記載の恒温槽付水晶発振器。   The crystal oscillator with a thermostat according to claim 1, wherein the heater resistor is mounted on the upper surface of the second substrate. 水晶振動子が、表面実装型であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の恒温槽付水晶発振器。   The crystal oscillator with a thermostat according to any one of claims 1 to 3, wherein the crystal resonator is of a surface mount type. 水晶振動子が、リードタイプであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか記載の恒温槽付水晶発振器。 Crystal oscillator, according to claim 1 or any ovenized crystal oscillator according to 3, characterized in that a lead type. 凹部が、第1の基板をくり抜いて形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の恒温槽付水晶発振器。   The crystal oscillator with a thermostat according to any one of claims 1 to 5, wherein the concave portion is formed by hollowing out the first substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6538310B2 (en) * 2014-05-30 2019-07-03 京セラ株式会社 Piezoelectric device with thermostat
JP6538316B2 (en) * 2014-06-27 2019-07-03 京セラ株式会社 Piezoelectric device with thermostat
JP6562320B2 (en) * 2015-10-20 2019-08-21 株式会社村田製作所 Quartz crystal resonator, temperature control method thereof, and crystal oscillator
JP7750042B2 (en) * 2021-11-09 2025-10-07 株式会社大真空 Oven-type piezoelectric oscillator
US12506482B2 (en) * 2024-04-16 2025-12-23 Txc Corporation Oscillating device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11330858A (en) * 1998-05-11 1999-11-30 Toyo Commun Equip Co Ltd Piezoelectric oscillator
JP2005101973A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Toyo Commun Equip Co Ltd Electronic components for surface mounting
JP2005203997A (en) * 2004-01-15 2005-07-28 Toyo Commun Equip Co Ltd Crystal oscillation circuit
JP2006094197A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Epson Toyocom Corp Structure of piezoelectric oscillator
US7589599B2 (en) * 2007-10-23 2009-09-15 Vectron International, Inc. Heating system for a double-ovenized oscillator on a single printed circuit board
JP2009284372A (en) * 2008-05-26 2009-12-03 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Constant temperature structure of crystal unit
JP4629760B2 (en) * 2008-09-02 2011-02-09 日本電波工業株式会社 Constant temperature crystal oscillator
JP5159552B2 (en) * 2008-10-15 2013-03-06 日本電波工業株式会社 Crystal oscillator
JP2010177732A (en) * 2009-01-27 2010-08-12 Epson Toyocom Corp Constant-temperature type piezoelectric oscillator
JP5020340B2 (en) * 2010-02-05 2012-09-05 日本電波工業株式会社 Constant temperature crystal oscillator for surface mounting

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