(57)【要約】【課題】  逓倍のための回路を用いることなく、小型化を実現できる温度補償水晶発振器を提供する。【解決手段】  セラミック基板５の一方の平面（表面）側にＳＡＷフィルタ３と、ＳＡＷフィルタ３を覆うように水晶片１を実装し、セラミック基板５の他方の平面（裏面）側に温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４を実装し、水晶片１を発振させた出力スペクトルの高調波をＳＡＷフィルタ３で抜き出して高周波出力を得る温度補償水晶発振器である。【選択図】        図１
2018152821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板を備えた温度補償水晶発振器であって、
前記セラミック基板の一方の平面に配置された弾性表面波フィルタと、前記弾性表面波フィルタを覆うよう設けられた水晶片とを備え、
前記セラミック基板の他方の平面に温度補償発振用回路と、波形整形用回路とを設けたことを特徴とする温度補償水晶発振器。
【請求項２】
セラミック基板が、Ｈ構造をしたことを特徴とする請求項１記載の温度補償水晶発振器。
【請求項３】
セラミック基板が、第１の基板と第２の基板とを積層した構造であって、
前記第１の基板には、前記第１の基板を貫通する第１の貫通部が形成され、
前記第２の基板には、前記第２の基板を貫通する第２の貫通部が形成され、
前記第１の基板と前記第２の基板とは、前記第１の貫通部と前記第２の貫通部とが重ならないように積層され、
前記第１の基板において、前記第２の貫通部に露出する部分に、温度補償発振用回路と波形整形用回路とが配置され、
前記第２の基板において、前記第１の貫通部に露出する部分に、弾性表面波フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償水晶発振器に係り、特に、逓倍のための回路を用いることなく、小型化を実現できる温度補償水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来の温度補償水晶発振器は、集積回路（ＩＣ）で発振させる場合には、５２ＭＨｚ程度が上限であった。
そのため、それ以上の周波数を得るためには、ディスクリート部品によるアナログ回路を用いて逓倍することで高周波を得ていた。
従来の温度補償水晶発振器では、逓倍のためにアナログ回路を用いているので、形状が大きくなり、７×５mmサイズ等の小型化に対応できないものであった。
【０００３】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００４−３２８６７０号公報「高安定性発振器」（住友電気工業株式会社）［特許文献１］、特開２００９−０２７３０６号公報「弾性表面波デバイス」（エプソントヨコム株式会社）［特許文献２］、特許第４１５１７１１号公報「圧電デバイス」（エプソントヨコム株式会社）［特許文献３］がある。
【０００４】
特許文献１には、ＶＣＸＯの発振出力を逓倍回路で逓倍してからＳＡＷフィルタに出力し、ＳＡＷフィルタを介してＰＥＣＬレベル変換回路に入力する発振器が示されている。
特許文献２には、圧電基板にＳＡＷフィルタを形成してパッケージ化した弾性表面波デバイスが示されている。
特許文献３には、水晶振動子の代わりにＳＡＷフィルタをパッケージ化した圧電デバイスが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２８６７０号公報
【特許文献２】特開２００９−０２７３０６号公報
【特許文献３】特許第４１５１７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の温度補償水晶発振器では、高周波の周波数を得るために逓倍用のアナログ回路を用いているため、小型化が難しいという問題点があった。
【０００７】
特許文献１〜３には、水晶振動子、ＳＡＷフィルタ、温度補償発振用回路、波形整形用回路を１つのパッケージに収納して小型化を実現することについての記載がない。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、小型化を実現した温度補償水晶発振器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】
【０００９】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、セラミック基板を備えた温度補償水晶発振器であって、セラミック基板の一方の平面に配置された弾性表面波フィルタと、弾性表面波フィルタを覆うよう設けられた水晶片とを備え、セラミック基板の他方の平面に温度補償発振用回路と、波形整形用回路とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上記温度補償水晶発振器において、セラミック基板が、Ｈ構造をしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、上記温度補償水晶発振器において、セラミック基板が、第１の基板と第２の基板とを積層した構造であって、第１の基板には、第１の基板を貫通する第１の貫通部が形成され、第２の基板には、第２の基板を貫通する第２の貫通部が形成され、第１の基板と第２の基板とは、第１の貫通部と第２の貫通部とが重ならないように積層され、第１の基板において、第２の貫通部に露出する部分に、温度補償発振用回路と波形整形用回路とが配置され、第２の基板において、第１の貫通部に露出する部分に、弾性表面波フィルタが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、弾性表面波フィルタがセラミック基板の一方の平面に配置され、水晶片が弾性表面波フィルタを覆うよう設けられ、温度補償発振用回路と波形整形用回路がセラミック基板の他方の平面に設けられた温度補償水晶発振器としているので、逓倍回路を用いずに小型化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発振器の構成ブロック図である。
【図２】出力スペクトルの変遷を示す概略図である。
【図３】本発振器の平面説明図である。
【図４】本発振器の断面説明図である。
【図５】本発振器の底面説明図である。
【図６】応用例の発振器の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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温度補償水晶発振器（本発振器）は、セラミック基板の一方の平面（表面）に弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）フィルタと水晶振動子（水晶片）を実装し、セラミック基板の他方の平面（裏面）に温度補償発振用回路と波形整形用回路を実装し、水晶片を発振させた出力スペクトルの高調波をＳＡＷフィルタで抜き出して高周波出力を得るものであり、発振器を小型化できるものである。
【００１５】
［本発振器：図１］
本発振器について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発振器の構成ブロック図である。
本発振器は、図１に示すように、水晶振動子（水晶片）１と、温度補償発振用回路（温度補償発振用ＩＣ）２と、ＳＡＷフィルタ３と、波形整形用回路（波形整形用ＩＣ）４とを備えている。尚、図１では、温度補償発振用ＩＣ２を「温度補償回路付き発振ＩＣ」と記載している。
【００１６】
［本発振器の各部］
本発振器の各部について説明する。 
水晶片１は、電圧が印加されることで発振するものである。
温度補償発振用ＩＣ２は、水晶振動子の温度補償を行い、水晶振動子に基づく発振周波数信号をＳＡＷフィルタ３に出力する。
【００１７】
ＳＡＷフィルタ３は、温度補償発振用ＩＣ２からの発振周波数信号から出力スペクトルの高周波成分を抜き出して波形整形用ＩＣ４に出力する。
波形整形用ＩＣ４は、ＳＡＷフィルタ３からの出力周波数について、波形整形を行い、所定のレベルの波形を出力端子に出力する。
【００１８】
[出力スペクトル：図２] 
出力スペクトルについて、図２を参照しながら説明する。図２は、出力スペクトルの変遷を示す概略図である。 
図２（ａ）は、温度補償発振用ＩＣ２から出力されるスペクトルを示しており、基本周波数ｆ0 に対して整数倍の周波数のスペクトルが複数出力される。
【００１９】
図２（ｂ）は、５倍の周波数（５×ｆ0 ）のスペクトルを抽出した例を示している。
図２（ｃ）は、抽出したスペクトルについて、波形整形したものを示している。つまり、５×ｆ0 の周波数のスペクトルが増幅されている。
【００２０】
［実装構造：図３〜５］
次に、本発振器の実装構造について図３〜５を参照しながら説明する。図３は、本発振器の平面説明図であり、図４は、本発振器の断面説明図であり、図５は、本発振器の底面説明図である。
本発振器は、図３に示すように、Ｈ構造のセラミック基板５の平面（表面のキャビティの内側底面）にＳＡＷフィルタ３が配置され、そのＳＡＷフィルタ３を覆うように水晶片１が設けられている。
また、図５に示すように、セラミック基板５の底面（裏面のキャビティの内側裏面）には、温度補償発振用ＩＣ２と、波形整形用ＩＣ４とが設けられている。尚、図５では、樹脂を封入した状態を示しており、温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４は樹脂に覆われている。
【００２１】
Ｈ構造のセラミック基板５は、図４に示すように、複数の基板５ａ〜５ｆが積層されている。 
積層構造は、裏面側から表面側に向けて、基板５ａ、基板５ｂ、基板５ｃ、基板５ｄ、基板５ｅ、基板５ｆの順で積層されている。 
【００２２】
具体的には、セラミック基板５の裏面の全体に設けられるのが基板５ａであり、温度補償発振用ＩＣ２、波形整形用ＩＣ４と電極部分が形成される領域には基板５ａは形成されていない。
基板５ｂは、基板５ａの上に形成され、温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４が設けられる領域には基板５ｂは形成されていない。つまり、基板５ｂが形成されていない領域は、基板５ｂに形成された貫通部となっている。
また、裏面側に露出する基板５ｂ部分には、電極が形成されている。
【００２３】
基板５ｃは、基板５ｂの上に形成され、温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４が裏面側から設けられた構成となっている。
温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４は、基板５ｂに形成された電極とワイヤーボンディングで接続され、裏面側は、樹脂等で封止される。
基板５ｃの表面側にはＳＡＷフィルタ３が配置されている。また、ＳＡＷフィルタ３の横（図３では下側、図４では手前側）にカップリングコンデンサが実装されている。
【００２４】
基板５ｃの上に基板５ｄが形成されるが、ＳＡＷフィルタ３が配置される領域には基板５ｄは形成されていない。つまり、基板５ｄが形成されていない領域は、基板５ｄに形成された貫通部となっている。
そして、基板５ｄ上に基板５ｅが形成され、その基板５ｅ上に水晶片（水晶振動子）１が導電性接着剤を介して搭載されている。水晶片１は、ＳＡＷフィルタ３を覆うように形成されている。尚、図３，４では、ＳＡＷフィルタ３の一部（半分程度）を覆うよう水晶片１が設けられている。
更に、基板５ｅの上に、その外周部分に基板５ｆが形成され、全体を覆うようにリッド（蓋）６が形成されている。
【００２５】
本発振器によれば、基板５ｃの表面（上面）にＳＡＷフィルタ３を配置し、基板５ｃの裏面（下面）に温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４を配置した構成としているので、ＳＡＷフィルタ３が配置される領域と温度補償発振用ＩＣ２及び波形整形用ＩＣ４が配置される領域が上下面で部分的に重なり合っても構わない。
そのため、本発振器では、水平方向（横方向）の長さを短くすることができるものである。
【００２６】
［応用例の発振器：図６］
また、本発明の実施の形態に係る応用例の水晶発振器（応用例の発振器：別の発振器）について、図６を参照しながら説明する。図６は、応用例の発振器の断面説明図である。
応用例の発振器は、図６に示すように、垂直方向（縦方向）の長さを短くするために、図４の基板５ｃを取り除き、基板５ｄにおいて裏面側に露出する部分に温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４が設けられ、また、基板５ｂにおいて表面側に露出する部分にＳＡＷフィルタ３が設けられている。
【００２７】
具体的には、基板５ｂ（第１の基板）に第１の貫通部を形成し、基板５ｄ（第２の基板）に第２の貫通部を形成し、基板５ｂと基板５ｄを重ね合わせて接着した場合に、第１の貫通部と第２の貫通部が重ならないようにし、更に中央部分では基板５ｂと基板５ｄが重なり合う部分を設ける。
そして、第１の貫通部で基板５ｄが露出する部分（図６では基板５ｄの下面［裏面］）に温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４を配置し、第２の貫通部で基板５ｂが露出する部分（図６では基板５ｂの上面［表面］）にＳＡＷフィルタ３が配置される。
【００２８】
つまり、応用例の発振器では、温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４が配置される位置と、ＳＡＷフィルタ３が配置される位置をずらすことにより、本発振器における基板５ｃを不要としている。
更に、基板５ｂと基板５ｄとが中央部分で重なって接着し、Ｈ構造の上下の空間を分けるようになっている。
応用例の発振器では、本発振器に比べて基板５ｃを取り除いているため、高さ方向を低く（薄く）することができる。
【００２９】
［実施の形態の効果］
本発振器によれば、セラミック基板５の一方の平面（表面）側にＳＡＷフィルタ３と水晶片１を実装し、セラミック基板５の他方の平面（裏面）側に温度補償発振用ＩＣ２と波形整形用ＩＣ４を実装し、水晶片１を発振させた出力スペクトルの高調波をＳＡＷフィルタ３で抜き出して高周波出力を得るものであり、発振器を小型化できる効果がある。
【００３０】
応用例の発振器によれば、本発振器よりＨ構造のセラミック基板の厚みを薄くでき、発振器を更に小型化できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、小型化を実現した温度補償水晶発振器に好適である。
【符号の説明】
【００３２】
１…水晶振動子（水晶片）、  ２…温度補償発振用回路（温度補償発振用ＩＣ）、  ３…ＳＡＷフィルタ、  ４…波形整形用回路（波形整形用ＩＣ）、  ５…セラミック基板、  ５ａ〜ｆ…基板、  ６…リッド（蓋）
【図１】
2018152821.tif 000003
【図２】
2018152821.tif 000004
【図３】
2018152821.tif 000005
【図４】
2018152821.tif 000006
【図５】
2018152821.tif 000007
【図６】
2018152821.tif 000008