(57)【要約】      （修正有）【課題】安定した発振周波数を出力する圧電発振器を提供する。【解決手段】装置基板２に実装される圧電発振器１であって、装置基板２にハンダ実装される金属ベース４の外底面には金属支柱３を備える。金属支柱３は装置基板２を貫通し、かつ、導電性部材からなる装置基板との当接防止用ストッパー（フランジ）を有する。当接防止用ストッパーと装置基板２はハンダ材料５ｂを介して接続し、圧電発振器の金属ベース４の外底面と装置基板２とを離間して対向させる。【選択図】図１
2016197772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置基板にハンダ実装される金属ベースであって、前記金属ベースの外底面には前記回路基板を貫通する金属支柱を備え、前記金属支柱に装置基板との当接防止用ストッパーを形成することを特徴とする金属ベース。
【請求項２】
前記当接防止用ストッパーが、導電性部材からなるフランジ構造であることを特徴とする請求項1に記載の金属ベース。
【請求項３】
前記当接防止用ストッパーが、前記金属支柱と一体構造であることを特徴とする請求項1に記載の金属ベース。
【請求項４】
前記金属ベースの金属支柱の上端部に回路基板を取り付け、前記回路基板に水晶振動子と回路素子を備え、前記金属ベースに金属カバーを被せて密閉構造とした圧電発振器を構成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電発振器。
【請求項５】
前記圧電発振器の前記金属ベースが、ハンダ材料を介して装置基板に実装したことを特徴とする請求項４に記載の圧電発振器。
【請求項６】
装置基板に実装される圧電発振器であって、前記金属ベースの外底面には金属支柱を備え、前記金属支柱は前記装置基板を貫通し、前記金属支柱と装置基板はハンダ材料を介して接続し、前記圧電発振器の金属ベースの外底面と、前記装置基板の間に非導電性部材からなる当接防止用ストッパーを少なくとも一つ形成し、前記圧電発振器の金属ベースの外底面と前記装置基板が離間して対向することを特徴とする圧電発振器。
【請求項７】
前記当接防止用ストッパーを前記装置基板2側に形成したことを特徴とする請求項６に記載の圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電振動子を備え、発熱体を用いて周囲の温度変化に対する当該圧電振動子が発する周波数の安定化を図るようにした圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の恒温槽付水晶発振器は、槽内に水晶振動子が封入され、例えばヒータなどの発熱体により加温されることで前記槽内が恒温となり、前記水晶振動子の周囲温度が一定に保たれる構造になっている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
以下、図４により従来の圧電発振器について説明する。図において、６は回路基板であり、当該回路基板６はリードピンである金属支柱３と気密端子１１を介して金属ベース４に接続されている。金属支柱３は、導電性接着剤５ａを介して回路基板６に図示しない各電極を介して接続されることで、水晶振動子７および回路素子８と金属支柱３は電気的に接続されている。当該回路基板６上には水晶振動子７及び回路素子８が設置されている。前記回路素子８は発熱体及び感応素子からなる。また、金属支柱３は、気密端子１１を介し金属ベース４を貫通している。なお、気密端子１１は、金属ベース４と金属支柱３の電気的な短絡を防止するため硬質ガラス材等の絶縁材料からなる。そして金属ベース４上には前記回路基板６、金属支柱３を囲うように金属カバー９が設けられており、当該金属カバー９と金属ベース４とにより囲まれる空間は水晶振動子７の発振時に恒温となるように圧電発振器1が構成されている。
【０００４】
圧電発振器１及び装置基板２はハンダ５ｂを介して接続されている。また、圧電発振器１の金属ベース４部の外底面には硬質ガラス材料等からなるスタンドオフ１０ａを突出して設けることにより、圧電発振器１と装置基板２との間に、図４に示すように隙間Ｇが形成され、圧電発振器1と装置基板２との電気的な短絡を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−８５２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の圧電発振器１では、金属ベース４の外底面側の金属支柱３の根元までハンダメッキを行うと、ハンダ槽浸漬の熱衝撃によりスタンドオフ１０ａが割れることから、金属支柱３の根元までハンダメッキされず、ベース全体にハンダ濡れ性が良好なＡｕメッキを施す必要があり、金属ベースが高価になる。
【０００７】
スタンドオフ１０ａから回路素子８の熱が装置基板２に放熱されると、水晶振動子７ の周囲温度が安定しにくく発振周波数が不安定になり、周囲温度を維持するために消費電力が大きくなる。更に、圧電発振器１は、スタンドオフの高さ寸法のバラつきにより、装置基板２に水平に実装されず熱分布にバラつきを生じ、発振周波数が不安定になるという問題が生じていた。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、安定した出力周波数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】
上記従来例の課題を解決するため本発明は、装置基板にハンダ実装される金属ベースであって、金属ベースの外底面には回路基板を貫通する金属支柱を備え、金属支柱に装置基板との当接防止用ストッパーを形成することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、上記金属ベースにおいて、当接防止用ストッパーが、導電性部材からなるフランジ構造であることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、上記金属ベースにおいて、当接防止用ストッパーが、金属支柱と一体構造であることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、上記金属ベースにおいて、金属ベースの金属支柱の上端部に回路基板を取り付け、回路基板に水晶振動子と回路素子を備え、金属ベースに金属カバーを被せて密閉構造とした圧電発振器を構成することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記圧電発振器において、圧電発振器の金属ベースが、ハンダ材料を介して装置基板に実装したことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、装置基板に実装される圧電発振器であって、金属ベースの外底面には金属支柱を備え、金属支柱は装置基板を貫通し、金属支柱と装置基板はハンダ材料を介して接続し、圧電発振器の金属ベースの外底面と、前記装置基板の間に非導電性部材からなる当接防止用ストッパーを少なくとも一つ形成し、前記圧電発振器の金属ベースの外底面と前記装置基板が離間して対向することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記圧電発振器において、当接防止用ストッパーを装置基板側に形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、安定した発振周波数を出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る発振器の断面図である。
【図２】金属支柱を説明する図である。
【図３】第２の実施形態に係る発振器の断面図である。
【図４】従来の恒温槽付水晶発振器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜第１の実施形態＞
本発明の実施の形態に係る圧電発振器の構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る圧電発振器の構成を示す概略断面図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る圧電発振器は、回路基板６、金属支柱３、金属ベース４、および金属カバー1からなる。回路基板６には、回路素子８と水晶振動子７とが導電性接着剤またはハンダによって接続されている。回路素子８は温度制御回路部品または発振回路用のいくつかの電子部品からなる。水晶振動子７および回路素子８は、回路基板６および導電性接着剤５ａを介して金属支柱３と電気的に接続されている。この金属支柱３が導電性であることはいうまでもない。
【００１９】
また、金属支柱３は、気密端子１１を介して金属ベース４に接続されている。なお、気密端子１１は、金属ベース４と金属支柱３の電気的な短絡を防止するため硬質ガラス材を好適とする絶縁材料からなる。金属支柱３は、気密端子１１を介し金属ベース４を貫通している。金属ベース４には回路基板６、金属支柱３を囲うように金属カバー９が設けられており、当該金属カバー９と金属ベース４とにより囲まれる空間は水晶振動子７の発振時に恒温となるように構成されている。
【００２０】
図２は金属支柱を説明する図であり、図２Ａは、金属支柱３の斜視図である。図２Ａに示すように、金属支柱３は、軸部３２の両側に第１フランジ部３４ａと第２フランジ部３５とを形成している。軸部３２は、第１フランジ部３４ａと第２フランジ部３５とを突き抜けるように、第１軸部３１と第２軸部３３とを有している。軸部３２、第１軸部３１および第２軸部３３の直径は、０．０３ｍｍほどから１ｍｍ程度であり、第１フランジ部３４ａと第２フランジ部３５の直径は、０．０４ｍｍほどから３ｍｍ程度であり、軸部３４ａの直径より２倍程度あればよい。金属支柱３は熱膨張係数が硬質ガラスに近い鉄にニッケル、コバルトを配合したコバール材を好適とする。金属支柱３は、コバール材の切削加工等により軸部３２、第1軸部３１、第１フランジ部３４ａ、軸部３２、第２フランジ部３５、第２軸部３３として形成される。第1軸部３１、第1フランジ部３４ａおよび軸部３２は、図1に示すように圧電発振器１の金属ベース４の外底面から突出している。外底面から突出している金属支柱３は、金属ベースのハンダ槽浸漬によりハンダメッキされている。
【００２１】
圧電発振器１は装置基板２にハンダ実装される。このとき、第１フランジ３４ａは、圧電発振器１の金属ベース４の外底面と回路基板２の当接防止用のストッパーとなる。さらに第1フランジ３４ａは、ハンダにより回路基板２に固定される。
【００２２】
図２Ｂ、図２Ｃは、第１フランジ３４ａの変形例を示した図である。これまで説明してきた第１フランジ３４ａは、円板の形状であったが、第１フランジの形状はこれに限るものではない。第１フランジは、第１フランジの装置基板２に対向する側の面が平面であれば、当接防止用ストッパーとして機能する。第１フランジが当接防止用のストッパーとして機能するために、第１フランジは、第1フランジの金属ベースに対向する側の面が平面でなくてもよい。そのため、第１フランジの軸部３２側は、図２Ｂに示す３４ｂまたは、図２Ｃに示す３４ｃの形状であってもよい。また、図２Ｂ、図２Ｃに限らず多種な形状をとることができる。いずれの形状においても、金属支柱３は、圧電発振器１の金属ベースの外底面と装置基板２の実装面の隙間Ｇの間隔を一定に保つように、気密端子１１を介して金属ベース４に接続する必要がある。
【００２３】
以上のとおり、本実施形態に係る圧電発振器１によれば、金属支柱３に装置基板２とのフランジ３４ａを形成することによって圧電発振器１と装置基板２との間隔を一定にすることにより、安定した出力周波数を提供することができる。
【００２４】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、当接防止用のストッパーを非導電性部材とした点で第1の実施形態と異なる。
【００２５】
図３は、第２の実施形態に係る圧電発振器の構成を示す概略断面図である。図３に示すように、本発明の実施の形態に係る圧電発振器は、回路基板６、金属支柱３、金属ベース４、および金属カバー１からなる。回路基板６には、回路素子８と水晶振動子７とが導電性接着剤によって接続されている。回路素子８は温度制御回路部品または発振回路用のいくつかの電子部品からなる。水晶振動子７および回路素子８は、回路基板６および導電性接着剤５ａを介して金属支柱３と電気的に接続されている。
【００２６】
また、金属支柱３は、気密端子１１を介して金属ベース４に接続されている。なお、気密端子１１は、金属ベース４と金属支柱３の電気的な短絡を防止するため硬質ガラス材を好適とする絶縁材料からなる。金属支柱３は、気密端子１１を介し金属ベース４を貫通している。金属ベース４には回路基板６、金属支柱３を囲うように金属カバー９が設けられており、当該金属カバー９と金属ベース４とにより囲まれる空間は水晶振動子７の発振時に恒温となるように構成されている。金属支柱３は、圧電発振器１の金属ベース４の外底面から突出している。外底面から突出している金属支柱３は、金属ベース４のハンダ槽浸漬によりハンダメッキされている。
【００２７】
図３において、１０ｂは非導電性部材からなる金属ベース４と装置基板２の当接防止用のストッパーとなる。当接防止用ストッパー１０ｂは、金属ベース４の外底面と装置基板２を離間する。当接防止用ストッパー１０ｂは、装置基板２にチップマウンター等により搭載され接着剤等によって接続されている。当接用のストッパー１０ｂは、金属ベース４と装置基板２の間に少なくともひとつあればよいが、４から６個程度が望ましい。この場合当接用ストッパーは、隙間Ｇの間隔を一定に保つため、装置基板２の実装面からの高さが略同じである必要がある。
【００２８】
また、当接防止用のストッパー１０ｂは、セラミック材料を好適とするが、電気を通さない材料であり、かつ圧電発振器１を装置基板２に実装する際の荷重や熱により変形や破損しないものであれば、これに限ったものではなく、非導電性プラスチック、ガラス材等であってもよい。更には、圧電発振器１の金属ベースに対向する面が非導電性部材からなる電子部品であってもよい。
【００２９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることは当業者には明らかである。そのような変更または会長を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記の実施形態においては、圧電発振器１が恒温槽付水晶発振器として説明したが、恒温槽を有しない発振器にも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１…圧電発振器
２…装置基板
３…金属支柱
３ａ…導電性部材からなる当接防止用ストッパー
４…金属ベース
５ａ…導電性接着剤
５ｂ…ハンダ材料
６…回路基板
７…水晶振動子
８…回路素子
９…金属カバー
１０ａ…スタンドオフ
１０ｂ…非導電性部材からなる当接防止用ストッパー
１１…気密端子
【図１】
2016197772.tif 000003
【図２】
2016197772.tif 000004
【図３】
2016197772.tif 000005
【図４】
2016197772.tif 000006