温度補償型水晶発振器
【課題】 高温高湿の環境下でも安定して動作し、更に温度補償精度を向上させることができる温度補償型水晶発振器を提供する。
【解決手段】 第１のパッケージ内に水晶片が封入された水晶振動子２と、発振部４２と、温度センサ部４４と、温度補償部４５とを備えたＩＣチップ３５が第２のパッケージ（パッケージ３０）内に樹脂封入された樹脂封止ＩＣ３とが、第３のパッケージ（パッケージ１）の同一のキャビティ内に近接して搭載され、リッド４によって気密に封止され、ＩＣチップ３５が第２のパッケージに設けられた外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面がパッケージ１の裏面に設けられた外部端子に接続された温度補償型水晶発振器としている。
【解決手段】 第１のパッケージ内に水晶片が封入された水晶振動子２と、発振部４２と、温度センサ部４４と、温度補償部４５とを備えたＩＣチップ３５が第２のパッケージ（パッケージ３０）内に樹脂封入された樹脂封止ＩＣ３とが、第３のパッケージ（パッケージ１）の同一のキャビティ内に近接して搭載され、リッド４によって気密に封止され、ＩＣチップ３５が第２のパッケージに設けられた外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面がパッケージ１の裏面に設けられた外部端子に接続された温度補償型水晶発振器としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償型水晶発振器に係り、特に高温高湿の環境下でも安定して動作し、更に温度補償精度を向上させることができる温度補償型水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
車載用の前方障害物センサとしてミリ波レーダが普及しつつあるが、このようなミリ波レーダに搭載される温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ；Temperature Compensated Crystal Oscillator）では、高温高湿の環境に耐えられる性能が要求されている。
例えば、温度範囲−４０℃〜＋１２５℃、湿度８５％において正常な動作が要求される。
【０００３】
従来の温度補償型水晶発振器としては、Ｈ型構造のものがある。
Ｈ型構造の温度補償型水晶発振器は、セラミック基板の両面にキャビティ（凹部）を備えたパッケージにおいて一方（例えば上側）のキャビティに水晶振動子を搭載し、他方（例えば下側）のキャビティに、発振回路、温度センサ、温度補償回路等を備えたＩＣチップを搭載した構成である。
【０００４】
従来の温度補償型水晶発振器では、ＩＣチップは、スルーホールや側面電極を介して水晶振動子とを電気的に接続され、キャビティ内に充填された樹脂によって封入されている。
そして、パッケージの底面に設けられた端子を介して、外部と電気的に接続可能となっている。
【０００５】
上記従来の温度補償型水晶発振器では、水晶振動子は水晶振動子用のパッケージに気密封入されているため耐環境性に優れ、外部環境の影響を受けにくいが、ＩＣチップは、気密封入されておらず、高温高湿の環境下において、保護樹脂の誘電率変化により出力周波数が変化してしまうことがある。
【０００６】
また、従来の温度補償型水晶発振器では、ＩＣチップが樹脂で覆われているため、ＩＣチップと水晶振動子との間に温度差が生じ、温度補償精度が低くなりやすい。
【０００７】
［関連技術］
尚、温度補償型水晶発振器に関する技術としては、特開２００９−０２７４６５号公報（日本電波工業株式会社、特許文献１）、国際公開２００２／０１５４２３（株式会社日立製作所、特許文献２）がある。
特許文献１には、温度補償型水晶発振器において、パッケージ化されていないＩＣと水晶振動子とが同一のキャビティ内に収納された構成が記載されている。
また、特許文献２には、送受信モジュールにおいて、気密封止ＩＣ内のＩＣチップを気密封止ＩＣの直下の外部端子に接続することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０２７４６５号公報
【特許文献２】国際公開２００２／０１５４２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の温度補償型水晶発振器では、ＩＣチップが気密封入されていないため、高温高湿の環境下においては保護樹脂の誘電率が変化して出力周波数が変動してしまうという問題点があった。
また、ＩＣチップと水晶振動子との間に温度差が生じて温度補償精度が低下しやすいという問題点があった。
【００１０】
尚、特許文献１に記載された水晶発振器は、製造工程が複雑で品質にばらつきが生じ易く、また、特性検査や調整の際には、水晶振動子とＩＣチップとを組み込んだ状態の水晶発振器全体として検査を行わなければならず、所望の特性を精度よく実現することは困難であった。
更に、特許文献１及び２には、パッケージ内に気密封入された水晶振動子とＩＣチップ（ダイ）とを同一のキャビティ内に近接して搭載することについての記載はない。
【００１１】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、高温高湿の環境下でも出力周波数の変動を抑え、更に、温度補償精度を向上させて一層安定した出力周波数を得ることができる温度補償型水晶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】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、温度補償型水晶発振器であって、第１のパッケージに気密に封入され、入力された高周波電圧に基づいて振動する水晶片を有する水晶振動子と、外部と電気的に接続する複数の外部端子を有する第２のパッケージに、樹脂によって封入されたＩＣチップを有する樹脂封止ＩＣと、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとを格納するキャビティを有し、裏面の四隅にそれぞれ外部端子が形成された第３のパッケージとを備え、第２のパッケージの外部端子が、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとが、第３のパッケージのキャビティ内に近接して搭載されて、蓋によって気密に封止されており、ＩＣチップが、水晶振動子に高周波電圧を供給すると共に水晶振動子からの周波数信号を出力する発振部と、温度を検出する温度センサと、温度センサで検出された温度に基づいて周波数信号の温度補償を行う温度補償部と、外部と電気的に接続する外部端子とを有し、当該外部端子が、第２のパッケージのいずれかの外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面が、第３のパッケージの外部端子の１つに接続されていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第３のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、第２のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、樹脂封止ＩＣが、水晶振動子に比べて、第３のパッケージの出力端子が形成された角部に近い位置に搭載され、第２のパッケージの出力端子が、第３のパッケージの出力端子に接続されていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第２のパッケージの外部端子の１つが、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、ＩＣチップの回路面に対して反対面に接続されたダイグランド端子であり、樹脂封止ＩＣのＩＣチップの外部端子が、当該ダイグランド端子の内側の導通面に接続するダイグランド端子であり、第３のパッケージの外部端子の１つが、第２のパッケージのダイグランド端子の外側の導通面に接続するグランド端子であることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、スルーホールによって接続されていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、第３のパッケージの側面に形成された電極によって接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、温度補償型水晶発振器であって、第１のパッケージに気密に封入され、入力された高周波電圧に基づいて振動する水晶片を有する水晶振動子と、外部と電気的に接続する複数の外部端子を有する第２のパッケージに、樹脂によって封入されたＩＣチップを有する樹脂封止ＩＣと、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとを格納するキャビティを有し、裏面の四隅にそれぞれ外部端子が形成された第３のパッケージとを備え、第２のパッケージの外部端子が、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとが、第３のパッケージのキャビティ内に近接して搭載されて、蓋によって気密に封止されており、ＩＣチップが、水晶振動子に高周波電圧を供給すると共に水晶振動子からの周波数信号を出力する発振部と、温度を検出する温度センサと、温度センサで検出された温度に基づいて周波数信号の温度補償を行う温度補償部と、外部と電気的に接続する外部端子とを有し、当該外部端子が、第２のパッケージのいずれかの外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面が、第３のパッケージの外部端子の１つに接続されている温度補償型水晶発振器としているので、ＩＣチップが外部環境の影響を受けにくくなって、高温高湿の環境であっても出力周波数を安定させることができ、更に、同一キャビティ内に近接している水晶振動子の温度を正確に検出することができると共に、ＩＣチップで発生する熱を第２のパッケージの外部端子及び第３のパッケージの外部端子を介して外部に効率的に放熱でき、温度補償の精度を向上させることができる効果がある。
【００１８】
また、本発明によれば、第３のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、第２のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、樹脂封止ＩＣが、水晶振動子に比べて、第３のパッケージの出力端子が形成された角部に近い位置に搭載され、第２のパッケージの出力端子が、第３のパッケージの出力端子に接続されている上記温度補償型水晶発振器としているので、第２のパッケージの出力端子と第３のパッケージの出力端子との間の配線を短くして、水晶振動子と第３のパッケージとの間の浮遊容量を小さくすることができ、第３のパッケージの出力端子に接続される負荷の負荷容量や負荷抵抗が水晶振動子に与える影響を抑制し、負荷容量や負荷抵抗の変動に伴う出力周波数の変動を抑え、安定した出力周波数を供給することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の構成ブロック図である。
【図２】本発振器の概略説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′の断面説明図、（ｃ）は底面図である。
【図３】樹脂封止ＩＣ３の構成を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器は、水晶片（水晶ブランク）が第１のパッケージに封止された水晶振動子と、発振回路と、温度センサと、温度補償部とを備えたＩＣチップが第２のパッケージ内に樹脂で封止された樹脂封止ＩＣとが、第３のパッケージの同一のキャビティ内に近接して搭載されて気密封止され、ＩＣチップの外部接続端子が第２のパッケージの外部接続端子の導通面に密着して接続されて、更に第２のパッケージの当該外部端子が第３のパッケージの外部接続端子に接続されているものであり、樹脂封止ＩＣが気密封止されることによって、高温高圧環境下でも安定した出力周波数が得られ、ＩＣチップが発生する熱を第３のパッケージの外部端子から放熱し易くし、樹脂封止ＩＣの近傍に搭載された水晶振動子の温度を正確に測定して温度補償精度を向上させ、更に、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとを個別に特性検査することができるため、それぞれ信頼性を確保して、発振器全体の設計や開発等の製品化に要する期間を短縮することができるものである。
【００２１】
また、本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器は、樹脂封止ＩＣが第３のパッケージのキャビティ内において、出力端子に近い側に配置されているものであり、ＩＣチップの高周波出力端子から第３のパッケージの出力端子までの配線を短くすることにより、水晶振動子と第３のパッケージの出力端子との間の浮遊容量を小さくして、出力負荷の負荷容量や負荷抵抗の変動による出力周波数の変動を小さくすることができるものである。
【００２２】
［実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の回路構成：図１］
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の回路構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器（本発振器）は、温度補償型水晶発振器であり、図１に示すように、水晶振動子２と、ＩＣ部（後述する樹脂封止ＩＣ）３とを備えている。
【００２３】
水晶振動子２は、水晶片を備え、入力された高周波電圧に基づいて振動する。
ＩＣ部３は、ＩＣチップ（ＩＣダイ）に、外部制御信号が入力される入力端子（AFC端子）と、自動周波数制御部（AFC：Auto Frequency Control）４１と、発振部（OSC）４２と、出力バッファ部（OUT BUFFER）４３と、温度センサ部（TEMP SENSOR）４４と、温度補償部（FUNC）４５と、不揮発性メモリ（NVM）４６と、定電圧電源（REG）４７と、電源電圧が供給される電源端子（VDD端子）と、周波数信号が出力される出力端子（OUT端子）と、グランド端子（GND端子）とを備えている。
【００２４】
自動周波数制御部４１は、AFC端子から入力された外部制御信号に対する感度（電圧ゲイン）を調整し、発振部４２に出力する。
発振部４２は、その感度調整された電圧により変化した可変容量素子の容量と高周波電圧を水晶振動子に供給して、水晶振動子と共に発振させた信号を出力バッファ部４３に出力する。
出力バッファ部４３は、発振部４２からの発振信号をバッファリング（増幅）して出力端子（OUT端子）に出力する。
ここで、出力バッファ部４３と、水晶振動子１と発振部４２で、電圧制御水晶発振器（VCXO：Voltage Controlled Crystal Oscillator）を構成している。
【００２５】
温度センサ部４４は、水晶振動子２の周辺の温度を測定し、温度補償部４５に出力する。
不揮発性メモリ４６は、温度補償に用いられるパラメータを記憶している。
温度補償部４５は、関数を発生させる回路であり、不揮発性メモリ４６に記憶された温度補償に関するパラメータを読み取り、温度センサ部４４から入力された測定温度の値とパラメータを基に演算処理を行い、補償電圧を電圧制御水晶発振器に出力する。
【００２６】
［本発振器の構成：図２］
本発振器の構成について図２を用いて説明する。図２は、本発振器の概略説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′の断面説明図、（ｃ）は底面図である。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、本発振器は、セラミック等から成るパッケージ１に形成された凹部空間であるキャビティ１１内に、水晶振動子２と、樹脂封止ＩＣ３とが近接して搭載され、リッド（蓋）４によって気密に封止された構成である。尚、パッケージ１は、請求項に記載した第３のパッケージに相当する。
本発振器では、水晶振動子２と樹脂封止ＩＣ３とは、いずれも個別のパッケージに封入されている。
【００２７】
水晶振動子２は、水晶振動子用のパッケージの内部に水晶片（水晶ブランク）が気密封止されており、入力された高周波電圧に基づいて振動する。
水晶振動子２としては、パッケージに形成されたキャビティの内部に水晶片を格納して、当該キャビティの開口部を蓋で覆って気密封止した構成や、基板上に水晶片を搭載して、上から箱型の蓋を被せて気密封止した構成がある。
水晶振動子用のパッケージ及び蓋は、請求項に記載した第１のパッケージに相当する。
【００２８】
第１のパッケージの裏面には、樹脂封止ＩＣ３と接続するための複数の端子２１が設けられている。端子２１は、２個の水晶端子と、グランド端子である。
そして、水晶振動子の各端子２１は、パッケージ１（第３のパッケージ）のキャビティ内部の底面に形成された金属電極パターンに接続して、更に各々対応する樹脂封止ＩＣ３の端子３１又は３２に接続されている。
【００２９】
樹脂封止ＩＣ３は、ＩＣ用のパッケージ内部にＩＣダイが搭載され、樹脂（保護樹脂）で封止されたものであり、樹脂封止ＩＣ３の底面には、中央にグランド端子（ダイグランド端子）３１が設けられ、周辺部に複数の端子３２が設けられている。端子３２としては、電源電圧端子、出力端子、制御電圧端子、グランド端子がある。
そして、ダイグランド端子３１及び各端子３２は、パッケージ３０の内側と外側の両側に導通面を備えている。
ＩＣ用のパッケージは、請求項に記載した第２のパッケージに相当する。
ＩＣダイは、図１に示したＩＣ部の機能構成を備えた回路であり、底面が第２のパッケージと接続するダイグランド端子となっている。
【００３０】
樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１は、ＩＣダイの底面と導電性接着剤によって直接接続されており、各端子３２は、ワイヤボンディングによってＩＣダイの対応する端子に接続されている。樹脂封止ＩＣ３の構成については後述する。
【００３１】
樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１とＩＣダイの底面とを、面同士を直接密着させて接続することにより、ＩＣダイで発生する熱を、樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１及びパッケージ１のグランド端子１２ｂを介して効率的に外部に放熱することができ、また、ダイグランド端子３１を介してキャビティ内の熱をＩＣダイの温度センサ部４４に伝達し易くして、水晶振動子２と共に格納されている空間内部の温度を正確に検出して精度の高い温度補償を行うことができるものである。
【００３２】
また、図２（ｃ）に示すように、パッケージ１の底面部には、四隅に４つの外部端子１２が設けられている。外部端子１２としては、出力（ＯＵＴ）端子１２ａ、グランド（ＧＮＤ）端子１２ｂ、制御電圧端子（ＡＦＣ）１２ｃ、電源電圧端子（ＶＤＤ）１２ｄがある。
各外部端子１２は、スルーホール又は側面電極によって、それぞれ対応する樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１又は端子３２に接続されている。
【００３３】
そして、本発振器の特徴として、図２（ｂ）に示すように、樹脂封止ＩＣ３は、キャビティ内において、出力端子１１ａに近い側に搭載されている。つまり、樹脂封止ＩＣ３は、樹脂封止ＩＣ３と出力端子１１ａとの距離が、水晶振動子２と出力端子１１ａとの距離よりも短くなる位置に搭載されている。
【００３４】
水晶振動子２からの周波数信号は、樹脂封止ＩＣ３を介して出力端子１２ａに出力されるため、このように配置することにより、パッケージ１の出力端子１２ａと、樹脂封止ＩＣ３の出力端子３２との間の配線を短くすることができ、水晶振動子１と出力端子１２ａとの間の浮遊容量を低減して、出力端子１２ａに接続される負荷の負荷容量や負荷抵抗の変動が水晶振動子２に与える影響を小さくし、出力周波数の変動を抑えることができるものである。
【００３５】
［樹脂封止ＩＣ３の構成：図３］
次に、樹脂封止ＩＣ３の構成について図３を用いて説明する。図３は、樹脂封止ＩＣ３の構成を示す断面説明図である。
図３に示すように、樹脂封止ＩＣ３は、パッケージ３０の底面部に、ダイグランド端子３１と、複数の端子３２とを備え、ダイグランド端子３１の上に、導電性接着剤３４を介してＩＣダイ３５が搭載されている。樹脂封止ＩＣ３に搭載されているＩＣダイは、発振回路、温度センサ、温度補償回路を備えている。パッケージ３０は、請求項に記載した第２のパッケージに相当する。
【００３６】
ダイグランド端子３１は、上面及び下面の両面で電気的に導通し、上面はＩＣダイ３５の底面に密着して接続し、下面はパッケージ１に形成された金属電極パターンに接続して、更にパッケージ１の裏面に形成されたグランド端子に接続される。
【００３７】
本発振器では、ＩＣダイ３５が、樹脂封止ＩＣ３のグランド端子３１上に密着して搭載されているので、フリップチップボンディング等により接続されるのに比べて接触面積が広くなり、ＩＣダイ３５からの熱を外部に容易に逃がして、正確な温度検出及び温度補償制御を可能としている。
【００３８】
また、ＩＣダイ３５の端子は、ボンディングワイヤ３６によって樹脂封止ＩＣ３の対応する端子３２にそれぞれ接続されている。樹脂封止ＩＣ３の端子３２の下面は、ダイグランド端子３１と同様に、パッケージ１に形成された金属電極パターンに接続して、更にパッケージ１の裏面に形成された外部端子に接続されている。
そして、パッケージ３０の内部は保護樹脂３７によって満たされており、ＩＣダイ３５がパッケージ３０内に樹脂封入された構成となっている。
【００３９】
このように、本発振器では、発振回路や温度補償回路を備えたＩＣを樹脂で封止された樹脂封止ＩＣ３で構成し、更に同一のキャビティ内に樹脂封止ＩＣ３と水晶振動子２とを近接して搭載し、気密に封止することにより、外部環境の影響を受けにくくして安定した出力を得ると共に、ＩＣダイで水晶振動子２の温度をより正確に検出して、温度補償制御の精度を向上させることができるものである。
【００４０】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器によれば、第１のパッケージ内に水晶片が封入された水晶振動子２と、発振部４２と、温度センサ部４４と、温度補償部４５とを備えたＩＣダイ３５が第２のパッケージ（パッケージ３０）内に樹脂封入された樹脂封止ＩＣ３とが、第３のパッケージ（パッケージ１）の同一のキャビティ内に近接して搭載され、リッド４によって気密に封止され、ＩＣダイ３５が樹脂封止ＩＣ３の第２のパッケージの中央に設けられたダイグランド端子３１の内側の導通面に密着して接続し、更に樹脂封止ＩＣ３の第２のパッケージのダイグランド端子３１の外側の導通面がパッケージ１の裏面に設けられたグランド端子１２ｂに接続された構成としているので、ＩＣダイ３５への外部環境の影響を小さくして、高温高湿の環境下であっても出力周波数を安定させることができ、また、樹脂封止ＩＣ３の温度センサ部４４が同一キャビティ内で近接して設けられた水晶振動子２の温度を精度よく検出でき、更にダイグランド端子３１及びパッケージ１のグランド端子１２ｂを介してＩＣダイ３５で発生する熱を効率よく外部に放熱して、温度補償の精度を向上させることができる効果がある。
【００４１】
また、本発振器によれば、上記発振器において、樹脂封止ＩＣ３がパッケージ１の外部端子の内出力端子１２ａが設けられている側に搭載された構成としているので、樹脂封止ＩＣ３の出力端子とパッケージ１の出力端子１２ａとの距離を短くして、この間の配線を短くして浮遊容量を小さくすることができ、出力端子１２ａに接続される負荷の負荷容量や負荷抵抗の変動に伴う出力周波数の変動を抑え、安定した出力周波数を供給することができる効果がある。
【００４２】
更に、水晶振動子２と樹脂封止ＩＣ３とが共にパッケージ化されているので、パッケージ毎に電気的な特性を検査することができ、十分な品質水準を満たす水晶振動子２と樹脂封止ＩＣ３とを用いて本発振器を構成することができ、発振器全体の設計、開発等の製品化に要する期間を短縮することができる効果がある。
【００４３】
尚、第２のパッケージの外部端子の外側の導通面が、第３のパッケージの外部端子の１つに接続されているとしたが、ＩＣダイ３５のダイグランド端子が、第３のパッケージの実装端子と密着して接続されていれば、水晶振動子２の温度を精度よく検出でき、更にダイグランド端子３１及びパッケージ１との接続を介してＩＣダイ３５で発生する熱を外部に放熱して、温度補償精度をより向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、高温高湿の環境下でも安定して動作し、更に温度補償精度を向上させることができる温度補償型水晶発振器に適している。
【符号の説明】
【００４５】
１...パッケージ、 ２...水晶振動子、 ３...樹脂封止ＩＣ、 ４...リッド、 １１キャビティ、 １２ａ...出力端子（ＯＵＴ端子）、 １２ｂ...グランド端子（ＧＮＤ端子）、 １２ｃ...制御電圧端子（ＡＦＣ端子）、 ２１，３２...端子、 ３１...ダイグランド端子、 ３０...パッケージ、 ３４...導電性接着剤、 ３５...ＩＣダイ（ＩＣチップ）、 ３６...ボンディングワイヤ、 ３７...保護樹脂、 ４１...自動周波数制御部、 ４２...発振部、 ４３...出力バッファ部、 ４４...温度センサ部、 ４５...温度補償部、 ４６...不揮発性メモリ、 ４７...定電圧電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度補償型水晶発振器に係り、特に高温高湿の環境下でも安定して動作し、更に温度補償精度を向上させることができる温度補償型水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
車載用の前方障害物センサとしてミリ波レーダが普及しつつあるが、このようなミリ波レーダに搭載される温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ；Temperature Compensated Crystal Oscillator）では、高温高湿の環境に耐えられる性能が要求されている。
例えば、温度範囲−４０℃〜＋１２５℃、湿度８５％において正常な動作が要求される。
【０００３】
従来の温度補償型水晶発振器としては、Ｈ型構造のものがある。
Ｈ型構造の温度補償型水晶発振器は、セラミック基板の両面にキャビティ（凹部）を備えたパッケージにおいて一方（例えば上側）のキャビティに水晶振動子を搭載し、他方（例えば下側）のキャビティに、発振回路、温度センサ、温度補償回路等を備えたＩＣチップを搭載した構成である。
【０００４】
従来の温度補償型水晶発振器では、ＩＣチップは、スルーホールや側面電極を介して水晶振動子とを電気的に接続され、キャビティ内に充填された樹脂によって封入されている。
そして、パッケージの底面に設けられた端子を介して、外部と電気的に接続可能となっている。
【０００５】
上記従来の温度補償型水晶発振器では、水晶振動子は水晶振動子用のパッケージに気密封入されているため耐環境性に優れ、外部環境の影響を受けにくいが、ＩＣチップは、気密封入されておらず、高温高湿の環境下において、保護樹脂の誘電率変化により出力周波数が変化してしまうことがある。
【０００６】
また、従来の温度補償型水晶発振器では、ＩＣチップが樹脂で覆われているため、ＩＣチップと水晶振動子との間に温度差が生じ、温度補償精度が低くなりやすい。
【０００７】
［関連技術］
尚、温度補償型水晶発振器に関する技術としては、特開２００９−０２７４６５号公報（日本電波工業株式会社、特許文献１）、国際公開２００２／０１５４２３（株式会社日立製作所、特許文献２）がある。
特許文献１には、温度補償型水晶発振器において、パッケージ化されていないＩＣと水晶振動子とが同一のキャビティ内に収納された構成が記載されている。
また、特許文献２には、送受信モジュールにおいて、気密封止ＩＣ内のＩＣチップを気密封止ＩＣの直下の外部端子に接続することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０２７４６５号公報
【特許文献２】国際公開２００２／０１５４２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の温度補償型水晶発振器では、ＩＣチップが気密封入されていないため、高温高湿の環境下においては保護樹脂の誘電率が変化して出力周波数が変動してしまうという問題点があった。
また、ＩＣチップと水晶振動子との間に温度差が生じて温度補償精度が低下しやすいという問題点があった。
【００１０】
尚、特許文献１に記載された水晶発振器は、製造工程が複雑で品質にばらつきが生じ易く、また、特性検査や調整の際には、水晶振動子とＩＣチップとを組み込んだ状態の水晶発振器全体として検査を行わなければならず、所望の特性を精度よく実現することは困難であった。
更に、特許文献１及び２には、パッケージ内に気密封入された水晶振動子とＩＣチップ（ダイ）とを同一のキャビティ内に近接して搭載することについての記載はない。
【００１１】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、高温高湿の環境下でも出力周波数の変動を抑え、更に、温度補償精度を向上させて一層安定した出力周波数を得ることができる温度補償型水晶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】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、温度補償型水晶発振器であって、第１のパッケージに気密に封入され、入力された高周波電圧に基づいて振動する水晶片を有する水晶振動子と、外部と電気的に接続する複数の外部端子を有する第２のパッケージに、樹脂によって封入されたＩＣチップを有する樹脂封止ＩＣと、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとを格納するキャビティを有し、裏面の四隅にそれぞれ外部端子が形成された第３のパッケージとを備え、第２のパッケージの外部端子が、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとが、第３のパッケージのキャビティ内に近接して搭載されて、蓋によって気密に封止されており、ＩＣチップが、水晶振動子に高周波電圧を供給すると共に水晶振動子からの周波数信号を出力する発振部と、温度を検出する温度センサと、温度センサで検出された温度に基づいて周波数信号の温度補償を行う温度補償部と、外部と電気的に接続する外部端子とを有し、当該外部端子が、第２のパッケージのいずれかの外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面が、第３のパッケージの外部端子の１つに接続されていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第３のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、第２のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、樹脂封止ＩＣが、水晶振動子に比べて、第３のパッケージの出力端子が形成された角部に近い位置に搭載され、第２のパッケージの出力端子が、第３のパッケージの出力端子に接続されていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第２のパッケージの外部端子の１つが、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、ＩＣチップの回路面に対して反対面に接続されたダイグランド端子であり、樹脂封止ＩＣのＩＣチップの外部端子が、当該ダイグランド端子の内側の導通面に接続するダイグランド端子であり、第３のパッケージの外部端子の１つが、第２のパッケージのダイグランド端子の外側の導通面に接続するグランド端子であることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、スルーホールによって接続されていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、上記温度補償型水晶発振器において、第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、第３のパッケージの側面に形成された電極によって接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、温度補償型水晶発振器であって、第１のパッケージに気密に封入され、入力された高周波電圧に基づいて振動する水晶片を有する水晶振動子と、外部と電気的に接続する複数の外部端子を有する第２のパッケージに、樹脂によって封入されたＩＣチップを有する樹脂封止ＩＣと、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとを格納するキャビティを有し、裏面の四隅にそれぞれ外部端子が形成された第３のパッケージとを備え、第２のパッケージの外部端子が、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとが、第３のパッケージのキャビティ内に近接して搭載されて、蓋によって気密に封止されており、ＩＣチップが、水晶振動子に高周波電圧を供給すると共に水晶振動子からの周波数信号を出力する発振部と、温度を検出する温度センサと、温度センサで検出された温度に基づいて周波数信号の温度補償を行う温度補償部と、外部と電気的に接続する外部端子とを有し、当該外部端子が、第２のパッケージのいずれかの外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面が、第３のパッケージの外部端子の１つに接続されている温度補償型水晶発振器としているので、ＩＣチップが外部環境の影響を受けにくくなって、高温高湿の環境であっても出力周波数を安定させることができ、更に、同一キャビティ内に近接している水晶振動子の温度を正確に検出することができると共に、ＩＣチップで発生する熱を第２のパッケージの外部端子及び第３のパッケージの外部端子を介して外部に効率的に放熱でき、温度補償の精度を向上させることができる効果がある。
【００１８】
また、本発明によれば、第３のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、第２のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、樹脂封止ＩＣが、水晶振動子に比べて、第３のパッケージの出力端子が形成された角部に近い位置に搭載され、第２のパッケージの出力端子が、第３のパッケージの出力端子に接続されている上記温度補償型水晶発振器としているので、第２のパッケージの出力端子と第３のパッケージの出力端子との間の配線を短くして、水晶振動子と第３のパッケージとの間の浮遊容量を小さくすることができ、第３のパッケージの出力端子に接続される負荷の負荷容量や負荷抵抗が水晶振動子に与える影響を抑制し、負荷容量や負荷抵抗の変動に伴う出力周波数の変動を抑え、安定した出力周波数を供給することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の構成ブロック図である。
【図２】本発振器の概略説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′の断面説明図、（ｃ）は底面図である。
【図３】樹脂封止ＩＣ３の構成を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器は、水晶片（水晶ブランク）が第１のパッケージに封止された水晶振動子と、発振回路と、温度センサと、温度補償部とを備えたＩＣチップが第２のパッケージ内に樹脂で封止された樹脂封止ＩＣとが、第３のパッケージの同一のキャビティ内に近接して搭載されて気密封止され、ＩＣチップの外部接続端子が第２のパッケージの外部接続端子の導通面に密着して接続されて、更に第２のパッケージの当該外部端子が第３のパッケージの外部接続端子に接続されているものであり、樹脂封止ＩＣが気密封止されることによって、高温高圧環境下でも安定した出力周波数が得られ、ＩＣチップが発生する熱を第３のパッケージの外部端子から放熱し易くし、樹脂封止ＩＣの近傍に搭載された水晶振動子の温度を正確に測定して温度補償精度を向上させ、更に、水晶振動子と樹脂封止ＩＣとを個別に特性検査することができるため、それぞれ信頼性を確保して、発振器全体の設計や開発等の製品化に要する期間を短縮することができるものである。
【００２１】
また、本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器は、樹脂封止ＩＣが第３のパッケージのキャビティ内において、出力端子に近い側に配置されているものであり、ＩＣチップの高周波出力端子から第３のパッケージの出力端子までの配線を短くすることにより、水晶振動子と第３のパッケージの出力端子との間の浮遊容量を小さくして、出力負荷の負荷容量や負荷抵抗の変動による出力周波数の変動を小さくすることができるものである。
【００２２】
［実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の回路構成：図１］
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の回路構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器の構成ブロック図である。
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器（本発振器）は、温度補償型水晶発振器であり、図１に示すように、水晶振動子２と、ＩＣ部（後述する樹脂封止ＩＣ）３とを備えている。
【００２３】
水晶振動子２は、水晶片を備え、入力された高周波電圧に基づいて振動する。
ＩＣ部３は、ＩＣチップ（ＩＣダイ）に、外部制御信号が入力される入力端子（AFC端子）と、自動周波数制御部（AFC：Auto Frequency Control）４１と、発振部（OSC）４２と、出力バッファ部（OUT BUFFER）４３と、温度センサ部（TEMP SENSOR）４４と、温度補償部（FUNC）４５と、不揮発性メモリ（NVM）４６と、定電圧電源（REG）４７と、電源電圧が供給される電源端子（VDD端子）と、周波数信号が出力される出力端子（OUT端子）と、グランド端子（GND端子）とを備えている。
【００２４】
自動周波数制御部４１は、AFC端子から入力された外部制御信号に対する感度（電圧ゲイン）を調整し、発振部４２に出力する。
発振部４２は、その感度調整された電圧により変化した可変容量素子の容量と高周波電圧を水晶振動子に供給して、水晶振動子と共に発振させた信号を出力バッファ部４３に出力する。
出力バッファ部４３は、発振部４２からの発振信号をバッファリング（増幅）して出力端子（OUT端子）に出力する。
ここで、出力バッファ部４３と、水晶振動子１と発振部４２で、電圧制御水晶発振器（VCXO：Voltage Controlled Crystal Oscillator）を構成している。
【００２５】
温度センサ部４４は、水晶振動子２の周辺の温度を測定し、温度補償部４５に出力する。
不揮発性メモリ４６は、温度補償に用いられるパラメータを記憶している。
温度補償部４５は、関数を発生させる回路であり、不揮発性メモリ４６に記憶された温度補償に関するパラメータを読み取り、温度センサ部４４から入力された測定温度の値とパラメータを基に演算処理を行い、補償電圧を電圧制御水晶発振器に出力する。
【００２６】
［本発振器の構成：図２］
本発振器の構成について図２を用いて説明する。図２は、本発振器の概略説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′の断面説明図、（ｃ）は底面図である。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、本発振器は、セラミック等から成るパッケージ１に形成された凹部空間であるキャビティ１１内に、水晶振動子２と、樹脂封止ＩＣ３とが近接して搭載され、リッド（蓋）４によって気密に封止された構成である。尚、パッケージ１は、請求項に記載した第３のパッケージに相当する。
本発振器では、水晶振動子２と樹脂封止ＩＣ３とは、いずれも個別のパッケージに封入されている。
【００２７】
水晶振動子２は、水晶振動子用のパッケージの内部に水晶片（水晶ブランク）が気密封止されており、入力された高周波電圧に基づいて振動する。
水晶振動子２としては、パッケージに形成されたキャビティの内部に水晶片を格納して、当該キャビティの開口部を蓋で覆って気密封止した構成や、基板上に水晶片を搭載して、上から箱型の蓋を被せて気密封止した構成がある。
水晶振動子用のパッケージ及び蓋は、請求項に記載した第１のパッケージに相当する。
【００２８】
第１のパッケージの裏面には、樹脂封止ＩＣ３と接続するための複数の端子２１が設けられている。端子２１は、２個の水晶端子と、グランド端子である。
そして、水晶振動子の各端子２１は、パッケージ１（第３のパッケージ）のキャビティ内部の底面に形成された金属電極パターンに接続して、更に各々対応する樹脂封止ＩＣ３の端子３１又は３２に接続されている。
【００２９】
樹脂封止ＩＣ３は、ＩＣ用のパッケージ内部にＩＣダイが搭載され、樹脂（保護樹脂）で封止されたものであり、樹脂封止ＩＣ３の底面には、中央にグランド端子（ダイグランド端子）３１が設けられ、周辺部に複数の端子３２が設けられている。端子３２としては、電源電圧端子、出力端子、制御電圧端子、グランド端子がある。
そして、ダイグランド端子３１及び各端子３２は、パッケージ３０の内側と外側の両側に導通面を備えている。
ＩＣ用のパッケージは、請求項に記載した第２のパッケージに相当する。
ＩＣダイは、図１に示したＩＣ部の機能構成を備えた回路であり、底面が第２のパッケージと接続するダイグランド端子となっている。
【００３０】
樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１は、ＩＣダイの底面と導電性接着剤によって直接接続されており、各端子３２は、ワイヤボンディングによってＩＣダイの対応する端子に接続されている。樹脂封止ＩＣ３の構成については後述する。
【００３１】
樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１とＩＣダイの底面とを、面同士を直接密着させて接続することにより、ＩＣダイで発生する熱を、樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１及びパッケージ１のグランド端子１２ｂを介して効率的に外部に放熱することができ、また、ダイグランド端子３１を介してキャビティ内の熱をＩＣダイの温度センサ部４４に伝達し易くして、水晶振動子２と共に格納されている空間内部の温度を正確に検出して精度の高い温度補償を行うことができるものである。
【００３２】
また、図２（ｃ）に示すように、パッケージ１の底面部には、四隅に４つの外部端子１２が設けられている。外部端子１２としては、出力（ＯＵＴ）端子１２ａ、グランド（ＧＮＤ）端子１２ｂ、制御電圧端子（ＡＦＣ）１２ｃ、電源電圧端子（ＶＤＤ）１２ｄがある。
各外部端子１２は、スルーホール又は側面電極によって、それぞれ対応する樹脂封止ＩＣ３のダイグランド端子３１又は端子３２に接続されている。
【００３３】
そして、本発振器の特徴として、図２（ｂ）に示すように、樹脂封止ＩＣ３は、キャビティ内において、出力端子１１ａに近い側に搭載されている。つまり、樹脂封止ＩＣ３は、樹脂封止ＩＣ３と出力端子１１ａとの距離が、水晶振動子２と出力端子１１ａとの距離よりも短くなる位置に搭載されている。
【００３４】
水晶振動子２からの周波数信号は、樹脂封止ＩＣ３を介して出力端子１２ａに出力されるため、このように配置することにより、パッケージ１の出力端子１２ａと、樹脂封止ＩＣ３の出力端子３２との間の配線を短くすることができ、水晶振動子１と出力端子１２ａとの間の浮遊容量を低減して、出力端子１２ａに接続される負荷の負荷容量や負荷抵抗の変動が水晶振動子２に与える影響を小さくし、出力周波数の変動を抑えることができるものである。
【００３５】
［樹脂封止ＩＣ３の構成：図３］
次に、樹脂封止ＩＣ３の構成について図３を用いて説明する。図３は、樹脂封止ＩＣ３の構成を示す断面説明図である。
図３に示すように、樹脂封止ＩＣ３は、パッケージ３０の底面部に、ダイグランド端子３１と、複数の端子３２とを備え、ダイグランド端子３１の上に、導電性接着剤３４を介してＩＣダイ３５が搭載されている。樹脂封止ＩＣ３に搭載されているＩＣダイは、発振回路、温度センサ、温度補償回路を備えている。パッケージ３０は、請求項に記載した第２のパッケージに相当する。
【００３６】
ダイグランド端子３１は、上面及び下面の両面で電気的に導通し、上面はＩＣダイ３５の底面に密着して接続し、下面はパッケージ１に形成された金属電極パターンに接続して、更にパッケージ１の裏面に形成されたグランド端子に接続される。
【００３７】
本発振器では、ＩＣダイ３５が、樹脂封止ＩＣ３のグランド端子３１上に密着して搭載されているので、フリップチップボンディング等により接続されるのに比べて接触面積が広くなり、ＩＣダイ３５からの熱を外部に容易に逃がして、正確な温度検出及び温度補償制御を可能としている。
【００３８】
また、ＩＣダイ３５の端子は、ボンディングワイヤ３６によって樹脂封止ＩＣ３の対応する端子３２にそれぞれ接続されている。樹脂封止ＩＣ３の端子３２の下面は、ダイグランド端子３１と同様に、パッケージ１に形成された金属電極パターンに接続して、更にパッケージ１の裏面に形成された外部端子に接続されている。
そして、パッケージ３０の内部は保護樹脂３７によって満たされており、ＩＣダイ３５がパッケージ３０内に樹脂封入された構成となっている。
【００３９】
このように、本発振器では、発振回路や温度補償回路を備えたＩＣを樹脂で封止された樹脂封止ＩＣ３で構成し、更に同一のキャビティ内に樹脂封止ＩＣ３と水晶振動子２とを近接して搭載し、気密に封止することにより、外部環境の影響を受けにくくして安定した出力を得ると共に、ＩＣダイで水晶振動子２の温度をより正確に検出して、温度補償制御の精度を向上させることができるものである。
【００４０】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る温度補償型水晶発振器によれば、第１のパッケージ内に水晶片が封入された水晶振動子２と、発振部４２と、温度センサ部４４と、温度補償部４５とを備えたＩＣダイ３５が第２のパッケージ（パッケージ３０）内に樹脂封入された樹脂封止ＩＣ３とが、第３のパッケージ（パッケージ１）の同一のキャビティ内に近接して搭載され、リッド４によって気密に封止され、ＩＣダイ３５が樹脂封止ＩＣ３の第２のパッケージの中央に設けられたダイグランド端子３１の内側の導通面に密着して接続し、更に樹脂封止ＩＣ３の第２のパッケージのダイグランド端子３１の外側の導通面がパッケージ１の裏面に設けられたグランド端子１２ｂに接続された構成としているので、ＩＣダイ３５への外部環境の影響を小さくして、高温高湿の環境下であっても出力周波数を安定させることができ、また、樹脂封止ＩＣ３の温度センサ部４４が同一キャビティ内で近接して設けられた水晶振動子２の温度を精度よく検出でき、更にダイグランド端子３１及びパッケージ１のグランド端子１２ｂを介してＩＣダイ３５で発生する熱を効率よく外部に放熱して、温度補償の精度を向上させることができる効果がある。
【００４１】
また、本発振器によれば、上記発振器において、樹脂封止ＩＣ３がパッケージ１の外部端子の内出力端子１２ａが設けられている側に搭載された構成としているので、樹脂封止ＩＣ３の出力端子とパッケージ１の出力端子１２ａとの距離を短くして、この間の配線を短くして浮遊容量を小さくすることができ、出力端子１２ａに接続される負荷の負荷容量や負荷抵抗の変動に伴う出力周波数の変動を抑え、安定した出力周波数を供給することができる効果がある。
【００４２】
更に、水晶振動子２と樹脂封止ＩＣ３とが共にパッケージ化されているので、パッケージ毎に電気的な特性を検査することができ、十分な品質水準を満たす水晶振動子２と樹脂封止ＩＣ３とを用いて本発振器を構成することができ、発振器全体の設計、開発等の製品化に要する期間を短縮することができる効果がある。
【００４３】
尚、第２のパッケージの外部端子の外側の導通面が、第３のパッケージの外部端子の１つに接続されているとしたが、ＩＣダイ３５のダイグランド端子が、第３のパッケージの実装端子と密着して接続されていれば、水晶振動子２の温度を精度よく検出でき、更にダイグランド端子３１及びパッケージ１との接続を介してＩＣダイ３５で発生する熱を外部に放熱して、温度補償精度をより向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、高温高湿の環境下でも安定して動作し、更に温度補償精度を向上させることができる温度補償型水晶発振器に適している。
【符号の説明】
【００４５】
１...パッケージ、 ２...水晶振動子、 ３...樹脂封止ＩＣ、 ４...リッド、 １１キャビティ、 １２ａ...出力端子（ＯＵＴ端子）、 １２ｂ...グランド端子（ＧＮＤ端子）、 １２ｃ...制御電圧端子（ＡＦＣ端子）、 ２１，３２...端子、 ３１...ダイグランド端子、 ３０...パッケージ、 ３４...導電性接着剤、 ３５...ＩＣダイ（ＩＣチップ）、 ３６...ボンディングワイヤ、 ３７...保護樹脂、 ４１...自動周波数制御部、 ４２...発振部、 ４３...出力バッファ部、 ４４...温度センサ部、 ４５...温度補償部、 ４６...不揮発性メモリ、 ４７...定電圧電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度補償型水晶発振器であって、
第１のパッケージに気密に封入され、入力された高周波電圧に基づいて振動する水晶片を有する水晶振動子と、
外部と電気的に接続する複数の外部端子を有する第２のパッケージに、樹脂によって封入されたＩＣチップを有する樹脂封止ＩＣと、
前記水晶振動子と前記樹脂封止ＩＣとを格納するキャビティを有し、裏面の四隅にそれぞれ外部端子が形成された第３のパッケージとを備え、
前記第２のパッケージの外部端子が、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、
前記水晶振動子と前記樹脂封止ＩＣとが、前記第３のパッケージのキャビティ内に近接して搭載されて、蓋によって気密に封止されており、
前記ＩＣチップが、前記水晶振動子に高周波電圧を供給すると共に前記水晶振動子からの周波数信号を出力する発振部と、温度を検出する温度センサと、前記温度センサで検出された温度に基づいて前記周波数信号の温度補償を行う温度補償部と、外部と電気的に接続する外部端子とを有し、当該外部端子が、前記第２のパッケージのいずれかの外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に前記第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面が、前記第３のパッケージの前記外部端子の１つに接続されていることを特徴とする温度補償型水晶発振器。
【請求項２】
第３のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、
第２のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、
樹脂封止ＩＣが、水晶振動子に比べて、前記第３のパッケージの出力端子が形成された角部に近い位置に搭載され、
前記第２のパッケージの出力端子が、前記第３のパッケージの出力端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の温度補償型水晶発振器。
【請求項３】
第２のパッケージの外部端子の１つが、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、ＩＣチップの回路面に対して反対面に接続されたダイグランド端子であり、
樹脂封止ＩＣのＩＣチップの外部端子が、当該ダイグランド端子の内側の導通面に接続するダイグランド端子であり、
第３のパッケージの外部端子の１つが、前記第２のパッケージのダイグランド端子の外側の導通面に接続するグランド端子であることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償型水晶発振器。
【請求項４】
第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、スルーホールによって接続されていることを特徴とする請求項３記載の温度補償型水晶発振器。
【請求項５】
第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、前記第３のパッケージの側面に形成された電極によって接続されていることを特徴とする請求項３記載の温度補償型水晶発振器。
【請求項１】
温度補償型水晶発振器であって、
第１のパッケージに気密に封入され、入力された高周波電圧に基づいて振動する水晶片を有する水晶振動子と、
外部と電気的に接続する複数の外部端子を有する第２のパッケージに、樹脂によって封入されたＩＣチップを有する樹脂封止ＩＣと、
前記水晶振動子と前記樹脂封止ＩＣとを格納するキャビティを有し、裏面の四隅にそれぞれ外部端子が形成された第３のパッケージとを備え、
前記第２のパッケージの外部端子が、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、
前記水晶振動子と前記樹脂封止ＩＣとが、前記第３のパッケージのキャビティ内に近接して搭載されて、蓋によって気密に封止されており、
前記ＩＣチップが、前記水晶振動子に高周波電圧を供給すると共に前記水晶振動子からの周波数信号を出力する発振部と、温度を検出する温度センサと、前記温度センサで検出された温度に基づいて前記周波数信号の温度補償を行う温度補償部と、外部と電気的に接続する外部端子とを有し、当該外部端子が、前記第２のパッケージのいずれかの外部端子の内側の導通面に密着して接続され、更に前記第２のパッケージの当該外部端子の外側の導通面が、前記第３のパッケージの前記外部端子の１つに接続されていることを特徴とする温度補償型水晶発振器。
【請求項２】
第３のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、
第２のパッケージの外部端子の１つが出力端子であり、
樹脂封止ＩＣが、水晶振動子に比べて、前記第３のパッケージの出力端子が形成された角部に近い位置に搭載され、
前記第２のパッケージの出力端子が、前記第３のパッケージの出力端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の温度補償型水晶発振器。
【請求項３】
第２のパッケージの外部端子の１つが、当該パッケージの内側と外側に導通面を備え、ＩＣチップの回路面に対して反対面に接続されたダイグランド端子であり、
樹脂封止ＩＣのＩＣチップの外部端子が、当該ダイグランド端子の内側の導通面に接続するダイグランド端子であり、
第３のパッケージの外部端子の１つが、前記第２のパッケージのダイグランド端子の外側の導通面に接続するグランド端子であることを特徴とする請求項１又は２記載の温度補償型水晶発振器。
【請求項４】
第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、スルーホールによって接続されていることを特徴とする請求項３記載の温度補償型水晶発振器。
【請求項５】
第２のパッケージのダイグランド端子と、第３のパッケージのグランド端子とが、前記第３のパッケージの側面に形成された電極によって接続されていることを特徴とする請求項３記載の温度補償型水晶発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６２７０１（Ｐ２０１３−６２７０１Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００２００（Ｐ２０１１−２００２００）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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