ホーム > 特許ランキング > セイコーエプソン株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024156338
(43)【公開日】2024-11-06
(54)【発明の名称】発振器
(51)【国際特許分類】
H03B 5/32 20060101AFI20241029BHJP
【ＦＩ】
H03B5/32 H
H03B5/32 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023070712
(22)【出願日】2023-04-24
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】和田 龍斗
(72)【発明者】
【氏名】大久保 正明
【テーマコード（参考）】
5J079
【Ｆターム（参考）】
5J079AA04
5J079BA02
5J079BA43
5J079CA04
5J079HA03
5J079HA07
5J079HA25
5J079HA30
(57)【要約】
【課題】温度安定性が高く、周波数安定性に優れた発振器を提供すること。
【解決手段】発振器は、励振電極が設けられた振動素子と、前記振動素子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、前記発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサーと、前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、前記振動素子、前記発振回路、前記温度センサー、及び前記温度制御素子を収容する容器と、を備え、平面視において、前記温度センサー及び前記温度制御素子が前記励振電極と重なっている。
【選択図】図６
【解決手段】発振器は、励振電極が設けられた振動素子と、前記振動素子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、前記発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサーと、前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、前記振動素子、前記発振回路、前記温度センサー、及び前記温度制御素子を収容する容器と、を備え、平面視において、前記温度センサー及び前記温度制御素子が前記励振電極と重なっている。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
励振電極が設けられた振動素子と、
前記振動素子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、
前記発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサーと、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
前記振動素子、前記発振回路、前記温度センサー、及び前記温度制御素子を収容する容器と、を備え、
平面視において、前記温度センサー及び前記温度制御素子が前記励振電極と重なっている、
発振器。
前記振動素子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、
前記発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサーと、
前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、
前記振動素子、前記発振回路、前記温度センサー、及び前記温度制御素子を収容する容器と、を備え、
平面視において、前記温度センサー及び前記温度制御素子が前記励振電極と重なっている、
発振器。
【請求項2】
前記振動素子を前記容器に接合する接合部を備え、
前記温度制御素子は第１集積回路に形成され、前記温度センサー及び前記発振回路は第２集積回路に形成され、
平面視において、前記第１集積回路は、前記接合部と前記第２集積回路との間に配置されている、
請求項１に記載の発振器。
前記温度制御素子は第１集積回路に形成され、前記温度センサー及び前記発振回路は第２集積回路に形成され、
平面視において、前記第１集積回路は、前記接合部と前記第２集積回路との間に配置されている、
請求項１に記載の発振器。
【請求項3】
平面視において、前記温度センサー及び前記第１集積回路の全体が前記励振電極に覆われている、
請求項２に記載の発振器。
請求項２に記載の発振器。
【請求項4】
前記第１集積回路は、ボンディングワイヤーを介して前記容器に電気的に接続されている、
請求項２に記載の発振器。
請求項２に記載の発振器。
【請求項5】
前記第１集積回路は、前記容器にフリップチップ実装されている、
請求項２に記載の発振器。
請求項２に記載の発振器。
【請求項6】
前記容器は、平面視で前記第１集積回路の中央部と重なる電極パターンを有する、
請求項５に記載の発振器。
請求項５に記載の発振器。
【請求項7】
前記容器を収容する外側容器をさらに備える、
請求項１に記載の発振器。
請求項１に記載の発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発振器に関する。
【背景技術】
【0002】
水晶発振器の温度変化に対する周波数安定度を高めるために、小型恒温槽の中に水晶デバイスを設置した恒温槽一体型水晶発振器が知られている。
例えば、特許文献１には、第１振動素子と温度制御素子とを容器に収容して基板の一方の主面に搭載するとともに、第２振動素子を基板の他方の主面に搭載し、その周囲を囲うように脚部を設けた構造の発振器が開示されている。
例えば、特許文献１には、第１振動素子と温度制御素子とを容器に収容して基板の一方の主面に搭載するとともに、第２振動素子を基板の他方の主面に搭載し、その周囲を囲うように脚部を設けた構造の発振器が開示されている。
【0003】
当該発振器では、発熱回路を含む温度制御素子と、発振回路を含む回路素子とは、容器内において別体として設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２３－０３１９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１の発振器では、発振周波数の安定度が低下してしまう虞があった。詳しくは、発熱回路を含む温度制御素子と、回路素子とが別体として構成されているため、発熱回路からの熱が輻射熱として逃げてしまい、回路素子に十分に伝わらず、周波数安定性が低下する虞があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願に係る一態様の発振器は、励振電極が設けられた振動素子と、前記振動素子を発振させて発振信号を生成する発振回路と、前記発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサーと、前記振動素子の温度を制御する温度制御素子と、前記振動素子、前記発振回路、前記温度センサー、及び前記温度制御素子を収容する容器と、を備え、平面視において、前記温度センサー及び前記温度制御素子が前記励振電極と重なっている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】実施形態１に係る発振器の断面図。
【図2】発振器の平面図。
【図3】内側パッケージの平面図。
【図4】内側パッケージの断面図。
【図5】振動素子の実装前における内側パッケージの内部の平面図。
【図6】振動素子の実装後における内側パッケージの内部の平面図。
【図7】電圧制御型水晶発振器の断面図。
【図8】電圧制御型水晶発振器を下面側から見た平面図。
【図9】ＰＬＬ回路の回路ブロック図。
【図10】発振器を下面側から見た平面図。
【図11】実施形態２に係る内側パッケージの断面図。
【図12】振動素子の実装前における内側パッケージの内部の平面図。
【図13】実施形態３に係る振動素子の実装後における内側パッケージの内部の平面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
実施形態１
＊＊＊発振器の構成＊＊＊
図１は、発振器の断面図である。図２は、発振器の平面図である。
図２に示すように、本実施形態の発振器１００は、平面的に略長方形をなした箱状の表面実装デバイスである。なお、図２では、発振器１００の内部構成を示すために、外側リッド２２（図１）を外した状態を図示している。また、各図面では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。本実施形態では、長方形状をなした発振器１００の長辺の延在方向をＸプラス方向、短辺の延在方向をＹプラス方向とし、発振器１００の厚さ方向をＺプラス方向としている。また、Ｚプラス方向を上方、Ｚマイナス方向を下方ともいう。Ｘプラス方向とＸマイナス方向とを合せてＸ軸方向ともいう。Ｙ軸、Ｚ軸についても同様である。
＊＊＊発振器の構成＊＊＊
図１は、発振器の断面図である。図２は、発振器の平面図である。
図２に示すように、本実施形態の発振器１００は、平面的に略長方形をなした箱状の表面実装デバイスである。なお、図２では、発振器１００の内部構成を示すために、外側リッド２２（図１）を外した状態を図示している。また、各図面では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。本実施形態では、長方形状をなした発振器１００の長辺の延在方向をＸプラス方向、短辺の延在方向をＹプラス方向とし、発振器１００の厚さ方向をＺプラス方向としている。また、Ｚプラス方向を上方、Ｚマイナス方向を下方ともいう。Ｘプラス方向とＸマイナス方向とを合せてＸ軸方向ともいう。Ｙ軸、Ｚ軸についても同様である。
【0009】
図１および図２に示す発振器１００は、恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ）であり、外側パッケージ２の内部に、内側パッケージ３と、制御ＩＣ４とを収納し、外側パッケージ２の裏面に、電圧制御型水晶発振器５を備えている。
内側パッケージ３は、容器であり、第１振動素子としての振動素子６、第２集積回路８、および、第１集積回路７を収納している。
電圧制御型水晶発振器５は、第２振動素子としての振動素子５５を備えている。
内側パッケージ３は、容器であり、第１振動素子としての振動素子６、第２集積回路８、および、第１集積回路７を収納している。
電圧制御型水晶発振器５は、第２振動素子としての振動素子５５を備えている。
【0010】
外側パッケージ２は、外側容器であり、外側ベース２１と、外側リッド２２とを有する。外側ベース２１は、箱状をなし、上面２１ａに開口する上側凹部２１１と、下面２１ｂに開口する下側凹部２１２とを有する。そのため、外側ベース２１は、断面視において略Ｈ型となっている。この外側ベース２１について、別の言い方をすると、外側ベース２１は、基板２７と、基板２７の上面の縁部から上側に向けて立設する枠状の壁部２８と、基板２７の下面の縁部から下側に向けて立設する枠状の脚部２９とを有する。
【0011】
外側リッド２２は、板状をなし、上側凹部２１１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材２３を介して外側ベース２１の上面２１ａに接合されている。これにより、上側凹部２１１が気密封止され、外側パッケージ２内に収容空間としての外側収容空間Ｓ２が形成される。外側収容空間Ｓ２は、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。これにより、外側パッケージ２の断熱性が高まり、外部温度の影響を受け難い発振器１００となる。一方、下側凹部２１２の開口は、封止されておらず、外側パッケージ２の外部に臨んでいる。
外側収容空間Ｓ２には、内側パッケージ３および制御ＩＣ４が収容されている。
下側凹部２１２には、電圧制御型水晶発振器５が実装されている。
外側収容空間Ｓ２には、内側パッケージ３および制御ＩＣ４が収容されている。
下側凹部２１２には、電圧制御型水晶発振器５が実装されている。
【0012】
なお、外側ベース２１および外側リッド２２の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、外側ベース２１をアルミナ、チタニア等の各種セラミック材料で構成し、外側リッド２２をコバール等の各種金属材料で構成することが好ましい。これにより、丈夫で機械的強度に優れた外側パッケージ２となる。また、両者の線膨張係数をほぼ等しくすることができ、外側パッケージ２に生じる熱応力の低減を図ることもできる。
このような構成により、振動素子６、振動素子５５に応力が加わり難くなり、振動素子６、振動素子５５の振動特性が安定する。
このような構成により、振動素子６、振動素子５５に応力が加わり難くなり、振動素子６、振動素子５５の振動特性が安定する。
【0013】
外側収容空間Ｓ２において、上側凹部２１１は、上面２１ａに開口する第１上側凹部２１１ａと、第１上側凹部２１１ａの底面に開口し、第１上側凹部２１１ａよりも開口が小さい第２上側凹部２１１ｂと、第２上側凹部２１１ｂの底面に開口し、第２上側凹部２１１ｂよりも開口が小さい第３上側凹部２１１ｃとを有する。
内側パッケージ３は、第３上側凹部２１１ｃの底面に載置される。制御ＩＣ４は、内側パッケージ３の上で、内側パッケージ３を跨いで第１上側凹部２１１ａに配置される。
内側パッケージ３は、第３上側凹部２１１ｃの底面に載置される。制御ＩＣ４は、内側パッケージ３の上で、内側パッケージ３を跨いで第１上側凹部２１１ａに配置される。
【0014】
図２に示すように、制御ＩＣ４は、長方形状をなしており、その長辺の延在方向はＹ軸方向であり、第３上側凹部２１１ｃを囲う額縁状の第１上側凹部２１１ａの上に２つの短辺部分を載置して、内側パッケージ３を跨ぐ高架橋状に配置される。
第１上側凹部２１１ａには、複数の端子２４１が設けられている。端子２４１と制御ＩＣ４の対応する端子３５との間は、ボンディングワイヤーＢＷ１により電気的に接続される。ボンディングワイヤーＢＷ１は、Ａｕワイヤーを用いることが好ましい。なお、アルミワイヤーを用いても良い。また、後述のボンディングワイヤーも同様である。
第１上側凹部２１１ａには、複数の端子２４１が設けられている。端子２４１と制御ＩＣ４の対応する端子３５との間は、ボンディングワイヤーＢＷ１により電気的に接続される。ボンディングワイヤーＢＷ１は、Ａｕワイヤーを用いることが好ましい。なお、アルミワイヤーを用いても良い。また、後述のボンディングワイヤーも同様である。
【0015】
図３は、内側パッケージの平面図であり、図２に対応している。図３は、制御ＩＣ４を実装する前における内側パッケージ３の実装態様を示している。
第２上側凹部２１１ｂには、複数の端子７３が設けられている。内側パッケージ３の上面である実装面９０には、複数の端子８３が設けられている。
第２上側凹部２１１ｂの端子７３と内側パッケージ３の対応する端子８３との間は、ボンディングワイヤーＢＷ２により電気的に接続される。
第２上側凹部２１１ｂには、複数の端子７３が設けられている。内側パッケージ３の上面である実装面９０には、複数の端子８３が設けられている。
第２上側凹部２１１ｂの端子７３と内側パッケージ３の対応する端子８３との間は、ボンディングワイヤーＢＷ２により電気的に接続される。
【0016】
図１に戻る。
図１に示すように、外側ベース２１における下側凹部２１２の底面には、複数の内部端子２４３が設けられている。内部端子２４３は、導電性の接合部材Ｂ１を介して電圧制御型水晶発振器５と電気的に接続される。外側ベース２１の脚部２９の底面には、複数の実装用の外部端子２４４が設けられている。
これらの端子２４１、端子７３、内部端子２４３、および、外部端子２４４は、外側ベース２１内に形成された内部配線２５を介して電気的に接続され、制御ＩＣ４、内側パッケージ３、および、電圧制御型水晶発振器５を電気的に接続している。このように、内部配線２５を外側パッケージ２の外部に露出しないように形成することにより、放射ノイズ、電磁界等の外乱の影響を受け難くなる。よって、発振器１００は、優れた位相ノイズ特性を発揮することができる。
図１に示すように、外側ベース２１における下側凹部２１２の底面には、複数の内部端子２４３が設けられている。内部端子２４３は、導電性の接合部材Ｂ１を介して電圧制御型水晶発振器５と電気的に接続される。外側ベース２１の脚部２９の底面には、複数の実装用の外部端子２４４が設けられている。
これらの端子２４１、端子７３、内部端子２４３、および、外部端子２４４は、外側ベース２１内に形成された内部配線２５を介して電気的に接続され、制御ＩＣ４、内側パッケージ３、および、電圧制御型水晶発振器５を電気的に接続している。このように、内部配線２５を外側パッケージ２の外部に露出しないように形成することにより、放射ノイズ、電磁界等の外乱の影響を受け難くなる。よって、発振器１００は、優れた位相ノイズ特性を発揮することができる。
【0017】
上記の発振器１００は、外部端子２４４を介して外部装置２００との電気的な接続が行われる。特に、本実施形態では、脚部２９の側面に外部端子２４４と接続された側面端子２４５が配置されている。側面端子２４５は、キャスタレーションである。そのため、半田Ｈが側面端子２４５に濡れ広がってフィレットを形成し、外部装置２００との機械的および電気的な接合がより強固なものとなる。ただし、これに限定されず、例えば、側面端子２４５を省略してもよい。
【0018】
＊＊＊内側パッケージの構成＊＊＊
図４は、内側パッケージの断面図であり、図１に対応している。
図４に示すように、内側パッケージ３は、内側ベース３１と、内側リッド３２とを有する。内側ベース３１は、箱状をなし、下面３１ｂに開口する凹部３１１を有する。また、内側リッド３２は、板状をなし、凹部３１１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材３３を介して内側ベース３１の下面３１ｂに接合されている。これにより、凹部３１１が気密封止され、内側パッケージ３内に内側収容空間Ｓ３が形成される。そして、内側収容空間Ｓ３には、振動素子６、第１集積回路７および第２集積回路８が収容されている。
図４は、内側パッケージの断面図であり、図１に対応している。
図４に示すように、内側パッケージ３は、内側ベース３１と、内側リッド３２とを有する。内側ベース３１は、箱状をなし、下面３１ｂに開口する凹部３１１を有する。また、内側リッド３２は、板状をなし、凹部３１１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材３３を介して内側ベース３１の下面３１ｂに接合されている。これにより、凹部３１１が気密封止され、内側パッケージ３内に内側収容空間Ｓ３が形成される。そして、内側収容空間Ｓ３には、振動素子６、第１集積回路７および第２集積回路８が収容されている。
【0019】
内側パッケージ３は、外側ベース２１の第３上側凹部２１１ｃの底面に、例えば、シリコーン樹脂からなる接合部材Ｂ３を介して固定される。なお、接合部材Ｂ３は、シリコーン樹脂に限定するものではなく、絶縁性で熱伝導率が低い接合部材であれば良く、例えば、エポキシ樹脂等の各種樹脂材料を用いても良い。
このような構成によれば、内側パッケージ３と外側パッケージ２とが接合部材Ｂ３によって断熱されるため、第１集積回路７の熱が外側パッケージ２を介して外部に逃げ難くなる。
このような構成によれば、内側パッケージ３と外側パッケージ２とが接合部材Ｂ３によって断熱されるため、第１集積回路７の熱が外側パッケージ２を介して外部に逃げ難くなる。
【0020】
内側ベース３１および内側リッド３２の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、内側ベース３１をアルミナ、チタニア等の各種セラミック材料で構成し、内側リッド３２をコバール等の各種金属材料で構成することができる。これにより、丈夫で機械的強度に優れた内側パッケージ３となる。また、両者の線膨張係数をほぼ等しくすることができ、内側パッケージ３に生じる熱応力の低減を図ることもできる。そのため、振動素子６に応力が加わり難くなり、振動素子６の振動特性が安定する。
凹部３１１は、下面３１ｂに開口する第１凹部３１１ａと、第１凹部３１１ａの底面に開口し、第１凹部３１１ａよりも開口が小さい第２凹部３１１ｂと、第２凹部３１１ｂの底面に開口し、第２凹部３１１ｂよりも開口が小さい第３凹部３１１ｃとを有する。
そして、第１凹部３１１ａの底面には、振動素子６が実装される。第３凹部３１１ｃの底面には、第１集積回路７および第２集積回路８がＸ軸方向に並んで配置されている。
凹部３１１は、下面３１ｂに開口する第１凹部３１１ａと、第１凹部３１１ａの底面に開口し、第１凹部３１１ａよりも開口が小さい第２凹部３１１ｂと、第２凹部３１１ｂの底面に開口し、第２凹部３１１ｂよりも開口が小さい第３凹部３１１ｃとを有する。
そして、第１凹部３１１ａの底面には、振動素子６が実装される。第３凹部３１１ｃの底面には、第１集積回路７および第２集積回路８がＸ軸方向に並んで配置されている。
【0021】
図５は、振動素子の実装前における内側パッケージの内部の平面図である。図６は、振動素子の実装後における内側パッケージの内部の平面図である。
図５に示すように、第３凹部３１１ｃには、第１集積回路７と、第２集積回路８とが並んで配置されている。
第１集積回路７は、温度制御素子としての発熱回路７２を有する。発熱回路７２は、ヒーター回路であり、振動素子６を加熱する発熱部として機能する。第１集積回路７は、能動面を下側（内側リッド３２側）に向けて第３凹部３１１ｃの底面に配置されされている。
図５に示すように、第３凹部３１１ｃには、第１集積回路７と、第２集積回路８とが並んで配置されている。
第１集積回路７は、温度制御素子としての発熱回路７２を有する。発熱回路７２は、ヒーター回路であり、振動素子６を加熱する発熱部として機能する。第１集積回路７は、能動面を下側（内側リッド３２側）に向けて第３凹部３１１ｃの底面に配置されされている。
【0022】
第２集積回路８は、発振回路８１と、温度センサー８２とを備えた集積回路である。
発振回路８１は、振動素子６を発振させ、基準周波数信号を出力する発振回路である。温度センサー８２は、第２集積回路８を含む周辺部位の温度を計測する温度センサーである。第２集積回路８は、温度センサー８２の検出温度に基づき発振信号の温度補償のための温度信号を生成し、制御ＩＣ４に送信する。詳しくは後述するが、制御ＩＣ４は、温度センサー８２の温度信号に基づき、第１集積回路７の発熱回路７２を制御し、振動素子６の温度が一定温度に保たれるように制御する。第２集積回路８は、能動面を下側（内側リッド３２側）に向けて第３凹部３１１ｃの底面に配置されている。
発振回路８１は、振動素子６を発振させ、基準周波数信号を出力する発振回路である。温度センサー８２は、第２集積回路８を含む周辺部位の温度を計測する温度センサーである。第２集積回路８は、温度センサー８２の検出温度に基づき発振信号の温度補償のための温度信号を生成し、制御ＩＣ４に送信する。詳しくは後述するが、制御ＩＣ４は、温度センサー８２の温度信号に基づき、第１集積回路７の発熱回路７２を制御し、振動素子６の温度が一定温度に保たれるように制御する。第２集積回路８は、能動面を下側（内側リッド３２側）に向けて第３凹部３１１ｃの底面に配置されている。
【0023】
図５に示すように、第１集積回路７は矩形をなしており、発熱回路７２は、矩形における第２集積回路８側の辺に沿って設けられている。
第２集積回路８は、矩形をなしており、発振回路８１は、矩形における中央の第１集積回路７側に設けられている。温度センサー８２は、矩形における第１集積回路７とは反対側の辺の近傍に設けられている。
第２凹部３１１ｂには、複数の端子３４２，３４３が設けられている。端子３４２と第１集積回路７との間は、ボンディングワイヤーＢＷ４により電気的に接続される。換言すれば、第１集積回路７は、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して容器としての内側パッケージ３に電気的に接続されている。
端子３４３と第２集積回路８との間は、ボンディングワイヤーＢＷ５により電気的に接続されている。
第２集積回路８は、矩形をなしており、発振回路８１は、矩形における中央の第１集積回路７側に設けられている。温度センサー８２は、矩形における第１集積回路７とは反対側の辺の近傍に設けられている。
第２凹部３１１ｂには、複数の端子３４２，３４３が設けられている。端子３４２と第１集積回路７との間は、ボンディングワイヤーＢＷ４により電気的に接続される。換言すれば、第１集積回路７は、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して容器としての内側パッケージ３に電気的に接続されている。
端子３４３と第２集積回路８との間は、ボンディングワイヤーＢＷ５により電気的に接続されている。
【0024】
図４、図６に示すように、振動素子６は、その一端が第１凹部３１１ａに固定され、片持ち支持されている。振動素子６は、好適例ではＳＣカット水晶振動素子を用いている。
図４に示すように、振動素子６は、ＳＣカットで切り出された平面視で矩形の水晶基板６１と、水晶基板６１のＺプラス側の面に配置された励振電極６２１と、水晶基板６１のＺマイナス側の面に配置された励振電極６３１とを有する。励振電極６２１と励振電極６３１とは、水晶基板６１の表裏面に対向配置されている。
図６に示すように、好適例では、励振電極６２１，６３１は矩形であり、同じサイズに設けられている。励振電極６２１，６３１は、好適例では、Ａｕ電極である。なお、Ａｕ電極に限定するものではなく、金属電極であれば良く、例えば、Ａｇ電極や、白金電極であっても良い。
図６に示すように、励振電極６２１からは水晶基板６１の端部に延在するパッド電極６２２が設けられている。同様に、励振電極６３１からも水晶基板６１の端部に延在するパッド電極６３２が設けられている。
図４に示すように、振動素子６は、ＳＣカットで切り出された平面視で矩形の水晶基板６１と、水晶基板６１のＺプラス側の面に配置された励振電極６２１と、水晶基板６１のＺマイナス側の面に配置された励振電極６３１とを有する。励振電極６２１と励振電極６３１とは、水晶基板６１の表裏面に対向配置されている。
図６に示すように、好適例では、励振電極６２１，６３１は矩形であり、同じサイズに設けられている。励振電極６２１，６３１は、好適例では、Ａｕ電極である。なお、Ａｕ電極に限定するものではなく、金属電極であれば良く、例えば、Ａｇ電極や、白金電極であっても良い。
図６に示すように、励振電極６２１からは水晶基板６１の端部に延在するパッド電極６２２が設けられている。同様に、励振電極６３１からも水晶基板６１の端部に延在するパッド電極６３２が設けられている。
【0025】
図６に示すように、第１凹部３１１ａには、２つの端子３４１が設けられている。振動素子６のパッド電極６２２と、一方の端子３４１との間は、接合部材Ｂ２により電気的に接続される。振動素子６のパッド電極６３２と、他方の端子３４１との間は、ボンディングワイヤーＢＷ３により電気的に接続される。
【0026】
図６に示すように、好適例では、第１集積回路７、および、第２集積回路８の全体が励振電極６２１，６３１に覆われている。図４に示すように、励振電極６２１，６３１が、第１集積回路７、第２集積回路８の蓋状に配置されるため、両集積回路からの放射熱を反射する。これにより、内側パッケージ３の外部への輻射熱の逃げを低減することができる。特に、水晶基板６１を介して、Ａｕ電極からなる２層の励振電極６２１，６３１が設けられているため、１層の構成に比べて保温効果が高くなり、より外部への輻射熱の逃げを低減することができる。よって、内側パッケージ３の内部での保温性が向上するため、内側パッケージ３の内部の温度を均一化することができる。これにより、第１集積回路７と第２集積回路８との温度バラつきを抑えることができるため、良好な周波数特性を実現することができる。さらに、保温性向上により第１集積回路７の発熱回路７２の発熱量を小さくできるため、消費電流を低減することができる。
【0027】
なお、この構成に限定するものではなく、温度制御素子としての発熱回路７２と、温度センサー８２とが、励振電極６２１，６３１に覆われる構成であっても良い。特に、発熱源である発熱回路７２を励振電極６２１，６３１で覆うことにより、保温性を高めることができる。これらの構成であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。
換言すれば、発振器１００は、励振電極６２１，６３１が設けられた振動素子６と、振動素子６を発振させて発振信号を生成する発振回路８１と、発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサー８２と、振動素子６の温度を制御する温度制御素子としての発熱回路７２と、これらを収容する容器としての内側パッケージ３と、を備え、平面視において、温度センサー８２及び発熱回路７２が励振電極６２１，６３１と重なっている。または、温度センサー８２及び第１集積回路７の全体が励振電極６２１，６３１に覆われている。
換言すれば、発振器１００は、励振電極６２１，６３１が設けられた振動素子６と、振動素子６を発振させて発振信号を生成する発振回路８１と、発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサー８２と、振動素子６の温度を制御する温度制御素子としての発熱回路７２と、これらを収容する容器としての内側パッケージ３と、を備え、平面視において、温度センサー８２及び発熱回路７２が励振電極６２１，６３１と重なっている。または、温度センサー８２及び第１集積回路７の全体が励振電極６２１，６３１に覆われている。
【0028】
図６に示すように、平面視において、第１集積回路７の発熱回路７２と接合部材Ｂ２との間の距離Ｌ１と、発熱回路７２と第２集積回路８の温度センサー８２との間の距離Ｌ２とは、略同じに設定されている。換言すれば、第１集積回路７は、接合部材Ｂ２と第２集積回路８との間に配置されている。
これによれば、発熱回路７２から振動素子６への伝熱経路長と、発熱回路７２から温度センサー８２への伝熱経路長とを、近似させることができる。よって、温度センサー８２で検知した温度が、振動素子６の温度と略同じとなるため、振動素子６の温度を正確に検出することができる。
これによれば、発熱回路７２から振動素子６への伝熱経路長と、発熱回路７２から温度センサー８２への伝熱経路長とを、近似させることができる。よって、温度センサー８２で検知した温度が、振動素子６の温度と略同じとなるため、振動素子６の温度を正確に検出することができる。
【0029】
なお、上記では、２層の励振電極６２１，６３１により発熱回路７２と、温度センサー８２と覆うものとして説明したが、いずれか１層の構成であっても良く、この構成であっても、内側パッケージ３の内部での保温性を向上させることができる。
また、振動素子は、ＳＣカット水晶振動素子に限定するものではなく、ＡＴカット水晶振動素子、ＢＴカット水晶振動素子、音叉型水晶振動素子、弾性表面波共振子、その他の圧電振動素子、ＭＥＭＳ共振素子等を用いても良い。
また、振動素子は、ＳＣカット水晶振動素子に限定するものではなく、ＡＴカット水晶振動素子、ＢＴカット水晶振動素子、音叉型水晶振動素子、弾性表面波共振子、その他の圧電振動素子、ＭＥＭＳ共振素子等を用いても良い。
【0030】
＊＊＊外側パッケージ裏面の実装態様＊＊＊
図７は、電圧制御型水晶発振器の断面図である。図８は、電圧制御型水晶発振器を下面側から見た平面図である。
電圧制御型水晶発振器５は、後述するＰＬＬ回路４２（図９）に含まれる発振器である。
図７は、電圧制御型水晶発振器の断面図である。図８は、電圧制御型水晶発振器を下面側から見た平面図である。
電圧制御型水晶発振器５は、後述するＰＬＬ回路４２（図９）に含まれる発振器である。
【0031】
図７に示すように、電圧制御型水晶発振器５は、パッケージ５１と、パッケージ５１に収容された振動素子５５および回路素子５９と、を有する。
パッケージ５１は、ベース５２およびリッド５３を有する。ベース５２は、箱状をなし、下面５２ｂに開口する凹部５２１を有する。また、リッド５３は、板状をなし、凹部５２１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材５４を介してベース５２の下面５２ｂに接合されている。これにより、凹部５２１が気密封止され、パッケージ５１内に収容空間Ｓ５が形成される。そして、収容空間Ｓ５に振動素子５５および回路素子５９が収容されている。
パッケージ５１は、ベース５２およびリッド５３を有する。ベース５２は、箱状をなし、下面５２ｂに開口する凹部５２１を有する。また、リッド５３は、板状をなし、凹部５２１の開口を塞ぐようにして、シールリング、低融点ガラス等の封止部材５４を介してベース５２の下面５２ｂに接合されている。これにより、凹部５２１が気密封止され、パッケージ５１内に収容空間Ｓ５が形成される。そして、収容空間Ｓ５に振動素子５５および回路素子５９が収容されている。
【0032】
なお、ベース５２およびリッド５３の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、ベース５２をアルミナ、チタニア等の各種セラミック材料で構成し、リッド５３をコバール等の各種金属材料で構成することができる。これにより、丈夫で機械的強度に優れたパッケージ５１となる。また、両者の線膨張係数をほぼ等しくすることができ、パッケージ５１に生じる熱応力の低減を図ることもできる。そのため、振動素子５５に応力が加わり難くなり、振動素子５５の振動特性が安定する。
【0033】
収容空間Ｓ５について詳細に説明すると、凹部５２１は、下面５２ｂに開口する第１凹部５２１ａと、第１凹部５２１ａの底面に開口し、第１凹部５２１ａよりも開口が小さい第２凹部５２１ｂと、第２凹部５２１ｂの底面に開口し、第２凹部５２１ｂよりも開口が小さい第３凹部５２１ｃと、を有する。そして、第１凹部５２１ａの底面に振動素子５５が配置され、第３凹部５２１ｃの底面に回路素子５９が配置されている。収容空間Ｓ５は、気密であり、減圧状態、好ましくはより真空に近い状態となっている。これにより、収容空間Ｓ５の粘性抵抗が減り、振動素子５５の振動特性が向上する。
【0034】
また、ベース５２には、第１凹部５２１ａの底面に配置された複数の内部端子５６１と、第２凹部５２１ｂの底面に配置された複数の内部端子５６２と、ベース５２の上面５２ａに配置された複数の外部端子５６４と、が配置されている。また、各内部端子５６１は、導電性の接合部材Ｂ４を介して振動素子５５と電気的に接続され、各内部端子５６２は、ボンディングワイヤーＢＷ６を介して回路素子５９と電気的に接続されている。これら各端子５６１、５６２、５６４は、ベース５２内に形成された図示しない内部配線を介して適宜電気的に接続されており、振動素子５５、回路素子５９および外部端子５６４を電気的に接続している。このようなパッケージ５１においては、外部端子５６４を介してその内外が電気的に接続される。
【0035】
図８に示す、振動素子５５は、ＡＴカット水晶振動素子である。
振動素子５５は、ＡＴカットで切り出された長方形状の水晶基板５５１と、水晶基板５５１の上下面に対向配置された励振電極５５３ａ、５５４ａと、水晶基板５５１の上面に配置されたパッド電極５５３ｂ、５５４ｂと、励振電極５５３ａ、５５４ａとパッド電極５５３ｂ、５５４ｂとを接続する引出電極５５３ｃ、５５４ｃと、を有する。
振動素子５５は、ＡＴカットで切り出された長方形状の水晶基板５５１と、水晶基板５５１の上下面に対向配置された励振電極５５３ａ、５５４ａと、水晶基板５５１の上面に配置されたパッド電極５５３ｂ、５５４ｂと、励振電極５５３ａ、５５４ａとパッド電極５５３ｂ、５５４ｂとを接続する引出電極５５３ｃ、５５４ｃと、を有する。
【0036】
以上、振動素子５５について説明したが、その構成は、特に限定されない。例えば、水晶基板５５１の平面視形状は、長方形に限定されず、円形、長方形以外の矩形、その他の多角形であってもよい。また、水晶基板５５１の外縁部を研削するベベル加工や、水晶基板５５１の上面および下面を凸曲面とするコンベックス加工が施されていてもよい。また、振動素子５５として、ＡＴカット水晶振動素子ではなく、ＳＣカット水晶振動素子、ＢＴカット水晶振動素子、音叉型水晶振動素子、弾性表面波共振子、その他の圧電振動素子、ＭＥＭＳ共振素子等を用いてもよい。
【0037】
このような振動素子５５は、その端部において、第１凹部５２１ａの底面に一対の接合部材Ｂ４を介して固定されている。また、接合部材Ｂ４を介してパッド電極５５３ｂ、５５４ｂと各内部端子５６１とが電気的に接続されている。ただし、振動素子５５の固定方法や電気接続方法としては、特に限定されない。
【0038】
図７に戻る。
回路素子５９は、振動素子５５を発振する発振回路５９１を有する。このような回路素子５９は、能動面を下側に向けて第３凹部５２１ｃの底面に配置され、ボンディングワイヤーＢＷ６を介して複数の内部端子５６２と電気的に接続されている。
図７に示すように、電圧制御型水晶発振器５は、導電性の接合部材Ｂ１を介して下側凹部２１２の底面に固定されている。また、接合部材Ｂ１を介して外部端子５６４と内部端子２４３とが電気的に接続されている。
回路素子５９は、振動素子５５を発振する発振回路５９１を有する。このような回路素子５９は、能動面を下側に向けて第３凹部５２１ｃの底面に配置され、ボンディングワイヤーＢＷ６を介して複数の内部端子５６２と電気的に接続されている。
図７に示すように、電圧制御型水晶発振器５は、導電性の接合部材Ｂ１を介して下側凹部２１２の底面に固定されている。また、接合部材Ｂ１を介して外部端子５６４と内部端子２４３とが電気的に接続されている。
【0039】
【0040】
温度制御用回路４１は、温度センサー８２の出力信号に基づき、発熱回路７２の抵抗を流れる電流量を制御し、振動素子６を一定温度に保つための回路である。例えば、温度制御用回路４１は、温度センサー８２の出力信号から判定される現在の温度が設定された基準温度よりも低い場合には、発熱回路７２の抵抗に所望の電流を流し、現在の温度が基準温度よりも高い場合には発熱回路７２の抵抗に電流が流れないように制御する。また、例えば、温度制御用回路４１は、現在の温度と基準温度との差に応じて、発熱回路７２の抵抗を流れる電流量を増減させるように制御してもよい。
【0041】
図９は、ＰＬＬ回路の回路ブロック図である。
ＰＬＬ回路４２は、発振回路８１から出力される発振信号である基準周波数信号が入力される第１位相比較器４２１と、第１ローパスフィルター４２２と、第１ローパスフィルター４２２からの直流信号が入力される電圧制御型発振器４２３と、電圧制御型発振器４２３から出力される周波数信号が入力される第１分周器４２４と、を有する。そして、第１分周器４２４で分周された周波数信号は、第１位相比較器４２１に入力される。第１位相比較器４２１では、基準周波数信号と周波数信号との間の位相差を検出し、第１ローパスフィルター４２２に出力する。第１ローパスフィルター４２２では第１位相比較器４２１からの出力信号から高周波成分を除去し、電圧に変換して電圧制御型発振器４２３を制御する直流信号として出力される。
ＰＬＬ回路４２は、発振回路８１から出力される発振信号である基準周波数信号が入力される第１位相比較器４２１と、第１ローパスフィルター４２２と、第１ローパスフィルター４２２からの直流信号が入力される電圧制御型発振器４２３と、電圧制御型発振器４２３から出力される周波数信号が入力される第１分周器４２４と、を有する。そして、第１分周器４２４で分周された周波数信号は、第１位相比較器４２１に入力される。第１位相比較器４２１では、基準周波数信号と周波数信号との間の位相差を検出し、第１ローパスフィルター４２２に出力する。第１ローパスフィルター４２２では第１位相比較器４２１からの出力信号から高周波成分を除去し、電圧に変換して電圧制御型発振器４２３を制御する直流信号として出力される。
【0042】
なお、第１分周器４２４は、例えば、整数の分周比を切り替えて平均的に小数の分周比とすることにより、小数の分周比を設定可能である。これにより、第１位相比較器４２１、第１ローパスフィルター４２２、電圧制御型発振器４２３および第１分周器４２４で構成される前段のＰＬＬ回路部分は、小数分周ＰＬＬ回路（フラクショナルＰＬＬ回路）として機能する。その結果、小数分周ＰＬＬ回路では、任意の周波数の信号を出力することが可能になる。
【0043】
また、ＰＬＬ回路４２は、電圧制御型発振器４２３から出力される周波数信号が入力される第２位相比較器４２５と、第２ローパスフィルター４２６と、電圧制御型水晶発振器５と、電圧制御型水晶発振器５から出力される周波数信号が入力される第２分周器４２７と、を有する。そして、第２分周器４２７で分周された周波数信号は、第２位相比較器４２５に入力される。第２位相比較器４２５では、電圧制御型発振器４２３から出力される周波数信号と第２分周器４２７で分周された周波数信号との間の位相差を検出し、第２ローパスフィルター４２６に出力する。第２ローパスフィルター４２６では第２位相比較器４２５からの出力信号から高周波成分を除去し、電圧に変換して電圧制御型水晶発振器５を制御する直流信号（周波数制御信号）として出力される。
【0044】
なお、第２分周器４２７は、例えば、入力された信号を整数分周する整数分周器である。これにより、第２位相比較器４２５、第２ローパスフィルター４２６、電圧制御型水晶発振器５および第２分周器４２７で構成される後段のＰＬＬ回路部分は、整数分周ＰＬＬ回路（インテジャーＰＬＬ回路）として機能する。整数分周ＰＬＬ回路では、位相ノイズが比較的少なく、回路構成も比較的単純な回路とすることができる。
【0045】
そして、電圧制御型水晶発振器５からは、直流信号の電圧に応じた周波数信号が出力バッファー回路４３に向けて出力される。つまり、電圧制御型水晶発振器５は、発振回路８１から出力される基準周波数信号に基づいて発振周波数が制御される。
【0046】
ＰＬＬ回路４２を構成する各回路要素のうち、電圧制御型水晶発振器５については、制御ＩＣ４と別体で構成されているが、その他の要素についても、制御ＩＣ４と別体で構成されていてもよい。例えば、第１、第２ローパスフィルター４２２、４２６を制御ＩＣ４と別体で構成し、下側凹部２１２の底面に、電圧制御型水晶発振器５と並べて配置してもよい。
【0047】
図１０は、発振器を下面側から見た平面図である。
図１０に示すように、電圧制御型水晶発振器５は、下側凹部２１２の底面に配置されており、その周囲を脚部２９で囲まれている。そのため、脚部２９が防風壁の機能を発揮し、電圧制御型水晶発振器５に風が当たり難くなる。よって、風による電圧制御型水晶発振器５の温度変動が抑制され、出力バッファー回路４３から出力される出力信号の位相ノイズ特性の悪化を効果的に抑制することができる。
図１０に示すように、電圧制御型水晶発振器５は、下側凹部２１２の底面に配置されており、その周囲を脚部２９で囲まれている。そのため、脚部２９が防風壁の機能を発揮し、電圧制御型水晶発振器５に風が当たり難くなる。よって、風による電圧制御型水晶発振器５の温度変動が抑制され、出力バッファー回路４３から出力される出力信号の位相ノイズ特性の悪化を効果的に抑制することができる。
【0048】
以上、述べた通り、本実施形態の発振器１００によれば、以下の効果を得ることができる。
発振器１００は、励振電極６２１，６３１が設けられた振動素子６と、振動素子６を発振させて発振信号を生成する発振回路８１と、発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサー８２と、振動素子６の温度を制御する温度制御素子としての発熱回路７２と、これらを収容する容器としての内側パッケージ３と、を備え、平面視において、温度センサー８２及び発熱回路７２が励振電極６２１，６３１と重なっている。
発振器１００は、励振電極６２１，６３１が設けられた振動素子６と、振動素子６を発振させて発振信号を生成する発振回路８１と、発振信号の温度補償のための温度信号を生成する温度センサー８２と、振動素子６の温度を制御する温度制御素子としての発熱回路７２と、これらを収容する容器としての内側パッケージ３と、を備え、平面視において、温度センサー８２及び発熱回路７２が励振電極６２１，６３１と重なっている。
【0049】
これによれば、温度センサー８２及び発熱回路７２が励振電極６２１，６３１に覆われる。励振電極６２１，６３１が、温度センサー８２及び発熱回路７２に蓋状に配置されるため、両者からの放射熱を反射する。これにより、内側パッケージ３の外部への輻射熱の逃げを低減することができる。特に、水晶基板６１を介して、Ａｕ電極からなる２層の励振電極６２１，６３１が設けられているため、１層の構成に比べて保温効果が高くなり、より外部への輻射熱の逃げを低減することができる。よって、内側パッケージ３の内部での保温性が向上するため、内側パッケージ３の内部の温度を均一化することができる。これにより、第１集積回路７と第２集積回路８との温度バラつきを抑えることができるため、良好な周波数特性を実現することができる。さらに、保温性向上により第１集積回路７の発熱回路７２の発熱量を小さくできるため、消費電流を低減することができる。
従って、温度安定性が高く、周波数安定性に優れた発振器１００を提供することができる。
従って、温度安定性が高く、周波数安定性に優れた発振器１００を提供することができる。
【0050】
また、振動素子６を内側パッケージ３に接合する接合部材Ｂ２を備え、発熱回路７２は第１集積回路７に形成され、温度センサー８２及び発振回路８１は第２集積回路８に形成され、平面視において、第１集積回路７は、接合部材Ｂ２と第２集積回路８との間に配置されている。
【0051】
これによれば、発熱回路７２から振動素子６への伝熱経路長と、発熱回路７２から温度センサー８２への伝熱経路長とを、近似させることができる。よって、温度センサー８２で検知した温度が、振動素子６の温度と略同じとなるため、振動素子６の温度を正確に検出することができる。よって、振動素子６の温度を正確に制御できるため、周波数特性が安定する。
【0052】
また、平面視において、温度センサー８２及び第１集積回路７の全体が励振電極６２１，６３１に覆われている。
第１集積回路７では、発熱回路７２を中心に発熱するが、その熱は、発熱回路７２の周りの部位にも伝達し、第１集積回路７の全体から放射される。よって、励振電極６２１，６３１で、第１集積回路７の全体を覆うことにより、より効果的に外部への輻射熱の逃げを低減することができる。
第１集積回路７では、発熱回路７２を中心に発熱するが、その熱は、発熱回路７２の周りの部位にも伝達し、第１集積回路７の全体から放射される。よって、励振電極６２１，６３１で、第１集積回路７の全体を覆うことにより、より効果的に外部への輻射熱の逃げを低減することができる。
【0053】
また、第１集積回路７は、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して内側パッケージ３に電気的に接続されている。
これによれば、ボンディングワイヤーＢＷ４による接続とすることにより、第１集積回路７の裏面全体を、内側パッケージ３の第３凹部３１１ｃの底面に接合するため、第１集積回路７の発熱が内側ベース３１を介して、効率良く第２集積回路８や振動素子６に伝熱することができる。
これによれば、ボンディングワイヤーＢＷ４による接続とすることにより、第１集積回路７の裏面全体を、内側パッケージ３の第３凹部３１１ｃの底面に接合するため、第１集積回路７の発熱が内側ベース３１を介して、効率良く第２集積回路８や振動素子６に伝熱することができる。
【0054】
また、発振器１００は、内側パッケージ３を収容する外側容器としての外側パッケージ２をさらに備える。
これによれば、内側パッケージ３を外側パッケージ２に収納することにより、より効果的に外部への輻射熱の逃げを低減することができる。
これによれば、内側パッケージ３を外側パッケージ２に収納することにより、より効果的に外部への輻射熱の逃げを低減することができる。
【0055】
実施形態２
＊＊＊集積回路の異なる実装態様＊＊＊
図１１は、実施形態２に係る内側パッケージの断面図であり、図４に対応している。図１２は、振動素子の実装前における内側パッケージの内部の平面図であり、図５に対応している。
上記実施形態では、第１集積回路７、第２集積回路８は、ボンディングワイヤーＢＷ４，ＢＷ５により内側パッケージ３に実装されるものとして説明したが、これに限定するものではなく、フェイスダウン実装されることでも良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊集積回路の異なる実装態様＊＊＊
図１１は、実施形態２に係る内側パッケージの断面図であり、図４に対応している。図１２は、振動素子の実装前における内側パッケージの内部の平面図であり、図５に対応している。
上記実施形態では、第１集積回路７、第２集積回路８は、ボンディングワイヤーＢＷ４，ＢＷ５により内側パッケージ３に実装されるものとして説明したが、これに限定するものではなく、フェイスダウン実装されることでも良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0056】
図１１に示すように、本実施形態の内側パッケージ３ｂでは、第１集積回路７、第２集積回路８が、内側ベース３１の第３凹部３１１ｃの底面にフリップチップ実装されている。詳しくは、第３凹部３１１ｃの底面には複数の実装ランド１０が設けられており、第１集積回路７は、その能動面をＺプラス方向に向けた状態で、バンプ１１を介して実装ランド１０と電気的に接続される。同様に、第３凹部３１１ｃの底面には複数の実装ランド１２が設けられており、第２集積回路８は、その能動面をＺプラス方向に向けた状態で、バンプ１３を介して実装ランド１２と電気的に接続される。換言すれば、第１集積回路７は、内側パッケージ３ｂにフリップチップ実装されている。なお、好適例では、バンプ１１，１３はＡｕバンプである。なお、これに限定するものではなく、電気的な接続が確保できるバンプであれば良く、例えば、ハンダバンプであっても良い。
内側パッケージ３ｂでは、ボンディングを行わないため、内側ベース３１の凹部３１１における第２凹部３１１ｂ（図４）が不要となり、凹部３１１は、第１凹部３１１ａと第３凹部３１１ｃとの２段構成となる。これにより、内側パッケージ３ｂの高さが内側パッケージ３よりも低くなり、低背化することができる。
内側パッケージ３ｂでは、ボンディングを行わないため、内側ベース３１の凹部３１１における第２凹部３１１ｂ（図４）が不要となり、凹部３１１は、第１凹部３１１ａと第３凹部３１１ｃとの２段構成となる。これにより、内側パッケージ３ｂの高さが内側パッケージ３よりも低くなり、低背化することができる。
【0057】
図１２は、振動素子６の実装前における内側パッケージ３ｂの内部の平面図である。
図１２に示すように、実装ランド１０は、第１集積回路７の対向辺に沿って３個ずつ離間して配置されている。３個の実装ランド１０と、対向する３個の実装ランド１０との間には、矩形状のベタパターン１５が設けられている。ベタパターン１５は電極パターンであり、その表面には絶縁層が設けられており、第１集積回路７の能動面とは接触していない。好適例では、ベタパターン１５は、第１集積回路７のＧＮＤと電気的に接続している。なお、フローティングでも良い。換言すれば、内側パッケージ３ｂは、平面視で第１集積回路７の中央部と重なる電極パターンであるベタパターン１５を有する。
図１２に示すように、実装ランド１０は、第１集積回路７の対向辺に沿って３個ずつ離間して配置されている。３個の実装ランド１０と、対向する３個の実装ランド１０との間には、矩形状のベタパターン１５が設けられている。ベタパターン１５は電極パターンであり、その表面には絶縁層が設けられており、第１集積回路７の能動面とは接触していない。好適例では、ベタパターン１５は、第１集積回路７のＧＮＤと電気的に接続している。なお、フローティングでも良い。換言すれば、内側パッケージ３ｂは、平面視で第１集積回路７の中央部と重なる電極パターンであるベタパターン１５を有する。
【0058】
同様に、実装ランド１２は、第２集積回路８の対向辺に沿って４個ずつ離間して配置されている。４個の実装ランド１２と、対向する４個の実装ランド１２との間には、矩形状のベタパターン１６が設けられている。ベタパターン１６は電極パターンであり、その表面には絶縁層が設けられており、第２集積回路８の能動面とは接触していない。好適例では、ベタパターン１６は、第２集積回路８のＧＮＤと電気的に接続している。なお、フローティングでも良い。
前述したように、内側パッケージ３ｂではボンディングを行わないため、内側ベース３１の凹部３１１における第２凹部３１１ｂ（図４）が不要となる。これにより、図１２に示すように、内側パッケージ３ｂのＹ軸方向における幅を、内側パッケージ３よりも小さくすることができる。
前述したように、内側パッケージ３ｂではボンディングを行わないため、内側ベース３１の凹部３１１における第２凹部３１１ｂ（図４）が不要となる。これにより、図１２に示すように、内側パッケージ３ｂのＹ軸方向における幅を、内側パッケージ３よりも小さくすることができる。
【0059】
以上、述べた通り、本実施形態の内側パッケージ３ｂを備えた発振器１００によれば、上記実施形態での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
発振器１００によれば、第１集積回路７は、内側パッケージ３ｂにフリップチップ実装されている。
発振器１００によれば、第１集積回路７は、内側パッケージ３ｂにフリップチップ実装されている。
【0060】
これによれば、内側ベース３１の第３凹部３１１ｃに向い合って第１集積回路７の能動面が配置されるため、ボンディング実装時と比べて、能動面に配置された発熱回路７２と内側ベース３１との距離が近くなる。よって、発熱回路７２からの発熱が、内側ベース３１に伝熱され易くなるため、内側ベース３１を介して、効率良く第２集積回路８や振動素子６に伝熱することができる。よって、第１集積回路７と第２集積回路８との温度バラつきを抑えることができるため、良好な周波数特性を実現することができる。
従って、温度安定性が高く、周波数安定性に優れた発振器１００を提供することができる。
従って、温度安定性が高く、周波数安定性に優れた発振器１００を提供することができる。
【0061】
また、内側パッケージ３ｂは、平面視で第１集積回路７の中央部と重なる電極パターンであるベタパターン１５を有する。
これによれば、ベタパターン１５が、第１集積回路７の中央部を覆うように配置されるため、第１集積回路７からの放射熱を反射する。これにより、内側パッケージ３ｂの外部への輻射熱の逃げを低減することができる。特に、発熱回路７２を覆っているため、輻射熱の逃げの低減効果は大きい。
これによれば、ベタパターン１５が、第１集積回路７の中央部を覆うように配置されるため、第１集積回路７からの放射熱を反射する。これにより、内側パッケージ３ｂの外部への輻射熱の逃げを低減することができる。特に、発熱回路７２を覆っているため、輻射熱の逃げの低減効果は大きい。
【0062】
実施形態３
＊＊＊振動素子の異なる実装態様＊＊＊
図１３は、実施形態３に係る振動素子の実装後における内側パッケージの内部の平面図であり、図６に対応している。図１３では、振動素子６ｂと、第１集積回路７及び第２集積回路８の重なり態様を抜粋して図示している。
上記実施形態では、水晶基板６１、及び、励振電極６２１，６３１の形状は矩形であるものとして説明したが、これに限定するものではなく、多角形や、楕円形状であっても良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
＊＊＊振動素子の異なる実装態様＊＊＊
図１３は、実施形態３に係る振動素子の実装後における内側パッケージの内部の平面図であり、図６に対応している。図１３では、振動素子６ｂと、第１集積回路７及び第２集積回路８の重なり態様を抜粋して図示している。
上記実施形態では、水晶基板６１、及び、励振電極６２１，６３１の形状は矩形であるものとして説明したが、これに限定するものではなく、多角形や、楕円形状であっても良い。以下、上記実施形態と同じ部位には、同じ付番を付し、重複する説明は省略する。
【0063】
図１３に示すように、本実施形態の振動素子６ｂの水晶基板６１ｂは、６角形をなしている。詳しくは、矩形におけるＸマイナス方向の２つの頂点部分が面取りされて６角形となっている。これに伴い、励振電極６２１ｂ，６３１ｂも、Ｘマイナス方向の２つの頂点部分が面取りされて６角形となっている。なお、水晶基板６１ｂの外縁部を研削するベベル加工や、水晶基板６１ｂの上面および下面を凸曲面とするコンベックス加工が施されていても良い。
そして、好適例では、図１３に示すように、第１集積回路７、および、第２集積回路８の全体が励振電極６２１ｂ，６３１ｂに覆われている。なお、励振電極６２１ｂ，６３１ｂの形状は、多角形や、円形、楕円形状であっても良く、少なくとも発熱回路７２、及び、温度センサー８２と重なるように配置されていれば良い。これらの構成であっても、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
そして、好適例では、図１３に示すように、第１集積回路７、および、第２集積回路８の全体が励振電極６２１ｂ，６３１ｂに覆われている。なお、励振電極６２１ｂ，６３１ｂの形状は、多角形や、円形、楕円形状であっても良く、少なくとも発熱回路７２、及び、温度センサー８２と重なるように配置されていれば良い。これらの構成であっても、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0064】
また、上記では、第１集積回路７、第２集積回路８は、２チップで構成されるものとして説明したが、この構成に限定するものではなく、１チップで構成されることでも良い。この場合も、励振電極６２１ｂ，６３１ｂの少なくとも一方が、発熱回路７２、及び、温度センサー８２と重なるように配置されていれば良い。この構成であっても、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【0065】
２…外側パッケージ、３…内側パッケージ、３ｂ…内側パッケージ、４…制御ＩＣ、５…電圧制御型水晶発振器、６…振動素子、６ｂ…振動素子、７…第１集積回路、８…第２集積回路、１０…実装ランド、１１…バンプ、１２…実装ランド、１３…バンプ、１５…ベタパターン、１６…ベタパターン、２１…外側ベース、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２２…外側リッド、２３…封止部材、２５…内部配線、２７…基板、２８…壁部、２９…脚部、３１…内側ベース、３１ｂ…下面、３２…内側リッド、３３…封止部材、３５…端子、４１…温度制御用回路、４２…ＰＬＬ回路、４３…出力バッファー回路、５１…パッケージ、５２…ベース、５２ａ…上面、５２ｂ…下面、５３…リッド、５４…封止部材、５５…振動素子、５９…回路素子、６１…水晶基板、６１ｂ…水晶基板、７２…発熱回路、７３…端子、８１…発振回路、８２…温度センサー、８３…端子、９０…実装面、１００…発振器、２００…外部装置、２１１…上側凹部、２１１ａ…第１上側凹部、２１１ｂ…第２上側凹部、２１１ｃ…第３上側凹部、２１２…下側凹部、２４１…端子、２４３…内部端子、２４４…外部端子、２４５…側面端子、３１１…凹部、３１１ａ…第１凹部、３１１ｂ…第２凹部、３１１ｃ…第３凹部、３４１…端子、３４２…端子、３４３…端子、４２１…第１位相比較器、４２２…第１ローパスフィルター、４２３…電圧制御型発振器、４２４…第１分周器、４２５…第２位相比較器、４２６…第２ローパスフィルター、４２７…第２分周器、５２１…凹部、５２１ａ…第１凹部、５２１ｂ…第２凹部、５２１ｃ…第３凹部、５５１…水晶基板、５５３ａ…励振電極、５５３ｂ…パッド電極、５５３ｃ…引出電極、５６１…内部端子、５６２…内部端子、５６４…外部端子、５９１…発振回路、６２１…励振電極、６２１ｂ…励振電極、６２２…パッド電極、６３１…励振電極、６３１ｂ…励振電極、６３２…パッド電極、Ｂ１～Ｂ４…接合部材、ＢＷ１～ＢＷ６…ボンディングワイヤー、Ｌ１…距離、Ｌ２…距離、Ｓ２…外側収容空間、Ｓ３…内側収容空間、Ｓ５…収容空間。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】