(57)【要約】【課題】  二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器において、外側金属ケースの接合部を気密封止しながらも、外気温度の変化に影響されずに１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができる高安定圧電発振器を提供する。【解決手段】  圧電振動子１２、及び発振回路部品１３を備えた発振回路ユニット１５と、発振回路ユニットを収容するインナーオーブン１５と、インナーオーブンを収容するアウターオーブン２０と、アウターオーブンを覆うための外側金属ケース３０とを備え、外側金属ケースの内外の気密性を確保したものにおいて、アウターオーブンを構成しているアウター下ケース部材２０ａとアウター上ケース部材２０ｂとの接合部、又は、インナーオーブンを構成しているインナー下ケース部材１５ａとインナー上ケース部材１５ｂとの接合部のうちの少なくとも一方を、封止材４０により封止した。【選択図】    図１
2006295570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子、及び発振回路部品を備えた発振回路ユニットと、前記発振回路ユニットを収容するインナーオーブンと、前記インナーオーブンを収容するアウターオーブンと、前記アウターオーブンを覆うための外側金属ケースとを備え、該外側金属ケースの内外の気密性を確保したものにおいて、
前記アウターオーブン、又は、前記インナーオーブンのうちの少なくとも一方を、気密封止したことを特徹とする高安定圧電発振器。
【請求項２】
前記アウターオーブンを構成しているアウター下ケース部材とアウター上ケース部材との接合部、又は、前記インナーオーブンを構成しているインナー下ケース部材とインナー上ケース部材との接合部のうちの少なくとも一方を、エポキシ樹脂、又は半田を封止材として気密封止したことを特徴とする請求項１に記載の高安定圧電発振器。
【請求項３】
圧電振動子、及び発振回路部品を備えた発振回路ユニットと、前記発振回路ユニットを収容するインナーオーブンと、前記インナーオーブンを収容するアウターオーブンと、前記アウターオーブンを覆うための外側金属ケースとを備えたものにおいて、
前記アウターオーブンを構成する金属材料として、前記インナーオーブンを構成する金属材料よりも熱伝導の良好な材料を使用したことを特徴とする高安定圧電発振器。
【請求項４】
圧電振動子、及び発振回路部品を備えた発振回路ユニットと、前記発振回路ユニットを収容するインナーオーブンと、前記インナーオーブンを収容するアウターオーブンと、前記アウターオーブンを覆うための外側金属ケースとを備えたものにおいて、
前記アウターオーブンを薄肉の金属材料にて構成してその熱容量を小さくし、前記インナーオーブンを厚肉の金属材料にてブロック状に構成して熱容量を大きくしたことを特徴とする高安定圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二重恒温槽を備えた高安定圧電発振器の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ周波数発生装置や携帯端末用基地局等の基準用信号源として使用される各種圧電発振器には、共振特性に優れ、高い周波数安定度を有する水晶を用いた圧電発振器（水晶発振器）が使用されている。近年、前記各種装置や基地局等に用いられる水晶発振器には、周囲温度変化や高温多湿等の劣悪環境下においても安定した発振出力を確保することが求められており、このような要請を満たすことができる発振器として恒温槽付き水晶発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Xtal Oscillator）が多用されている。
従来型のＯＣＸＯについて、図７に示す。このＯＣＸＯは、上下のプリント基板（回路実装基板）１０１、１０２と、上プリント基板１０１にリード端子１０３ａを接続すると共に恒温槽１０４内に収容された水晶振動子１０３と、恒温槽１０４に取付けた感温素子１０５と、下プリント基板１０２に搭載された温度制御回路部品１０６と、上プリント基板１０１に搭載された発振回路部品１０７と、上下プリント基板１０１、１０２間を貫通して電気的機械的に接続するピン１０８と、これらを包囲する外側ケーシング１１０と、を備えている。外側ケーシング１１０は、底板を構成する下ケース１１１と、上記各構成要素を含む下ケース１１１上の空間を包囲する上ケース１１２と、を有している。ピン１０８の下端部は下ケース１１１を貫通して下方へ突出することにより、図示しないマザーボード側へこの発振器を搭載する際の接続手段となる。
恒温槽１０４は、周囲温度変化に対し槽内を一定温度に保つように感温素子１０５と温度制御回路１０６により制御されることにより、内部の水晶振動子１０３を一定温度とする。恒温槽１０４を組み付けた上下のプリント基板１０１、１０２はピン１０８によって電気的機械的に接続固定された状態で、ピン１０８を介して下ケース１１１により支持される。下ケース１１１には上ケース１１２が被せられ、シールド効果や、恒温槽からの放熱を防ぐ効果を発揮する。以上のように構成されたＯＣＸＯの周囲温度変化における周波数安定度（周波数温度特性）は、１０-8程度の安定度を得ることが可能である。
前記ＯＣＸＯよりも高安定な発振出力を得る発振器として、例えば実開昭６０−１４２５３６号公報には、水晶振動子、及び発振回路を魔法瓶からなる断熱ケースに収容することで、恒温槽の熱容量を大きくしてより高い温度安定度を得るようにした発振器が開示されている。また、特開昭６２−００３５２７号公報には、インナーオーブンとアウターオーブンから構成された二重恒温槽を用いることにより、より高い温度安定度を得るようにした発振器が開示されている。また、特開２００３−３０９４３２号には、内部に圧電振動子と発振回路部品を収容した恒温槽を金属ケース内に配置した高安定圧電発振器が開示されている。
【０００３】
図８はインナーオーブンとアウターオーブンから構成された二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器の構成説明図である。
この高安定圧電発振器は、圧電振動子１１２、及び発振回路部品１１３を備えた発振回路ユニット１１１と、発振回路ユニット１１１を収容するインナーオーブン（インナー下ケース部材１１５ａ、インナー上ケース部材１１５ｂ）１１５と、インナーオーブン１１５を収容するアウターオーブン（アウター下ケース部材１２０ａ、アウター上ケース部材１２０ｂ）１２０と、これらを支持するベースプリント基板１２５と、アウターオーブン１２０及びベースプリント基板１２５を覆うための外側金属ケース（下金属ケース部材１３０ａ及び上金属ケース部材１３０ｂ）１３０とを備えている。インナーオーブン１１５内にはインナープリント基板１１６が配置され、圧電振動子１１２、発振回路部品１１３を支持している。アウターオーブン１２０内にはアウタープリント基板１２１が配置され、インナーオーブン１１５、ヒータ１２２、ヒータ１２２の温度制御回路部品を支持している。ベースプリント基板１２５はヒータ１２６と、ヒータ１２６の温度制御回路部品を支持している。
【０００４】
従来の高安定圧電発振器にあっては、外側金属ケース１３０を構成する下金属ケース部材１３０ａの外周縁部と、上金属ケース部材１３０ｂの裾部との間の接合部１３１を完全に密封していなかった。また、インナーオーブン１１５、アウターオーブン１２０についても、上下のケース部材間の接合部は封止されていなかった。
このため、外側金属ケース１３０の接合部１３１の微小な隙間から内部に外気が侵入し易かった。外側金属ケース１３０内に侵入した外気中の水蒸気がガラスエポキシ等から成るベースプリント基板１２５によって吸収されると、ベースプリント基板は、膨張、反り等の変形を起こすため、ベースプリント基板の変形による応力によって搭載されたヒータ１２６用の温度制御回路部品に負荷が加わりその常数が変動し易くなる。具体的には、基板上の配線パターンが変形して浮遊容量が変化したり、発振回路を構成するコンデンサ等の電子部品に応力が加わって素子値が変化することがあった。
また、アウターオーブン１２０、インナーオーブン１１５も各接合部が未封止状態にあるため、各オーブン内に水蒸気を含んだ外気が侵入することによって内部のプリント基板１２１、１１６に対して同様の変形をもたらし、その結果各プリント基板上に搭載したヒータの温度制御用の回路部品や、圧電発振器１１２自体に負荷を及ぼす。この結果、この発振器により出力される周波数に変動が発生し、信頼性が低下する。１０-8〜１０-9オーダーの周波数安定度を要求される高安定圧電発振器にあってはこの程度の周波数変動も致命的となることが多かった。特に最近では、周波数安定度として、更に高度な１０-10オーダーが求められるようになってきている。
このような周波数安定度についての高度な要請を満たすために、これまで外側金属ケース１３０の接合部１３１をロウ付けや樹脂封止によって気密封止する対策が採られてきた。理論的には、図８に示した如く、恒温槽（オーブン）を二重構造にすると共に、外側金属ケースを封止することによって、１０-10オーダーの周波数安定度を実現できる筈であるが、実際には周波数が安定せず、１０-9オーダー程度の安定度しか確保できなかった。即ち、二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器によれば、１０-10オーダーの周波数安定度を得ることができ、高安定な発振出力を得るには最適な構造と考えられるが、非常に高安定な出力であるが故に、僅かな外気の侵入による影響、製造上の僅かな組立バラツキ、部品レベルでの特性バラツキなどが大きく影響するため、周波数−温度特性等にバラツキを持つという問題点があった。
【特許文献１】実開昭６０−１４２５３６号公報
【特許文献２】特開昭６２−００３５２７号公報
【特許文献３】特開２００３−３０９４３２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如く二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器において、外側金属ケースを気密封止して外気の侵入を厳しく阻止した場合においても、理論的には実現可能な１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができない、という問題があった。
このような不具合が生じる原因を本発明者が究明したところ、外気温度の変化に応じて発振周波数が変動する現象と、外側金属ケースの接合部を気密封止しない場合の方が周波数変動が少なくなる現象を発見した。このことより、外側金属ケースの接合部を封止した場合に、ケース内に封入された空気が外気温度の変化によって膨張、収縮を起こすことが周波数不安定化の原因であることを推測することができる。更に、このことより、二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器において、理論的には実現可能な１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができない原因が、外側金属ケースの接合部を気密封止したことにあることが判明した。しかし、外側金属ケースの接合部を気密封止しないことにより発生する不具合を甘受することはできないため、上記接合部を気密封止しながらも外気温度の変化に影響されずに１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができる高安定圧電発振器の開発が待望されていた。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器において、外側金属ケースの接合部を気密封止しながらも、外気温度の変化に影響されずに１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができる高安定圧電発振器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、圧電振動子、及び発振回路部品を備えた発振回路ユニットと、前記発振回路ユニットを収容するインナーオーブンと、前記インナーオーブンを収容するアウターオーブンと、前記アウターオーブンを覆うための外側金属ケースとを備え、該外側金属ケースの内外の気密性を確保したものにおいて、前記アウターオーブン、又は、前記インナーオーブンのうちの少なくとも一方を、気密封止したことを特徹とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記アウターオーブンを構成しているアウター下ケース部材とアウター上ケース部材との接合部、又は、前記インナーオーブンを構成しているインナー下ケース部材とインナー上ケース部材との接合部のうちの少なくとも一方を、エポキシ樹脂、又は半田を封止材として気密封止したことを特徴とする。
請求項３の発明は、圧電振動子、及び発振回路部品を備えた発振回路ユニットと、前記発振回路ユニットを収容するインナーオーブンと、前記インナーオーブンを収容するアウターオーブンと、前記アウターオーブンを覆うための外側金属ケースとを備えたものにおいて、前記アウターオーブンを構成する金属材料として、前記インナーオーブンを構成する金属材料よりも熱伝導の良好な材料を使用したことを特徴とする。
請求項４の発明は、圧電振動子、及び発振回路部品を備えた発振回路ユニットと、前記発振回路ユニットを収容するインナーオーブンと、前記インナーオーブンを収容するアウターオーブンと、前記アウターオーブンを覆うための外側金属ケースとを備えたものにおいて、前記アウターオーブンを薄肉の金属材料にて構成してその熱容量を小さくし、前記インナーオーブンを厚肉の金属材料にてブロック状に構成して熱容量を大きくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器においては、外側金属ケースの接合部を封止した場合に、ケース内に封入された空気が外気温度の変化によって膨張、収縮を起こすため、外側金属ケースを気密封止して外気の侵入を厳しく阻止した場合においても、理論的には実現可能な１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができなかった。
これに対して本発明においては、二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器において、アウターオーブンを構成しているアウター下ケース部材とアウター上ケース部材との接合部、又は、インナーオーブンを構成しているインナー下ケース部材とインナー上ケース部材との接合部のうちの少なくとも一方を、封止材により封止するようにしたので、外側金属ケースの接合部を気密封止しながらも、外気温度の変化に影響されずに１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができる。
次に、二重恒温槽を用いた場合には、恒温槽の熱容量を大きくして周波数の高安定化を図っているため温度に対する高い安定度を得ることができるメリットがある一方で、周波数-立ち上がり特性が悪化するというデメリットがあった。これに対して本発明においては、アウターオーブンを構成する金属材料として、インナーオーブンを構成する金属材料よりも熱伝導の良好な材料を使用したので、周波数-立ち上がり特性を向上させることができる。
また、アウターオーブンを薄肉の金属材料にて構成してその熱容量を小さくし、インナーオーブンを厚肉の金属材料にてブロック状に構成して熱容量を大きくしたので、同様に周波数-立ち上がり特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る高安定圧電発振器の構成を示す縦断面図、及び外側金属ケースを縦切断した断面図である。
この二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器は、圧電振動子１２、及び発振回路部品１３を備えた発振回路ユニット１１と、発振回路ユニット１１を収容するインナーオーブン（インナー下ケース部材１５ａ、インナー上ケース部材１５ｂ）１５と、インナーオーブン１５を収容するアウターオーブン（アウター下ケース部材２０ａ、アウター上ケース部材２０ｂ）２０と、これらを支持するベースプリント基板２５と、アウターオーブン２０及びベースプリント基板２５を覆うための外側金属ケース（下金属ケース部材３０ａ及び上金属ケース部材３０ｂ）３０と、を備えている。インナーオーブン１５内にはインナープリント基板１６が配置され、圧電振動子１２、発振回路部品１３を支持している。アウターオーブン２０内にはアウタープリント基板２１が配置され、インナーオーブン１５、ヒータ２２、ヒータ２２の温度制御回路部品を支持している。ベースプリント基板２５は、アウターオーブン２０と、ヒータ２６と、ヒータ２６の温度制御回路部品を支持している。インナープリント基板１６とアウタープリント基板２１との間は接続ピンＰ１により電気的機械的に接続され、アウタープリント基板２１とベースプリント基板２５との間は接続ピンＰ２により電気的機械的に接続されている。更に、ベースプリント基板２５に上部を固定されたピンＰ３は、下金属ケース部材３０ａに設けた穴を絶縁材を介して貫通して外部に突出しており、接続ピンＰ３の下端部を図示しないマザープリント基板に設けたスルーホール等に挿通し半田接続することにより、この高安定圧電発振器はマザープリント基板上に搭載される。
外側金属ケース３０を構成する下金属ケース部材３０ａ及び上金属ケース部材３０ｂの接合部３１は、その全周に亘って樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、あるいは半田等の封止材４０により気密封止される。この例では、上金属ケース部材３０ｂの裾部の内側に下金属ケース部材３０ａが入り込むことにより接合部３１を形成しているため、封止材４０を塗布する際には、発振器全体を逆さ向きにした状態で接合部３１の隙間内に流動性を有した封止材４０が充填され、且つ接合部３１の外側面にも所要の上下範囲に亘って付着するように封止材４０を塗布する。
【０００９】
本発明の特徴的な構成は、外側金属ケース３０の接合部３１を封止材４０を用いて気密封止することにより外側金属ケースの内外の気密性を確保したことに加えて、アウターオーブン２０を構成するアウター下ケース部材２０ａとアウター上ケース部材２０ｂとの接合部２３をその全周に亘って樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、あるいは半田等の封止材４１により気密封止した点にある。封止材４１の塗布作業は、外側金属ケース３０、特に上金属ケース３０ｂを組み付ける前の段階で実施され、接合部２３の隙間内に封止材４１を必要十分な量だけ充填させ、且つ接合部２３の外側面にも所要の上下範囲に亘って付着するように封止材４１を塗布する。
本実施形態では、このようにアウターオーブン２０を構成しているアウター下ケース部材２０ａとアウター上ケース部材２０ｂとの接合部２３をその全周に亘って封止材４１により気密封止したことにより、上下のケース部材２０ａ、２０ｂ間の組立バラツキを抑えるとともに、アウターオーブン２０の熱伝導特性を均一化することができる。つまり、上下のケース部材２０ａ、２０ｂ間の組立バラツキは、接合部２３の隙間の間隔、幅等にバラツキをもたらし、個々の発振器におけるアウターオーブン２０の熱伝導特性にバラツキをもたらすが、隙間に封止材を充填することにより、仮にケース部材間にバラツキが存在したとしても、アウターオーブン全体としての熱伝導特性を均一化することができる。このことによって、周波数−温度特性を大幅に改善することが可能となった。
また、二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器において外側金属ケースの接合部３１を気密封止したことにより、外気温度の変化に伴い、外側金属ケース３０とアウターオーブン２０との間の空気が膨張・収縮しても、アウターオーブン２０が密閉され、内部温度が一定に保たれるので、膨張・収縮の影響をほとんど受けることがなくなり、１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができた。
【００１０】
図２は、図１に示した高安定圧電発振器（水晶発振器）におけるアウターオーブン２０の接合部２３の全周を、封止材４１としてのエポキシ樹脂で全面封止する前の周波数−温度特性を示しており、測定回数（時間）に対して周波数、及び周囲温度の変化を随時プロットしたものである。温度プロファイルとしては、周囲温度が２５℃→−３０℃→２５℃→７０℃→２５℃となるように設定しており、その際の周波数変化を確認している。同図（ａ）では、周囲温度−３０℃〜７０℃の変化に対して、１０-10オーダーの周波数安定度を実現できているが、同図（ｂ）では、同一の温度変化に対して周波数変動幅が大きく、１０-9オーダーの周波数安定度となっている。
次に、図３は、アウターオーブン２０の接合部２３を全周に亘ってエポキシ樹脂４１で封止した後の周波数−温度特性を示しており、図２の結果を示した同一サンプルに対して同一の測定を行ったものである。図３（ａ）（ＤＵＴ  Ｎｏ．０１３）の結果では、エポキシ樹脂封止前後においてほぼ同様の特性が得られているのに対し、図３（ｂ）（ＤＵＴ  Ｎｏ．０１１）の結果から、エポキシ樹脂にて封止した後、周波数−温度特性が大幅に改善していることが明かとなる。
以上のことから、本発明に係る封止構造により高安定圧電発振器（高安定水晶発振器）の周波数−温度特性を改善することが可能であるとともに、歩留向上に対しても非常に有効であることが判る。
なお、使用する封止材としては、樹脂であってもよいし、半田であってもよい。
【００１１】
次に、図４は本発明の第２の実施形態に係る高安定圧電発振器（高安定水晶発振器）の外側金属ケース、及びアウターオーブンを縦切断した状態を示す断面図である。なお、図１（ｂ）と同一部分には同一符号を示し重複した説明は省略する。また、インナーオーブン内の構造は図１（ａ）に示したものと実質的に同様である。
本実施形態にかかる二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器の特徴的な構成は、外側金属ケース３０の接合部３１を封止材４０を用いて気密封止することにより外側金属ケースの内外の気密性を確保したことに加えて、インナーオーブン１５を構成するインナー下ケース部材１５ａとインナー上ケース部材１５ｂとの接合部１７をその全周に亘って樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、あるいは半田等の封止材４２により気密封止した点にある。封止材４２の塗布作業は、アウターオーブン２０、特に上アウター上ケース部材２０ｂを組み付ける前の段階で実施され、接合部１７の隙間内に封止材４２を必要十分な量だけ充填させ、且つ接合部１７の外側面にも所要の上下範囲に亘って付着するように封止材４２を塗布する。封止材４２として、エポキシ樹脂、半田などを用いることができる。
【００１２】
本実施形態では、このようにインナーオーブン１５を構成しているインナー下ケース部材１５ａとインナー上ケース部材１５ｂとの接合部１７をその全周に亘って封止材４２により気密封止したことにより、上下のケース部材１５ａ、１５ｂ間の組立バラツキを抑えるとともに、インナーオーブン１５の熱伝導特性を均一化することができる。つまり、上下のケース部材１５ａ、１５ｂ間の組立バラツキは、接合部１７の隙間の間隔、幅等にバラツキをもたらし、個々の発振器におけるインナーオーブン１５の熱伝導特性にバラツキをもたらすが、隙間に封止材を充填することにより、仮にケース部材間にバラツキが存在したとしても、アウターオーブン全体としての熱伝導特性を均一化することができる。このことによって、周波数−温度特性を大幅に改善することが可能となった。
また、二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器において外側金属ケースの接合部３１を気密封止しながらも、外気温度の変化に影響されずに１０-10オーダーの周波数安定度を実現することができた。
なお、第２の実施形態に係る高安定水晶発振器におけるインナーオーブン１５の接合部１７の全周を封止材４２により封止する前と後の周波数−温度特性については、図２、図３に示した第１の実施形態の実験データがほぼ当てはまる。
なお、第１、第２の実施形態では夫々アウターオーブンの接合部、又はインナーオーブンの接合部を封止材により封止した例を示したが、両オーブンの接合部を共に封止するようにしてもよい。
【００１３】
次に、上記各実施形態では、恒温槽の熱容量を大きくして周波数の高安定化を図っているため温度に対する高い安定度を得ることができるメリットがある一方で、周波数-立ち上がり特性が悪化するというデメリットがあった。
そこで本発明の第３の実施形態では、二重恒温槽を備えた高安定圧電発振器において、周波数-立ち上がり特性を向上させるための新規構成を提案する。なお、第３の実施形態では、各接合部３１、２３、１７を気密封止する封止材４０、４１、４２の有無と無関係に周波数-立ち上がり特性向上効果を発揮させることができるが、説明の便宜上、第１の実施形態に関する図１（ａ）（ｂ）を参照しつつ説明する。
本実施形態の特徴的な構成は、内部に圧電振動子１２を収容したインナーオーブン１５と、内部にインナーオーブン１５を収容するアウターオーブン２０を備えた二重恒温槽を備えた高安定圧電発振器において、インナーオーブン１５を構成する金属材料とアウターオーブン２０を構成する金属材料を熱伝導率の異なる材料とし、アウターオーブン２０を構成する金属材料の熱伝導率をより大きく設定した点にある。具体的には例えばインナーオーブン１５をアルミニウムとし、アウターオーブン２０を銅とする。
あるいは、両オーブン１５、２０を同一金属材料から構成しつつ、アウターオーブン１５の熱容量を小さく構成することによって同様の効果を得るようにしてもよい。具体的には、アウターオーブンを薄肉の金属材料にて構成し、インナーオーブンを厚肉の金属材料にてブロック状に構成することにより熱容量の違いを得ることができる。
【００１４】
次に、図５は本発明の第４の実施形態に係る二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器の構成を示す縦断面図であり、第３の実施形態と同様に周波数-立ち上がり特性を向上させることを目的としている。なお、図１（ａ）を併せて参照し、同図と同一部分には同一符号を付して説明する。また、図５では各オーブンの接合部、外側金属ケースの接合部に封止材を充填していない例を示しているが、封止材を充填した構成としてもよい。
本実施形態では、インナーオーブン１５として熱容量の大きい金属ブロックを用い、アウターオーブン２０として熱容量の小さい薄肉金属ケースを用いている。具体的には、例えばインナーオーブン１５として厚肉のアルミニウムによるブロック状の熱筒を用いる一方で、アウターオーブン２０として銅薄板によるケース状の熱筒を用いる。
この実施形態に係るインナーオーブン１５は、上面に凹所を有した下ブロック１８ａと、この下ブロック１８ａに被せることにより凹所内を密閉する上ブロック１８ｂとから構成される。インナープリント基板１６は下ブロック１８ａの上面によって支持されると共に、インナープリント基板１６の下面に支持された圧電振動子１２、及び回路部品は凹所内に配置された状態で上ブロック１８ｂにより封止される。
外側金属ケース３０の接合部３１については封止材により封止してもよいししなくてもよい。また、アウターオーブン２０の接合部２３についても同様である。
【００１５】
この実施形態によれば、従来のような魔法瓶や金属ブロックを熱筒として使用した構造の発振器と同等以上の温度安定度（０．１℃以下）を実現することができ、温度変化に対して非常に高安定な発振出力を得ることができる。
また、アウターオーブン２０として、熱伝導率の高い金属を使用し、熱容量が比較的小さいケース構造としたため、アウターオーブン内の温度を短時間に安定化することができる。従って、インナーオーブン１５としてアルミブロック等のように熱容量が比較的大きい構造体を用いたとしても、アウターオーブン内に収容されているインナーオーブン、更にはインナーオーブン内に収容されている発振回路ユニットの温度についても短時間で安定化させることができる。
以上のことから、周波数安定度を悪化させずに、早い周波数立ち上がり特性を実現できることが理解される。
次に、図６は図５の実施形態に係る高安定圧電発振器と、アルミブロックによる恒温槽を用いた発振器との周波数-立ち上がり特性の比較結果を示す図であり、電源投入後の経過時間を横軸とし、経過時間に対する周波数変化を随時プロットした結果を示している。この図からも明らかなように本発明の二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器の方が周波数-立ち上がり特性が優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高安定圧電発振器の構成を示す縦断面図、及び外側金属ケースを縦切断した断面図。
【図２】図１に示した高安定圧電発振器（水晶発振器）におけるアウターオーブンの接合部の全周を、封止材としてのエポキシ樹脂で全面封止する前の周波数−温度特性を示す図。
【図３】、アウターオーブンの封止部を全周に亘ってエポキシ樹脂で封止した後の周波数−温度特性を示す図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る高安定圧電発振器（高安定水晶発振器）の外側金属ケース、及びアウターオーブンを縦切断した状態を示す断面図。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る二重恒温槽を用いた高安定圧電発振器の構成を示す縦断面図。
【図６】図５の実施形態に係る高安定圧電発振器と、アルミブロックによる恒温槽を用いた発振器との周波数-立ち上がり特性の比較結果を示す図。
【図７】第１の従来例の構成説明図。
【図８】第２の従来例の構成説明図。
【符号の説明】
【００１７】
１１  発振回路ユニット、１２  圧電振動子、１３  発振回路部品、１５  インナーオーブン（インナー下ケース部材１５ａ、インナー上ケース部材１５ｂ）、１６  インナープリント基板、１７  接合部、２０  アウターオーブン、２０ａ  アウター下ケース部材、２０ｂ  アウター上ケース部材、２３  接合部、２５  ベースプリント基板、２６  ヒータ、３０  外側金属ケース、３０ａ  下金属ケース部材、３０ｂ  上金属ケース部材、４０、４１、４２  封止材。
【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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【図８】
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