(57)【要約】【課題】外部温度の影響を排除して、温度補償動作を確実にした表面実装発振器を提供する。【解決手段】開口端面に封止用金属膜５ｄを有する凹状とした容器本体１に、少なくとも発振回路及び温度補償機構を有するＩＣチップ３と水晶片２とを収容し、前記封止用金属膜５ｄと電気的に接続する金属カバー４を前記開口端面に接合して密閉封入した表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体１の外底面には吸熱用金属膜１１ａが形成され、前記吸熱用金属膜１１ａは前記容器本体１の外側面に設けた伝熱用金属膜１１ｂによって前記封止用金属膜５ｄと接続し、前記吸熱用金属膜１１ａ及び前記伝熱用金属膜１１ｂは表面に露出した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端面に封止用金属膜を有する凹状とした容器本体に、少なくとも発振回路及び温度補償機構を有するＩＣチップと水晶片とを収容し、前記封止用金属膜と電気的に接続する金属カバーを前記開口端面に接合して密閉封入した表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の外底面には吸熱用金属膜が形成され、前記吸熱用金属膜は前記容器本体の外側面に設けた伝熱用金属膜によって前記封止用金属膜と接続し、前記吸熱用金属膜及び前記伝熱用金属膜は表面に露出したことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
【請求項２】
請求項１において、前記伝熱用金属膜は前記容器本体の４側面のいずれにも設けた表面実装用の水晶発振器。
【請求項３】
請求項１において、前記容器本体は内壁段部を有し、前記ＩＣチップは前記容器本体の内底面にフリップチップボンディングによって固着し、前記水晶片は引出電極の延出した外周部が前記内壁段部に固着し、前記吸熱用金属膜は前記容器本体の外底面のアース端子とした実装端子に接続する表面実装用の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特にＩＣチップと水晶片との動作温度を接近させた表面実装発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
表面実装発振器は小型・軽量であることから、例えば携帯電話で代表される携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。このようなものの一つに、水晶片とＩＣチップとを同一空間内に収容して密閉封入した表面実装発振器がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底
面図である。
【０００４】
表面実装発振器は容器本体１に水晶片２とＩＣチップ３とを収容し、金属カバー４を接合して密閉封入する。容器本体１は底壁１ａと上下枠壁１（ｂｃ）とを備え、内壁段部を有する凹状とした積層セラミックからなる。容器本体１の内壁段部には水晶保持端子５ａを、内底面には回路端子５ｂを、外底面には実装端子５ｃを、開口端面には封止用金属膜５ｄを有する。そして、例えば開口端面（枠壁上面）には溶接用の金属リング６が銀ロウによって接合する。
【０００５】
これらは、先ず、図示しないシート状底壁及び上下枠壁に例えば印刷によってＷやＭoの下地電極を形成する。そして、これらを積層したシート状積層体を焼成する。次に、例えばシート状積層体の開口端面（枠壁上面）に金属リング６を銀ロウによって接合する。次に、シート状積層体の表面に露出した下地電極及び金属リング６上にＮi及びＡu膜を順次に電解メッキする。最後に、シート状積層体を個々の容器本体１に分割する。
【０００６】
水晶片２は「第４図（ａ）」、厚みすべり振動姿態とした例えばＡＴカットとし、両主面に励振電極７ａを有して例えば一端部両側に引出電極７ｂを延出する。そして、引出電極７ｂの延出した水晶片２の一端部両側が内壁段部の水晶保持端子５ａに導電性接着剤８によって固着され、電気的・機械的に接続する。
【０００７】
ＩＣチップ３は「第４図（ｂ）」、少なくとも図示しない発振回路及び温度補償機構が集積化され、回路機能面（回路形成面）としての一主面にＩＣ端子９を有する。そして、ＩＣチップ３の一主面はバンプ１０を用いた超音波熱圧着によって内底面の回路端子５ｂに固着し、電気的・機械的に接続する（所謂フリップチップボンディング）。金属カバー４は母材をコバールとして電界メッキによるＮi膜を表面に有する。
【０００８】
このようなものでは、第５図（曲線イ）に示したように、水晶振動子（ＡＴカット）の周波数温度特性に依存した３次曲線となる周波数温度特性を有する。そして、ＩＣチップ３に設けた温度補償機構によって、例えば発振回路内に挿入された電圧可変容量素子に温度補償電圧を印加する。これにより、水晶振動子から見た回路側の直列等価容量（負荷容量）を変化させて逆特性となる周波数電圧特性（第５図の曲線ロ）とし、周波数温度特性を補償（相殺）する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−９２２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、電子機器のセット基板に搭載された後の動作中に温度補償動作が損なわれる問題があった。すなわち、表面実装発振器は他の回路ブロックを形成する電子部品とともにセット基板に搭載される。この場合、他の回路ブロック中におけるトランジスタ等の能動素子はＯＮ・ＯＦＦ動作によって発熱及び発熱中断を繰り返す。そして、発熱及びその中断による熱は、例えばセット基板の配線パターンを経て表面実装発振器の底面側から、そして、電子機器内の雰囲気を経て表面実装発振器に伝熱される。
【００１１】
これらにより、表面実装発振器の内部温度が揺らぎ、特に上面側（金属カバー４側）と下面側（容器本体１の底壁１ａ側）とでは温度差を生じる。したがって、例えば水晶振動子（水晶片２）の動作温度を、ＩＣチップ３（温度補償機構）内の温度センサが確実に検出できず、温度補償動作が損なわれる問題があった。
【００１２】
具体的には、セット基板の例えば配線パターンを経ての表面実装発振器に対する熱は、特に実装端子５ｃからＩＣ端子を経てＩＣチップ３に伝熱される。このため、ＩＣチップ３内の温度センサは本来の内部温度以上の温度を検出する、即ち水晶振動子（水晶片２）の動作温度以上の温度を検出する。したがって、規定通りの温度補償電圧が供給されず、正常な温度補償動作が損なわれる。
【００１３】
なお、表面実装発振器は電源投入時にはＩＣチップ３の温度が急上昇して温度補償動作を損ねるが、時間の経過とともに表面実装発振器の内部温度は安定する。したがって、温度センサは時間の経過とともに水晶片２の動作温度を確実に検出し、上記問題がなければ、正常な温度補償動作を行う。
【００１４】
（発明の目的）
本発明は外部温度の影響を排除して温度補償動作を確実にした表面実装発振器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】
【００１５】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、開口端面に封止用金属膜を有する凹状とした容器本体に、少なくとも発振回路及び温度補償機構を有するＩＣチップと水晶片とを収容し、前記封止用金属膜と電気的に接続する金属カバーを前記開口端面に接合して密閉封入した表面実装用の水晶発振器において、前記容器本体の外底面には吸熱用金属膜が形成され、前記吸熱用金属膜は前記容器本体の外側面に設けた伝熱用金属膜によって前記封止用金属膜と接続し、前記吸熱用金属膜及び前記伝熱用金属膜は表面に露出した構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような構成であれば、容器本体の開口端面は金属カバーによって、外底面は吸熱用金属膜によって覆われ、両者は伝熱用金属膜によって熱的に結合する。したがって、外部温度に変化があっても、熱的に結合した金属カバーと吸熱用金属膜によって、表面実装発振器は両主面間でほぼ同一の温度分布とする。これにより、表面実装発振器の内部温度を安定にして、ＩＣチップの温度補償機構内の温度センサは水晶振動子（水晶片）の動作温度を確実に検出する。
【００１７】
そして、放熱用及び伝熱用金属膜は金属カバーとともにいずれも表面に露出するので、外部温度の変化に敏感に反応し、例えば幅広とした伝熱用金属膜によって熱的に結合する。したがって、表面実装発振器の両主面間（金属カバーと外底面との間）での熱伝導を良好にして温度差を小さくできる。これらから、表面実装発振器の温度補償動作を確実にする。
【００１８】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記伝熱用金属膜は前記容器本体の４側面のいずれにも設ける。これにより、吸熱用金属膜と金属カバーとは万遍なく熱的に結合して請求項１の効果をさらに高める。
【００１９】
同請求項３では、請求項１において、前記容器本体は内壁段部を有し、前記ＩＣチップは前記容器本体の内底面にフリップチップボンディングによって固着し、前記水晶片は引出電極の延出した外周部が前記内壁段部に固着し、前記吸熱用金属膜は前記容器本体の外底面のアース端子とした実装端子に接続する。
【００２０】
これにより、アース端子（実装端子）を経ての熱がＩＣチップとともに金属カバーに伝熱される。したがって、容器本体の下面及び上面が同様の温度分布になるので、水晶振動子の動作温度とＩＣチップ（温度補償機構）の温度センサによる検出温度が接近して良好な温度補償動作となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ線での周回側面を含む模式的な正面図、同図（ｂ）は底面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の底面図である。
【図３】一従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は底面図である。
【図４】一従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶片の平面図、同図（ｂ）はＩＣチップの一主面の図である。
【図５】一従来例を説明する周波数温度特性及び周波数電圧特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による表面実装発振器の第１実施形態を第１図（正面図及び底面図）によって説明する。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。
【００２３】
表面実装発振器は前述のように積層セラミックからなる凹状とした容器本体１の内底面にＩＣチップ３をフリップチップボンディングよって、内壁段部に引出電極７ｂの延出した一端部両側を導電性接着剤８によって固着する（前第３図参照）。ＩＣチップ３はここでも少なくとも発振回路と温度補償機構を有する。
【００２４】
この実施形態では、容器本体１の外底面には４角部の実装端子５ｃを除いて全面的に吸熱用金属膜１１ａが形成される。吸熱用金属膜１１ａは容器本体１の外側面に設けた伝熱用金属膜１１ｂを経て開口端面の封止用金属膜５ｄに接続する。伝熱用金属膜１１ｂは容器本体１の高さ方向を横断する各面に設けられた溝内表面に形成され、例えば外側面中の長辺には２本を、短辺には１本とする。
【００２５】
これらは、前述のように、シート状底壁及び上下枠壁の状態でＷやＭoの印刷によって下地電極を形成する。但し、外側面の伝熱用金属膜１１ｂはシート状底壁及び上下枠壁に設けた貫通孔にＷやＭoを流し込んで内周に付着させる。そして、これらの積層・焼成後に金属リング６を開口端面に接合し、表面に露出した下地電極及び金属リング６上にＮi及びＡu膜を電界メッキする（所謂スルーホール）。その後、個々の容器本体１に分割され、ＩＣチップ３及び水晶片２が収容されて金属カバー４がシーム溶接によって金属リング６に接合する。
【００２６】
このような構成であれば、発明の効果の欄でも記載するように、容器本体１の開口端面は封止用金属膜５ｄ上の金属リング６に接合した金属カバー４によって、外底面は吸熱用金属膜１１ａによって覆われる。そして、金属カバー４と吸熱用金属膜１１ａとは伝熱用金属膜１１ｂ等によって熱的に結合する。
【００２７】
したがって、セット基板に搭載された他の回路ブロックの発熱等による外部温度に変化があっても、熱的に結合した金属カバー４と吸熱用金属膜１１ａによって、表面実装発振器は両主面間でほぼ同一の温度分布とする。これにより、表面実装発振器の内部温度を安定にして、ＩＣチップ３の温度補償機構内の温度センサは水晶振動子（水晶片２）の動作温度を確実に検出する。
【００２８】
そして、放熱用及び伝熱用金属膜１１（ａｂ）は金属カバー４とともにいずれも表面に露出するので、外部温度の変化に敏感に反応し、例えば幅広とした伝熱用金属膜１１ｂによって熱的に結合する。そして、伝熱用金属膜１１ｂは容器本体１の４側面のいずれにも設ける。したがって、表面実装発振器の両主面間（金属カバー４と外底面との間）での熱伝導を良好にして温度差を小さくできる。これらから、表面実装発振器の温度補償動作を確実にする。
【００２９】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第２図（表面実装発振器の底面図）に示したように、吸熱用金属膜１１ａは実装端子５ｃ中のアース端子５ｃ（GND）に接続する。したがって、セット基板の配線パターンを経ての熱がアース端子５ｃ(GND)を経て、吸熱用金属膜１１ａに直接的に伝熱される。そして、伝熱金属膜１１ｂ等を経て金属カバー４にも直接的に伝熱される。
【００３０】
これにより、アース端子５ｃ（GND）を経てＩＣチップ３に加えられる熱が金属カバー４にも伝熱されて、容器本体１内の上下面での温度分布をさらに安定にする。したがって、ＩＣチップ３の温度センサによる検出温度と水晶振動子の動作温度とは接近し、温度補償動作を確実にする。なお、ここでの長辺での伝熱用金属膜１１ｂは１本とするが、必要に応じて複数本にできる。
【符号の説明】
【００３１】
１  容器本体、２  水晶片、３  ＩＣチップ、４  金属カバー、５ａ  水晶保持端子、５ｂ  回路端子、５ｃ  実装端子、５ｄ  封止用金属膜、６  金属リング、７  励振及び引出電極、８  導電性接着剤、９  ＩＣ端子、１０  バンプ、１１ａ  吸熱用金属膜、１１ｂ  伝熱用金属膜。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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