JP2579915B2 - 小型サ−モスタット式発振器 - Google Patents

小型サ−モスタット式発振器

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JP2579915B2
JP2579915B2 JP61222230A JP22223086A JP2579915B2 JP 2579915 B2 JP2579915 B2 JP 2579915B2 JP 61222230 A JP61222230 A JP 61222230A JP 22223086 A JP22223086 A JP 22223086A JP 2579915 B2 JP2579915 B2 JP 2579915B2
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    • H—ELECTRICITY
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、組立支持体と、圧電共振子と、発振器の供
給電圧を制御するための電子回路と、共振子の発振を維
持および増幅するための電子回路と、および圧電共振子
の温度を制御するための手段とからなる小型サーモスタ
ット式発振器に関する。
水晶発振器のような圧電発振子で作られ、とくに高精
度、高安定性の基準周波数要素の構成に使用される発振
器には種々の型ものが既知である。この種の発振器は一
般に、共振子が影響されやすい温度の変化を制限して発
振器の出力信号の変動すなわちドリフトをなくすために
恒温槽内に装着される。このようにすれば、高信頼度、
高品質の装置が形成可能である。しかしながら、発振器
のすべての回路およびとくにサーモスタットに帰因する
重量および寸法の増大は無視できず、利用する共振子は
たとえ小型化が可能であったとしても、小型かつ良品質
の圧電結晶発振器を製作することはむずかしい。
従来技術の欠点はとくに、温度センサやサーモスタッ
トの加熱要素など圧電共振子の温度を制御するための回
路素子が圧電共振子と相互に離れて設置されるために大
きな温度勾配が形成され、圧電共振子の温度制御が効率
良く働かないこと、また、例え温度を制御するための回
路素子を圧電共振子と近接させたとしても、これらを支
持する基板からの熱放散あるいはこの基板への熱伝導の
影響等によりサーモスタットの効率が悪化され比較的多
量のエネルギの消費を招き、発振器の寸法を実質的に縮
小できないことにある。
発明の要約 本発明の目的は上記の欠点を克服して、小型ながら高
い安定性と低い消費性とを示す発振器を提供することで
ある。
この目的は、組立支持体が開口を設けたプリント配線
板からなり、その開口の周縁上に電気絶縁性２次支持体
が少数の点で固定され、この２次支持体の上には、一方
の圧電共振子が、他方で集積回路が固定され、この集積
回路は、発振器の供給電圧を制御するための電子回路の
基本要素と、共振子の発振を維持および増幅するための
電子回路の基本要素と、および圧電共振子の温度を制御
するための手段とからなることを特徴とする小型サーモ
スタット式発振器により達成される。
この構成によれば、圧電共振子（以下、単に共振子と
もいう）の温度を制御するための手段の基本要素を共振
子の極近傍に配置された集積回路内に組み込むことがで
きるため、温度勾配は減少して効率の良い制御か可能で
あるとともに、一方で圧電共振子が他方で集積回路
（１）が固定された２次支持体がプリント配線板の開口
に少数の点で固定されるため、プリント配線板と２次支
持体との間の熱交換を最小にでき、−−すなわち、発振
器の供給電圧を制御するための電子回路及び圧電共振子
の発振を維持および増幅するための電子回路内で発生す
る熱損失は基本的に集積回路内、つまり２次支持体内で
発生するのでこの熱を共振子の加熱に使用でき、これに
より熱損失を減少でき−−サーモスタットを高高率で駆
動してエネルギの消費を押えることができ、小型ながら
高い安定性と低い消費性とを達成できる。
本発明の第１の実施例によると、２次支持体は酸化ベ
リリウムのような電気絶縁性熱伝導性材料で作られたウ
ェーハで構成され、ウェーハはその一方の主要面上に圧
電共振子を支持し、他方の主要面上に集積回路を支持す
る。
集積回路と共振子パッケージとは２次支持体ウェーハ
を両側で相互に反対側に配置され、伝熱接触の良好な接
着剤によりウェーハ上に固定される。
とくに２次支持体ウェーハは集積回路を支持する側の
面上にスクリン印刷法で金属被覆された部分を有し、こ
の部分は接点端子を形成して一方では第１の結線ワイヤ
により集積回路に接続され、他方では不良伝導性材料で
作られた第２の結線ワイヤによりプリント配線板に接続
される。
本発明の他の実施例によれば、２次支持体は直接圧電
共振子パッケージで構成され、このパッケージに集積回
路が装着固定され、このパッケージはプリント配線板内
に設けられた開口の周縁上に少数の点で支持される。
発振器は複数個の出力端子を設けた密閉パッケージを
有し、そのパッケージ内に集積回路と共振子との両方が
配置され、前記パッケージはプリント配線板の開口の周
縁上に支持され、プリント配線板にはパッケージの出力
端子から電気的に接続されるものであってもよい。
発振器は、２次支持体に装着された分散部品で構成さ
れる発振器周波数制御手段をさらに有するのが好まし
い。
本発明のとくに有利な特徴は、共振子の温度を制御す
る手段が、温度センサと、比較器回路と、および集積回
路上で一体の加熱トランジスタとからなる内蔵サーモス
タットを有することである。
内蔵サーモスタットは、内部基準温度の調節用抵抗器
と、加熱トランジスタ内電流の調節用抵抗器とをさらに
有し、これらの抵抗器とプリント配線板上に装着された
分散部品で構成されるものであってもよい。
内蔵サーマスタットはまた、プリント配線板上に装着
された分散部品で構成された負帰還回路を有してもよ
い。
本発明の他の有利な特徴は、共振子の温度を制御する
ための手段が差動増幅器をさらに有し、差動増幅器は集
積回路上に一体の比較器を形成し、また温度センサと、
およびプリント配線板上に装着された分散部品と共働し
て発振器を急速加熱するための外部サーモスタットを形
成することである。
本発明による小型サーモスタット式発振器はさらに、
出力端子を設けた密閉パッケージを有し、その中にプリ
ント配線板と前記２次支持体とを有する組立支持体が装
着され、その中に真空が形成されることもあるものであ
ってもよい。
本発明は添付図による次の説明でよりよく理解されよ
う。
実施例 第１図ないし第３図は本発明により作られた小型サー
モスタット式発振器の機械的部分を示す。
発振器はさらに、真空が形成された密封パッケージ
（図示なし）内に配置してもよいが、いずれにしても発
振器はプリント配線板４で構成された主組立支持体を有
し、このプリント配線板４上には通常のように、プリン
ト配線板４上に装着された抵抗器またはキャパシタのよ
うな種々の分散部品５への結線導体としては働らく導通
金属トラック（図示なし）が配置される。発振器の出力
端子６もまた通常のようにプリント配線板４上に形成さ
れる。
プリント配線板４の中央部に、たとえば円形の開口40
が設けられ、その中に、酸化ベリリウムのような熱伝導
性・電気絶縁材料で構成された２次支持体２が挿入され
る。開口40は段付き形状の周縁41を形成し、その上に２
次ウェーハ２が４点の隅24で支持される。このように２
次ウェーハ２は少数の点でたとえば接着剤によりプリン
ト配線板４に支持されるが、これにより絶縁ウェーハ２
と主組立支持体４との間の熱的連絡は制限される。
酸化ベリリウムウェーハ２はその一面26上に、集積回
路すなわちチップを支持するが、チップはプレ拡散回路
１で構成するのが有利である。プレ拡散回路１は接着剤
層11によりウェーハ２の中央に固定され、熱的接触を良
好にしている。たとえば水晶共振子のような小型圧電共
振子３はウェーハ２の面でプレ拡散回路１とは反対側の
面25上で中央部に固定され、したがってプレ拡散回路１
ときわめて接近する。第３図に示すように、このような
サンドイッチ構造により共振子３とプレ拡散回路１との
間の温度勾配ははるかに低減可能である。
結線ワイヤ21によるプレ拡散回路１への結線用接点端
子を形成するためるに、ウェーハ２の面26上のウェーハ
２の周縁上の局部領域22の金の厚い層がスクリン印刷法
で沈着される。共振子３の周波数調節用の他の要素であ
るキャパシタ51もまたウェーハ２上である端子22の間に
配置されるか、またBeOウェーハ２の面25上に固定され
た共振子３のパッケージ上に直接配置される。
良導電性：不良熱伝導性材料からなる結線ワイヤ23は
ウェーハ２上に形成された端子22をプリント配線板４の
種々の導通トラックに接続する。結線ワイヤ23はたとえ
ばtophetの商品名で知られる材料でもステンレス鋼でも
よい。
第５図および第６図に示す他の可能実施例により、プ
リント配線板４の開口40の周縁41上に少数の点で固定す
るようにした２次支持体は共振子３のそれぞれのパッケ
ージ３′,3″それ自体で構成してもよく、これによれば
第１図ないし第３図の実施例のウェーハ２のような中間
支持体の使用は不要となる。
第５図は浴槽型パッケージ３′内に組込まれた共振子
３を示し、このパッケージ３′はＴ型の横端面33′とＴ
の水平アームに相当する平坦面31′とを有している。出
力端子32′は面31′内に形成されているが、これらはも
ちろん横端面33′内に形成してもよい。プレ拡散回路１
はたとえば接着剤層11によりパッケージ３′の平坦面3
1′上に直接固定され、この接着剤により熱的接触を良
好にする。この実施例によれば、パッケージ３′内に組
込まれたプレ拡散回路１と共振子３との間の熱交換は良
好となる。この場合実際には、プレ拡散回路１内に内蔵
されたサーモスタットは共振子３にきわめて接近して配
置される。パッケージ３′のＴの水平アームを構成する
平坦面31′の隅34′により、プリント配線板４の開口40
の周縁41上に支持されるようになっている。このように
面31′は第１図ないし第３図のウェーハ２と同様な役目
を果し、パッケージ３′はプリント配線板４とわずか４
点で接触し、しかもパッケージ３′は不良熱伝導性の接
着剤で固定されるので、パッケージ３′とプリント配線
板４との間の熱エネルギ交換は最小に低減される。
第６図は一つの変更態様を示し、この場合は共振子３
のパッケージ３″はセラミック型で、矩形端面33′と主
平坦面31″とからなる平行六面体を形成し、主平坦面3
1′はその両側面に沿って、パッケージ３″内に配置さ
れた共振子３の出力端子32″を支持する。プレ拡散回路
１はパッケージ３″の平坦面31″上に直接接着剤で固定
されるので、第５図の実施例の場合と同様な利点を有す
る。パッケージ３″は、プレ拡散回路１を支持する面3
1″とは反対側にある主平坦面上に配置されている隅3
4″により、プリント配線板４の開口40の周縁41に支持
されるようになっている。第５図の組立体の場合と同様
に、たとえばアルミニウムからなる結線ワイヤ23′はプ
レ拡散回路１をプリント配線板４の導通トラックに直接
接続する。
変更態様として、集積回路１はまた、共振子パッケー
ジ自体内部に固定してもよく、このとき共振子に直接固
定しても、または共振子パッケージの内面に固定しても
よい。この場合、共振子パッケージは複数個の出力端子
に有し、これにより集積回路と、パッケージ外でプリン
ト配線板４により構成される回路との間の結線が可能と
なる。
本発明の枠内で使用される電気回路の一実施例を第４
図により説明する。
第４図内に示される部品の大部分はプレ拡散回路１内
に組込まれ、これにより発振器は全体として小型とな
り、とくに前述のように、回路要素は共振子３にきわめ
て接近して配置される。第４図において、非制御外部電
源から装置へ供給するための回路の端子と、有用出力信
号を取出すための回路の端子と、およびプリント配線４
に配置された第２図の分散部品５との結線のための端子
とは、参照番号101ないし108で示される。説明の便宜
上、プレ拡散回路１内に組込まれている部品は最初の桁
が２である３桁の数字を有し、一方プレ拡散回路１外の
分散部品で、プリント配線板４上、または共振子３のパ
ッケージ上、あるいは酸化ベリリウムウェーハ２上のい
ずれかに配置された分散部品は、最初の桁が３である３
桁の参照番号を有する。
第４図に示す回路組立体は、201ないし205の番号を付
けた機能的副組立体に分割可能である。機能的副組立体
の各々に対する少数の要素は、比較的エネルギ消費が少
なくて基本的に結線、調節または負帰還要素に対応する
分散部品のみで構成される。したがって、種々の機能的
副組立体201ないし205内で消費された熱エネルギは、共
振子３のすぐ近くに配置されかつ一体型として内蔵サー
モスタット203を有するプレ拡散回路１内に放出され
る。これにより、共振子内の熱交換効率は改善され、共
振子３の温度の安定化に必要なエネルギを制限でき、し
たがって同一集積回路１内にサーモスタット機能を含む
種々の機能を実行可能なように電子回路組立体を製作可
能であり、最終的にはきわめて小型のサーモスタット式
発振器を製作可能となる。
したがって本発明の重要な部分は同一集積回路１内に
おける複数の機能的副組立体201ないし205の組合せで構
成され、機能的副組立体201ないし205は、組立体の供給
電圧制御器を構成する第１の副組立体201と、共振子３
の発振を維持するための回路202および、段202の発振を
増幅するための回路205とからなる第２の２段式副組立
体202,205と、内蔵サーモスタットを構成し、温度セン
サ270ないし273と、比較器280ないし289を形成する差動
増幅器と、および加熱トランジスタ276,277とを一体型
で有する第３の副組立体203と、任意ではあるが、組込
差動増幅器280ないし289に類似し、温度センサと非一体
型加熱手段とからなる装置急速加熱用外部サーモスタッ
トのための比較器の構成を目的とした組込差動増幅器24
0ないし249を有する第４の副組立体とからなる。
各副組立体201ないし205をここでより詳細に説明す
る。
電圧制御回路201はすべてプレ拡散集積回路１内に形
成され、装置全体の供給端子117と、それ自体アース端
子に相当する端子118とにたとえば10ないし20Vの非制御
直流供給電圧を受ける。制御された回路201の直流出力
電圧であるたとえば7.3Vの電圧は、抵抗220を介して発
振器本体を構成する副組立体の段202と205とに供給する
ための端子116に印加され、また抵抗230を介して内蔵サ
ーモスタット203と、外部サーモスタット用差動増幅器2
04とに供給するための端子110にも印加される。分散部
品として構成されるバイパスキャパシタ320,330はそれ
ぞれアースと端子116,110との間に配置される。
電圧制御回路201は端子117と118との間に第１の枝路
を有し、枝路は順次、ダイオードとして直列に接続され
た２個のトランジスタ211,212と、第２のトランジスタ2
12のエミッタとアースとの間に接続された抵抗器213と
からなる。第２の枝路は供給端子117とアースとの間に
順次に直列に、抵抗器214と、トランジスタ215のエミッ
タ・コレクタ空間と、頭および尻同志で装着されたダイ
オードとして接続された２個のトランジスタ217,216
と、およびダイオードとして装着されたトランジスタ21
9とからなる。トランジスタ215のベースはトランジスタ
212のエミッタと抵抗器213との間の接続点に接続され
る。ダイオードとして接続されたトランジスタ217のエ
ミッタに接続されたトランジスタ215のコレクタは出力
トランジスタ218のベースに接続され、出力トランジス
タ218のコレクタは端子117に接続され、そのエミッタは
抵抗器220,230を介してそれぞれ端子116と110とに接続
される。
発振器202,205自体は共振子３の発振を維持するため
の第１の段202を有し、第１の段202は、部品221,222aな
いし222e、および223ないし228とで構成され、これらの
部品はプレ拡散回路１内に組込まれる。分散部品321な
いし324は段202で構成される発振器の周波数調節をさら
に可能にする。これらの周波数調節部品は、同調キャパ
シタ324と、端子111と112との間で共振子３と直列に装
着された可変容量ダイオード321と、共振子３と可変容
量ダイオード321との共通接点および可変容量ダイオー
ド321と同調キャパシタ324との共通接点の各々とアース
との間に接続された２個の抵抗器322,323とからなる。
第１の段202内において、端子111は一方では第１のト
ランジスタ224のエミッタに接続されるがトランジスタ2
24のコレクタは抵抗器223を介して電圧供給端子116に接
続されるものであり、端子111は他方では第２のトラン
ジスタ225のコレクタに接続されるが第２のトランジス
タ225のエミッタは抵抗器226を介してアースに接続され
るものである。端子112自体は一方では第３のトランジ
スタ227のエミッタに接続されるが第３のトランジスタ2
27のベースは第１のトランジスタ224のコレクタに接続
されさらにそのコレクタは電圧供給端子116に接続され
るものであり、他方では端子112は第４のトンジスタ228
のコレクタに接続されるが、第４のトランジスタのエミ
ッタはアースに接続されさらにそのベースは第２のトラ
ンジスタ225のベースとトランジスタ222eのコレクタと
に接続されるものであり、ここでトランジスタ222eはダ
イオードとして装着されそのエミッタはアースに接続さ
れている。ダイオードとして装着された４個のダイオー
ド222aないし222dは第１のトランジスタ224のベースと
第２および第４のトランジスタ225,228のベースとの間
で直列に接続される。抵抗器221はダイオードとして装
着されたトランジスタ222aのコレクタを電圧供給端子11
6に接続する。
このように、数少ない組込部品により共振子３の発振
の維持が可能であり、一方分散部品321および324により
発振周波数調節が容易に可能である。内蔵サーモスタッ
ト203がプレ拡散回路１自身内で共振子３のすぐ近くに
存在することにより発振周波数のすぐれた安定性が保証
される。第４図に示す組立体はとくに、その周波数が約
15MHz未満でその抵抗が約100オーム未満の共振子に適合
するものである。しかしながら低周波数、高抵抗に対し
ても許容可能である。
分散部品として構成される結合キャパシタ325は、発
振器202,205の第１段202の出力端子112と、増幅器段205
の入力端子113との間に接続される。増幅器段205自身は
通常品であり、回路１内に一体に、共通コレクタとして
装着されたトランジスタ253を有し、トランジスタ253の
コレクタは電圧供給端子116に接続され、そのベースは
入力端子113に接続され、さらにそのエミッタは抵抗器2
54を介してアースに接続される。トランジスタ253のベ
ースはバイアス抵抗器251,252を介してそれぞれ端子116
とアースとに接続される。第２のトランジスタ257は、
そのベースを第１のトランジスタ253のエミッタに接続
し、そのコレクタを２個の直列装着抵抗器255,256を介
して電圧供給端子116に接続し、さらにそのエミッタを
２個の直列装着抵抗器258,259を介してアースに接続す
る。共通コレクタとして装着された出力トランジスタ25
0はそのコレクタを端子116に接続し、そのエミッタを出
力端子115と、抵抗器260を介してアースとに接続し、さ
らにそのベースを抵抗器255と256との間の共通接点に接
続する。
分散部品で構成されるバイパスキャパシタ326がさら
に、アースと、抵抗器258および259間の共通接点に位置
する端子114との間で接続される。発振器の出力信号を
処理または利用する組立体に直接接続するために、さら
に出力端子115にさらに結合キャパシタ327が接続され
る。
内蔵サーモスタット203は、基本的に温度センサを形
成する要素と、基準電圧を形成する要素と、比較器と、
および加熱トランジスタとからなる。調節抵抗器335
と、必要ならば集積回路内部で抵抗器334aに並列に装着
された調節抵抗器334と、および負帰還回路331ないし33
3とを除き、温度制御回路203の要素はすべて回路１内に
組込まれている。
電圧供給端子110とアースとの間に接続される第１の
枝路はダイドードとして接続されるトランジスタ232と
直列に装着された抵抗器231を有する。この枝路231,232
は起動時にトランジスタ233により吸収される電流を形
成し、トランジスタ233のベースはトランジスタ232のコ
レクタに接続され、そのエミッタに並列に装着された４
個のトランジスタ270aないし270dのエミッタに接続さ
れ、そのコレクタはトランジスタ235,237,280,286,240,
246のベースに接続される。このようにトランジスタ233
はトランジスタ270aないしし270dの並列の群270とトラ
ンジスタ271とのそれぞれからなる同一電流を流す電流
鏡像回路を形成し、それぞれ電源234,235および電源23
6,237から電流が印加される。電源234,235はトランジス
タ235を有し、トランジスタ235のベースはトランジスタ
233のコレクタに接続され、トランジスタ235のコレクタ
はトランジスタ270aないし270dのコレクタに接続され、
そのエミッタは抵抗器234を介して電圧供給端子110に接
続される。同様に電源236,237はトランジスタ237を有
し、トランジスタ237のベースにトランジスタ233のコレ
クタに接続され、トランジスタ237のコレクタはトラン
ジスタ271のコレクタに接続され、そのエミッタは抵抗
器236を介して端子110に接続される。トランジスタ238
のエミッタは、トランジスタ233のコレクタに接続さ
れ、トランジスタ238のコレクタはアースに接続され、
そのベースは、トランジスタ235のコレクタに接続され
るが、このトランジスタ238は電流の対称性を改善する
ものである。
抵抗器272はトランジスタ270aないし270dのエミッタ
とトランジスタ271のエミッタとの間に接続され、抵抗
器272自体は抵抗器273を介してアースに接続される。抵
抗器272と273との間の共通接点は端子101に接続され、
端子101上には、基本的にトランジスタ群270で構成され
る一体温度センサから形成される集積回路１の内部温度
に比例する電圧が利用可能である。実際にエミッタの表
面は、４個のトランジスタを並列にした群270を含有す
る枝路と単一トランジスタ271を含有する枝路との間で
は、4:1の比となる。電源234,235と電源236,237とが同
一電流を流す限り、４個のトランジスタの群270内の飽
和電流とトランジスタ271内の飽和電流とは、エミッタ
の表面の比をとって4:1の比となるであろう。その結
果、抵抗器272の両端に電位差が発生し、端子101上には
抵抗器272および273に依存する電圧が存在し、これは温
度に比例して変化する。この例では温度センサ270ない
し273の感度は摂氏１度あたり2mVとなる。
端子102は温度または供給電圧の残留変動に鈍感な基
本電圧を受取る。端子102は抵抗器274を介してダーリン
トン内に装着された２個のトランジスタの組合体239の
エミッタに接続され、組立体239のコレクタは電圧供給
端子110に接続され、ベースはトランジスタ237のコレク
タに接続される。直列に装着された２個の抵抗器275,33
5の組合体がさらに端子102とアースとの間に接続され
る。抵抗体275および335間の共通点は端子103で構成さ
れ、端子103は分散部品の形で抵抗体335を使用可能で、
これにより端子102上の基準電圧、したがってサーモス
タットの基準電圧を調節可能である。平衡状態において
は端子101,102上の電圧は等しいかまたはきわめて接近
する。端子101と102との電圧間の差は、回路１内に組込
まれて電流を送られる２個のパワートランジスタ276,27
7の並列組立体により行われる加熱を制御するように働
らく。
端子101,102は通常の組込差動増幅器280ないし289の
インバータ入力および非インバータに接続され、差動増
幅器280ないし289は、端子101と102とに存在する電圧間
の不等条件が存在すると、端子の出力からパワートラン
ジスタ276,277のベースへ加熱制御信号を送出するため
の比較器として働らく。
差動増幅器280ないし289はトランジスタ280で構成さ
れる電流電源を含み、そのベースはトランジスタ233の
コレクタに接続され、そのエミッタは抵抗器285を介し
て電圧供給端子110に接続され、そのコレクタはトラン
ジスタ281,282のエミッタに接続されるが、トランジス
タ281,282のベースはそれぞれ端子101,102に接続され、
コレクタはトランジスタ283,284のコレクタに接続され
るが、さらにトランジスタ283,284のエミッタはアース
に接続され、ベースは相互に接続される。トランジスタ
283のコレクタはそのベースに接続され、一方差動出力
信号が現れるトランジスタ284のコレクタはトランジス
タ287のベースに接続されるが、トランジスタ287のエミ
ッタはアースに接続され、コレクタはトランジスタ286
のコレクタに接続されるが、さらにトランジスタ286の
エミッタは端子104に接続されて端子110と104との間に
パワートランジスタ276,277内の電流を制限するための
抵抗器334を接続することが可能である。パワートラン
ジスタ276,277のベースは実際に、抵抗器289を介してト
ランジスタ288のエミッタに接続され、トランジスタ288
のベースはトランジスタ286のコレクタにまたトランジ
スタ288のコレクタは端子110に接続される。トランジス
タ276,277のベースは端子105に接続され、この端子105
上で加熱制御信号が利用可能である。さらに分散部品か
らなる負帰還回路が端子101と105との間に接続される。
この回路は抵抗器332と、２個のキャパシタ331,333とか
らなる。キャパシタ331,333はそれぞれアースと端子105
および101との間に接続される。
副組立体204は、発振器にスイッチがはいったとき急
速加熱を可能とする追加回路を構成する。副組立体204
は端子106,107,108,109を有し、これらの端子は役目は
それぞれ内蔵サーモスタット203の端子101,102,104,105
の役目に類似する。回路204の差動増幅器の部品240ない
し249もまた内蔵サーモスタット203の差動増幅器の対応
要素280ないし289に類似し、これらもまた同一プレ拡散
回路１に組込まれている。電流制限抵抗344は制限抵抗3
34と同一役目を果たし、これもまた分散部品として構成
され、端子109と106との間に接続された負帰還回路の要
素341ないし343は端子105と101との間に接続された負帰
還回路の要素331ないし333と同一構造を有する。
端子106は、たとえばサーミスタからなるプレ拡散回
路１の外部の温度センサの接続を可能とする。端子107
は基準電圧を形成する要素および内蔵サーモスタット20
3の要素233,274,275,235の役をなす要素の接続を可能と
する。最後に端子109は、集積回路１の外部にあってサ
ーモスタット203のトランジスタ276,277の役をなす加熱
抵抗体または加熱トランジスタの接続を可能とする。
第４図の電子回路のすべての要素を有する第２図に示
すような本発明のサーモスタット式発振器は全体の大き
さをきわめて小さくすることが可能である。実例とし
て、、本発明による発振器は、酸化ベリリウムのウェー
ハ２の場合、幅が約6mm、長さが約12mmで、プリント配
線板４の開口40内に配置され、プリント配線板４の寸法
は約3cm×2cmである。結線ワイヤ23自体は直径約50ミク
ロンのtophetワイヤで構成される。第５図および第６図
の実施例による発振器の場合、結線ワイヤ23′はアルミ
ニウムとし、直径25ミクロンとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】 第１図はプレ拡散回路と圧電共振子を受入れ、本発明に
よって発振器内に組込まれる中間支持体の平面図、 第２図は第１図のような中間支持体がその上に配置され
た組立支持体からなる本発明による発振器の実施例の平
面図、 第３図は第２図の線III−IIIによる断面図、 第４図は本発明によるサーモスタット式発振器内で使用
される電子回路の実施例の回路図、および 第５図および第６図はそれぞれ共振子パッケージ構成さ
れ、第２図の支持体に変わりうる中間支持体の他の２種
の型の視斜図である。 １……集積回路 ２……２次支持体ウェーハ,3……圧電共振子 3,3″……共振子パッケージ ４……組立支持体（プリント配線板） 5,51……分散部品 6,32′,32″……出力端子 11……接着剤層 21,23,23′……結線ワイヤ 22……接点端子、24……ウェーハの隅 24′,24″……パッケージの隅 34′,34″……パッケージの隅 41……周縁 201……供給電圧を制御するための電子回路 202……共振子の発振を維持するための電子回路 203……圧電共振子の温度を制御するための手段（内蔵
サーモスタット） 204……外部サーモスタット用差動増幅器 205……共振子の発振を増幅するための電子回路

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】主支持体（４）と、圧電共振子（３）と、
    発振器の供給電圧を制御するための電子回路（201）
    と、圧電共振子（３）の発振を維持（202）および増幅
    （205）するための電子回路と、圧電共振子（３）の近
    傍に配設され圧電共振子の温度を制御するための手段
    と、からなる小型サーモスタット式発振器において、 前記主支持体（４）は開口（40）を設けたプリント配線
    板からなり、その開口の周縁上に電気絶縁性の２次支持
    体（2,3′,3″）が少数の点（24,34′,34″）で固定さ
    れ、この２次支持体の上には、一方で圧電共振子（３）
    が、他方で集積回路（１）が固定され、この集積回路
    は、発振器の供給電圧を制御するための電子回路（20
    1）の基本要素と、圧電共振子の発振を維持（202）およ
    び増幅（205）するための電子回路の基本要素と、圧電
    共振子（３）の温度を制御するための手段（203,204）
    とを含むことを特徴とする小型サーモスタット式発振
    器。
  2. 【請求項２】２次支持体は電気絶縁性・熱伝導性材料で
    作られたウェーハで構成され、このウェーハはその一方
    の主要面（25）上に圧電共振子（３）を支持し、他方の
    主要面（26）上に集積回路（１）を支持することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の発振器。
  3. 【請求項３】２次支持体は酸化ベリリウムのウェーハで
    構成されることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
    載の発振器。
  4. 【請求項４】集積回路（１）と圧電共振子（３）のパッ
    ケージとは２次支持体のウェーハの両側で相互に反対側
    に配置され、電熱接触の良好な接着剤によりウェーハに
    固定されることを特徴とする特許請求の範囲第２項また
    は第３項に記載の発振器。
  5. 【請求項５】２次支持体のウェーハ（２）は集積回路の
    部分（1,22）を支持する側の面上にスクリーン印刷法で
    金属被覆された部分を有し、この部分は接点端子を形成
    して一方では第１の結線ワイヤ（21）により集積回路
    （１）に接続され、他方では熱伝導性の低い材料で作ら
    れた第２の結線ワイヤ（23）によりプリント配線板
    （４）に接続されることを特徴とする特許請求の範囲第
    ２項または第３項または第４項に記載の発振器。
  6. 【請求項６】２次支持体（３′,3″）は圧電共振子
    （３）のパッケージ（３′,3″）で構成され、このパッ
    ケージに集積回路（１）が装着固定され、このパッケー
    ジはプリント配線板（４）内に設けられた開口（40）の
    周縁（41）上に少数の点（34′,34″）で支持され、圧
    電共振子の出力端子（32′）に接続された圧電共振子
    （３）の結線ワイヤによりプリント配線板に接続される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の発振
    器。
  7. 【請求項７】発振器は複数個の出力端子が設けられ密閉
    されたパッケージを有し、このパッケージ内に集積回路
    （１）と圧電共振子（３）との両方が配置され、前記パ
    ッケージはプリント配線板の開口（４）の周縁（40）上
    に支持されるとともにプリント配線板にパッケージの出
    力端子によって電気的に接続されることを特徴とする特
    許請求の範囲第６項に記載の発振器。
  8. 【請求項８】発振器は、２次支持体（2,3′,3″）に装
    着された分散部品で構成される、発振器の周波数を制御
    する手段（321〜324）をさらに有することを特徴とする
    特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１つに記
    載の発振器。
  9. 【請求項９】圧電共振子（３）の温度を制御する手段
    （203,204）は、温度センサ（270,271,272）と、比較器
    回路（280〜289）と、および集積回路上で一体の加熱ト
    ランジシタ（276,277）とを含む内蔵サーモスタット（2
    03）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項な
    いし第８項のいずれか１つに記載の発振器。
  10. 【請求項１０】内蔵サーモスタット（203）は、内部基
    準温度を調節するための抵抗器（335）をさらに含み、
    この抵抗器はプリント配線板上に装着された分散部品で
    構成されることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記
    載の発振器。
  11. 【請求項１１】内蔵サーモスタット（203）は、加熱ト
    ランジスタ（276,277）内電流を調節するための抵抗器
    （334）をさらに含み、この抵抗器はプリント配線板上
    に装着された分散部品で構成されることを特徴とする特
    許請求の範囲第９項に記載の発振器。
  12. 【請求項１２】内蔵サーモスタット（203）は、プリン
    ト配線板（４）上に装着された分散部品で構成された負
    帰還回路をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲
    第９項または第10項に記載の発振器。
  13. 【請求項１３】圧電共振子（３）の温度を制御するため
    の手段（203,204）は差動増幅器をさらに含み、 この差動増幅器は、集積回路（１）上に一体の比較器
    （240〜244）を形成するとともに、プリント配線板
    （４）上に装着された分散部品で構成された温度センサ
    および加熱トランジスタと共働して発振器を急速に加熱
    するための外部サーモスタットを形成することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項ないし第12項のいずれか１つ
    に記載の発振器。
  14. 【請求項１４】発振器は出力端子が設けられ密閉された
    パッケージを有し、その中にプリント配線板と前記２次
    支持体（2,3′,3″）とを有する主支持体（４）が装着
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
    し第13項のいずれか１つに記載の発振器。
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