(57)【要約】【課題】より小型化できるようにする。【解決手段】温度補償型圧電発振器は、圧電振動片と、前記圧電振動片に電気的に接続した複数のコンデンサ素子からなるコンデンサアレイチップ３８とを有する。コンデンサアレイチップ３８は、能動面にトリミング窓５０が設けてある。トリミング窓５０には、コンデンサアレイチップ３８を構成している複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコンデンサ素子の配線パターンに設けたトリミング部５２を露出させていて、レーザにより切断可能となっている。【選択図】図５
2007189490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、前記圧電振動片に電気的に接続した複数のコンデンサ素子からなる集積
化コンデンサアレイとを有し、
前記集積化コンデンサアレイは、前記複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコンデ
ンサ素子の配線パターンに、レーザにより切断可能なトリミング部が設けてある、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
圧電振動片と、
前記圧電振動片に電気的に接続した複数のコンデンサ素子からなる集積化コンデンサア
レイと、前記集積化コンデンサアレイに電気的に接続したサーミスタとを備えた温度補償
回路と、
を有することを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電デバイスにおいて、
前記集積化コンデンサアレイは、前記複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコンデ
ンサ素子の配線パターンに、レーザにより切断可能なトリミング部が設けてあることを特
徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
請求項１または３に記載の圧電デバイスにおいて、
前記圧電振動片は、パッケージ内に収容してあり、
前記集積化コンデンサアレイは、前記トリミング部に前記レーザを照射可能に前記パッ
ケージに取り付けてある、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電デバイスにおいて、
前記集積化コンデンサアレイは、前記圧電振動片とともにパッケージ内に収容してある
、
ことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
請求項４に記載の圧電デバイスにおいて、
前記集積化コンデンサアレイは、前記パッケージの下面に取り付けてあることを特徴と
する圧電デバイス。
【請求項７】
請求項３ないし６のいずれかに記載の圧電デバイスにおいて、
前記サーミスタは、前記圧電振動片の下方に配置してあることを特徴とする圧電デバイ
ス。
【請求項８】
請求項３ないし６のいずれかに記載の圧電デバイスにおいて、
前記サーミスタは、前記集積化コンデンサアレイの表面に設けてあることを特徴とする
圧電デバイス。
【請求項９】
請求項２ないし８のいずれかに記載の圧電デバイスにおいて、
前記集積化コンデンサアレイは、前記圧電振動片に電気的に接続した複数のコンデンサ
素子を集積化した周波数調整コンデンサアレイ部を有していることを特徴とする圧電デバ
イス。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧電デバイスにおいて、
前記周波数調整コンデンサアレイ部は、周波数調整コンデンサアレイを構成する前記複
数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコンデンサ素子の配線パターンに、レーザにより
切断可能な周波数調整トリミング部が設けてあることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項１１】
複数のコンデンサ素子を集積した集積化コンデンサアレイと、前記集積化コンデンサア
レイに電気的に接続したサーミスタとを有し、
前記集積化コンデンサアレイは、前記複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコンデ
ンサ素子の配線パターンに、レーザにより切断可能なトリミング部が設けてある、
ことを特徴とする圧電デバイス用温度補償回路チップ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の圧電デバイス用温度補償回路チップにおいて、
前記サーミスタは、前記集積化コンデンサアレイの表面に形成してあることを特徴とす
る圧電デバイス用温度補償回路チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスに係り、特に周波数調整回路または温度補償回路を備えた圧電
デバイスおよび圧電デバイス用温度補償回路チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスである水晶発振器は、水晶結晶のカット角の誤差や製作誤差に伴って、水
晶振動片（圧電振動片）の発振周波数にばらつきを生ずる。このため、一般に圧電発振器
は、圧電振動子にコンデンサなどの電子部品を接続し、所定の発振周波数が得られるよう
に調整している。例えば、特許文献１は、トリマ抵抗を有する周波数調整回路を発振ルー
プ中に挿入し、トリマ抵抗の抵抗値を変えることによって発振周波数を調整できるように
している。そして、特許文献２には、周波数調整用の電子部品の交換が容易に行なえるよ
うに、チップ型電子部品を圧電振動子のパッケージの外面に設けた凹部に配置している。
【０００３】
一方、近年における携帯電話機をはじめとする電子機器の高精度化に伴って、圧電デバ
イスもより高精度なものが要求されている。この要求に対応するために、周囲温度の変化
に対する発振周波数の変動を抑えた温度補償型発振器が開発されている。そして、特許文
献３には、発振器の特性を所望の特性に容易に調整できるように、温度補償回路を構成す
るチップ型電子部品を圧電振動子の外面に設けた凹部に配置するようにしている。
【特許文献１】特開平９−１０７２３９号公報
【特許文献２】特開２００４−１２０４８１号公報
【特許文献３】特開平１１−１４５７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、特許文献２または特許文献３に記載の圧電発振器（圧電デバイス）は
、圧電振動子のパッケージの凹部に周波数調整用の電子部品または温度補償回路を構成す
る電子部品を配置して小型化を図っている。しかし、特許文献２または特許文献３に記載
の圧電発振器は、電子部品がチップ部品であるため、電子部品を圧電振動子のパッケージ
の凹部に配置したとしても充分に小型化を図ることができない。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、より小型化できるよ
うにすることを目的としている。
また、本発明は、圧電デバイスとして組み立てた状態で所定の発振周波数が得られるよ
うに調整できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係る圧電デバイスは、圧電振動片と、前記圧電
振動片に電気的に接続した複数のコンデンサ素子からなる集積化コンデンサアレイとを有
し、前記集積化コンデンサアレイは、前記複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコン
デンサ素子の配線パターンに、レーザにより切断可能なトリミング部が設けてある、こと
を特徴としている。
【０００７】
このようになっている本発明は、コンデンサアレイを集積化してチップ部品を用いない
ようにしたことにより、周波数調整用のコンデンサ素子を複数設けたとしても、圧電デバ
イスの小型化を図ることができる。しかも、集積化コンデンサアレイにトリミング部を設
け、レーザトリミングして周波数調整をできるようにしてあるため、高精度な圧電デバイ
スとすることができる。
【０００８】
また、本発明は、圧電振動片と、前記圧電振動片に電気的に接続した複数のコンデンサ
素子からなる集積化コンデンサアレイと、前記集積化コンデンサアレイに電気的に接続し
たサーミスタとを備えた温度補償回路と、を有することを特徴としている。このようにな
っている本発明は、温度補償回路を構成するコンデンサアレイを集積化してチップ部品を
用いないようにしたことにより、温度補償型の圧電デバイスの小型化を図ることができる
。
【０００９】
前記集積化コンデンサアレイは、前記複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコンデ
ンサ素子の配線パターンに、レーザにより切断可能なトリミング部を設けることが望まし
い。これにより、圧電振動片の振動特性に合わせてコンデンサアレイの容量値を調整する
ことができ、高精度な温度補償回路を形成することができる。
【００１０】
また、前記圧電振動片は、パッケージ内に収容してあり、前記集積化コンデンサアレイ
は、前記トリミング部に前記レーザを照射可能に前記パッケージに取り付けることができ
る。これにより、圧電振動片をパッケージに収納した状態で温度補償回路の調整をするこ
とができ、パッケージを封止することによる発振周波数のずれを回避することができる。
前記集積化コンデンサアレイは、前記圧電振動片とともに前記パッケージ内に収容しても
よい。集積化コンデンサアレイを圧電振動片とともにパッケージ内に収容することにより
、より一層の小型化を図ることができる。集積化コンデンサアレイをパッケージに収納し
たのちに容量値を調整する場合、パッケージの底部などにレーザを集積化コンデンサアレ
イに照射できる開口を設けるようにし、調整後に開口を封止する。
【００１１】
前記集積化コンデンサアレイは、前記パッケージの下面に取り付けてもよい。集積化コ
ンデンサアレイを圧電振動片の上下方向の重ねた位置に配置することができ、より小型化
を図ることができる。しかも、コンデンサアレイは、パッケージの外部に配置されるため
、レーザによるトリミングが圧電振動片の発振周波数に影響を与えることがない。
【００１２】
前記サーミスタは、前記圧電振動片の下方に配置することができる。サーミスタを印刷
して焼き付けて薄膜に形成し、圧電振動片の下方に配置すればサーミスタの配置スペース
を特別に設ける必要がなく、圧電デバイスの小型化を図ることができる。また、圧電振動
片に極めて近いため、正確な温度補償が可能となる。前記サーミスタは、前記集積化コン
デンサアレイの表面に設けることができる。サーミスタの設置スペースを特に必要とせず
、圧電デバイスの小型化を図ることができる。圧電デバイスの組立工程を簡素にすること
ができる。
【００１３】
前記集積化コンデンサアレイは、前記圧電振動片に電気的に接続した複数のコンデンサ
素子を集積化した周波数調整コンデンサアレイ部を有するように形成できる。周波数調整
コンデンサアレイ部を設けることにより、各圧電デバイスの圧電振動片間における発振周
波数の調整を行なうことができ、発振周波数のばらつきの小さい温度補償型圧電デバイス
を得ることができる。前記周波数調整コンデンサアレイ部は、周波数調整コンデンサアレ
イを構成する前記複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコンデンサ素子の配線パター
ンに、レーザにより切断可能な周波数調整トリミング部を設けるとよい。周波数トリミン
グ部を介して圧電振動片の発振周波数を調整することにより、圧電デバイス間における発
振周波数のばらつきを一層小さくすることができる。
【００１４】
本発明に係る圧電デバイス用温度補償回路は、複数のコンデンサ素子を集積した集積化
コンデンサアレイと、前記集積化コンデンサアレイに電気的に接続したサーミスタとを有
し、前記集積化コンデンサアレイは、前記複数のコンデンサ素子の少なくとも一部のコン
デンサ素子の配線パターンに、レーザにより切断可能なトリミング部が設けてある、こと
を特徴としている。コンデンサアレイを構成する複数のコンデンサ素子を集積化したこと
により、温度補償回路を小さくでき、圧電デバイスの小型化を図ることができる。しかも
、レーザトリミングが可能であるため、高精度な温度補償をすることができる。前記サー
ミスタは、前記集積化コンデンサアレイの表面に形成することができる。圧電デバイスの
一層の小型化が可能であるとともに、圧電デバイスの組立工程を簡素にすることができる
。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る圧電デバイスおよび圧電デバイス用温度補償回路チップの好ましい実施の
形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施の形態に係る圧電デバイスである温度補償型圧電発振器の模式
的に示した平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線
に沿った断面図である。これらの図において、温度補償型圧電発振器１０は、実施形態の
場合、圧電振動子が水晶からなる温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）であって、発振器部
１２と補償回路部１４とを有している。発振器部１２は、図２に示したように、パッケー
ジ部１６を備えている。パッケージ部１６は、パッケージ本体１８と蓋体２０とから構成
してある。パッケージ本体１８は、実施形態の場合、複数のセラミックシートを積層して
焼結して形成してあり、収容空間２２を有する箱型をなしている。
【００１６】
パッケージ本体１８は、収容空間２２内に段部２４が設けてある。この段部２４の上面
には、ＡＴカット水晶板などからなる水晶振動片２６が導電性接着剤２８を介して、片持
ち梁状に固定してある。そして、パッケージ本体１８の底板部３０の上面には、駆動ＩＣ
３２がフェースダウンボンディングしてある。駆動ＩＣ３２は、例えばインバータ回路な
どの発振回路が形成してあり、水晶振動片２６に設けた励振電極（図示せず）に電気的に
接続され、水晶振動片２６を励振する。さらに、パッケージ本体１８は、上端開口が水晶
振動片２６を収容した状態で金属板やセラミック、ガラスなどからなる蓋体２０によって
気密に封止してある。
【００１７】
パッケージ本体１８の底板部３０は、図３に示したように、一端がパッケージ本体１８
の側壁部３４の外側に延長され、延長基板部３６となっている。この延長基板部３６の上
面には、図１に示したように、補償回路部１４が設けてある。補償回路部１４は、詳細を
後述する集積化コンデンサアレイであるコンデンサアレイチップ３８と第１サーミスタＴ
Ｈ１、第２サーミスタＴＨ２とから構成してある。また、延長基板部３６の上面には、複
数のボンディングパッド４０が設けてある。
【００１８】
コンデンサアレイチップ３８は、実施形態の場合、バンプからなる６つの端子Ｔ（Ｔ１
〜Ｔ６）を有している。そして、コンデンサアレイチップ３８は、端子を設けた能動面を
上にして、非能動面が接着剤を介して延長基板部３６に固着してある。また、コンデンサ
アレイチップ３８は、各端子Ｔがボンディングワイヤ４２を介して対応するボンディング
パッド４０に電気的に接続してある。さらに、第１サーミスタＴＨ１、第２サーミスタＴ
Ｈ２は、図示しない電極が導電性接着剤を介して延長基板部３６に設けた接続電極（図示
せず）に固着され、電気的に接続してある。
【００１９】
コンデンサアレイチップ３８は、実施形態の場合、図４に示したように、温度補償回路
用の３つのコンデンサアレイＣ１〜Ｃ３と、周波数調整用の１つの周波数調整コンデンサ
アレイ部Ｃ４とを備えている。これらのコンデンサアレイＣ１〜Ｃ３と周波数調整コンデ
ンサアレイ部Ｃ４とは、それぞれ複数のコンデンサ素子（図示せず）を集積して形成して
ある。そして、底板部３０と延長基板部３６とは、複数のセラミックシートを積層して形
成してあって、その積層面に発振器部１２、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２をコンデンサアレ
イチップ３８に電気的に接続する配線パターンが設けてある。なお、この配線パターンは
、上面または下面に形成してもよい。
【００２０】
コンデンサアレイチップ３８は、図４に示したように、端子Ｔ２と端子Ｔ３との間に第
１コンデンサアレイＣ１が形成してあり、端子Ｔ１と端子Ｔ３との間に第２コンデンサア
レイＣ２が、端子Ｔ３と端子Ｔ４との間に第３コンデンサアレイＣ３が形成してある。ま
た、端子Ｔ５と端子Ｔ６との間には、周波数調整コンデンサアレイ部Ｃ４が形成してある
。そして、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間には第１サーミスタＴＨ１が接続され、端子Ｔ３と
端子Ｔ４との間には第２サーミスタＴＨ２が接続され、コンデンサアレイＣ１〜Ｃ３とサ
ーミスタＴＨ１、ＴＨ２とで温度補償回路４４が形成される。
【００２１】
温度補償回路４４は、低温補償回路部４６と高温補償回路部４８とからなっている。低
温補償回路部４６は、コンデンサアレイＣ１と第１サーミスタＴＨ１との直列回路に並列
接続したコンデンサアレイＣ２によって構成してある。高温補償回路部４８は、コンデン
サアレイＣ３と第２サーミスタＴＨ２との並列回路によって構成してある。
【００２２】
コンデンサアレイチップ３８の能動面には、図５（１）に示したように、コンデンサア
レイＣ１〜Ｃ３、周波数調整コンデンサアレイ部Ｃ４に対応してトリミング窓５０が設け
てある。各トリミング窓５０は、コンデンサアレイＣ１〜Ｃ３、周波数調整コンデンサア
レイ部Ｃ４を構成している各コンデンサ素子の配線パターンのトリミング部５２となる部
分を露出させている。したがって、露出したコンデンサ素子の任意のトリミング部５２を
レーザによって切断することにより、コンデンサアレイＣ１〜Ｃ３、周波数調整コンデン
サアレイ部Ｃ４の容量値を所望の値に調整できるようにしてある。
【００２３】
なお、図４のような直接型温度補償回路においては、コンデンサアレイ（例えば、コン
デンサアレイＣ１）の容量値を選択する場合、複数の組のコンデンサ素子群を用意してお
き、コンデンサ素子群ごとにトリミングしてコンデンサアレイの容量値を定めるのが一般
的である。そこで、図５（２）に示したように、コンデンサ素子群ごとのトリミング部５
２をレーザスポット径５４の範囲内となるように配置し、１回のレーザの照射で１つのコ
ンデンサ素子群をトリミングできるようにすることが望ましい。そして、各コンデンサ素
子群のトリミング部５２は、ある程度（例えば、レーザスポット径５４以上）離間させ、
誤って隣接するコンデンサ素子群のトリミング部５２を切断しないようにするとよい。
【００２４】
一方、発振器部１２は、コンデンサアレイチップ３８の端子Ｔ１と端子Ｔ５とに接続さ
れる（図４参照）。発振器部１２のパッケージ本体１８の下面には、図示しない実装基板
の端子に接合する複数の外部端子が設けてある（図示せず）。発振器部１２は、これらの
外部端子を介して給電されるとともに、クロック信号を出力する。また、発振器部１２は
、外部端子の一部が図４の破線に示したように実装基板のグランド回路に接続される。ま
た、コンデンサアレイチップ３８の端子Ｔ４、Ｔ６も、前記した外部端子を介して実装基
板のグランド回路に接続される。
【００２５】
上記のように構成した温度補償回路４４の温度補償作用は、次のようになっている。温
度補償回路の構成基本単位は、図６のようになっている。すなわち、コンデンサＣａｄｄ
とサーミスタＴＨとの直列回路にコンデンサＣｓｔｄを並列接続した回路で構成される。
なお、図６中、Ｌは基準温度に対する低温側の補償回路を構成する場合を示し、Ｈは基準
温度に対する高温側の補償回路を構成する場合を示している。そして、高温側の補償回路
を形成する場合、Ｃａｄｄを省略することができる。
【００２６】
図７は、水晶振動片（水晶振動子）の等価回路を示したものである。この等価回路で示
される水晶振動子の直列共振周波数ｆｓは、
【数１】
2007189490.tif 000003
となる。そして、水晶振動子に負荷容量ＣＬが接続されると、直列共振周波数ｆｓよりΔ
ｆだけ周波数が高くなる。このΔｆは、
【数２】
2007189490.tif 000004
と求めることができる。そして、本発明は、数式２における負荷容量ＣＬを周囲の温度に
応じて、周波数偏差（Δｆ／ｆｓ）が小さくなるように変化させて温度補償を行なうもの
である。
【００２７】
そこで、実施形態においては、基準温度を２５℃とし、２５℃より低温側の温度補償を
行なう第１サーミスタＴＨ１として、図８の曲線Ａのような温度の上昇に従って抵抗値が
低下する温度特性を有するＮＴＣサーミスタを用いる。一方、２５℃より高温側の温度補
償を行なう第２サーミスタＴＨ２として図８の曲線Ｂのような抵抗値の温度特性を有する
ＮＴＣサーミスタを用いる。これら実施形態のサーミスタＴＨ１により構成される低温補
償回路部４６と、サーミスタＴＨ２により構成される高温補償回路部４８の周囲温度変化
に対する容量値は、図９のように変化する。すなわち、ＮＴＣサーミスタを利用した直接
温度補償法式においては、２５℃より低温側の領域、高温側の領域のいずれにおいても容
量値が増加傾向を示す。
【００２８】
したがって、低温側と高温側の温度補償回路を図６のように構成すると、低温側の温度
補償回路の場合、中温域（２５℃付近）から低温域において温度が下降すると、低温補償
用のサーミスタＴＨ１の抵抗値が増加し、容量値が小さくなる。この結果、低温側温度補
償回路においては、合成容量が減少し、発振周波数が大きくなってΔｆ／ｆ０が増加する
。なお、ｆ０は２５℃における発振周波数であり、Δｆはｆ０に対する周波数偏差である
。一方、高温側の温度補償回路においては、中温域から高温域において温度が上昇するに
したがって、高温補償用のサーミスタＴＨ２の抵抗値が減少し、容量値が増加する。この
ため、高温側温度補償回路の合成抵抗が増加し、発振周波数が低くなったΔｆ／ｆ０が減
少する。
【００２９】
そこで、低温側温度補償回路と高温側温度補償回路とを直列接続すると、水晶振動片２
６の発振周波数を図１０のように補償することができる。図１０は、水晶振動片（水晶振
動子）の発振周波数を温度補償した結果を模式的に示したもので、横軸が温度（℃）、縦
軸が２５℃における発振周波数ｆ０を基準にした周波数変動（Δｆ／ｆ０）である。そし
て、図１０は、実線が温度補償前における水晶振動片２６の発振周波数の変動特性を示し
、破線が温度補償後における周波数の変動特性を示している。したがって、実施形態の温
度補償回路により温度補償することにより、低温側、高温側ともに周波数変動が小さくな
る方向に変化する。
【００３０】
図１１は、上記した温度特性を有するサーミスタＴＨ１、ＴＨ２を用いて実施形態の温
度補償回路４４を構成したときの温度補償の結果の一例を示す図である。図１１は、横軸
が周囲温度（℃）を示し、縦軸が２５℃における発振周波数ｆ０に対する周波数変動（Δ
ｆ／ｆ０）をｐｐｍで表している。そして、図１１の曲線Ｃは温度補償をしないときの発
振器部１２の周波数変動を示しており、曲線Ｄは温度補償回路４４による温度補償を行っ
た場合の周波数変動を示している。
【００３１】
図から明らかなように、温度補償前においては、−４０°〜+９０°の温度範囲におけ
る周波数変動がｆ０に対して約−２０ｐｐｍ〜＋約１５ｐｐｍであった。すなわち、周波
数変動幅が約３５ｐｐｍであった。ところが、温度補償回路４４による温度補償を行なう
と、−４０°〜+９０°の温度範囲における周波数変動がｆ０に対して約−５ｐｐｍ〜＋
約５ｐｐｍであった。すなわち、周波数変動幅を約１０ｐｐｍと、補償前の１／３以下に
することができる。
【００３２】
しかも、実施形態の温度補償回路４４は、複数のコンデンサ素子を集積した集積化コン
デンサアレイからなるコンデンサアレイチップ３８を用いているため、コンデンサのチッ
プ部品を用いるよりはもるかに小型化することができる。また、実施形態においては、コ
ンデンサアレイチップ３８にトリミング窓５０を設け、コンデンサアレイを構成している
コンデンサ素子の配線パターンのトリミング部５２を露出させている。このため、トリミ
ング部５２をレーザによって容易に切断（トリミング）することが可能で、温度補償回路
４４の容量値を所望の値に容易に調整することができ、高精度な温度補償が可能となる。
そして、実施形態の温度補償型圧電発振器１０は、コンデンサアレイを集積化しているた
め、多数のチップ部品を搭載する手間が省け、製造工程を簡素にすることができる。しか
も、コンデンサアレイチップ３８は、周波数調整コンデンサアレイ部Ｃ４を有しているた
め、カット角や製造誤差による水晶振動片２６の発振周波数のばらつきを調整することが
できる。したがって、温度補償型圧電発振器１０間における発振周波数のばらつきを小さ
くすることができ、高精度な温度補償型圧電発振器１０を提供することができる。また、
前記実施形態においては、水晶振動片２６を封止した状態において周波数調整、温度補償
回路の調整を可能としているため、発振周波数ずれなどの原因となる調整後における水晶
振動片２６の封止工程をなくすことができる。
【００３３】
なお、前記実施形態においては、コンデンサアレイチップ３８のトリミング窓５０が能
動面に設けてある場合について説明したが、コンデンサアレイチップをフリップチップボ
ンディング可能なように形成し、非能動面にトリミング窓を設けてもよい。また、前記実
施形態においては、水晶振動片２６と駆動ＩＣ３２とを設けた発振器部１２の温度補償を
する場合について説明したが、駆動ＩＣなどの水晶振動片２６を励振する発振回路を有し
ない水晶振動子（圧電振動子）の温度補償にも適用することができる。さらに、実施形態
においては、補償回路部１４が露出している場合を示したが、補償回路部１４または補償
回路部１４と発振器部１２との上面を樹脂で覆って封止してもよい。また、前記実施形態
においては、コンデンサアレイチップ３８が温度補償回路用のコンデンサアレイＣ１〜Ｃ
３と周波数調整コンデンサアレイ部Ｃ４とを有する場合について説明したが、温度調整用
のコンデンサアレイＣ１〜Ｃ３、または周波数調整コンデンサアレイ部Ｃ４のみを設けた
ものであってもよい。さらに、前記実施形態においては、コンデンサアレイチップ３８の
低温補償回路部４６と高温補償回路部４８とが発振器の入力容量側に集約した場合につい
て説明したが、コンデンサアレイチップは、図１２のように構成してもよい。
【００３４】
図１２に示したコンデンサアレイチップ３８Ａは、端子Ｔ１と端子Ｔ２との間にコンデ
ンサアレイＣ１が形成される。また、端子Ｔ１と端子Ｔ３との間にコンデンサアレイＣ２
が形成してある。さらに、端子Ｔ４と端子Ｔ５との間には、周波数調整コンデンサアレイ
部Ｃ４が設けてある。端子Ｔ５と端子Ｔ６との間には、コンデンサアレイＣ３が形成して
ある。低温側の温度補償をする第サーミスタＴＨ１は、端子Ｔ２と端子Ｔ３とに接続され
る。高温側の温度補償をする第２サーミスタＴＨ２は、端子Ｔ５と端子Ｔ６とに接続され
る。したがって、コンデンサアレイＣ１と第１サーミスタＴＨ１の直列回路に並列接続し
たコンデンサアレイＣ２とが低温補償回路部４６を形成する。そして、並列接続したコン
デンサアレイＣ３と第２サーミスタＴＨ２とが高温補償回路部４８を形成する。
【００３５】
図１３は、第１実施形態の補償回路部１４の変形例を示す平面図である。図１３におい
て、補償回路部１４は、コンデンサアレイチップ３８Ｂの一側に第１サーミスタＴＨ１、
他側に第２サーミスタＴＨ２が配置してある。これらのサーミスタＴＨ１、ＴＨ２は、接
着剤などを介して、延長基板部３６に固定してある。第１サーミスタＴＨ１と第２サーミ
スタＴＨ２との一方の電極は、ボンディングワイヤ４２を介してコンデンサアレイチップ
３８Ｂの所定の端子Ｔに接続してある。各サーミスタＴＨ１、ＴＨ２の他方の電極は、ボ
ンディングワイヤ４２を介して延長基板部３６に設けたボンディングパッド４０に接続し
てある。このサーミスタを接続したボンディングパッド４０は、ボンディングワイヤ４２
を介してコンデンサアレイチップ３８Ｂの所定の端子Ｔに接続してある。なお、第２サー
ミスタＴＨ２を接続したボンディングパッド４０ａのように、パターン５５を介してコン
デンサアレイチップ３８Ｂを接続したボンディングパッド４０ｂに電気的に接続してもよ
い。また、各サーミスタＴＨは、延長基板部３６に厚膜印刷して焼き付けて形成した薄膜
サーミスタであってもよい。
【００３６】
図１４は第２実施形態に係る圧電デバイスである温度補償型水晶振動子の蓋体を省略し
た平面図であり、図１５は図１４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。これらの図において
、温度補償型水晶振動子６０は、パッケージ本体１８の段部２４の上面に、導電性接着剤
２８を介して水晶振動片２６が固着してある。そして、水晶振動片２６の下方には、コン
デンサアレイチップ６２が配置してある。
【００３７】
コンデンサアレイチップ６２は、複数のコンデンサアレイが集積してあって、図４に示
したコンデンサアレイチップ３８とほぼ同様に構成してある。ただし、第２実施形態のコ
ンデンサアレイチップ６２は、図１４に示したように、前記の端子Ｔに対応したバンプ６
４を備えていて、パッケージ本体１８の底板部３０にフリップチップ実装できるようにな
っている。そして、底板部３０と一体に形成した延長基板部３６には、低温補償用の第１
サーミスタＴＨ１と高温補償用の第２サーミスタＴＨ２とが導電性接着剤（図示せず）を
介して取り付けてある。
【００３８】
なお、温度補償型水晶振動子６０は、水晶振動片２６を励振する発振回路を有しておら
ず、実装基板などに設けた発振回路によって駆動されるようになっている。また、コンデ
ンサアレイチップ６２は、前記と同様にトリミング窓を有しており、コンデンサアレイの
容量値を調整できるようにしてある。
【００３９】
このようになっている第２実施形態においては、水晶振動片２６をパッケージ本体１８
に実装する前に発振周波数の温度特性を求める。そして、求めた発振周波数と周波数温度
特性とに基づいて、コンデンサアレイチップ６２の各コンデンサアレイの容量値を調整す
る。その後、コンデンサアレイチップ６２と水晶振動片２６とを順次実装し、蓋体２０に
よって封止する。
【００４０】
この第２実施形態の温度補償型水晶振動子６０は、コンデンサアレイを集積化している
ため、小型化と低背化をすることができる。また、水晶振動片２６の下方のスペースにコ
ンデンサアレイチップ６２を配置しているため、比較的大きなコンデンサアレイチップを
搭載することができる。なお、底板部３０に調整用開口（図示せず）を設け、コンデンサ
アレイチップ６２と水晶振動片２６とを実装して蓋体２０を接合したのち、底板部３０に
設けた調整用開口を介してコンデンサアレイチップ６２をレーザトリミングし、その後、
調整用開口を封止してもよい。このようにすれば、蓋体２０を接合することによる周波数
ずれなどを防ぐことができる。なお、コンデンサアレイチップ６２内に水晶振動片２６を
励振する発振回路を設けてもよいことはもちろんである。
【００４１】
図１６は第３実施形態の蓋体を省略した平面図であり、図１７は図１６のＤ−Ｄ線に沿
った断面図、図１８は図１６のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。この第３実施形態に係る
温度補償型水晶振動子７０は、パッケージ本体１８の内部に略コ字状をなす段部７２が形
成してある。このコ字状の段部７２の上面には、段部７２によって形成された凹部を横断
するように水晶振動片２６が導電性接着剤を介して固定してある。そして、水晶振動片２
６の下方には、コンデンサアレイチップ６２がパッケージ本体１８の底板部３０にフリッ
プチップ実装してある。また、コンデンサアレイチップ６２の側方（図１６の右側方）の
底板部３０には、第１サーミスタＴＨ１と第２サーミスタＴＨ２とが導電性接着材（図示
せず）などを介して取り付けてある。実施形態の場合、第１サーミスタＴＨ１と第２サー
ミスタＴＨ２とは、長手方向が直交するように配置してあって、パッケージ本体１８が大
きくならないようにしてある。
【００４２】
このようになっている温度補償型水晶振動子７０は、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２をパッ
ケージ本体１８内に収容したことにより、一層の小型化を図ることができる。また、第１
サーミスタＴＨ１と第２サーミスタＴＨ２とを水晶振動片２６と同じパッケージの収容空
間２２に収容したことにより、温度補償精度を向上することができる。なお、第１サーミ
スタＴＨ１、第２サーミスタＴＨ２は、底板部３０に焼き付けて形成した薄膜サーミスタ
であってもよい。
【００４３】
図１９は第４実施形態に係る温度補償水晶振動子の蓋体を省略した平面図であり、図２
０は図１９のＦ−Ｆ線に沿った矢視図である。これらの図において、温度補償型水晶振動
子８０は、パッケージ本体１８に設けた段部２４の上面に、水晶振動片２６が導電性接着
剤２８を介して片持ち状に固定してある。そして、水晶振動片２６の下方には、コンデン
サアレイチップ６２がパッケージ本体１８の底板部３０にフリップチップ実装してある。
また、水晶振動片２６の下方であって、コンデンサアレイチップ６２の側方（図１９の下
側）には、底板部３０に焼き付けて形成した薄膜サーミスタからなる第１サーミスタＴＨ
１と第２サーミスタＴＨ２とが配置してある。
【００４４】
この実施形態においては、第１サーミスタＴＨ１、第２サーミスタＴＨ２とが水晶振動
片２６に近接配置してあるため、温度補償性能を向上することができる。さらに、第１サ
ーミスタＴＨ１、第２サーミスタＴＨ２を薄膜サーミスタとしたことにより、より一層小
型、低背化を図ることができ、また、大きな水晶振動片２６を用いることができる。なお
、サーミスタを薄膜化した場合、第２１図（１）に示したように、コンデンサアレイチッ
プ６２の下の底板部３０に、焼き付けて形成してもよい。このようにサーミスタＴＨ１、
ＴＨ２とコンデンサアレイチップ６２とを上下方向に重ねて配置することにより、より小
型化を図ることができる。なお、コンデンサアレイチップ６２のバンプ６４は、薄膜サー
ミスタの厚みより高く形成することはもちろんである。
【００４５】
また、第１サーミスタＴＨ１と第２サーミスタＴＨ２とは、図２１（２）に示したよう
に、コンデンサアレイチップ６２の能動面に焼き付けて形成してもよい。この場合、サー
ミスタＴＨ１、ＴＨ２の両電極８２、８４は、直接コンデンサアレイチップ６２の所定の
バンプに電気的に接続してある。また、コンデンサアレイチップ６２のトリミング窓は、
能動面のサーミスタを焼き付けていない部分に形成するか、非能動面（上面）に形成する
。トリミング窓を能動面に形成した場合、パッケージ本体１８の底板部３０に調整開口を
設けて、水晶振動片２６を実装して蓋体２０を接合したのちに周波数調整、温度補償回路
の容量値の調整を行なってもよい。
【００４６】
なお、図１、図１３に示した実施形態においても、第１サーミスタＴＨ１、第２サーミ
スタＴＨ２は、延長基板部３６の表面に焼き付けて薄膜サーミスタとして形成し、その上
にコンデンサアレイチップ６２をフリップチップ実装してよい。
【００４７】
図２２は、第５実施形態に係る温度補償型水晶振動子の説明図である。この実施形態の
温度補償型水晶振動子９０は、導電性接着剤２８を介して水晶振動片２６を、パッケージ
本体１８の底板部３０に直接片持ち状に接着してある。そして、水晶振動片２６の下方の
底板部３０には、第１サーミスタＴＨ１と第２サーミスタＴＨ２とが薄膜サーミスタとし
て焼き付けて形成してある。また、パッケージ本体１８の側方の延長基板部３６には、コ
ンデンサアレイチップ６２がフリップチップ実装してある。延長基板部３６は、パッケー
ジ本体１８の底板部３０と一体となっていて、複数枚（実施形態の場合、２枚）のセラミ
ックシートを積層して形成してある。底板部３０、延長基板部３６の積層面には、水晶振
動片２６の励振電極およびサーミスタＴＨ１、ＴＨ２をコンデンサアレイチップ６２に電
気的に接続する配線パターン（図示せず）が設けてある。
【００４８】
このようになっている温度補償型水晶振動子９０は、高精度な温度補償を可能にすると
ともに、低背化を図ることができる。また、コンデンサアレイチップ６２のバンプ６４の
形成位置の自由度を増すことができる。なお、コンデンサアレイチップ６２に水晶振動片
２６を励振する発振回路を設けてもよいことはもちろんである。
【００４９】
図２３は、第６実施形態に係る温度補償型水晶発振器の説明図である。図２３において
、温度補償型水晶発振器９４は、パッケージ本体１８の内部に本図に図示しない水晶振動
片２６と、水晶振動片２６を駆動する発振回路を備えた駆動ＩＣ３２とが収納してある。
そして、温度補償型水晶発振器９４は、図２３（１）に示したように、パッケージ本体１
８を構成している底板部３０の下面９６の中央部に、コンデンサアレイチップ３８が配置
してある。コンデンサアレイチップ３８は、能動面を外側にして底板部３０の下面９６に
接着剤などにより取り付けてある。
【００５０】
底板部３０の下面９６には、コンデンサアレイチップ３８の両側に、コンデンサアレイ
チップ３８の端子Ｔに対応してボンディングパッド４０が設けてある。これらのボンディ
ングパッド４０には、ボンディングワイヤ４２を介してコンデンサアレイチップ３８の端
子Ｔが接続してある。また、下面９６には、温度補償型水晶発振器９４の幅方向であって
、コンデンサアレイチップ３８の両側に、薄膜サーミスタからなる第１サーミスタＴＨ１
と第２サーミスタＴＨ２とが設けてある。さらに、底板部３０の下面９６には、四隅に図
示しない実装基板に実装するための外部端子９８が設けてある。これらの外部端子９８は
、例えば半田めっきボールやバンプから形成してあって柱状をなし、高さがボンディング
ワイヤ４２の張る高さよりも高くしてある。そして、下面９６に配置したコンデンサアレ
イチップ３８、サーミスタＴＨ１、ＴＨ２は、図２３（２）に示したように、樹脂１００
によって封止される。
【００５１】
このようになっている第６実施形態の温度補償型水晶発振器９４は、コンデンサアレイ
チップ３８と第１サーミスタＴＨ１、第２サーミスタＴＨ２をパッケージ本体１８の下面
９６に配置したことにより、小型化を図ることができる。また、既存の設備を用いて製造
することができる。
【００５２】
図２４は、第７実施形態に係る温度補償型水晶発振器の説明図である。この実施形態に
係る温度補償型水晶発振器１０２は、図２４（１）に示したように、底板部３０の下面９
６の中央部にコンデンサアレイチップ３８が固着してある。このコンデンサアレイチップ
３８の両側には、底面９６に焼き付けて形成した薄膜サーミスタからなる第１サーミスタ
ＴＨ１と第２サーミスタＴＨ２とが配置してある。そして、この実施形態に係る温度補償
型水晶発振器１０２は、底面９６の四隅に設けた外部端子がリードフレームからなる端子
板１０４によって構成してある。そして、温度補償型水晶発振器１０２は、同図（２）に
示したように、コンデンサアレイチップ３８とサーミスタＴＨ１、ＴＨ２を樹脂１００に
よって封止したのち、リードフレームからなる端子板１０４を上方に折り曲げてある。
【００５３】
このようになっている温度補償型水晶発振器１０２は、外部端子をリードフレームから
なる端子板１０４に接続したことにより、実質的に外部端子の面積を広くすることができ
る。また、リードフレームを用いて外部端子を形成することにより、金属ボールからなる
バンプを用いるよりコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態に係る温度補償型圧電発振器の模式的に示した平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿った断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図４】実施の形態に係るコンデンサアレイチップの回路図である。
【図５】実施の形態に係るコンデンサアレイチップの詳細説明図である。
【図６】温度補償回路の基本構成を示す図である。
【図７】水晶振動片の等価回路である。
【図８】実施の形態に係る温度補償用サーミスタの温度と抵抗値との関係を示す図である。
【図９】実施の形態に係る温度補償用サーミスタの温度と容量値との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る温度補償回路の作用を説明する図である。
【図１１】実施の形態に係る温度補償回路による温度補償の結果を示す図である。
【図１２】他の実施形態に係るコンデンサアレイチップの回路図である。
【図１３】第１実施形態の補償回路部の変形例を示す平面図である。
【図１４】第２実施形態に係る温度補償型水晶振動子の蓋体を省略した平面図である。
【図１５】図１４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１６】第３実施形態に係る温度補償型水晶振動子の蓋体を省略した平面図である。
【図１７】図１６のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１８】図１６のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図１９】第４実施形態に係る温度補償水晶振動子の蓋体を省略した平面図である。
【図２０】図１９のＦ−Ｆ線に沿った矢視図である。
【図２１】サーミスタの他の配置状態を説明する図である。
【図２２】第５実施形態に係る温度補償型水晶振動子の説明図である。
【図２３】第６実施形態に係る温度補償型水晶発振器の説明図である。
【図２４】第７実施形態に係る温度補償型水晶発振器の説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０………圧電デバイス（温度補償型圧電発振器）、１２………発振器部、１４………
補償回路部、１６………パッケージ部、２６………水晶振動片、３２………駆動ＩＣ、３
６………延長基板部、３８、３８Ａ、６２………コンデンサアレイチップ、４４………温
度補償回路、４６………低温補償回路部、４８………高温補償回路部、５０………トリミ
ング窓、５２………トリミング部、６０、７０、８０、９０………圧電デバイス（温度補
償型水晶振動子）、９４、１０２………圧電デバイス（温度補償型水晶発振器）、Ｃ１〜
Ｃ３………コンデンサアレイ、Ｃ４………周波数調整コンデンサアレイ部。
【図１】
2007189490.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007189490.tif 000011
【図８】
2007189490.tif 000012
【図９】
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【図１０】
2007189490.tif 000014
【図１１】
2007189490.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
2007189490.tif 000017
【図１４】
2007189490.tif 000018
【図１５】
2007189490.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
2007189490.tif 000021
【図１８】
2007189490.tif 000022
【図１９】
2007189490.tif 000023
【図２０】
2007189490.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
2007189490.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
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