JPH082013B2 - Piezoelectric oscillator - Google Patents

Piezoelectric oscillator

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JPH082013B2
JPH082013B2 JP63020670A JP2067088A JPH082013B2 JP H082013 B2 JPH082013 B2 JP H082013B2 JP 63020670 A JP63020670 A JP 63020670A JP 2067088 A JP2067088 A JP 2067088A JP H082013 B2 JPH082013 B2 JP H082013B2
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Japan
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airtight container
electric
crystal
oscillator
piezoelectric
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治良 太田
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Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は圧電発振器に係わり、特にマイクロフォニッ
ク雑音の発生を抑止し、さらにはマイクロフォニック雑
音の発生を抑制しかつEMI(電磁波障害)の影響を防止
した水晶発振器に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a piezoelectric oscillator, and particularly suppresses generation of microphonic noise, further suppresses generation of microphonic noise, and influence of EMI (electromagnetic interference). The present invention relates to a crystal oscillator that prevents

(発明の背景) 水晶、リチウムナイオベイト、PZTなどの圧電振動子
を用いた圧電発振器のうちで、特に周波数安定性に優れ
た水晶発振器は、例えば、衛星通信機器などの基本周波
数を得るのに数多く使われている。
(Background of the Invention) Among piezoelectric oscillators that use piezoelectric oscillators such as quartz, lithium niobate, and PZT, a quartz oscillator that is particularly excellent in frequency stability is used to obtain the fundamental frequency of satellite communication equipment, for example. Many are used.

しかし、近年、データ通信が盛んになるにつれて、基
準周波数など重要な信号の高品質化が厳しく求められる
ようになり、圧電発振器において、マイクロフォニック
雑音の発生を抑止し、EMIの影響を防止するよう強く要
請されていた。
However, with the recent increase in data communication, it has become stricter to improve the quality of important signals such as reference frequency, and to prevent the occurrence of microphonic noise in piezoelectric oscillators and prevent the effects of EMI. It was strongly requested.

圧電発振器のマイクロフォニック雑音は次のような原
理で発生する。例えば、第5図(a)の水晶振動子にお
いて、外部の機械的衝撃、振動が回路基板58を経由して
水晶振動子の気密容器51に伝達すると、水晶振動片53は
気密容器51内で保持器54に片持ち保持されているので、
機械的に振動する。
Microphonic noise of a piezoelectric oscillator is generated according to the following principle. For example, in the crystal unit shown in FIG. 5A, when an external mechanical shock or vibration is transmitted to the airtight container 51 of the crystal unit via the circuit board 58, the crystal vibrating piece 53 is placed inside the airtight container 51. Since it is cantilevered by the cage 54,
It vibrates mechanically.

一般に水晶振動子内部には、例えば、第6図(c)の
他の水晶振動子の等価回路において示すように、水晶振
動片64の電極と気密容器63との間に浮遊容量C1、C2に相
当する浮遊容量が存在する。
Generally, inside the crystal unit, for example, as shown in the equivalent circuit of another crystal unit in FIG. 6C, stray capacitances C1 and C2 are provided between the electrode of the crystal vibrating piece 64 and the airtight container 63. There is a corresponding stray capacitance.

従って、第5図(a)の気密容器51内で水晶振動片53
が機械的に振動すると、前記浮遊容量はこの機械的振動
に同期して変化し、水晶振動子が接続する発振回路の負
荷容量を変化させたと同じ効果を発振回路に与える。そ
の結果、発振周波数はFM変調されて雑音を発生して出力
周波数の品質が劣化する。この雑音の復調音が、丁度マ
イクロフォンを叩くときに発生する音響に類似して観測
されることから、この名称が付けられた。
Therefore, in the airtight container 51 shown in FIG.
When mechanically vibrates, the stray capacitance changes in synchronism with this mechanical vibration, giving the same effect to the oscillation circuit as changing the load capacitance of the oscillation circuit connected to the crystal unit. As a result, the oscillation frequency is FM-modulated to generate noise, which deteriorates the quality of the output frequency. The name is given because the demodulated sound of this noise is observed just like the sound generated when a microphone is hit.

一般に、例えば、携帯用無線通信機の水晶発振器にお
いて、外部の機械的衝撃、振動に対して容易に機械振動
しない構造にするため、あるいは他の部品と衝突、接近
を避けるため、例えば、第5図(b)の水晶振動子を回
路基板58の接地パターン59に固定具57で半田付け固定す
る方法がとられる。
Generally, for example, in a crystal oscillator of a portable wireless communication device, in order to have a structure that does not easily mechanically vibrate against external mechanical shock or vibration, or to avoid collision or approach with other parts, for example, A method of soldering and fixing the crystal unit shown in FIG. 3B to the ground pattern 59 of the circuit board 58 with a fixture 57 is adopted.

かつ、消費電力を低減するため、発振回路の水晶振動
子の負荷容量をできる限り小さく選ぶ必要があり、例え
ば、第7図の水晶発振回路において、コンデンサーC4、
C5、C6とCMOS−IC71と抵抗R1、R2と水晶振動子74とより
構成される発振回路インピーダンスの位相回転で決まる
負荷容量を十数PFの値に選ぶことがある。
Moreover, in order to reduce power consumption, it is necessary to select the load capacitance of the crystal oscillator of the oscillation circuit as small as possible. For example, in the crystal oscillation circuit of FIG. 7, the capacitor C4,
The load capacitance determined by the phase rotation of the oscillation circuit impedance configured by C5 and C6, the CMOS-IC 71, the resistors R1 and R2, and the crystal oscillator 74 may be selected to a value of a dozen or more PF.

このとき、例えば、第7図の水晶振動子74の電極と気
密容器との間にある浮遊容量が外部の機械的衝撃、振動
で変化すると、負荷容量が小さ射場合は、その変化率は
相対的に大きくなるから、マイクロフォニック雑音を発
生させ易く、かつ外部からのEMI入射レベルが発振レベ
ルに比べて相対的に大きくなるから、EMIの影響を受け
易かった。
At this time, for example, when the stray capacitance between the electrode of the crystal oscillator 74 of FIG. 7 and the airtight container changes due to external mechanical shock or vibration, when the load capacitance is small, the rate of change is relative. It is easy to generate microphonic noise, and the level of EMI incident from the outside is relatively higher than the oscillation level, so it is easily affected by EMI.

(従来の技術) 従来より、水晶振動子が外部からの機械的振動、衝撃
の影響を受けないようにするため、例えば、第5図
(b)の水晶振動子の例に示すように、気密容器51を回
路基板58の接地パターン59に固定具57を介して接地・固
定する方法が有効であると考えられていた。
(Prior Art) Conventionally, in order to prevent the crystal unit from being affected by external mechanical vibration or impact, for example, as shown in the example of the crystal unit in FIG. It has been considered that the method of grounding and fixing the container 51 to the ground pattern 59 of the circuit board 58 via the fixture 57 is effective.

しかし、水晶振動子の内部構造を考察してみると、こ
の気密容器51の固定・接地は発振周波数の安定化に必ず
しも有効な手段となり得ない。
However, considering the internal structure of the crystal unit, fixing and grounding the airtight container 51 cannot always be an effective means for stabilizing the oscillation frequency.

すなわち、例えば、図示しないピアノ線などの弾性材
からなる線状保持器は水晶振動片を柔軟に支持でき、発
振に影響を与えることが少ないので、従来から好んで用
いられてきたが、水晶振動片を弱い弾性片持ち支持する
保持系構成となるため、この機械的共振点は低く、特に
水晶振動片の主面垂直方向に加わる機械的衝撃、振動に
対して制振効果が劣り、この保持系を持つ水晶振動子は
マイクロフォニック雑音を発生し易かった。
That is, for example, a linear retainer made of an elastic material such as a piano wire, which is not shown, can flexibly support the crystal vibrating piece and has little influence on oscillation. This mechanical resonance point is low because it has a weak elastic cantilever support, and the vibration damping effect is inferior to the mechanical shock and vibration applied in the direction perpendicular to the principal surface of the quartz crystal vibrating piece. The crystal unit with a system was easy to generate microphonic noise.

そこで、例えば、第5図(a)の水晶振動子の例に示
すように、薄い弾性材からなる板状保持器54を用い、水
晶振動片53の辺縁部で水晶振動片を浅く挟持し、少量の
接着剤で固定して、この保持系の機械的共振点を高い周
波数域に移行させ、その主面垂直方向に加わる機械的衝
撃、振動に対する制振効果を高め、かつ水晶振動片53の
発振を抑制することなくマイクロフォニック雑音発生の
少ない発振を得るようにしている。
Therefore, for example, as shown in the example of the crystal resonator of FIG. 5 (a), a plate-shaped cage 54 made of a thin elastic material is used, and the crystal resonator piece is sandwiched shallowly by the peripheral edge portion of the crystal resonator piece 53. By fixing with a small amount of adhesive, the mechanical resonance point of this holding system shifts to a high frequency range, the vibration damping effect against mechanical shock and vibration applied in the direction perpendicular to the main surface is enhanced, and the crystal vibrating piece 53 In this way, it is possible to obtain an oscillation with less generation of microphonic noise without suppressing the oscillation.

水晶振動片53が気密容器51と接触するのを防ぐため、
インシュレーター52を気密容器51に内挿させることがあ
る。
To prevent the crystal vibrating piece 53 from contacting the airtight container 51,
The insulator 52 may be inserted into the airtight container 51.

しかし、外部の機械的衝撃、振動の周波数が水晶振動
片53の保持系の機械的共振点と一致すると共鳴振動す
る。さらに、この水晶振動子の実装回路基板に既に多く
の小型部品が高密度実装されていると、回路基板全体の
機械的共振周波数も一般に高くなる傾向を示し、この水
晶振動子の保持系共振点と一致し易い。
However, when the frequency of external mechanical shock or vibration coincides with the mechanical resonance point of the holding system of the quartz crystal vibrating piece 53, resonance vibration occurs. Furthermore, if many small components are already mounted on the circuit board on which this crystal unit is mounted with high density, the mechanical resonance frequency of the circuit board as a whole tends to increase. Easy to match with.

また、水晶振動子が回路基板に固定されると、外部の
機械的衝撃、振動は減衰することなく水晶振動子に直接
伝播し水晶振動片53を強く振動させ易い。
Further, when the crystal unit is fixed to the circuit board, external mechanical shock and vibration are not attenuated but directly propagate to the crystal unit, and the crystal vibrating piece 53 is easily vibrated strongly.

あるいは、強い衝撃により、板状保持器54が衝撃を吸
収緩和できず、水晶振動片53は簡単に破損することがあ
った。
Alternatively, due to a strong shock, the plate-shaped cage 54 could not absorb and relax the shock, and the crystal vibrating piece 53 could be easily broken.

これらの問題点を解決するため、例えば、第6図
(a)の水晶振動子において、気密容器63に外容器61を
設け、その間に緩衝材62を充填し、かつ外部引出しリー
ド線66と水晶振動子リード線の間の緩衝線65により接続
して、外部からの機械的衝撃、振動を機械的に緩和する
手段がとられる。
In order to solve these problems, for example, in the crystal unit of FIG. 6 (a), an outer container 61 is provided in an airtight container 63, a cushioning material 62 is filled between the outer container 61, and an external lead wire 66 and a crystal. A buffer wire 65 is connected between the vibrator lead wires to provide a means for mechanically relaxing mechanical shock and vibration from the outside.

この技術は外容器61を恒温槽とした水晶発振器等に好
んで利用されており、外部からの機械的衝撃、振動に含
まれる高い周波数成分を緩衝材62が吸収減衰する効果
と、板状保持器の機械的共振点が高い周波数域に移行す
ることの不整合性により、望ましい相補的効果を奏す
る。
This technology is preferably used in crystal oscillators that use an outer container 61 as a thermostatic chamber, and the effect that the cushioning material 62 absorbs and attenuates high frequency components included in mechanical shock and vibration from the outside, and plate-shaped holding Due to the inconsistency of moving the mechanical resonance point of the device to the higher frequency range, it has the desired complementary effect.

さらに、第6図(a)の水晶振動子の等価回路である
同図(c)において、外容器61と気密容器63との間に生
じた電気容量C3は、浮遊容量C1、C2と直列接続となるか
ら、それら浮遊容量の変化を電気的に緩和するよう機能
する。
Further, in FIG. 6 (c) which is an equivalent circuit of the crystal unit of FIG. 6 (a), the electric capacitance C3 generated between the outer container 61 and the airtight container 63 is connected in series with the stray capacitances C1 and C2. Therefore, it functions to electrically mitigate the change in the stray capacitance.

これらの相乗効果により、マイクロフォニック雑音の
発生を効果的に抑止させている。
Due to these synergistic effects, generation of microphonic noise is effectively suppressed.

(従来技術の欠点) しかしながら、これらの技術をもってしても、なお根
本的な解決とはなりえず、マイクロフォニック雑音の発
生の根本的な抑止とEMIの影響の防止とを可能にする解
決策が強く望まれていた。
(Disadvantages of conventional technology) However, even with these technologies, a fundamental solution still cannot be achieved, and a solution that enables fundamental suppression of the generation of microphonic noise and prevention of the influence of EMI. Was strongly desired.

すなわち、板状保持器を用いると、この保持系の機械
的共振点を、比較的低いレベルの高い周波数域に移行で
き、マイクロフォニック雑音の発生を低減できるが、こ
の保持系の機械的共振点に近い周波数の振動に対して解
決されていない。
That is, when a plate-shaped cage is used, the mechanical resonance point of this holding system can be shifted to a high frequency range of a relatively low level, and the occurrence of microphonic noise can be reduced. Not resolved for vibrations with frequencies close to.

さらに、この板状保持器は水晶振動片に歪を与えその
周波数温度特性を変化させ、かつ発振を抑制して等価抵
抗値を高め易く、水晶発振器の周波数・出力特性を劣化
させていた。
Further, this plate-shaped retainer gives strain to the crystal vibrating piece to change its frequency-temperature characteristic, suppresses oscillation, and easily raises the equivalent resistance value, thereby deteriorating the frequency / output characteristic of the crystal oscillator.

また、衝撃に対して、水晶振動片は剛体支持に近いた
め容易に破損し易かった。
Further, the crystal resonator element was easily damaged by an impact because it was close to a rigid support.

なお、EMIの影響を防止するには、例えば、第5図
(a)の気密容器51あるいは第6図(a)の外用器61に
常磁性体を用いる必要があるが、気密容器51の封止に必
要な材質的条件と、EMI防止に求められている材質的条
件とに差異を生じ、その整合に時に困難があった。
In order to prevent the influence of EMI, it is necessary to use a paramagnetic material for the airtight container 51 in FIG. 5 (a) or the external device 61 in FIG. 6 (a). There was a difference between the material conditions required for stopping and the material conditions required for EMI prevention, and it was sometimes difficult to match them.

これらの課題の他に、例えば、第6図(a)の水晶振
動子において、形状はどうしても大きくなり勝ちであ
り、狭い空間に収納する目的には適しない。また、気密
容器63が緩衝材62の中で振動すると電気容量C3の変化と
なり、新たなマイクロフォニック雑音を発生させる恐れ
があった。
In addition to these problems, for example, the crystal resonator of FIG. 6 (a) tends to be large in shape, and is not suitable for the purpose of housing in a narrow space. Further, when the airtight container 63 vibrates in the cushioning material 62, the capacitance C3 changes, which may cause new microphonic noise.

さらに、この緩衝材62による振動エネルギーの吸収減
衰はその厚みと密接に関係しており、水晶発振器の小型
化でその厚みを制限せざるを得ず、所望する吸収減衰効
果を期待できなかった。
Further, the absorption and attenuation of the vibration energy by the cushioning material 62 are closely related to the thickness thereof, and the size must be limited by downsizing the crystal oscillator, and the desired absorption and attenuation effect cannot be expected.

(発明の目的) 本発明は、マイクロフォニック雑音の発生を抑止した
圧電発振器を提供することを第1の目的とする。
(Object of the Invention) A first object of the present invention is to provide a piezoelectric oscillator in which generation of microphonic noise is suppressed.

本発明は、マイクロフォニック雑音の発生を抑止しか
つEMIの影響を防止した圧電発振器を提供することを第
2の目的とする。
A second object of the present invention is to provide a piezoelectric oscillator that suppresses the occurrence of microphonic noise and prevents the influence of EMI.

(発明の解決手段) 本発明は、リード線が貫通された気密容器内に保持さ
れ前記リード線に電気的に接続された圧電振動片を気密
封止してなる圧電振動子を発振回路に接続した圧電発振
器において、この圧電振動子の気密容器に電気的に互い
に絶縁された少なくとも二重の電気多重層を設け、その
間に電気容量を生じさせるたことを第1の解決手段とす
る。
(Means for Solving the Invention) According to the present invention, a piezoelectric vibrator, which is hermetically sealed in a piezoelectric vibrating piece held in an airtight container having a lead wire penetrating and electrically connected to the lead wire, is connected to an oscillation circuit. In the piezoelectric oscillator described above, the first solution is to provide at least a double electric multi-layer electrically insulated from each other in the airtight container of the piezoelectric vibrator and to generate an electric capacitance therebetween.

本発明は、電気多重層を少なくとも常磁性体を成分と
する一層を含む電気的に互いに絶縁された層となし、そ
の間に電気容量を生じさせたことを第2の解決手段とす
る。
A second solution means of the present invention is that the electric multi-layer is an electrically insulated layer including at least one layer containing a paramagnetic material, and an electric capacity is generated therebetween.

(発明の作用) 水晶振動片の電極と気密容器に内設された電気良導体
との間に存在する浮遊容量をC1、C2とすると、水晶振動
片が気密容器のほぼ中央に位置しているので、静止状態
においてC1=C2=Cと仮定しても、一般性は失われず、
実際の適用に支障はない。
(Operation of the invention) Letting C1 and C2 be the stray capacitances existing between the electrodes of the crystal resonator and the good electrical conductors installed in the airtight container, the crystal resonator is located almost at the center of the airtight container. , Even if it is assumed that C1 = C2 = C in the stationary state, generality is not lost,
There is no problem in actual application.

そこで、水晶振動子の水晶振動片のインピーダンスを
Zx、気密容器と気密容器に内設する電気良導体との間の
電気容量をC3とし、水晶振動片が機械的振動していると
すると、浮遊容量C1、C2はそれぞれ次のように表わされ
る。
Therefore, the impedance of the crystal resonator element of the crystal unit
If the capacitance between Zx and the airtight container and a good electric conductor provided in the airtight container is C3, and the quartz crystal vibrating piece is mechanically vibrating, the stray capacitances C1 and C2 are respectively expressed as follows.

C1=C(1+a) C2=C(1−a) ここで、aは機械的振動による浮遊容量の変化率を示
す。
C1 = C (1 + a) C2 = C (1-a) where a represents the rate of change of the stray capacitance due to mechanical vibration.

この水晶振動子の一方の端子と接地との間に発振器の
接続終端インピーダンスZoを接続すると、水晶振動子の
他方の端子側よりみた入力端インピーダンスZiは次式の
ように近似表現される。
When the connection terminal impedance Zo of the oscillator is connected between one terminal of the crystal unit and the ground, the input end impedance Zi viewed from the other terminal side of the crystal unit is approximately represented by the following equation.

Zi=(1−a)Zx/A+(sC3+A)* {(1+a)Zx+AZo}/ A{(1+a)sC3Zx+AsC3Zx+ sC3+A} 但し、A=2+sCZx,a<<1, s=jω(角周波数), ここで、C3の効果を検証するため、C3の特別な場合を
考察する。
Zi = (1-a) Zx / A + (sC3 + A) * {(1 + a) Zx + AZo} / A {(1 + a) sC3Zx + AsC3Zx + sC3 + A} where A = 2 + sCZx, a << 1, s = jω (angular frequency), where , To examine the effects of C3, consider a special case of C3.

(イ)C3=0の場合 これは、気密容器が接地されていない場合、あるいは
電気二重層の電気容量が十分に小さく無視できる場合に
相当する。このとき、 Zi=2Zx/(2+sCZx)+Zo すなわち、Ziに浮遊容量C1,C2の変化率aを含まない
ので、マイクロフォニック雑音の発生はない。
(B) Case of C3 = 0 This corresponds to the case where the airtight container is not grounded, or the case where the electric capacity of the electric double layer is sufficiently small and can be ignored. At this time, Zi = 2Zx / (2 + sCZx) + Zo, that is, since Zi does not include the change rate a of the stray capacitances C1 and C2, no microphonic noise is generated.

(ロ)C3=∽の場合 これは、金属製気密容器のみからなる気密容器を直接
接地した場合、あるいは気密容器に内設されている電気
良導体を直接接地した場合に相当する。このとき、 Zi=(Zo+2Zx+2Zx)/A −2aZx/A(1+2Zx) すなわち、浮遊容量C1,C2の変化率aを含みマイクロ
フォニック雑音を顕著に発生する。
(B) Case of C3 = ∽ This corresponds to the case where an airtight container made of only a metal airtight container is directly grounded, or the good electric conductor provided in the airtight container is directly grounded. At this time, Zi = (Zo + 2Zx + 2Zx) / A-2aZx / A (1 + 2Zx) That is, microphonic noise is remarkably generated including the change rate a of the stray capacitances C1 and C2.

本発明は(イ)の原理に着目してなされたもので、気
密容器に電気良導体と電気絶縁体とよりなる電気二重層
を形成させ、この間に電気容量を生じさせたものであ
る。この場合、発生した電気容量をできる限り小さくす
るため、例えば、上記電気二重層を多数積層した構成の
電気多重層となして、この各積層の電気容量が互いに直
列接続となることにより、全体の電気容量をほぼ電気二
重層単層において生ずる電気容量の多層数分の1に低減
することができる。
The present invention was made by paying attention to the principle of (a), and an electric double layer composed of a good electric conductor and an electric insulator is formed in an airtight container, and an electric capacity is generated between them. In this case, in order to reduce the generated electric capacity as much as possible, for example, by forming an electric multi-layer having a configuration in which a large number of the electric double layers are laminated, and the electric capacities of the respective laminated layers are connected in series, The electric capacity can be reduced to almost one-third of the number of multilayers of the electric capacity generated in the single electric double layer.

そして、上記電気多重層に常磁性体と電気良導体を組
み合わせることにより、例えば、電気磁気遮蔽効果等を
利用でき、外部から入射されるEMIの影響をも防止でき
る。
By combining a paramagnetic material and a good electric conductor in the electric multi-layer, it is possible to use, for example, an electromagnetic shielding effect and prevent the influence of EMI incident from the outside.

(実施例) 第1図(a)は本発明の一実施例を説明する金属製気
密容器に電気二重層を設けてなる水晶振動子の図で、同
図(a)はその斜視図、同図(b)はその断面図、同図
(c)はその電気二重層内層の斜視図である。電気二重
層は、気密容器11の内壁に密着して同図(c)に示す電
気絶縁体12に被覆された電気良導体13と、気密容器11と
から構成される。なお、電気二重層の電気容量値は、電
気絶縁体12の誘電率と厚みと電気良導体13の有効面積と
を変えることにより小さく設定できる。電気良導体13は
水晶片14の電極15に略対向した位置に配置される。ま
た、水晶振動片14は弾性線材からなる保持器16により支
持され、従来の保持系の構成をそのまま使用している。
(Embodiment) FIG. 1 (a) is a diagram of a crystal resonator in which an electric double layer is provided in a metal airtight container for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is a perspective view thereof. FIG. 1B is a sectional view thereof, and FIG. 1C is a perspective view of the inner layer of the electric double layer. The electric double layer is composed of a good electric conductor 13 which is in close contact with the inner wall of the airtight container 11 and is covered with an electric insulator 12 shown in FIG. The electric capacitance value of the electric double layer can be set small by changing the dielectric constant and the thickness of the electric insulator 12 and the effective area of the electric conductor 13. The good electric conductor 13 is arranged at a position substantially facing the electrode 15 of the crystal piece 14. Further, the crystal vibrating piece 14 is supported by a retainer 16 made of an elastic wire, and the configuration of the conventional retaining system is used as it is.

第2図(a)は他の実施例を示す表面実装用の水晶振
動子の図で、同図の(a)はその斜視図、同図(b)は
その断面図である。この実施例では、電気二重層を電気
絶縁体からなる気密容器21の内外壁面上に電気二重層を
設けてなる。この電気二重層は、電気良導体または常磁
性体からなる膜面または板面22及び27を、蒸着または接
着により気密容器21に密着させてなるもので、一般に電
気絶縁体からなる気密容器21のEMIに影響され易い欠点
を、マイクロフォニック雑音の発生の抑止と同時に解決
している。
FIG. 2A is a diagram of a surface-mounting crystal oscillator showing another embodiment, FIG. 2A is a perspective view thereof, and FIG. 2B is a sectional view thereof. In this embodiment, the electric double layer is provided on the inner and outer wall surfaces of the airtight container 21 made of an electric insulator. This electric double layer is formed by bringing the film surfaces or plate surfaces 22 and 27 made of a good electrical conductor or paramagnetic material into close contact with the airtight container 21 by vapor deposition or adhesion, and generally the EMI of the airtight container 21 made of an electrical insulator. The problem that is easily affected by is solved at the same time as suppressing the generation of microphonic noise.

第3図はさらに他の実施例を示す水晶振動子の図で、
第1図の実施例の電気二重層を簡易型にしたものであ
る。すなわち、気密容器31の内壁面上に水晶振動片34の
電極に対向して電気絶縁体32と、電気良導体33を接着し
て電気二重層を形成させている。なお、電気二重層は気
密容器31の筒状部壁面内に機械的に密着し形成させても
よく、例えば、気密容器31に内接する筒状の電気絶縁体
32を、弾発材からなる板状の電気良導体33を折曲し圧着
させることにより、接着を利用することなく容易に形成
することができる。
FIG. 3 is a diagram of a crystal resonator showing still another embodiment,
1 is a simplified version of the electric double layer of the embodiment of FIG. That is, the electrical insulator 32 and the good electrical conductor 33 are adhered on the inner wall surface of the airtight container 31 so as to face the electrodes of the crystal vibrating piece 34 to form an electrical double layer. The electric double layer may be formed by mechanically adhering to the wall surface of the tubular portion of the airtight container 31, for example, a tubular electrical insulator inscribed in the airtight container 31.
By bending and crimping the plate-shaped good electrical conductor 33 made of an elastic material, the 32 can be easily formed without using adhesion.

また、単板状の電気絶縁体32の片面に塗装または蒸着
等の方法を用いて部分電気良導体膜33を形成し、これを
気密容器31内に圧着または接着させて電気二重層を形成
することもできる。
Further, a partially electrically good conductive film 33 is formed on one surface of the single plate-shaped electric insulator 32 by using a method such as painting or vapor deposition, and this is pressure-bonded or adhered in the airtight container 31 to form an electric double layer. You can also

第4図はさらに他の実施例図であるボタン型水晶振動
子の図で、気密容器となるカバー44の内壁面上に、電気
絶縁体42と電気良導体43とを積層して接着し、水晶振動
片の電極45にほぼ対向させ、電気二重層を形成させてい
る。なお、気密容器となるベース47内面上の電気二重層
についても同様にして形成させている。ここで、第3図
の実施例と同様に、電気絶縁体42または48の上に電気良
導体膜43または49を形成させ、それぞれ気密容器内面に
接着させることにより、電気二重層を形成させることも
できる。
FIG. 4 is a view of a button-type crystal unit which is a further embodiment of the present invention. An electric insulator 42 and a good electric conductor 43 are laminated and adhered on the inner wall surface of a cover 44 which is an airtight container to form a crystal. An electric double layer is formed so as to face the electrode 45 of the vibrating piece substantially. The electric double layer on the inner surface of the base 47, which is an airtight container, is also formed in the same manner. Here, similarly to the embodiment of FIG. 3, it is also possible to form an electric double layer by forming a good electric conductor film 43 or 49 on the electric insulator 42 or 48 and adhering it to the inner surface of the airtight container. it can.

以上の実施例を説明したが、いずれも気密容器に電気
多重層を設けたので、マイクロフォニック雑音を抑止す
る。そして、電気二重層の一層を常磁性体とすることに
よりEMIの影響を防止する。
Although the above embodiments have been described, in each case, since the electric multi-layer is provided in the airtight container, the microphonic noise is suppressed. Then, by making one layer of the electric double layer a paramagnetic material, the influence of EMI is prevented.

そして、これらの実施例では、公知の構成、例えばピ
アノ線による保持器構造等を適用して、気密容器に電気
二重層を付加すればよいので、既存の製造工程及び条件
を変更する必要がない。従って製造コストを格別高める
ことなく実現できる。
In these examples, a known structure, for example, a retainer structure using a piano wire or the like may be applied and an electric double layer may be added to the airtight container, so that it is not necessary to change the existing manufacturing process and conditions. . Therefore, it can be realized without increasing the manufacturing cost.

さらに、この水晶振動子を発振回路基板に固定したり
或は外容器内に緩衝材を充填したりする必要もなく小型
化でき、接地等に特別な配慮を必要とせず、他の部品と
同等な取扱いができ、水晶発振器の組立製造に有利であ
る。
Furthermore, this crystal unit can be miniaturized without the need to fix it to the oscillator circuit board or to fill the outer container with a cushioning material, and does not require special consideration for grounding, etc. It is easy to handle and is advantageous for assembling and manufacturing a crystal oscillator.

すなわち、この電気多重層は気密容器に密着して設け
られるので、機械的衝撃、振動に対して振動し変化する
ことなくその電気容量を安定させることができ、例え
ば、第6図(a)の従来の水晶振動子においてあった気
密容器63の振動による電気容量C3の変化に起因する新た
なマイクロフォニック雑音の発生がない。
That is, since this electric multi-layer is provided in close contact with the airtight container, its electric capacity can be stabilized without vibrating and changing due to mechanical shock or vibration. For example, as shown in FIG. There is no generation of new microphonic noise due to the change in the electric capacitance C3 due to the vibration of the airtight container 63, which was present in the conventional crystal oscillator.

(その他の事項) 本発明は水晶発振器のみに適用限定されるべきでな
く、例えば、リチウムタンタレイト、リチウムナイオベ
イト、セラミック圧電材等の圧電材料からなる圧電振動
子において、その気密容器内で保持器により中空に支持
された構造を有する圧電振動子を使用する圧電発振器に
広く適用できるものである。
(Other Matters) The present invention should not be limited to being applied to only a crystal oscillator. For example, in a piezoelectric vibrator made of a piezoelectric material such as lithium tantalate, lithium niobate, and ceramic piezoelectric material, the piezoelectric vibrator is held in an airtight container. The present invention can be widely applied to a piezoelectric oscillator using a piezoelectric vibrator having a structure in which it is hollowly supported by a container.

また、HIC(混成集積回路)等よりなる発振器回路基
板に水晶振動片を搭載し、それを気密容器内に気密封止
してなる小型水晶発振器等において、この水晶振動片を
保持器により中空に支持す構造を有するものに対して、
前記気密容器に本発明を適用することができる。
Also, in a small crystal oscillator etc. in which a crystal vibrating piece is mounted on an oscillator circuit board made of HIC (hybrid integrated circuit) etc. and it is hermetically sealed in an airtight container, this crystal vibrating piece is made hollow by a holder. For those that have a supporting structure,
The present invention can be applied to the airtight container.

さらに、本発明の実施例に示した電気多重層は二重層
に限らず多層に積層し構成できる。
Further, the electric multi-layer shown in the embodiments of the present invention is not limited to a double layer, but may be laminated in multiple layers.

いづれの実施例においても、電気良導体に、例えば、
常磁性体に電気良導体膜を塗装または蒸着させた金属板
等を用いることができる。
In any of the examples, a good electrical conductor, for example,
It is possible to use a metal plate or the like in which a paramagnetic material is coated or vapor-deposited with an electrically conductive film.

(発明の効果) 本発明は、以上に詳述したように、圧電振動片を封入
する気密容器に電気多重層を設けてその間に電気容量を
生じさせたので、マイクロフォニック雑音の発生を抑止
できる。そして、電気多重層を電気良導体と常磁性体と
の積層とすることにより、EMIの影響を防止できる。
(Effect of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, since the electric multi-layer is provided in the airtight container for enclosing the piezoelectric vibrating piece and the electric capacitance is generated therebetween, the generation of the microphonic noise can be suppressed. . Then, by forming the electric multi-layer as a laminate of a good electric conductor and a paramagnetic material, the influence of EMI can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係わる金属製気密容器を有する水晶振
動子の一実施例図であり、同図(a)は同水晶振動子の
斜視図、同図(b)は側断面図、同図(c)は電気二重
層構成する部分の構造斜視図である。 第2図は本発明に係わる表面実装用水晶振動子の他の一
実施例図であり、同図(a)は同水晶振動子の斜視図、
同図(b)はその側断面図である。 第3図は本発明に係わる金属製気密容器を有する水晶振
動子の他の一実施例の側断面図である。 第4図は本発明に係わるボタン型水晶振動子の他の一実
施例の側断面図である。 第5図は水晶振動子の従来例図であり、同図(a)はそ
の側断面図、同図(b)はその実装例側面図である。 第6図は水晶振動子の他の従来例図であり、同図(a)
は同水晶振動子の側断面図、同図(b)はその電気的模
式図、同図(c)はその等価回路図である。 第7図はCMOS−ICを用いた水晶発振器の回路図を示す。 11,21,31,41,47……気密容器、 12,32,42……電気絶縁体、 13,22,27,43……電気良導体、 14,23,34……水晶振動片、 15,24,45……電極、 16,26,35,46……保持器、 71……CMOS−IC。
FIG. 1 is an embodiment of a crystal unit having a metal airtight container according to the present invention. FIG. 1A is a perspective view of the crystal unit, FIG. 1B is a side sectional view, and FIG. FIG. 6C is a structural perspective view of a portion constituting the electric double layer. FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the surface-mounting crystal unit according to the present invention. FIG. 2A is a perspective view of the crystal unit.
FIG. 2B is a side sectional view thereof. FIG. 3 is a side sectional view of another embodiment of the crystal unit having the metal airtight container according to the present invention. FIG. 4 is a side sectional view of another embodiment of the button type crystal unit according to the present invention. FIG. 5 is a view showing a conventional example of a crystal unit, FIG. 5 (a) is a side sectional view thereof, and FIG. 5 (b) is a side view of its mounting example. FIG. 6 is another conventional example of a crystal unit, which is shown in FIG.
Is a side sectional view of the crystal unit, FIG. 2B is an electrical schematic view thereof, and FIG. 1C is an equivalent circuit diagram thereof. FIG. 7 shows a circuit diagram of a crystal oscillator using a CMOS-IC. 11,21,31,41,47 …… Airtight container, 12,32,42 …… Electrical insulator, 13,22,27,43 …… Electrical conductor, 14,23,34 …… Crystal vibrating piece, 15, 24,45 …… Electrodes, 16,26,35,46 …… Cages, 71 …… CMOS-IC.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リード線が貫通された金属からなる気密容
器内に保持され前記リード線に電気的に接続された圧電
振動片を気密封止してなる圧電振動子を発振回路に接続
した圧電発振器において、前記圧電振動子は前記気密容
器とその内面に密着された電気絶縁体の内部または表面
に設けられた電気良導体とを電気的に互いに絶縁し少な
くとも常磁性体を成分とする一層を含む少なくとも二重
の電気多重層となしてその間に電気容量を生じさせてな
る圧電振動子としたことを特徴とする圧電発振器。
1. A piezoelectric device in which a piezoelectric vibrator, which is held in an airtight container made of a metal having a lead wire penetrating therethrough and electrically connected to the lead wire, is hermetically sealed, is connected to an oscillation circuit. In the oscillator, the piezoelectric vibrator includes at least one layer which electrically insulates the airtight container and an electric conductor provided inside or on the surface of an electric insulator adhered to the inner surface thereof from each other and at least contains a paramagnetic substance. A piezoelectric oscillator, wherein the piezoelectric oscillator is formed by forming at least a double electric multi-layer and generating an electric capacitance therebetween.
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