(57)【要約】【課題】  温度安定のための待ち時間を短縮し、水晶発振器の温度に対する周波数測定全体にかかる時間を短縮し、測定精度を向上させることを目的とする。【解決手段】  目的を実現するために本発明は、圧電部品の温度特性を温度を可変する雰囲気の炉内チャンバー温度雰囲気環境により、所望の周波数との周波数偏差を測定する周波数測定装置において、前記圧電部品の周波数測定を行う測定系として測定回路、測定プローブを測定温度に近い温度に保温し、測定系をチャンバー内温度雰囲気とは個別の温度環境で制御する構造を有する周波数測定装置の構造にすることにより課題を解決する。【選択図】  図１
2006126052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電部品の温度特性を温度を可変する雰囲気の炉内チャンバー温度雰囲気環境により、所望の周波数との周波数偏差を測定する周波数測定装置において、
前記圧電部品の周波数測定を行う測定系として測定回路、測定プローブを測定温度に近い温度に温度制御することを特徴とする周波数測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の測定系をチャンバー温度雰囲気とは個別の温度環境で制御する構造を有する周波数測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の圧電部品は、チャンバー雰囲気温度とほぼ同じ温度設定ができる手段を持った保持台に載置する構造を有する周波数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子等圧電部品の温度変化に伴う周波数変化測定を行う装置に関するもので、温度の安定化を図り測定時間を短縮する装置の測定系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今全てのコンピュータ、電子機器、家電製品、自動車、航空機などに用いる電子制御やクロック信号発生源には水晶振動子を用いた水晶発振器の存在が不可欠となっている。とりわけ、数多くある水晶発振器の中で、最も汎用性の高い発振器はＡＴカット板の水晶振動子を用いた水晶発振器が使われており、−３０℃から＋８５℃の動作環境温度範囲に亘り正確なクロック信号を必要とする制御系には不可欠な圧電部品の地位を得ている。
近年では、民生用機器として携帯電話が広く普及し、様々な環境、例えば寒冷地帯から熱帯地方まで広範囲な地域で使用されており、上述する動作環境温度でも周波数変動の無い高精度の水晶発振器の要求が高まっている。そのためにも、水晶発振器には使用目的や、動作温度環境、あるいは補償温度偏差と言った顧客からの動作仕様要求に対応するために、温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）、オーブン型水晶発振器、電圧制御型水晶発振器（ＶＣＸＯ）などと、各種仕様を満足する発振器が整っている現状でもある。
【０００３】
上述する水晶発振器群は、各種温度環境で厳重な温度制御と温度偏差を確保するための構造と設計がなされていることは勿論のこと、これらの発振器を製造し出荷する段階においても各種厳しい品質調整と管理が行われている。その中でも、品質や動作を確認する検査工程においては、特に厳しい評価がなされており、一般的には最終の品質確認と動作確認の工程においては、動作温度に対する水晶発振器の周波数変動を設計値と仕様を満足しているかの確認と調整が行われている。
【０００４】
上述する周波数検査工程では、専用の測定装置を用いてる行われるが、一般的な測定装置としては、所望の温度雰囲気環境を持った１つのチャンバー内に１回の測定処理分を１バッチとして処理し、バッチ分の被測定物（水晶発振器）を測定装置に投入し、チャンバーが所望の設定温度に達してから、十分に被測定物の温度が所望の温度に到達までの時間の余裕を見た上で、被測定物の温度特性を測定する。この測定動作を客先の要求や製品仕様に基づいた測定条件に沿って、数カ所の設定温度で測定を行うために、決められた全ての温度に対してチャンバー温度を変化させて測定を行う方法が採られている。
【０００５】
また上述する測定方法を連続した発想で測定を行う方法として、決められた条件の温度に設定された複数のチャンバーが連続的に接合された方式で、各温度に設定されたチャンバーを搬送装置および隔壁を介して搬送テーブル（保持台）などに搭載された被測定物が連続的に流れ移動しながら、全ての温度条件を一環して処理する方法も採られている。
上述の２種類の測定装置は、前者がバッチ方式と呼ばれ、後者をインライン方式と呼んでいる。
【０００６】
なお、上述するインライン方式の測定装置の場合には、隔壁と区切られたチャンバー間では、各チャンバーで設定する温度条件の間に僅かではあるが、気体層を介してしまうことで、チャンバー間を移動した被測定物に対して、所望の温度に到達するまでの温度調整に要する、時間が必要となることが想定される。しかしながら、このような場合でも最近では、搬送テーブルそのものに温度管理機能を付加（例えばペルチェ素子を用いた）し、温度設定の異なるチャンバーを移動したときの被測定物に対する温度変化を極力低減した工夫を凝らした測定装置も出回ることから、従前に比べて安定した温度雰囲気を確保することで、インライン方式による測定装置の欠点を解消している。
【特許文献１】特開２００３−００４７８５号公報  なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述するように昨今の水晶発振器は外形では小型化が進み、仕様や機能的については小型化でありながら要求される諸特性は従前同様、それ以上に厳しくなっており、従来から用いる測定装置を使用する上でも工夫や改善が必要となってきている。
【０００８】
その一例としては、被測定物である水晶発振器が小型化していることから取り扱いが難しくなっていることが挙げられ、また水晶発振器の価格の下落に伴うコスト改善に向けた取り組みの要求が出てきている。コスト対策についての一例には時間あたりの生産数量を増やすことで、全体の工程単価を下げることが考えられ、このことは測定工程についても当てはまり、現在使用する測定装置の大別して２種類（バッチ方式とインライン方式）ある測定方法でもより作業効率の高い方式が採用されているのが現状である。
【０００９】
このような状況の中で次に挙げるような問題点も考えられる。例えばインライン方式の測定装置の場合で、被測定物は搬送テーブルなどにより、温度設定の異なるチャンバーへと移動していくため、多少の温度変化はあるものの被測定物にはヒータなどにより温度を直接伝導することができるが、従来の測定装置については、測定系（回路や測定プローブ）についての温度制御や保温対策がなされていないのが現状にある。
【００１０】
特に、被測定物にはプローブが直接接触し、被測定物である水晶発振器とコンタクトを取りチャンバー内で温度測定を行うことから、微小ではあるがチャンバー内の被測定物の温度にも変化を与えてしまうことにもなりかねない。このことはより正確に温度測定を行う上では大事なことでもあり、特に測定系の温度制御を徹底しないことになり、測定装置を可動させた運転開始時から徐々にプローブを介して熱が測定回路へ伝わるなど不必要な温度管理を行う必要も生じることになる。
【００１１】
また、測定作業が中断するとチャンバー内の温度も一時的に温度が低下（低温測定時には温度が上昇する）するため、測定系自身にも温度変化の影響を及ぼすことになる。測定系（回路）にも温度特性を持っているため、このような測定回路の温度が安定しない状況では、温度変化により測定値が変化し正確な測定が行われない状況に陥ることにもなる。また、低温測定の場合には、測定系が大気に暴露されているので結露していまうと言った問題や課題もあるのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため本発明は、圧電部品の温度特性を温度を可変する雰囲気の炉内チャンバー温度雰囲気環境により、所望の周波数との周波数変動を測定する周波数測定装置において、前記圧電部品の周波数測定を行う測定系として測定回路、測定プローブを測定温度に近い温度に保温したことを特徴とする周波数測定装置である。
【００１３】
要するに請求項２にその特徴を記載していますが、測定系をチャンバー内温度雰囲気とは個別の温度環境で制御する構造を有する周波数測定装置の構造にすることにより、特に測定系の温度制御を徹底することができ、測定装置を使用中のプローブ部分から熱が放熱されると言った現象を改善することができる。
【００１４】
また、測定作業が中断するとチャンバー内の温度が一時的に温度の低下（低温測定時には温度が上昇する）があったときなどにも、測定系自身が個別で温度管理されていることにより、測定系が常に安定した温度状態で保持できることから、測定系（回路）の温度特性の変化を招くこともなくなる。以上のことから、従来技術に技術する諸課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、（１）例えば被測定物のチャンバー間移動時の圧電部品は保持台に載置され、保持台の温度保温をペルチェ素子などにより速やかに温度の安定化が図れた測定装置などの場合には、測定系も独立して温度の補償と安定化を施していることにより、測定までの安定した温度到達時間を短縮することにより全体の測定時間も短縮でき製品のコストを低減することができる。そして、（２）品質面においては、測定系を含めた温度が安定するために測定精度も向上する。また、（３）低温側での結露防止が図れるので、測定の安定度も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。図１は本発明の概念を示した図である。そして図１の概念図では特にインライン方式を想定して説明する。また、測定系を個別で温度制御する上で、プロービングは測定系から圧電部品に延びて測定する構造となっている。
【００１７】
図１は紙面左方向から右方向に向かって、圧電部品（被測定物）である水晶発振器が保持台４（移動テーブルなど）に整列されて移動するものである。所望の温度で設定された複数のチャンバー（容器）を通過することで、各々のチャンバーで設定された温度条件により、被測定物が所定の温度に加熱される格好となっている。
【００１８】
例えば、今最も左にあるチャンバー（ａ）に対して圧電部品を投入したと考えると、このチャンバー（ａ）の内部で、設定するチャンバー（ａ）の温度まで圧電部品が加熱され、圧電部品がチャンバー（ａ）の温度に到達した時点で、測定系である測定回路と導通をとるプローバにより圧電部品の温度に対する周波数測定が行われる。このチャンバー（ａ）での測定が終わったら、順次チャンバー（ｂ）、チャンバー（ｃ）と圧電部品は、所望のチャンバー内設定温度にまで加熱され、加熱された温度条件による周波数測定が継続し、一連の温度に対する周波数変化を測定する装置である。そして図１では各チャンバー間に隔壁を設けてチャンバーごとの温度管理と設定を行っているものである。
【００１９】
ここで注目するのが、各チャンバー内にある測定系が各々のチャンバー内で個別に温度管理ができるよう測定系部分が個別に仕切られているところにある。このように測定系を個別に温度制御する構造にすることにより、特に測定系の温度制御を徹底することができ、測定装置を使用中のプローブ部分から熱が放熱されると言った現象を改善することができる。
【００２０】
また、測定作業が中断するとチャンバー内の温度が一時的に温度の低下（低温測定時には温度が上昇する）があったときなどにも、測定系自身が個別で温度管理されていることにより、測定系が常に安定した温度状態で保持できることから、測定系（回路とプローブなど）の温度特性の変化を招くこともなくなり、より正確な温度測定を実現することができる。
【００２１】
上述に加えて、図２に示す測定装置の概念は、例えば圧電部品のチャンバー間移動時の温度保温をペルチェ素子などにより速やかに温度の安定化が図れた測定装置を実現することにより、また、測定系も独立して温度補償を行うことによりと安定化を施していることにより、測定までの安定した温度到達時間を短縮することで全体の測定時間を短縮することにより製品のコストを低減することができる。
【００２２】
図２の場合では、図１に示すようにチャンバー間に隔壁を設けてチャンバー単位で温度雰囲気を確保するために密閉空間を作ることは必要がなく、大きなチャンバーの中で例えば図１に示すチャンバー（ａ）〜（ｃ）に相当する温度雰囲気を図２に示す（Ａ）〜（Ｃ）の位置により温度に対する周波数測定ができるような装置にすることができる。ここでは特に保持台４の温度制御の詳細は図示していないが、ペルチェ素子を保持台４に組み込み、保持台４自体を温度制御することにより、保持台４に載置すること圧電部品３にも熱を伝達させてチャンバー温度とほぼ同温に圧電部品３の温度設定を行い、チャンバー間の隔壁を無くしても温度変化に速やかに対応できることで、装置全体が単純化でき、測定時間の短縮も実現できる。
【００２３】
また、品質面においては、測定系を含めた温度が安定することで圧電部品である水晶発振器の温度に対する周波数測定精度も向上できる。加えて低温側での結露防止の発生も抑制できることで測定の安定度も向上することになる。
【００２４】
以上のような本発明の特徴と利点を奏することで水晶発振器の温度に対する周波数測定装置の概念を刷新することができる。なお、本明細書にはインライン方式の測定装置を中心に記述しているが、バッチ方式処理の測定装置であっても同様の効果を奏することは言うまでもない。また、特に測定系の詳細は説明していないが、一般的に用いる水晶発振器を駆動する回路（例えばπ回路など）とプローバとの組合せにより水晶発振器を動作させ周波数を測定するものである。そして、図３には参考として従来の測定装置の概念図を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の測定装置の概念を示した概念図である。
【図２】本発明の他の実施例の測定装置の概念を示した概念図である。
【図３】従来の測定装置の概念を示した概念図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      チャンバー
２      測定系  
３      圧電部品（被測定物、水晶発振器）
４      保持台    
【図１】
2006126052.tif 000003
【図２】
2006126052.tif 000004
【図３】
2006126052.tif 000005