(57)【要約】      （修正有）【課題】金属ピンの突起を任意に設定できて生産性を高めた水晶発振器及びその製造方法を提供する。【解決手段】先端側に位置決用突起７を有する金属ピン１が立設したベース２と、前記金属ピン１に挿通する貫通孔を有して前記突起に位置決めされて支持される回路基板５と、前記回路基板５に配設された水晶振動子３及び回路素子４とを有する水晶発振器において、前記位置決用突起７は前記ベース２に金属ピン１を立設された後、潰し加工によって形成された構成及びその製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側に位置決用突起を有する金属ピンが立設したベースと、前記金属ピンに挿通する貫通孔を有して前記突起に位置決されて支持される回路基板と、前記回路基板に配設された水晶振動子及び回路素子とを有する水晶発振器において、前記位置決用突起は前記ベースに直線状の金属ピンが立設された後、潰し加工によって形成されたことを特徴とする水晶発振器。
【請求項２】
請求項１において、前記回路素子は可変インピーダンス素子を含む発振素子と、発熱用チップ抵抗を含む前記水晶振動子の温度制御素子とからなり、前記水晶振動子は前記ベースに対面する前記回路基板の下面に配設され、前記可変インピーダンス素子は前記水晶振動子が配設される下面とは反対面となる回路基板の上面に配設された水晶発振器。
【請求項３】
先端側に位置決用突起を有する金属ピンが立設したベースと、前記金属ピンに挿通する貫通孔を有して前記金属ピンに支持される回路基板と、前記回路基板に配設された水晶振動子及び回路素子とを有する水晶発振器の製造方法において、前記位置決用突起を有しない直線状の金属ピンが立設したベースを形成する第１工程と、前記第１工程後に、前記水晶振動子及び回路素子の搭載された前記回路基板の前記貫通孔を前記直線状の金属ピンに挿入する第２工程と、前記直線状の金属ピンの先端側に潰し加工による前記位置用突起を形成する第３工程とを有する水晶発振器の製造方法。
【請求項４】
請求項３おいて、前記第２工程後に、前記回路基板の貫通孔を前記直線状の金属ピンに挿入した状態で、前記第３工程を実施した水晶発振器の製造方法。
【請求項５】
請求項３において、前記第３工程後に、前記第２工程を実施した水晶発振器の製造方法。
【請求項６】
請求項３において、前記回路素子は可変インピーダンス素子を含む発振素子と、発熱用チップ抵抗を含む前記水晶振動子の温度制御素子とからなり、前記水晶振動子は前記ベースに対面する前記回路基板の下面に配設され、前記可変インピーダンス素子は前記水晶振動子が配設される下面とは反対面となる回路基板の上面に配設された水晶発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶発振器及びその製造方法を技術分野とし、特に金属ピンによって二段構造とした恒温型の水晶発振器に関する。
【０００２】
（発明の背景）
水晶発振器は周波数の基準源として通信機器等に広く用いられる。このようなものの一つに、水晶振動子の動作温度を一定として、発振周波数を高安定に維持した基地局や中継局の通信機器に内蔵される恒温型の水晶発振器がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第５図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶発振器の断面図、同図（ｂ）は金属ピンの平面図である。
【０００４】
水晶発振器は金属ピン１が立設したベース２と、水晶振動子３及び回路素子４の配設された回路基板５と、カバー６とを備える。金属ピン１は円板状とした位置決用突起（円状突起）７を先端側に有する。位置決用突起７は金型等による成形によって、金属ピン１に予め形成される。ベース２は平面視矩形状とした例えば金属ベースからなり、４角部の貫通孔を金属ピン１が挿通する。但し、貫通孔はガラス８によって気密化されて絶縁する。
【０００５】
水晶振動子３は例えばＡＴカットやＳＣカットの水晶片３ａを例えば金属容器３ｂ内に密閉封入し、一端側から一対のリード線３ｃが延出してなる。回路素子４は発振特性を調整するトリマコンデンサ４ａ等の可変インピーダンス素子を含むや図示しない発振用増幅器を含む発振素子、及び発熱用チップ抵抗、温度感応素子（サーミスタ）、パワートランジスタを含む温度制御素子からなる。
【０００６】
回路基板５は例えばガラスエポキシ材からなる両面基板とする。そして、回路基板５の上面側には、トリマコンデンサ４ａを含む発振素子を主とした回路素子４が配設される。回路基板５の下面側には、温度制御素子中の発熱用チップ抵抗、温度感応素子（サーミスタ）、パワートランジスタ及び水晶振動子３が配設される。
【０００７】
水晶振動子３（金属容器）は主面を回路基板５の板面方向として発熱用チップ抵抗、温度感応素子（サーミスタ）、パワートランジスタ上に対面して配置される。そして、一対のリード線３ｃが回路基板５の上面側に延出して図示しない半田等によって接続する。ここでは、これらの温度制御素子と水晶振動子３の主面との間には、熱伝導性のシートや樹脂８が密着して介在する。
【０００８】
そして、水晶振動子３及び回路素子４が配設された回路基板５は、４角部に設けられた貫通孔を金属ピン１の先端側に挿入し、円状突起７に位置決されて支持される。そして、回路基板５から突出した金属ピン１の先端部が半田９によって回路パターンに固着される。
【０００９】
その後、回路基板５の上面側としたトリマコンデンサ４ａ等の可変インピーダンス素子によって発振周波数を含む発振特性が調整される。そして、金属ベース２上に金属カバー６を被せて、両者のフランジ同士を抵抗溶接によって接合する。
【００１０】
このようなものでは、水晶発振器を恒温型とする熱源は特に発熱用チップ抵抗（及びパワートランジスタ）を基本とし、従来の熱線を券回した恒温槽を使用しないので、経済的にして小型化を促進できる。なお、温度感応素子への電力を供給するパワートランジスタは、これ自体からの発熱量も多いことから熱源として利用される。
【００１１】
そして、温度制御素子（発熱用チップ抵抗、パワートランジスタ及び温度感応素子）を水晶振動子３と同じ回路基板５の下面側とし、熱伝導性のシートや樹脂８を介在させて水晶振動子３の一主面に対面して配置する。したがって、発熱用チップ抵抗及びパワートランジスタの熱源を有効に利用できて、水晶振動子３の動作温度を温度感応素子によってリアルタイムに検出できる。また、ここでは、トリマコンデンサ４ａを回路基板５の上面側とするので、発振周波数の調整を容易にできる。
【特許文献１】特開２００７−１１０６９８号公報
【特許文献２】特開２００５−３４１１９１号公報
【特許文献３】特開２００６−３２４９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶発振器では、円状突起７を有する金属ピン１は金属ベース２の形成時に一体的に形成され、円状突起７の金属ベース２の内底面からの高さは、予め決定される。この場合、回路基板５の下面から水晶振動子３までの高さｈ1、及び回路基板５の上面から背丈の最も大きいトリマコンデンサ４ａまでの高さｈ2を考慮して、円状突起７の位置が決定される。
【００１３】
なお、製造誤差等によって、トリマコンデンサ４ａよりも金属ピン１の高さが大きくなることもある。また、トリマコンデンサ４ａのみならず、発振特性を制御する可変抵抗素子等の可変インピーダンス素子は比較的高さが大きい。
【００１４】
通常では、水晶振動子３から金属ベース２までの距離ｄ1及びトリマコンデンサ４ａから金属カバー６までの距離ｄ2は接触しない程度に最小（例えば１ｍｍ以下）として、しかも均等な距離として設定される。これにより、例えば小型化を促進するとともに、容器内の空間積を小さくして熱源を有効に活用する。また、空間積の雰囲気も少なくなって、対流等よる熱の移動も抑えて熱的分布の偏りによる弊害をなくす。
【００１５】
これらのことから、例えば発熱用チップ抵抗を使用して恒温型とする基本構造は同一としても、仕様を満足させるための設計に応じて、特に、回路基板５から水晶振動子３までの高さが微妙に変化した場合は、その高さに応じた位置に円状突起７のある金属ピン１が必要となる。なお、トリマコンデンサ４ａ及び金属ピン１も高さを変化させる要因となるが、水晶振動子３までの高さの変化が最も影響する。
【００１６】
しかし、金属ピン１は予め金属ベース２に一体化されて製造されることから、各仕様に応じた円状突起７の高さが微妙に異なる金属ベース２を在庫することは手間も掛かり、特に、他品種少量となる生産の場合は、部品の共通化ができずに特に生産性を低下させる問題があった。
【００１７】
また、円状突起７の位置も含めて、回路基板５からの水晶振動子３までの高さｈ1やトリマコンデンサの回路素子４の高さにも誤差がある。したがって、これらの誤差を考慮すると、実際の組み立て作業後に、円状突起７の位置が予め設定されている場合は、金属ベース２までの距離ｄ1及び金属カバー６までの距離ｄ2を均等にするにも問題があった。
【００１８】
（発明の目的）
本発明は、金属ピンの突起を任意に設定できて生産性を高めた水晶発振器及びその製造方法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】
【００１９】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、先端側に位置決用突起を有する金属ピンが立設したベースと、前記金属ピンに挿通する貫通孔を有して前記突起に位置決されて支持される回路基板５と、前記回路基板に配設された水晶振動子及び回路素子とを有する水晶発振器において、前記位置決用の突起は前記ベースに直線状の金属ピンが立設された後、潰し加工によって形成された構成とする。
【００２０】
また、請求項３の製造方法では、先端側に位置決用突起を有する金属ピンが立設したベースと、前記金属ピンに挿通する貫通孔を有して前記金属ピンに支持される回路基板と、前記回路基板に配設された水晶振動子及び回路素子とを有する水晶発振器の製造方法において、前記位置決用突起を有しない直線状の金属ピンが立設したベースを形成する第１工程と、前記第１工程後に、前記水晶振動子及び回路素子の搭載された前記回路基板の前記貫通孔を前記直線状の金属ピンに挿入する第２工程と、前記直線状の金属ピンの先端側に潰し加工による前記位置用突起を形成する第３工程とを有する製造方法とする。
【発明の効果】
【００２１】
このような請求項１の構成であれば、位置決用突起はベースに立設した後、潰し加工によって形成されるので、例えば回路基板に対する水晶振動子や回路素子の配置状況に基づいて、位置決用突起を任意の位置に形成できる。したがって、ベースを各種の仕様に対して共通化できるので、生産性を高められる。
【００２２】
また、請求項３の製造方法であれば、直線状の金属ピンを立設したベースを形成する第１工程後に、金属ピンに回路基板を挿入する第２工程、及び金属ピンに潰し加工による位置決部を形成する工程を有する。したがって、回路基板に対する水晶振動子や回路素子の配置状況に基づいて、位置決用突起を任意の位置に形成できる。これにより、ベースを各種の仕様に対して共通化できるので、生産性を高められる。
【００２３】
（請求項１の実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記回路素子は可変インピーダンス素子を含む発振素子と、発熱用チップ抵抗を含む前記水晶振動子の温度制御素子とからなり、前記水晶振動子は前記ベースに対面する前記回路基板の下面に配設され、前記可変インピーダンス素子は前記水晶振動子が配設される下面とは反対面となる回路基板の上面に配設される。
【００２４】
これによれば、水晶振動子を回路基板の下面に配設して、水晶振動子とは反対面となる上面に可変インピーダンス素子を配設するので、発振特性の調整を容易にする。なお、水晶振動子を可変インピーダンス素子と同じに回路基板の上面にすると、可変インピーダンス素子は比較的に大きいので、配置スペースや作業性の点で不利になる。また、可変インピーダンス例えばトリマコンデンササに限らず、固定コンデンサやインダクタを用いた場合でも、調整を容易にする。
【００２５】
（請求項３の実施態様項）
同請求項４では、請求項３おいて、前記第２工程後に、前記回路基板の貫通孔を前記直線状の金属ピンに挿入した状態で、前記第３工程を実施する。これにより、水晶振動子及び回路素子の配設された回路基板を金属ピンに挿入した（第２工程）状態で、位置決用突起を金属ピンに形成する（第３工程）。したがって、設計誤差も含めて、回路基板に対する水晶振動子や回路素子の実際上の配置状況に基づいて、位置決用突起を適切な位置に形成できる。
【００２６】
同請求項５では、請求項３において、前記第３工程後に、前記第２工程を実施する。この場合でも、回路基板に対する水晶振動子や回路素子の位置状況を確認して、位置決用突起を適切な位置に形成できる。この場合、回路基板の金属ピンに挿入して位置状況を確認して、金属ピンから回路基板を取り外した後、位置決用突起を形成してもよい。
【００２７】
同請求項６では、請求項３において、前記回路素子は可変インピーダンス素子を含む発振素子と、発熱用チップ抵抗を含む前記水晶振動子の温度制御素子とからなり、前記水晶振動子は前記ベースに対面する前記回路基板の下面に配設され、前記可変インピーダンス素子は前記水晶振動子が配設される下面とは反対面となる回路基板の上面に配設される。請求項２と同様に、発振周波数の調整を容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１実施形態、請求項１、２に相当）
第１図及び第２図は本発明の第１実施形態を説明する図で、第１図は前第４図（ａ）と同一となる水晶発振器の断面図、第２図（ａ）は金属ピンの概ねの正面図、同図（ｂ）は同側面図、同図（ｃ）は平面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２９】
水晶発振器は、前述したように、金属ベース２上に立設した金属ピン１の位置決用突起７に回路基板５を支持する。回路基板の上面にはトリマコンデンサ４ａを含む回路素子４が、下面には温度制御素子中の発熱用チップ抵抗、温度感応素子、パワートランジスタ、及びこれらと導電性のシートや樹脂８によって一主面が熱的に結合した水晶振動子３が配設される。
【００３０】
この実施形態では、位置決用突起７のない直線状の金属ピン１が金属ベース２に立設した後、位置決用突起７が潰し加工によって形成される。すなわち、従来例では位置決用突起（環状突起）７の形成された金属ピンを金属ベース２の貫通孔に挿入してガラスを焼結するが、ここでは直線状の金属ピンを挿通してガラスを焼結する。
【００３１】
そして、直線状の金属ピン１が金属ベース２に立設した状態で、金属ピン１の先端側における例えば両側からの潰し加工によって両主面に凹所１０を設け、これにより押圧方向とは直交方向に位置決用突起７が突出する。なお、位置決用突起７は任意の方向に突出できる。
【００３２】
このような潰し加工による位置決用突起７であれば、回路基板５に対する水晶振動子３や回路素子４の配置状況に基づいて、位置決用突起７を任意の位置に形成できる。すなわち、回路基板５からの水晶振動子３やトリマコンデンサ４ａの高さを認識する。そして、これに基づき、水晶振動子３の金属ベース２に対する距離ｄ1とトリマコンデンサ４ａの金属カバー６に対する距離ｄ2をいずれも１ｍｍ以内とする位置に、潰し加工によって位置決用突起７を金属ピンに形成できる。したがって、ベースを各種の仕様に対して共通化できるので、生産性を高められる。
【００３３】
（第２実施形態、請求項３、４、６に相当）
上記構成の表面実装発振器を製造する場合、例えば直線状の金属ピン１を金属ベースに立設した第１工程後に、水晶振動子及び回路素子が両主面に配設された回路基板の４角部の貫通孔を金属ピン１に挿入する第２工程と、直線状の金属ピン１の先端側に潰し加工による前記位置用突起７を形成する第３工程とを有する。
【００３４】
ここでは、第１工程後に、第２工程を実施して直線状の金属ピン１に回路基板５を挿入した状態で「第３図（ａ）」、矢印方向に上下させながら、特に水晶振動子３から金属ベース２までの距離ｄ1を見計らって、図示しない治具等によって仮固定する。この場合、トリマコンデンサ４ａから金属カバー６までの距離ｄ2をも勿論考慮する。
【００３５】
そして、回路基板５を仮固定した状態で、潰し加工によって位置決用突起７を金属ピン１に形成する「第３図（ｂ）」。その後、従来同様に、回路基板５上に突出した金属ピン１と回路パターンとを半田によって接続する。そして、トリマコンデンサ４ａを調整して発振特性を調整し、金属カバー６を抵抗溶接によって接合する（前第１図）。
【００３６】
このような製造工程（方法）であれば、設計誤差も含めて、特に金属ベース２に対する水晶振動子の距離ｄ１を直接に目視して計測でき、トリマコンデンサ４ａから金属ベース２までの距離ｄ2を考慮した上で、位置決用突起７を金属ピン１の適切な位置に形成できる。
【００３７】
（第３実施形態、請求項３、５、６に相当）
第３実施形態では、金属ベース２に立設した金属ピン１に位置決用突起を設ける（第３工程）。この場合、予め、回路基板５に配設された水晶振動子３や回路素子４の位置状況を確認して、位置決用突起７を金属ピン１の適切な位置に形成する。例えば回路基板５を金属ピン１に挿入して位置状態を確認した後、回路基板を取り外す。この場合、位置決用突起を形成する位置にマーキングすることもできる。
【００３８】
その後、水晶振動子３及び回路素子４の配設された回路基板（貫通孔）を金属ピン１に挿入して位置決用突起によって支持する。そして、前述同様に金属ピン１の先端側を半田によって固定し、発振特性を調整した後、金属カバーの接合して密閉封入する。
【００３９】
この場合でも、第２実施形態同様に、設計誤差も含めて、金属ベース２に対する水晶振動子の距離ｄ１やトリマコンデンサ４ａから金属ベース２までの距離ｄ2を把握できて、位置決用突起７を金属ピン１の適切な位置に形成できる。
【００４０】
（他の事項）
上記実施形態では、温度制御素子中の発熱用抵抗チップ、温度感応素子及びパワートランジスタと水晶振動子３との間に伝熱性のシートや樹脂８を介在させたが、これ以外の構造例えば金属板を介在させる構造であったとしても適用できることは勿論である。また、ベース２は金属ベースとしたが、例えば第４図に示したように、セラミック等の絶縁ベース２として外底面に実装端子１１を設けて表面実装型とした場合でも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する水晶発振器の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を説明する金属ピンの概ねの正面図、同図（ｂ）は同側面図、同図（ｃ）は平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を説明する図で、同図（ａｂ）ともに水晶発振器の一部断面図である。
【図４】本発明の他の例を示す表面実装発振器の断面図である。
【図５】従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶発振器の断面図、同図（ｂ）は金属ピンの平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  金属ピン、２  ベース、３  水晶振動子、４  回路素子、４ａ  トリマコンデンサ、５  回路基板、６  カバー、７  位置決用突起、８  伝熱性のシート又は樹脂、９  半田、１０  凹所、１１  実装端子。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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【図４】
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【図５】
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