(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】P2024085354
(43)【公開日】2024-06-26
(54)【発明の名称】温度補償型発振器の製造装置
(51)【国際特許分類】
H03B 5/32 20060101AFI20240619BHJP
【ＦＩ】
H03B5/32 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023002743
(22)【出願日】2023-01-11
(31)【優先権主張番号】63/432,387
(32)【優先日】2022-12-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】596041928
【氏名又は名称】株式会社ＰＦＡ
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山田 琢三
(72)【発明者】
【氏名】村越 剛
(72)【発明者】
【氏名】山崎 正樹
(72)【発明者】
【氏名】湊 豊
(72)【発明者】
【氏名】西 信哉
【テーマコード（参考）】
5J079
【Ｆターム（参考）】
5J079AA04
5J079BA02
5J079BA39
5J079CA04
5J079CA05
5J079CA15
5J079FB39
5J079FB40
5J079KA06
(57)【要約】
【課題】小型でありながら、製造時間をより短縮できる温度補償型の発振器の製造装置を提供する。
【解決手段】ＴＣＸＯ１００の製造装置１０は、補償をオフにした状態で前記ＴＣＸＯ１００の周波数を測定する複数の測定ユニット１２と、補償値をＴＣＸＯ１００に書き込む書き込みユニット１４と、前記補償をオンにした状態で周波数を測定する複数の確認ユニット１６と、コントローラ２０と、を備え、前記測定ユニット１２および前記確認ユニット１６において、ＴＣＸＯ１００およびプローブ６０がペルチェ４６，７０により加熱または冷却され、前記複数の測定ユニット１２と、前記書き込みユニット１４と、前記複数の確認ユニット１６が、略Ｕ字状に配置される。
【選択図】図１
【解決手段】ＴＣＸＯ１００の製造装置１０は、補償をオフにした状態で前記ＴＣＸＯ１００の周波数を測定する複数の測定ユニット１２と、補償値をＴＣＸＯ１００に書き込む書き込みユニット１４と、前記補償をオンにした状態で周波数を測定する複数の確認ユニット１６と、コントローラ２０と、を備え、前記測定ユニット１２および前記確認ユニット１６において、ＴＣＸＯ１００およびプローブ６０がペルチェ４６，７０により加熱または冷却され、前記複数の測定ユニット１２と、前記書き込みユニット１４と、前記複数の確認ユニット１６が、略Ｕ字状に配置される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
温度変化による周波数の変動が補償された温度補償型の発振器の製造装置であって、
前記補償をオフにした状態で前記発振器をターゲット温度に加熱または冷却し、その状態における前記発振器の周波数を測定する複数の測定ユニットであって、前記ターゲット温度が互いに異なる複数の測定ユニットと、
前記補償で用いる補償値を前記発振器に書き込む書き込みユニットと、
前記補償をオンにした状態で前記発振器をターゲット温度に加熱または冷却し、その状態における前記発振器の周波数を測定する複数の確認ユニットであって、前記ターゲット温度が互いに異なる複数の確認ユニットと、
前記発振器を保持するキャリアを、搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、
前記複数の測定ユニットで測定された温度と周波数とに応じた前記補償値の書き込みを前記書き込みユニットに指示するとともに、前記複数の確認ユニットで測定された周波数に基づいて書き込まれた前記補償値の適否を判断するコントローラと、
を備え、
前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、
前記キャリアを介して前記発振器を加熱または冷却するキャリア側ペルチェと、
前記発振器に接触して、前記発振器の周波数を測定するプローブと、
前記プローブを加熱または冷却するプローブ側ペルチェと、
を有しており、
前記搬送経路は、往路と、折り返し部、復路と、を含む略U字状であり、
前記複数の測定ユニットは、前記搬送経路の往路に配置されており、
前記書き込みユニットは、前記搬送経路の折り返し部に配置されており、
前記複数の確認ユニットは、前記搬送経路の復路に配置されている、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
前記補償をオフにした状態で前記発振器をターゲット温度に加熱または冷却し、その状態における前記発振器の周波数を測定する複数の測定ユニットであって、前記ターゲット温度が互いに異なる複数の測定ユニットと、
前記補償で用いる補償値を前記発振器に書き込む書き込みユニットと、
前記補償をオンにした状態で前記発振器をターゲット温度に加熱または冷却し、その状態における前記発振器の周波数を測定する複数の確認ユニットであって、前記ターゲット温度が互いに異なる複数の確認ユニットと、
前記発振器を保持するキャリアを、搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、
前記複数の測定ユニットで測定された温度と周波数とに応じた前記補償値の書き込みを前記書き込みユニットに指示するとともに、前記複数の確認ユニットで測定された周波数に基づいて書き込まれた前記補償値の適否を判断するコントローラと、
を備え、
前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、
前記キャリアを介して前記発振器を加熱または冷却するキャリア側ペルチェと、
前記発振器に接触して、前記発振器の周波数を測定するプローブと、
前記プローブを加熱または冷却するプローブ側ペルチェと、
を有しており、
前記搬送経路は、往路と、折り返し部、復路と、を含む略U字状であり、
前記複数の測定ユニットは、前記搬送経路の往路に配置されており、
前記書き込みユニットは、前記搬送経路の折り返し部に配置されており、
前記複数の確認ユニットは、前記搬送経路の復路に配置されている、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
【請求項2】
請求項１に記載の温度補償型の発振器の製造装置であって、
前記測定ユニットの個数は、前記確認ユニットの個数と同じであり、
前記複数の測定ユニットのための複数のターゲット温度の組み合わせは、前記複数の確認ユニットのための複数のターゲット温度の組み合わせと、同じである、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
前記測定ユニットの個数は、前記確認ユニットの個数と同じであり、
前記複数の測定ユニットのための複数のターゲット温度の組み合わせは、前記複数の確認ユニットのための複数のターゲット温度の組み合わせと、同じである、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
【請求項3】
請求項２に記載の温度補償型の発振器の製造装置であって、
前記複数の測定ユニットは、往路下流側に向かうにつれて、前記ターゲット温度が、所定の方向に変化するように、配置され、
前記複数の確認ユニットは、復路下流側に向かうにつれて、前記ターゲット温度が、前記所定の方向に変化するように、配置される、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
前記複数の測定ユニットは、往路下流側に向かうにつれて、前記ターゲット温度が、所定の方向に変化するように、配置され、
前記複数の確認ユニットは、復路下流側に向かうにつれて、前記ターゲット温度が、前記所定の方向に変化するように、配置される、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか１項に記載の温度補償型の発振器の製造装置であって、
前記キャリアは、その上面に形成され、それぞれが前記発振器を収容する複数の収容凹部を有し、
前記プローブは、
プローブ本体と、
前記プローブ本体の底面から突出し、前記収容凹部に収容された前記発振器に接触するプローブ針と、
前記発振器の周波数を測定する測定回路と、
前記プローブ本体および前記プローブ針を冷却または加熱するプローブ側ペルチェと、
断熱材料からなり、前記測定回路と前記プローブ本体との間に配置されて、前記測定回路を断熱する断熱要素と、
を備える、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
前記キャリアは、その上面に形成され、それぞれが前記発振器を収容する複数の収容凹部を有し、
前記プローブは、
プローブ本体と、
前記プローブ本体の底面から突出し、前記収容凹部に収容された前記発振器に接触するプローブ針と、
前記発振器の周波数を測定する測定回路と、
前記プローブ本体および前記プローブ針を冷却または加熱するプローブ側ペルチェと、
断熱材料からなり、前記測定回路と前記プローブ本体との間に配置されて、前記測定回路を断熱する断熱要素と、
を備える、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
【請求項5】
請求項４に記載の温度補償型の発振器の製造装置であって、
前記キャリアは、前記収容凹部と連通する吸引孔を有し、
前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、
前記キャリアが載置される載置面に形成され、前記吸引孔と連通する吸引溝と、
前記吸引溝および前記吸引孔を介して前記収容凹部を吸引する吸引器と、
を備える、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
前記キャリアは、前記収容凹部と連通する吸引孔を有し、
前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、
前記キャリアが載置される載置面に形成され、前記吸引孔と連通する吸引溝と、
前記吸引溝および前記吸引孔を介して前記収容凹部を吸引する吸引器と、
を備える、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
【請求項6】
請求項１から３のいずれか１項に記載の温度補償型の発振器の製造装置であって、
前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、
前記キャリアを一時的に収容する検査空間と、
前記検査空間の搬送方向上流端および搬送方向下流端それぞれに設けられ、前記検査空間を開閉する仕切り板と、
前記検査空間にドライエアを供給するドライエア源と、
を備え、前記コントローラは、前記周波数を測定する期間中は、前記仕切り板により前記検査空間を閉鎖し、前記キャリアを搬送する期間中は、前記検査空間を開放するべく前記仕切り板を開位置に移動させる、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、
前記キャリアを一時的に収容する検査空間と、
前記検査空間の搬送方向上流端および搬送方向下流端それぞれに設けられ、前記検査空間を開閉する仕切り板と、
前記検査空間にドライエアを供給するドライエア源と、
を備え、前記コントローラは、前記周波数を測定する期間中は、前記仕切り板により前記検査空間を閉鎖し、前記キャリアを搬送する期間中は、前記検査空間を開放するべく前記仕切り板を開位置に移動させる、
ことを特徴とする温度補償型の発振器の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、温度変化による周波数の変動が補償された温度補償型発振器の製造装置を開示する。
【背景技術】
【0002】
従来から、振動子（例えば水晶振動子やＭＥＭＳ構造の振動子等）を用いた発振器が広く知られている。ここで、振動子の振動周波数は、当該振動子が置かれた環境の温度に応じて変動する。また、振動子の温度に対する周波数の変動特性（以下「温度特性」と呼ぶ）は、振動子の固体によって異なる。そこで、従来から、振動子の温度特性を補償し、高精度基準クロックを出力できる温度補償型発振器が提案されている。
【0003】
温度補償型発振器を製造する場合、温度補償型発振器の温度特性を測定し、測定結果に応じた補償値を温度補償型発振器に書き込む。特許文献１には、こうした補償値を調整するための技術が開示されている。特許文献１に記載の技術の場合、温度補償型発振器を温度槽に収容し、温度槽の温度を変化させながら温度補償型発振器の周波数を測定し、測定された周波数に基づいて補償値データを作成し、温度補償型発振器に補償値データを記憶させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００２－０７６７７４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に記載の技術の場合、単一の温度槽で、複数の温度に対応する周波数を測定している。この場合、温度槽の温度を変化させるために時間がかかるため、温度補償型発振器の製造時間が長期化する。
【0006】
そこで、互いに異なるターゲット温度に設定された複数の温度槽を設けることも考えられる。この場合、温度補償型発振器を複数の温度槽に順番に投入することで、温度補償型発振器の温度を変更できる。かかる構成した場合、加熱または冷却のための時間を大幅に短縮できるため、温度補償型発振器の製造時間を短縮できる。しかし、温度槽は、通常、ヒータや、ヒートポンプ、冷凍機械等を搭載しており、大型である。かかる温度槽を複数設けた場合、製造装置全体が大型化する。
【0007】
そこで、本明細書では、小型でありながら、製造時間をより短縮できる温度補償型発振器の製造装置を開示する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書で開示する温度補償型発振器の製造装置は、温度変化による周波数の変動が補償された温度補償型の発振器の製造装置であって、前記補償をオフにした状態で前記発振器をターゲット温度に加熱または冷却し、その状態における前記発振器の周波数を測定する複数の測定ユニットであって、前記ターゲット温度が互いに異なる複数の測定ユニットと、前記補償で用いる補償値を前記発振器に書き込む書き込みユニットと、前記補償をオンにした状態で前記発振器をターゲット温度に加熱または冷却し、その状態における前記発振器の周波数を測定する複数の確認ユニットであって、前記ターゲット温度が互いに異なる複数の確認ユニットと、前記発振器を保持するキャリアを、搬送経路に沿って搬送する搬送機構と、前記複数の測定ユニットで測定された温度と周波数とに応じた前記補償値の書き込みを前記書き込みユニットに指示するとともに、前記複数の確認ユニットで測定された周波数に基づいて書き込まれた前記補償値の適否を判断するコントローラと、を備え、前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、前記キャリアを介して前記発振器を加熱または冷却するキャリア側ペルチェと、前記発振器に接触して、前記発振器の周波数を測定するプローブと、前記プローブを加熱または冷却するプローブ側ペルチェと、を有しており、前記搬送経路は、往路と、折り返し部、復路と、を含む略Ｕ字状であり、前記複数の測定ユニットは、前記搬送経路の往路に配置されており、前記書き込みユニットは、前記搬送経路の折り返し部に配置されており、前記複数の確認ユニットは、前記搬送経路の復路に配置されている、ことを特徴とする。
【0009】
この場合、前記測定ユニットの個数は、前記確認ユニットの個数と同じであり、前記複数の測定ユニットのための複数のターゲット温度の組み合わせは、前記複数の確認ユニットのための複数のターゲット温度の組み合わせと、同じであってもよい。
【0010】
また、前記複数の測定ユニットは、往路下流側に向かうにつれて、前記ターゲット温度が、所定の方向に変化するように、配置され、前記複数の確認ユニットは、復路下流側に向かうにつれて、前記ターゲット温度が、前記所定の方向に変化するように、配置されてもよい。
【0011】
また、前記キャリアは、その上面に形成され、それぞれが前記発振器を収容する複数の収容凹部を有し、前記プローブは、プローブ本体と、前記プローブ本体の底面から突出し、前記収容凹部に収容された前記発振器に接触するプローブ針と、前記発振器の周波数を測定する測定回路と、前記プローブ本体および前記プローブ針を冷却または加熱するプローブ側ペルチェと、断熱材料からなり、前記測定回路と前記プローブ本体との間に配置されて、前記測定回路を断熱する断熱要素と、を備えてもよい。
【0012】
また、前記キャリアは、前記収容凹部と連通する吸引孔を有し、前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、前記キャリアが載置される載置面に形成され、前記吸引孔と連通する吸引溝と、前記吸引溝および前記吸引孔を介して前記収容凹部を吸引する吸引器と、を備えてもよい。
【0013】
また、前記測定ユニットおよび前記確認ユニットは、いずれも、前記キャリアを一時的に収容する検査空間と、前記検査空間の搬送方向上流端および搬送方向下流端それぞれに設けられ、前記検査空間を開閉する仕切り板と、前記検査空間にドライエアを供給するドライエア源と、を備え、前記コントローラは、前記周波数を測定する期間中は、前記仕切り板により前記検査空間を閉鎖し、前記キャリアを搬送する期間中は、前記検査空間を開放するべく前記仕切り板を開位置に移動させてもよい。
【発明の効果】
【0014】
本明細書で開示する温度補償型の発振器の製造装置によれば、発振器およびプローブがいずれも、ペルチェにより冷却または加熱される。ペルチェは、温度槽に比べて大幅に小さいため、装置全体を小型化できる。また、ターゲット温度ごとに測定ユニットおよび確認ユニットを設けているため、加熱または冷却に要する時間を低減できる。結果として、本明細書で開示する温度補償型の発振器の製造装置によれば、装置の小型化と、製造時間の短縮と、が両立できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】ＴＣＸＯの製造装置の概略的な平面図である。
【図3】ＴＣＸＯの構成を示すブロック図である。
【図4】水晶振動子の温度特性の一例を示す図である。
【図5】ＴＣＸＯおよびキャリアの斜視図である。
【図6】他の例の製造装置の概略的な平面図である。
【図7】他の例の製造装置の概略的な平面図である。
【図8】比較例の製造装置の概略的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して温度補償型水晶発振器１００（以下「ＴＣＸＯ１００」と呼ぶ）の製造装置１０について説明する。図１は、製造装置１０の概略的な平面図である。また、図２は、図１におけるＡ－Ａ断面図である。
【0017】
はじめに、製造装置１０の説明に先立って、ＴＣＸＯ１００について説明する。図３は、ＴＣＸＯ１００の構成を示すブロック図である。ＴＣＸＯ１００は、温度変化による周波数の変動を補償した水晶発振器である。具体的に説明すると、ＴＣＸＯ１００は、電圧制御水晶発振器１０６（以下「ＶＣＸＯ１０６」という）を有する。このＶＣＸＯ１０６は、水晶からなる水晶振動子１０２と、水晶振動子１０２に電圧を付加する電極１０４と、発振回路（図示せず）と、可変容量素子（図示せず）と、を有している。発振回路は、水晶振動子１０２の出力信号を増幅して水晶振動子１０２にフィードバックすることで、水晶振動子１０２を発振させ、水晶振動子１０２の発振に基づく発振信号を出力する。可変容量素子は、発振回路の負荷容量となる。かかる負荷容量を設けることで、後述する補償信号発生回路１１０からの出力電圧に応じて、ＶＣＸＯ１０６の出力信号の周波数が変化する。
【0018】
補償信号発生回路１１０は、温度変化による周波数の変動を補償するための電圧信号を出力する。すなわち、水晶振動子１０２は、その出力周波数が温度に応じて三次関数で変動する温度特性を有する。また、水晶振動子１０２の温度特性は、水晶振動子１０２ごとに個体差がある。図４は、水晶振動子１０２の温度特性の一例を示す図である。図４において、実線、太線、および破線は、それぞれ、ランダムに選択された第一、第二、および第三の水晶振動子１０２の温度特性を示している。図４に示す通り、水晶振動子１０２の周波数偏差は、温度に対して、三次関数で変化する。また、温度特性の具体的な形状そのものは、水晶振動子１０２ごとにバラツキがある。
【0019】
補償信号発生回路１１０は、こうした温度変化に起因する周波数変動を補償する電圧信号、すなわち、補償信号を出力する。適切な補償信号が出力されることで、ＴＣＸＯ１００からの出力周波数の変動を抑制できる。なお、上述した通り、水晶振動子１０２の温度特性には個体差がある。そのため、周波数変動を抑制できる適切な補償値は、水晶振動子１０２ごとに異なる。メモリ１１２には、この水晶振動子１０２に適した補償値と温度との対応関係が記録されている。また、温度センサ１０８は、ＴＣＸＯ１００の温度を検出する。補償信号発生回路１１０は、温度センサ１０８で検出された温度を、メモリ２４に記録されたデータに照らし合わせ、適切な補償値を特定し、特定された補償値に応じた補償信号を出力する。
【0020】
また、ＴＣＸＯ１００には、複数の端子１２０ａ～１２０ｅが設けられている。第一端子１２０ａは、ＶＣＸＯ１０６に電圧を印加するための端子である。第二端子１２０ｂは、ＴＣＸＯ１００の出力信号を取り出すための端子である。第三端子１２０ｃは、補償信号発生回路１１０に駆動電圧を印加するための端子である。第四端子１２０ｄは、温度センサ１０８に駆動電圧を印加するための端子である。第五端子１２０ｅは、メモリ１１２にアクセスするために使用される端子である。なお、以下の説明において、複数の端子１２０ａ～１２０ｅを区別しない場合は、添え字のアルファベットを省略して、「端子１２０」と呼ぶ。端子１２０は、図５に示す通り、ＴＣＸＯ１００の一面に形成されている。
【0021】
ここで、こうしたＴＣＸＯ１００を製造するためには、各ＴＣＸＯ１００に搭載されている水晶振動子１０２の温度特性を測定し、その温度特性に適した補償値をメモリ１１２に記録させる必要がある。また、補償値が記録されたＴＣＸＯ１００は、出荷に先立って、その温度特性が測定され、周波数変動が許容値以下であること、ひいては、記録された補償値が適正であることが確認される必要がある。図１および図２に示す製造装置１０は、こうした温度特性の測定、補償値の書き込み、および、補償値の確認を行う。
【0022】
製造装置１０は、複数の測定ユニット１２Ｔｎ（ｎ＝１，２，・・・，７）と、書き込みユニット１４と、複数の確認ユニット１６Ｔｎと、搬送機構１８と、コントローラ２０と、を有する。なお、以下では、測定ユニットおよび確認ユニットの符号において、適宜、「Ｔｎ」を省略し、「測定ユニット１２」および「確認ユニット１６」と表記する。
【0023】
測定ユニット１２は、補償信号発生回路１１０による補償をオフにした状態で、ＴＣＸＯ１００の周波数を測定するユニットである。測定ユニット１２には、それぞれ、ターゲット温度Ｔｎが設定されている。測定ユニット１２は、ＴＣＸＯ１００を、ターゲット温度Ｔｎに加熱または冷却した状態で、周波数を測定する。なお、測定ユニット１２の詳細な構成については後述する。
【0024】
ここで、「補償をオフ」とは、ＶＣＸＯ１０６の出力信号の周波数が温度に応じて修正されないのであれば、その具体的な状態は限定されない。したがって、例えば、補償信号発生回路１１０に駆動電圧を印加しないことで補償をオフしてもよいし、補償信号発生回路１１０から補償値として意味のない信号（すなわち温度に関わらず常に一定の信号）を出力させることで補償をオフしてもよい。さらに、補償信号発生回路１１０とＶＣＸＯ１０６との間にスイッチを設け、当該スイッチをオフすることで、補償をオフしてもよい。
【0025】
複数のターゲット温度Ｔｎの範囲は、ＴＣＸＯ１００の仕様、具体的には、必要とされる動作温度範囲に応じて決定される。例えば、ＴＣＸＯ１００の仕様として、－４５℃から８５℃の動作温度範囲が定められている場合、複数のターゲット温度Ｔｎは、－４５℃から８５℃の範囲で設定される。すなわち、この場合、ターゲット温度Ｔ１＝－４５℃であり、ターゲット温度Ｔ７＝８５℃である。そして、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜Ｔ５、Ｔ６＜Ｔ７を満たすように、各ターゲット温度Ｔｎが設定される。なお、図１では、測定ユニット１２の個数を７としているが、測定ユニット１２の個数は適宜変更されてもよい。測定ユニット１２で測定された周波数は、対応するターゲット温度Ｔｎとともに、コントローラ２０に出力される。
【0026】
書き込みユニット１４は、複数の測定ユニット１２を通過したＴＣＸＯ１００に、補償値を書き込むユニットである。ＴＣＸＯ１００に書き込む補償値は、コントローラ２０から指示される。
【0027】
確認ユニット１６は、補償信号発生回路１１０による補償をオンにした状態で、ＴＣＸＯ１００の周波数を測定するユニットである。確認ユニット１６にも、それぞれ、ターゲット温度Ｔｎが設定されている。各確認ユニット１６は、ＴＣＸＯ１００をターゲット温度Ｔｎに加熱または冷却した状態で、周波数を測定する。複数の確認ユニット１６のための複数のターゲット温度Ｔｎの組み合わせは、複数の測定ユニット１２のための複数のターゲット温度Ｔｎの組み合わせと、同じである。したがって、一つ目の確認ユニット１６Ｔ１に設定されるターゲット温度Ｔ１は、一つ目の測定ユニット１２Ｔ１に設定されるターゲット温度Ｔ１と、同じである。確認ユニット１６で測定された周波数は、対応するターゲット温度Ｔｎとともに、コントローラ２０に出力される。
【0028】
搬送機構１８は、ＴＣＸＯ１００を、所定の搬送経路２６に沿って搬送する。ＴＣＸＯ１００は、後に詳説する通り、図５に示すキャリア８０に収容された状態で搬送される。搬送機構１８は、ＴＣＸＯ１００をキャリア８０とともに搬送できるのであれば、その構成は、特に限定されない。したがって、搬送機構１８は、例えばコンベヤや、ローラ等を有してもよい。
【0029】
搬送経路２６は、図１において太線の矢印で示すように、往路２６ｏと、往路２６ｏに対して平行な復路２６ｒと、往路２６ｏから復路２６ｒに折り返す折り返し部２６ｔと、を有する略Ｕ字状である。複数の測定ユニット１２は、往路２６ｏ上に１列に並んで配置されている。また、複数の確認ユニット１６は、復路２６ｒ上に１列に並んで配置されている。書き込みユニット１４は、折り返し部２６ｔに配置されている。ＴＣＸＯ１００は、複数の測定ユニット１２を順番に通過した後、書き込みユニット１４に送られ、その後、複数の確認ユニット１６を順番に通過する。
【0030】
次に、測定ユニット１２および確認ユニット１６の具体的な構成について説明する。確認ユニット１６は、周波数を測定する際、ＴＣＸＯ１００の補償をオンにする点を除いて、その構成は、測定ユニット１２と同じである。したがって、以下では、図２、図５を参照して、測定ユニット１２の構成を説明する。なお、図５では、キャリア８０の一部を破断して図示している。
【0031】
ＴＣＸＯ１００は、図５に示すキャリア８０に収容された状態で、製造装置１０に投入される。キャリア８０は、熱伝導率の高い金属（例えばアルミニウムや銅等）で構成されたブロック状部材である。キャリア８０の上面には、ＴＣＸＯ１００を収容する収容凹部８２が複数（図示例では８個）形成されている。収容凹部８２は、ＴＣＸＯ１００のほぼ全体を収容できる大きさである。また、収容凹部８２の底面には、厚み方向に貫通する吸引孔８４が形成されている。なお、図５における収容凹部８２の形状および個数は、一例である。収容凹部８２の形状および個数は、適宜変更されてもよい。ＴＣＸＯ１００は、その端子１２０が上方かつ外部に露出する姿勢で、収容凹部８２に嵌め込まれる。
【0032】
図２に示す通り、測定ユニット１２は、キャリア８０が載置されるベース３０と、ＴＣＸＯ１００の周波数を測定するプローブ６０と、を有する。ベース３０には、ステージプレート３２が部分的に埋め込まれている。ステージプレート３２は、熱伝導率の高い金属からなるプレートである。周波数を測定する際、ＴＣＸＯ１００は、このステージプレート３２の上に位置する。ステージプレート３２の表面には、キャリア８０の吸引孔８４に連通する吸引溝３４が形成されている。吸引器５０は、この吸引溝３４および吸引孔８４を介してＴＣＸＯ１００を吸引する。これによりＴＣＸＯ１００は、収容凹部８２の底面に吸着されるため、ＴＣＸＯ１００の意図しない浮き上がりが効果的に防止される。
【0033】
ステージプレート３２の上側には、検査空間３８が形成される。検査空間３８は、ステージプレート３２、仕切り板３６、および蓋部材４０で囲まれる空間である。蓋部材４０は、検査空間３８の上面を覆う板材である。蓋部材４０には、後述するプローブ針６４を通過させるための検査孔４２が複数形成されている。各検査孔４２は、キャリア８０がステージプレート３２に位置したとき、当該キャリア８０により保持されたＴＣＸＯ１００の真上に位置している。この検査孔４２は、蓋部材４０の上側においてスライド可能なシャッタ４４により開閉される。
【0034】
仕切り板３６は、検査空間３８の搬送方向上流端および下流端に配置され、検査空間３８を開閉するドアとして機能する。図２の例では、仕切り板３６は、昇降することで、検査空間３８を開閉する。仕切り板３６が上昇して、検査空間３８が開放されることで、キャリア８０が、検査空間３８の内外に移動できる。また、仕切り板３６が下降すると、検査空間３８が閉鎖される。
【0035】
検査空間３８には、ドライエア源５２からドライエアが供給される。ドライエア源５２は、例えば、空気を乾燥させるドライヤや、乾燥させた空気を検査室に送り込むポンプ等を含む。そして、このように検査空間３８にドライエアを充填することで、キャリア８０が冷却された場合でも、結露の発生を効果的に防止できる。
【0036】
ステージプレート３２の下側には、キャリア側ペルチェ４６が、配置されている。キャリア側ペルチェ４６は、ペルチェ素子を有している。ペルチェ素子は、周知の通り、一対の放熱板（図示せず）を有しており、電圧を印加することで、一つの放熱板（以下「発熱板」という）が発熱し、他方の放熱板（以下「吸熱板」という）が吸熱する。キャリア側ペルチェ４６は、電圧が印加されることで、ステージプレート３２上のキャリア８０およびＴＣＸＯ１００を加熱または冷却する。加熱または冷却のいずれを行うかは、ターゲット温度Ｔｎに応じて選択される。ターゲット温度Ｔｎが常温よりも高い場合、キャリア側ペルチェ４６は、キャリア８０を加熱できるように、発熱板がステージプレート３２に接触する姿勢で配置される。ターゲット温度Ｔｎが常温よりも低い場合、キャリア側ペルチェ４６は、キャリア８０を冷却できるように、吸熱板がステージプレート３２に接触する姿勢で配置される。このようにキャリア側ペルチェ４６を設けることで、キャリア８０およびＴＣＸＯ１００を、効率的に、冷却または加熱できる。
【0037】
キャリア側ペルチェ４６の下側には、さらに、キャリア側チラー４８が配置されている。キャリア側チラー４８は、キャリア側ペルチェ４６の発熱板および吸熱板の温度差を小さくするために設けられている。したがって、キャリア側ペルチェ４６がキャリア８０を加熱する場合、キャリア側チラー４８は、キャリア側ペルチェ４６の吸熱板を加熱する。また、キャリア側ペルチェ４６がキャリア８０を冷却する場合、キャリア側チラー４８は、キャリア側ペルチェ４６の発熱板を冷却する。キャリア側チラー４８は、キャリア側ペルチェ４６を加熱または冷却するための冷媒が流れる流路（図示せず）を有している。この流路は、測定ユニット１２ごとに独立していてもよいし、複数の測定ユニット１２で繋がっていてもよい。いずれにしても、キャリア側チラー４８を設けることで、キャリア側ペルチェ４６の発熱板および吸熱板の温度差を抑制でき、キャリア側ペルチェ４６の負荷を軽減できる。
【0038】
なお、上述の説明で明らかな通り、キャリア８０とステージプレート３２は、キャリア側ペルチェ４６からＴＣＸＯ１００に、あるいは、ＴＣＸＯ１００からキャリア側ペルチェ４６に、熱を伝達する伝熱部材として機能する。この伝熱部材以外の部材（例えば、蓋部材４０や仕切り板３６、ベース３０等）は、熱伝導率の低い素材、例えば、樹脂等で構成してもよい。かかる構成とすることで、キャリア側ペルチェ４６による冷却または加熱の効率をより向上できる。
【0039】
蓋部材４０の上側には、プローブ６０が配置されている。プローブ６０は、ＴＣＸＯ１００の周波数を測定する。プローブ６０は、水平方向および垂直方向に移動することで、任意のＴＣＸＯ１００にアクセスできる。
【0040】
プローブ６０は、プローブ本体６２と、プローブ針６４と、断熱要素６８と、測定回路６６と、プローブ側ペルチェ７０と、プローブ側チラー７２と、を有している。プローブ本体６２は、熱伝導率の高い金属で構成されている。プローブ針６４は、プローブ本体６２の底面から下方に突出している針状部材である。プローブ針６４は、熱伝導率が高い金属で構成される。プローブ針６４は、ＴＣＸＯ１００の端子１２０と機械的に接触することで、当該端子１２０と電気的に接続される。
【0041】
より具体的に説明すると、プローブ６０には、第一端子１２０ａ、第二端子１２０ｂ、第三端子１２０ｃ、および、第四端子１２０ｄそれぞれに接触して電気的に接続される４種類（図２では２種類のみ図示）のプローブ針６４が設けられている。この４種類のプローブ針６４を介してＴＣＸＯ１００に電圧が印加される、あるいは、ＴＣＸＯ１００から信号を受信することで、ＴＣＸＯ１００の周波数を測定できる。なお、周波数を測定する場合、メモリ１１２へのアクセスは不要であるため、第五端子１２０ｅに接触するプローブ針６４は、設けられていない。
【0042】
プローブ本体６２の側面には、プローブ側ペルチェ７０が取り付けられている。プローブ側ペルチェ７０は、プローブ本体６２およびプローブ針６４を、加熱または冷却する。加熱または冷却のいずれを行うかは、ターゲット温度Ｔｎに応じて選択される。さらに、プローブ側ペルチェ７０の背後には、プローブ側チラー７２が取り付けられている。これにより、プローブ側ペルチェ７０の発熱板と吸熱板との温度差が抑えられる。なお、ターゲット温度Ｔｎと常温との差が大きい場合には、図２の左側に図示したプローブ６０のように、複数のペルチェ素子を積層してもよい。
【0043】
測定回路６６は、プローブ針６４と電気的に接続されたＴＣＸＯ１００の周波数を測定する回路である。かかる測定回路６６は、例えば、プローブ針６４に駆動電圧を供給するとともに、プローブ針６４を介して取得した信号を周波数解析する。
【0044】
断熱要素６８は、断熱材料（例えば、発泡体等）からなり、測定回路６６とプローブ本体６２との間に配置される部材である。この断熱要素６８により、測定回路６６が、プローブ側ペルチェ７０から断熱される。そして、これにより、測定回路６６が過度に高温、または、低温になることが防止される。
【0045】
次に、こうした製造装置１０により、ＴＣＸＯ１００を製造する流れについて説明する。ＴＣＸＯ１００は、製造装置１０への投入に先立って、予め、キャリア８０の収容凹部８２に収容される。また、検査空間３８には、ドライエア源５２により、ドライエアが充填されている。さらに、ペルチェ４６，７０およびチラー４８，７２が駆動され、ステージプレート３２およびプローブ６０が、ターゲット温度Ｔｎに冷却または加熱されている。
【0046】
製造装置１０に投入されたキャリア８０は、搬送機構１８により、最も上流側の測定ユニット１２Ｔ１のステージプレート３２まで搬送される。キャリア８０がステージプレート３２に到達すると、仕切り板３６が降下して、検査空間３８が閉鎖される。また、吸引器５０が駆動され、ＴＣＸＯ１００が、収容凹部８２の底面に吸着される。
【0047】
ＴＣＸＯ１００およびプローブ６０が、ターゲット温度Ｔ１＝－４５℃まで冷却されれば、周波数の測定を開始する。具体的には、まず、シャッタ４４が開放される。この状態になれば、プローブ６０が、測定対象のＴＣＸＯ１００の真上に移動する。続いて、プローブ針６４が、測定対象のＴＣＸＯ１００の端子１２０に接触するまで、プローブ６０が下降する。このとき、プローブ針６４は、プローブ側ペルチェ７０により、ターゲット温度Ｔ１まで冷却されている。したがって、プローブ針６４が、ＴＣＸＯ１００に接触した場合でも、プローブ針６４とＴＣＸＯ１００との間での伝熱は殆んど生じず、ＴＣＸＯ１００を、ターゲット温度Ｔ１のまま維持できる。
【0048】
プローブ針６４が、端子１２０に接触すれば、プローブ６０の測定回路６６は、ＴＣＸＯ１００に対して適切な電圧および信号を印加し、ＴＣＸＯ１００を駆動させる。なお、このとき、補償信号発生回路１１０による補償は、オフしておく。測定回路６６は、ＴＣＸＯ１００から出力された信号の周波数を、ターゲット温度Ｔ１とともに、コントローラ２０に送信する。コントローラ２０は、受信した周波数およびターゲット温度Ｔ１を、メモリ２４に一時記憶する。
【0049】
一つのＴＣＸＯ１００の周波数が測定できれば、プローブ６０は、次のＴＣＸＯ１００の真上に移動し、次のＴＣＸＯ１００の周波数を測定する。この動作を繰り返し、プローブ６０は、キャリア８０で保持された複数のＴＣＸＯ１００全ての周波数を測定する。
【0050】
全てのＴＣＸＯ１００の周波数が測定できれば、キャリア８０は、次の測定ユニット１２Ｔ２に搬送される。具体的には、プローブ６０が、上方に退避し、シャッタ４４が、閉鎖される。また、吸引器５０が駆動停止し、ＴＣＸＯ１００の吸着が解除される。さらに、仕切り板３６が上昇し、検査空間３８か解放される。この状態になれば、搬送機構１８は、キャリア８０を次の測定ユニット１２Ｔ２に搬送する。
【0051】
次の測定ユニット１２Ｔ２でも、同様の手順で、ＴＣＸＯ１００の周波数が測定される。こうした周波数の測定を、全ての測定ユニット１２Ｔｎにおいて完了すれば、搬送機構１８は、キャリア８０を、書き込みユニット１４に搬送する。
【0052】
書き込みユニット１４では、ＴＣＸＯ１００のメモリ１１２に、補償値が書き込まれる。具体的には、コントローラ２０は、複数の測定ユニット１２Ｔ１～１２Ｔ７で測定されたターゲット温度Ｔｎと周波数との組み合わせに基づいて、ＴＣＸＯ１００それぞれに適した補償値を特定する。そして、コントローラ２０は、特定された補償値の書き込みを書き込みユニット１４に指示する。書き込みユニット１４は、ＴＣＸＯ１００の第五端子１２０ｅを介してメモリ２４にアクセスし、メモリ２４に補償値を書き込む。
【0053】
全てのＴＣＸＯ１００に補償値が書き込まれれば、搬送機構１８は、キャリア８０を一つ目の確認ユニット１６Ｔ１に搬送する。確認ユニット１６は、キャリア８０で保持されたＴＣＸＯ１００の周波数を測定する。この手順は、測定ユニット１２による周波数の測定手順とほぼ同じである。ただし、確認ユニット１６は、補償信号発生回路１１０による補償をオンした状態で、周波数を測定する。例えば、確認ユニット１６Ｔ１は、第三端子１２０ｃを介して補償信号発生回路１１０に駆動電圧を印加した状態で、ＴＣＸＯ１００を駆動させ、出力された信号の周波数を測定する。確認ユニット１６Ｔ１は、測定された周波数とターゲット温度Ｔ１とをコントローラ２０に送信する。
【0054】
一つ目の確認ユニット１６Ｔ１において、全てのＴＣＸＯ１００の周波数が測定できれば、搬送機構１８は、キャリア８０を次の確認ユニット１６Ｔ２に搬送する。この確認ユニット１６Ｔ２においても、同様の手順で、ＴＣＸＯ１００の周波数が測定される。そして、こうした周波数の測定を、全ての確認ユニット１６Ｔ１～１６Ｔ７において完了できれば、コントローラ２０は、各ＴＣＸＯ１００に書き込まれた補償値の適否を判断する。すなわち、確認ユニット１６では、補償値発生回路による補償をオンした状態で、ＴＣＸＯ１００を駆動させている。そのため、補償値が適切であれば、ＴＣＸＯ１００から出力される信号の周波数は、ターゲット温度Ｔｎが変化しても、ほぼ一定を保つ。一方、確認ユニット１６で測定された周波数がターゲット温度Ｔｎによってバラツキがある場合、補償値に問題があると判断できる。そこで、コントローラ２０は、複数の確認ユニット１６Ｔ１～１６Ｔ７から送信された周波数およびターゲット温度Ｔｎに基づいて、各ＴＣＸＯ１００の補償値の適否を判断する。補償値が不適切なＴＣＸＯ１００は、再度、製造装置１０に投入され、再度、補償値の特定、書き込み、確認が行われる。
【0055】
ところで、これまでの説明で明らかな通り、この製造装置１０では、キャリア側ペルチェ４６を利用して、ＴＣＸＯ１００を冷却または加熱している。かかる構成とすることで、温度槽を利用した従来の製造技術に比べて、装置のサイズを大幅に低減できる。すなわち、温度槽を利用する場合、ＴＣＸＯ１００よりも十分に大きい温度槽の内部空間全体をターゲット温度Ｔｎまで加熱または冷却する必要がある。この場合、温度槽を加熱または冷却するために、ヒートポンプ装置や、電熱式ヒータ、冷凍機械等を設ける必要がある。しかし、ヒートポンプ装置や電熱式ヒータ、冷凍機械は、いずれも、ペルチェに比べて大幅に大きく、装置の大型化を招いていた。
【0056】
そのため、温度槽を利用する場合、複数の測定ユニット１２と複数の確認ユニット１６との双方を設けた場合、製造装置全体が、非常に大きくなるという問題があった。そこで、温度槽を用いる場合には、補償値書き込み前の周波数測定と、補償値書き込み後の周波数測定と、を同じ温度槽で行うことが考えられる。これについて、図８を参照して説明する。図８は、比較例の製造装置１０＊の構成を示す模式図である。
【0057】
比較例の製造装置１０＊は、一列に配置された複数（図示例では７つ）の温度槽２００Ｔｎを有する。なお、以下では、温度槽の符号において、ターゲット温度Ｔｎを示す「Ｔｎ」を省略する。温度槽２００よりも下流側には、書き込みユニット１４が配置されている。なお、図８では、温度槽２００を簡略化して図示しているが、通常、温度槽２００は大型であるため、製造装置１０＊の全長は、１０ｍ前後となる。また、図８において、太線矢印は、製造装置１０＊におけるＴＣＸＯ１００の搬送経路９０を示している。
【0058】
比較例の製造装置１０＊の場合、まず、補償値が書き込まれる前のＴＣＸＯ１００が、複数の温度槽２００を順番に通過し、周波数が測定される。コントローラ２０は、測定された周波数に基づいて補償値を決定する。書き込みユニット１４は、決定された補償値をＴＣＸＯ１００のメモリ１１２に書き込む。補償値が書き込まれたＴＣＸＯ１００は、搬送機構１８により、一つ目の温度槽２００まで戻される。そして、ＴＣＸＯ１００は、再度、複数の温度槽２００を順番に通過し、補償をオンした状態で周波数が測定される。
【0059】
以上の説明、および、図８から明らかなとおり、温度槽２００を用いる比較例の製造装置１０＊の場合、全体のサイズが大きくなりやすい。また、大型化を避けるために、補償値書き込み前のＴＣＸＯ１００の測定と、補償値書き込み後のＴＣＸＯ１００の測定と、を、同じ温度槽２００で行う場合、ＴＣＸＯ１００の搬送距離が長くなる。この場合、その分、ＴＣＸＯ１００の製造のリードタイムの長期化を招く。また、製造装置１０＊の場合、温度槽２００が大きいため、各温度槽２００がターゲット温度Ｔｎに到達するまでの時間がかかる。さらに、比較例の製造装置１０＊の場合、ＴＣＸＯ１００は、搬送キャリアボード（図示せず）と呼ばれる基板に載置されて搬送されるが、この搬送キャリアボードは、大型で、熱容量が大きいことが多い。そのため、所定のターゲット温度Ｔｎに到達した温度槽２００に、搬送キャリアボードとともにＴＣＸＯ１００が投入されたとしても、この搬送キャリアボードおよびＴＣＸＯ１００がターゲット温度Ｔｎに到達するまでに時間がかかる。結果として、比較例の製造装置１０＊の場合、ＴＣＸＯ１００の製造のリードタイムの長期化を招く。
【0060】
一方、本願明細書で開示する製造装置１０では、キャリア側ペルチェ４６は、ステージプレート３２およびキャリア８０を介して、ＴＣＸＯ１００を、加熱または冷却している。そのため、温度槽を利用した比較例に比べて、装置全体を大幅に小型化できる。また、キャリア８０は搬送キャリアボードに比べて熱容量が小さいことが多いため、本例によれば、ＴＣＸＯ１００を早期にターゲット温度Ｔｎに到達させることができる。結果として、ＴＣＸＯ１００の製造のリードタイムを短縮できる
【0061】
また、ＴＣＸＯ１００を加熱または冷却するための構成を小型化できるため、測定ユニット１２および確認ユニット１６を別々に設けることができる。そして、複数の測定ユニット１２および複数の確認ユニット１６を、図１に示すように、略Ｕ字状に配置できる。この場合、製造装置１０の搬送経路２６は、図８に示す比較例の搬送経路９０と比べて、大幅に短くなる。その結果、ＴＣＸＯ１００の製造のリードタイムが短縮できる。
【0062】
また、製造装置１０において、複数の測定ユニット１２および複数の確認ユニット１６は、いずれも、搬送方向下流側に近づくにつれて、ターゲット温度Ｔｎが増加方向に変化するように配置されている。そのため、水晶振動子１０２の周波数が、温度の変動方向に対してヒステリシスを持つ場合でも、補償値を適切に確認できる。すなわち、水晶振動子１０２の中には、周辺温度を増加させたときに得られる温度特性と、周辺温度を低下させた時に得られる温度特性と、が異なる場合がある。この場合、温度を増加方向に変化させながら測定された周波数に基づいて設定された補償値の適否を、温度を低下方向に変化させながら測定された周波数で判断できない。図１に示す製造装置１０では、補償値設定のために使用される複数の測定ユニット１２のターゲット温度Ｔｎの変化方向を、補償値の適否判断のために使用される複数の確認ユニット１６のターゲット温度Ｔｎの変化方向と一致させている。そのため、水晶振動子１０２が、ヒステリシスを持つ場合でも、補償値の適否を適切に判断できる。
【0063】
なお、これまで説明した構成は、いずれも一例である。製造装置１０は、請求項１に記載の構成を有するのであれば、その他の構成は、適宜変更されてもよい。例えば、測定ユニット１２および確認ユニット１６の個数は適宜変更されてもよい。さらに、ターゲット温度Ｔｎは、一方向にのみ変化するのではなく、図６に示すように、増加したあと低下、あるいは、低下したあと増加させてもよい。かかる構成とすることで、ＴＣＸＯ１００を搬送経路２６に沿って一巡させれば、かかる構成とすることで、温度増加時に適用される補償値と、温度低下時に適用される補償値と、の双方を特定および確認できる。また、ＴＣＸＯ１００が、温度ヒステリシスを有さない場合、図７に示すように、複数の測定ユニット１２におけるターゲット温度Ｔｎの変化方向を、複数の確認ユニット１６におけるターゲット温度Ｔｎの変化方向と異ならせてもよい。
【0064】
さらに、プローブ６０や、検査空間３８周辺の構成も適宜変更されてもよい。例えば、ＴＣＸＯ１００の温度を適切にコントロールできるのであれば、検査空間３８は、常時開放された構成でもよい。また、結露を防止できるのであれば、ドライエア源５２は省略されてもよい。また、本願の製造装置は、上述したＴＣＸＯに限らず、他の発振器、例えば、ＭＥＭＳ発振器や、ＲＴＣ用の発振器の製造に用いられてもよい。また、一部または全部のキャリア側チラー４８およびプローブ側チラー７２に替えて、他の放熱要素、例えば、フィン等を設けてもよい。
【符号の説明】
【0065】
１０，１０＊ 製造装置、１２ 測定ユニット、１４ 書き込みユニット、１６ 確認ユニット、１８ 搬送機構、２０ コントローラ、２４ メモリ、２６ 搬送経路、２６ｏ 往路、２６ｒ 復路、２６ｔ 折り返し部、３０ ベース、３２ ステージプレート、３４ 吸引溝、３６ 仕切り板、３８ 検査空間、４０ 蓋部材、４２ 検査孔、４４ シャッタ、４６ キャリア側ペルチェ、４８ キャリア側チラー、５０ 吸引器、５２ ドライエア源、６０ プローブ、６２ プローブ本体、６４ プローブ針、６６ 測定回路、６８ 断熱要素、７０ プローブ側ペルチェ、７２ プローブ側チラー、８０ キャリア、８２ 収容凹部、８４ 吸引孔、９０ 搬送経路、１００ ＴＣＸＯ、１０２ 水晶振動子、１０４ 電極、１０６ 電圧制御水晶発振器、１０８ 温度センサ、１１０ 補償信号発生回路、１１２ メモリ、１２０ 端子、２００ 温度槽。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】