特許 7593001 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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】発振器

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20241126BHJP

   H01L 23/10 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 A

H03B5/32 H

H01L23/10 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020129647

(22)【出願日】2020-07-30

(65)【公開番号】P2022026266

(43)【公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-06-05

(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】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】松川 典仁

(72)【発明者】

【氏名】近藤 学

【審査官】志津木 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００６８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３０８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９７７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１４０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００２３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００７６４３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６７３１１８０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０１７／１１１０２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０３３６５５６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｂ５／３０－５／４２

Ｈ０１Ｌ２３／００－２３／２６

(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、断熱部材を介して前記外側パッケージに固定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、
前記収容空間外に配置され、前記発熱素子を制御する制御回路と、
前記外側パッケージと前記内側パッケージとを電気的に接続する導電性ワイヤーと、を有し、
前記外側パッケージは、
前記内側パッケージを収容する第１凹部と、前記第１凹部が開口する面と反対側の面に開口し、前記制御回路を収容する第３凹部と、を有する第１ベース基板と、
前記第１凹部の開口を塞ぐように前記第１ベース基板に接合されている第１リッドと、を有し、
前記第１凹部および前記第１リッドにより前記収容空間が形成され、
前記内側パッケージは、
前記振動素子を収容する第２凹部を備える第２ベース基板と、
前記第２凹部の開口を塞ぐように前記第２ベース基板に接合されている第２リッドと、を有し、
前記振動素子は、前記第２ベース基板に固定され、
前記第２リッドは、前記断熱部材を介して前記第１ベース基板に固定されており、
前記第１凹部および前記第３凹部を有する前記第１ベース基板は、セラミックスで形成されてい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、前記第２ベース基板の前記第２リッドが接合されている面と反対側の面に配置されている外部端子を有し、
前記外部端子と前記外側パッケージとが前記導電性ワイヤーを介して電気的に接続されている請求項１に記載の発振器。

【請求項3】

前記発振回路は、前記内側パッケージに収容されている請求項１または２に記載の発振器。

【請求項4】

温度センサーを含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発振器。

【請求項5】

前記収容空間は、減圧状態である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発振器。

【請求項6】

前記断熱部材は、前記収容空間に充填されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発振器。

【請求項7】

前記発熱素子は、前記内側パッケージに収容されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の発振器。

【請求項8】

前記発熱素子は、前記第２ベース基板の前記第２リッドが接合されている面と反対側の面に配置されている請求項１または２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】

特許文献１には、ベース基板とカバーケースとで構成された外側パッケージ内に、ヒーターＩＣおよび振動素子が搭載されたパッケージ体が固定されてなる水晶発振器が記載されている。また、この水晶発振器においては、パッケージ体が複数のスペーサーを介してベース基板に固定されている。

【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】

しかしながら、特許文献１の水晶発振器では、パッケージ体とベース基板との間で電気的な接続を取るために、スペーサーには金属配線や金属メッキがされたスルーホールが形成されている。そのため、スペーサーに形成された金属部分を介してベース基板とパッケージ体との間で熱が移動し易い構成となっている。したがって、外部からの熱がスペーサーを介してパッケージ体に搭載されている振動素子に伝わり易く、発振信号の特性が周囲温度の影響を受け易いという問題があった。また、ヒーターＩＣで生じさせる熱がパッケージ体から外へ逃げてしまうため、振動素子を効率的に加熱することができないという問題もあった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の発振器は、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、断熱部材を介して前記外側パッケージに固定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、
前記収容空間外に配置され、前記発熱素子を制御する制御回路と、
前記外側パッケージと前記内側パッケージとを電気的に接続する導電性ワイヤーと、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】図１の発振器が有する内側パッケージ内を示す平面図である。

【図3】第２実施形態の発振器を示す断面図である。

【図4】第３実施形態の発振器を示す断面図である。

【図5】第４実施形態の発振器を示す断面図である。

【図6】第５実施形態の発振器を示す断面図である。

【図7】第６実施形態の発振器を示す断面図である。

【図8】第７実施形態の発振器を示す断面図である。

【図9】第８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、本発明の発振器の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

【0008】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の発振器を示す断面図である。図２は、図１の発振器が有する内側パッケージ内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。

【0009】

図１に示す発振器１は、恒温槽型の水晶発振器（ＯＣＸＯ）である。このような発振器１は、外側パッケージ２と、外側パッケージ２に収容された内側パッケージ３と、内側パッケージ３に収容された振動素子４および発熱素子５と、外側パッケージ２に固定された回路素子６と、外側パッケージ２と内側パッケージ３との間に介在する断熱部材７と、外側パッケージ２と内側パッケージ３とを電気的に接続する導電性ワイヤーであるボンディングワイヤーＢＷ３と、を有する。このような発振器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、優れた発振特性を実現する。

【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に開口する第１凹部である有底の凹部２１１と、下面２１ｂに開口する第３凹部である有底の凹部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６が固定されている。

【0011】

また、凹部２１１ａの底面には複数の内部端子２４１が配置され、凹部２１２ａの底面には複数の内部端子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。これら端子２４１、２４２、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、各内部端子２４１は、ボンディングワイヤーＢＷ３を介して内側パッケージ３の外部端子３４２と電気的に接続され、各内部端子２４２は、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して回路素子６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の内部に気密な第１収容空間Ｓ１が形成される。そして、第１収容空間Ｓ１に、内側パッケージ３が収容されている。

【0013】

第１収容空間Ｓ１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、第１収容空間Ｓ１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、後述する実施形態のように、第１収容空間Ｓ１に断熱部材７が充填されていてもよい。

【0014】

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。

【0015】

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に開口する第２凹部である有底の凹部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の底面に発熱素子５が固定され、発熱素子５の下面に振動素子４が固定されている。

【0016】

また、凹部３１１ａの底面には複数の内部端子３４１が配置され、上面３１ａには複数の外部端子３４２が配置されている。これら端子３４１、３４２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電気的に接続されている。

【0017】

また、複数の外部端子３４２は、それぞれ、ボンディングワイヤーＢＷ３を介して第１ベース基板２１の内部端子２４１と電気的に接続されている。このように、内側パッケージ３の外部に臨む外部端子３４２を設けることにより、内側パッケージ３と外側パッケージ２との電気的な接続が容易となる。

【0018】

ここで、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導電性部材は、高い熱伝導率を有するため、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間の熱伝達経路として機能し易い。そのため、前記導電性部材として、細く長い線状のボンディングワイヤーＢＷ３を用いることにより、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間の熱の伝達を効果的に抑制することができる。そのため、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。よって、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。また、反対に、発熱素子５の熱がボンディングワイヤーＢＷ３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】

また、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の内部に気密な第２収容空間Ｓ２が形成される。そして、この第２収容空間Ｓ２に、振動素子４および発熱素子５が収容されている。

【0020】

第２収容空間Ｓ２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、第２収容空間Ｓ２の雰囲気は、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。

【0021】

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。

【0022】

このような内側パッケージ３は、第２リッド３２を凹部２１１の底面側に向けた姿勢で配置され、第２リッド３２において、断熱部材７を介して凹部２１１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、特に回路素子６の熱が外側パッケージ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。

【0023】

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。

【0024】

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、この中でも、特に、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、例えば、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。

【0025】

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部７１を有し、これら柱状部７１が第２リッド３２の全域に広がって島状に配置されている。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ベタに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。

【0026】

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。

【0027】

振動素子４は、ＳＣカット水晶振動素子である。これにより、周波数安定性に優れた振動素子４となる。図２に示すように、振動素子４は、上述のＳＣカットで切り出された円板状の水晶基板４１と、水晶基板４１の表面に設けられた電極と、を有する。また、電極は、水晶基板４１の下面の中央部に配置された第１励振電極４２１と、水晶基板４１の上面の中央部に、第１励振電極４２１と対向して配置された第２励振電極４３１と、を有する。また、電極は、下面の外縁部に配置された第１接続電極４２２と、第１励振電極４２１と第１接続電極４２２とを接続する第１引出電極４２３と、上面の外縁部に配置された第２接続電極４３２と、第２励振電極４３１と第２接続電極４３２とを接続する第２引出電極４３３と、を有する。

【0028】

ただし、振動素子４の構成は、これに限定されない。例えば、水晶基板４１の平面視形状は、円形に限定されず、例えば、矩形であってもよい。また、振動素子４として、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。

【0029】

このような振動素子４は、上面を発熱素子５側に向けた姿勢で配置され、その外縁部が発熱素子５の下面に導電性の接合部材Ｂ１を介して固定されている。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。

【0030】

発熱素子５は、振動素子４と共に内側パッケージ３に収容されている。これにより、発熱素子５を振動素子４の近傍に配置することができ、発熱素子５の熱を振動素子４に効率的に伝えることができる。

【0031】

このような発熱素子５は、振動素子４を加熱する発熱部としての機能を有する発熱回路５１と、温度センサー５２と、を有する。また、発熱素子５は、その下面が振動素子４を固定する固定面となっており、図２に示すように、下面には複数の電極パッド５３が設けられている。そして、各電極パッド５３は、ボンディングワイヤーＢＷ１を介して内部端子３４１と電気的に接続されている。

【0032】

これら複数の電極パッド５３に含まれる電極パッド５３ａは、発熱回路５１と電気的に接続されておらず、内部端子３４１と振動素子４とを電気的に接続する中継電極として機能する。この電極パッド５３ａは、導電性の接合部材Ｂ１を介して振動素子４の第２接続電極４３２と電気的に接続されている。一方、振動素子４の第１接続電極４２２は、電極パッド５３を介することなくボンディングワイヤーＢＷ２を介して内部端子３４１と電気的に接続されている。ただし、振動素子４と内部端子３４１との電気的な接続方法は、特に限定されない。

【0033】

図１に示すように、回路素子６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６は、第１収容空間Ｓ１の外側に位置している。これにより、回路素子６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が回路素子６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６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。

【0034】

また、回路素子６は、ボンディングワイヤーＢＷ４を介して第１ベース基板２１の内部端子２４２と電気的に接続されている。これにより、回路素子６と振動素子４および発熱素子５とが電気的に接続される。

【0035】

回路素子６は、温度センサー６１と、発振回路６２と、温度制御回路６４と、を有する。発振回路６２は、振動素子４を発振させ、温度センサー６１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６２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６１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。

【0036】

温度制御回路６４は、発熱素子５を制御する制御回路である。具体的には、温度制御回路６４は、温度センサー５２の出力信号に基づき、発熱回路５１の抵抗を流れる電流量を制御し、振動素子４を一定温度に保つための回路である。例えば、温度制御回路６４は、温度センサー５２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５１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５１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６４は、現在の温度と基準温度との差に応じて、発熱回路５１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。

【0037】

以上、発振器１について説明した。このような発振器１は、前述したように、収容空間である第１収容空間Ｓ１を有する外側パッケージ２と、第１収容空間Ｓ１に収容され、断熱部材７を介して外側パッケージ２に固定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、第１収容空間Ｓ１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６２と、第１収容空間Ｓ１外に配置され、発熱素子５を制御する制御回路である温度制御回路６４と、外側パッケージ２と内側パッケージ３とを電気的に接続する導電性ワイヤーであるボンディングワイヤーＢＷ３と、を有する。

【0038】

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。また、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導電性部材は、高い熱伝導率を有するため、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間の熱伝達経路として機能し易い。その点、前記導電性部材として、細く長い線状のボンディングワイヤーＢＷ３を用いているため、内側パッケージ３と外側パッケージ２との間の熱の伝達を効果的に抑制することができる。そのため、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。よって、この点においても、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。したがって、高い周波数特性を有し、かつ、省電力駆動が可能な発振器１となる。

【0039】

また、前述したように、外側パッケージ２は、内側パッケージ３を収容する第１凹部である凹部２１１を備える第１ベース基板２１と、凹部２１１の開口を塞ぐように第１ベース基板２１に接合されている第１リッド２２と、を有し、凹部２１１および第１リッド２２により第１収容空間Ｓ１が形成されている。そして、内側パッケージ３は、断熱部材７を介して第１ベース基板２１に固定されている。このような構成によれば、外側パッケージ２の構成が簡単なものとなる。

【0040】

また、前述したように、内側パッケージ３は、振動素子４を収容する第２凹部である凹部３１１を備える第２ベース基板３１と、凹部３１１の開口を塞ぐように第２ベース基板３１に接合されている第２リッド３２と、を有し、振動素子４は、第２ベース基板３１に固定されている。そして、第２リッド３２が断熱部材７を介して外側パッケージ２に固定されている。このように、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、断熱部材７を介して外側パッケージ２から内側パッケージ３に伝わる熱が振動素子４により伝わり難くなる。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。

【0041】

また、前述したように、内側パッケージ３は、第２ベース基板３１の第２リッド３２が接合されている面である下面３１ｂと反対側の面である上面３１ａに配置されている外部端子３４２を有する。そして、外部端子３４２と外側パッケージ２とがボンディングワイヤーＢＷ３を介して電気的に接続されている。これにより、内側パッケージ３と外側パッケージ２との電気的な接続が容易となる。

【0042】

また、前述したように、発振器１は、温度センサー５２を含む。これにより、振動素子４を所望の温度に保つことが容易となる。

【0043】

また、前述したように、第１収容空間Ｓ１は、減圧状態である。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。

【0044】

また、前述したように、発熱素子５は、内側パッケージ３に収容されている。これにより、発熱素子５を振動素子４の近傍に配置することができ、発熱素子５の熱を振動素子４に効率的に伝えることができる。そのため、発熱素子５の効率的な駆動が可能となる。

【0045】

なお、発振器１の構成としては、特に限定されず、例えば、第１ベース基板２１の凹部２１２に、回路素子６とは別の回路部品が配置されていてもよい。この回路部品としては、特に限定されないが、例えば、回路素子６にＰＬＬ回路（位相同期回路）が形成されている場合には、当該ＰＬＬ回路に用いるための発振器とすることができる。また、凹部２１２に充填材が充填され、回路素子６がモールドされていてもよい。

【0046】

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態の発振器を示す断面図である。

【0047】

本実施形態は、発熱素子５と内側パッケージ３との間にも断熱部材８が介在していること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図３において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0048】

図３に示すように、本実施形態の発振器１では、発熱素子５は、断熱部材８を介して凹部３１１ｂの底面に固定されている。これにより、発熱素子５の熱が第２ベース基板３１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。断熱部材８は、第２ベース基板３１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８としては、特に限定されず、例えば、前述した断熱部材７と同様の材料とすることができる。

【0049】

以上のような第２実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0050】

＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態の発振器を示す断面図である。

【0051】

本実施形態は、発熱素子５の大きさが異なること以外は、前述した第２実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図４において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0052】

図４に示すように、本実施形態の発振器１では、発熱素子５は、平面視で振動素子４よりも大きく構成され、かつ、振動素子４の全域と重なるように配置されている。これにより、発熱素子５からより多くの熱を発生させることができると共に、その熱をより効率的に、かつ、振動素子４の全域にムラなく伝えることができる。そのため、振動素子４の温度をより安定させることができる。

【0053】

以上のような第３実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0054】

＜第４実施形態＞
図５は、第４実施形態の発振器を示す断面図である。

【0055】

本実施形態は、回路素子６と外側パッケージ２との間に断熱部材９が介在していること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図５において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0056】

図５に示すように、本実施形態の発振器１では、回路素子６は、断熱部材９を介して凹部２１２ｂの底面に固定されている。これにより、回路素子６の熱が第１ベース基板２１に伝わり難くなる。そのため、振動素子４が外部の熱、特に回路素子６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。断熱部材９は、第１ベース基板２１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９としては、特に限定されず、例えば、前述した断熱部材７と同様の材料とすることができる。

【0057】

以上のような第４実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0058】

＜第５実施形態＞
図６は、第５実施形態の発振器を示す断面図である。

【0059】

本実施形態は、発熱素子５が内側パッケージ３の外側に位置し、回路素子６のうち発振回路６２および温度センサー６１が内側パッケージ３に収容されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図６において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0060】

図６に示すように、発熱素子５は、内側パッケージ３の外側に位置し、第１収容空間Ｓ１に収容されている。また、発熱素子５は、第２ベース基板３１の上面３１ａに固定されている。そのため、発熱素子５の熱は、第２ベース基板３１を介して振動素子４に伝わる。また、発熱素子５は、ボンディングワイヤーＢＷ７を介して内部端子２４１と電気的に接続されている。このように、内側パッケージ３の外周面に発熱素子５を配置することにより、内側パッケージ３内に収容する部品点数を削減することができる。そのため、内側パッケージ３の小型化を図ることができると共に、アウトガス等による第２収容空間Ｓ２の汚染、変動を抑制することができる。

【0061】

また、本実施形態の発振器１では、回路素子６は、温度センサー６１および発振回路６２を含む第１回路素子６Ａと、温度制御回路６４を含む第２回路素子６Ｂとに分かれている。第２回路素子６Ｂは、凹部２１２の底面に固定されている。一方、第１回路素子６Ａは、振動素子４と共に内側パッケージ３に収容されている。このように、第１回路素子６Ａを内側パッケージ３に収容することにより、発振回路６２と振動素子４とを接続する配線長を短くすることができ、当該配線からノイズが混入し難く、精度のよい発振信号を生成することができる。また、温度センサー６１を振動素子４の近傍に配置することができるため、温度センサー６１によって振動素子４の温度をより精度よく検出することができる。

【0062】

以上のように、本実施形態の発振器１では、発振回路６２は、内側パッケージ３に収容されている。これにより、発振回路６２と振動素子４とを接続する配線長を短くすることができ、当該配線からノイズが混入し難く、精度のよい発振信号を生成することができる。

【0063】

また、前述したように、発熱素子５は、第２ベース基板３１の第２リッド３２が接合されている面である下面３１ｂと反対側の面である上面３１ａに配置されている。このように、内側パッケージ３の外周面に発熱素子５を配置することにより、内側パッケージ３内に収容する部品点数を削減することができる。そのため、内側パッケージ３の小型化を図ることができると共に、アウトガス等による第２収容空間Ｓ２の汚染、変動を抑制することができる。特に、発熱素子５を上面３１ａに配置することにより、振動素子４までの熱伝達経路を十分に短くすることができ、発熱素子５の熱を振動素子４へ効率的に伝えることができる。

【0064】

以上のような第５実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0065】

＜第６実施形態＞
図７は、第６実施形態の発振器を示す断面図である。

【0066】

本実施形態は、第１回路素子６Ａが内側パッケージ３の外側に位置する以外は、前述した第５実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図７において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0067】

図７に示すように、本実施形態の発振器１では、発振回路６２を含む第１回路素子６Ａは、内側パッケージ３の外側に位置し、第１収容空間Ｓ１に収容されている。また、第１回路素子６Ａは、発熱素子５と共に、第２ベース基板３１の上面３１ａに固定されている。第１回路素子６Ａ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振動素子４や外部端子３４２と電気的に接続されている。このように、第１回路素子６Ａを内側パッケージ３の外側に配置することにより、内側パッケージ３内に収容する部品点数を削減することができる。そのため、内側パッケージ３の小型化を図ることができると共に、アウトガス等による第２収容空間Ｓ２の汚染、変動を抑制することができる。

【0068】

以上のような第６実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0069】

＜第７実施形態＞
図８は、第７実施形態の発振器を示す断面図である。

【0070】

本実施形態は、発熱素子５の配置が異なること以外は、前述した第５実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図８において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0071】

図８に示すように、本実施形態の発振器１では、発熱素子５は、第２リッド３２と断熱部材７との間に配置されている。これにより、外部から断熱部材７を介して内側パッケージ３に伝わる熱が発熱素子５に吸収され、発熱素子５の熱の一部として利用される。そのため、発熱素子５以外の熱による振動素子４の温度変化を抑制することができ、振動素子４の温度がより安定する。

【0072】

以上のような第７実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0073】

＜第８実施形態＞
図９は、第８実施形態の発振器を示す断面図である。

【0074】

本実施形態は、断熱部材７の配置が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0075】

図９に示すように、本実施形態の発振器１では、断熱部材７は、第１収容空間Ｓ１に充填されている。つまり、断熱部材７は、第１収容空間Ｓ１内に実質的に隙間なく配置されている。そして、内側パッケージ３は、断熱部材７によってその全周を覆われている。これにより、内側パッケージ３を外側パッケージ２により強固に固定することができ、発振器１の機械的強度が高まる。

【0076】

以上のような第８実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0077】

以上、本発明の発振器を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、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】

【0078】

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、６…回路素子、６Ａ…第１回路素子、６Ｂ…第２回路素子、７、８、９…断熱部材、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、４１…水晶基板、５１…発熱回路、５２…温度センサー、５３…電極パッド、５３ａ…電極パッド、６１…温度センサー、６２…発振回路、６４…温度制御回路、７１…柱状部、２１１、２１１ａ、２１１ｂ…凹部、２１２、２１２ａ、２１２ｂ…凹部、２４１…内部端子、２４２…内部端子、２４３…実装端子、３１１、３１１ａ、３１１ｂ…凹部、３４１…内部端子、３４２…外部端子、４２１…第１励振電極、４２２…第１接続電極、４２３…第１引出電極、４３１…第２励振電極、４３２…第２接続電極、４３３…第２引出電極、Ｂ１…接合部材、ＢＷ１、ＢＷ２、ＢＷ３、ＢＷ４、ＢＷ７…ボンディングワイヤー、Ｓ１…第１収容空間、Ｓ２…第２収容空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】