(57)【要約】【課題】振動素子と感温素子とで外部からの熱的影響の度合いが近く、感温素子によって振動素子の温度を精度よく検知できる発振器、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】発振器は、振動素子と、感温素子と、前記振動素子および前記感温素子を収納し、気密封止されている第１パッケージと、前記第１パッケージを収納し、気密封止されている第２パッケージと、を有する。前記第１パッケージは、一方の主面側に設けられた第１凹部を有する第１ベースと、前記第１凹部の開口を塞ぐように前記第１ベースに接合されている第１リッドと、を有する。前記第２パッケージは、一方の主面側に設けられた第２凹部を有する第２ベースと、前記第２凹部の開口を塞ぐように前記第２ベースに接合されている第２リッドと、を有する。【選択図】図１
2019153849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動素子と、
感温素子と、
前記振動素子および前記感温素子を収納し、気密封止されている第１パッケージと、
前記第１パッケージを収納し、気密封止されている第２パッケージと、を有し、
前記第１パッケージは、
２つの第１主面と、一方の前記第１主面側に設けられた第１凹部と、を有する第１ベースと、
前記第１凹部の開口を塞ぐように前記第１ベースに接合されている第１リッドと、を有し、
前記第２パッケージは、
２つの第２主面と、一方の前記第２主面側に設けられた第２凹部と、を有する第２ベースと、
前記第２凹部の開口を塞ぐように前記第２ベースに接合されている第２リッドと、を有することを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記第１パッケージは、
前記第１ベースの前記第１凹部内に臨んで配置されている第１内部端子と、
前記第１ベースの他方の前記第１主面に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子と、を有し、
前記第２パッケージは、
前記第２ベースの前記第２凹部内に臨んで配置されている第２内部端子と、
前記第２ベースの他方の前記第２主面に配置され、前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有する請求項１に記載の発振器。
【請求項３】
前記第１パッケージは、前記第１ベースを介して前記第２ベースに取り付けられている請求項２に記載の発振器。
【請求項４】
前記第１ベースと前記第２ベースとの間に位置し、前記第１ベースと前記第２ベースとを接合する導電性の第１接合部材を有し、
前記第１接合部材を介して前記第１外部端子と前記第２内部端子とが電気的に接続されている請求項３に記載の発振器。
【請求項５】
前記第１パッケージは、前記第１リッドを介して前記第２ベースに取り付けられている請求項２に記載の発振器。
【請求項６】
前記第１リッドと前記第２ベースとの間に位置し、前記第１リッドと前記第２ベースとを接合する第１接合部材と、
前記第１外部端子と前記第２内部端子とを電気的に接続する第１ボンディングワイヤーと、を有する請求項５に記載の発振器。
【請求項７】
前記感温素子は、サーミスタである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発振器。
【請求項８】
前記感温素子を含む温度補償回路が形成されている回路素子を有し、
前記回路素子が前記第１パッケージに収納されている請求項２ないし７のいずれか１項に記載の発振器。
【請求項９】
前記回路素子を前記第１パッケージに取り付ける導電性の第２接合部材を有し、
前記第２接合部材を介して、前記回路素子と前記第１内部端子とが電気的に接続されている請求項８に記載の発振器。
【請求項１０】
前記回路素子を前記第１パッケージに取り付ける第２接合部材と、
前記回路素子と前記第１内部端子とを電気的に接続する第２ボンディングワイヤーと、を有する請求項８に記載の発振器。
【請求項１１】
前記第１パッケージ内は、不活性ガスが充填されている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の発振器。
【請求項１２】
前記第２パッケージ内の圧力は、前記第１パッケージ内の圧力よりも低い請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の発振器。
【請求項１３】
前記第２パッケージ内は、大気圧に対して減圧されている請求項１２に記載の発振器。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の発振器を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の発振器を有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水晶振動素子を利用した発振器が知られている。特許文献１には、回路素子が搭載された外側パッケージ内に、振動素子が搭載された内側パッケージを収納してなる発振器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１３４０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の発振器では、回路素子が外側パッケージに収納されているのに対して、振動素子が内側パッケージに収納されていることから、回路素子と振動素子とで外部からの熱的影響の度合いが大きく異なってしまう。そのため、例えば、特許文献１の発振器を、回路素子に温度センサーが設けられた温度補償型発振器として用いた場合、発振器の温度補償機能が低下するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の適用例に係る発振器は、振動素子と、
感温素子と、
前記振動素子および前記感温素子を収納し、気密封止されている第１パッケージと、
前記第１パッケージを収納し、気密封止されている第２パッケージと、を有し、
前記第１パッケージは、
２つの第１主面と、一方の前記第１主面側に設けられた第１凹部と、を有する第１ベースと、
前記第１凹部の開口を塞ぐように前記第１ベースに接合されている第１リッドと、を有し、
前記第２パッケージは、
２つの第２主面と、一方の前記第２主面側に設けられた第２凹部と、を有する第２ベースと、
前記第２凹部の開口を塞ぐように前記第２ベースに接合されている第２リッドと、を有することを特徴とする発振器。
【０００６】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第１パッケージは、
前記第１ベースの前記第１凹部内に臨んで配置されている第１内部端子と、
前記第１ベースの他方の前記第１主面に配置され、前記第１内部端子と電気的に接続されている第１外部端子と、を有し、
前記第２パッケージは、
前記第２ベースの前記第２凹部内に臨んで配置されている第２内部端子と、
前記第２ベースの他方の前記第２主面に配置され、前記第２内部端子と電気的に接続されている第２外部端子と、を有することが好ましい。
【０００７】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第１パッケージは、前記第１ベースを介して前記第２ベースに取り付けられていることが好ましい。
【０００８】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第１ベースと前記第２ベースとの間に位置し、前記第１ベースと前記第２ベースとを接合する導電性の第１接合部材を有し、
前記第１接合部材を介して前記第１外部端子と前記第２内部端子とが電気的に接続されていることが好ましい。
【０００９】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第１パッケージは、前記第１リッドを介して前記第２ベースに取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第１リッドと前記第２ベースとの間に位置し、前記第１リッドと前記第２ベースとを接合する第１接合部材と、
前記第１外部端子と前記第２内部端子とを電気的に接続する第１ボンディングワイヤーと、を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の適用例に係る発振器では、前記感温素子は、サーミスタであることが好ましい。
【００１２】
本発明の適用例に係る発振器では、前記感温素子を含む温度補償回路が形成されている回路素子を有し、
前記回路素子が前記第１パッケージに収納されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の適用例に係る発振器では、前記回路素子を前記第１パッケージに取り付ける導電性の第２接合部材を有し、
前記第２接合部材を介して、前記回路素子と前記第１内部端子とが電気的に接続されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の適用例に係る発振器では、前記回路素子を前記第１パッケージに取り付ける第２接合部材と、
前記回路素子と前記第１内部端子とを電気的に接続する第２ボンディングワイヤーと、を有することが好ましい。
【００１５】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第１パッケージ内は、不活性ガスが充填されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第２パッケージ内の圧力は、前記第１パッケージ内の圧力よりも低いことが好ましい。
【００１７】
本発明の適用例に係る発振器では、前記第２パッケージ内は、大気圧に対して減圧されていることが好ましい。
【００１８】
本発明の適用例に係る電子機器は、上記適用例の発振器を有することを特徴とする電子機器。
【００１９】
本発明の適用例に係る移動体は、上記適用例の発振器を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発振器の断面図である。
【図２】図１に示す発振器が有する振動素子の平面図である。
【図３】図１に示す発振器が有する振動素子の平面図である。
【図４】ＡＴカット水晶基板と水晶の結晶軸との関係を説明する図である。
【図５】図１に示す発振器が有する第１パッケージの内部を示す平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る発振器の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る発振器の断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第７実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【図１２】第１参考例に係る発振器の断面図である。
【図１３】第２参考例に係る発振器の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の発振器、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る発振器について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施形態に係る発振器の断面図である。図２および図３は、それぞれ、図１に示す発振器が有する振動素子の平面図である。図４は、ＡＴカット水晶基板と水晶の結晶軸との関係を説明する図である。図５は、図１に示す発振器が有する第１パッケージの内部を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。また、以下では、説明の便宜上、図１を上側から見たときの平面視を単に「平面視」とも言う。
【００２４】
図１に示す発振器１は、クロック信号等の基準信号を生成する発振器であり、特に、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）である。このような発振器１は、内側パッケージ２（第１パッケージ）と、内側パッケージ２に収容された振動素子３および回路素子４（ＩＣチップ）と、内側パッケージ２を収容した外側パッケージ５（第２パッケージ）と、を有する。このように、振動素子３および回路素子４を内側パッケージ２と外側パッケージ５とで二重封止（ダブルシール）することにより、断熱性が高まり、振動素子３および回路素子４に外部の熱が伝わり難くなり、振動素子３および回路素子４の温度変化を低減することができる。したがって、回路素子４による温度補償機能を高精度に発揮することができ、安定した温度特性を有する発振器１となる。以下、このような発振器１について詳細に説明する。
【００２５】
［内側パッケージ］
図１に示すように、内側パッケージ２は、上下方向に対向する一対の上面２１５（一方の第１主面）および底面２１６（他方の第１主面）を有する偏平形状のベース２１（第１ベース）と、リッド２２（第１リッド）と、を有する。より詳しくは、内側パッケージ２は、上面２１５に開口する凹部２１１（第１凹部）を有する箱状のベース２１と、凹部２１１の開口を塞ぐように、ベース２１の上面２１５に接合されたリッド２２と、ベース２１とリッド２２との間に位置し、ベース２１とリッド２２とを接合するシールリング２３と、を有する。
【００２６】
また、凹部２１１は、ベース２１の上面２１５に開口する凹部２１１ａと、凹部２１１ａの底面に開口する凹部２１１ｂと、を有する。リッド２２は、板状をなし、凹部２１１の開口を塞ぐようにしてベース２１の上面２１５にシールリング２３を介して接合されている。シールリング２３は、枠状をなし、ベース２１の上面２１５とリッド２２との間に位置している。シールリング２３は、金属材料で構成され、シールリング２３が溶融することでベース２１とリッド２２とが気密的に接合されている。凹部２１１の開口がリッド２２で塞がれることにより収納空間Ｓ１が形成され、この収納空間Ｓ１に振動素子３および回路素子４がそれぞれ収納されている。
【００２７】
収納空間Ｓ１は、気密空間であり、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが充填されている。これにより、収納空間Ｓ１の状態が安定し、振動素子３の振動特性の安定化を図ることができる。また、収納空間Ｓ１に熱対流が生じ、これにより、振動素子３と回路素子４との熱的な結合が改善され（熱的な結合が促され）、振動素子３と回路素子４との温度差をより小さく抑えることができる。ただし、収納空間Ｓ１の雰囲気としては、特に限定されず、例えば、減圧状態であってもよい。減圧状態の場合は、より真空に近い状態（例えば、１０Ｐａ以下）となっていていることが好ましい。
【００２８】
ベース２１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。この場合、セラミックシート（グリーンシート）の積層体を焼成することでベース２１を製造することができる。また、リッド２２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料（合金を含む）を用いることができる。具体的には、リッド２２は、ベース２１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース２１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。
【００２９】
また、凹部２１１ａの底面には複数の内部端子２１２が配置されており、凹部２１１ｂの底面には複数の内部端子２１３が配置されており、ベース２１の底面２１６には複数の外部端子２１４が配置されている。また、各内部端子２１３は、ベース２１内に形成された図示しない内部配線を介して内部端子２１２または外部端子２１４と電気的に接続されている。なお、内部端子２１２、２１３および外部端子２１４の数としては、それぞれ、特に限定されず、振動素子３が有する電極の数や回路素子４が有する端子４４の数によって適宜設定することができる。
【００３０】
［振動素子］
振動素子３は、図２および図３に示すように、振動基板３１と、振動基板３１に配置された電極３２と、を有する。振動基板３１は、圧電材料で構成されており、特に、本実施形態では水晶で構成されている。これにより、他の圧電材料と比較して優れた周波数温度特性を有する振動素子３が得られる。
【００３１】
なお、圧電材料としては、水晶に限定されず、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７）、ランガサイト（Ｌａ３Ｇａ５ＳｉＯ１４）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、リン酸ガリウム（ＧａＰＯ４）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、Ｚｎ２Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸鉛（ＰｂＰＯ３）、ニオブ酸ナトリウムカリウム（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、ビスマスフェライト（ＢｉＦｅＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）、チタン酸ビスマスナトリウム（Ｎａ０．５Ｂｉ０．５ＴｉＯ３）等であってもよい。
【００３２】
振動基板３１は、厚みすべり振動モードを有し、本実施形態では、ＡＴカット水晶基板から形成されている。図４に示すように、ＡＴカット水晶基板は、ＸＺ面をＸ軸の回りに角度θ（＝３５°１５’）回転させた平面に沿って切り出された「回転Ｙカット水晶基板」である。ＡＴカット水晶基板は、三次の周波数温度特性を有するため、ＡＴカット水晶基板から振動基板３１を形成することで、優れた温度特性を有する振動素子３が得られる。なお、以下では、角度θに対応してＸ軸まわりに回転したＹ軸およびＺ軸を、Ｙ’軸およびＺ’軸とする。すなわち、振動基板３１は、Ｙ’軸方向に厚みを有し、ＸＺ’面方向に広がりを有する。
【００３３】
電極３２は、振動基板３１の上面に配置された励振電極３２１と、下面に励振電極３２１と対向して配置された励振電極３２２と、を有する。また、電極３２は、振動基板３１の下面に配置された一対のパッド電極３２３、３２４と、パッド電極３２３と励振電極３２１とを電気的に接続する配線３２５と、パッド電極３２４と励振電極３２２とを電気的に接続する配線３２６と、を有する。そして、励振電極３２１、３２２間に駆動信号（交番電圧）を印加することで、振動基板３１が厚みすべり振動する。
【００３４】
このような振動素子３は、図５に示すように、一対の接合部材２５１を介して凹部２１１ａの底面に固定されている。また、一方の接合部材２５１は、一方の内部端子２１２とパッド電極３２３とを電気的に接続し、他方の接合部材２５１は、他方の内部端子２１２とパッド電極３２４とを電気的に接続している。
【００３５】
接合部材２５１としては、導電性と接合性とを兼ね備えていれば、特に限定されず、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等の各種金属バンプ、ポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系の各種接着剤に銀フィラー等の導電性フィラーを分散させた導電性接着剤等を用いることができる。ただし、これらの中でも、接合部材２５１としては、導電性接着剤を用いることが好ましい。これにより、接合部材２５１が比較的柔らかいものとなり、振動素子３の振動漏れを低減することができる。
【００３６】
以上、振動素子３について説明したが、振動素子３の構成は、上述の構成に限定されない。例えば、振動素子３は、振動基板３１の振動領域（励振電極３２１、３２２に挟まれた領域）がその周囲から突出したメサ型となっていてもよいし、逆に、振動領域がその周囲から凹没した逆メサ型となっていてもよい。また、振動基板３１の周囲を研削するベベル加工や、上面および下面を凸曲面とするコンベックス加工が施されていてもよい。また、振動素子３としては、厚みすべり振動モードで振動するものに限定されず、例えば、複数の振動腕が面内方向に屈曲振動（音叉振動）するものであってもよいし、複数の振動腕が面外方向に屈曲振動（ウォーク振動）するものであってもよい。
【００３７】
［回路素子］
図１に示すように、回路素子４は、収納空間Ｓ１に収納されている。また、回路素子４は、端子４４が配置された能動面４３を有し、その能動面４３を下側に向けて配置されている。このような回路素子４は、複数の接合部材２５２を介して凹部２１１ｂの底面に固定されている。また、複数の接合部材２５２は、回路素子４の端子４４と内部端子２１３とを電気的に接続している。すなわち、複数の接合部材２５２によって、回路素子４と内側パッケージ２との機械的な固定と電気的な接続とが行われている。なお、接合部材２５２としては、導電性と接合性とを兼ね備えていれば、特に限定されず、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等の各種金属バンプ、ポリイミド系、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系の各種接着剤に銀フィラー等の導電性フィラーを分散させた導電性接着剤等を用いることができる。
【００３８】
また、回路素子４は、振動素子３を発振させてクロック信号等の基準信号の周波数を生成する発振回路４１と、発振回路４１が生成する基準信号の周波数を振動素子３の温度に基づいて補正する温度補償回路４２と、を有する。温度補償回路４２は、例えば、振動素子３が持つ温度特性と逆の特性を持つ回路であり、広い温度範囲にわたって良好な温度特性が得られるようにするための回路である。温度補償回路４２は、振動素子３の温度を検出する感温素子４２１を有し、感温素子４２１からの出力に基づいて基準信号の周波数を補正するようになっている。ここで、前述したように、振動素子３と回路素子４とが共にベース２１に取り付けられて収納空間Ｓ１に収納されているため、振動素子３と回路素子４との熱的な結合が改善され（熱的な結合が促され）、振動素子３と回路素子４との温度差をより小さく抑えることができる。そのため、感温素子４２１によって振動素子３の温度を精度よく検知することができ、回路素子４は、優れた温度補償機能を発揮することができる。
【００３９】
感温素子４２１としては、特に限定されないが、本実施形態ではＰＮ接合のバンドギャップ電圧の温度依存性を利用した温度センサーを用いている。これにより、回路素子４に感温素子４２１を作り込み易くなると共に、精度よく振動素子３の温度を検出することができる。
【００４０】
［外側パッケージ］
図１に示すように、外側パッケージ５は、上下方向に対向する一対の上面５１５（一方の第２主面）および底面５１６（他方の第２主面）を有する偏平形状のベース５１（第２ベース）と、リッド５２（第２リッド）と、を有する。より詳しくは、外側パッケージ５は、上面５１５に開口する凹部５１１を有する箱状のベース５１と、凹部５１１の開口を塞ぐように、ベース５１の上面５１５に接合されたリッド５２と、ベース５１とリッド５２との間に位置し、ベース５１とリッド５２とを接合するシールリング５３と、を有する。
【００４１】
また、凹部５１１は、ベース５１の上面５１５に開口する凹部５１１ａと、凹部５１１ａの底面に開口する凹部５１１ｂと、を有する。リッド５２は、板状をなし、凹部５１１の開口を塞ぐようにしてベース５１の上面５１５にシールリング５３を介して接合されている。シールリング５３は、枠状をなし、ベース５１の上面５１５とリッド５２との間に位置している。シールリング５３は、金属材料で構成され、シールリング５３が溶融することでベース５１とリッド５２とが気密的に接合されている。このように、凹部５１１の開口がリッド５２で塞がれることにより収納空間Ｓ２が形成され、この収納空間Ｓ２に内側パッケージ２が収容されている。
【００４２】
収納空間Ｓ２は、気密空間であり、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで置換された減圧状態となっている。すなわち、外側パッケージ５内の圧力は、内側パッケージ２内の圧力よりも低い。減圧状態としては、真空に近い程好ましく、例えば、１０Ｐａ以下とすることが好ましい。このように、収納空間Ｓ２を減圧状態とすることにより、収納空間Ｓ２内に生じる熱対流を低減することができる。そのため、外側パッケージ５の外部の熱が収納空間Ｓ２を介して内側パッケージ２に伝わり難くなり、その結果、振動素子３および回路素子４に外部の熱が伝わり難くなる。したがって、振動素子３および回路素子４の温度が安定する。さらには、振動素子３および回路素子４の温度差を小さく抑えることもできる。したがって、回路素子４が有する感温素子４２１によって振動素子３の温度を精度よく検知することができ、回路素子４による温度補償機能を高精度に発揮することができ、安定した温度特性を有する発振器１となる。ただし、収納空間Ｓ２の雰囲気は、特に限定されず、例えば、大気圧であってもよい。
【００４３】
ベース５１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。この場合、セラミックシート（グリーンシート）の積層体を焼成することでベース５１を製造することができる。また、リッド５２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料（合金を含む）を用いることができる。具体的には、リッド５２は、ベース５１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース５１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。
【００４４】
凹部５１１ｂの底面には複数の内部端子５１３が配置されており、ベース５１の底面５１６には複数の外部端子５１４が配置されている。各内部端子５１３は、ベース５１内に形成された図示しない内部配線を介して対応する外部端子５１４と電気的に接続されている。
【００４５】
ここで、内側パッケージ２は、ベース２１の底面２１６（外部端子２１４が配置されている面）を下側に向けた姿勢で収納空間Ｓ２に収納されている。また、内側パッケージ２は、複数の金属バンプ５５（第１接合部材）を介して凹部５１１ｂの底面に固定されている。また、複数の金属バンプ５５は、内側パッケージ２の外部端子２１４と外側パッケージ５の内部端子５１３とを電気的に接続している。すなわち、複数の金属バンプ５５によって、内側パッケージ２と外側パッケージ５との機械的な固定と電気的な接続とが行われている。なお、金属バンプ５５としては、特に限定されず、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等を用いることができる。また、金属バンプ５５の数としては、特に限定されず、外部端子２１４や内部端子５１３の数に合わせて適宜設定することができる。
【００４６】
ここで、金属バンプ５５からは、実質的にアウトガスが生じないため、収納空間Ｓ２内の圧力をより低い状態に保つことができる（経時的な圧力の上昇を抑制することができる）。そのため、収納空間Ｓ２内に生じる熱対流を低減することができ、外部の熱による振動素子３および回路素子４の温度変動を効果的に低減することができる。ただし、内側パッケージ２を外側パッケージ５に固定する接合部材（第１接合部材）としては、金属バンプ５５に限定されず、例えば、半田、金ろう、銀ろう等の金属系接合材料、導電性接着剤等を用いることもできる。
【００４７】
以上、本実施形態の発振器１について説明した。このような発振器１は、前述したように、振動素子３と、感温素子４２１と、振動素子３および感温素子４２１を収納し、気密封止されている内側パッケージ２（第１パッケージ）と、内側パッケージ２を収納し、気密封止されている外側パッケージ５（第２パッケージ）と、を有する。また、内側パッケージ２は、２つの第１主面である上面２１５および底面２１６と、上面２１５側に設けられた凹部２１１（第１凹部）と、を有するベース２１（第１ベース）と、凹部２１１の開口を塞ぐようにベース２１に接合されているリッド２２（第１リッド）と、を有する。また、外側パッケージ５は、２つの第２主面である上面５１５および底面５１６と、上面５１５側に設けられた凹部５１１（第２凹部）と、を有するベース５１（第２ベース）と、凹部５１１の開口を塞ぐようにベース５１に接合されているリッド５２（第２リッド）と、を有する。
【００４８】
このように、振動素子３および感温素子４２１を内側パッケージ２に収納し、さらに内側パッケージ２を外側パッケージ５に収納することで、外側パッケージ５および内側パッケージ２を介して外部の熱が振動素子３および回路素子４まで伝達するため、外部から振動素子３および回路素子４までの熱の伝達経路を十分に長くすることができる。さらには、回路素子４と振動素子３とが共に内側パッケージ２に取り付けられているため、振動素子３と回路素子４との熱的な結合が改善され（熱的な結合が促され）、振動素子３と回路素子４との温度差をより小さく抑えることができる。そのため、感温素子４２１によって振動素子３の温度を精度よく検知することができる。
【００４９】
以上の効果により、回路素子４による温度補償機能を高精度に発揮することができ、安定した温度特性を有する発振器１が得られる。特に、本実施形態では、内側パッケージ２と外側パッケージ５とが金属バンプ５５で接続されているため、外側パッケージ５から内側パッケージ２への熱の伝達ルートを十分に小さく（細く）することができる。そのため、振動素子３に外部の熱がより伝わり難くなり、上述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００５０】
また、前述したように、内側パッケージ２は、ベース２１の凹部２１１内に臨んで配置されている内部端子２１２、２１３（第１内部端子）と、ベース２１の底面２１６（他方の主面）に配置され、内部端子２１２、２１３と電気的に接続されている外部端子２１４（第１外部端子）と、を有する。また、外側パッケージ５は、ベース５１の凹部５１１内に臨んで配置されている内部端子５１３（第２内部端子）と、ベース５１の底面５１６（他方の主面）に配置され、内部端子５１３と電気的に接続されている外部端子５１４（第２外部端子）と、を有する。このような構成とすることで、振動素子３および回路素子４と内側パッケージ２との電気的な接続を容易に行うことができ、内側パッケージ２と外側パッケージ５との電気的な接続を容易に行うことができ、外側パッケージ５と外部装置との電気的な接続を容易に行うことができる。
【００５１】
また、前述したように、内側パッケージ２は、ベース２１を介してベース５１に取り付けられている。これにより、内側パッケージ２が外側パッケージ５に固定されて、その姿勢が安定する。特に、本実施形態では、ベース２１およびベース５１が共にセラミックスで構成されている。セラミックスは、例えば、リッド２２およびリッド５２の構成材料である金属材料と比較して熱伝導率が低い。したがって、振動素子３および回路素子４に外部の熱がより伝わり難くなる。そのため、より精度よく、温度補償回路４２による温度補償を行うことができ、安定した温度特性を有する発振器１となる。
【００５２】
また、前述したように、発振器１は、ベース２１とベース５１との間に位置し、ベース２１とベース５１とを接合する導電性の金属バンプ５５（第１接合部材）を有する。そして、金属バンプ５５を介して外部端子２１４と内部端子５１３とが電気的に接続されている。このような構成によれば、ベース２１とベース５１との機械的な固定と電気的な接続とを金属バンプ５５で行うことができるため、発振器１の構成がより簡単なものとなる。
【００５３】
また、感温素子４２１は、サーミスタであってもよい。これにより、感温素子４２１の構成が簡単なものとなる。
【００５４】
また、前述したように、発振器１は、感温素子４２１を含む温度補償回路４２が形成されている回路素子４を有する。そして、回路素子４が内側パッケージ２に収納されている。これにより、感温素子４２１と振動素子３とをより近くに配置することができ、感温素子４２１によってより精度よく振動素子３の温度を検知することができる。
【００５５】
また、前述したように、回路素子４を内側パッケージ２に取り付ける導電性の接合部材２５２（第２接合部材）を有し、接合部材２５２を介して、回路素子４と内部端子２１３とが電気的に接続されている。このような構成によれば、内側パッケージ２と回路素子４との機械的な固定と電気的な接続とを接合部材２５２で行うことができるため、発振器１の構成がより簡単なものとなる。
【００５６】
また、前述したように、内側パッケージ２内は、不活性ガスが充填されている。これにより、内側パッケージ２内の雰囲気が安定し、振動素子３の振動特性の安定化を図ることができる。
【００５７】
また、前述したように、外側パッケージ５内の圧力は、内側パッケージ２内の圧力よりも低い。これにより、外側パッケージ５内で熱対流が起き難くなり、外部の熱が振動素子３に伝わり難くなる。特に、本実施形態では、外側パッケージ５内は、大気圧に対して減圧されている。これにより、外側パッケージ５内で熱対流がより起き難くなり、熱伝導以外の熱伝達を抑制することができる。そのため、振動素子３および回路素子４に外部の熱が伝わり難くなり、外部の熱による振動素子３および回路素子４の温度変動をより効果的に低減することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る発振器について説明する。
【００５９】
図６は、本発明の第２実施形態に係る発振器の断面図である。
【００６０】
以下、第２実施形態の発振器について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。第２実施形態の発振器は、主に、回路素子４の向きが異なること以外は、前述した第１実施形態の発振器と同様である。なお、図６では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００６１】
図６に示すように、本実施形態の発振器１では、回路素子４は、能動面４３を上側に向けて、ダイアタッチ材ＤＡ１（第２接合部材）を介して凹部２１１ｂの底面に固定されている。また、回路素子４の端子４４と各内部端子２１３とがボンディングワイヤーＢＷ１（第２ボンディングワイヤー）を介して電気的に接続されている。
【００６２】
ダイアタッチ材ＤＡ１としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤等の各種接着剤、はんだ、金ろう、銀ろう等の各種金属ペーストを用いることができる。ただし、ダイアタッチ材ＤＡ１としては、金属ペーストを用いることが好ましい。金属ペーストからは、実質的にアウトガスが生じないため、収納空間Ｓ２内の圧力をより低い状態に保つことができる（経時的な圧力の上昇を抑制することができる）。そのため、収納空間Ｓ２内に生じる熱対流を低減することができ、外部の熱による振動素子３の温度変動を効果的に低減することができる。
【００６３】
以上のように、本実施形態の発振器１は、回路素子４を内側パッケージ２に取り付けるダイアタッチ材ＤＡ１（第２接合部材）と、回路素子４と内部端子２１３とを電気的に接続するボンディングワイヤーＢＷ１（第２ボンディングワイヤー）と、を有する。このような構成によれば、回路素子４と内側パッケージ２との機械的な固定と電気的な接続とを簡単に行うことができる。
【００６４】
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る発振器について説明する。
【００６６】
図７は、本発明の第３実施形態に係る発振器の断面図である。
【００６７】
以下、第３実施形態の発振器について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。第３実施形態の発振器は、主に、内側パッケージの向きが異なること以外は、前述した第１実施形態の発振器と同様である。なお、図７では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００６８】
図７に示すように、本実施形態の発振器１では、内側パッケージ２は、ベース２１の底面２１６（外部端子２１４が配置されている面）を上側に向けて配置されている。また、リッド２２とベース５１との間にはダイアタッチ材ＤＡ２（第１接合部材）が配置され、このダイアタッチ材ＤＡ２を介してリッド２２とベース５１とが機械的に固定されている。また、内側パッケージ２の外部端子２１４と外側パッケージ５の内部端子５１３とがボンディングワイヤーＢＷ２（第１ボンディングワイヤー）を介して電気的に接続されている。
【００６９】
ダイアタッチ材ＤＡ２としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤等の各種接着剤、はんだ、金ろう、銀ろう等の各種金属ペーストを用いることができる。ただし、ダイアタッチ材ＤＡ２としては、エポキシ系接着剤等の、金属ペーストより熱伝導率が低い材料を用いることが好ましい。これにより、ベース５１から収納空間Ｓ１内への熱伝導を低減することができ、外部の熱による振動素子３の温度変動を効果的に低減することができる。
【００７０】
以上のように、本実施形態の発振器１では、内側パッケージ２は、リッド２２を介してベース５１に取り付けられている。これにより、内側パッケージ２が外側パッケージ５に固定されて、その姿勢が安定する。
【００７１】
また、前述したように、発振器１は、リッド２２とベース５１との間に位置し、リッド２２とベース５１とを接合するダイアタッチ材ＤＡ２（第１接合部材）と、外部端子２１４と内部端子５１３とを電気的に接続するボンディングワイヤーＢＷ２（第１ボンディングワイヤー）と、を有する。このような構成によれば、内側パッケージ２と外側パッケージ５との機械的な固定と電気的な接続とを簡単な構成で行うことができる。
【００７２】
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る電子機器について説明する。
【００７４】
図８は、本発明の第４実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【００７５】
図８に示すモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューター１１００は、本発明の発振器を備える電子機器を適用したものである。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。また、パーソナルコンピューター１１００には発振器１が内蔵されている。
【００７６】
このようなパーソナルコンピューター１１００（電子機器）は、発振器１を有する。そのため、前述した発振器１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００７７】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る電子機器について説明する。
【００７８】
図９は、本発明の第５実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【００７９】
図９に示す携帯電話機１２００（ＰＨＳも含む）は、本発明の発振器を備える電子機器を適用したものである。携帯電話機１２００は、アンテナ（図示せず）、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。また、携帯電話機１２００には発振器１が内蔵されている。
【００８０】
このような携帯電話機１２００（電子機器）は、発振器１を有する。そのため、前述した発振器１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００８１】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態に係る電子機器について説明する。
【００８２】
図１０は、本発明の第６実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。
【００８３】
図１０に示すデジタルスチールカメラ１３００は、本発明の発振器を備える電子機器を適用したものである。ケース（ボディー）１３０２の背面には表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。そして、撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押すと、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、デジタルスチールカメラ１３００には発振器１が内蔵されている。
【００８４】
このようなデジタルスチールカメラ１３００（電子機器）は、発振器１を有する。そのため、前述した発振器１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００８５】
なお、本発明の電子機器は、前述したパーソナルコンピューター、携帯電話機およびデジタルスチールカメラの他にも、例えば、スマートフォン、タブレット端末、時計（スマートウォッチを含む）、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンタ）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）等のウェアラブル端末、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、移動体端末基地局用機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ネットワークサーバー等に適用することができる。
【００８６】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態に係る移動体について説明する。
【００８７】
図１１は、本発明の第７実施形態に係る移動体を示す斜視図である。
【００８８】
図１１に示す自動車１５００は、本発明の発振器を備える移動体を適用した自動車である。自動車１５００には発振器１が内蔵されている。発振器１は、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。
【００８９】
このような自動車１５００（移動体）は、発振器１を有する。そのため、前述した発振器１の効果を享受でき、高い信頼性を発揮することができる。
【００９０】
なお、移動体としては、自動車１５００に限定されず、例えば、飛行機、船舶、ＡＧＶ（無人搬送車）、二足歩行ロボット、ドローン等の無人飛行機等にも適用することができる。
【００９１】
＜第１参考例＞
次に、第１参考例に係る発振器について説明する。
【００９２】
図１２は、第１参考例に係る発振器の断面図である。
【００９３】
以下、第１参考例の発振器について前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。第１参考例の発振器は、主に、内側パッケージの向きが異なること以外は、前述した第１実施形態の発振器と同様である。なお、図１２では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００９４】
図１２に示すように、本参考例の発振器１では、ベース２１は、その上面２１５に開放する凹部２１１と、その底面２１６（下面）に開放する凹部２１９と、を有する。そして、凹部２１１に振動素子３が配置され、凹部２１９に回路素子４が配置されている。また、凹部２１１の開口は、リッド２２で塞がれており、これにより、振動素子３を収納する収納空間Ｓ１が形成されている。一方で、凹部２１９の開口は、塞がれておらず、凹部２１９の内側の空間は、収納空間Ｓ２と繋がっている。すなわち、凹部２１９の内側の空間は、収納空間Ｓ２の一部を構成している。
【００９５】
また、内部端子２１２は、凹部２１１の底面に配置されている。そして、振動素子３は、接合部材２５１を介して凹部２１１の底面に固定されていると共に、内部端子２１２と電気的に接続されている。また、内部端子２１３は、凹部２１９の底面に配置されている。そして、回路素子４は、その能動面４３を上側（凹部２１９の底面側）に向けて配置され、接合部材２５１を介して凹部２１９の底面に固定されていると共に、内部端子２１３と電気的に接続されている。ここで、接合部材２５１としては、特に限定されないが、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等の金属バンプを用いることが好ましい。金属バンプからは、実質的にアウトガスが生じないため、収納空間Ｓ２内の圧力をより低い状態に保つことができる（経時的な圧力の上昇を抑制することができる）。
【００９６】
このような構成の内側パッケージ２は、ベース２１の底面２１６において金属バンプ５５を介してベース５１の凹部５１１の底面に固定されている。また、金属バンプ５５を介して、内側パッケージ２の外部端子２１４と外側パッケージ５の内部端子５１３とが電気的に接続されている。なお、金属バンプ５５としては、特に限定されず、例えば、金バンプ、銀バンプ、銅バンプ、はんだバンプ等を用いることができる。金属バンプ５５からは、実質的にアウトガスが生じないため、収納空間Ｓ２内の圧力をより低い状態に保つことができる（経時的な圧力の上昇を抑制することができる）。
【００９７】
以上のような構成によれば、外側パッケージ５および内側パッケージ２を介して外部の熱が振動素子３および回路素子４まで伝達するため、外部から振動素子３および回路素子４までの熱の伝達経路を十分に長くすることができる。さらには、回路素子４と振動素子３とが共に内側パッケージ２に取り付けられているため、振動素子３と回路素子４との熱的な結合が改善され（熱的な結合が促され）、振動素子３と回路素子４との温度差をより小さく抑えることができる。そのため、感温素子４２１によって振動素子３の温度を精度よく検知することができる。
【００９８】
以上の効果により、回路素子４による温度補償機能を高精度に発揮することができ、安定した温度特性を有する発振器１が得られる。特に、本実施形態では、内側パッケージ２と外側パッケージ５とが金属バンプ５５で接続されているため、外側パッケージ５から内側パッケージ２への熱の伝達ルートを十分に小さく（細く）することができる。そのため、振動素子３に外部の熱がより伝わり難くなり、上述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００９９】
＜第２参考例＞
次に、第２参考例に係る発振器について説明する。
【０１００】
図１３は、第２参考例に係る発振器の断面図である。
【０１０１】
以下、第２参考例の発振器について前述した参考例との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。第２参考例の発振器は、主に、回路素子４の向きが異なること以外は、前述した第１実施形態の発振器と同様である。なお、図１３では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【０１０２】
図１３に示すように、本参考例の発振器１では、回路素子４は、その能動面４３を下側に向けて、ダイアタッチ材ＤＡ１を介して凹部２１９の底面に固定されている。そして、回路素子４と各内部端子２１３とがボンディングワイヤーＢＷ１を介して電気的に接続されている。
【０１０３】
ダイアタッチ材ＤＡ１としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤等の各種接着剤、はんだ、金ろう、銀ろう等の各種金属ペーストを用いることができる。ただし、ダイアタッチ材ＤＡ１としては、金属ペーストを用いることが好ましい。金属ペーストからは、実質的にアウトガスが生じないため、収納空間Ｓ２内の圧力をより低い状態に保つことができる（経時的な圧力の上昇を抑制することができる）。そのため、収納空間Ｓ２内に生じる熱対流を低減することができ、外部の熱による振動素子３および回路素子４の温度変動を効果的に低減することができる。
【０１０４】
以上、本発明の発振器、電子機器および移動体を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１…発振器、２…内側パッケージ、２１…ベース、２１１、２１１ａ、２１１ｂ…凹部、２１２、２１３…内部端子、２１４…外部端子、２１５…上面、２１６…底面、２１９…凹部、２２…リッド、２３…シールリング、２５１…接合部材、２５２…接合部材、３…振動素子、３１…振動基板、３２…電極、３２１、３２２…励振電極、３２３、３２４…パッド電極、３２５、３２６…配線、４…回路素子、４１…発振回路、４２…温度補償回路、４２１…感温素子、４３…能動面、４４…端子、５…外側パッケージ、５１…ベース、５１１、５１１ａ、５１１ｂ…凹部、５１３…内部端子、５１４…外部端子、５１５…上面、５１６…底面、５２…リッド、５３…シールリング、５５…金属バンプ、１１００…パーソナルコンピューター、１１０２…キーボード、１１０４…本体部、１１０６…表示ユニット、１１０８…表示部、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０６…送話口、１２０８…表示部、１３００…デジタルスチールカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１０…表示部、１５００…自動車、ＢＷ１、ＢＷ２…ボンディングワイヤー、ＤＡ１、ＤＡ２…ダイアタッチ材、Ｓ１、Ｓ２…収納空間、θ…角度
【図１】
2019153849.tif 000003
【図２】
2019153849.tif 000004
【図３】
2019153849.tif 000005
【図４】
2019153849.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019153849.tif 000012
【図１１】
2019153849.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019153849.tif 000015