特許 7559524 発振器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】発振器

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20240925BHJP

   H01L 23/02 20060101ALI20240925BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 H

H03B5/32 A

H01L23/02 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020195832

(22)【出願日】2020-11-26

(65)【公開番号】P2022084162

(43)【公開日】2022-06-07

【審査請求日】2023-10-05

(73)【特許権者】

【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】松川 典仁

【審査官】石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１３６９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５７３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２０８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８６２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４４９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１３１３２４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｂ ５／３０－ ５／４２

Ｈ０１Ｌ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

収容空間を有する外側パッケージと、
前記収容空間に収容されている内側パッケージと、
前記内側パッケージに収容されている振動素子と、
前記収容空間に収容され、前記内側パッケージに固定されている発熱素子と、
前記振動素子を発振させる発振回路と、
前記内側パッケージと前記発熱素子とを電気的に接続する導通部材と、
前記発熱素子と前記外側パッケージとを接続し、かつ前記導通部材と前記外側パッケー
ジとを電気的に接続する第１ボンディングワイヤーと、
を有し、
前記導通部材は導電性接合材であり、前記内側パッケージと前記発熱素子とは、前記導
電性接合材を介して接合されることを特徴とする発振器。

【請求項2】

前記内側パッケージは、断熱部材を介して前記外側パッケージに固定される、
請求項１に記載の発振器。

【請求項3】

前記発熱素子は、前記導通部材と前記第１ボンディングワイヤーとを電気的に接続する
中継配線を有する、
請求項１または請求項２に記載の発振器。

【請求項4】

前記発熱素子は、集積回路であり、
前記導電性接合材と接合される第１面と、前記第１面と表裏関係にあり、前記第１ボン
ディングワイヤーが接続されるパッドが設けられた第２面と、前記導電性接合材と前記パ
ッドとを電気的に接続するビア配線と、を有する、
請求項１または請求項２に記載の発振器。

【請求項5】

前記内側パッケージは前記外側パッケージに固定され、前記発熱素子は前記内側パッケ
ージが前記外側パッケージに固定された面の反対側に固定される、
請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の発振器。

【請求項6】

前記発熱素子は前記外側パッケージに固定され、前記内側パッケージは前記発熱素子が
前記外側パッケージに固定された面の反対側に固定される、
請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の発振器。

【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】

従来、パッケージ内に収容されている発熱素子によってパッケージ内の温度を制御する技術が知られている。特許文献１においては、ベース基板とカバーケースとによって形成された収容空間に、ヒーターパッケージとＴＣＸＯのパッケージとからなるパッケージ体を収納する構成が開示されている。この構成において、パッケージ体は、スペーサーを介してベース基板に搭載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１３０８６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の従来技術において、スペーサーには導電路としてのスルーホールが形成され、スペーサーに搭載されるヒーターパッケージからの熱がベース基板に伝達されて放熱される。このような構成においては、ベース基板の外部からの熱がスルーホールを介してヒーターパッケージやＴＣＸＯのパッケージに伝達されやすく、発振信号の特性が、周囲温度の影響を受けやすい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための一実施形態としての発振器は、収容空間を有する外側パッケージと、前記収容空間に収容されている内側パッケージと、前記内側パッケージに収容されている振動素子と、前記収容空間に収容され、前記内側パッケージに固定されている発熱素子と、前記振動素子を発振させる発振回路と、前記内側パッケージと前記発熱素子とを電気的に接続する導通部材と、前記発熱素子と前記外側パッケージとを接続し、かつ前記導通部材と前記外側パッケージとを電気的に接続する第１ボンディングワイヤーと、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態の発振器を示す断面図である。

【図2】第１実施形態における外側パッケージ内を示す平面図である。

【図3】第２実施形態における外側パッケージ内を示す平面図である。

【図4】第３実施形態における外側パッケージ内を示す平面図である。

【図5】第４実施形態における外側パッケージ内を示す平面図である。

【図6】第４実施形態の内側パッケージおよび発熱素子を示す断面図である。

【図7】第５実施形態の発振器を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の発振器の実施形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の発振器１を示す断面図である。図２は、図１の発振器１が有する後述の第１リッド２２を省略した状態で発振器１を示す平面図である。なお、説明の便宜上、各図には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示している。また、Ｘ軸に沿う方向をＸ軸方向、Ｙ軸に沿う方向をＹ軸方向、Ｚ軸に沿う方向をＺ軸方向とも言う。また、Ｚ軸方向の矢印側を「上」とも言い、反対側を「下」とも言う。また、Ｚ軸方向からの平面視を単に「平面視」とも言う。図１は、図２に示すＡ－Ａ線での断面である。

【0008】

図１に示す発振器１は、恒温槽型の水晶発振器（ＯＣＸＯ（Oven-Controlled Crystal Oscillator））である。発振器１は、収容空間Ｃｖを有する外側パッケージ２と、収容空間Ｃｖに収容されている内側パッケージ３と、内側パッケージ３に収容されている振動素子４とを備える。さらに、発振器１は、収容空間Ｃｖに収容され、内側パッケージ３に固定されている発熱素子５と、振動素子４を発振させる発振回路６Ａと、を備える。本実施形態において、発振回路６Ａは、振動素子４を発振させるための回路を備えている。

【0009】

さらに、発振器１は、内側パッケージ３と発熱素子５とを電気的に接続する導通部材としての第２ボンディングワイヤーＢＷ２と、発熱素子５と外側パッケージ２とを接続し、かつ導通部材としての第２ボンディングワイヤーＢＷ２と外側パッケージ２とを電気的に接続する第１ボンディングワイヤーＢＷ１を備える。本実施形態にかかる発振器１は、発熱素子５の熱によって振動素子４を加熱し、振動素子４を所望の温度に保つことにより、発振信号の周波数変動を抑えることが可能である。

【0010】

外側パッケージ２は、第１ベース基板２１を有する。第１ベース基板２１は、表裏関係にある上面２１ａおよび下面２１ｂを有する。また、第１ベース基板２１は、上面２１ａに開口する有底の凹部２１１と、下面２１ｂに開口する有底の凹部２１２と、を有する。そのため、第１ベース基板２１は、Ｈ型の断面形状をなす。また、凹部２１１は、複数の凹部で構成され、上面２１ａに開口する凹部２１１ａと、凹部２１１ａの底面に開口し、凹部２１１ａよりも開口が小さい凹部２１１ｂと、を有する。また、凹部２１２は、複数の凹部で構成され、下面２１ｂに開口する凹部２１２ａと、凹部２１２ａの底面に開口し、凹部２１２ａよりも開口が小さい凹部２１２ｂと、を有する。そして、凹部２１１ｂの底面に内側パッケージ３が断熱部材７を介して固定され、凹部２１２ｂの底面に、回路素子６Ｂが固定されている。本実施形態において、回路素子６Ｂは、温度を検出するための温度センサー（後述）を備えた回路と、当該温度センサーの出力に基づいて発熱素子５の温度を制御する温度制御回路を備えている。

【0011】

また、凹部２１１ａの底面には複数のパッド２４１が配置され、凹部２１２ａの底面には複数のパッド２４２が配置され、下面２１ｂには複数の実装端子２４３が配置されている。これらパッド２４１、２４２、実装端子２４３は、第１ベース基板２１内に形成された図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。後述するように、各パッド２４１は、第１ボンディングワイヤーＢＷ１を介して発熱素子５のパッド５１と電気的に接続され、各パッド２４２は、ボンディングワイヤーＢＷ３を介して回路素子６Ｂと電気的に接続されている。そして、発振器１は、複数の実装端子２４３を介して図示しない外部装置と電気的に接続される。

【0012】

また、外側パッケージ２は、第１リッド２２を有する。第１リッド２２は、第１ベース基板２１の上面２１ａに接合部材２３を介して接合され、凹部２１１の開口を塞いでいる。このように凹部２１１の開口を第１リッド２２で塞ぐことにより、外側パッケージ２の内部に気密な収容空間Ｃｖが形成される。そして、収容空間Ｃｖに、内側パッケージ３が収容されている。

【0013】

収容空間Ｃｖは、減圧状態、好ましくは、より真空に近い状態である。これにより、優れた断熱性を発揮することができ、発振器１の外部の熱が内側パッケージ３に伝わり難くなる。そのため、振動素子４が外部の熱の影響を受け難くなり、発熱素子５の熱によって振動素子４を所望の温度に保ち易くなる。ただし、収容空間Ｃｖの雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを封入した雰囲気であってもよく、減圧状態でなく大気圧状態または加圧状態となっていてもよい。また、収容空間Ｃｖに断熱部材７が充填されていてもよい。なお、特に限定されないが、第１ベース基板２１は、アルミナ等のセラミックスで構成することができ、第１リッド２２は、コバール等の金属材料で構成することができる。

【0014】

内側パッケージ３は、第２ベース基板３１を有する。第２ベース基板３１は、表裏関係にある上面３１ａおよび下面３１ｂを有する。また、第２ベース基板３１は、下面３１ｂに開口する有底の凹部３１１を有する。また、凹部３１１は、複数の凹部で構成され、下面３１ｂに開口する凹部３１１ａと、凹部３１１ａの底面に開口し、凹部３１１ａよりも開口が小さい凹部３１１ｂと、を有する。そして、凹部３１１ｂの底面に発振回路６Ａが固定されている。

【0015】

また、凹部３１１ｂの底面には複数のパッド３４１ａが形成されている。発振回路６Ａは、ボンディングワイヤーＢＷ４を介してパッド３４１ａと電気的に接続されている。凹部３１１ａの底面にはパッド３４１ｂが形成されている。振動素子４は、導電性の接合部材Ｂ１を介してパッド３４１ｂに対して固定され、電気的に接続されている。なお、接合部材Ｂ１としては、導電性を有していれば特に限定されず、例えば、金属バンプ、半田、金属ペースト、導電性樹脂接着剤等を用いることができる。

【0016】

内側パッケージ３の上面３１ａには複数のパッド３４２が配置されている。パッド３４１ａ、３４１ｂは、第２ベース基板３１内に形成された図示しない内部配線を介してパッド３４１と電気的に接続されている。

【0017】

内側パッケージ３は、第２リッド３２を有する。第２リッド３２は、第２ベース基板３１の下面３１ｂに接合部材３３を介して接合され、凹部３１１の開口を塞いでいる。このように、凹部３１１の開口を第２リッド３２で塞ぐことにより、内側パッケージ３の内部に気密な空間が形成される。当該空間は、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、振動素子４のＣＩ（クリスタルインピーダンス）値が低下し、発振特性が向上する。ただし、雰囲気は、特に限定されず、例えば、大気圧状態、加圧状態となっていてもよい。なお、特に限定されないが、第２ベース基板３１は、アルミナ等のセラミックスで構成することができ、第２リッド３２は、コバール等の金属材料で構成することができる。

【0018】

このような内側パッケージ３は、第２リッド３２を凹部２１１ｂの底面側に向けた姿勢で配置され、断熱部材７を介して第２リッド３２が凹部２１１ｂの底面に固定されている。このように、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間に断熱部材７を介在させることにより、外部の熱、例えば、回路素子６Ｂの熱等が外側パッケージ２を介して内側パッケージ３に伝わり難くなる。そのため、振動素子４が外部の熱の影響を受け難くなり、発熱素子５の熱により振動素子４を所望の温度に保ち易くなる。また、反対に、発熱素子５の熱が内側パッケージ３を介して外側パッケージ２に逃げ難くなり、発熱素子５の熱を効率的に振動素子４に伝えることができる。そのため、発熱素子５の効率的な駆動を行うことができると共に、振動素子４の温度をより安定させることができる。

【0019】

特に、内側パッケージ３を構成する部材のうち、振動素子４が固定されていない第２リッド３２を外側パッケージ２に固定することにより、断熱部材７から振動素子４までの熱伝達経路を長くすることができる。そのため、外部の熱が断熱部材７を介して内側パッケージ３に伝わっても、その熱が振動素子４に伝わり難くなる。したがって、振動素子４が外部の熱の影響をさらに受け難くなり、発熱素子５の熱により振動素子４を所望の温度に保ち易くなる。ただし、これに限定されず、第２ベース基板３１が断熱部材７を介して第１ベース基板２１に固定されていてもよい。

【0020】

断熱部材７は、第２リッド３２よりも熱伝導率が低い材料から構成されている。このような断熱部材７としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料、例えば、多孔質ポリイミド等の多孔質樹脂材料を好適に用いることができ、樹脂材料の他にも、各種ガラス材料、シリカエアロゲル等の無機多孔質材料等を用いることができる。なお、断熱部材７の熱伝導率としては、特に限定されないが、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。これにより、熱伝導率の十分に低い断熱部材７となる。

【0021】

また、断熱部材７は、互いに離間して配置された複数の柱状の部材であり、これらの部材が第２リッド３２の全域に広がって点在している。これにより、内側パッケージ３を安定した姿勢で外側パッケージ２に固定することができる。また、断熱部材７と外側パッケージ２との接触面積を小さくすることができ、外部の熱が断熱部材７を介して内側パッケージ３に伝わり難くなる。ただし、これに限定されず、断熱部材７は、第２リッド３２の下面の全面に広がって配置されていてもよい。これにより、内側パッケージ３と外側パッケージ２との接合面積が大きくなり、接着強度が増す。そのため、発振器１の機械的強度が高まる。

【0022】

なお、断熱部材７が接着力を有する場合は、第２リッド３２と第１ベース基板２１とを断熱部材７を介して接合すればよい。一方、断熱部材７が接着力を有しない場合は、断熱部材７と第２リッド３２および断熱部材７と第１ベース基板２１をそれぞれ接着剤等の接合部材を介して接合すればよい。また、断熱部材７には、シリカゲル等の熱伝導率が十分に低いギャップ材が含まれていてもよい。これにより、断熱部材７の厚みを制御することができ、断熱効果をより確実に発揮することができる。

【0023】

本実施形態において、断熱部材７は絶縁体であり、断熱部材７の表面や内部に導電性部材、例えば、スルーホールなどは設けられていない。従って、第２リッド３２を凹部２１１ｂとは、電気的に接続されておらず、断熱部材７の表面や内部を通って熱が移動しづらくなっている。

【0024】

本実施形態にかかる振動素子４は、ＳＣカット水晶振動素子である。水晶振動子の形状は特に限定されず、例えば、水晶基板の平面視形状が、円形、矩形等であって良い。さらに、振動素子４は、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（Micro Electro Mechanical Systems）共振素子等であってもよい。

【0025】

本実施形態において発熱素子５は、内側パッケージ３の上面３１ａに固定されている。従って、本実施形態において、内側パッケージ３は外側パッケージ２に固定され、発熱素子５は内側パッケージ３が外側パッケージ２に固定された面の反対側（上面３１ａ）に固定される。この構成によれば、発熱素子５で発生した熱が外側パッケージ２に伝わりにくくなり、振動素子４の温度を発熱素子５によって容易に制御可能になる。

【0026】

本実施形態において発熱素子５は、集積回路であり、振動素子４を加熱する発熱部としての機能を有する図示しない発熱回路と、温度センサー５ａと、を有する。発熱素子５の上面には、図２に示すように、複数のパッド５２が設けられている。外側パッケージ２の凹部２１１ａの底面には、パッド２４４が形成されており、発熱素子５の各パッド５２は、ボンディングワイヤーＢＷ５を介して、外側パッケージ２のパッド２４４と電気的に接続されている。なお、図２においては、パッド５２，２４４、ボンディングワイヤーＢＷ５の組み合わせは２組のみ示されている。

【0027】

複数のパッド５２のそれぞれは、発熱素子５が有する発熱回路や温度センサー５ａと電気的に接続されている。また、パッド２４４は、第１ベース基板２１内に形成された図示しない内部配線を介してパッド２４２に対して電気的に接続されている。すなわち、発熱素子５は、これらのパッド５２，２４４とボンディングワイヤーＢＷ５とを介して、回路素子６Ｂに接続されている。

【0028】

以上説明した各パッドやボンディングにより、振動素子４と、発振回路６Ａとが電気的に接続され、発振回路６Ａと回路素子６Ｂとが電気的に接続されている。また、発熱素子５と回路素子６Ｂとが電気的に接続されている。このような電気的な接続により、発振器１は、恒温槽型の水晶発振器（ＯＣＸＯ）として機能する。すなわち、発振回路６Ａは振動素子４を発振させ、回路素子６Ｂは実装端子２４３から発振信号を出力させる。

【0029】

回路素子６Ｂの温度制御回路は、発熱素子５が備える温度センサー５ａ、または発振回路６Ａが備える温度センサー６ａの出力信号に基づき、発熱回路の抵抗を流れる電流量を制御し、振動素子４を一定温度に保つように動作する。例えば、温度センサー５ａ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、回路素子６Ｂの温度制御回路は、発熱回路の抵抗に電流を流す。現在の温度が、基準温度よりも高い場合、回路素子６Ｂの温度制御回路は、発熱回路の抵抗に電流が流れないように制御する。また、例えば、温度制御回路は、現在の温度と基準温度との差に応じて、発熱回路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。

【0030】

本実施形態にかかる発振器１は、さらに、温度補償を行う機能も有している。すなわち、発振回路６Ａは、振動素子４を発振させ、発振回路６Ａが備える温度センサー６ａ、または、回路素子６Ｂが備える温度センサー６ｂ、または温度センサー６ａ，６ｂの両方、の検出温度に基づいて温度補償された発振信号を生成する機能を有する。すなわち、発振回路６Ａは、振動素子４と電気的に接続され、振動素子４の出力信号を増幅し、増幅した信号を振動素子４にフィードバックすることにより振動素子４を発振させる発振回路部と、温度センサー６ａ、６ｂ、またはその両方から出力される温度情報に基づいて、発振信号の周波数変動が振動素子４自身の周波数温度特性よりも小さくなるように温度補償する温度補償回路部と、を有する。

【0031】

以上のような構成の本実施形態において、内側パッケージ３に形成されたパッド３４２と、発熱素子５に形成されたパッド５１と、に対して第２ボンディングワイヤーＢＷ２が接続されている。従って、第２ボンディングワイヤーＢＷ２は、内側パッケージ３と発熱素子５とを電気的に接続する導通部材として機能する。

【0032】

さらに、本実施形態においては、図２に示されるように、外側パッケージ２に形成されたパッド２４１と、発熱素子に形成されたパッド５１と、に対して第１ボンディングワイヤーＢＷ１が接続されている。従って、第１ボンディングワイヤーＢＷ１は、発熱素子５と外側パッケージ２とを電気的に接続する。さらに、第１ボンディングワイヤーＢＷ１と第２ボンディングワイヤーＢＷ２とは、共に、パッド５１に対して接続されている。従って、第１ボンディングワイヤーＢＷ１を介して、導通部材としての第２ボンディングワイヤーＢＷ２と外側パッケージ２とが電気的に接続される。

【0033】

さらに、本実施形態において、内側パッケージ３は、断熱部材７を介して凹部２１１ｂに固定され、内側パッケージ３の他の部分は、外側パッケージ２に対して接触していない。従って、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間の主な熱の移動は、断熱部材７を介した移動か、第１ボンディングワイヤーＢＷ１および第２ボンディングワイヤーＢＷ２を介した移動か、に制限されている。

【0034】

断熱部材７は、熱伝導率が十分に低い材料であるため、熱の移動は無視できる。一方、第１ボンディングワイヤーＢＷ１、第２ボンディングワイヤーＢＷ２は、外側パッケージ２、内側パッケージ３、発熱素子５に対して熱的に接続されている。しかし、内側パッケージ３と、外側パッケージ２との間は、単一のボンディングワイヤーで接続されておらず、第２ボンディングワイヤーＢＷ２、パッド５１、第１ボンディングワイヤーＢＷ１を介して間接的に熱的に接続されている。従って、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間の熱伝達路の距離が大きくなり、また、熱抵抗も大きくなる。このため、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間で、熱の移動が発生しにくい。

【0035】

さらに、発振器１が動作する際、発熱素子５で熱を発生させることによって内側パッケージ３内の振動素子４の温度調整を行う。従って、主な熱の移動方向は、発熱素子５のパッド５１から外側パッケージ２に向けた方向、または、発熱素子５のパッド５１から内側パッケージ３に向けた方向である。従って、内側パッケージ３から外側パッケージ２に向けた熱の移動や、外側パッケージ２から内側パッケージ３に向けた熱の移動が発生しにくい。このため、振動素子４が外部の熱の影響を受け難くなり、発熱素子５の熱により振動素子４を所望の温度に保ち易くなる。また、発熱素子５の熱が内側パッケージ３を介して外側パッケージ２に逃げ難くなる。

【0036】

さらに、発熱素子５から内側パッケージ３への熱の移動経路としては、発熱素子５と内側パッケージ３とが実際に接している部分に加え、第２ボンディングワイヤーＢＷ２も存在する。このため、内側パッケージ３を平面視した状態において、発熱素子５と内側パッケージ３とが実際に接している部分以外の複数の部分に対して熱を伝達させることができ、内側パッケージ３をムラなく加熱することができる。従って、発熱素子５の熱を効率的に振動素子４に伝えることができ、発熱素子５の効率的な駆動を行うことができると共に、振動素子４の温度をより安定させることができる。

【0037】

なお、図１に示すように、回路素子６Ｂは、第１ベース基板２１の凹部２１２内に配置され、凹部２１２の底面に固定されている。つまり、回路素子６Ｂは、収容空間Ｃｖの外側に位置している。これにより、回路素子６Ｂで発生した熱が内側パッケージ３に伝わり難くなる。そのため、振動素子４が回路素子６Ｂの熱の影響を受け難くなり、発熱素子５の熱により振動素子４を所望の温度に保ち易くなる。また、内側パッケージ３と回路素子６ＢとをＺ軸方向に重ねて配置することができるため、発振器１のＸ軸方向およびＹ軸方向への広がりが抑えられ、発振器１の小型化を図ることができる。

【0038】

＜第２実施形態＞
第１実施形態は一例であり、他にも各種の実施形態が採用されてよい。例えば、第２ボンディングワイヤーＢＷ２は、内側パッケージ３と外側パッケージ２とを直接接続するのではなく、内側パッケージ３と発熱素子５とを接続するように設けられていれば良い。従って、第２ボンディングワイヤーＢＷ２の数は限定されない。

【0039】

図３は、第２実施形態の発振器１２を示す平面図である。第２実施形態の発振器１２は、第２ボンディングワイヤーの数が異なる点およびパッド３４２２が大きい点以外、第１実施形態と同様の構成を有している。図３において、第１実施形態と同様の構成は、図２と同一の符号を付して示している。また、図３は、図２と同様に、第１リッド２２を省略した状態で発振器１２を示す平面図である。

【0040】

第２実施形態においては、一組のパッド５１，３４２２に対して第２ボンディングワイヤーＢＷ２２が、２個形成されている。すなわち、内側パッケージ３に形成された一つのパッド３４２２には２個の第２ボンディングワイヤーＢＷ２の一方の端部が接続され、発熱素子５に形成された一つのパッド５１には当該２個の第２ボンディングワイヤーＢＷ２の他方の端部が接続されている。図３に示す例において、パッド３４２２は内側パッケージ３の４箇所の角に存在し、パッド５１は発熱素子５の４箇所の角に存在するため、第２ボンディングワイヤーＢＷ２２は合計８個である。このように、本実施形態において、第１ボンディングワイヤーＢＷ１の本数は、第２ボンディングワイヤーＢＷ２の本数より少なくなっている。

【0041】

以上のように、第２ボンディングワイヤーＢＷ２２の数が増えると、発熱素子５と内側パッケージ３との間の熱の移動経路が増え、かつ、分散する。また、パッド３４２２は第１実施形態のパッド３４２と同様に矩形であるが、パッド３４２より大きい。従って、第１実施形態と比較して、内側パッケージ３の広い範囲に渡って第２ボンディングワイヤーＢＷ２と内側パッケージ３との接点を分布させることができる。以上の構成によれば、発熱素子５により、内側パッケージ３をムラなく加熱することができる。このため、発熱素子５の熱を効率的に振動素子４に伝えることができ、発熱素子５の効率的な駆動を行うことができると共に、振動素子４の温度をより安定させることができる。

【0042】

なお、第２ボンディングワイヤーＢＷ２２の数は１組のパッド当たりに２個である構成に限定されず、少なくとも１組のパッドにおいて、第２ボンディングワイヤーＢＷ２２の数が３個以上であっても良いし、１個であっても良い。さらに、パッド３４２２，５１の大きさ、位置、形状も第１の実施形態、第２の実施形態の態様に限定されない。従って、内側パッケージ３、発熱素子５の少なくとも一方において、より大きなパッドまたは小さなパッドが形成されても良いし、４個の角の少なくとも１箇所と異なる位置にパッドが形成されても良いし、形状が異なってもよい。

【0043】

＜第３実施形態＞
第１ボンディングワイヤーＢＷ１の態様も、第１実施形態のような態様に限定されない。例えば、第１ボンディングワイヤーＢＷ１と第２ボンディングワイヤーＢＷ２とが近接して配置される構成でなくてもよい。図４は、第３実施形態の発振器１３を示す平面図である。第３実施形態の発振器１３は、発熱素子５を介して第２ボンディングワイヤーを外側パッケージ２と電気的に接続するための第１ボンディングワイヤーの構成の一部が異なり、発熱素子５の内部に中継配線５３が存在する点以外、第１実施形態と同様の構成を有している。図４において、第１実施形態と同様の構成は、図２と同一の符号を付して示している。また、図４は、図２と同様に、第１リッド２２を省略した状態で発振器１３を示す平面図である。

【0044】

第３実施形態においては、内側パッケージ３の４箇所の角に形成されたパッド３４２と、発熱素子５の４箇所の角に形成されたパッド５１とが第２ボンディングワイヤーＢＷ２で接続される。しかし、発熱素子５の３箇所の角から第１実施形態と同様に外側パッケージ２のパッド２４１に対して第１ボンディングワイヤーＢＷ１が延びる一方で、発熱素子５の１箇所の角（図４における右下の角）に形成されたパッド５１から第１ボンディングワイヤーＢＷ１は延びていない。

【0045】

替わりに、パッド５１は、発熱素子５の内部に形成された中継配線５３を介してパッド５１３に接続されている。すなわち、第３の実施形態においては、図４における右下の角に存在するパッド５１と異なる位置である発熱素子５の図４における上辺沿いにパッド５１３が形成されており、パッド５１，５１３同士が中継配線で電気的に接続されている。

【0046】

さらに、パッド５１３は、第１ボンディングワイヤーＢＷ１３を介して外側パッケージ２に形成されたパッド２４１３に電気的に接続される。以上の構成によれば、内側パッケージ３と発熱素子５とを接続する第２ボンディングワイヤーＢＷ２の位置と、異なる位置に形成されたパッド５１３を使って、発熱素子５と外側パッケージ２とを第１ボンディングワイヤーＢＷ１３で電気的に接続することができる。

【0047】

従って、内側パッケージ３と外側パッケージ２とを電気的に接続するための第１ボンディングワイヤーＢＷ１３の配置の自由度が上がる。このため、内側パッケージ３と発熱素子５との間における熱の移動経路となる第２ボンディングワイヤーＢＷ２の位置を、内側パッケージ３の上面において熱の移動経路を分散配置させる等の観点から決定する一方で、別の観点で第１ボンディングワイヤーＢＷ１３の配置を決定することが可能である。

【0048】

例えば、第１ボンディングワイヤーＢＷ１３と電気的に接続されたパッド２４１３は、さらに、外側パッケージ２の内部の配線に接続されて実装端子２４３と接続される。当該内部の配線は、短く、ループを形成しにくい方が、寄生容量等を発生しにくく、ノイズを発生させにくい。このため、第１ボンディングワイヤーＢＷ１３の配置の自由度が高い場合、ノイズを発生にくい配置が選択しやすくなる。

【0049】

一方、第２ボンディングワイヤーＢＷ２の配置は、第１ボンディングワイヤーＢＷ１３の配置の制約を受けずに決定することができる。従って、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、発熱素子５により、内側パッケージ３をムラなく加熱することができる。このため、発熱素子５の熱を効率的に振動素子４に伝えることができ、発熱素子５の効率的な駆動を行うことができると共に、振動素子４の温度をより安定させることができる。

【0050】

なお、中継配線と電気的に接続される第１ボンディングワイヤーＢＷ１３は、１箇所である構成に限定されず、任意の個数の第１ボンディングワイヤーが中継配線を介してパッド５１、第２ボンディングワイヤーと接続されていて良い。

【0051】

＜第４実施形態＞
第２ボンディングワイヤーＢＷ２は、内側パッケージと発熱素子とを電気的に接続する導電部材であればよく、両者を電気的に接続可能な種々の構成を採用可能である。例えば、導通部材は導電性接合材であってもよい。すなわち、内側パッケージと発熱素子とが、導電性接合材を介して接合される構成であっても良い。

【0052】

図５は、第４実施形態の発振器１３を示す平面図である。第４実施形態の発振器１４は、内側パッケージと発熱素子とを電気的に接続するための構成が異なり、内側パッケージに形成されたパッド、発熱素子の大きさが異なる点以外、第１実施形態と同様の構成を有している。図５において、第１実施形態と同様の構成は、図２と同一の符号を付して示している。また、図５は、図２と同様に、第１リッド２２を省略した状態で発振器１４を示す平面図である。

【0053】

第４実施形態においては、第１実施形態と比較して、発熱素子５４の図面横方向（Ｘ軸方向）の大きさが大きく、内側パッケージ３の上面に形成されたパッド３４２４の大きさが大きい。このため、平面視において、発熱素子５４の４箇所の角とパッド３４２４が重なっている。そこで、第４実施形態においては、発熱素子５４に、ビア配線としての貫通電極５４４が形成され、貫通電極５４４が内側パッケージ３と発熱素子５４とを電気的に接続する導電部材として機能する。

【0054】

すなわち、第４実施形態においても発熱素子５４は集積回路であり、集積回路の内部に貫通電極５４４が形成される。図６は、図５におけるＢ－Ｂ線の断面である。発熱素子５４の概略形状は直方体であり、図６に示す下面を第１面５４ａとよび、第１面５４ａと表裏関係にあり、第１ボンディングワイヤーＢＷが接続されるパッド５１が設けられた面を第２面５４ｂと呼ぶ。貫通電極５４４は、第２面５４ｂ側でパッド５１に電気的に接続され、第１面５４ａ側でパッド５４４ａに電気的に接続される。

【0055】

第１面５４ａに設けられたパッド５４４ａは、導電性接合材としてのバンプ５４４ｂを介して、内側パッケージ３に設けられたパッド３４２４に電気的に接続される。なお、バンプ５４４ｂは、例えば、半田や金等で構成可能である。以上の構成により、内側パッケージ３と発熱素子５とは、バンプ５４４ｂおよび貫通電極５４４を介して電気的に接続されている。また、図５に示すようにパッド５１には第１ボンディングワイヤーＢＷ１が接続されているため、内側パッケージ３は、第１ボンディングワイヤーＢＷ１を介して、電気的、熱的に外側パッケージ２と接続されている。

【0056】

このような第４実施形態においては、発熱素子５４の直下に内側パッケージ３のパッド３４２４が位置する構成であっても、内側パッケージ３と発熱素子５とを電気的、熱的に接続することができる。従って、発熱素子５４の大きさが大きくても、内側パッケージ３と発熱素子５とを電気的、熱的に接続することができる。このため、第４実施形態においても、第１実施形態と同様に、発熱素子５４により、内側パッケージ３をムラなく加熱することができる。このため、発熱素子５４の熱を効率的に振動素子４に伝えることができ、発熱素子５４の効率的な駆動を行うことができると共に、振動素子４の温度をより安定させることができる。

【0057】

なお、貫通電極５４４を利用してパッド３４２４と発熱素子５４とが接続される位置は、４箇所に限定されず、これより少なくてもよいし、多くても良い。前者の場合、第２ボンディングワイヤーＢＷ２と貫通電極５４４とが併用されても良い。さらに、発熱素子５の内部に設けられる配線は、貫通電極５４４に限定されない。例えば、ビア配線であって良く、発熱素子５４の内部で第１面５４ａから第２面５４ｂに向けて直線的に形成された配線以外にも、発熱素子５４内の複数の層で第１面５４ａや第２面５４ｂに平行な方向に取り回されて配線が構成されていても良い。

【0058】

＜第５実施形態＞
外側パッケージ、内側パッケージ、発熱素子の態様は、上述の実施形態に限定されない。例えば、外側パッケージ、内側パッケージ、発熱素子の形状は、上述の実施形態に限定されない。また、内側パッケージと発熱素子との関係も上述の実施形態に限定されない。例えば、発熱素子が外側パッケージに固定され、発熱素子が外側パッケージに固定された面の反対側に内側パッケージが固定される構成であっても良い。

【0059】

図７は、第５実施形態の発振器１５を示す断面図である。第５実施形態の発振器１５は、内側パッケージと発熱素子の大きさや位置関係が異なり、当該位置関係に伴って内側パッケージ、発熱素子、外側パッケージを電気的に接続するための構成が異なる点以外、第１実施形態と同様の構成を有している。図７において、第１実施形態と同様の構成は、図１と同一の符号を付して示している。また、図７において、内側パッケージと発熱素子の内部構成は省略している。

【0060】

図７に示すように、第５実施形態において、発熱素子５５は、断熱部材７を介して、外側パッケージ２の凹部２１１ｂに固定されている。内側パッケージ３５は、発熱素子５５の上面に固定されている。内側パッケージ３５の上面にはパッド３４２５が設けられ、発熱素子５５の上面にはパッド５１５が設けられている。

【0061】

パッド３４２５とパッド５１５とは、第２ボンディングワイヤーＢＷ２５を介して接続されている。このため、内側パッケージ３５と発熱素子５５とは、第２ボンディングワイヤーＢＷ２５によって電気的に接続されている。さらに、パッド３４２５と、外側パッケージ２に設けられたパッド２４１とは、第１ボンディングワイヤーＢＷ１５を介して接続されている。このため、発熱素子５５と外側パッケージ２とは、第１ボンディングワイヤーＢＷ１５によって電気的に接続されている。

【0062】

以上の構成によれば、内側パッケージ３５は、パッド３４２５，第２ボンディングワイヤーＢＷ２５，パッド５１５，第１ボンディングワイヤーＢＷ１５，パッド２４１を介して、外側パッケージ２に対して電気的、熱的に接続される。従って、内側パッケージ３５は、発熱素子５を中継して外側パッケージ２に接続されており、外側パッケージ２に対して直接的に接続されていない。このため、第５実施形態においても、第１実施形態と同様に、発熱素子５５により、内側パッケージ３５をムラなく加熱することができる。このため、発熱素子５５の熱を効率的に内側パッケージ３５内の振動素子に伝えることができ、発熱素子５５の効率的な駆動を行うことができると共に、振動素子の温度をより安定させることができる。

【0063】

＜他の実施形態＞
上述の実施形態は本発明を実施するための例であり、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、外側パッケージ内の内側パッケージ、発熱素子の数は１個に限定されない。具体的には、内側パッケージの上面に発熱素子が固定されたペアが、外側パッケージに複数個収容されていても良い。また、発熱素子の上面に内側パッケージが固定されたペアが、外側パッケージに複数個収容されていても良い。また、第１実施形態のような内側パッケージの上面に複数の発熱素子が固定されていても良い。さらに、第５実施形態のような発熱素子の上面に複数の内側パッケージが固定されていても良い。これらの場合であっても、内側パッケージと外側パッケージとは直接的に導通部材によって接続されず、内側パッケージと発熱素子とが導通部材によって接続される。この構成により、内側パッケージと外側パッケージとが間接的に接続されるように構成される。

【0064】

さらに、内側パッケージと外側パッケージとの電気的な接続の全てが、発熱素子を介して中継される構成に限定されない。例えば、内側パッケージと外側パッケージとの電気的な接続が複数個存在する場合に、少なくとも１箇所で内側パッケージと外側パッケージとの電気的な接続が発熱素子によって中継されていれば、この部分における熱の移動を抑制することができる。

【0065】

以上の実施形態は発明を実施する例である。従って、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１…発振器、２…外側パッケージ、３…内側パッケージ、４…振動素子、５…発熱素子、５ａ…温度センサー、６Ａ…発振回路、６Ｂ…回路素子、６ａ，６ｂ…温度センサー、７…断熱部材、１２…発振器、１３…発振器、１４…発振器、１５…発振器、２１…第１ベース基板、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２２…第１リッド、２３…接合部材、３１…第２ベース基板、３１ａ…上面、３１ｂ…下面、３２…第２リッド、３３…接合部材、３５…内側パッケージ、５１…パッド、５２…パッド、５３…中継配線、５４…発熱素子、５４ａ…第１面、５４ｂ…第２面、５５…発熱素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】