(57)【要約】【目的】起動時の温度補償動作を良好にして周波数安定度を維持した表面実装用の温度補償発振器を提供する。【構成】発振回路６及び温度補償機構７を集積化したＩＣチップ２を凹状とした容器本体１の内底面にバンプ８を用いて固着し、前記容器本体１の内壁段部に水晶片３の一端部両側を固着した表面実装用の温度補償水晶発振器において、前記ＩＣチップ２の側面外周に熱伝導粒子が接着母体に混入された熱伝導性接着剤１４を塗布した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路及び温度補償機構を集積化したＩＣチップを凹状とした容器本体の内底面にバンプを用いて固着し、前記容器本体の内壁段部に水晶片の一端部両側を固着した表面実装用の温度補償水晶発振器において、前記ＩＣチップの側面外周に熱伝導粒子が接着母体に混入された熱伝導性接着剤を塗布したことを特徴とする表面実装用の温度補償水晶発振器。
【請求項２】
請求項１において、前記接着母体はエポキシ系であって前記熱伝導粒子は絶縁物質である表面実装用の温度補償水晶発振器。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記熱伝導粒子は粒子が前記ＩＣチップと前記容器本体の内底面との間隙よりも大きい粒径である表面実装用の温度補償水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用の温度補償水晶発振器（以下、温度補償発振器とする）を技術分野とし、特に起動時の温度補償を確実にした表面実装発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
表面実装用の温度補償発振器は、小型・軽量であって温度変化に対する周波数安定度が高いことから、特に温度環境の変化する携帯電話等の携帯機器に周波数源として内蔵される。このようなものの一つに、温度補償機構及び発振回路をＩＣチップ内に集積化して水晶片とともに密閉封入した温度補償発振器がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第２図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装用とした温度補償発振器の断面図、同図（ｂ）は概略回路ブロック図、同図（ｃ）は水晶片の平面図である。
【０００４】
温度補償発振器は内壁段部を有する凹状とした容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを収容し、金属カバー４を被せてなる。容器本体１は積層セラミックからなり、外底面に実装端子５を、外側面に図示しない温度補償データの書込端子を有する。容器本体１の内底面には図示しない回路端子を、内壁段部に水晶保持端子を有する。
【０００５】
ＩＣチップ２は回路機能面としての一主面に図示しないＩＣ端子を有し、水晶振動子（水晶片３）を除く発振回路６及び温度補償機構７を集積化する。ＩＣ端子は少なくとも一対の水晶端子、電源、出力及びアース端子を有し、さらに温度補償データの書込端子等を有する。各ＩＣ端子はＩＣチップ２の回路機能面である一主面の少なくとも対角部を含む両辺側に形成される。
【０００６】
そして、ＩＣチップ２の一主面が容器本体１の内底面に対向し、バンプ８を用いた超音波熱圧着によって各ＩＣ端子が内底面上の回路端子に固着（接続）する。あるいは、少なくとも表面を半田としたバンプをリフローによって固着する。各ＩＣ端子（回路端子）はそれぞれ対応する容器本体１の実装端子５、水晶保持端子及び書込端子に接続する。
【０００７】
この場合、ＩＣチップ２の一主面と容器本体１の内底面との間はそのままとし、所謂回路機能面を保護する樹脂（所謂アンダーフィル）は塗布しない。これは、ＩＣチップ２が水晶片３とともに密閉封入され、外部と遮断されて保護されるので、アンダーフィルを要しないことによる。
【０００８】
発振回路６は例えば図示しないＣＭＯＳからなるインバータ増幅素子、及び帰還回路としての共振回路からなる。共振回路は水晶振動子（水晶片３）とＩＣチップ２内の分割コンデンサからなる。温度補償機構７は周囲温度を検出する抵抗等からなる温度センサを有し、周囲温度に応答した補償電圧Ｖcを生成する。補償電圧Ｖcは予め測定された周波数温度特性に基づく、書込端子からの温度補償データによって生成される。
【０００９】
水晶片３は両主面に励振電極９を有し、一端部両側に引出電極１０を延出する。引出電極１０の延出した一端部両側は、内壁段部の水晶保持端子に導電性接着剤１１によって固着される。そして、ＩＣチップ２の水晶端子に電気的に接続し、分割コンデンサと共振回路を形成する。金属カバー４は容器本体１の開口端面に設けた金属リング１２にシーム溶接等によって接合される。
【００１０】
このようなものでは、温度補償機構７の温度センサによる抵抗値（周囲温度）の変化に基づく補償電圧Ｖcを、発振回路６（発振ループ）内に挿入された電圧可変容量素子１３に印加する。これにより、水晶振動子から見た負荷容量が可変するので、特に水晶振動子（水晶片３）に依存した例えば３次曲線となる周波数温度特性を平坦にし、温度に対する周波数安定度を高める。
【特許文献１】特開２００３−１０１３４８号公報（例えば第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の温度補償発振器では、周波数安定度が起動時に損なわれて規格を充分に満足しない問題があった。すなわち、温度補償発振器の起動時には、ＩＣチップ２内に生ずる回路電流に起因した特に発振用増幅器や緩衝増幅器等の能動素子による発熱によって、ＩＣチップ２自体の温度が周囲温度よりも高くなる。
【００１２】
これに対し、水晶振動子（水晶片３）は周囲温度に応答した振動周波数で動作する。したがって、ＩＣチップ２に集積化された温度補償機構内の温度センサは、水晶振動子（水晶片３）の動作温度よりも高い温度を検出し、これに基づく補償電圧Ｖcを電圧可変容量素子１３に印加する。例えば水晶振動子は公称周波数ｆoとなる２５℃で動作しているにも拘わらず、温度センサはこれより高い例えば３０℃を検出する。
【００１３】
そして、温度補償機構７は検出温度３０℃に基づく補償電圧Ｖcを電圧可変容量素子１３に印加する。したがって、発振周波数ｆは公称周波数ｆoから変化するので、起動時には周波数安定度を悪化させる。但し、起動時からの時間の経過とともにＩＣチップ２と水晶片３との温度が接近して同一になれば、温度補償動作は正常に機能して周波数安定度を規格内に満足する。
【００１４】
この場合、特に、携帯電話ではクロック周波数に応答して温度補償発振器が起動され、ＯＮ・ＯＦＦ動作が繰り返される。したがって、起動時におけるＩＣチップ２と水晶振動子との温度差による温度補償動作の誤動作は問題を大きくする。なお、電源電圧の省力化のため、クロック周波数にて間欠的に動作する。
【００１５】
（発明の目的）
本発明は起動時の温度補償動作を良好にして周波数安定度を維持した表面実装用の温度補償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】
【００１６】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１に示したように、発振回路及び温度補償機構を集積化したＩＣチップを凹状とした容器本体の内底面にバンプを用いて固着し、前記容器本体の内壁段部に水晶片の一端部両側を固着した表面実装用の温度補償水晶発振器において、前記ＩＣチップの側面外周に熱伝導粒子が接着母体に混入された熱伝導性接着剤を塗布したことを特徴とする表面実装用の温度補償水晶発振器。
【発明の効果】
【００１７】
このような構成であれば、ＩＣチップの側面外周に熱伝導性接着剤を塗布するので、起動時の回路電流による発熱を放出できる。したがって、起動時における温度センサの検出温度と水晶振動子の動作温度を近接して、温度補償動作を正常にする。これにより、周波数安定度を高められる。また、ＩＣチップの側面外周は熱伝導性接着剤によって固着されるので、ＩＣチップの容器底面に対する固着強度を高められる。
【００１８】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記接着母体はエポキシ系であって前記熱伝導粒子は絶縁物質とする。これにより、接着母体をエポキシ系とするのでシリコン系に比較して接着強度を高める。また、熱伝導粒子を絶縁物質とするので、絶縁性を確保して熱伝導性を高められる。
【００１９】
同請求項３では、請求項１又は２において、前記熱伝導粒子は粒子が前記ＩＣチップと前記容器本体の内底面との間隙よりも大きい粒径とする。これにより、ＩＣチップと容器本体の内底面との間に熱伝導粒子が侵入しないので、ＩＣチップの回路機能面を傷つけることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１図は本発明の一実施形態を説明する表面実装用の温度補償発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー及び金属リングを除く平面図である。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。
【００２１】
温度補償発振器は、前述同様に、発振回路６及び温度補償機構７を集積化したＩＣチップ２の回路機能面を容器本体１の内底面にバンプ８を用いた超音波熱圧着やリフローによって固着する。また、引出電極１０の延出した水晶片３の一端部両側を容器本体１の内壁段部に導電性接着剤１１によって固着する。そして、容器本体１の開口端面に金属カバー４を接合して密閉封入する。
【００２２】
この実施形態では、ＩＣチップ２の側面外周のすべてに熱伝導性接着剤１４を塗布する。この場合、ＩＣチップ２の側面外周は容器本体１の内底面に熱伝導性接着剤１４によって固着される。ここでは、ＩＣチップ２の外周と容器本体１の内壁との間に充填される。熱伝導性接着剤１４は接着母体をエポキシ系として、図示しないセラミックからなる熱伝導粒子が接着母体に混入される。
【００２３】
そして、熱伝導粒子は粒径20μｍ以上として200μｍ以下とし、ＩＣチップ２の回路機能面（一主面）と容器本体１の内底面との間隙、即ち概ねバンプの高さ15〜20μｍよりも大きくする。これにより、接着母体は回路機能面と内底面との間に侵入しても、熱伝導粒子の侵入を防止する。
【００２４】
このような構成であれば、温度補償発振器の起動時に回路電流によってＩＣチップ２が発熱しても、熱伝導性接着剤１４を経て積層セラミックからなる容器本体１に放熱される。この場合、ＩＣチップ２に対する容器本体１の体積は格段に大きくて熱容量も大きいので、ＩＣチップ２の温度上昇を抑制する。ここでは、熱伝導性接着剤１４が容器本体の内底面のみならず、内壁にも接着するので放熱効果を高める。
【００２５】
したがって、温度補償発振器の起動時におけるＩＣチップ２に集積化された温度補償機構７の温度センサによる検出温度を、水晶振動子の動作温度に近接できる。このことから、起動時においても、水晶振動子の実際の動作温度を検出して正常な温度補償ができ、周波数安定度を高められる。特に、携帯電話のように、クロックパルスに応答して間欠的に動作する温度補償発振器では有用になる。
【００２６】
また、ＩＣチップ２の側面外周を全周にわたって固着するので、バンプ８のみによる場合に比較して、容器本体１の内底面に対して固着強度を高められる。そして、接着母体をエポキシ系とするので、例えばシリコン系よりも固着強度をさらに高める。さらに、熱伝導粒子として絶縁物例えばアルミナセラミックとするので、絶縁性を充分に確保して熱伝導性を高める。
【００２７】
さらに、熱伝導粒子をＩＣチップ２の回路機能面である一主面と容器本体の内底面との間隙よりも大きくして、熱伝導粒子の侵入を防止する。したがって、ＩＣチップの回路機能面を傷つけることなく、熱伝導性接着剤１４によって放熱できる。
【００２８】
（他の事項）
上記実施形態では熱伝導性接着剤１４はＩＣチップ２の側面外周のすべてと容器本体１の内壁面との間に充填（塗布）したが、必要に応じて断続的に塗布しても、例えば温度センサの位置する側面外周のみとしても、ＩＣチップのみの側面外周として固着してもよく、基本的には起動特性との観点から塗布できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を説明する表面実装用の温度補償発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー及び金属リングを除く平面図である。
【図２】従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装用とした温度補償発振器の断面図、同図（ｂ）は概略回路ブロック図、同図（ｃ）は水晶片の平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  容器本体、２  ＩＣチップ、３  水晶片、４  金属カバー、５  実装端子、６  発振回路、７  温度補償機構、８  バンプ、９  励振電極、１０  引出電極、１１  導電性接着剤、１２  金属リング、１３  電圧可変容量素子、１４  熱伝導性接着剤。
【図１】
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【図２】
2007295159.tif 000004