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振荡器电子设备以及移动体

阅读:320发布:2024-01-07

专利汇可以提供振荡器电子设备以及移动体专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且振荡器 、 电子 设备以及移动体。减少由于从振荡器的外部施加的冲击而产生的振动元件的支承部的应 力 ,提高振荡特性。振荡器具有: 基板 ,其具有第1面,并设置有朝第1面开口的收纳部;振子,其包含振动元件和收纳振动元件的振子封装;发热体,其安装于振子并且与振子封装电连接,并且配置于收纳部内;以及多个引线 端子 ,它们与基板连接,支承振子。,下面是振荡器电子设备以及移动体专利的具体信息内容。

1.一种振荡器,其特征在于,该振荡器具有:
基板,其具有第1面,并设置有朝所述第1面开口的收纳部;
振子,其包含振动元件和收纳所述振动元件的振子封装;
发热体,其安装于所述振子并且与所述振子封装电连接,并且配置于所述收纳部内;以及
多个引线端子,它们与所述基板连接,支承所述振子。
2.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,
所述收纳部是贯穿所述基板的贯通孔、或者有底的凹部。
3.根据权利要求1或2所述的振荡器,其特征在于,
所述引线端子具有:
安装焊盘,其与所述基板连接;
连接端子,其与所述振子封装连接;以及
支承引线部,其将所述安装焊盘与所述连接端子连结,
所述支承引线部包含折返部,
所述折返部包含:
第1延伸部,其在沿着与所述第1面垂直的方向的俯视时,从所述连接端子起向一方延伸;以及
第2延伸部,其经由连结部从所述第1延伸部折返并延伸。
4.根据权利要求3所述的振荡器,其特征在于,
在所述安装焊盘上设置有孔部,该孔部贯穿与所述第1面相对的背面、以及与所述背面相反的一侧的正面
5.根据权利要求3所述的振荡器,其特征在于,
在沿着与所述第1面垂直的方向的俯视时,沿着第1方向在所述振子封装的两侧分别排列有多个所述引线端子,
所述支承引线部具有关于沿着所述第1方向通过所述振子封装的中心的第1中心线呈线对称的形状,并且具有关于沿着与所述第1方向垂直的第2方向通过所述振子封装的中心的第2中心线呈线对称的形状。
6.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,
所述多个引线端子经由导电性接合部件与所述基板电连接,
在沿着与垂直于所述第1面的方向正交的方向的剖视时,所述导电性接合部件设置于所述引线端子与所述基板之间。
7.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,
所述多个引线端子包含与所述基板连接的第1部分以及与所述振子连接的第2部分,所述第1部分的厚度与所述第2部分的厚度不同。
8.根据权利要求7所述的振荡器,其特征在于,
所述第1部分的厚度小于所述第2部分的厚度。
9.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,
所述多个引线端子包含与所述基板连接的第1部分、与所述振子连接的第2部分、以及将所述第1部分与所述第2部分呈阶梯状地连接的第3部分,
所述第2部分与所述基板的距离大于所述第1部分与所述基板的距离。
10.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,
所述多个引线端子包含第1引线端子、第2引线端子和第3引线端子,
所述发热体为NPN型双极晶体管,
所述振子具有:
第1焊盘,其与所述发热体的集电极端子连接;
第2焊盘,其与所述发热体的基极端子连接;
第3焊盘,其与所述发热体的发射极端子连接;
第1端子,其与所述第1引线端子连接;
第2端子,其与所述第2引线端子连接;
第3端子,其与所述第3引线端子连接;
第1布线,其将所述第1焊盘与所述第1端子电连接;
第2布线,其将所述第2焊盘与所述第2端子电连接;以及
第3布线,其将所述第3焊盘与所述第3端子电连接,
所述第1布线的布线长度比所述第2布线的布线长度长,并且比所述第3布线的布线长度长。
11.根据权利要求1所述的振荡器,其特征在于,
所述多个引线端子包含第1引线端子和第2引线端子,
所述发热体具有第1发热端子、以及发热量小于所述第1发热端子的第2发热端子,所述第1发热端子与所述第1引线端子电连接,
所述第2发热端子与所述第2引线端子电连接,
所述第1发热端子与所述第1引线端子的距离大于所述第2发热端子与所述第2引线端子的距离。
12.一种电子设备,其特征在于,该电子设备具有:
权利要求1~11中的任意一项所述的振荡器;以及
处理电路,其进行基于所述振荡器的输出信号信号处理
13.一种移动体,其特征在于,该移动体具有:
权利要求1~11中的任意一项所述的振荡器;以及
处理电路,其进行基于所述振荡器的输出信号的信号处理。

说明书全文

振荡器电子设备以及移动体

技术领域

[0001] 本发明涉及振荡器、电子设备以及移动体。

背景技术

[0002] 以往,公知有作为通过对被封装的振子或安装该振子的基板等进行加热而使振子或基板的温度稳定、从而使谐振频率稳定的电子器件的振荡器。例如,在专利文献1中公开有如下振荡器:该振荡器设置成,振子与基板的第1面连接,发热体与振子的背面连接并且收纳于设置在基板上的贯通孔中,该振子在封装内收纳有振动元件。在该振荡器中,与振子的背面连接的发热体的端子与基板的第1面的相反侧的面即第2面连接,由此,能够从第1面和第2面双面对基板进行加热,从而能够将基板的温度保持为恒定。根据这样的结构,能够实现使振子、基板的温度稳定而使谐振频率等特性稳定的振荡器。
[0003] 专利文献1:日本特开2015-2363号公报
[0004] 但是,在专利文献1的振荡器中,振子利用自身的端子、以及与振子的背面连接的发热体的端子来与基板的第1面以及第2面的两个面刚性地连接,因此,从振荡器的外部施加的冲击容易经由基板传播到振子。传播到振子的冲击使收纳于振子的封装中的振动元件的支承部(装配部)产生应,该应力可能对振荡器的振荡特性带来不良影响。

发明内容

[0005] 本方式的振荡器的特征在于,具有:基板,其具有第1面,并设置有朝所述第1面开口的收纳部;振子,其包含振动元件和收纳所述振动元件的振子封装;发热体,其安装于所述振子并且与所述振子封装电连接,并且配置于所述收纳部内;以及多个引线端子,它们与所述基板连接,支承所述振子。
[0006] 在上述的振荡器中,优选的是,所述收纳部是贯穿所述基板的贯通孔、或者有底的凹部。
[0007] 在上述的振荡器中,优选的是,所述引线端子具有:安装焊盘,其与所述基板连接;连接端子,其与所述振子封装连接;以及支承引线部,其将所述安装焊盘与所述连接端子连结,所述支承引线部包含折返部,所述折返部包含:第1延伸部,其在沿着与所述第1面垂直的方向的俯视时,从所述连接端子起向一方延伸;以及第2延伸部,其经由连结部从所述第1延伸部折返并延伸。
[0008] 在上述的振荡器中,优选的是,在所述安装焊盘上设置有孔部,该孔部贯穿与所述第1面相对的背面、以及与所述背面相反的一侧的正面
[0009] 在上述的振荡器中,优选的是,在沿着与所述第1面垂直的方向的俯视时,沿着第1方向在所述振子封装的两侧分别排列有多个所述引线端子,所述支承引线部具有关于沿着所述第1方向通过所述振子封装的中心的第1中心线呈线对称的形状,并且具有关于沿着与所述第1方向垂直的第2方向通过所述振子封装的中心的第2中心线呈线对称的形状。
[0010] 在上述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子经由导电性接合部件与所述基板电连接,在沿着与垂直于所述第1面的方向正交的方向的剖视时,所述导电性接合部件设置于所述引线端子与所述基板之间。
[0011] 在上述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含与所述基板连接的第1部分以及与所述振子连接的第2部分,所述第1部分的厚度与所述第2部分的厚度不同。
[0012] 在上述的振荡器中,优选的是,所述第1部分的厚度小于所述第2部分的厚度。
[0013] 在上述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含与所述基板连接的第1部分、与所述振子连接的第2部分、以及将所述第1部分与所述第2部分呈阶梯状地连接的第3部分,所述第2部分与所述基板的距离大于所述第1部分与所述基板的距离。
[0014] 在上述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含第1引线端子、第2引线端子和第3引线端子,所述发热体为NPN型双极晶体管,所述振子具有:第1焊盘,其与所述发热体的集电极端子连接;第2焊盘,其与所述发热体的基极端子连接;第3焊盘,其与所述发热体的发射极端子连接;第1端子,其与所述第1引线端子连接;第2端子,其与所述第2引线端子连接;第3端子,其与所述第3引线端子连接;第1布线,其将所述第1焊盘与所述第1端子电连接;第2布线,其将所述第2焊盘与所述第2端子电连接;以及第3布线,其将所述第3焊盘与所述第3端子电连接,所述第1布线的布线长度比所述第2布线的布线长度长,并且比所述第3布线的布线长度长。
[0015] 在上述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含第1引线端子和第2引线端子,所述发热体具有第1发热端子、以及发热量小于所述第1发热端子的第2发热端子,所述第1发热端子与所述第1引线端子电连接,所述第2发热端子与所述第2引线端子电连接,所述第1发热端子与所述第1引线端子的距离大于所述第2发热端子与所述第2引线端子的距离。
[0016] 本方式的电子设备的特征在于,具有:上述中的任意一个所述的振荡器;以及处理电路,其进行基于所述振荡器的输出信号信号处理
[0017] 本方式的移动体的特征在于,具有:上述中的任意一个所述的振荡器;以及处理电路,其进行基于所述振荡器的输出信号的信号处理。附图说明
[0018] 图1是第1实施方式的振荡器的剖视图。
[0019] 图2是第1实施方式的振荡器的俯视图。
[0020] 图3是示出振子和引线端子的剖视图。
[0021] 图4是示出振子和引线端子的图3的P视图。
[0022] 图5是示出引线端子的结构的俯视图。
[0023] 图6是示出发热体和振子封装的图3的P视图。
[0024] 图7是振荡器的功能框图
[0025] 图8是示出温度控制电路的结构例的图。
[0026] 图9是示出对振荡器施加了冲击时的振动元件的支承部中的应力变化的仿真结果的曲线图。
[0027] 图10是示出作为比较例的现有振荡器的耐冲击特性的曲线图。
[0028] 图11是示出第1实施方式的振荡器的耐冲击特性的曲线图。
[0029] 图12是示出发热体的连接的变形例的图3的P视图。
[0030] 图13是示出引线端子的变形例1的剖视图。
[0031] 图14是示出引线端子的变形例2的剖视图。
[0032] 图15是示出引线端子的变形例3的剖视图。
[0033] 图16是第2实施方式的振荡器的剖视图。
[0034] 图17是第3实施方式的振荡器的剖视图。
[0035] 图18是示出电子设备的一例的功能框图。
[0036] 图19是示出基站的概略结构的一例的框图。
[0037] 图20是示出作为移动体的一例的汽车的结构的立体图。
[0038] 标号说明
[0039] 1、1A、1B:振荡器;2、2A:振子;4:振荡电路元件;5:温度传感器;6:D/A转换元件;7:作为发热体的加热器;8:电路基板;8f:作为电路基板的第1面的上表面;8r:作为电路基板的第2面的下表面;9:作为收纳部的贯通孔;9a:作为收纳部的凹部;10:壳体;12:引线端子;
12a:连接端子;12b:安装焊盘;12c:支承引线部;12c1:第1延伸部;12c2:第2延伸部;12c3:
连结部;12c4:第3延伸部;12c5:第2连结部;12c6:第4延伸部;12d:孔部;12e:缺口;12f:折返部;13:支架;14:销端子;15:导电性接合部件;20:振子封装;21:封装基座;21r:封装基座的下表面;22:盖;23:密封环;24:基座基板;25:第2台阶部;26:第1台阶部;27:外部端子;
29:固定部件;30:基座基板;30f:基座基板的上表面;30r:基座基板的下表面;31:石英基板;32:外部连接端子;33:接合部件;34:有底孔;40:调节器;71:集电极端子;72:基极端子;
73:发射极端子;81:第1端子;82:第2端子;83:第3端子;85:第1布线;86:第2布线;87:第3布线;91:第1焊盘;92:第2焊盘;93:第3焊盘;101:基座;101b:凸缘;101f:基座的上表面;
101r:基座的下表面;102:帽;102f:外周部;103:密封部件;1100:作为电子设备的移动型个人计算机;1200:作为电子设备的智能电话;1300:作为电子设备的数字静态照相机;1500:
作为移动体的汽车;S1:收纳空间(空腔);S2:第2容纳空间(第2空腔);G:振子封装的中心;
C1:第1中心线;C2:第2中心线;D1、D2、D3:布线长度。

具体实施方式

[0040] 以下,根据附图所示的实施方式,对本发明的实施方式的振荡器和电子设备进行详细说明。另外,以下说明的实施方式并不对权利要求书中记载的本发明的内容进行不恰当的限定。此外,实施方式中说明的结构未必全部都是本发明的必需结构要件。
[0041] 另外,在以下参照的附图中,为了方便说明,将相互垂直的3个轴设定为X轴、Y轴和Z轴,Z轴与振荡器的厚度方向、换言之、基座和与基座接合的帽的排列方向一致。并且,换言之,Z轴为与基座、振子和基板的排列方向一致的方向,且为与垂直于基板的和振荡电路单元或对振子进行支承的引线端子连接的面的方向一致的方向,所述振子收纳于由基座和帽构成的收纳空间。此外,X轴和Y轴在包含基板的和振荡电路单元连接的面的假想面内垂直,X轴沿着呈二列地排列的引线端子面对的方向,Y轴沿着引线端子的排列方向和支承基板的销端子的排列方向。此外,有时将与X轴平行的方向称作“X轴方向”、与Y轴平行的方向称作“Y轴方向”、与Z轴平行的方向称作“Z轴方向”。此外,设沿着Z轴从基座朝向基板的方向为+Z轴方向、与+Z轴方向相反的方向为-Z轴方向。而且,为了便于说明,在从Z轴方向观察时的俯视时,有时设+Z轴方向侧的面为上表面、-Z轴方向侧的面为下表面进行说明。此外,形成在包含基座的壳体的内部的布线图案、电极焊盘(端子电极)图示了一部分,省略其他的图示。
[0042] <第1实施方式>
[0043] 首先,参照图1到图8,对第1实施方式的振荡器进行说明。这里,图1是第1实施方式的振荡器的剖视图。图2是第1实施方式的振荡器的俯视图。另外,为了便于说明,图2为透视帽的图。图3是示出收纳于振荡器的振子和引线端子的剖视图。图4是示出振子和引线端子的图3的P视图。图5是示出引线端子的结构的俯视图,且是将多个引线端子中的一个引线端子放大后的图。图6是示出发热体和振子封装的图3的P视图。图7是振荡器的功能框图。图8是示出温度控制电路的结构例的图。
[0044] 第1实施方式的振荡器1为恒温槽型石英振荡器(OCXO:Oven Controlled Crystal Oscillator)。如图1和图2所示,振荡器1具有:壳体10,其包含基座101、以及与基座101接合的帽102;基座基板30,其设置于基座101的下表面101r侧;以及调节器40,其载置于基座基板30的上表面30f。壳体10具有收纳空间(空腔)S1,该收纳空间(空腔)S1由以下部件构成:基座101;以及帽102,其沿着基座101的外周设置,与从基座101的上表面101f凹陷的凸缘
101b的上表面(+Z轴侧的面)接合。
[0045] 壳体10内的收纳空间S1中收纳有:多个销端子14,它们被密封部件103气密地密封,贯穿基座101;作为基板的电路基板8,其固定于销端子14的与基座101相反的一侧的端部;以及振子2,其以与电路基板8具有间隙的方式被与电路基板8连接的多个引线端子12支承于电路基板8与帽102之间。此外,作为发热体的加热器7与配置于收纳空间S1的振子2的基座101侧连接,包含振子2的振荡用电路的振荡电路元件4与电路基板8的基座101侧连接。换言之,在收纳空间S1中,在从Y轴方向进行剖视观察时,从基座101侧起配置有与电路基板
8连接的振荡电路元件4、电路基板8、与振子2连接的加热器7、通过引线端子12与电路基板8连接的振子2的各结构要素。
[0046] 构成壳体10的基座101例如由可伐合金(Kovar)、软或铁镍等材料构成,在外周部102f设置有凸缘101b。此外,在基座101上设置有从上表面101f起贯穿下表面101r的多个贯通孔,在各贯通孔中插入有导电性的销端子14。各销端子14由密封端子构成,贯通孔与销端子14的间隙利用密封玻璃等密封部件103气密地密封于基座101。此外,可以在基座101的下表面101r设置支架13,该支架13例如由玻璃等绝缘体构成。
[0047] 销端子14是将由可伐合金、软铁或铁镍等销部件构成的将收纳空间S1的内部与外部电连接的导入端子,在基座101的下表面101r侧具有一端,在收纳空间S1侧具有另一端,沿着Z轴方向竖立设置。此外,销端子14由沿着Y轴方向排列的两个列构成。在本方式中,配设有在+X轴方向侧排列有4根销端子14的列和在-X轴方向侧排列有5根销端子14的列,但排列数量、销的根数没有限定。
[0048] 此外,构成壳体10的帽102具有外周部102f,该外周部102f例如通过按压加工、深冲加工等将锌白、可伐合金、软铁或铁镍等的金属薄板形成为凹陷形状,将开口部分朝外侧呈凸缘状地弯折。
[0049] 而且,如上所述,壳体10与基座101的凸缘101b重叠地载置帽102的外周部102f,例如使用电阻焊接法等对凸缘101b与外周部102f重叠的部分Q进行气密地接合(气密密封),由此构成收纳空间(空腔)S1。另外,收纳空间S1被气密密封于低于大气压的压力等减压环境(有时称作真空)、或者氮、氩、氦等惰性气体环境。这样,通过对基座101与帽102进行气密密封,收纳空间S1内难以受到外部气温的影响,能够提高位于收纳空间S1内的振子2的温度控制的精度
[0050] 作为基板的电路基板8具有基座101侧的面即作为第2面的下表面8r、以及与下表面8r相反的一侧的面即作为第1面的上表面8f。电路基板8例如可以由打印基板(PCB(printed circuit board)基板)构成。电路基板8在从Z轴方向俯视时呈矩形形状,设置有贯穿插入孔,该贯穿插入孔配置成与固定于基座101的销端子14的竖立设置位置相对。而且,电路基板8在该贯穿插入孔中贯穿插入有销端子14的收纳空间S1侧的端部的状态下固定于销端子14。另外,销端子14能够以与电路基板8的电路布线(未图示)取得电连接的方式固定。
[0051] 在电路基板8的作为第1面的上表面8f和作为第2面的下表面8r上设置有未图示的电路布线、端子等的电路图案。此外,在电路基板8上以朝向上表面8f开口的方式设置有作为收纳部的贯通孔9,该贯通孔9从上表面8f向下表面8r贯穿电路基板8。在作为收纳部的贯通孔9中收纳有后述的作为发热体的加热器7,该加热器7与振子2连接。由于能够将加热器7容易地收纳在以这样的方式设置的作为收纳部的贯通孔9内,因此,能够有助于振荡器1的低高度化。另外,在图1的例示中,加热器7的一部分配置于贯通孔9内,但是,例如,如果加热器7为更薄的结构,则也可以是加热器7的整体配置于贯通孔9内的结构。
[0052] 支承振子2的多个引线端子12经由导电性接合部件15与包含设置在电路基板8的上表面8f上的端子、布线等的电路图案(未图示)连接。引线端子12配设于振子2的外周侧,以取得电连接的方式与端子电极(未图示)连接,该端子电极(未图示)与销端子14连接,分别沿着两个列排列。即,振子2由多个引线端子12经由导电性接合部件15支承于电路基板8。这里,引线端子12和振子2在与电路基板8的上表面8f之间具有相当于导电性接合部件15的厚度的间隙。通过设置该间隙,振子2以所谓悬吊状态支承于电路基板8,能够使引线端子12容易产生挠曲,能够更加有效地吸收从电路基板8传递到振子2的冲击等。另外,在后面详细地说明引线端子12的结构。
[0053] 此外,包含振子2的振荡用电路的振荡电路元件4、温度传感器5、D/A(Digital to Analog)转换元件6等电子部件与电路基板8的下表面8r的电路图案(未图示)连接。另外,在电路基板8上也可以连接除此以外的电子部件。
[0054] 如图3所示,振子2包含振子封装20、以及收纳于振子封装20的振动元件3。振子封装20具有:封装基座21,其搭载有振动元件3;盖22,其将收纳空间S2设置成与封装基座21之间收纳振动元件3,与封装基座21接合;以及框状的密封环23,其位于封装基座21与盖22之间,对封装基座21与盖22进行接合。封装基座21包含:基座基板24;第1台阶部26,其朝向盖22侧开口;以及第2台阶部25,其朝向第1台阶部26的底面侧(基座基板24侧)开口。
[0055] 封装基座21呈具有朝向+Z轴方向开口的凹部的空腔状,在从Z轴方向俯视时,呈外形形状为大致正方形的矩形形状。但是,封装基座21的外形形状不限于大致正方形,也可以是其他矩形形状。封装基座21以沿着Z轴从封装基座21的底面朝向开口的方向为+Z轴方向、沿着Z轴从封装基座21的开口朝向底面的方向为-Z轴方向。这里,第1台阶部26和第2台阶部25朝向封装基座21的凹部露出。
[0056] 振动元件3在其外缘部处,例如经由导电性粘接剂等导电性的固定部件29而固定于内部端子(未图示),该内部端子设置于封装基座21的第2台阶部25。构成振动元件3的石英基板31通过机械加工等,使SC切石英基板形成为大致圆形(未图示)的俯视形状。通过使用SC切石英基板,能够得到由于寄生振动引起的频率跳变或电阻上升较少、且温度特性也稳定的振动元件3。另外,作为石英基板31的俯视形状,不限于圆形,也可以为椭圆形、长圆形等非线性形状,还可以为三形、矩形等线性形状。但是,如本实施方式那样,通过使石英基板31为圆形,石英基板31的对称性提高,能够有效地抑制副振动(寄生振动)的振荡。
[0057] 另外,振动元件3不限于SC切,例如,也可以使用AT切、BT切、Z切、LT切等的石英振子、SAW(Surface Acoustic Wave)谐振器等。此外,作为振荡元件3,例如可使用除了石英振子以外的压电振子、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振子等。作为振动元件3的基板材料,可以使用石英、氮化(AlN)、钽酸锂(LiTaO3)、铌酸锂(LiNbO3)、酸钡(PZT)等的压电单晶体,锆钛酸铅等的压电陶瓷等的压电材料或者半导体材料等。此外,可以使用压电振动元件,该压电振动元件使用在玻璃基板上层叠氮化铝、五化二钽(Ta2O5)等的压电体材料而构成的层叠压电基板或者压电陶瓷等。此外,还可以使用在硅基板配置压电元件而得到的振动元件。此外,作为振动元件3的激励方法,可以使用基于压电效应的激励,也可以使用基于库仑力的静电驱动。
[0058] 盖22呈板状,以封闭凹部的开口的方式,经由密封圈23与封装基座21的+Z轴侧的端面接合。密封环23呈框状地配置,位于封装基座21的+Z轴侧的端面与盖22之间。密封环23由金属材料构成,使密封环23熔融,由此,将封装基座21与盖22气密地接合。这样,凹部的开口被盖22封闭,由此形成第2收纳空间(第2空腔)S2,能够将振动元件3收纳于该第2收纳空间S2。
[0059] 被气密密封的振子封装20的第2收纳空间S2成为减压状态(例如10Pa以下)。由此,能够持续振动元件3的稳定驱动。这样,通过使第2收纳空间S2成为减压状态,第2收纳空间S2作为隔热层发挥功能,振动元件3不易受到外部的温度变动的影响。但是,第2收纳空间S2的环境没有特别限定,例如也可以填充氮、氩等惰性气体而成为大气压。
[0060] 封装基座21的构成材料没有特别限定,例如可使用氧化铝等各种陶瓷。在该情况下,通过对陶瓷片(生片)的层叠体进行烧制,能够制造封装基座21。此外,盖22的构成材料没有特别限定,可以是线膨胀系数与封装底座21的构成材料近似的部件。例如,在封装基座21的构成材料采用上述的陶瓷的情况下,优选的是盖22的构成材料为金属材料(例如可伐合金等合金)。
[0061] 在封装基座21的下表面21r设置有多个外部端子27,该多个外部端子27利用内部布线(未图示)与振动元件3电导通。具体而言,如图4所示,沿着位于+X轴方向侧的外缘排列有四个外部端子27,沿着位于相反侧的-X轴方向侧的外缘排列有四个外部端子27。另外,外部端子27各自的数量未限定,可以为任意个。外部端子27可以通过如下方法等形成:通过网板印刷将钨(W)、钼(Mo)等金属布线材料烧制在封装基座21的下表面21r上,在该下表面21r之上实施镍(Ni)、金(Au)等的覆。以下,有时将封装基座21的下表面21称作振子2的下表面21r。
[0062] 例如使用导电性粘接剂或焊等将多个引线端子12以取得电连接的方式分别固定于设置在振子2的下表面21r上的外部端子27。振子2利用导电性接合部件15将多个引线端子12以取得电连接的方式固定于电路基板8的上表面8f,由此,经由引线端子12以所谓悬吊状态支承于电路基板8。这里,在沿着方向(Y轴方向)进行剖视观察时,导电性接合部件15设置在引线端子12的安装焊盘12b与电路基板8之间,该方向(Y轴方向)沿着垂直于沿与电路基板8的上表面8f垂直的方向(Z轴方向)的俯视的方向。由此,除了导电性接合部件15的配设位置以外的区域的引线端子12可以与电路基板8之间具有空隙(间隙),容易产生挠曲,因此,能够提高引线端子12的冲击吸收效果。
[0063] 如图4和图5所示,各个引线端子12包含:连接端子12a,其设置于包含一端的位置;安装焊盘12b,其设置于包含另一端的位置;以及支承引线部12c,其位于连接端子12a与安装焊盘12b之间,将连接端子12a与安装焊盘12b连结。
[0064] 引线端子12在沿着与电路基板8的上表面8f垂直的方向(Z轴方向)的俯视时,沿着Y轴方向(第1方向)在振子封装20的X轴方向(第2方向)的两侧分别排列有多个。另外,在本方式中,引线端子12在振子封装20的X轴方向(第2方向)的两侧分别各配置有四个。
[0065] 连接端子12a是与设置在振子2的下表面21r的外部端子27连接的端子,在矩形形状的一边具有两个缺口12e。该缺口12e可以作为用于提高振子2与外部端子27的接合强度的支架发挥功能。另外,缺口12e不限于两个,其配置数量可以为任意个。
[0066] 安装焊盘12b为与电路基板8连接的端子,在矩形形状的中央部设置有孔部12d,该孔部12d贯穿与电路基板8的作为第1面的上表面8f相对的背面、以及与该背面相反的一侧的正面。本结构的孔部12d呈圆形,但孔部12d的形状也可以为椭圆形、矩形等任意形状。这样的孔部12d在将引线端子12与电路基板8连接时,成为导电性接合部件15中包含的气泡的逸出通道,能够减少在封闭有气泡的状态下由于引线端子12与电路基板8连接而引起的接合强度的偏差。此外,能够利用导电接合部件15进入孔部12d的固着效应,提高接合强度。
[0067] 支承引线部12c构成为包含两个折返形状,该两个折返形状包含折返部12f。第一个折返形状的折返部12f包含:第1延伸部12c1,其在沿着与电路基板8的上表面8f垂直的方向(Z轴方向)俯视观察时从连接端子12a向一方(-X轴方向)延伸;以及第2延伸部12c2,其经由包含圆弧形状的连结部12c3而从第1延伸部12c1折返,并向相反方向(+X轴方向)延伸。此外,作为第二个折返形状,本方式的支承引线部12c包含:第3延伸部12c4,其经由包含圆弧形状的第2连结部12c5而从第2延伸部12c2折返,并向相反方向(-X轴方向)延伸;以及第4延伸部12c6,其从第3延伸部12c4起在作为与X轴方向交叉的方向的-Y轴方向上弯曲,与安装焊盘12b连结。
[0068] 通过使用这样的引线端子12,例如,利用折返部12f使支承引线部12c在沿着电路基板8的作为第1面的上表面8f的平面方向(X轴-Y轴方向)上容易挠曲,能够提高对该平面方向施加了冲击的情况下的引线端子12的缓冲作用,该折返部12f包含第1延伸部12c1和第2延伸部12c2并经由连结部12c3而呈波纹状地折返。
[0069] 此外,如图4所示,多个引线端子12在振子封装20的X轴方向(第2方向)的两侧分别沿着Y轴方向各排列有四个。而且,配置有多个的引线端子12各自的支承引线部12c具有关于沿着Y轴方向(第1方向)通过所述振子封装20的中心G的第1中心线C1呈线对称的形状,并且具有关于沿着与Y轴方向(第1方向)垂直的X轴方向(第2方向)通过振子封装20的中心G的第2中心线C2呈线对称的形状。这样,支承引线部12c具有关于第1中心线C1呈线对称的形状,并且具有关于第2中心线C2呈线对称的形状,因此,振子封装20相对于电路基板8的保持平衡提高,并且,还能够提高缓冲效果。另外,支承引线部12c以及安装焊盘12b也可以具有关于第1中心线C1呈线对称的形状,并且具有关于第2中心线C2呈线对称的形状。这样,即使在支承引线部12c和安装焊盘12b具有关于第1中心线C1呈线对称的形状、并且具有关于第2中心线C2呈线对称的形状的结构中,振子封装20相对于电路基板8的保持平衡也提高,并且,还能够提高缓冲效果。此外,在本实施方式中,中心G例如为在俯视观察时与振子2的重心重叠的位置。
[0070] 另外,以引线端子12在振子封装20的X轴方向(第2方向)的两侧分别各配置有四个的结构进行了说明,但引线端子12的数量没有限定,只要能够支承振子2,则可以为任意个。
[0071] 振荡电路元件4至少包含作为使振子2振荡的振荡用电路的振荡电路530(参照图7)、温度控制电路560(参照图7),与电路基板8的下表面8r连接。
[0072] 作为发热体的加热器7为如下的电子部件:与作为振子2的基座101侧的面的下表面21r连接,对振子2的振动元件3进行加热,具有使振子2(振动元件3)的温度保持为大致恒定的所谓“恒温功能”。通过使振子2(振动元件3)的温度保持为大致恒定,能够抑制由于外部(使用环境)的温度变动引起的振荡频率的变动,能够保持优异的频率稳定度。另外,在本方式的振荡器1中,优选以接近表示零温度系数的顶点温度(根据规格而不同,例如为70℃~100℃左右)的方式控制振动元件3的温度。由此,能够发挥更加优异的频率稳定度。
[0073] 此外,如图6所示,本方式的加热器7为NPN型双极晶体管,具有集电极端子71、基极端子72、发射极端子73。在振子封装20的下表面21r设置有与加热器7的各个端子连接的第1焊盘91、第2焊盘92、第3焊盘93、第1布线85、第2布线86、第3布线87、以及与引线端子12(参照图4)连接的外部端子27(参照图4)。而且,集电极端子71与第1焊盘91连接,基极端子72与第2焊盘92连接,发射极端子73与第3焊盘93连接。
[0074] 第1焊盘91经由第1布线85与外部端子27(参照图4)中的第1端子81电连接。而且,引线端子12中的第1引线端子122与该第1端子81连接,第1引线端子122与电路基板8取得电连接。此外,第2焊盘92经由第2布线86与外部端子27(参照图4)中的第2端子82电连接。而且,引线端子12中的第2引线端子126与该第2端子82连接,第2引线端子126与电路基板8取得电连接。此外,第3焊盘93经由第3布线87与外部端子27(参照图4)中的第3端子83电连接。而且,引线端子12中的第3引线端子121与该第3端子83连接,第3引线端子121与电路基板8取得电连接。另外,在图6中,为了明确第1布线85、第2布线86和第3布线87的区域,方便起见,用阴影示出了第1布线85、第2布线86和第3布线87的部分。
[0075] 而且,作为沿着第1布线85的长度的第1布线85的布线长度D1优选比作为沿着第2布线86的长度的第2布线86的布线长度D2长,并且比作为沿着第3布线87的长度的第3布线87的布线长度D3长。这样,通过增长第1布线85的布线长度D1,从发热量较大的集电极端子
71到电路基板8的布线长度(第1布线85的布线长度)变长,能够减少从加热器7经由第1布线
85和第1引线端子122而泄漏到电路基板8(参照图1)的热量,能够更有效地控制振子2的温度。
[0076] 与电路基板8的下表面8r连接的温度传感器5配置于振子2的附近,检测振子2的温度(恒温槽的温度)。作为温度传感器5,例如可以使用热敏电阻(NTC热敏电阻(Negative Temperature Coefficient)、PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻等)、铂电阻等。
[0077] 与电路基板8的下表面8r连接的D/A转换元件6包含图7所示的基准电压生成电路570、D/A转换电路580、数字接口电路590等,对从振荡器1的外部端子1a输入的信号进行处理,输出频率的控制信号。但是,D/A转换元件6也可以构成为省略或变更这些要素的一部分,或者追加了其它结构要素。
[0078] 返回图1,设置于基座101的下表面101r侧的基座基板30例如可以由印制基板(PCB(printed circuit board)基板)构成。基座基板30具有位于基座101侧的上表面30f、以及作为与上表面相反的一侧的面的下表面30r。基座基板30在与销端子14的竖立设置位置相对的上表面30f设置了有底孔34,该销端子14固定于基座101。销端子14的一端插入基座基板30的该有底孔34中,通过锡焊等接合部件33与销端子14连接。并且,调节器40与基座基板30的上表面30f连接。此外,在基座基板30的下表面30r设置有多个外部连接端子32。
[0079] 与基座基板30的上表面30f连接的调节器40具有对所输入的直流电源进行平滑、恒压化并输出、以使供给到加热器7的电源电压恒定的方式进行调整的电压调节器的功能。另外,即使输入电压、输出电流发生改变,调节器40也能够始终输出恒定电压。通过设置有这样的调节器40,能够减小施加给加热器7的电源电压的变动,能够减少由于电源电压的变动引起的加热器7的温度偏差。
[0080] 接着,参照图7所示的功能框图,对第1实施方式的振荡器1的功能结构进行说明。另外,省略与上述的结构相同的说明。如图7所示,振荡器1构成为包含振子2、包含振荡用电路的振荡电路元件4、温度传感器5、D/A转换元件6、温度控制元件即作为发热体的加热器7、可变电容元件507、可变电容元件508等。但是,本实施方式的振荡器1可以构成为省略或者变更图7所示的结构要素的一部分,或者追加其他结构要素。
[0081] D/A转换元件6构成为包含基准电压生成电路570、D/A转换电路580和数字接口电路590。但是,D/A转换元件6也可以构成为省略或变更这些要素的一部分,或者追加了其它结构要素。
[0082] 数字接口电路590与振荡器1的外部端子1a电连接,取得从外部端子1a输入的信号(包含用于控制振荡电路530的频率的数字数据的信号),转换为N位的数据信号并输出到D/A转换电路580。
[0083] 基准电压生成电路570根据从D/A转换元件6的外部(振荡器1的外部)供给的电源电压VCC,生成D/A转换电路580的高电位侧基准电压VDH和低电位侧基准电压VDL。
[0084] D/A转换电路580将经由数字接口电路590输入的数字信号转换为模拟信号,生成用于控制振荡电路530的频率的频率控制信号。具体而言,D/A转换电路580输入数字接口电路590输出的N位的数据信号(用于控制振荡电路530的频率的数字数据),将该N位的数据信号转换为高电位侧基准电压VDH和低电位侧基准电压VDL之间的电压的模拟信号并输出。作为D/A转换电路580,可以使用公知的电阻分压型(也称作电压分配型、电阻串型、或者电压电位器型)、电阻梯形(1adder)型(R-2R梯形型等)、电容阵列型、Δ-Σ型等各种类型。
[0085] D/A转换电路580输出的模拟信号的电压(控制电压)VC施加到D/A转换元件6的外部的可变电容元件508,可变电容元件508的电容值与控制电压VC对应地发生变化。可变电容元件508例如也可以为电容值与施加到一端的控制电压VC对应地发生变化的变容二极管(varactor)。
[0086] 振荡电路元件4构成为包含温度补偿电路510、温度传感器513、振荡用电路532、温度控制电路560、基准电压生成电路572、数字接口电路592和存储部600。另外,振荡电路元件4例如为IC(Integrated Circuit)等。但是,振荡电路元件4也可以构成为省略或变更这些要素的一部分,或者追加了其它结构要素。
[0087] 温度补偿电路510与温度传感器513连接,与温度传感器513的输出信号对应地生成温度补偿电压TC,该温度补偿电压TC用于校正振荡电路530的输出信号的频率温度特性。
[0088] 温度传感器513例如输出与其周边的温度对应的电压,可以是温度越高则输出电压越高的正极性温度传感器,也可以是温度越高则输出电压越低的负极性温度传感器。
[0089] 温度补偿电路510输出的温度补偿电压TC施加到振荡电路元件4的外部的可变电容元件507,可变电容元件507的电容值与温度补偿电压TC对应地发生变化。可变电容元件507例如也可以是电容值与施加到一端的温度补偿电压TC对应地发生变化的变容二极管(varactor)。
[0090] 振荡用电路532与外置于振荡电路元件4的端子的可变电容元件507、可变电容元件508以及其他电子部件(未图示)一起构成使振子2振荡的振荡电路530。即,在本实施方式中,振荡电路元件4具有作为振荡电路530的一部分的振荡用电路532,但也可以是振荡电路元件4具有振荡电路530的至少一部分的结构、例如,具有振荡电路530的全部的结构。
[0091] 振荡电路530使振子2以与可变电容元件507的电容值以及可变电容元件508的电容值对应的频率进行振荡,输出振荡信号VO。振荡电路530输出的振荡信号VO输出到振荡电路元件4的外部(振荡器1的外部)。
[0092] 温度控制电路560配置于振子2的附近,根据检测振子2的温度(恒温槽的温度)的温度传感器5的输出电压,控制加热器7的动作,该加热器7用于控制振子2的温度。具体而言,温度控制电路560与温度传感器5的输出电压对应地控制加热器7的动作,以将振子2的温度保持为恒定。
[0093] 作为加热器7,例如可以使用通过流过电流而发热的发热元件(功率晶体管、电阻等),也可以使用吸热元件(帕尔贴元件等)。
[0094] 基准电压生成电路572根据从振荡电路元件4的外部(振荡器1的外部)供给的电源电压VCC,生成振荡电路530的电源电压VA、温度补偿电路510的基准电压VREF1、温度控制电路560的基准电压VREF2等。
[0095] 存储部600存储基于经由数字接口电路592输入的数字信号的信息。例如,存储部600构成为包含未图示的非易失性的存储器、寄存器,非易失性存储器中存储有温度补偿电路510的设定信息等。非易失性存储器例如能够通过MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)存储器等闪存或EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等实现。
[0096] 非易失性存储器所存储的各设定信息在振荡电路元件4的电源接通时(电源电压VCC从0V上升到期望的电压时),从非易失性存储器传输到寄存器,并保持于寄存器。然后,寄存器所保持的各设定信息供给到温度补偿电路510等。
[0097] 数字接口电路592与外部端子1b电连接,取得从外部端子1b输入的信号,进行针对存储部600(非易失性存储器和寄存器)的读/写,该外部端子1b与振荡器1的外部端子1a不2
同。数字接口电路592例如为支持IC(Inter-Integrated Circuit)总线的接口电路,也可以为支持SPI(Serial Peripheral Interface)总线的接口电路。
[0098] 图8是示出温度控制电路560的结构例的图。在图8中,使用NPN型双极晶体管作为加热器7,并使用NTC热敏电阻作为温度传感器5。在图8所示的温度控制电路560中,当温度下降时,温度传感器5(NTC热敏电阻)的电阻值上升,运算放大器的输入电位差变大。相反,当温度上升时,温度传感器5的电阻值下降,运算放大器的输入电位差变小。运算放大器的输出电压与输入电位差成比例。加热器7(NPN型双极晶体管)在运算放大器的输出电压比规定电压值高时,电压值越高,则越流过电流而使发热量变大,在运算放大器的输出电压比规定电压值低时,不流过电流,发热量逐渐下降。因此,控制加热器7的动作,以使温度传感器5的电阻值成为期望的值,即、保持为期望的温度。
[0099] 温度控制电路560根据与振子2、振荡电路元件4的温度特性对应地确定的振荡电路530的输出信号的频率温度特性进行控制,以将恒温槽的内部温度保持为期望的温度(例如,如果振子2为SC切石英振子,则是频率温度特性的三次曲线上的、朝上凸的顶点的温度)。
[0100] 此外,在温度控制电路560与加热器7之间配设有调节器40,该调节器40具有将供给到加热器7的电源电压调整为恒定的电压调节器的功能。即使输入电压、输出电流发生改变,调节器40也能够始终输出恒定电压,因此,能够减小施加到加热器7的电源电压的变动,能够减少由于电源电压的变动引起的加热器7的温度偏差。
[0101] 根据这样的结构的第1实施方式的振荡器1,以与振子2的振子封装20电连接的方式安装加热器7,该振子2经由引线端子12与电路基板8连接。因此,振子2不像以往那样与电路基板8的正反两面连接,而仅与作为一个面的第1面(上表面8f)连接,因此,能够避免刚性的连接。此外,将振子2支承于电路基板8的引线端子12构成为包含折返部12f,因此,能够借助该引线端子12的缓冲作用来吸收冲击。由此,能够缓和并减少从电路基板8到振子2的冲击的传播,并减少收纳于振子2的振子封装20并经由固定部件29而连接的振动元件3的支承部(装配部)产生的应力,能够提高振荡器1的耐冲击的振荡特性。
[0102] 这里,参照图9、图10和图11说明与上述的振荡器1的耐冲击特性有关的效果的确认结果。这里,图9是示出对振荡器施加了冲击时的振动元件的支承部中的应力变化的仿真结果的曲线图。图10是示出作为比较例的现有振荡器的耐冲击特性(频率变化)的曲线图。图11是示出第1实施方式的振荡器的耐冲击特性(频率变化)的曲线图。
[0103] 在图9的曲线图中,横轴表示经过时间(在50μs时施加冲击),纵轴表示与经过时间对应的应力的大小,描绘了表示上述的第1实施方式的振荡器1的应力的状态的线段L1、以及表示作为比较例的现有构造的振荡器的应力的状态的线段L2。如图9的曲线图所示可知,线段L1所示的第1实施方式的振荡器1的应力与线段L2所示的作为比较例的现有构造的振荡器的应力相比,到经过时间1000μs为止的应力的大小以明显较小的状态推移。即,可知在振荡器1中,利用包含第1实施方式的振荡器1中使用的引线端子12的支承构造减少对该振荡器1施加了冲击的情况下的应力的发生。
[0104] 此外,在图10和图11的曲线图中,各自的横轴表示施加冲击的累计次数,纵轴表示振荡频率的变化。在图10和图11的曲线图中,示出分别各准备10个(n=10)作为比较例的现有构造的振荡器和第1实施方式的振荡器1而施加了冲击时的振荡频率的变化。
[0105] 在图10所示的现有构造的振荡器的结果中,通过施加冲击而使振荡频率大幅变化的情况较多,通过施加多次的冲击,如图中用范围R2所示,振荡频率变化的偏差变大。
[0106] 另一方面,关于图11所示的第1实施方式的振荡器1的结果可知,通过施加冲击而产生振荡频率的少许变化,但是通过施加多次的冲击,如图中用范围R1所示,成为振荡频率变化量的偏差,与图10的现有构造相比,成为1/10以下的频率变化量。这样,在上述的第1实施方式的振荡器1中,与现有构造的振荡器相比,可知包含振荡频率的特性的耐冲击性明显提高。
[0107] (发热体的连接的变形例)
[0108] 在上述的第1实施方式中,举例说明了使用作为发热体、NPN型双极晶体管的加热器7,但可以替代此而使用电阻元件作为发热体。以下,参照图12,说明使用加热器7b的情况下的与振子封装20a连接的连接例,该加热器7b使用电阻元件作为发热体。图12是示出发热体的连接涉及的变形例的图3的P视图。另外,对与上述的第1实施方式相同的结构标注相同标号,省略其说明。
[0109] 如图12所示,发热体的连接涉及的变形例的加热器7b为电阻元件,并具有第1发热端子78、以及发热量比第1发热端子78小的第2发热端子79。振子2A的振子封装20a的下表面21r设置有与加热器7b的第1发热端子78以及第2发热端子79连接的第1焊盘98、第2焊盘99、第1布线88、第2布线89、以及与引线端子12(参照图4)连接的外部端子27(参照图4)。而且,第1发热端子78与第1焊盘98连接,第2发热端子79与第2焊盘99连接。
[0110] 第1焊盘98经由第1布线88与外部端子27(参照图4)中的第1端子81电连接。而且,引线端子12中的第1引线端子122与该第1端子81连接,第1引线端子122与电路基板8取得电连接。此外,第2焊盘99经由第2布线89与外部端子27(参照图4)中的第2端子82电连接。而且,引线端子12中的第2引线端子126与该第2端子82连接,第2引线端子126与电路基板8取得电连接。另外,在图12中,为了明确第1布线85、第2布线86的区域,方便起见,用阴影示出了第1布线88、第2布线89的部分。
[0111] 而且,第1发热端子78与第1引线端子122之间的距离(电连接长度)D4优选大于第2发热端子79与第2引线端子126之间的距离(电连接长度)D5。这里,距离(电连接长度)D4为沿着将第1焊盘98与第1端子81连结的第1布线88的长度,距离(电连接长度)D5为沿着将第2焊盘99与第2端子82连结的第2布线89的长度。
[0112] 在加热器7b为电阻型的情况下,例如,如附图所示,构成为一个端子(第1发热端子78)的宽度尺寸比另一个端子(第2发热端子79)的宽度尺寸大。由此,一个端子(第1发热端子78)的端子面积变大,因此,一个端子(第1发热端子78)保持的热量变大。因此,如上所述,通过使第1发热端子78与第1引线端子122之间的距离(电连接长度)D4大于第2发热端子79与第2引线端子126之间的距离(电连接长度)D5,从发热量比第2发热端子79大的第1发热端子78经由第1引线端子122而到电路基板8的长度变长,能够减少从加热器7b经由第1布线88和第1引线端子122而泄漏到电路基板8(参照图1)的热量,能够更有效地控制振子2A的温度。
[0113] (引线端子的变形例)
[0114] 接着,参照图13、图14和图15说明引线端子的变形例。这里,图13是示出引线端子的变形例1的剖视图。图14是示出引线端子的变形例2的剖视图。图15是示出引线端子的变形例3的剖视图。另外,对与上述的第1实施方式相同的结构标注相同标号,省略其说明。
[0115] (变形例1)
[0116] 图13所示的变形例1的多个引线端子12h包含经由导电性接合部件15与电路基板8连接的第1部分h1、与振子2连接的第2部分h2、以及将第1部分h1与第2部分h2呈阶梯状地连接的第3部分h3。换言之,第3部分h3以使第2部分h2的距电路基板8的距离比第1部分h1大的方式,将第1部分h1与第2部分h2呈阶梯状地连接。即,第2部分h2与电路基板8的距离s2大于第1部分h1与电路基板8的距离s1。另外,从Z轴方向俯视观察时的引线端子12h的形状与第1实施方式的引线端子12相同。
[0117] 根据变形例1的引线端子12h,通过设置有第3部分h3,能够增大距电路基板8的距离而将振子2与电路基板8连接,因此,在对振子2施加了冲击的情况下,即使引线端子12h挠曲,也能够不易产生振子2与电路基板8的接触
[0118] (变形例2)
[0119] 图14所示的变形例2的多个引线端子12k包含经由导电性接合部件15与电路基板8连接的第1部分k1、以及与振子2连接的第2部分k2,第1部分k1的厚度t1与第2部分k2的厚度t2不同。在本变形例2中,第1部分k1的厚度t1构成为小于第2部分k2的厚度t2。
[0120] 根据包含这样的第1部分k1和第2部分k2的引线端子12k,能够适当地设定引线端子12k中的振子2的支承力与用于缓冲的挠曲的平衡,并且,通过使第1部分k1的厚度小于第2部分k2的厚度,能够使与电路基板8连接的第1部分k1成为更加细密的形状,能够进行较窄范围内的连接。
[0121] (变形例3)
[0122] 图15所示的变形例3的多个引线端子12n包含经由导电性接合部件15与电路基板8连接的第1部分n1、以及与振子2连接的第2部分n2,第1部分n1的厚度t3与第2部分n2的厚度t4不同。在本变形例3中,第1部分n1的厚度t3构成为大于第2部分n2的厚度t4。
[0123] 根据变形例3的引线端子12n,第1部分n1的厚度t3大于第2部分n2的厚度t4,因此,能够增大与电路基板8的距离而将振子2与电路基板8连接,所以,在对振子2施加了冲击的情况等下,即使引线端子12n挠曲,也不易产生振子2与电路基板8的接触。
[0124] <第2实施方式>
[0125] 接着,参照图16详细地说明第2实施方式的振荡器。图16是第2实施方式的振荡器的剖视图。另外,在第2实施方式的以下说明中,有时以与上述第1实施方式不同的结构为中心进行说明,对于相同的结构,在各附图中标注相同标号并省略其说明。
[0126] 除了与引线端子12连接的电路基板8a的结构不同以外,图16所示的第2实施方式的振荡器1A与上述的第1实施方式的振荡器1相同,该引线端子12支承(悬吊)收纳空间(空腔)S1所收纳的振子2。以下,以不同结构的电路基板8a的结构为中心进行说明。
[0127] 如图16所示,本实施方式的振荡器1A具有:壳体10,其包含基座101、以及与基座101接合的帽102;基座基板30,其设置于基座101的下表面101r侧;以及调节器40,其载置于基座基板30的上表面30f。壳体10具有收纳空间(空腔)S1,该收纳空间(空腔)S1由以下部件构成:基座101;以及帽102,其沿着基座101的外周设置,与从基座101的上表面101f凹陷的凸缘101b的上表面(+Z轴侧的面)接合。这些结构要素与第1实施方式相同,因此,省略说明。
[0128] 壳体10内的收纳空间S1中收纳有:多个销端子14,它们作为密封端子被密封部件103气密地密封,贯穿基座101;作为基板的电路基板8a,其固定于销端子14的与基座101相反的一侧的端部;以及振子2,其以与电路基板8a具有间隙的方式被与电路基板8a连接的多个引线端子12支承于电路基板8a与帽102之间。此外,作为发热体的加热器7与配置于收纳空间S1的振子2的基座101侧连接,包含振子2的振荡用电路的振荡电路元件4与电路基板8a的基座101侧连接。这里,如上所述,除了电路基板8a以外的结构要素例如振子2、振荡电路元件4等与第1实施方式相同,因此,省略说明。
[0129] 作为基板的电路基板8a具有基座101侧的面即作为第2面的下表面8r、以及与下表面8r相反的一侧的面即作为第1面的上表面8f。电路基板8a例如可以由印制基板(PCB(printed circuit board)基板)构成。电路基板8a在从Z轴方向俯视观察时呈矩形形状,并设置有贯穿插入孔,该贯穿插入孔配置成与固定于基座101的销端子14的竖立设置位置相对。而且,电路基板8在该贯穿插入孔中贯穿插入有销端子14的收纳空间S1侧的端部的状态下固定于销端子14。另外,销端子14能够以与电路基板8a的电路布线(未图示)取得电连接的方式固定。
[0130] 在电路基板8a的作为第2面的上表面8f和下表面8r设置有未图示的电路布线、端子等的电路图案。此外,在电路基板8a上设置有有底的凹部9a,该凹部9a从上表面8f凹陷。即,凹部9a朝向电路基板8a的上表面8f开口。凹部9a具有收纳与振子2连接的加热器7的功能。而且,在作为收纳部的凹部9a中收纳有与振子2连接的加热器7。由于能够将加热器7容易地收纳在以这样的方式设置的作为收纳部的凹部9a内,所以,能够有助于振荡器1的薄型化。
[0131] 与第1实施方式同样,支承振子2的多个引线端子12经由导电性接合部件15与包含设置在电路基板8a的上表面8f上的端子、布线等的电路图案(未图示)连接。引线端子12配设于振子2的外周侧,以取得电连接的方式与分别沿着与销端子4连接的两个列排列的端子电极(未图示)连接。引线端子12和振子2在与电路基板8a的上表面8f之间具有相当于导电性接合部件15的厚度的间隙。通过设置该间隙,振子2以所谓悬吊状态支承于电路基板8a,能够使引线端子12容易产生挠曲,能够更加有效地进行从电路基板8a传递到振子2的冲击等的吸收。另外,引线端子12的结构与第1实施方式相同,因此省略说明。
[0132] 此外,包含振子2的振荡用电路的振荡电路元件4、温度传感器5、D/A(Digital to Analog)转换元件6等电子部件与电路基板8a的下表面8r的电路图案(未图示)连接。另外,在电路基板8a上也可以连接除此以外的电子部件。
[0133] 根据具有以上说明的电路基板8a的第2实施方式的振荡器1A,能够起到与第1实施方式的振荡器1相同的效果。
[0134] <第3实施方式>
[0135] 接着,参照图17详细地说明第3实施方式的振荡器。图17是第3实施方式的振荡器的剖视图。另外,在第3实施方式的以下说明中,有时以与上述第1实施方式不同的结构为中心进行说明,对于相同的结构,在各附图中标注相同标号并省略其说明。
[0136] 图17所示的第3实施方式的振荡器1B是去除设置在基座101的下表面101r侧的基座基板30后的结构,该基座101构成第1实施方式的振荡器1。除此以外的、壳体10和壳体10的收纳空间S1所收纳的要素的结构与上述的第1实施方式的振荡器1相同。以下,省略与第1实施方式的振荡器1相同的结构的说明。
[0137] 如图17所示,本实施方式的振荡器1B具有壳体10,该壳体10包含基座101、以及与基座101接合的帽102。壳体10具有收纳空间(空腔)S1,该收纳空间(空腔)S1由以下部件构成:基座101;以及帽102,其沿着基座101的外周设置,与从基座101的上表面101f凹陷的凸缘101b的上表面(+Z轴侧的面)接合。
[0138] 壳体10内的收纳空间S1中收纳有:多个销端子14,它们作为密封端子被密封部件103气密地密封,贯穿基座101;电路基板8,其固定于销端子14的与基座101相反的一侧的端部;以及振子2,其以与电路基板8具有间隙的方式被与电路基板8连接的多个引线端子12支承于电路基板8与帽102之间。这里,引线端子12具有与上述的第1实施方式相同的结构,同样与振子2以及电路基板8连接。此外,作为发热体的加热器7与配置于收纳空间S1的振子2的基座101侧连接,包含振子2的振荡用电路的振荡电路元件4与电路基板8的基座101侧连接。另外,也可以在收纳空间S1内配置调节器(未图示),该调节器调整加热器7的电源电压。
[0139] 根据第3实施方式的振荡器1B,能够获得与第1实施方式的振荡器1相同的效果。除此以外,能够将设置于基座101的下表面101r上的由绝缘体构成的支架(standoff)13作为支承物(枕),例如将销端子14插入并安装于电子设备等的印制基板。
[0140] [电子设备]
[0141] 接下来,根据图18和图19,详细地说明应用了本发明的一个实施方式的振荡器1、1A、1B中的任意一个的电子设备。
[0142] 首先,参照图18,对本实施方式的电子设备的结构的一例进行说明。图18是示出本实施方式的电子设备结构的一例的功能框图。本实施方式的电子设备300构成为包含振荡器310、CPU(Central Processing Unit)320、倍增电路330、ROM(Read Only Memory)340、RAM(Random Access Memory)350和通信部360。另外,本实施方式的电子设备也可以构成为省略或变更图18的结构要素(各部件)的一部分,或者附加其它结构要素。
[0143] 振荡器310根据来自振荡源的信号,输出期望的频率的振荡信号。
[0144] 倍增电路330是将振荡器310输出的振荡信号倍增为期望的频率并输出的电路。倍增电路330输出的振荡信号可以用作CPU 320的时钟信号,也可以用于供CPU 320生成通信用的载波。
[0145] CPU 320(处理电路的一例)依照存储在ROM 340等的程序,例如,根据振荡器310输出的振荡信号或者倍增电路330输出的振荡信号进行各种计算处理、控制处理。
[0146] ROM 340存储有供CPU 320进行各种计算处理和控制处理的程序和数据等。
[0147] RAM 350用作CPU 320的工作区域,暂时存储从ROM 340读出的程序和数据、CPU 320依照各种程序执行的运算结果等。
[0148] 通信部360进行用于建立CPU 320与外部装置之间的数据通信的各种控制。
[0149] 作为振荡器310,通过应用例如不易受到来自外部的冲击力等应力的影响的上述实施方式中说明的振荡器1、1A、1B中的任意一个,能够实现可靠性高的电子设备。
[0150] 作为这样的电子设备300,可考虑各种电子设备,例如可列举出GPS(Global Positioning System)模、网络设备、广播设备、人造卫星或基站中利用的通信设备、个人计算机(例如移动型个人计算机、膝上型个人计算机、平板型个人计算机)、智能手机或移动电话机等移动终端、数字照相机、喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、路由器或切换器等存储区域网络设备、局域网设备、移动终端基站用设备、电视机、摄像机、录像机、车载导航装置、实时时钟装置、寻呼机、电子记事本(也包含通信功能)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子望远镜、POS(Point Of Sale)终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测量设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器头戴式显示器、运动追踪器、运动跟踪器、运动控制器、PDR(步行者位置方位计测)等。
[0151] 此外,作为本实施方式的电子设备300的一例,可列举出作为终端基站用装置等发挥功能的传输装置,该终端基站用装置使用上述振荡器310作为基准信号源,例如通过有线或无线的方式与终端进行通信。作为振荡器310,例如,通过应用上述各实施方式的振荡器1、1A、1B中的任意一个,还能够实现例如可用于通信基站等的、频率精度比以往高、期望高性能、高可靠性的电子设备300。
[0152] 此外,作为本实施方式的电子设备300的另一例,也可以是如下的通信装置,在该通信装置中,通信部360接收外部时钟信号,CPU 320(处理部)包含根据该外部时钟信号和振荡器310的输出信号或者倍增电路330的输出信号(内部时钟信号)来控制振荡器310的频率的频率控制部。该通信装置例如可以是在Stratum3等主干系统网络设备或毫微微小区中使用的通信设备。
[0153] [基站]
[0154] 这里,参照图19,对本实施方式的基站的结构的一例进行说明。图19是示出本实施方式的基站的概略结构的一例的框图。本实施方式的基站400构成为包含接收装置410、发送装置420和控制装置430。另外,本实施方式的电子设备也可以构成为省略或变更图19的结构要素(各部件)的一部分,或者附加其它结构要素。
[0155] 接收装置410构成为包含接收天线412、接收部414、处理部416和振荡器418。
[0156] 振荡器418根据来自振荡源的信号,输出期望的频率的振荡信号。
[0157] 接收天线412从移动电话机、GPS卫星等移动站(未图示)接收叠加有各种信息的电波。
[0158] 接收部414使用振荡器418输出的振荡信号,将接收天线412接收到的信号解调为期望的中间频(IF:Intermediate Frequency)带的信号。
[0159] 处理部416(处理电路的一例)使用振荡器418输出的振荡信号,将接收部414解调后的中间频带的信号转换为基带信号,对基带信号中包含的信息进行解调。
[0160] 控制装置430接收由接收装置410(处理部416)解调后的信息,进行与该信息对应的各种处理。而且,控制装置430生成发送到移动站的信息,将该信息送出到发送装置420(处理部426)。
[0161] 发送装置420构成为包含发送天线422、发送部424、处理部426和振荡器428。
[0162] 振荡器428根据来自振荡源的信号,输出期望的频率的振荡信号。
[0163] 处理部426(处理电路的一例)使用振荡器428输出的振荡信号,并使用从控制装置430接收的信息生成基带信号,将该基带信号转换为中间频带的信号。
[0164] 发送部424使用振荡器428输出的振荡信号,对来自处理部426的中间频带的信号进行调制,与载波叠加。
[0165] 发送天线422将来自发送部424的载波作为电波发送到移动电话机、GPS卫星等的移动台。
[0166] 作为接收装置410具有的振荡器418、或发送装置420具有的振荡器428,通过应用例如不易受到来自外部的冲击力等应力的影响的上述实施方式中所说明的振荡器1、1A、1B中的任意一个,能够实现通信性能优异、可靠性高的基站。
[0167] <移动体>
[0168] 接着,参照附图,说明本发明的移动体。本发明的移动体包含上述的振荡器1、1A、1B中的任意一个。以下,举例说明作为使用了本发明的振荡器1的移动体的一例的汽车。
[0169] 首先,作为本发明的移动体的一例,示出汽车,参照图20并说明。图20是示意性示出作为移动体的一例示出的汽车的立体图。
[0170] 汽车1500内置有振荡器1。具体而言,如图20所示,汽车1500具有车体姿态控制装置1502,该车体姿态控制装置1502包含处理电路,该处理电路进行基于振荡器1的输出信号的信号处理。车体姿态控制装置1502能够根据该的信号判定车体1501的姿态,根据判定结果控制悬架的软硬并且控制各个车轮1503的制动
[0171] 汽车1500使用了耐冲击性提高且保持恒温状态的振荡器1等,因此,即使在使用温度环境严峻的条件下使用,也能够具有较高的可靠性。
[0172] 另外,振荡器1除此以外还可以广泛应用于无钥禁系统、防盗器、汽车导航系统、汽车空调、防抱死制动系统(ABS)、安全气囊、轮胎压力监测系统(TPMS:Tire Pressure Monitoring System)、发动机控制系统(发动机系统)、自动驾驶用惯性导航的控制设备、混合动力汽车及电动汽车的电池监视器等电子控制单元(ECU:electronic control unit)。
[0173] 此外,除了上述的例示以外,应用于移动体的振荡器1例如还能够在双足步行机器人或电车等的移动或姿态控制、遥控飞机、无线电操纵直升机和无人驾驶飞机等远程操纵或自主式的飞行体的移动或姿态控制、农业机械(农机)或者建筑机械(建机)等的移动或姿态控制、机器人、人造卫星、船舶、AGV(无人搬送车)等的控制中使用。如上所述,在实现各种移动体的移动(位置)或姿态控制时,组装振荡器1和进行基于振荡器1的输出信号的信号处理的各个处理电路(未图示)。
[0174] 这样的移动体具有耐冲击性提高且保持恒温状态的振荡器1和进行基于振荡器1的输出信号的信号处理的各个处理电路,因此,即使在使用温度环境恶劣的条件下使用,也具有优异的可靠性。
[0175] 上述的实施方式是一个例子,并非限定于此。例如,还可以适当组合各实施方式、应用例和各变形例。
[0176] 本发明包含与在实施方式中说明的结构实质相同的结构(例如,功能、方法和结果相同的结构,或者目的和效果相同的结构)。此外,本发明包含对在实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。此外,本发明包含能够与在实施方式中说明的结构起到相同作用效果的结构或达到相同目的的结构。此外,本发明包含对在实施方式中说明的结构附加了公知技术后的结构。
[0177] 以下,将从上述的实施方式导出的内容记作各方式。
[0178] [方式1]本方式的振荡器的特征在于,具有:基板,其具有第1面,并设置有朝所述第1面开口的收纳部;振子,其包含振动元件和收纳所述振动元件的振子封装;发热体,其安装于所述振子并且与所述振子封装电连接,并且配置于所述收纳部内;以及多个引线端子,它们与所述基板连接,支承所述振子。
[0179] 根据本方式,以电连接的方式将发热体安装于振子的振子封装,该振子经由引线端子与基板连接。因此,振子不像以往那样与基板的正反两面连接,而与一个第1面连接,因此,能够避免刚性的连接,并且,能够利用夹设的引线端子吸收冲击,所以,能够缓和从基板向振子传播的冲击。由此,能够减少振动元件的支承部(装配部)产生的应力,能够提高振荡器的耐冲击性的振荡特性。
[0180] [方式2]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述收纳部是贯穿所述基板的贯通孔、或者有底的凹部。
[0181] 根据本方式,由于能够将发热体容易地收纳于贯通孔或者有底的凹部内,所以能够有助于振荡器的薄型化。
[0182] [方式3]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述引线端子具有:安装焊盘,其与所述基板连接;连接端子,其与所述振子封装连接;以及支承引线部,其将所述安装焊盘与所述连接端子连结,所述支承引线部包含折返部,所述折返部包含:第1延伸部,其在沿着与所述第1面垂直的方向的俯视时,从所述连接端子起向一方延伸;以及第2延伸部,其经由连结部从所述第1延伸部折返并延伸。
[0183] 根据本方式,支承引线部借助包含设置在引线端子上的第1延伸部和第2延伸部的折返部容易在沿着第1面的平面方向上挠曲,能够提高对该平面方向施加了冲击的情况下的引线端子的缓冲作用。
[0184] [方式4]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,在所述安装焊盘上设置有孔部,该孔部贯穿与所述第1面相对的背面、以及与所述背面相反的一侧的正面。
[0185] 根据本方式,在将引线端子与基板连接时,设置于安装焊盘的孔部成为接合部件中包含的气泡的排除通道,能够减少在封闭有气泡的状态下由于引线端子与基板连接而引起的接合强度的偏差。此外,能够利用接合部件进入孔部的固着效应,提高接合强度。
[0186] [方式5]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,在沿着与所述第1面垂直的方向的俯视时,沿着第1方向在所述振子封装的两侧分别排列有多个所述引线端子,所述支承引线部具有关于沿着所述第1方向通过所述振子封装的中心的第1中心线呈线对称的形状,并且具有关于沿着与所述第1方向垂直的第2方向通过所述振子封装的中心的第2中心线呈线对称的形状。
[0187] 根据本方式,引线端子配置成关于第2中心线呈线对称,支承引线部具有关于第1中心线呈线对称的形状,因此,振子封装相对于基板的保持平衡提高,并且,还能够提高缓冲效果。
[0188] [方式6]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子经由导电性接合部件与所述基板电连接,在沿着与垂直于所述第1面的方向正交的方向的剖视时,所述导电性接合部件设置于所述引线端子与所述基板之间。
[0189] 根据本方式,多个引线端子分别在沿着与垂直于第1面的方向正交的方向的剖视观察时,经由设置在引线端子与基板之间的导电性接合部件与基板电连接。因此,除了导电性接合部件的配设位置以外的区域的引线端子可以与基板之间具有空隙(间隙),容易产生挠曲,因此,能够提高引线端子的冲击吸收效果。
[0190] [方式7]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含与所述基板连接的第1部分以及与所述振子连接的第2部分,所述第1部分的厚度与所述第2部分的厚度不同。
[0191] 根据本方式,通过使第1部分的厚度与第2部分的厚度不同,能够适当地设定引线端子中的振子的支承力与用于缓冲的挠曲的平衡。
[0192] [方式8]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述第1部分的厚度小于所述第2部分的厚度。
[0193] 根据本方式,能够适当地设定引线端子中的振子的支承力与用于缓冲的挠曲的平衡,并且,由于第1部分的厚度小于第2部分的厚度,所以,能够使与基板连接的第1部分的引线端子成为更加细密的形状,能够进行较窄范围内的连接。
[0194] [方式9]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含与所述基板连接的第1部分、与所述振子连接的第2部分、以及将所述第1部分与所述第2部分呈阶梯状地连接的第3部分,所述第2部分与所述基板的距离大于所述第1部分与所述基板的距离。
[0195] 根据本方式,由于能够增大与基板的距离而将振子与基板连接,所以,在施加了冲击的情况等下,即使引线端子挠曲,也不易产生振子与基板的接触。
[0196] [方式10]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含第1引线端子、第2引线端子和第3引线端子,所述发热体为NPN型双极晶体管,所述振子具有:第1焊盘,其与所述发热体的集电极端子连接;第2焊盘,其与所述发热体的基极端子连接;第3焊盘,其与所述发热体的发射极端子连接;第1端子,其与所述第1引线端子连接;第2端子,其与所述第2引线端子连接;第3端子,其与所述第3引线端子连接;第1布线,其将所述第1焊盘与所述第1端子电连接;第2布线,其将所述第2焊盘与所述第2端子电连接;以及第3布线,其将所述第3焊盘与所述第3端子电连接,所述第1布线的布线长度比所述第2布线的布线长度长,并且比所述第3布线的布线长度长。
[0197] 根据本方式,通过增长从发热量较大的集电极端子到基板的布线长度(第1布线的布线长度),能够减少从发热体经由第1引线端子而泄漏到基板的热量,能够更加有效地控制振子的温度。
[0198] [方式11]在上述方式所述的振荡器中,优选的是,所述多个引线端子包含第1引线端子和第2引线端子,所述发热体具有第1发热端子、以及发热量小于所述第1发热端子的第2发热端子,所述第1发热端子与所述第1引线端子电连接,所述第2发热端子与所述第2引线端子电连接,所述第1发热端子与所述第1引线端子的距离大于所述第2发热端子与所述第2引线端子的距离。
[0199] 根据本方式,发热量比第2发热端子大的第1发热端子与第1引线端子的距离(电连接长度)大于第2发热端子与第2引线端子的距离(电连接长度),因此,能够减少从发热体经由第1引线端子而泄漏到基板的热量,能够更有效地控制振子的温度。
[0200] [方式12]本方式的电子设备的特征在于,具有:上述方式1至11中的任意一个所述的振荡器;以及处理电路,其进行基于所述振荡器的输出信号的信号处理。
[0201] 根据本方式,能够享受上述的振荡器的效果,可获得提高了耐冲击性的电子设备。
[0202] [方式13]本方式的移动体的特征在于,具有:上述方式1至11中的任意一个所述的振荡器;以及处理电路,其进行基于所述振荡器的输出信号的信号处理。
[0203] 根据本方式,能够享受上述的振荡器的效果,可获得提高了耐冲击性的移动体。
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