(57)【要約】【課題】  小型化に対応させる。【解決手段】  第一の凹部Ｋ１が形成された第一の容器体１０と、第一の凹部Ｋ１内の底面に搭載される第一の集積回路素子２０と、第一の凹部Ｋ１内であってこの第一の集積回路素子２０に接着される第二の集積回路素子３０と、第二の凹部Ｋ２を有し第一の凹部Ｋ１を封止しつつ第二の集積回路素子３０が接続される第二の容器体４０と、第二の凹部Ｋ２内の底面に搭載される圧電振動素子６０と、第二の凹部Ｋ２を封止する蓋体５０とを備え、第一の集積回路素子２０には少なくとも温度センサが備えられ、第二の集積回路素子３０には少なくとも発振回路が備えられて構成されることを特徴とする。【選択図】      図１
2008219123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の凹部が形成された第一の容器体と、
前記第一の凹部内の底面に搭載される第一の集積回路素子と、
前記第一の凹部内であってこの第一の集積回路素子に接着される第二の集積回路素子と、
第二の凹部を有し前記第一の凹部を封止しつつ前記第二の集積回路素子が接続される第二の容器体と、
前記第二の凹部内の底面に搭載される圧電振動素子と、
前記第二の凹部を封止する蓋体とを備え、
前記第一の集積回路素子には少なくとも温度センサが備えられ、前記第二の集積回路素子には少なくとも発振回路が備えられて構成されることを特徴とする温度補償型圧電発振器。
【請求項２】
三次関数発生回路及び／又は一次関数発生回路を前記第一の集積回路素子又は前記第二の集積回路素子に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の温度補償型圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる温度補償型圧電発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、携帯用通信機器等の電子機器に温度補償型圧電発振器が用いられている。従来の温度補償型圧電発振器２００は、例えば、図３に示すように、凹部Ｋ１を有し、その凹部Ｋ１内に集積回路素子２２０を搭載した第一の容器体２１０が、圧電振動素子２６０が凹部Ｋ２内部に搭載されて蓋体２５０で気密封止される第二の容器体２４０に接合されて構成されている。このような温度補償型圧電発振器２００は、集積回路素子２２０を搭載するために、集積回路素子２２０より大きい凹部Ｋ１が第一の容器体２１０に形成されている。また、第二の容器体２４０と接合し、この第二の容器体２４０を支持する必要があるために、第一の容器体２１０の壁厚は、第二の容器体２４０を支持するに足りる厚さとなっている。例えば、第一の容器体２１０の壁厚は、第二の容器体２４０の壁厚より厚くなるように形成されている（例えば、特許文献１参照）。
また、図４に示すように、図３に示すような第一の容器体２１０を用いずに、第二の容器体３４０の四隅に球状の導電体３７０を設けて外部接続端子とし、第二の容器体３４０の中央部分に集積回路素子３２０を搭載する構成の温度補償型圧電発振器３００が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３６８１４号公報（段落００１３〜００３０、図２）
【特許文献２】特開２００３−４６２５１号公報（段落００１０〜００２３、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のような第一の容器体と第二の容器体とを用いた構造の温度補償型圧電発振器の場合、小型化を進めようとすると、集積回路素子を搭載する凹部の大きさを確保しなければならないため、第一の容器体の壁厚が薄くなり、第二の容器体を支持できなくなる恐れがある。
また、第一の容器体を用いずに外部接続端子に球状の導電体を用いた構造の温度補償型圧電発振器の場合、小型化を進めようとすると、球状の導電体の直径を小さくするのが困難となる。
【０００５】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、小型化に対応した温度補償型圧電発振器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、本発明の温度補償型圧電発振器は、第一の凹部が形成された第一の容器体と、前記第一の凹部内の底面に搭載される第一の集積回路素子と、前記第一の凹部内であってこの第一の集積回路素子に接着される第二の集積回路素子と、第二の凹部を有し前記第一の凹部を封止しつつ前記第二の集積回路素子が接続される第二の容器体と、前記第二の凹部内の底面に搭載される圧電振動素子と、前記第二の凹部を封止する蓋体とを備え、前記第一の集積回路素子には少なくとも温度センサが備えられ、前記第二の集積回路素子には少なくとも発振回路が備えられて構成されることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の温度補償型圧電発振器は、前記構成において、三次関数発生回路及び／又は一次関数発生回路を前記第一の集積回路素子又は前記第二の集積回路素子に備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
このような本発明の温度補償型圧電発振器によれば、従来より用いられている集積回路素子の機能が、第一の集積回路素子と第二の集積回路素子とに別々に分割されているので、従来よりも第一の集積回路素子と第二の集積回路素子との主面の面積が小さくなり、これらを重ねて接合することにより、従来どおり温度補償が行えつつ小型の温度補償型圧電発振器とすることができる。
また、第一の容器体に接合する第一の集積回路素子と第二の容器体に接合する第二の集積回路素子とを重ねて接合するので、第二の容器体の支持を安定させることができ、小型化に対応することができる。
【０００９】
また、本発明の温度補償型圧電発振器によれば、第一の凹部が形成された第一の容器体と、前記第一の凹部内の底面に搭載される第一の集積回路素子に発振回路を設け、第二の集積回路素子に温度センサを設ける構成とすることで、第二の平板部を境界として上下面に圧電振動素子と温度センサとが配置される構成となり、圧電振動素子と温度センサで感知する温度差が生じにくく、正確な温度補償を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器の一例を示す断面図であり、図２は本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器の一例を示す斜視図である。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器１００は、第一の容器体１０、第一の集積回路素子２０、第二の集積回路素子３０、第二の容器体４０、蓋体５０、圧電振動素子６０とから主に構成されている。
【００１１】
図１に示すように、圧電振動素子６０は、所定の結晶軸でカットした圧電片６１の両主面に励振電極６２を対向して被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の励振電極６２を介して圧電片６１に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっている。なお、この励振電極６２は、引き回しパターンと接続して圧電片６１の端部側へ引き回されている。
この圧電振動素子６０は、導電性接着剤Ｄを介して後述する第二の容器体４０の第二の搭載パッド４３に実装される。これにより、圧電振動素子６０は第二の搭載パッド４３と電気的に接続された状態となる。
【００１２】
図１に示すように、第一の容器体１０は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料から成る第一の平板部１１と、第一の平板部１１と同様のセラミック材料から成る第一の枠部１２とからなり、第一の平板部１１の一方の主面に第一の枠部１２を設けて一体として第一の凹部Ｋ１が形成されている。
第一の凹部Ｋ１の底面となる第一の平板部１１の一方の主面には、第一の集積回路素子２０を搭載するための第一の搭載パッド１３が形成されている。この第一の搭載パッド１３に後述する第一の集積回路素子２０が半田バンプやＡｕバンプ等を介して電気的に接続される。
【００１３】
ここで、第一の枠部１２は、第一の凹部Ｋ１を大きく形成するために、内部配線Ｈ１、Ｈ２が設けられる程度に、第二の容器体４０の第二の枠部４２の厚みよりも薄く形成されている。また、第一の枠部１２は、第一の凹部Ｋ１内に後述する第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０とを囲える高さで形成される。
【００１４】
この第一の容器体１０は、第一の凹部Ｋ１が形成されている側の主面の四隅に第二の容器体４０の端子パッド４５と接合されるための接合層が形成されている。言い換えれば、第一の枠部の頂面の四隅に前記接合層が形成されている。
また、第一の容器体１０の第一の平板部１１において、第一の凹部Ｋ１の底面となる主面とは反対側の主面の四隅に外部接続端子Ｇが形成されている。
【００１５】
図１に示すように、第二の容器体４０は、第二の平板部４１と第二の枠部４２とから構成され、第二の平板部４１と第二の枠部４２とを一体で形成して第二の凹部Ｋ２が形成される。
【００１６】
この第二の平板部４１において、第二の凹部Ｋ２内の底面となる第二の平板部４１の一方の主面に、圧電振動素子６０の励振電極６２と接続する引き回しパターンに対応した位置に第二の搭載パッド４３が設けられている。また、第二の平板部４１の他方の主面において、第二の平板部４１の四隅に端子パッド４５が設けられている。図１に示すように、この端子パッド４５の間であって、第二の平板部４１の中央部に第二の集積回路素子３０を搭載するための第三の搭載パッド４４が設けられている。
この第三の搭載パッドに後述する第二の集積回路素子３０が半田バンプやＡｕバンプ等を介して電気的に接続される。
【００１７】
このようにして構成される第一の容器体１０と第二の容器体４０とは、図２に示すように、第一の容器体１０の第一の凹部Ｋ１が塞がれた状態となるように接合されるので、外部からの不要物の浸入を抑えることができる。
【００１８】
本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器１００は、周囲の温度変化によって補償を行いつつ発振するための回路として、周囲の温度状態を検知する温度センサ、圧電振動素子６０の温度特性を補償する温度補償データを有し、温度補償データに基づいて圧電振動素子６０の振動特性を温度変化に応じて補正する三次関数発生回路及び一次関数発生回路から構成される温度補償回路、温度補償回路に接続されて所定の発振出力を生成する発振回路等が必要となる。この発振回路で生成された発振出力は、外部に出力された後、例えばクロック信号等の基準信号として利用されることとなる。
【００１９】
ここで、本発明の実施形態においては図１に示すように、第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０とが重ね合わせた状態で用いられる。つまり、回路形成面を第一の容器体１０に形成された第一の凹部Ｋ１の底面に向けた状態で第一の集積回路素子２０が第一の搭載パッド１３に搭載され、第二の集積回路素子３０の回路形成面が第二の容器体４０の方向に向けた状態で、第一の集積回路素子２０に第二の集積回路素子３０が接着された構造となっている。言い換えれば、第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０との接着は、回路形成面が設けられていない主面同士を重ね合わせて行われる。
【００２０】
第一の集積回路素子２０は、一方の主面に設けられる回路形成面に発振回路が設けられており、前記第一の容器体１０に形成されている第一の凹部Ｋ１内であってその底面に搭載される。
【００２１】
第二の集積回路素子３０は、回路形成面に周囲の温度状態を検知する温度センサが設けられており、前記第一の容器体１０に形成されている第一の凹部Ｋ１内であって第一の集積回路素子２０の他方の主面に、例えば、絶縁性接着剤Ｓ等により接着される。
【００２２】
第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０との接着は、例えば、第一の容器体１０に第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０とを搭載した状態で第二の容器体４０を第一の容器体１０に接合しても良いし、第二の集積回路素子３０を搭載した第二の容器体４０に第一の集積回路素子２０を搭載した第一の容器体１０を接合しても良い。この場合、第一の容器体１０と第二の容器体４０とを重ねたときに、第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０とを接着させる。なお、第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０との接着は、例えば、絶縁性接着剤等を第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０とのいずれか一方、又は両方に塗布しておくことでなされる。
【００２３】
温度補償回路を構成する三次関数発生回路と一次関数発生回路とは、その総て又はいずれかが第一の集積回路素子２０又は第二の集積回路素子３０に設けられる。
例えば、第一の集積回路素子２０に発振回路と三次関数発生回路と一次関数発生回路とを設け、第二の集積回路素子３０に温度センサを設けても良いし、これに換えて、三次関数発生回路と一次関数発生回路と温度センサを第二の集積回路素子３０に設けても良い。
また、第一の集積回路素子２０に発振回路と三次関数発生回路とを設けて、第二の集積回路素子３０に温度センサと一次関数発生回路を設けても良いし、第一の集積回路素子２０に発振回路と一次関数発生回路とを設けて、第二の集積回路素子３０に温度センサと三次関数発生回路を設けても良い。
【００２４】
このように、第一の集積回路素子２０に発振回路を設け、第二の集積回路素子３０に温度センサを設けた構成としたので、第二の平板部４１を境界として、この第二の平板部４１の一方の主面に圧電振動素子６０が搭載され、他方の主面に温度センサを備えた第二の集積回路素子３０が搭載される構成となるため、圧電振動素子６０と温度センサとの温度差が小さくなり、正確な温度補償を行うことができる。
【００２５】
第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０は第二の平板部４１と第一の容器体１０の第一の枠部１２と第一の平板部１１の内部配線Ｈ１を介して電気的に接続されている。また、第二の集積回路素子３０は第二の容器体４０の第二の平板部４１と第一の容器体１０の第一の枠部１２と第一の平板部１１の内部配線Ｈ２により外部接続用電極端子Ｇにも接続されている。これにより、第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０とに発振回路と温度センサとを分離したので、第一の集積回路素子２０と第二の集積回路素子３０との平面視における外形面積を小さくすることができる。
【００２６】
図１，２に示すように、蓋体５０は、４２アロイやコバール、リン青銅等からなり、一方の主面に封止材５１が設けられている。蓋体５０は、第二の搭載パッド４３に実装されている圧電振動素子６０を第二の凹部Ｋ２内に搭載された状態で封止材５１と第二の容器体４０に設けられたメタライズ層（図示せず）とを接合することにより、第二の凹部Ｋ２を気密封止する。
【００２７】
このような本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器１００は、特に平面視における外形寸法が、２．５ｍｍ×２．０ｍｍ以下となる場合に効果を奏する。
【００２８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
前記のとおり、第一の集積回路素子に発振回路が設けられ、第二の集積回路素子に温度センサが設けられていれば、温度補償のための三次関数発生回路と一次関数発生回路とは、第一の集積回路素子と第二の集積回路素子とのどちらに設けられていても良い。
また、適宜、書込み端子を第一の容器体の側面に設けて、所定の情報を集積回路素子に書き込めるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る温度補償型圧電発振器の一例を示す斜視図である。
【図３】従来の温度補償型圧電発振器の一例を示す断面図である。
【図４】他の従来の温度補償型圧電発振器の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    第一の容器体
１１    第一の平板部
１２    第一の枠部
１３    第一の搭載パッド
２０    第一の集積回路素子
３０    第二の集積回路素子
４０    第二の容器体
４１    第二の平板部
４２    第二の枠部
４３    第二の搭載パッド
４５    端子パッド
４４    第三の搭載パッド
５０    蓋体
６０    圧電振動素子
６１    圧電片
６２    励振電極
Ｋ１    第一の凹部
Ｋ２    第二の凹部
Ｈ１、Ｈ２  内部配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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