(57)【要約】      （修正有）【課題】水晶振動子の特性検査端子に起因した発振特性の変化や生産性を高めた表面実装発振器を提供する。【解決手段】少なくても発振回路を集積化したＩＣチップと水晶片とを容器本体内に収容して電気的に接続するとともに、前記水晶片と電気的に接続して水晶振動子の電気的特性を検査する一対の特性検査端子を前記容器本体の外表面に設けた表面実装用の水晶発振器において、前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続を、前記容器本体の外表面に設けた通信端子からの選択信号によって電子的に切替自在とした構成とする。【選択図】図１
2009164691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくても発振回路を集積化したＩＣチップと水晶片とを容器本体内に収容して電気的に接続するとともに、前記水晶片と電気的に接続して水晶振動子の電気的特性を検査する一対の特性検査端子を前記容器本体の外表面に設けた表面実装用の水晶発振器において、前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続を、前記容器本体の外表面に設けた通信端子からの選択信号によって電子的に切替自在としたことを特徴とする表面実装用の水晶発振器。
【請求項２】
請求項１において、前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続及び前記前記水晶片と前記ＩＣチップとの電気的接続を、前記容器本体の外表面に設けた通信端子からの選択信号によって電子的に切替自在とした表面実装用の水晶発振器。
【請求項３】
請求項２において、前記前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続がＯＮのとき、前記水晶片と前記ＩＣチップとの電気的接続はＯＦＦである表面実装用の水晶発振器。
【請求項４】
請求項２において、前記前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続がＯＦＦのとき、前記水晶片と前記ＩＣチップとの電気的接続はＯＮである表面実装用の水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用の水晶発振器（以下、表面実装発振器とする）を技術分野とし、特に水晶片（水晶振動子）の特性検査端子を容器本体の外表面に有する表面実装発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装発振器は小型・軽量であることから、特に携帯電話で代表される携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。このようなものの一つに、容器本体を凹状やＨ状として、ＩＣチップと水晶片を一体的に収容した表面実装発振器がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第５図は一従来例（特許文献１参照）を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は模式的な配置及び結線図である。
【０００４】
表面実装発振器は例えば凹状とした容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３を収容し、金属カバー４を被せて密閉封入する。容器本体１は底壁と枠壁からなる積層セラミックからなり、凹状の内壁には段部を有する。容器本体１の内壁段部には水晶保持端子５を、内底面には図示しない回路端子を、外底面の４角部には実装端子６（Ｖcc、OUT、GND、AFC）を、一組の対向する外側面には一対の特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）を有する。
【０００５】
水晶保持端子５は回路端子中の水晶端子及び特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）に、回路端子中の電源（Ｖcc）、出力（OUT）、アース（GND）、及び例えば周波数自動制御（AFC）端子は実装端子６（Ｖcc、OUT、GND、AFC）に図示しない導電路によって電気的に接続する。なお、クロックオシレータでは、ＡＦＣ端子に代えてスタンバイ端子となる。また、温度補償型とした場合は、温度補償データの書込端子が例えば外側面に設けられ、これ用の回路端子に接続する。
【０００６】
ＩＣチップ２は水晶片３とともに構成される少なくとも発振回路を集積化し、各用途別に応じた例えば電圧制御型、温度補償型、クロックオシレータ型に応じた機能回路をさらに集積化する。そして、各回路端子に対応したＩＣ端子７（Ｖcc、OUT、GND、AFC）を有するＩＣチップ２の一主面（回路機能面）がバンプ８を用いた超音波熱圧着等によって、回路端子に電気的・機械的に接続する（所謂フリップチップボンディング）。
【０００７】
水晶片３は、第６図に示したように、例えばＡＴカットとして、両主面に励振電極９ａを有し、外周部となる一端部両側に引出電極９ｂを延出する。そして、引出電極９ｂの延出した水晶片３の一端部両側が、容器本体１における内壁段部の水晶保持端子５に例えば導電性接着剤１０によって固着される。
【０００８】
このようなものでは、容器本体１にＩＣチップ２と水晶片３とを一体的に収容し、金属カバー４を例えばシーム溶接によって開口端面を接合して密閉封入する。そして、容器本体１の外側面に設けた特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）によって密閉封入された水晶片３（水晶振動子３Ａ）の振動特性例えばクリスタルインピーダンス（ＣＩ）等を検査する。そして、発振特性のみならず水晶振動子３Ａの規格を満足するものを良品とする。
【０００９】
なお、水晶振動子は金属カバー４をシーム溶接等によって封止した際、膨張係数差による応力が容器本体１を変形させ、水晶片３を固着する導電性接着剤１０が状態変化して振動系も変化する。これによって、金属カバー４の封止前後では振動特性が変化することから、特に信頼性の要求が高い場合は、封止後での特性検査が不可欠になる。但し、導電性接着剤１０による固着状態によってもＣＩ等は変化するので、封止前での振動特性の測定にも有用となる。
【特許文献１】特開平９−１６２６４３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装発振器では、水晶振動子３Ａ（水晶片３）の特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）が容器本体１の外側面に露出するので、セット基板に搭載した際には他の電子部品や配線パターンの影響を受けて、特に浮遊容量を増加させて発振周波数を変動等の発振特性を悪化させる要因となる。
【００１１】
また、水晶振動子３Ａの振動特性を測定する場合には、特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）が水晶振動子のみならずＩＣチップ２とも電気的に接続する。したがって、発振回路を集積化したＩＣチップ２の電気的影響を受け、厳格には、水晶振動子単独での振動特性を測定できない要因ともなる問題があった。
【００１２】
さらに、水晶片３が密閉封入された水晶振動子３Ａでは、例えば励振電極や引出電極９（ａｂ）に付随した微塵に基づく所謂ＤＬＤ（Drive level dependency）特性と悪化させる。このことから、一般には、特性検査端子７（Ｘ1、Ｘ2）によって水晶振片３を強励振して微塵を除去する。しかし、この場合は、特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）はＩＣチップ２に電気的に接続するので、ＩＣチップ２を電気的に破壊する問題もあった。
【００１３】
このことから、例えば特許文献２に示されるように、特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とＩＣチップ２とを接続する導電路を容器本体１の外側面に延出して分断した状態で、先ず、水晶振動子３Ａの振動特性を測定する。その後、分断された導電路を導電性接着剤１０等によって接続することが提案されている。しかし、この場合には、導電性接着剤１０が外側面から突出して外観不良や作業工程を煩雑にし生産性を低下する問題があった。
【００１４】
（発明の目的）
本発明は、水晶振動子の特性検査端子に起因した発振特性の変化や生産性を高めた表面実装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】
【００１５】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、少なくても発振回路を集積化したＩＣチップと水晶片とを容器本体内に収容して電気的に接続するとともに、前記水晶片と電気的に接続して水晶振動子の電気的特性を検査する一対の特性検査端子を前記容器本体の外表面に設けた表面実装用の水晶発振器において、前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続を、前記容器本体の外表面に設けた通信端子からの選択信号によって電子的に切替自在とした構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような構成であれば、水晶片と特性検査端子との電気的接続を外部からの信号によって切替自在とする。したがって、特性検査端子による水晶振動子の振動特性を測定した後に、特性検査端子と水晶片との電気的接続をＯＦＦ（遮断）できる。したがって、表面実装発振器をセット基板へ搭載しても、配線パターンや他の電子部品との電気的影響を遮断できる。
【００１７】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続及び前記前記水晶片と前記ＩＣチップとの電気的接続を、前記容器本体の外表面に設けた通信端子からの選択信号によって電子的に切替自在とする。
【００１８】
これにより、例えば特性検査端子によって水晶振動子の振動特性を測定中は、特性検査端子６ＡとＩＣチップ２との電気的接続をＯＦＦできる。したがって、ＩＣチップの電気的影響を受けることなく、水晶片を独立して測定で生きる。また、ＤＬＤ特性を向上させる水晶片の強励振時には、ＩＣチップ２への強電流が遮断されるので、ＩＣチップの電気的破壊を防止できる。
【００１９】
また、請求項３では、請求項２において、前記前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続がＯＮのとき、前記水晶片と前記ＩＣチップとの電気的接続はＯＦＦとする。そして、請求項４では、請求項２において、前記前記水晶片と前記特性検査端子との電気的接続がＯＦＦのとき、前記水晶片と前記ＩＣチップとの電気的接続はＯＮとする。
【００２０】
これらにより、水晶振動子の特性検査時には発振を停止させ、発振時には水晶片と特性検査端子とを遮断する使用状態を明確にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
第１図は本発明の第１実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図である。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。
【００２２】
表面実装発振器は、前述したように、凹状とした容器本体１の内底面にＩＣチップ２を超音波熱圧着によってフリップチップボンディングし、内壁段部に引出電極９ｂの延出した水晶片３の一端部両側を導電性接着剤１０によって固着する。容器本体１外側面には、内壁段部の水晶保持端子５と電気的に接続して水晶振動子３Ａの振動特性を検査する一対の特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）を有する（前第５図参照）。
【００２３】
この実施形態では、ＩＣチップ２は、発振回路から延出して水晶片３（水晶振動子３Ａ）と電気的に接続する前述したＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）を有し、さらに特性検査端子６Ａ（Ｘ1、Ｘ2）と電気的に接続したＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とを有する。勿論、これ以外に前述した電源、出力、アース及びＡＦＣ端子としたＩＣ端子７（Ｖcc、OUT、GND、AFC）を有する。なお、便宜的に、ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）を水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）とし、ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）を特性検査ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）とする。
【００２４】
そして、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と、特性検査ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とは、ＩＣチップ２内の電子スイッチ１１（SW）によって切替自在に接続する。電子スイッチ１１（SW）は例えばアナログスイッチからなり、外部からの選択信号例えば１(HIGH)、０（LOW）信号によって、ＯＮ（導通）又はＯＦＦ（遮断）動作とする。選択信号は例えば容器本体１の外側面に設けた通信端子１２（COM）から、これに対応したＩＣ端子７（COM）を経て供給される。
【００２５】
このようなものでは、ＩＣチップ２と水晶片３とを容器本体１に収容して金属カバー４を被せて密閉封入した後、先ず、通信端子１２（COM）に１信号を入力して、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と、特性検査ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とを導通（ＯＮ）させる。次に、特性検査ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）に接続した容器本体１の特性検査端子６Ａによって、水晶振動子３Ａの振動特性を測定する。最後に、通信端子１２（COM）に０信号を入力して、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と、特性検査ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とを遮断（ＯＦＦ）する。
【００２６】
これにより、水晶振動子３Ａの振動特性を測定（検査）した後、特性検査端子６（Ｘ1、Ｘ2）と水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）とは遮断される。したがって、表面実装発振器をセット基板に搭載しても、水晶振動子３Ａを含む発振回路は、配線パターンや他の電子部品の電気的影響を受けることがない。このことから、水晶振動子３Ａの振動特性を含めて発振周波数等の発振特性を良好に維持する。
【００２７】
（第２実施形態）
第２図は本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図である。なお、前実施形態と同一部分の説明は簡略又は省略する。
【００２８】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、水晶振動子３Ａに接続した水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と、容器本体１の特性検査端子６（Ｘ1、Ｘ2）に接続した特性検査ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とを、通信端子１２（COM）からの選択信号に基づく電子スイッチ１１（SW）によって、ＯＮ・ＯＦＦを切替自在とする。
【００２９】
ここでは、さらに、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と発振回路との間にも、選択信号（０、１）によって切替自在とする電子スイッチ１３（SW）を設ける。この場合、選択信号は、前述した通信端子１２（COM）からの１、０信号に対し、インバータ１４による０、１信号の反転信号とする。
【００３０】
このようなもので、ＩＣチップ２と水晶片３とを容器本体１に収容して金属カバー４を接合する前に、通信端子１２（COM）から選択信号としての１信号を入力し、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と特性検査ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とを導通する。この場合、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と発振回路との間の電子スイッチ１３（SW）には、反転信号である０信号が入力するので、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と発振回路とは遮断される。
【００３１】
この状態で、前述したＤＬＤ特性を良好にするため、外部の発振回路を接続して水晶振動子３Ａを強励振する。この場合、発振回路（ＩＣチップ２）と水晶振動子３Ａは電気的に遮断されているので、ＩＣチップ２には高電流は生じない。したがって、ＩＣチップ２の電気的破壊を防止できる。
【００３２】
次に、金属カバー４を被せて密閉封入した後、容器本体１の特性検査端子６（Ｘ1、Ｘ2）及びＩＣチップ２の特性検ＩＣ端子７Ａと同水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）とが導通し、発振回路とは遮断された状態で、容器本体１の特性検査端子６（Ｘ1、Ｘ2）から水晶振動子の振動特性を測定する。この場合、水晶振動子３Ａと発振回路とは電気的に遮断された状態で、水晶振動子３Ａの振動特性を測定できる。したがって、発振回路の電気的な影響を受けることなく、水晶振動子独自の振動特性を検査できる。
【００３３】
そして、振動特性の測定後に、通信端子１２（COM）に選択信号としての０信号を入力し、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と特性検査ＩＣ端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とを遮断し、反転信号（１信号）によって水晶振動子３Ａと発振回路とを導通する。これにより、表面実装発振器をセット基板に搭載しても、第１実施形態と同様に、配線パターンや他の電子部品の電気的影響を防止できる。
【００３４】
（第３実施形態）
第３図は本発明の第３実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図であり、前実施形態と同一部分の説明は簡略又は省略する。
【００３５】
第３実施形態では、第２実施形態でのインバータ１４に代えて、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と発振回路との間に、選択信号によってＯＮ・ＯＦＦする電子スイッチ１３を設ける。選択信号は、それぞれの通信端子１２（COM）からＩＣ端子７（COM）を経て、供給される。
【００３６】
このようなものでは、第２実施形態形態と同様に選択信号１、０を適宜に選択することによって、水晶振動子３Ａを発振回路とは電気的に切り離して、ＤＬＤ特性を良好にする強励振ができるとともに独立した振動特性を測定できる。そして、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と特性検査端子７Ａ（Ｘ1、Ｘ2）とを遮断してセット基板に搭載できる。
【００３７】
そして、ここでは、例えば各電子スイッチ１１、１３を導通とすることによって、発振回路が水晶振動子３Ａに接続した状態で、水晶振動子３Ａの振動特性をも測定できる。したがって、水晶振動子３Ａから発振回路を切り離した状態と発振回路に接続した状態での振動特性を比較できるので、好都合となる。
【００３８】
（第４実施形態）
第４図は本発明の第４実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図であり、前実施形態と同一部分の説明は簡略又は省略する。
【００３９】
前第３実施形態では通信端子１２を個別に設けて、水晶ＩＣ端子７（Ｘ1、Ｘ2）と発振回路との間の電子スイッチ１３に選択信号を供給したが、この場合は通信端子２が増加して例えば表面実装発振器の小型化が阻害される。
【００４０】
そこで、第４実施形態では、例えば通信端子１２は１個のみとし、通信端子１２と接続したＩＣ端子端子７(COM)と各電子スイッチ１１、１３との間に制御回路を設ける。そして、通信端子１２からはコード化されたデジタル信号を入力する。ここでのデジタル信号は例えば電子スイッチ１１、１３のＯＮ・ＯＦＦを自在とする信号とする。そして、制御回路はデジタル信号を解読し、これに基づく選択信号を各電子スイッチ１１、１３に供給する。
【００４１】
このようにすれば、通信端子数を例えば１個とした最小にして小型化を維持できる。なお、制御回路を設けてデジタル信号を解読して制御信号を各電子スイッチに１１や１３に供給して選択信号を得る点は、第１及び第２実施形態の場合でも同様に適用できる。
【００４２】
（他の事項）
上記実施形態では、表面実装発振器の容器本体１は凹状としてＩＣチップ２と水晶片３とを同一空間内に収容したが、例えば容器本体を両主面に凹部を有するＨ状として別個の空間に独立的に収容した場合でも同様に適用できる。また、ＩＣチップ２は発振回路のみを図示したが、各用途に応じた機能回路が集積化されていた場合でも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図である。
【図２】本発明の第２実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図である。
【図３】本発明の第３実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図である。
【図４】本発明の第４実施形態を説明する表面実装発振器の模式的な配置及び結線図である。
【図５】従来例を説明する表面実装発振器の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は模式的な配置及び結線図である。
【図６】従来例を説明する水晶片の平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  容器本体、２  ＩＣチップ、３  水晶片、４  金属カバー、５  水晶保持端子、６  実装端子、７  ＩＣ端子、８  バンプ、９  励振及び引出電極、１０  導電性接着剤、１１、１３  電子スイッチ、１２、  通信端子、１４  インバータ。
【図１】
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【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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