(57)【要約】【課題】  工程の複雑化やコストの増大を招くことなく、小型化が可能な簡易な構成で部品間の熱結合を良好にすることができる水晶発振器及び水晶振動子を提供する。【解決手段】  基板上に、水晶振動子と、熱源となる熱源部品１３と、発振回路及び温度制御回路を構成する回路部品１１，１２とを搭載した水晶発振器であって、当該基板上に、熱源部品１３に近接して設けられ、熱源部品１３と回路部品１１，１２とを熱的に結合する熱結合用導体パターン１５を備え、熱結合用導体パターン１５は、面積に応じて熱源部品１３と回路部品１１，１２との間の熱結合の強さを調整可能とする水晶発振器であり、また、熱結合用導体パターン１５の一部は、絶縁層を介して熱源部品１３の下側に配置されている水晶発振器としている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、水晶振動子と、熱源となる熱源部品と、発振回路及び温度制御回路を構成する回路部品とを搭載した水晶発振器であって、
前記基板上に、前記熱源部品に近接して設けられ、前記熱源部品と前記回路部品とを熱的に結合する熱結合用導体パターンを備え、
前記熱結合用導体パターンは、面積に応じて前記熱源部品と前記回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とすることを特徴とする水晶発振器。
【請求項２】
熱結合用導体パターンの一部は、熱源部品の下側に絶縁層を介して配置され、前記熱源部品の下側に配置された部分の面積に応じて前記熱源部品と回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とすることを特徴とする請求項１記載の水晶発振器。
【請求項３】
基板上に、水晶振動子と、熱源となる熱源部品と、発振回路及び温度制御回路を構成する回路部品とを搭載した水晶発振器であって、
第１の基板と第２の基板とを備え、
前記第１の基板上に、前記水晶振動子と、前記熱源部品と、前記回路部品とが搭載され、前記第２の基板上に前記第１の基板が積層され、
前記熱源部品と前記回路部品とを熱的に結合する熱結合用導体パターンとして、前記第２の基板上に形成された第１の導体パターンと、前記第１の導体パターンに近接して形成された第２の導体パターンと、前記熱源部品と前記第１の導体パターンとを接続する第１のビアホールと、前記第２の導体パターンと前記回路部品とを接続する第２のビアホールとを備え、
前記熱結合用導体パターンの大きさ、形状、間隔に応じて前記熱源部品と前記回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とすることを特徴とする水晶発振器。
【請求項４】
熱源となる熱源部品と温度を検出する感温素子とを備えた水晶発振器に搭載され、水晶片を格納するパッケージを備えた表面実装型の水晶振動子であって、
前記水晶振動子は、前記パッケージの外側底面に、電気的に接続されない第１及び第２のダミー端子を備え、
前記第１のダミー端子は、前記熱源部品に接続し、
前記第２のダミー端子は、前記感温素子に接続し、
前記パッケージの内側底面に第３の導体パターンを備え、前記熱源部品からの熱が、前記第１のダミー端子及び前記第３の導体パターンによって、前記パッケージの内部に伝導されることを特徴とする水晶振動子。
【請求項５】
パッケージを封止する金属カバーと、
前記パッケージの側面を貫通し、一端が前記第１のダミー端子に接続すると共に、他端が前記金属カバーに接続するスルーホールとを備え、
熱源部品からの熱が、前記第１のダミー端子及び前記スルーホールによって、前記金属カバーに伝導されることを特徴とする請求項４記載の水晶振動子。
【請求項６】
第３の導体パターンがスルーホールと接続されていることを特徴とする請求項５記載の水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶発振器及び水晶振動子に係り、特に熱源部品と他の構成部品との間の熱結合を良好にして、出力周波数を安定させることができる水晶発振器及び水晶振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
恒温槽付水晶発振器は、水晶振動子と発振回路や温度制御回路を備えており、これらの回路を構成する部品は基板に半田付け実装され、導体パターンにより電気的に接続されている。
回路部品には、熱を発生する熱源となる部品（ヒータ抵抗等）があり、安定した温度制御を行うためには、熱源と感温素子や他の部品との熱結合を強くして、熱を効率良く伝導すると共に適切に調整する必要がある。
【０００３】
従来の水晶発振器では、熱結合を良好にするために、金属の構造部品、熱伝導性の良いシート、熱伝導性の良いシリコン樹脂等の部品を用いていた。
あるいは、ＳＭＤ（Surface Mount Device：表面実装）型の水晶振動子等のダミー端子を利用して熱結合を強くする方法も考えられている。
【０００４】
［関連技術］
尚、水晶発振器及び水晶振動子における熱結合に関する技術としては、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１）、特開２０１０−８１０５２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２）、特開平０９−２１０８０２号公報「表面実装用温度検出素子」（シャープ株式会社、特許文献３）、特開２０００−１３１４０号公報「圧電発振器」（東洋通信機株式会社、特許文献４）、特開２０１０−８１５７５号公報「恒温型圧電発振器及びその温度調節構造」（日本電波工業株式会社、特許文献５）がある。
【０００５】
特許文献１には、ダミー端子を用いて、水晶振動子と感温素子との熱結合を良好にすることが記載されている。
特許文献２には、ダミー端子を用いて、水晶振動子と熱源との熱結合を良好にすることが記載されている。
特許文献３には、Ｔ字型の熱結合端子を備えて、熱源からの熱を温度検出素子に伝えることが記載されている。
【０００６】
特許文献４には、パワートランジスタのコレクタ端子に接続する広い面積のランドパターンを備え、水晶振動子とランドパターンとの間を熱伝導性の良い樹脂及び金属で接続することが記載されている。
特許文献５には、圧電素子の周囲に設けられ、圧電素子と短絡されている回路パターンを備え、当該回路パターン上に設けられた温度調整用の放熱素子に熱を伝えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１１４９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８１０５２号公報
【特許文献３】特開平０９−２１０８０２号公報
【特許文献４】特開２０００−０１３１４０号公報
【特許文献５】特開２０１０−０８１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の水晶発振器及び水晶振動子において、熱結合を良好にするために金属加工品やシリコン樹脂、放熱シート等を用いる場合には、特別な構成部品が必要になり、組み立て工程の複雑化やコストの増大を招き、小型化に不向きであるという問題点があった。
【０００９】
また、従来のダミー端子を利用して熱結合を強める構成では、水晶振動子と感温素子あるいは水晶振動子と熱源のいずれかの熱結合についてのみダミー端子を利用した構成であって、他の部品間の結合については金属加工品やシリコン、放熱シートを利用しており、同様の問題点があった。
【００１０】
更に、シリコン樹脂等の塗布を行う場合には、塗布量の調整が難しく、製品性能のバラツキの原因になってしまうことがあるという問題点があった。
【００１１】
尚、特許文献１〜５には、簡易な構成で、小型化を妨げず、熱源部品と水晶振動子と感温素子との熱結合を良好にする構成についての記載はない。
【００１２】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、工程の複雑化やコストの増大を招くことなく、小型化が可能な簡易な構成で部品間の熱結合を良好にすることができる水晶発振器及び水晶振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基板上に、水晶振動子と、熱源となる熱源部品と、発振回路及び温度制御回路を構成する回路部品とを搭載した水晶発振器であって、当該基板上に、熱源部品に近接して設けられ、熱源部品と回路部品とを熱的に結合する熱結合用導体パターンを備え、熱結合用導体パターンは、面積に応じて熱源部品と回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とすることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記水晶発振器において、熱結合用導体パターンの一部は、熱源部品の下側に絶縁層を介して配置され、熱源部品の下側に配置された部分の面積に応じて熱源部品と回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とすることを特徴とする請求項１記載の水晶発振器。
【００１５】
また、上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基板上に、水晶振動子と、熱源となる熱源部品と、発振回路及び温度制御回路を構成する回路部品とを搭載した水晶発振器であって、第１の基板と第２の基板とを備え、第１の基板上に、水晶振動子と、熱源部品と、回路部品とが搭載され、第２の基板上に前記第１の基板が積層され、熱源部品と回路部品とを熱的に結合する熱結合用導体パターンとして、第２の基板上に形成された第１の導体パターンと、第１の導体パターンに近接して形成された第２の導体パターンと、熱源部品と第１の導体パターンとを接続する第１のビアホールと、第２の導体パターンと回路部品とを接続する第２のビアホールとを備え、熱結合用導体パターンの大きさ、形状、間隔に応じて熱源部品と回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とすることを特徴としている。
【００１６】
また、上記従来例の問題点を解決するための本発明は、熱源となる熱源部品と温度を検出する感温素子とを備えた水晶発振器に搭載され、水晶片を格納するパッケージを備えた表面実装型の水晶振動子であって、水晶振動子は、パッケージの外側底面に、電気的に接続されない第１及び第２のダミー端子を備え、第１のダミー端子は、熱源部品に接続し、第２のダミー端子は、感温素子に接続し、パッケージの内側底面に第３の導体パターンを備え、熱源部品からの熱が、第１のダミー端子及び第３の導体パターンによって、パッケージの内部に伝導されることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、上記水晶振動子において、パッケージを封止する金属カバーと、パッケージの側面を貫通し、一端が前記第１のダミー端子に接続すると共に、他端が前記金属カバーに接続するスルーホールとを備え、熱源部品からの熱が、第１のダミー端子及びスルーホールによって、金属カバーに伝導されることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明は、上記水晶振動子において、第３の導体パターンがスルーホールと接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、基板上に、水晶振動子と、熱源となる熱源部品と、発振回路及び温度制御回路を構成する回路部品とを搭載した水晶発振器であって、当該基板上に、熱源部品に近接して設けられ、熱源部品と回路部品とを熱的に結合する熱結合用導体パターンを備え、熱結合用導体パターンは、面積に応じて熱源部品と回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とする水晶発振器としているので、シリコン塗布や特別な部品を用いなくても、熱源部品からの熱を感温素子や水晶振動子に効率よく伝導して熱結合を良好にし、コストや工程の増大を防ぎ、発振器全体の温度を安定させて、出力周波数を安定化させることができ、さらに、水晶発振器間の特性のバラツキを抑えることができる効果がある。
【００２０】
また、本発明によれば、熱結合用導体パターンの一部は、熱源部品の下側に絶縁層を介して配置され、熱源部品の下側に配置された部分の面積に応じて熱源部品と回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とする上記水晶発振器としているので、熱結合用導体パターンの形状や大きさを調整することで、熱結合の強さを容易に調整することができ、所望の特性を得ることができる効果がある。
【００２１】
また、本発明によれば、基板上に、水晶振動子と、熱源となる熱源部品と、発振回路及び温度制御回路を構成する回路部品とを搭載した水晶発振器であって、第１の基板と第２の基板とを備え、第１の基板上に、水晶振動子と、熱源部品と、回路部品とが搭載され、第２の基板上に前記第１の基板が積層され、熱源部品と回路部品とを熱的に結合する熱結合用導体パターンとして、第２の基板上に形成された第１の導体パターンと、第１の導体パターンに近接して形成された第２の導体パターンと、熱源部品と第１の導体パターンとを接続する第１のビアホールと、第２の導体パターンと回路部品とを接続する第２のビアホールとを備え、熱結合用導体パターンの大きさ、形状、間隔に応じて熱源部品と回路部品との間の熱結合の強さを調整可能とする水晶発振器としているので、コストや工程を増大させることなく熱源部品からの熱を感温素子や水晶振動子に効率よく伝導して熱結合を良好にし、発振器全体の温度を安定させて、出力周波数を安定化させることができ、水晶発振器間の特性のバラツキを抑え、更に、熱結合用導体パターンを熱源部品や回路部品が搭載される基板上に形成しないことにより、小型化を妨げない効果がある。
【００２２】
また、本発明によれば、熱源となる熱源部品と温度を検出する感温素子とを備えた水晶発振器に搭載され、水晶片を格納するパッケージを備えた表面実装型の水晶振動子であって、水晶振動子は、パッケージの外側底面に、電気的に接続されない第１及び第２のダミー端子を備え、第１のダミー端子は、熱源部品に接続し、第２のダミー端子は、感温素子に接続し、パッケージの内側底面に第３の導体パターンを備え、熱源部品からの熱が、第１のダミー端子及び第３の導体パターンによって、パッケージの内部に伝導される水晶振動子としているので、熱源部品からの熱を第１のダミー端子及び第３の導体パターンによって水晶振動子のパッケージ内部に伝導し、更に第２のダミー端子を介して感温素子に伝えることができ、発振器全体の熱結合を良好にして、簡易な構成で温度を安定させて出力周波数を安定化させることができる効果がある。
【００２３】
また、本発明によれば、パッケージを封止する金属カバーと、パッケージの側面を貫通し、一端が前記第１のダミー端子に接続すると共に、他端が前記金属カバーに接続するスルーホールとを備え、熱源部品からの熱が、第１のダミー端子及びスルーホールによって、金属カバーに伝導される上記水晶振動子としているので、コストや工程を増大させることなく熱源部品からの熱をパッケージ全体に効率的に伝導させ、熱源部品、水晶振動子、感温素子の熱結合を良好にし、発振器全体の温度を安定させて、出力周波数を安定化させることができる効果がある。
【００２４】
また、本発明によれば、第３の導体パターンがスルーホールと接続されている上記水晶振動子としているので、熱源部品からの熱をパッケージ内部により伝え易くして、熱結合を一層良好にして出力周波数を安定化させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る水晶発振器の熱結合調整用導体パターンを示す模式説明図である。
【図２】本発明の別の実施の形態に係る水晶発振器の模式説明図である。
【図３】本水晶発振器と従来の水晶発振器との温度−周波数特性を示す特性図である。
【図４】本水晶振動子を用いた熱結合の概略を示す説明図である。
【図５】本水晶振動子における導体パターンを用いた熱結合を示す模式説明図である。
【図６】スルーホールを用いた熱結合を示す模式説明図である。
【図７】本水晶振動子の具体的な構成例を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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］
本発明の実施の形態に係る水晶発振器は、一端が熱源部品と絶縁層を介して接触すると共に、他端が回路構成部品に接続する熱結合調整用導体パターンを備えた構成としており、熱源と他の回路構成部品との熱結合を良好にして発振器全体の温度を安定させると共に、熱結合調整用導体パターンの大きさや形状、熱源部品と重なっている部分の面積を変えることで、熱結合の強さを調整することができるものである。
【００２７】
また、本発明の実施の形態に係る水晶振動子は、パッケージの外側底面に２つ以上のダミー端子を備えた水晶振動子において、１つのダミー端子を熱源に接続し、別のダミー端子を感温素子に接続し、パッケージの内側底面に、熱源に接続したダミー端子と熱的に結合する導体パターンを備え、水晶振動子のパッケージを介して、熱源、水晶振動子、感温素子の熱結合を良好にし、水晶振動子を用いた水晶発振器全体の温度を安定させるものである。
【００２８】
［実施の形態に係る水晶発振器］
本発明の実施の形態に係る水晶発振器（本水晶発振器）は、水晶振動子、発振回路、温度制御回路等が基板に搭載されてパッケージ内に真空封止された恒温槽付水晶発振器である。基本的な構成は、一般的な恒温槽付水晶発振器と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００２９】
［本水晶発振器の熱結合調整用導体パターン：図１］
本水晶発振器の特徴部分について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る水晶発振器の熱結合調整用導体パターンを示す模式説明図である。
図１に示すように、本水晶発振器では、発振回路や温度制御回路の回路部品と熱的に結合する熱結合調整用パターン１５を備えている。
図１の例では、基板上に、回路構成部品１１，１２と、熱源１３と、導体パターン１４と、熱結合調整用導体パターン１５とが設けられている。
【００３０】
回路構成部品１１，１２は、発振器の回路を構成する部品であり、たとえば感温素子や水晶振動子である。
熱源部品１３は、熱を発生する部品であり、ヒータ抵抗やパワートランジスタである。
導体パターン１４は、回路構成部品１１,１２に電気的に接続する配線パターンである。
【００３１】
熱結合調整用導体パターン１５は、本水晶発振器の特徴部分であり、熱源部品１３からの熱を導体パターン及び回路構成部品１１,１２に効率的に伝導して、熱結合を良好にするものである。熱結合調整用導体パターン１５は、導体パターン１４と同一の金属を用いて同一の工程で形成されている。
【００３２】
熱結合調整用導体パターン１５の形状は任意に設計可能であるが、図１の例では、長方形の２つの導体パターンが接続したＬ字型に形成されており、一方の端部が導体パターン１４に接続され、他方の端部は熱源部品１３に絶縁層を介して接触する（以下、単に「接触する」と記載）よう形成されている。
【００３３】
つまり、本水晶発振器では、熱結合調整用導体パターン１５の上に熱伝導性の高い絶縁層として、ソルダーレジスト等の絶縁層が形成され、その上に熱源部品１３が搭載されている。
そして、本発振器の熱結合調整用導体パターン１５は、所望の熱結合の強さが得られるよう、大きさや形状を調整して形成されている。
【００３４】
図１の例では、熱源部品１３に接触する部分（熱源部品１３と重なっている部分）の面積を変えることにより、熱結合の強さを調整している。
図１に示すように、熱結合調整用パターン１５ａでは、パターンの端部が熱源部品１３の一辺に接触している。この場合、熱源部品１３の熱は、熱結合調整用導体パターン１５ａの一端から伝わって、Ｌ字型のパターンを介して反対側の端部から回路構成部品１１,１２が接続されている導体パターン１４に伝導される。
熱源部品１３は、導体パターン１４，回路構成部品１１，１２とは電気的には接続されていないが、熱結合調整用パターン１５ａによって熱的に結合する。
【００３５】
熱結合調整用導体パターン１５ｂは、熱結合をより強くするために、熱源部品１３との接触面積を拡張した変形例である。
熱結合調整用パターン１５ｂは、熱結合調整用導体パターン１５ａに比べて、熱源部品１３側のパターン幅を広くし、パターンの長さを長くして、パターンの一部が熱源部品１３の下側に入り込んだ形状としている。
これにより、熱結合調整用導体パターン１５ａよりも、熱源部品１３からの熱を効率的に伝導することができ、熱源部品１３と回路構成部品１１,１２との熱結合を強めることができるものである。
【００３６】
また、熱結合調整用導体パターン１５ｃは、更に熱結合を強くするものであり、熱源部品１３側のパターン幅を一層広くし、長さを長くしたものであり、更に熱源部品１３からの熱を伝導しやすくして、熱結合を強くすることができるものである。
【００３７】
熱結合調整用導体パターン１５と熱源部品１３との接触面積をどの程度とするかは、予め実験や計算によって求めておき、所望の特性が得られるように熱結合調整用導体パターン１５の大きさや形状を決定する。
【００３８】
熱結合を強くするために熱源部品を大きくすると、熱が周囲に逃げて消費電力が大きくなるが、本発振器では、熱結合調整用導体パターン１５の形状や大きさを任意に変形することにより、比較的大きなサイズの熱源部品１３から小さなサイズの感温素子等へピンポイントで効率よく熱エネルギーを伝えることができ、損失を少なくして消費電力の増大を抑えることができるものである。
これにより、発振器内の温度分布を安定化し、出力周波数を安定させることができるものである。
【００３９】
［別の実施の形態に係る水晶発振器：図２］
次に、本発明の別の実施の形態に係る水晶発振器について図２を用いて説明する。図２は、本発明の別の実施の形態に係る水晶発振器の模式説明図である。
図２に示すように、別の実施の形態に係る水晶発振器（別の発振器）は、多層基板構造を備えたものであり、回路構成部品１１，１２が上層基板の表面に搭載され、導体パターン１４で接続されている。また、熱源部品１３は、回路構成部品１１，１２とは電気的に接続しないが、上層基板の表面に搭載されている。尚、上層基板は、請求項に記載した第１の基板に相当する。
【００４０】
そして、別の発振器では、熱結合調整用導体パターンとして内装パターン１６，１７及びビアホール１８を備えている。
内装パターン１６,１７は、金属の導体パターンであり、下層基板上に互いに近接して配置されている。近接配置されることにより、電気的な接続はなくても熱的に結合し、一方の熱が他方に伝導するものである。内装パターン１６,１７は、請求項１に記載した第１の導体パターン、第２の導体パターンに相当している。
内装パターン１６,１７は、下層の基板上において他の導体パターン（例えば配線パターン）と同一の金属を用いて、同一のこうていで形成されている。
【００４１】
また、ビアホール１８ａは、熱源部品１３と内装パターン１７とを接続するものであり、内部に充填（又は内壁に形成）された金属によって熱源部品１３からの熱を効率よく内装パターン１７に伝導する。
ビアホール１８ｂは、内装パターン１６と回路構成部品１１とを接続して、熱を伝導する。
【００４２】
熱源部品１３からの熱の伝導について説明する。
熱源部品１３からの熱は、ビアホール１８ａを介して内装パターン１７に伝導し、近接配置された内装パターン１６に伝導し、ビアホール１８ｂを介して回路構成部品１１に伝導する。更に、導体パターン１４を介して回路構成部品１２にも熱が伝導し、発振器全体の温度を安定化させることができるものである。
そして、図１に示した例と同様に、内装パターン１６,１７の形状や大きさ、配置される間隔、ビアホールの直径や数を調整することにより、熱結合の強さを調整することができるものである。
【００４３】
このように、部品が搭載される面ではなく、下層部分に内装パターン１６，１７を形成し、ビアホール１８ａ、１８ｂによって、それぞれ熱源部品１３、回路構成部品１１と内装パターン１６，１７とを接続した構成とすることにより、発振器全体を小型化することができるものである。
【００４４】
［温度−周波数特性の比較：図３］
次に、本水晶発振器と従来の水晶発振器との温度−周波数特性について図３を用いて説明する。図３は、本水晶発振器と従来の水晶発振器との温度−周波数特性を示す特性図であり、（ａ）は、従来の水晶発振器（シリコン塗布あり）、（ｂ）は従来の水晶発振器（シリコン塗布なし）、（ｃ）本水晶発振器の特性を示している。
図３（ａ）に示すように、シリコン塗布を行って熱結合を強めた場合、温度変化に伴う周波数変化は小さく、安定した特性が得られている。
また、図３（ｂ）に示すように、従来の水晶発振器でシリコン塗布を行わない場合、温度変化に伴って、周波数も大幅に変化し、更に水晶発振器毎のバラツキも大きい。
【００４５】
これに対して、図３（ｃ）に示すように、本水晶発振器では、シリコン塗布を行わなくても、シリコン塗布を行った（ａ）よりも良好な特性が得られている。特に、水晶振動子の個体差によるバラツキが小さくなっていることがわかる。
【００４６】
［実施の形態に係る水晶発振器の効果］
本発明の実施の形態に係る水晶発振器によれば、一端が熱源部品１３と絶縁層を介して接触すると共に、他端が、回路構成部品に接続した導体パターン１４に接続する熱結合調整用導体パターン１５を、導体パターン１４と同じ金属で同じ工程で形成した構成としているので、シリコン塗布等を行わなくても、熱源部品１３からの熱を感温素子や水晶振動子に効率的に伝導して熱結合を良好にすることができ、発振器全体の温度を安定させて、出力周波数を安定化させる効果があり、また、水晶発振器間の特性のバラツキを抑えることができる効果がある。
【００４７】
また、本水晶発振器によれば、熱結合調整用導体パターン１５の形状や大きさを調整して、熱源部品１３と他の構成部品との熱結合の強さを調整することができ、熱源部品１３からの熱を無駄なく伝導して、消費電力の増大を抑え、所望の特性とすることができる効果がある。
【００４８】
また、本発明の別の実施の形態に係る水晶発振器によれば、多層構造の基板を用いて、下層部に熱結合調整用導体パターンとして、隣接して配置された金属の内装パターン１６,１７を設け、内装パターン１７と熱源部品１３とをビアホール１８ａで接続し、内装パターン１７と回路構成部品１１とをビアホール１８ｂで接続した構成としているので、熱源部品１３と他の回路構成部品１１,１２との熱結合を促進すると共に、内装パターン１６，１７の大きさや隣接して配置される距離等を調整することにより、熱結合の強さを調整して、所望の特性とすることができる効果があり、更に、小型化を妨げない効果がある。
【００４９】
［本発明の実施の形態に係る水晶振動子］
次に、本発明の実施の形態に係る水晶振動子について説明する。
本発明の実施の形態に係る水晶振動子（本水晶振動子）は、恒温槽付水晶発振器等に用いられ、水晶振動子に設けられている２つ以上のダミー端子を、発振回路や温度制御回路の回路構成部品と熱的に接続させ、発振器全体の熱結合を良好にするものであり、簡易な構成で温度を安定させて周波数特性を良好にするものである。
【００５０】
［本水晶振動子を用いた熱結合：図４］
図４は、本水晶振動子を用いた熱結合の概略を示す説明図である。
図４に示すように、本発明の実施の形態に係る水晶振動子２２は、電気的に独立な（電気的に接続していない）ダミー端子２２，２３を備えており、一方のダミー端子２２は、熱結合用導体パターン２４によって熱源部品２６に熱的に結合し、他方のダミー端子２３は、熱結合用導体パターン２５によって感温素子２７に熱的に結合している。
【００５１】
つまり、本水晶振動子２２は、熱結合を良好にするための特別なシートや部品等を用いることなく、簡易な構成で、水晶振動子２２のパッケージを介して、回路構成部品間の熱結合を強くすることができるものである。つまり、水晶振動子のパッケージは熱結合回路としての役割を持つ。
これにより、本水晶振動子を恒温槽付水晶発振器等に用いた場合、熱源部品２６、水晶振動子２２、感温素子２７の熱結合が良好になり、安定した温度制御を行うことができ、出力周波数の変動を抑えることができるものである。
【００５２】
［本水晶振動子の構成］
次に、本水晶振動子の構成について説明する。
本水晶振動子は、セラミック等から成るパッケージ内に、表裏に電極が形成された水晶片が搭載され、金属カバーによって封止された構成であり、電極は、パッケージの裏面に設けられた端子によって外部と電気的に接続している。
端子には、水晶振動子の電極に接続する入力端子や出力端子の他、電気的に接続していないダミー端子があり、本水晶振動子では２個以上のダミー端子を備えている。
そして、上述したように、本水晶振動子は、当該２個以上のダミー端子の１つを熱源部品に接続し、別の１つを感温素子に接続することで、発振器全体の熱結合を良好にするものである。
【００５３】
［導体パターンを用いた熱結合：図５］
図５は、本水晶振動子における導体パターンを用いた熱結合を示す模式説明図である。尚、図５では、説明を簡単にするために水晶片や電極等は省略している。また、図５の導体パターン２５は、請求項に記載した第３の導体パターンに相当している。
図５に示すように、本水晶振動子では、パッケージ３０の底面（外側）に端子３１，３２，３３，３４を備えている。端子３１と端子３３は、一方が入力端子、他方が出力端子で水晶片の電極と接続しており、端子３２と端子３４はダミー端子である。
ここでは、ダミー端子３２が熱源部品（図示省略）に接続しているものとする。つまり、ダミー端子３２は、熱源部品からの熱を効率よく本水晶振動子に伝導するものである。
また、他方のダミー端子３４は、上述したように感温素子に接続している。
【００５４】
更に、本水晶振動子の特徴として、パッケージ３０の内側の底面部に導体パターン２５が形成されている。
導体パターン２５は、パッケージ３０の底面のダミー端子３２とは反対側の面に配置されているので、熱源部品に接続しているダミー端子３２からの熱を受け易く、パッケージ内への熱移動を容易にすることができるものである。
尚、導体パターン２５は、パッケージ３０の内側底面において、他の導体パターン（例えば配線パターン）と同じ金属で同じ工程で形成されるものである。
【００５５】
尚、図示は省略するが、導体パターン２５の上側の空間に、水晶片がパッケージに形成された支持部に導電性接着剤等により接着されて、搭載されている。
これにより、熱源部品と水晶振動子との熱結合を強くして、水晶振動子を熱的に安定させることができるものである。
【００５６】
そして、水晶振動子に伝導された熱は、もう一つのダミー端子３４を介して感温素子に効率よく伝導され、水晶発振器全体の熱結合を高め、温度を安定させて周波数特性を良好にすることができるものである。
【００５７】
更に、導体パターン２５の形状及び大きさや、形成位置等を調整することにより、熱結合の強さを調整することができるものである。
【００５８】
［スルーホールを用いた熱結合：図６］
次に、本水晶振動子におけるスルーホールを用いた熱結合について説明する。図６は、スルーホールを用いた熱結合を示す模式説明図である。尚、図６では、説明を簡単にするために水晶片や電極等は省略している。
図６に示すように、スルーホールを用いた構成では、パッケージ３０の裏面に、水晶片に接続する端子３１,３３と、熱源部品に接続するダミー端子３２が設けられている。尚、感温素子に接続するもう一つのダミー端子は図示を省略している。
【００５９】
そして、本水晶振動子の特徴として、パッケージ３０の側面部を貫通するスルーホール３７が形成され、内側に金属が充填（又は金属膜が形成）されている。
スルーホール３７の形成後に、パッケージ３０の開口部に金属カバーが搭載されて、パッケージ３０は封止される。
【００６０】
これにより、スルーホール３７は、ダミー端子３２と、金属カバー３６とに接続するものとなり、熱源部品からの熱を、ダミー端子３２及びスルーホール３７を介して金属カバー３６に容易に伝導することができるものである。
そして、水晶振動子全体を効率的に温めて、別のダミー端子から感温素子へも熱を伝え易くし、発振器全体の熱結合を良好にして温度及び出力周波数を安定させることができるものである。
【００６１】
［本水晶振動子の具体的な構成例：図７］
次に、本水晶振動子の具体的な構成例について図７を用いて説明する。図７は、本水晶振動子の具体的な構成例を示す断面説明図である。
図７に示すように、本水晶振動子は、セラミック等から成るパッケージ３０の凹部に、水晶片３８を搭載したものであり、パッケージ３０の裏面にはダミー端子３２，３４が設けられている。
ダミー端子３２は、熱源部品（図示せず）に接続しており、ダミー端子３４は感温素子（図示せず）に接続している。
【００６２】
そして、パッケージ３０の凹部内側の底面に、図５に示したような導体パターン３５を備え、また、パッケージ３０の側面部に、図６に示したようなスルーホール３７を備えている。
図７では、更に、導体パターン３５は、スルーホール３７と接続するよう形成されており、熱の伝導を一層良好にしている。この場合、パッケージ３０の側面が設けられる前に、パッケージ３０の底面部に導体パターン３５をスルーホール３７が形成される位置まで伸ばして形成し、その後、パッケージ３０の側面部を接着してパッケージの底面部と側面部とを一体化し、さらに側面部にスルーホールを形成する。尚、導体パターン３５は、他の金属パターン（例えば配線パターン等）と同じ金属で同じ工程で形成されるものである。
そして、金属カバー３６によって凹部空間が封止された構成となっている。
【００６３】
これにより、本水晶振動子において、熱源部品からの熱は、熱源部品に接続されたダミー端子３２に伝導し、更にスルーホール３７を介して金属カバー３６に伝導されると共に、導体パターン３５によってパッケージ３０の凹部空間にも良好に熱が伝導されて、水晶振動子全体を上下から効率よく温めることができるものである。
そして、パッケージ３０の裏面に形成されたもう一つのダミー端子３４を介して、感温素子にも熱が効率的に伝導される。
【００６４】
尚、ここでは、熱結合を強くするため、導体パターン３５をスルーホール３７と接続した構成について記載したが、導体パターン３５とスルーホール３７とが接続されない構成とすることも考えられる。
【００６５】
このようにして、本水晶振動子を用いた水晶発振器では、シートや金属製の部品等の特別なものを用いずに簡易な構成で、熱源部品、水晶振動子、感温素子の熱結合を強くして、発振器全体を熱的に安定化させて温度制御を容易且つ高精度にし、出力周波数の変動を抑えるものである。
【００６６】
尚、本実施の形態では、表面実装型の水晶振動子について説明したが、ダミー端子が２本以上あれば、リード型の水晶振動子であっても同様に発振器全体の熱結合を良好にすることができるものである。
【００６７】
また、熱源部品としてパワートランジスタを用いた場合には、ダミー端子３２を介してパッケージ３０に熱が伝わり、パッケージ３０をパワートランジスタの放熱材として活用することができるものである。
【００６８】
［実施の形態に係る水晶振動子の効果］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子によれば、２つ以上のダミー端子を備え、１つのダミー端子は発振器の熱源となる回路構成部品に接続され、別のダミー端子は感温素子に接続されているので、熱源部品からの熱を、水晶振動子本体を介して感温素子に伝導することができ、簡易な構成で熱源部品、水晶振動子、感温素子の熱結合を良好にして水晶振動子全体を熱的に安定化させ、出力周波数を安定させることができ、更に低コスト化、小型化を図り、特性のバラツキを抑えることができる効果がある。
【００６９】
また、本水晶振動子によれば、パッケージ３０の内側底面に導体パターン３５を備えているので、熱源部品に接続したダミー端子３２からの熱を、導体パターン３５を介してパッケージ内部に伝導し易くして、発振器全体の熱結合を良好にすると共に、導体パターン３５の大きさや形成位置等を調整することにより、熱結合の強さを調整することができ、所望の特性を得ることができる効果がある。
【００７０】
また、本水晶振動子によれば、パッケージ３０の側面に、熱源部品に接続したダミー端子３２と金属カバー３６とに接続するスルーホール３７を備えているので、熱源部品からの熱を、ダミー端子３２及びスルーホール３７を介して金属カバー３６に良好に伝導させ、水晶振動子全体を効率的に温めて、熱的に安定化させ、更にスルーホールの大きさや数を調整して熱結合の強さを調整することができ、所望の特性を得ることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、熱源部品と他の構成部品との間の熱結合を良好にして、出力周波数を安定させることができる水晶発振器及び水晶振動子に適している。
【符号の説明】
【００７２】
１１，１２...回路構成部品、  １３...熱源部品、  １４...導体パターン、  １５...熱結合調整用導体パターン、  １６，１７...内装パターン、  １８...ビアホール、  ２１...水晶振動子、  ２２，２３...ダミー端子、  ２４，２５...熱結合用導体パターン、  ３０...パッケージ、  ３１，３３...端子、  ３２，３４...ダミー端子、  ３５...導体パターン、  ３６...金属カバー、  ３７...スルーホール、  ３８...水晶片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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