(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶（１０）と、集積回路（２０）とが実装され、
この集積回路（２０）は、
前記水晶（１０）で駆動される発振器（２１）と、
分周回路（２２）と、
時計モジュールのパルス繰返し周波数の修正ファクタを前記分周回路（２２）に導入させる調整回路（２３）と、
前記修正ファクタを表すデータ（Ｎ）が入っているメモリ回路（２４）とを含む、
プリント基板（１）を含む時計モジュールのパルス繰返し周波数を調節する方法であって、
ａ）前記時計モジュールのパルス繰返し周波数を測定する工程と、
ｂ）前記時計モジュールのパルス繰返し周波数の前記修正ファクタを計算する工程と、
ｃ）前記修正ファクタを表す前記データ（Ｎ）を前記メモリ回路（２４）に格納する工程と、
を含み、
メモリ回路（２４）が、レーザで切断できる少なくともＮ個のヒューズ（Ｆ１、Ｆ２；Ｆ．１〜Ｆ．６；Ｆ．１＊〜Ｆ．６＊）から成るメモリ要素（２４．１〜２４．６）を含み、前記集積回路（２０）が、測定工程ａ）の前に、保護樹脂をまったく施さずに、前記プリント基板（１）上にあらかじめ実装され、
格納工程ｃ）が、
ｃ１）この時計モジュールを、レーザ装置の下にくるように調節する工程と、
ｃ２）抑止技法に基づいて前記分周回路による周波数ドリフトを補正することができる前記調整回路による時計モジュールのパルス繰返し周波数の修正ファクタを表す前記データ（Ｎ）を、Ｎビットにコード化するのに必要な前記ヒューズ（Ｆ１、Ｆ２；Ｆ．１〜Ｆ．６；Ｆ．１＊〜Ｆ．６＊）を前記レーザ装置を用いて切断する工程と、
を含み、
さらに、この格納工程ｃ）に後続して、
ｄ）前記保護樹脂を前記集積回路（２０）上に被着させる工程と、
を含み、
工程ｂ）で計算された前記修正ファクタが、工程ｄ）で、その後の前記保護樹脂の被着によって発生するオフセット値をさらに考慮に入れており、
前記オフセット値は、予備テストにより見積もられる
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
工程ａ）での前記時計モジュールのパルス繰返し周波数の測定を妨げないように、所定の光照射条件で行われることを特徴とする請求項１記載の時計モジュールのパルス繰返し周波数を調整する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、特に水晶に加えて、水晶で駆動される発振器と、複数のステージを有する分周回路と、分周回路の分周比の修正ファクタを導入できるようにする調整回路と、前記修正ファクタを表すデータが入っているメモリ回路とを含む集積回路を含む時計モジュールのパルス繰返し周波数を調整する方法に関する。
【０００２】
「パルス繰返し周波数を調整する方法」とは、分周回路の分周比の修正ファクタを導入して、その分周回路の出力部に供給されるパルスの周波数を、所定の範囲に入るように補正する方法を意味している。
【０００３】
さらに、「モジュール」とは、最終製品に実装できる状態にある半完成システムまたは中間システムをさしている。特に、以下の説明において、「時計モジュール」とは、様々な電子部品、特に水晶と前述の集積回路を含むプリント基板をさしている。
【０００４】
【従来の技術】
この発振器、特に水晶発振器の周波数を調整することは、とりわけ複雑で、かつ困難な作業である。スイス特許第５３４９１３号のプリアンブルにおいて説明される通り、このような調整は、水晶への機械的精密作業による第１の粗調整工程を経て、次に、パッケージに収容した水晶への第２の微調整工程を経て、最後に、調整システムまたはトリマシステムによる最終調整および老化補償の工程を経てなされる。
【０００５】
以上の工程は、困難で、かつ複雑であるという欠点を持ち、このことは、時計の費用に大きな影響を及ぼす。さらに、水晶の周波数安定性が、事実上、低下する。従って、スイス特許第５３４９１３号は、修正ファクタを導入して、分周回路の分周比に直接に影響を及ぼすことで、水晶の周波数安定性を向上させ、トリマを使用しないで済ますという効果を持つ満足すべき、かつ費用のかからない解決策を提案している。スイス特許第５３４９１３号に提案される分周回路は、論理状態が分周器の分周比を決定する補助電気入力部と、それらの補助電気入力部に接続されたメモリ回路を備えて、分周回路の分周比の修正ファクタを表すデータをコード化形式で格納するようになっている。
【０００６】
上述したシステムは、水晶発振器により供給された所定の数のパルスを周期的に抑止する、すなわち落とすように動作する。所定の数のパルスを追加するという別のやり方で動作するシステムが、さらに、スイス特許第５５８５５９号に提案されていることが述べられよう。
【０００７】
いずれのシステムが選択されても、その調整回路は、一般に、分周比の修正ファクタを表すデータが入っているメモリ回路に接続される。このデータは、好ましくは、不揮発性のやり方で格納され、従って、そのデータは、電池の交換中も、電源のしゃ断中も、失われることはない。
【０００８】
従来技術においては、メモリ回路の様々な実施例が知られている。特に、再プログラム可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ）、または追加のコンタクトパッドを用いる解決策が、一般に採用されている。
【０００９】
ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭは、修正ファクタを表すデータをコード化するのに十分なビット数を含む必要があるだけでなく、修正ファクタをプログラムするプログラミング・ロジックと、このようなプログラミングに必要な高圧を発生させるための電圧増倍回路を実装することも必要であるから、このタイプのメモリを用いると、それが集積回路の表面積として多大な投資が必要である。これは、特にＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭを集積化するのに必要な追加工程のために、集積回路の製造費用を事実上増加させることが明らかであり、それが、時計モジュールや時計自体の製造費用に反映される。
【００１０】
さらに、追加のコンタクトパッドを使用すると、プリント基板上の追加の接続導電路だけでなく、表面積に多大の投資（１ビット当り１つのコンタクトパッド）も必要となる。
【００１１】
さらに、このようなコンタクトパッドの実装はまた、集積回路や時計モジュールの製造費用を増加させることになる。
【００１２】
前述の解決策の相対的費用は、本質的に、集積回路の表面積、ビット数、ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭの任意の集積化のための追加製造費用によって決まることに気づかれよう。
【００１３】
さらに、どのような解決策が用いられようとも、集積回路の表面積が大きくなると、表面投資は、比例して少なくなり、数十ｍｍ2 の回路では、無視できるようになることも述べられよう。
【００１４】
また一方では、ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭの追加的製造工程に関連する相対的費用は、表面積の関数としては一定のままであり、従って、その費用がサイズの大きい回路では決定要素となる。言い替えれば、ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭビットの実装の追加的費用は、事実上、回路の表面積に比例し、このような理由で、追加コンタクトパッドを使用する解決策が、サイズの大きい回路では、さらに経済的となっている。
【００１５】
サイズの小さい回路（数ｍｍ2 ）では、この選択は、さらに議論の余地がある。表面積における投資は、比例して多大となる。
【００１６】
ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭの１ビットは、１つの追加コンタクトパッドよりも表面積が少なくてすむが、特にプログラミング・ロジックと電圧増倍回路によるある一定の投資を発生させる。こうして、ビット数が大きくなればなるほど、追加コンタクトパッドを用いた解決策と比べて、ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ解決策の方が、表面積の点から、それだけ経済的となる。逆に、表面単位での製造費用は依然として、比例して高くなる。
【００１７】
実際には、数ｍｍ2 の回路では、ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ解決策の表面積メリットが、追加の製造費用を相殺し、従って、以上の２つの解決策が経済的に同等である。
【００１８】
例示として、仏国特許出願第２，２３８，２８０号は、集積回路の外部からプログラムできるメモリ構成要素を含んでいる発振器とその発振器のディジタル周波数調整の方法を開示していることに気づかれよう。これらの構成要素は、一部がその状態を恒久的に変更するために短絡されているダイオードである。各構成要素は、集積回路の端子に接続される。
【００１９】
上に引用されたスイス特許第５３４９１３号は、それぞれが集積回路のプログラミング端子と結合している複数の個別のメモリ構成要素（例えば、電気的に変更できる）から成るメモリ回路の使用を提案している。
【００２０】
さらに、スイス特許第６２１０３６号は、分周回路の分周比を調整できるようにする別の集積システムも開示している。この集積システムには、一定レベルの電流を流せば切断できるヒューズ（集積回路の特定の金属被覆から成っている）から成るメモリ構成要素と直列にしたダイオードを含むメモリ回路が組み込まれている。各メモリ構成要素は、個々の電圧を組み合わせたものを、この集積回路の端子間に印加することで、ダイオードを用いて別々にアドレス指定できる。
【００２１】
前に引用された特許に提案される解決策は、修正ファクタを格納できるように、集積回路の既存および／または追加の接続端子の使用を必ず必要としていることに気づかれよう。時折り、いくつかの解決策では、メモリをプログラムする時に、いくつかの構成要素、特に電源の切離しがさらに必要となり、これにより、プログラミング作業が、時には長くなり、かつ複雑となることがある。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
こうして、本発明の目的は、集積回路に関して、その製造費用、従って時計モジュール自体の製造費用に大きな影響を及ぼさないように、複雑な作業を必要としない、時計モジュールのパルス繰返し周波数を調整する方法を提案することにある。
【００２３】
本発明の他の目的は、時計モジュールの大量生産または自動化生産にとりわけ適切な、時計モジュールのパルス繰返し周波数を調整する方法（すなわち、簡単で、かつ速い調整方法）を提案することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
それゆえ、本発明は、特に水晶に加えて、
前記水晶で駆動される発振器と、
分周回路と、
前記時計モジュールのパルス繰返し周波数の修正ファクタを前記分周回路に導入させる調整回路と、
前記修正ファクタを表すデータが入っているメモリ回路と、
を含む集積回路が実装されているプリント基板を含む時計モジュールのパルス繰返し周波数を調節する方法であって、
ａ）前記時計モジュールのパルス繰返し周波数を測定する工程と、
ｂ）前記時計モジュールのパルス繰返し周波数の前記修正ファクタを計算する工程と、
ｃ）前記修正ファクタを表す前記データを前記メモリ回路に格納する工程と、
を含み、
このメモリ回路が、レーザで切断できるヒューズから成るメモリ要素を含み、前記集積回路が、測定工程ａ）の前に、保護樹脂をまったく施さずに、前記プリント基板上にあらかじめ実装され、格納工程ｃ）が、
ｃ１）この時計モジュールを、レーザ装置の下にくるように調節する工程と、
ｃ２）前記時計モジュールのパルス繰返し周波数の修正ファクタを表す前記データをコード化するのに必要な前記ヒューズを、前記レーザ装置を用いて切断する工程と、
を含み、
さらに、この格納工程ｃ）に後続して、
ｄ）前記保護樹脂を前記集積回路上に被着させる工程と、
を含むことを特徴とする方法に関するものである。
【００２５】
本発明の一利点は、修正ファクタを表すデータの格納が、簡単に、かつ特に速く行われ、従って、このようなモジュールの大量生産にとりわけ適切であるという事実にある。こうして、本発明による調整方法が速く、かつ簡単であることから、事実上、確実に製造費用を減らすことができる。
【００２６】
さらに、本発明は、時計モジュール（すなわち、水晶、発振器、分周回路、分周比の調節回路、メモリ回路以外の電子構成要素を含む完成済みまたは中間の組立体）のパルス繰返し周波数を調節できるようにする利点も持っていることに気づかれよう。このようにすれば、時計モジュールのあらゆる電子構成要素の影響を考慮に入れて、前記の調整を行うことができる。
【００２７】
本発明の他の利点は、集積回路と時計モジュール自体の費用に、事実上、影響を及ぼさないという事実にある。特に、レーザで切断できるヒューズから成るメモリ要素を使用すれば、集積回路に関して、複雑で、かつ費用のかかる作業は必要なくなる。
【００２８】
【実施の形態】
本発明の他の特徴と利点は、もっぱら例示として与えられる添付図面を参照して、以下の説明を読めば、明らかになるであろう。
【００２９】
図１は、特に水晶１０と集積回路２０とを含むプリント基板１を含む時計モジュールの構成図である。この集積回路２０は、水晶１０で駆動され、通常３２７６８Ｈｚの周波数のパルスを供給する発振器２１を含む。この周波数は分周回路２２により複数回分周される。分周回路２２は１Ｈｚの周波数のパルスをその出力部に供給し、時間関連のデータを形成し、かつそれを表示できるようにしている。
【００３０】
従って、図１に示される例では、分周回路２２は、合計１５の２進分周ステージ２２．１〜２２．１５を含む。最初の２つのステージ２２．１と２２．２は、分周回路２２の分周比を補正する目的で使用される８１９２Ｈｚの周波数の信号を供給する。
【００３１】
こうして、調整回路２３は、分周比の修正ファクタを分周回路２２に導入させる。従って、メモリ回路２４には、分周回路２２用の分周比の修正ファクタを表すデータ（一般に、２進数Ｎの形式を取る）が入っている。
【００３２】
分周比を調整する様々な技法が、従来技術で知られていることが想起されよう。これらの技法の１つは、スイス特許第５３４９１３号に開示されていて、抑止技法と呼ばれるものであって、所定の期間の間、Ｎ個のパルスを落とすことである。以下の説明は、このような技法に基づいているが、もちろん、本発明は、他の公知技法（例えば、補足的な数のパルスを追加する技法）との類推から、それらに拡張できることは言うまでもない。
【００３３】
この調整方法は、本質的には、発振器２１の周波数と、標準発振器で供給される周波数との間に存在する周波数ドリフトを補正することにある。この周波数ドリフトは、ｐｐｍ（１００万分の１）の単位で測定される。この周波数ドリフトは、所定の期間Ｔh（抑止期間と呼ばれる）の間に、周期ＴiのＮ個のパルスを落とす抑止技法に基づいて補正することができる。
【００３４】
図１の例において、抑止は、分周回路２２の最初の２つの分周ステージ２２．１と２２．２の出力で、すなわち８１９２Ｈｚ（Ｔi ＝１２２μｓ）の周波数で供給されるパルスで行われる。こうして、このような抑止を周期的に（例えば、６０秒ごとに）行うことにより、このシステムの分解能は、２．０３ｐｐｍに達する。
【００３５】
このような分解能を用いて、十分な補正範囲（例えば、１００ｐｐｍ程度のもの）を得るためには、従って、このＮ個のパルスは、少なくとも６ビットのメモリ・ビットを必要とすることに気づかれよう。実際には、利用例にもよるが、この数は４〜９ビットであろう。
【００３６】
本発明により、メモリ回路２４には、レーザで切断できるヒューズから成るメモリ要素が含まれている。図２は、並列に接続され、それぞれがレーザで切断できる一対のヒューズＦ１とＦ２を含む６つのメモリ要素２４．１〜２４．６を含む６ビットのメモリ回路の第１の例を示している。各メモリ要素のヒューズＦ１とＦ２は、「高」電位線Ｖddと「低」電位線Ｖssとの間に直列に接続されている。従って、ヒューズＦ１かＦ２のいずれかが切断されると、ヒューズＦ１とＦ２の間にある中間点は、それぞれ、高電位Ｖdd、または低電位Ｖssになる。こうして、分周回路２２の分周比の修正ファクタを表すデータ（２進数Ｎ）をコード化する作業は、レーザを用いて、ヒューズＦ１かＦ２のいずれかを切断すれば、容易に成し遂げられる。
【００３７】
図３は、それぞれが、レーザで切断できるヒューズＦ．１〜Ｆ．６とインタフェース回路Ｌ．１〜Ｌ．６とを組み合わせたものを含んでいる６つのメモリ要素２４．１〜２４．６を含む６ビットのメモリ回路の第２の例を示している。インタフェース回路ＬとヒューズＦは、「高」電位線Ｖddと「低」電位線Ｖssとの間に直列に接続されている。このインタフェース回路は、ヒューズで定められる入力状態をコピーできるラッチの形式で、当業者により、従来のやり方で形成される。この目的で、このラッチには、起動時に、ラッチの出力Ｌｏｕｔが関連ヒューズの状態で定められる対応する状態となるローディング入力部ＣＫＰがさらに含まれる。この場合、ラッチの出力Ｌｏｕｔは、ヒューズが切断されれば「高」状態を取り、またヒューズが元のままであれば「低」状態を取る。
【００３８】
図４は、６ビットのメモリ回路の他の例を示している。この解決策は、一部分、分周回路２２の抑止ロジックを組み入れている。直列に接続された６つのメモリ要素２４．１〜２４．６はそれぞれ、トランジスタＴ１〜Ｔ６と並列に接続されたヒューズＦ．１*〜Ｆ．６*を含む。各トランジスタは、上の説明に基づいて抑止を行う分周回路２２の６つの分周ステージのクロック信号により、それぞれ制御される。
【００３９】
ヒューズが元のままであれば、トランジスタは短絡し、また、その入力部のクロック信号は何の影響もない。ヒューズが切断されれば、トランジスタは、分周回路２２の抑止に影響をおよぼす。ヒューズＦ．１*〜Ｆ．６*の中で、いくつかのヒューズを選択的に切断すれば、分周回路２２の分周比を調整することができる。
【００４０】
レーザで切断できるヒューズの使用は、電流で切断されるヒューズの使用に対して、事実上の利点となることに気づかれよう。実際、これらのヒューズは、レーザ装置を用いて、集積回路上で直接、選択的に切断することができる。従って、この処理は、いかなる個々の端子やアドレス指定手段の使用も必要としない。レーザで切断できるヒューズの使用は、集積回路に関して、表面積の点から、多大の投資をまったくともなわないから、あらゆる公知の解決策よりもはるかに経済的である。
【００４１】
このようなヒューズは、集積回路２０の製造工程の１つの間に、同時に容易に作ることができるから、集積回路に関しては、追加的な製造費用は発生しない。すでに述べた通り、ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭの集積化、または追加のコンタクトパッドは、追加の製造費用をともなうことになろう。
【００４２】
しかしながら、レーザで切断できるヒューズの使用は、単刀直入に言って、当業者にとっては、最も適切な解決策であるとは思われない。実際、当業者は、レーザで切断できるヒューズの使用に関係のある様々な制約や困難に直面する。以下の説明において、これらの拘束や困難を簡単に述べてみよう。
【００４３】
第１の制約として、集積回路上のヒューズを選択的に切断できるようにするレーザビームの使用は、保護樹脂を集積回路上へ被着させる前に、このような処置を行う必要があることを暗に示しているという事実がある。保護樹脂（この場合、特定の放射を通す必要があろう）を貫くレーザを用いて、ヒューズの切断を進めることは予想できない。つまり、こうすれば、そのような被着の利点（特に、周囲の不純物や光から集積回路を守ること）を完全に消滅させるという影響を受けることになるからである。
【００４４】
さらに、後に、この保護樹脂を被着させれば、集積回路の電気的性質、従って集積回路の周波数の性質が変更されることに気づかれよう。そのため、分周回路に対して修正ファクタを計算する時に、このような影響を補償する必要がある。
【００４５】
他の制約として、この光照射条件も、集積回路の性質に対して無視できない影響を及ぼすという事実がある。従って、この調整作業、特に時計モジュールのパルス繰返し周波数の測定作業は、好ましくは、適正に決定された光照射条件において行われる。
【００４６】
本発明による時計モジュールのパルス繰返し周波数の調整方法は、パルス繰返し周波数の調整自体を行う前に、予備の準備ステージを必要とする。
【００４７】
この準備ステージは、分周回路の分周比の修正ファクタを表すデータ（２進数Ｎ）を、上の説明に基づいてコード化できるようにするのに必要な数のヒューズをあらかじめ実装することにある。
【００４８】
さらに、この準備ステージは、集積回路上に保護樹脂を施す（「ポッティング」）ことなく、時計モジュール上に様々な電子部品（すなわち、特に水晶と集積回路）を実装することにある。
【００４９】
この準備ステージが終わると、時計モジュールは、いつでも実際の調整作業を受けられる。
【００５０】
こうして、この調整ステージは、外部装置を用いて時計モジュールのパルス繰返し周波数を測定する（すなわち、前に説明された通り、水晶発振器の周波数と、標準発振器の周波数との間のドリフトを測定する）ことにある。
【００５１】
集積回路の特徴を妨げないように、この測定は、好ましくは、適正に決定された光照射条件において行われる。
【００５２】
この周波数ドリフトから、修正ファクタを計算する。この修正ファクタは、抑止技法の場合に、ある所定の期間Ｔh の間に落とされるパルスの数に対応する２進数Ｎを計算して決定されることが想起されよう。
【００５３】
さらに、修正ファクタが計算される時に、様々な周囲の影響、特に光照射条件、およびその後の保護樹脂の被着を考慮に入れることも述べられよう。この影響は、実験として、オフセット値を決定できるようにする一連の予備テストにより見積もることができる。次に、このオフセット値は、修正ファクタを計算する時に考慮に入れられる。
【００５４】
以下の工程は、計算された修正ファクタを表すデータ（２進数Ｎ）を格納することにある。この目的で、時計モジュールは、レーザ装置の下にくるように調節される。特に、レーザで切断できるヒューズを含む集積回路の、あるゾーンに対して、本質的にレーザ装置を位置調節するように注意が払われよう。
【００５５】
このような位置調節作業が行われると、レーザ装置を作動させて、修正ファクタを表すデータ（２進数Ｎ）をコード化するのに必要なヒューズを選択的に切断する。
【００５６】
コード化作業が行われると、次に、保護樹脂を集積回路上に被着させることができる。
【００５７】
次に、特に時計モジュールのパルス繰返し周波数の最終テスト工程を含め、上記の調整ステージに続く工程が実行される。
【００５８】
【発明の効果】
こうして、本発明により時計モジュールのパルス繰返し周波数を調整する方法は、大量生産と、このような作業の自動化にとりわけ適切であることがわかる。従って、本発明による調整方法により、製造方法を非常に簡単にすることができ、また製造費用の点から事実上の利益を得ることができることに気づかれよう。
【００５９】
時計モジュールのパルス繰返し周波数を調整する方法に対しては、本発明の範囲から逸脱せずに、多数の変形例が可能なことはいうまでもない。従って、本発明は、抑止技法による時計モジュールのパルス繰返し周波数の調整に限定されるだけでなく、パルス追加調整技法との類推からも応用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  水晶、発振器、分周回路、調節回路、メモリ回路を含め、時計モジュールのブロック図である。
【図２】  レーザで切断できるヒューズから成るメモリ要素を含む６ビットメモリ回路の説明図である。
【図３】  レーザで切断できるヒューズから成るメモリ要素を含む６ビットメモリ回路の別の例の説明図である。
【図４】  レーザで切断できるヒューズから成るメモリ要素を含む６ビットメモリ回路のさらに別の例を示した説明図である。
【符号の説明】
１  プリント基板
１０  水晶
２０  集積回路
２１  発振器
２２  分周回路
２３  調整回路
２４  メモリ回路
【図１】
0004805439.tif 000002
【図２】
0004805439.tif 000003
【図３】
0004805439.tif 000004
【図４】
0004805439.tif 000005