特開 2024-163302 恒温槽型圧電発振器

(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】P2024163302

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】恒温槽型圧電発振器

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 A

H03B5/32 H

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024158584

(22)【出願日】2024-09-12

(62)【分割の表示】P 2021043781の分割

【原出願日】2021-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】000149734

【氏名又は名称】株式会社大真空

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】古城 琢也

(57)【要約】

【課題】パッケージの断熱性を確保することが可能であり、パッケージの熱分布の均一化を図ることが可能な恒温槽型圧電発振器を提供することを目的とする。
【解決手段】コア部５が断熱用のパッケージ２の内部に密閉状態で封入されたＯＣＸＯ１において、コア部５は、少なくとも発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２を含んだ構成になっており、さらに、パッケージ２に対してはんだ９ｂによって取り付けられる複数のコンデンサ９を含んでいる。コア部５は、コア基板４を介してパッケージ２の一主面に搭載され、複数のコンデンサ９は、パッケージ２における一主面とは反対側の他主面に設けられた搭載パッド９ａにはんだ９ｂによって接合されており、搭載パッド９ａは、コンデンサ９との接合部分のみがパッケージ２の他主面に現れている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア部が断熱用のパッケージの内部に密閉状態で封入された恒温槽型圧電発振器であって、
前記コア部は、少なくとも発振用ＩＣ、圧電振動子、およびヒータ用ＩＣを含んだ構成になっており、
さらに、前記パッケージに対して接合材によって取り付けられる複数の回路部品を含んでおり、
前記コア部は、コア基板を介して前記パッケージの一主面に搭載され、
前記複数の回路部品は、前記パッケージにおける前記一主面とは反対側の他主面に設けられた回路部品用搭載パッドに前記接合材によって接合されており、
前記各回路部品用搭載パッドは、前記回路部品との接合部分のみが前記パッケージの他主面に現れていることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、恒温槽型圧電発振器に関する。

【背景技術】

【0002】

水晶振動子等の圧電振動子は、固有の周波数温度特性に基づいて、温度に応じて振動周波数が変化する。そこで、圧電振動子の周囲の温度を一定に保つために、恒温槽内に圧電振動子を封入した恒温槽型圧電発振器（Ｏｖｅｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｘｔａｌ（ｃｒｙｓｔａｌ） Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：以下、「ＯＣＸＯ」とも言う。）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－２０５０９３号公報

【特許文献2】特開２０１８－１４７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願出願人は、発振用ＩＣ、圧電振動子、およびヒータ用ＩＣが積層されたコア部を、コア基板を介して断熱用のパッケージ内部に支持した恒温槽型圧電発振器の出願を既に行っている（特願２０２０－１３０４２１：本願出願時点で未公開）。このような恒温槽型圧電発振器では、パッケージの小型化にともなって熱容量が小さくなり、外部温度変化の影響を受けやすくなるので、パッケージの断熱性が低下し、外部応力の影響が大きくなることが懸念される。また、パッケージ全体としての熱分布が不均一になることも懸念される。

【0005】

本発明は上述したような実情を考慮してなされたもので、パッケージの断熱性を確保することが可能であり、パッケージの熱分布の均一化を図ることが可能な恒温槽型圧電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】

【0006】

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、コア部が断熱用のパッケージの内部に密閉状態で封入された恒温槽型圧電発振器であって、前記コア部は、少なくとも発振用ＩＣ、圧電振動子、およびヒータ用ＩＣを含んだ構成になっており、さらに、前記パッケージに対して接合材によって取り付けられる複数の回路部品を含んでおり、前記コア部は、コア基板を介して前記パッケージの一主面に搭載され、前記複数の回路部品は、前記パッケージにおける前記一主面とは反対側の他主面に搭載されており、前記パッケージおよび前記複数の回路部品がそれぞれ平面視矩形状であり、前記パッケージの短辺方向の中心線および長辺方向の中心線のうち少なくとも１つに対して、前記複数の回路部品が対称に配置されていることを特徴とする。

【0007】

上記構成によれば、パッケージの断熱性を確保することができ、パッケージの熱分布の均一化を図ることができる。詳細には、発振用ＩＣ、圧電振動子、およびヒータ用ＩＣを含むコア部を用いることで、コア部の熱容量を小さくすることができる。コア部の熱容量を小さくすると、小電力での温度制御がしやすくなり、しかも、コア部の温度追従性を向上させて、恒温槽型圧電発振器の安定性を向上させることができる。また、パッケージの熱容量を小さくした場合、外部温度変化の影響を受けやすくなるが、コア部とパッケージとの間にコア基板を介在させることで、応力と熱の逃げとを軽減できるようになっている。これに加え、複数の回路部品が、パッケージの短辺方向の中心線および長辺方向の中心線のうち少なくとも１つに対して対称に配置されているので、パッケージの特定の辺方向における熱伝達の対称性を保つことができ、熱分布の均一化を図ることができる。これにより、パッケージの特定の辺方向における熱伝達が偏りにくくなり、恒温槽型圧電発振器の温度制御や特性を安定化させることができる。また、回路部品の向きや間隔については整った状態で配置されるため、パッケージの他主面の搭載領域に対して、回路部品の搭載位置に無駄がなくなり、実装性が向上する。

【0008】

また、本発明は、コア部が断熱用のパッケージの内部に密閉状態で封入された恒温槽型圧電発振器であって、前記コア部は、少なくとも発振用ＩＣ、圧電振動子、およびヒータ用ＩＣを含んだ構成になっており、さらに、前記パッケージに対して接合材によって取り付けられる複数の回路部品を含んでおり、前記コア部は、コア基板を介して前記パッケージの一主面に搭載され、前記複数の回路部品は、前記パッケージにおける前記一主面とは反対側の他主面に設けられた回路部品用搭載パッドに前記接合材によって接合されており、前記各回路部品用搭載パッドは、前記回路部品との接合部分のみが前記パッケージの他主面に現れていることを特徴とする。

【0009】

上記構成によれば、上述した構成と同様、パッケージの断熱性を確保することができ、パッケージの熱分布の均一化を図ることができる。また、回路部品用搭載パッドが、回路部品との接合部分のみがパッケージの他主面に現れているので、パッケージにおいて不要に熱分布が広がる領域をなくすことができ、接合材による回路部品の接合を安定させることができ、接合不良の発生を抑制することができる。

【0010】

上記構成において、前記コア基板を前記パッケージに接合するための接合領域は、平面視において前記複数の回路部品のうちいずれかに重畳して配置されており、前記コア部は、平面視において前記複数の回路部品のうちいずれかに重畳して配置されていることが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、パッケージ全体として熱伝達がさらに偏りができにくくなり、熱分布の均一化を図ることができる。

【0012】

また、上記構成において、前記コア基板は前記パッケージの長手方向の両端部において前記パッケージに搭載される一方、前記複数の回路部品のそれぞれは前記パッケージの短辺方向の両端部において前記パッケージに搭載されていることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、コア基板の搭載方向と複数の回路部品の搭載方向とが直交するので、パッケージ全体として熱伝達がさらに偏りができにくくなり、熱分布の均一化を図ることができる。

【0014】

上記構成において、前記コア部は、前記パッケージの内部で真空封止されていることが好ましい。この構成によれば、コア部を真空封止することによって、コア部の断熱性を向上させることができる。

【0015】

また、上記構成において、前記コア基板と前記パッケージの底面の間には空間が設けられていることが好ましい。この構成によれば、コア基板を介してコア部をパッケージに接続し、かつ、コア基板の下方に空間を形成することで、コア部に対する断熱効果を高めることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、発振用ＩＣ、圧電振動子、およびヒータ用ＩＣを含むコア部を用いることで、コア部の熱容量を小さくすることができる。コア部の熱容量を小さくすると、小電力での温度制御がしやすくなり、しかも、コア部の温度追従性を向上させて、恒温槽型圧電発振器の安定性を向上させることができる。また、パッケージの熱容量を小さくした場合、外部温度変化の影響を受けやすくなるが、コア部とパッケージとの間にコア基板を介在させることで、応力と熱の逃げとを軽減できるようになっている。これに加え、複数の回路部品が、パッケージの短辺方向の中心線および長辺方向の中心線に対して対称に配置されているので、パッケージ全体としての熱分布の均一化を図ることができる。これにより、パッケージ全体として熱伝達が偏りにくくなり、恒温槽型圧電発振器の温度制御や特性を安定化させることができる。したがって、パッケージの断熱性を確保することができ、パッケージの熱分布の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態にかかるＯＣＸＯの概略構成を示す断面図である。

【図2】図１のＯＣＸＯの平面図である。

【図3】図１のＯＣＸＯの底面図である。

【図4】図１のＯＣＸＯのコア部およびコア基板の概略構成を示す断面図である。

【図5】図４のコア部に含まれる水晶発振器の断面図である。

【図6】図４のコア部に含まれる水晶発振器の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0019】

本実施形態にかかるＯＣＸＯ１は、図１～図３に示すように、セラミック製等で略直方体のパッケージ（筐体）２の内部にコア部５が配置され、リッド（蓋）３によって気密封止された構造とされている。パッケージ２には、上方が開口された凹部２ａが形成されており、凹部２ａの内部にコア部５が気密状態で封入されている。凹部２ａを囲う周壁部２ｂの上面には、リッド３が封止材８を介して固定されており、パッケージ２の内部が密封状態（気密状態）になっている。封止材８としては、例えばＡｕ－Ｓｕ合金や、はんだ等の金属系封止材が好適に用いられるが、低融点ガラス等の封止材を用いてもよい。また、これらに限らず、金属リングを用いたシーム封止や金属リングを用いないダイレクトシーム封止、ビーム封止などの手法による封止部材の構成を採用することも可能である（真空度を低下させない上では、シーム封止が好ましい）。パッケージ２の内部空間は、断熱性を向上させるために真空（例えば真空度が１０Ｐａ以下）封止されている。なお、図２では、リッド３を取り外した状態のＯＣＸＯ１を示し、図３では、コンデンサ９を搭載していない状態のＯＣＸＯ１を示しており、それぞれＯＣＸＯ１の内部の構造を示している。

【0020】

パッケージ２の周壁部２ｂの内壁面には、接続端子（図示省略）の並びに沿った段差部２ｃが形成されている。コア部５は、対向する一対の段差部２ｃ，２ｃ間における凹部２ａの底面に、板状のコア基板４を介して配置されている。あるいは、段差部２ｃは、凹部２ａの底面の４方を囲むように形成されていてもよい。コア基板４は、非導電性接着剤７により凹部２ａの底面に接合されており、コア基板４の下側の部分には空間２ｄが形成されている。非導電性接着剤７は、コア基板４の長手方向の両端部にそれぞれ設けられており、コア基板４の短手方向（図１の紙面に直交する方向）に沿って直線状に設けられている。コア基板４のパッケージ２の長手方向の両端部が、非導電性接着剤７によってパッケージ２に接合されるようになっている。また、コア部５の各構成部材に形成された外部端子（図示省略）は、ワイヤ６ａ，６ｂを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子にワイヤボンディングにより接続されている。

【0021】

このように、コア基板４を介してコア部５をパッケージ２に接続し、かつ、コア基板４の下方に空間２ｄを形成することで、コア部５に対する断熱効果を高めることができる。また、パッケージ２に一対の段差部２ｃを設け、段差部２ｃに接続端子を設けることで、接続端子がパッケージ２の開口部に近づき、コア部５とパッケージ２とのワイヤボンディングが行いやすくなる。なお、コア基板４をパッケージ２に接合するための接合領域（非導電性接着剤７の塗布領域）Ａ１は、平面視においてコア基板４の上面におけるコア部５の配置領域と重畳させないようにすることが好ましい。

【0022】

また、ＯＣＸＯ１には、ヒータ用ＩＣ５２と組み合わせて使用される調整用電子部品としてコンデンサ９（図１では３つ）が含まれる。３つのコンデンサ９の大きさ（体積、表面積）は同一になっている。コンデンサ９は、パッケージ２に対してはんだ９ｂによって実装されるはんだ部品（回路部品）である。はんだ部品であるコンデンサ９は、コア部５と共にパッケージ２内に配置した場合、接合材であるはんだ９ｂの再溶融などによってガスが発生し、パッケージ２内の真空度を低下させる恐れがある。パッケージ２内の真空度が低下すれば、ＯＣＸＯ１の断熱性も低下する
このため、図１～図３に示すＯＣＸＯ１では、パッケージ２において、上方が開口された凹部２ａ以外に、下方が開口された凹部２ｅが形成されており、コンデンサ９は凹部２ｅに配置されている。なお、コンデンサ９は、コア部５に搭載される部品（後述する発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２）とは異なり、温度特性の低い（温度の影響を受けにくい）部品であるため、凹部２ｅはリッドなどによって封止する必要は無い。

【0023】

このように、はんだ部品であるコンデンサ９を、コア部５が配置される密閉空間（凹部２ａによる密閉空間）とは別箇所に配置することにより、コア部５が配置される密閉空間の真空度が、はんだ９ｂから発生するガスによって低下することを回避できる。これにより、ＯＣＸＯ１の断熱性も良好に維持できる。なお、コンデンサ９等の部外（密閉空間外）に配置された回路部品の搭載領域（この例では凹部２ｅの一部または全部など）に対して、封止樹脂によって封止することもでき、この場合、封止樹脂で覆うことで回路部品に対する外部空間との断熱効果を高めることできる。

【0024】

また、コンデンサ９を、コア部５が配置される密閉空間外に配置することにより、この密閉空間の熱容量を小さくすることもできる。密閉空間の熱容量を小さくすることで、小電力での温度制御や、コア部５の温度追従性の向上を図ることができる。

【0025】

本実施形態では、３つのコンデンサ９は、パッケージ２における一主面とは反対側の他主面（この場合、凹部２ｅの底面）に搭載されている。コンデンサ９は、パッケージ２の凹部２ｅの底面に形成された搭載パッド９ａ（回路部品用搭載パッド）に、はんだ９ｂによって接合されている。一対の搭載パッド９ａ，９ａは、パッケージ２の短辺方向に沿って対向して配置されており、３つのコンデンサ９それぞれのパッケージ２の短辺方向の両端部が、搭載パッド９ａ，９ａに接合されるようになっている。上述したように、コア基板４はパッケージ２の長手方向の両端部においてパッケージ２に搭載される一方、３つのコンデンサ９のそれぞれはパッケージ２の短辺方向の両端部においてパッケージ２に搭載されている。このように、コア基板４の搭載方向とコンデンサ９の搭載方向が直交している。また、コア基板４をパッケージ２に接合するための接合領域（非導電性接着剤７の塗布領域）Ａ１が、平面視においてパッケージ２の長手方向の両端に位置するコンデンサ９に重畳している。コア部５が、平面視においてパッケージ２の長手方向の中央に位置するコンデンサ９に重畳して配置されている。

【0026】

図３に示すように、３対の搭載パッド９ａ，９ａが、パッケージ２の長辺方向に所定の間隔を隔てて配列されている。各搭載パッド９ａは、パッケージ２の底面において島状に点在されている。各搭載パッド９ａは、コンデンサ９との接合部分のみがパッケージ２の他主面に現れており、搭載パッド９ａに電気的に接続される配線は、パッケージ２の内部に設けられており、パッケージ２の他主面には現れていない。具体的には、図１に示すように、各搭載パッド９ａには、パッケージ２に形成された凹部（スルーホール）２ｆ内の配線が接続されており、この配線は、パッケージ２の積層間に形成された内部配線２ｇに接続されている。

【0027】

また、パッケージ２および３つのコンデンサ９はそれぞれ平面視矩形状であり、図３に示すように、パッケージ２の短辺方向の中心線Ｌ１および長辺方向の中心線Ｌ２に対して、３つのコンデンサ９が対称に配置されている。この場合、３つのコンデンサ９の配置場所が中心線Ｌ１，Ｌ２に線対称になっていればよい。なお、パッケージ２の下面には、複数（図３では８つ）の外部接続端子２ｈが形成されており、ＯＣＸＯ１は、外部に設けられる外部回路基板（図示省略）にはんだ等を介して電気的に接続可能になっている。

【0028】

次に、コア部５について、図４を参照して説明する。図４では、コア部５がコア基板４上に搭載された状態を図示している。コア部５は、ＯＣＸＯ１で使用される各種電子部品をパッケージングしたものであり、発振用ＩＣ５１、水晶振動子（圧電振動子）５０、およびヒータ用ＩＣ５２が上側から順に積層された３層構造（積層構造）の構成になっている。発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２は、平面視におけるそれぞれの面積が、上方に向かって漸次小さくなっている。コア部５は、特に、温度特性の大きい水晶振動子５０、発振用ＩＣ５１、およびヒータ用ＩＣ５２の温度調整を行うことで、ＯＣＸＯ１の発振周波数を安定させるように構成されている。なお、コア部５の各種電子部品は封止樹脂によって封止されていないが、封止雰囲気によっては封止樹脂による封止を行うようにしてもよい。

【0029】

水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１によって、水晶発振器１００が構成される。発振用ＩＣ５１は、複数の金属バンプを介して水晶振動子５０上に搭載されている。発振用ＩＣ５１によって水晶振動子５０の圧電振動を制御することにより、ＯＣＸＯ１の発振周波数が制御される。水晶発振器１００の詳細については後述する。

【0030】

水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５３が介在されており、非導電性接着剤５３によって水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面が固定されている。この場合、水晶振動子５０の上面と、発振用ＩＣ５１の下面とが、非導電性接着剤５３を介して接合される。

【0031】

発振用ＩＣ５１は、平面視における面積が水晶振動子５０よりも小さくなっており、発振用ＩＣ５１の全体が、平面視で水晶振動子５０の範囲内に位置している。発振用ＩＣ５１の下面の全体が、水晶振動子５０の上面に接合されている。

【0032】

ヒータ用ＩＣ５２は、例えば発熱体（熱源）と、発熱体の温度制御用の制御回路（電流制御用の回路）と、発熱体の温度を検出するための温度センサとが一体になった構成とされている。ヒータ用ＩＣ５２によってコア部５の温度制御を行うことにより、コア部５の温度が略一定の温度に維持され、ＯＣＸＯ１の発振周波数の安定化が図られている。

【0033】

水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５４が介在されており、非導電性接着剤５４によって水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面が固定されている。この場合、水晶振動子５０の下面と、ヒータ用ＩＣ５２の上面とが、非導電性接着剤５４を介して接合される。

【0034】

水晶振動子５０は、平面視における面積がヒータ用ＩＣ５２よりも小さくなっており、水晶振動子５０の全体が、平面視でヒータ用ＩＣ５２の範囲内に位置している。水晶振動子５０の下面の全体が、ヒータ用ＩＣ５２の上面に接合されている。

【0035】

ヒータ用ＩＣ５２およびコア基板４の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５５が介在されており、非導電性接着剤５５によってヒータ用ＩＣ５２およびコア基板４の互いの対向面が固定されている。非導電性接着剤５３，５４および５５としては、例えばポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤等が用いられる。

【0036】

図４に示すコア部５において、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の上面にはワイヤボンディング用の外部端子が形成されている。水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２のワイヤボンディングは、コア部５をパッケージ２に搭載する前には行われず、コア部５をパッケージ２に搭載した後に行われる。すなわち、図１に示すように、コア部５をパッケージ２に搭載した後、水晶振動子５０の上面に形成された外部端子がワイヤ６ａを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子に接続される。また、ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子がワイヤ６ｂを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子に接続される。このように、コア部５をパッケージ２に搭載した後でワイヤボンディングを行うことによって、効率よくワイヤボンディングを行うことができ、量産性に優れたＯＣＸＯ１を提供することができる。

【0037】

なお、本発明において、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２は、ワイヤボンディングによってパッケージ２に直接的に電気接続される構成に限定されるものではない。すなわち、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２は、コア基板４を介してパッケージ２に電気接続される構成であってもよい。この場合、コア基板４に中継配線を形成し、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２とコア基板４との接続には、ワイヤボンディングやフリップチップボンディングを用いることができる。また、コア基板４とパッケージ２との接続に関しては、パッケージ２におけるコア基板４との対向面に接続端子を形成し、コア基板４およびパッケージ２の接続端子同士を導電性接着剤によって接続すればよい（図１における非導電性接着剤７の代わりに導電性接着剤を用いる）。この場合、図１における段差部２ｃは特に必要なく、省略可能である。

【0038】

ただし、図１に示すように、非導電性接着剤７によるパッケージ２に対するコア基板４の機械的接合と、ワイヤボンディングによるコア部５とパッケージ２との電気的接合とを分離する構造は、機械的接合と電気的接合の両方において高い信頼性を得ることができるため好ましい。例えば、パッケージ２にコア基板４を接続する非導電性接着剤７は、外部応力の影響を受けても機械的接合強度が低下しにくい柔軟性のあるものを用いることができる。また、コア部５とパッケージ２とのワイヤボンディングでは、電気抵抗の低い金属ワイヤの使用により、共通インピーダンスノイズが発生しにくくなり、ＯＣＸＯ１のＣＮ（キャリアノイズ）特性を向上させることができる。

【0039】

コア部５に用いられる水晶振動子５０の種類は特に限定されるものではないが、デバイスを薄型化しやすい、サンドイッチ構造のデバイスを好適に使用できる。サンドイッチ構造のデバイスは、ガラスや水晶からなる第１、第２封止部材と、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された振動部を有する圧電振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが、圧電振動板を介して積層して接合され、内部に配された圧電振動板の振動部が気密封止される３枚重ね構造のデバイスである。

【0040】

このようなサンドイッチ構造の水晶振動子５０と、発振用ＩＣ５１とが一体的に設けられた水晶発振器１００の一例について、図５、図６を参照して説明する。図５は水晶発振器１００の断面図（図６のＡ－Ａ断面図）であり、図６は水晶発振器１００の上面図である。なお、サンドイッチ構造の水晶振動子自体は公知であるため、水晶振動子５０の内部構造についての詳細な説明は省略する。

【0041】

水晶発振器１００は、図５に示すように、水晶振動板（圧電振動板）１０、第１封止部材２０、第２封止部材３０、および発振用ＩＣ５１を備えて構成されている。この水晶発振器１００では、水晶振動板１０と第１封止部材２０とが環状の封止接合部４１によって接合され、水晶振動板１０と第２封止部材３０とが環状の封止接合部４２によって接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージが構成される。封止接合部４１，４２は、例えば、水晶振動板１０、第１封止部材２０および第２封止部材３０のそれぞれの接合面に、表面がＡｕ層とされた接合パターン（例えば、最下層側からＴｉ層とＡｕ層とが形成された接合パターン）を形成し、接合面同士を貼り合わせたときのＡｕ－Ａｕ拡散接合によって接合が行われるものとすることができる。この構成によれば、水晶振動板１０と各封止部材２０，３０との隙間寸法を０．１５μｍ～１μｍ程度と非常に小さくできるため、薄型化とコア部５の熱容量の縮小化に有利な構成とすることができる。

【0042】

すなわち、水晶発振器１００においては、振動部（図示省略）が形成される水晶振動板１０の両主面のそれぞれに第１封止部材２０および第２封止部材３０が接合されることでパッケージの内部空間（キャビティ）が形成され、この内部空間に水晶振動板１０の振動部が気密封止される。第１封止部材２０上に搭載される発振用ＩＣ５１は、水晶振動板１０とともに発振回路を構成する１チップ集積回路素子である。

【0043】

図６に示すように、水晶振動子５０の上面には、接続端子２１や外部端子２２が形成されている。接続端子２１は、その一端（外周側端部）に振動部の励振電極が（水晶振動子５０内の配線やスルーホールを介して）電気的に接続されており、他端（内周側端部）に発振用ＩＣ５１が接続される。また、外部端子２２は、その一端（外周側端部）がパッケージ２とのワイヤボンディングに用いられ、他端（内周側端部）に発振用ＩＣ５１が接続される。発振用ＩＣ５１は、金属バンプを用いたＦＣＢ法により、接続端子２１や外部端子２２に接続される。

【0044】

本実施形態に係るＯＣＸＯ１は、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２を積層配置したコア部５を用いることで、コア部５の熱容量を小さくすることができる。コア部５の熱容量を小さくすると、小電力での温度制御がしやすくなり、しかも、コア部５の温度追従性を向上させて、ＯＣＸＯ１の安定性を向上させることができる。また、ＯＣＸＯ１の熱容量を小さくした場合、外部温度変化の影響を受けやすくなるが、コア部５とパッケージ２との間にコア基板４を介在させることで、応力と熱の逃げとを軽減できるようになっている。

【0045】

また、本実施形態では、３つコンデンサ９が、パッケージ２の短辺方向の中心線Ｌ１および長辺方向の中心線Ｌ２に対して対称に配置されているので、パッケージ２全体としての熱分布の均一化を図ることができる。これにより、パッケージ２全体として熱伝達が偏りにくくなり、ＯＣＸＯ１の温度制御や特性を安定化させることができる。また、コンデンサ９の向きや間隔については整った状態で配置されるため、パッケージ２の他主面の搭載領域に対して、コンデンサ９の搭載位置に無駄がなくなり、実装性が向上する。

【0046】

また、本実施形態では、各搭載パッド９ａは、コンデンサ９との接合部分（はんだ９ｂの塗布部分）のみがパッケージ２の他主面に現れている。具体的には、各搭載パッド９ａに電気的に接続される配線は、パッケージ２の内部に設けられており、パッケージ２の他主面には現れていない。この構成によれば、パッケージ２において不要に熱分布が広がる領域をなくすことができ、はんだ９ｂによるコンデンサ９の接合を安定させることができ、接合不良（実装不良）の発生を抑制することができる。

【0047】

本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【0048】

例えば、上記実施形態では、サンドイッチ構造の水晶振動子５０を含む水晶発振器１００を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、サンドイッチ構造以外の発振器（例えば、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型の発振器）を用いてもよい。

【0049】

また、パッケージ２の他主面に搭載されるコンデンサ９の数は特に限定されるものでは無く、コンデンサ９の数は３つ以外であってもよい。また、コンデンサ９以外の回路部品をパッケージ２の他主面に搭載してもよい。また、全ての回路部品の大きさ（体積、表面積）が同一でなくてもよい。

【0050】

上記実施形態では、３つのコンデンサ９が中心線Ｌ１，Ｌ２の両方に対して線対称に配置されていたが、中心線Ｌ１，Ｌ２のうち少なくとも１つに対して線対称になっていればよい。例えば３つのコンデンサ９がパッケージ２の短辺方向の中心線Ｌ１のみに対して線対称であってもよいし、あるいは、３つのコンデンサ９がパッケージ２の長い方向の中心線Ｌ２のみに対して線対称であってもよい。これにより、パッケージ２の特定の辺方向における熱伝達の対称性を保つことができ、熱伝達が偏りにくくなり、ＯＣＸＯ１の温度制御や特性を安定化させることができる。

【0051】

また、ＯＣＸＯ１に含まれるヒータの数は特に限定されるものでは無く、ＯＣＸＯ１は、ヒータ用ＩＣ５２に含まれるヒータ以外に、他のヒータを有していてもよい。例えば、コア部５の上部にさらにヒータを追加した構成、パッケージ２内でコア部５以外に配置された回路部品の搭載領域にヒータを追加した構成、およびパッケージ２本体に膜状のヒータを埋め込んだ構成などが考えられる。

【0052】

また、上記実施形態では、パッケージ２は、凹部２ａおよび凹部２ｅをそれぞれ異なる主面に形成したＨ型パッケージとされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば２段重ねパッケージを使用することもできる。２段重ねパッケージのＯＣＸＯ１の場合、一方のみに凹部を有するパッケージを上下方向に積層し電気的機械的に接合するとともに、上側のパッケージをリッドで気密封止する形態とすることもできる。この場合、上側のパッケージは、図１に示すように凹部にコア部５を格納する構成とし、下側のパッケージにコンデンサ９を格納する形態とすることができる。このような２段重ねパッケージでも、はんだ部品であるコンデンサ９を、コア部５が配置される密閉空間とは別箇所に配置することができ、図１に示すＨ型パッケージのＯＣＸＯ１と同様の効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0053】

１ ＯＣＸＯ（恒温槽型圧電発振器）
２ パッケージ
４ コア基板
５ コア部
７ 非導電性接着剤
９ コンデンサ（回路部品）
９ａ 搭載パッド（回路部品用搭載パッド）
９ｂ はんだ（接合材）
５０ 水晶振動子（圧電振動子）
５１ 発振用ＩＣ
５２ ヒータ用ＩＣ
Ｌ１ パッケージの短辺方向の中心線
Ｌ２ パッケージの長辺方向の中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】