CN102570974A - 温度控制型晶体振子以及晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度控制型晶体振子以及晶体振荡器，输出频率稳定，对于坠落等的冲击显得坚固，可实现小型化以及使量产性提高。对于温度控制型晶体振子而言，晶体坯料(10)包括：作为振动片的内部区域(1)、将内部区域(1)的周围予以包围的外周部(2)、以及将内部区域(1)与外周部(2)予以连接的连接部(3)，在内部区域(1)的两个面上形成有电极(5)，加热器(6)与温度传感器(7)是形成为将内部区域(1)的一个面上所形成的电极(5)的周围予以包围，电极(5)、加热器(6)、以及温度传感器(7)分别借由引线而连接于外周部(2)的端子，使温度传感器(7)与晶体的接触面积扩大。

Description

温度控制型晶体振子以及晶体振荡器

技术领域

本发明涉及一种温度控制型晶体振子，本发明特别涉及如下的温度控制型晶体振子以及晶体振荡器，该温度控制型晶体振子以及晶体振荡器的输出频率稳定，坠落时显得坚固，可实现小型化，且量产性优异。

背景技术

[以往技术的说明：图8]

使用图8来对以往的温度控制型晶体振子的构成进行说明。图8是表示以往的温度控制型晶体振子的概略构成的平面图(非专利文献1)。再者，图8中，以平面图来表示非专利文献1中的剖面图所揭示的构成。

如图8所示，以往的温度控制型晶体振子包括：晶体电极(激振电极)51a及晶体电极(激振电极)51b，形成于应力补偿(Stress Compensation，SC)切割(cut)的晶体坯料(blank)50的两个面，该SC切割的晶体坯料(blank)50形成为圆板状；加热器(heater)52a及加热器52b，沿着晶体坯料50的外周而各半周地形成于两个面，且对晶体坯料50进行加热；以及温度传感器(sensor)53，对晶体坯料50的温度进行检测。

设置于晶体坯料50的表面的晶体电极51a连接于图8的上方向上所设置的电极，设置于背面的晶体电极51b连接于下方向上所设置的电极，加热器52a及加热器52b连接于图8的左右方向上所设置的电极。

温度传感器53包含热电偶，且在晶体坯料50的一个面(此处为表面)上，以一个点与加热器52a附近的晶体基板表面发生接触，从而对温度进行检测。

此外，为了防止由导热引起的散热，将所述构成封入至真空封装(package)(TO-8封装)而形成温度控制型晶体振子。

而且，在使用所述温度控制型晶体振子的晶体振荡器中，温度控制电路基于温度传感器53所检测出的温度，对施加于加热器52a、52b的电流或电压进行控制。

在使用有SC切割的晶体坯料的情况下，以成为约85℃的温度的方式进行控制。

[关联技术]

再者，作为与晶体振子相关的技术，已有“Long term stability(aging)of evacuated hybrid OCXO”，Igor Abramzon et al，2001 IEEE InternationalFrequency Control Symposium and PDA Exhibition  (非专利文献1)。

非专利文献1中，关于恒温晶体振动器(Oven Controlled CrystalOscillator，OCXO)，已揭示有由温度或老化(aging)引起的频率变动的影响。

再者，作为与温度控制型晶体振子相关的技术，已有日本专利实开平6-85523号公报(专利文献1)、日本专利特开平11-41032号公报(专利文献2)。

专利文献1中揭示了如下的元件：在表面弹性波元件(surface acousticwave)中，在与压电性基板的梳型电极相同的面上，将温度传感器与加热器配置于电极的两侧。

专利文献2中揭示有如下的构成，该构成是指在晶体振子的外壳(case)的外侧，设置有包括温度传感器与加热器的筒状的盖体(cap)。

此外，作为关联的技术，已有日本专利特开平9-153761号公报(专利文献3)、日本专利特开2004-343681号公报(专利文献4)、以及日本专利特开2005-124129号公报(专利文献5)。

专利文献3中揭示了在表面安装型晶体振子中，将凹部空间设置于封装的底部背面，将温度补偿用电子零件配置于凹部空间。

专利文献4中揭示了在温度补偿型晶体振子中，将温度补偿集成电路(Integration Circuit，IC)安装于与振子接合的面的相反侧的凹部。

专利文献5中揭示了在使用恒温槽的晶体振荡器中，将发热用的芯片(chip)电阻、振荡用元件、以及温度依赖性大的温度控制元件配置于基板的同一个面，且利用导热性的物质来直接进行接合。

[专利文献1]日本专利实开平6-85523号公报

[专利文献2]日本专利特开平11-41032号公报

[专利文献3]日本专利特开平9-153761号公报

[专利文献4]日本专利特开2004-343681号公报

[专利文献5]日本专利特开2005-124129号公报

[非专利文献1]“真空混合OCXO的长期稳定性(老化)”，伊格尔阿布拉姆森等人，2001年IEEE国际频率控制研讨会及PDA展览会(“Longterm stability(aging)of evacuated hybrid OCXO”，Igor Abramzon et al，2001 IEEE International Frequency Control Symposium and PDA Exhibition)

然而，对于以往的温度控制型晶体振子而言，由于以一个点来使热电偶与晶体坯料发生接触，因此，存在如下的问题点，即，无法正确地对温度进行检测，输出频率不稳定，另外存在如下的问题点，即，有可能会因坠落等的冲击而导致热电偶与晶体分离，对于振动或冲击显得脆弱。

而且，以往的温度控制型晶体振子是采用个别地真空密封于封装的构成，存在难以实现小型化以及量产的问题点。

发明内容

本发明是鉴于所述实际情况而成的发明，本发明的目的在于提供如下的温度控制型晶体振子以及晶体振荡器，该温度控制型晶体振子以及晶体振荡器的输出频率稳定，对于坠落等的冲击显得坚固，且可实现小型化以及使量产性提高。

用以解决所述以往例的问题点的本发明是一种温度控制型晶体振子，该温度控制型晶体振子包括：在两个面上设置有电极的晶体板、对晶体板进行加热的加热器、以及对晶体板的温度进行检测的传感器，且所述温度控制型晶体振子包括晶体坯料，晶体坯料具有：晶体板、外周部，形成为将晶体板的周围予以包围；以及连接部，将晶体板与外周部予以连接，晶体坯料中加热器及传感器形成为将晶体板的一个面上所形成的一个电极的周围予以包围，电极、加热器、及传感器分别借由引线而连接于外周部的端子，存在如下的效果，即，可使传感器与晶体板的接触面积扩大，可更正确地对晶体板的温度进行检测而使输出频率稳定，并且可使对于振动或冲击的耐受性提高而形成坚固的构造。

另外，对于本发明而言，在所述温度控制型晶体振子中，引线形成在连接部上，存在如下的效果，即，可利用与加热器或温度传感器相同的步骤来形成引线的图案(pattern)，从而可使制造步骤变得简单。

另外，对于本发明而言，在所述温度控制型晶体振子中，引线为打线接合(wire bonding)，存在如下的效果，即，无需用以在细的连接部上形成多个引线的精度高的微细加工，即便制造设备简单，也可容易地制造所述温度控制型晶体振子。

另外，对于本发明而言，在所述温度控制型晶体振子中，加热器以及传感器由电阻体形成，该电阻体是在不足晶体的α-β转变温度的温度下形成，存在可维持晶体的特性的效果。

另外，对于本发明而言，所述温度控制型晶体振子是设为单侧固定型的温度控制型晶体振子，该单侧固定型的温度控制型晶体振子在晶体板的一条边上设置有连接部。

另外，对于本发明而言，在所述温度控制型晶体振子中，连接部设置于同一条边上的两个部位。

另外，对于本发明而言，所述温度控制型晶体振子是设为双边固定型的温度控制型晶体振子，该双边固定型的温度控制型晶体振子在晶体板的相向的两条边上设置有连接部。

另外，对于本发明而言，在夹持于包括凹部的两块硅(silicon)板之间，且容纳于两块硅板的凹部的状态下，所述温度控制型晶体振子被真空接合，在晶体晶圆(wafer)上形成温度控制型晶体振子，在硅晶圆上形成硅板，将三块晶圆予以接合之后，切断为各个温度控制型晶体振子，藉此，存在使量产性提高的效果。

另外，对于本发明而言，在所述温度控制型晶体振子中，硅板具有如下的电阻率，该电阻率可获得对电磁场进行遮蔽的屏蔽(shield)效果，从而存在如下的效果，即，可不易受到外部的电磁波的影响。

另外，本发明是一种晶体振荡器，该晶体振荡器包括：所述的温度控制型晶体振子、振荡电路、以及温度控制电路，所述晶体振荡器是将振荡电路的输入侧所设置的变容二极管(variable capacitance diode)，设置于温度控制型晶体振子的晶体板，从而存在如下的效果，即，可使变容二极管的温度变动与晶体的温度变动相同，对晶体进行精度高的温度控制，使输出频率稳定。

另外，对于本发明而言，在所述晶体振荡器中，将变容二极管设置于晶体板的形成有加热器的面。

另外，本发明的特征在于：在所述晶体振荡器中，将变容二极管设置于与晶体板的形成有加热器的面不同的面。

另外，对于本发明而言，在所述晶体振荡器中，将芯片电阻连接于温度控制电路，该芯片电阻对流向加热器的电流进行调整，选择适当的电阻值的芯片电阻来进行连接，借此，存在如下的效果，即，可将加热器温度设为搭载的晶体振子的频率-温度特性的拐点(inflection point)附近的温度，可根据晶体振子的个体差异，调整为使由温度引起的频率变动尽可能减小的加热器温度，从而可获得更稳定的输出频率。

另外，对于本发明而言，在所述晶体振荡器中，振荡电路与温度控制电路包含集成电路构成，集成电路中包括：电阻，根据设定的电阻值，对流向加热器的电流进行调整；以及非挥发性存储器(memory)，存储着多个电阻值，将从非挥发性存储器中所存储的多个电阻值中选择的电阻值设定为电阻的电阻值，从而存在如下的效果，即，可设定适当的电阻值而将加热器温度设为搭载的晶体振子的频率-温度特性的拐点附近的温度，可根据晶体振子的个体差异，调整为使由温度引起的频率变动尽可能减小的加热器温度，可获得更稳定的输出频率，并且与对芯片电阻进行外装的情况相比较，可使安装作业及调整作业变得简单。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的温度控制型晶体振子的概略说明图。

图2是表示第一晶体振子的晶体坯料的构成的模式说明图。

图3是表示第二晶体振子的晶体坯料的构成的说明图。

图4是表示双边固定型的第一晶体振子的晶体坯料的构成例的说明图。

图5是表示本发明的第三实施方式的温度控制型晶体振子的晶体坯料的构成的说明图。

图6是本振荡器的电路构成图。

图7是表示本振荡器中的晶体振子的晶体坯料的构成的说明图。

图8是表示以往的温度控制型晶体振子的概略构成的平面图。

[符号的说明]

1：内部区域

2：外周部

3、3a、3b：连接部

4：分离部

5、51：晶体电极

5a：晶体电极

6：温度传感器

7、52、52a、52b：加热器

9、13：打线接合

10、50：晶体坯料

11：晶体振子

12：变容二极管

20、30：板

31：电极

41：电阻

42：振荡电路(VCXO CORE)

43：输出缓冲器(输出Buf)

44：定电压电源(VREG)

45：温度控制电路(温度调节器(Thermal Regulator))

46：芯片电阻

51a、51b：晶体电极(激振电极)

53：温度传感器(热电偶)

AFC：输入端子

LSI：大规模集成电路

OUT：输出端子

具体实施方式

一面参照附图，一面对本发明的实施方式进行说明。

[实施方式的概要]

本发明的实施方式的温度控制型晶体振子包括：在两个面上形成有电极的晶体板、形成于晶体板的周围的外周部、以及将晶体板与外周部予以连接的连接部，以将形成于晶体板的一个面的电极的周围予以包围的方式，形成加热器与温度传感器，电极、加热器、温度传感器分别借由引线而连接于外周部的端子，温度传感器并非以点而是以更大的面积来与晶体板发生接触，借此，可更正确地对晶体板的温度进行检测而使输出频率稳定，并且可使对于振动或冲击的耐受性提高。

另外，本发明的实施方式的温度控制型晶体振子是借由硅板来从上下包夹所述构成的晶体坯料而进行真空密封，然后个别地进行切断，因此，可容易地实现小型化，且量产性优异。

另外，本发明的实施方式的晶体振荡器包括：所述构成的温度控制型晶体振子与振荡电路，在晶体板的形成有加热器的面上设置有变容二极管，将成为振荡电路中的温度变化的主要原因的变容二极管固定在晶体坯料上，借此，可在包含变容二极管的状态下进行温度检测。

而且，本发明的实施方式的晶体振荡器采用如下的构成，即，将具有适当的电阻值的芯片电阻连接于温度控制电路，以将加热器温度控制为晶体振子的频率-温度特性的拐点附近的温度，从而可将晶体振子的个体差异予以吸收而获得稳定的输出。

[本发明的第一实施方式：图1]

使用图1来对本发明的第一实施方式的温度控制型晶体振子的概略构成进行说明。图1是本发明的第一实施方式的温度控制型晶体振子的概略说明图。

如图1所示，本发明的第一实施方式的温度控制型晶体振子(第一晶体振子)是由板20与板30从上下包夹形成有振动片的晶体坯料10而进行接合，接着进行真空密封而成的构成。

晶体坯料10是AT切割或SC切割的晶体片，如下所述，该晶体坯料10包括：相当于外框部分的外周部、与相当于振动片的内部区域。在外周部与内部区域之间，形成有使两者分离的空间(间隙)，借由细颈状的连接部来将外周部与内部区域予以连接。再者，内部区域相当于权利要求所述的晶体板。

而且，在内部区域中，在两个面上设置有晶体电极5，在一个面(图1中为下表面)上，以将晶体电极5的周围予以包围的方式，形成有温度传感器6与加热器7，所述温度传感器6对内部区域的温度进行检测，所述加热器7对内部区域进行加热。晶体坯料10的具体构成在下文中叙述。温度传感器6相当于权利要求所述的传感器。

板20及板30是由将磷或硼予以注入而已使电阻率下降的硅等形成，且分别形成有容纳着晶体坯料10的凹部。

另外，在板30的下表面设置有多个电极31，所述多个电极31连接于晶体坯料10的晶体电极5、温度传感器6、以及加热器7。所述多个电极31中的一个电极是使板20为接地准位(ground level)而成为GND电极。再者，在晶体坯料10中，形成有用以使板20的电平成为接地准位的通孔(via hole)，该通孔连接于板30的GND电极。例如，利用低电阻的硅来形成板20，利用高电阻的硅来形成板30。

如此，利用具有适当的电阻率的硅来形成板20及板30，借此，可获得屏蔽效果，从而不易受到外部的电磁波的影响。

再者，也可利用玻璃(glass)来形成板20及板30，但此时无法获得屏蔽效果。

另外，在后述的第二实施方式以及第三实施方式中，同样也采用将板20、晶体坯料10、以及板30这三个层予以接合的构成。

[第一晶体振子的构成：图2]

接着，使用图2来对第一晶体振子的构成进行说明。图2是表示第一晶体振子的晶体坯料的构成的模式说明图。

如图2所示，第一晶体振子在晶体坯料10中，包括内部区域1与外周部2，在内部区域1与外周部2之间，形成有作为分离部4的间隙。另外，借由连接部3来将内部区域1与外周部2予以连接。

再者，内部区域1与外周部2的厚度相同。

如此，借由细的连接部3来将内部区域1与外周部2之间予以连接，借此，可防止热从被加热器7加热的内部区域1逃逸至外周部2。

另外，第一晶体振子为单侧固定型晶体振子，该单侧固定型晶体振子借由连接部3来保持着作为振动部分的内部区域1的一条边。

而且，在内部区域1中，在两个面上形成有晶体电极5作为激振电极，在内部区域1的任一个面上，在晶体电极5的周围形成有带状(或线状)的温度传感器6，而且在该温度传感器6的外侧形成有带状(或线状)的加热器7。

再者，此处，温度传感器6形成于内侧，加热器7形成于外侧，但相反地，也可使加热器7处于内侧，使温度传感器6处于外侧。

另外，也可将温度传感器6与加热器7形成于不同的面。

温度传感器6是由如下的电阻体形成，该电阻体在施加定电压时，使电流根据温度而发生变动，电流值被用于温度检测。

加热器7是由氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)等的电阻体形成，该加热器7能够将晶体坯料10加热至所需的温度(85℃附近)为止。

另外，以不足晶体α-β转变温度(573℃)的温度，借由溅镀(sputtering)来形成温度传感器6以及加热器7。

如此，第一晶体振子成为如下的构成，即，并非使温度传感器6与作为振动片的晶体坯料10的内部区域1发生点接触，而是将所述温度传感器6呈带状地配置在内部区域1的晶体电极5的周围，使接触面积扩大，借此，可使温度检测的精度提高，并且即便有坠落等的冲击，所述温度传感器6也可与晶体板保持接触，耐冲击性强。

而且，晶体电极5、温度传感器6、以及加热器7的引线均形成于连接部3，且分别连接于设置于外周部2的端子。背面的晶体电极5的引线设置于连接部3的背面。

在第一晶体振子中，晶体电极5、温度传感器6、以及加热器7均可借由溅镀及蚀刻(etching)，分别以与晶体电极5、温度传感器6、以及加热器7相同的步骤而形成在晶体晶圆上，从而可使制造步骤变得简单。

另外，在硅晶圆上分别形成板20以及板30，在板20、晶体坯料10、以及板30的晶圆步骤完成之后，在真空中，对3块晶圆进行层叠，将3块晶圆予以接合，接着对各晶体坯料10进行真空密封。晶体坯料10的外周部2以边缘部分与板20及板30接合，内部区域1容纳于凹部，该凹部形成于板20及板30。

然后进行切断，获得各个温度控制型晶体振子。由于以晶圆的状态来进行接合之后进行切断，因此，与将各个晶体片逐个地封入至封装的情况相比较，量产性优异。

[第二晶体振子的构成：图3]

接着，对本发明的第二实施方式的温度控制型晶体振子进行说明。

虽然对于所述第一晶体振子而言，所谓将晶体电极5、温度传感器6、以及加热器7的引线全部并排地形成在细的连接部3上，且在晶体坯料10上形成引线的图案的制造步骤简易，但不仅要使线宽以及间隔变窄，还需要精度高的微细加工技术。

即便无高度的微细加工技术，也可制造本发明的第二实施方式的温度控制型晶体振子(第二晶体振子)。

图3是表示第二晶体振子的晶体坯料的构成的说明图。

如图3所示，对于第二晶体振子而言，晶体坯料10中的内部区域1的构成与第一晶体振子大致相同，在两个面上形成有晶体电极5，在一个面的晶体电极5的周围形成有温度传感器6与加热器7。

而且，在第二晶体振子中，借由打线接合9来形成晶体电极5、温度传感器6、以及加热器7的引线，该打线接合9越过分离部4而连接于外周部所设置的端子。

借此，在第二晶体振子中，可不在细的连接部3上形成多根引线，即使简单的制造设备，也能够容易地制造所述第二晶体振子。

[双边固定型的例子：图4]

接着，使用图4来对双边固定型的例子进行说明。图4是表示双边固定型的第一晶体振子的晶体坯料的构成例的说明图。

如图4所示，双边固定型的第一晶体振子在晶体坯料10中，设置有将内部区域1与外周部2予以连接的两个连接部3a及连接部3b。

连接部3a及连接部3b形成为保持着内部区域1的相向的两条边。

而且，在连接部3a的表面形成有晶体电极5a、温度传感器6、以及加热器7的引线，在连接部3b的背面形成有设置于背面的晶体电极5b的引线。

再者，此处，将晶体坯料10的表面的引线全部从连接部3a侧取出，但也可将一部分或全部的所述引线从连接部3b取出。例如，若将温度传感器6的引线从连接部3b侧取出，则可使形成于连接部3a的晶体电极5a及加热器7的引线的间隔扩大，制造步骤中的加工变得容易。

[第三晶体振子的构成：图5]

接着，使用图5来对本发明的第三实施方式的温度控制型晶体振子进行说明。图5是表示本发明的第三实施方式的温度控制型晶体振子的晶体坯料的构成的说明图。

如图5所示，对于本发明的第三实施方式的温度控制型晶体振子(第三晶体振子)而言，在晶体坯料10中，将内部区域1与外周部2予以连接的两个连接部3a及连接部3b设置在内部区域1的同一条边上。

内部区域1的构成与第一晶体振子大致相同，在内部区域1的两个面上设置有晶体电极5，在一个面上，以将晶体电极5的三个面予以包围的方式而形成有温度传感器6与加热器7。

而且，温度传感器6与加热器7的引线形成于连接部3a及连接部3b，且连接于外周部2的端子。

另外，晶体电极5的引线形成为通过连接部3a或连接部3b。

借此，可使各个形成于连接部3的引线的数量减少，从而可使制造步骤中的加工变得容易。

[实施方式的温度控制型晶体振子的效果]

根据本发明的实施方式的温度控制型晶体振子，在晶体坯料10的内部区域1的两个面上设置有晶体电极5，且以将一个面的晶体电极5的周围予以包围的方式而形成温度传感器6与加热器7，因此，存在如下的效果，即，可使温度传感器6与晶体坯料10的接触面积扩大，可进行正确的温度检测而使输出频率稳定，并且可使对于冲击的耐受性提高。

另外，根据本实施方式的晶体振子，采用如下的构成，即，在内部区域1与该内部区域1的周围的外周部2之间，设置有使两者分离的空间即分离部4，借由细颈状的连接部3来将内部区域1与外周部2予以连接，因此，存在如下的效果，即，能够尽可能地防止内部区域1的热逃逸至外部，从而可防止温度变动，使输出稳定。

另外，根据本实施方式的晶体振子，利用硅晶圆上所形成的硅的板20及板30来包夹晶体晶圆上所形成的晶体坯料10，将三个层予以接合，然后进行切断，从而形成本实施方式的晶体振子，因此，存在可使量产性提高的效果。

另外，根据本实施方式的第二晶体振子，采用如下的构成，即，借由打线接合来形成晶体电极5、温度传感器6、以及加热器7的引线，且所述引线连接于外周部2的端子，因此，存在如下的效果，即，可不使用高度的微细加工技术而形成本实施方式的第二晶体振子，即便装置简单，也能够制造本实施方式的第二晶体振子。

另外，根据本实施方式的第三晶体振子，以将内部区域1的同一条边与外周部2予以连接的方式，设置两个连接部3a及连接部3b，因此，存在如下的效果，即，可将引线分开地形成于两个连接部，从而易于形成配线图案。

[本实施方式的晶体振荡器：图6]

接着，对本发明的实施方式的晶体振荡器进行说明。

本发明的实施方式的晶体振荡器(本振荡器)是包括所述本实施方式的温度控制型晶体振子的振荡器。

图6是本振荡器的电路构成图。

如图6所示，对于本振荡器而言，在来自外部的控制电压的输入端子(AFC)与输出端子(OUT)之间，电阻41、振荡电路(VCXO CORE)42、以及输出缓冲器(buffer)(输出Buf)43串联地连接，在电阻41与输出缓冲器43之间，温度控制型晶体振子11并联地连接于振荡电路42。

而且，变容二极管12的一端连接于电阻41与振荡电路42之间，变容二极管12的另一端接地。

此外，本振荡器包括：对温度控制型晶体振子的温度进行控制的温度控制电路(温度调节器(Thermal Regulator))45、与供给定电压的定电压电源(VREG)44。

在来自温度传感器6的检测温度被输入之后，温度控制电路45基于该检测温度来对流向加热器7的电流进行控制。此时，温度控制电路45是以晶体振子的频率-温度特性的拐点附近的温度作为目标温度来对加热器7进行控制。在SC切割的晶体坯料的情况下，所述目标温度处于85℃附近。

晶体振子11的构成与所述第一晶体振子～第三晶体振子中的任一个晶体振子的构成相同，该晶体振子11包括：内部区域1、温度传感器6、以及加热器7。

所述构成部分中，电阻41、振荡电路42、定电压电源44、以及温度控制电路45集成地形成于大规模集成电路(Large Scale Integration，LSI)。另外，如图1所示，晶体振子11形成在晶体坯料10上，且被真空密封。

而且，本振荡器的特征在于采用如下的构成，即，变容二极管12也设置在晶体坯料10上，且被真空密封。

由于变容二极管12的温度特性差，因此，将所述变容二极管12设置在晶体坯料10上，借此来使所述变容二极管12与晶体坯料10形成热耦合，从而可使变容二极管12的温度变化与晶体相同，温度传感器6以包含变容二极管12的状态来进行温度检测，因此，可使输出稳定。

而且，在本振荡器中，在LSI的外部设置有芯片电阻46，该芯片电阻46连接于温度控制电路45。

温度控制电路45为了尽可能使温度变动的影响减小，对加热器进行控制，以将晶体坯料的温度设为频率-温度特性的拐点附近的温度，在SC切割的晶体的情况下，温度约为85℃。

然而，根据各个晶体振子的不同，晶体振子的频率-温度特性存在偏差，拐点温度也会发生变动。拐点温度的偏差主要是由晶体的制造偏差引起。

因此，对于本振荡器而言，为了将各个晶体振子的偏差予以吸收，配合各晶体振子的拐点温度来改变芯片电阻46的电阻值，以使加热器温度达到所述晶体振子的拐点温度的方式进行控制。

具体而言，预先准备电阻值不同的多种芯片电阻46，根据已安装的晶体振子的频率-温度特性，将最适合的电阻值的芯片电阻46连接于温度控制电路45。

借此，即便晶体振子的特性存在偏差，也可使晶体振子在如下的拐点温度下工作，从而获得稳定的输出，所述拐点温度是温度所引起的频率变动变小的拐点温度。

另外，作为其他构成，也可代替设置芯片电阻，将如下的电阻与非挥发性存储器装入至LSI中，所述电阻可对电阻值进行设定，所述非挥发性存储器存储着所述电阻的多个电阻值，借由外部的通信线从非挥发性存储器中选择且设定所需的电阻值，根据晶体振子的个体差异来对加热器温度进行调整。

[本振荡器中的晶体振子的构成：图7]

接着，使用图7来对本振荡器中的晶体振子的晶体坯料的构成进行说明。图7是表示本振荡器中的晶体振子的构成的说明图。

如图7所示，本振荡器中的晶体振子的基本构成与图2所示的第一晶体振子相同，在晶体坯料10的内部区域1的两个面上设置有晶体电极5，在一个面上，在晶体电极5的周围形成有温度传感器6与加热器7。

而且，本振荡器中的晶体振子在内部区域1的设置有温度传感器6及加热器7的面上搭载有变容二极管12，该变容二极管12利用打线接合13而连接于引线。变容二极管12的引线与其他引线同样地是从连接部3连接于外周部2的端子。而且，所述端子与LSI的端子被连接。

若将变容二极管12设为表面安装型的构成，则可代替打线接合而仅利用配线图案来搭载所述变容二极管12。

如此，将变容二极管12设置在晶体坯料上且进行真空密封，借此，可抑制由温度变动引起的输出频率变动，从而可使输出更稳定。

另外，也可将变容二极管12设置于与内部区域1的温度传感器6及加热器7相反的面。将所述变容二极管12设置于相反的面，借此，变容二极管12的引线形成于连接部3的背面，因此，易于形成配线图案。

[实施方式的晶体振荡器的效果]

根据本发明的实施方式的晶体振荡器，采用如下的构成，该构成包括：晶体振子11、与包含振荡电路42的LSI，将连接于振荡电路42的变容二极管12搭载在晶体振子11的晶体坯料10上，且进行真空密封，因此，存在如下的效果，即，变容二极管12的温度变动与晶体同样地可利用温度传感器6来对温度进行检测，从而可进行精度高的温度控制而使输出频率稳定。

另外，根据本实施方式的晶体振荡器，以达到搭载的晶体振子的频率-温度特性的拐点附近的温度的方式，将具有适当的电阻值的芯片电阻46连接且设置于温度控制电路45，因此，存在如下的效果，即，可根据各个晶体振子的特性来对加热器温度进行调制，以使所述晶体振子的输出频率的变动变小，从而可使输出稳定。

另外，根据本实施方式的晶体振荡器，代替芯片电阻46而将电阻装入至LSI，借由来自外部的操作，从存储有多个电阻值的非挥发性存储器中选择所需的电阻值，而设定于该电阻，因此，存在如下的效果，即，无需芯片电阻46的安装作业，可使制造步骤变得简单。

本发明适合于如下的温度控制型晶体振子以及晶体振荡器，该温度控制型晶体振子以及晶体振荡器的输出频率稳定，坠落时显得坚固，可实现小型化，且量产性优异。

Claims (14)

1.一种温度控制型晶体振子，包括：在两个面上设置有电极的晶体板、对所述晶体板进行加热的加热器、以及对所述晶体板的温度进行检测的传感器，所述温度控制型晶体振子包括晶体坯料，所述晶体坯料具有：

所述晶体板；

外周部，形成为将所述晶体板的周围予以包围；以及

连接部，将所述晶体板与所述外周部予以连接，

所述晶体坯料中，所述加热器及所述传感器形成为将所述晶体板的一个面或另一个面上所形成的所述电极的周围予以包围，

所述电极、所述加热器、及所述传感器分别借由引线而连接于所述外周部的端子。

2.根据权利要求1所述的温度控制型晶体振子，其中

所述引线形成在所述连接部上。

3.根据权利要求1所述的温度控制型晶体振子，其中

所述引线为打线接合。

4.根据权利要求1所述的温度控制型晶体振子，其中

所述加热器以及所述传感器由电阻体形成，所述电阻体是在不足晶体的α-β转变温度的温度下形成。

5.根据权利要求1所述的温度控制型晶体振子，其中

所述连接部设置于所述晶体板的一条边，所述温度控制型晶体振子为单侧固定型的温度控制型晶体振子。

6.根据权利要求5所述的温度控制型晶体振子，其中

所述连接部设置于同一条边上的两个部位。

7.根据权利要求1所述的温度控制型晶体振子，其中

所述连接部设置于所述晶体板的相向的两条边，所述温度控制型晶体振子为双边固定型的温度控制型晶体振子。

8.根据权利要求1所述的温度控制型晶体振子，其中

在夹持于包括凹部的两块硅板之间，且容纳于所述两块硅板的凹部的状态下，所述温度控制型晶体振子被真空接合。

9.根据权利要求8所述的温度控制型晶体振子，其中

所述硅板具有电阻率，该电阻率可获得对电磁场进行遮蔽的屏蔽效果。

10.一种晶体振荡器，包括：根据权利要求1至9中任一项所述的温度控制型晶体振子、振荡电路、以及温度控制电路，

所述晶体振荡器将所述振荡电路的输入侧所设置的变容二极管，设置于所述温度控制型晶体振子的晶体板。

11.根据权利要求10所述的晶体振荡器，其中

将所述变容二极管设置于所述晶体板的形成有所述加热器的面。

12.根据权利要求10所述的晶体振荡器，其中

将所述变容二极管设置于与所述晶体板的形成有所述加热器的面不同的面。

13.根据权利要求10所述的晶体振荡器，其中

将芯片电阻连接于所述温度控制电路，所述芯片电阻对流向所述加热器的电流进行调整。

14.根据权利要求10所述的晶体振荡器，其中

所述振荡电路与所述温度控制电路包含集成电路，

所述集成电路中包括：电阻，根据设定的电阻值，对流向所述加热器的电流进行调整；以及非挥发性存储器，存储着多个电阻值，

将从所述非挥发性存储器中所存储的多个电阻值中选择的电阻值，设定于所述电阻。

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