CN108631731B - 振荡器、电子设备以及移动体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供振荡器、电子设备以及移动体,具有较高的频率稳定性。一种振荡器,该振荡器包含:振动元件;振荡用电路,其使所述振动元件振荡并输出振荡信号;温度传感器,其对温度进行检测;温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号对所述振动元件的频率温度特性进行补偿;第一容器,其内部为第一环境,收纳所述振动元件;以及第二容器,其内部为第二环境,收纳所述第一容器、所述振荡用电路、所述温度传感器以及所述温度补偿电路,所述第一环境的热传导率比所述第二环境的热传导率高。
Description
技术领域
本发明涉及振荡器、电子设备以及移动体。
背景技术
温度补偿型石英振荡器(TCXO:Temperature Compensated Crystal Oscillator)具有石英振子以及用于使该石英振子振荡的集成电路(IC:Integrated Circuit),该IC通过在规定的温度范围内对石英振子的振荡频率相对于期望的频率(标称频率)的偏差(频率偏差)进行温度补偿来得到高频率精度。例如在专利文献1中公开了这样的温度补偿型石英振荡器(TCXO)。在专利文献1所公开的TCXO中,集成电路构成为包含根据温度传感器的输出信号对振动元件的频率温度特性进行补偿的温度补偿电路。
温度补偿型石英振荡器由于频率稳定度高,因此被用于期望高性能、高可靠性的通信设备等。
专利文献1:日本特开2016-187152号公报
上述那样的振荡器在实用时要设想置于各种温度环境下的情况,即使在置于严酷的温度环境下也要求较高的频率稳定性。
例如,在因风扇等的动作而使振荡器受风的情况下,容易在集成电路与石英振子之间产生温度差。若在集成电路(温度传感器)与石英振子之间产生温度差,则有时在温度补偿电路的温度补偿中产生误差而无法发挥期望的性能。
发明内容
本发明的几个方式的目的之一在于提供能够具有较高的频率稳定性的振荡器。另外,本发明的几个方式的目的之一在于提供包含上述振荡器的电子设备以及移动体。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的,能够作为以下的方式或者应用例而实现。
【应用例1】
本应用例的振荡器包含:振动元件;振荡用电路,其使所述振动元件振荡并输出振荡信号;温度传感器,其对温度进行检测;温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号对所述振动元件的频率温度特性进行补偿;第一容器,其内部为第一环境,收纳所述振动元件;以及第二容器,其内部为第二环境,收纳所述第一容器、所述振荡用电路、所述温度传感器以及所述温度补偿电路,所述第一环境的热传导率比所述第二环境的热传导率高。
也可以由振动元件和振荡用电路构成例如皮尔斯振荡电路、逆变式振荡电路、考毕兹振荡电路、哈特路振荡电路等各种振荡电路。
在本应用例的振荡器中,由于第一环境的热传导率比第二环境的热传导率高,因此在温度传感器与振动元件之间容易传递热,在第二容器外部与收纳在第二容器中的温度传感器和振动元件之间难以传递热。因此,能够减小温度传感器与振动元件的温度差。因此,在本应用例的振荡器中,与第二环境的热传导率为第一环境的热传导率以上的情况相比,温度补偿电路的温度补偿的误差变小,从而能够具有较高的频率稳定性。
【应用例2】
在上述应用例的振荡器中,所述第一环境的压力可以比所述第二环境的压力高。
在本应用例的振荡器中,由于第一环境的压力比第二环境的压力高,因此在温度传感器与振动元件之间容易传递热,在第二容器外部与收纳在第二容器中的温度传感器和振动元件之间难以传递热。因此,在本应用例的振荡器中,能够进一步减小温度传感器与振动元件的温度差,从而能够具有更高的频率稳定性。
【应用例3】
本应用例的振荡器包含:振动元件;振荡用电路,其使所述振动元件振荡并输出振荡信号;温度传感器,其对温度进行检测;温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号对所述振动元件的频率温度特性进行补偿;第一容器,其内部为第一环境,收纳所述振动元件;以及第二容器,其内部为第二环境,收纳所述第一容器、所述振荡用电路、所述温度传感器以及所述温度补偿电路,所述第一环境的压力比所述第二环境的压力高。
在本应用例的振荡器中,由于第一环境的压力比第二环境的压力高,因此在温度传感器与振动元件之间容易传递热,在第二容器外部与收纳在第二容器中的温度传感器和振动元件之间难以传递热。因此,能够减小温度传感器与振动元件的温度差。因此,在本应用例的振荡器中,与第二环境的压力为第一环境的压力以上的情况相比,温度补偿电路的温度补偿的误差变小,从而能够具有较高的频率稳定性。
【应用例4】
在上述应用例的振荡器中,可以是,所述第一容器包含第一基座,该第一基座包含第一面以及与所述第一面相反的一侧的第二面,所述振动元件配置在所述第一面上,所述温度传感器配置在所述第二面上。
在本应用例的振荡器中,由于振动元件配置在第一基座的第一面上,温度传感器配置在第一基座的第二面上,因此能够减小温度传感器与振动元件的温度差。
【应用例5】
在上述应用例的振荡器中,可以是,所述振荡器包含端子,该端子配置在所述第二面上并且与所述振动元件电连接,所述振荡用电路配置在所述第二面上。
在本应用例的振荡器中,能够缩短振荡用电路与振动元件之间的配线长度,从而能够降低噪声的影响。
【应用例6】
在上述应用例的振荡器中,可以是,所述第一容器包含第一盖,该第一盖相对于所述振动元件配置在与所述第一面相反的一侧,所述第二容器包含第二基座,所述第一盖和所述第二基座接合。
在本应用例的振荡器中,由于能够通过第一盖和第二基座接合而将温度传感器配置在第一基座的第二面上,因此能够减小温度传感器与振动元件的温度差。
【应用例7】
在上述应用例的振荡器中,所述第一盖与所述第二基座可以借助于绝缘性粘接剂接合。
绝缘性粘接剂与导电性粘接剂相比难以传递热。因此,在本应用例的振荡器中,能够降低第二容器外部的温度变动给收纳在第二容器中的温度传感器和振动元件带来的影响。其结果是,能够减小温度传感器与振动元件的温度差。
【应用例8】
在上述应用例的振荡器中,所述第一环境可以含有氦气。
氦气的热传导率较高。因此,在本应用例的振荡器中,在温度传感器与振动元件之间容易传递热,从而能够减小温度传感器与振动元件的温度差。并且,由于氦气是惰性的,因此能够安全地制造振荡器。
【应用例9】
在上述应用例的振荡器中,所述第二环境可以为真空。
在本应用例的振荡器中,由于在第二容器的外部与收纳在第二容器中的温度传感器和振动元件之间难以传递热,因此能够减小温度传感器与振动元件的温度差。
【应用例10】
在上述应用例的振荡器中,所述第二环境的压力可以为1×10-3Pa以上且10Pa以下。
在本应用例的振荡器中,由于在第二容器的外部与收纳在第二容器中的温度传感器和振动元件之间难以传递热,因此能够减小温度传感器与振动元件的温度差。
【应用例11】
本应用例的电子设备具有上述任意的振荡器。
根据本应用例,能够实现具备具有较高频率稳定性的振荡器的电子设备。
【应用例12】
本应用例的移动体具有上述任意的振荡器。
根据本应用例,能够实现具备具有较高频率稳定性的振荡器的移动体。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式的振荡器的立体图。
图2是示意性地示出实施方式的振荡器的剖视图。
图3是示意性地示出实施方式的振荡器的俯视图。
图4是示意性地示出实施方式的振荡器的仰视图。
图5是示意性地示出实施方式的振荡器的封装的基座的俯视图。
图6是实施方式的振荡器的功能框图。
图7是示出实施方式的振荡器的制造方法的步骤的一例的流程图。
图8是示意性地示出第一变形例的振荡器的构造的一例的剖视图。
图9是示意性地示出第二变形例的振荡器的构造的一例的剖视图。
图10是示意性地示出第三变形例的振荡器的构造的一例的俯视图。
图11是示意性地示出第三变形例的振荡器的封装的基座的俯视图。
图12是示出传热分析的结果的曲线图。
图13是示出实施方式的电子设备的结构的一例的功能框图。
图14是示出实施方式的电子设备的外观的一例的图。
图15是示出实施方式的移动体的一例的图。
标号说明
2:集成电路;3:振动元件;3a:激励电极;3b:激励电极;4:封装;4a:基座;4b:盖;4c:空间;5a:外部端子;5b:外部端子;6:外部端子;7:接合线;8:封装;8a:基座;8b:盖;8c:空间;9a:粘接部件;9b:粘接部件;10:振荡用电路;11a:电极焊盘;11b:电极焊盘;12:连接部件;13a:电极焊盘;13b:电极焊盘;14a:引出配线;14b:引出配线;15a:第一面;15b:第二面;20:输出电路;30:频率调整电路;32:AFC电路;40:温度补偿电路;41-1:1次电压产生电路;41-n:n次电压产生电路;42:加法电路;50:温度传感器;60:调节器电路;70:存储部;72:非易失性存储器;74:寄存器;80:串行接口电路;100:振荡器;200:振荡器;300:振荡器;400:振荡器;1000:电子设备;1010:振荡器;1013:振动元件;1020:CPU;1030:操作部;1040:ROM;1050:RAM;1060:通信部;1070:显示部;1100:移动体;1110:振荡器;1120:控制器;1130:控制器;1140:控制器;1150:电池;1160:备用电池。
具体实施方式
下面,使用附图对本发明的优选实施方式进行详细地说明。另外,以下说明的实施方式并非不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容。另外,以下说明的结构并非全部是本发明的必要构成要件。
1.振荡器
1.1.振荡器的结构
图1~图4是示意性地示出本实施方式的振荡器100的构造的一例的图。图1是振荡器100的立体图。图2是图1的II-II线剖视图。图3是振荡器100的俯视图。
图4是振荡器100的仰视图。但是,在图3中,为了方便,省略了盖8b的图示。
如图1~图4所示,振荡器100构成为包含作为电子部件的集成电路(IC:Integrated Circuit)2、振动元件3、封装(第一容器)4以及封装(第二容器)8。
集成电路2收纳于封装8。如后所述,集成电路2构成为包含振荡用电路10、温度补偿电路40以及温度传感器50(参照图6参照)。
作为振动元件3,例如,能够使用石英振动元件、SAW(Surface Acoustic Wave:表面声波)谐振元件、其他压电振动元件、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微电子机械系统)振动元件等。作为振动元件3的基板材料,可使用石英、钽酸锂、铌酸锂等压电单晶体、锆钛酸铅等压电陶瓷等压电材料、或硅半导体材料等。作为振动元件3的激励手段,可以使用基于压电效应的手段、也可以使用基于库仑力的静电驱动。
振动元件3在其表面侧和背面侧(处于正反面的关系的两个面)分别具有金属的激励电极3a和激励电极3b,以与包含激励电极3a和激励电极3b的振动元件3的质量对应的期望的频率(振荡器100所要求的频率)进行振荡。
封装4包含基座(封装基座)4a和将基座4a密封的盖(lid)4b(第一盖)。封装4收纳振动元件3。具体而言,在基座4a设置有凹部,通过由盖4b覆盖凹部而形成空间4c。在空间4c中收纳振动元件3。振动元件3配置在基座4a的第一面15a上。
基座4a的材质并未特别限定,能够使用氧化铝等各种陶瓷。盖4b的材质并未特别限定,例如是镍、钴、铁合金(例如可伐合金)等金属。另外,盖4b可以是用这些金属对板状部件进行涂层而得的部件。
可以在基座4a与盖4b之间存在密封用的金属体。该金属体可以是例如接缝密封用的由钴合金构成的所谓的接缝环、或在构成基座4a的陶瓷材料上直接配置金属膜的结构。
图5是示意性地示出封装4的基座4a的俯视图。
如图5所示,在基座4a的第一面(基座4a的凹部的底面、位于基座4a的靠封装4的内侧的面)15a上设置有电极焊盘11a、11b、电极焊盘13a、13b以及引出配线14a、14b。另外,基座4a具有配置有电极焊盘11a、11b的板状的基座主体、以及包围第一面15a的框体。
电极焊盘11a、11b分别与振动元件3的两个激励电极3a、3b电连接。电极焊盘11a、11b和振动元件3(激励电极3a、3b)通过导电性粘接剂等连接部件12(参照图2)接合(粘接)。
电极焊盘13a、13b分别与封装4的两个外部端子5a、5b(参照图3)电连接。
引出配线14a将电极焊盘11a和电极焊盘13a电连接。引出配线14b将电极焊盘11b和电极焊盘13b电连接。
如图5所示,在俯视观察时(从基座4a的第一面15a的垂线方向观察),在绘制穿过基座4a(第一面15a)的中心而将基座4a二等分的假想直线L时,电极焊盘13a和电极焊盘13b相对于假想直线L位于设置有电极焊盘11a和电极焊盘11b的一侧。由此,能够减小引出配线14a的长度与引出配线14b的长度之差。在图示的例子中,引出配线14a的长度与引出配线14b的长度相等。
如图2所示,封装4与封装8接合(粘接)。具体而言,封装4的盖4b与封装8的基座8a接合。即,盖4b位于基座8a的凹部的底面侧,基座4a位于盖8b侧。因此,在图2所示的例子中,将封装8的盖8b侧作为上侧,将基座8a侧作为下侧,盖4b位于下侧,基座4a位于上侧。盖4b相对于振动元件3配置在基座4a的与第一面15a相反的一侧。
盖4b和基座8a通过粘接部件9a而接合(粘接)。粘接部件9a例如是绝缘性粘接剂。作为绝缘性粘接剂,例如可举出未混合金属填料等导电性物质的环氧类、硅类、丙烯酸类等树脂类的粘接剂。
另外,盖4b的与粘接部件9a接触的面的至少一部分可以为粗糙的状态(粗糙面)。在这种情况下,与粘接部件9a的接合状态良好,提高了耐冲击性。粗糙面例如是具有基于激光加工形成的凹凸的状态,例如比未进行这样的加工的收纳空间(空间4c)侧的面粗糙。另外,也可以使盖4b翘曲成向振动元件3侧凸出。由此,能够增大盖4b与基座8a之间的间隙,从而能够降低盖4b与基座8a之间的热交换能力。
在本实施方式中,如上所述,由于封装4的盖4b与封装8的基座8a接合,因此振动元件3像图2所示那样位于盖4b与盖8b之间。在俯视观察时(从上表面观察振荡器100,从基座8a的底面的垂线方向观察),振动元件3位于盖4b和盖8b重叠的区域。
在基座4a的第二面15b(与第一面15a相反的一侧的面)上设置有与振动元件3电连接的外部端子5a和外部端子5b。如图3所示,外部端子5a和外部端子5b在第二面15b上相对于集成电路2位于一侧。换言之,在俯视观察时,外部端子5a和外部端子5b位于集成电路2的一边与第二面15b的一边之间。因此,例如,与在第二面15b上外部端子5a位于集成电路2的一侧且外部端子5b位于集成回路2的另一侧的情况(例如参照图10)相比,能够实现封装4的小型化。
封装4的两个外部端子5a、5b分别与集成电路2的两个端子(后述的图6的XO端子和XI端子)电连接。在图示的例子中,两个外部端子5a、5b和集成电路2的两个端子分别通过接合线7来连接。
集成电路2与封装4的基座4a接合。具体而言,集成电路2与基座4a的第二面15b接合。集成电路2构成为包含后述的温度传感器50和振荡用电路10,在集成电路2配置在基座4a的第二面15b上的情况下,可以说温度传感器50和振荡用电路10也配置在第二面15b上。
集成电路2和基座4a通过粘接部件9b而接合(粘接)。粘接部件9b例如是导电性粘接剂。作为导电性粘接剂,例如可举出混合了金属填料等导电性物质的环氧类、硅类、丙烯酸类等树脂类的粘接剂。
如图3所示,在俯视观察时,集成电路2与封装4(振动元件3)重叠。另外,在基座4a的第一面15a上配置有振动元件3,在基座4a的第二面15b上配置有集成电路2。因此,在集成电路2中产生的热在短时间内传导到振动元件3,从而能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
另外,集成电路2的与粘接部件9b接触的面的至少一部分可以为粗糙的状态(粗糙面)。由此,与粘接部件9b的接合状态良好,提高了耐冲击性、热交换性。另外,作为粗糙面,例如是通过磨削加工而形成的具有条纹状等的凹凸的状态。另外,基座4a的第二面15b也可以被翘曲成相对于集成电路2为凹状态。如果基于这样的翘曲形成的凹处位于与集成电路2重叠的位置,则容易将粘接部件9b贮存于凹处。由此,由于在集成电路2与基座4a之间配置足够量的粘接部件9b,因此两者间的粘接良好,集成电路2与基座4a、即集成电路2与振动元件3之间的热交换性良好。
封装8包含基座(封装基座)8a(第二基座)和将基座8a密封的盖(lid)8b(第二盖)。封装8将收纳有振动元件3的封装4和集成电路2收纳在同一空间内。即,封装8对封装4、振荡用电路10、温度补偿电路40、以及温度传感器50(参照图6)进行收纳。具体而言,在基座8a设置有凹部,利用盖8b覆盖凹部,由此形成空间8c,在空间8c中收纳集成电路2和封装4。
在封装8的内表面与封装4之间设置有空间。在图示的例子中,基座8a的底面以外的内壁面(内侧面)与封装4不接触,在它们之间设置有空间(间隙)。另外,盖8b与封装4不接触,在它们之间设置有空间(间隙)。
在封装8的内表面与集成电路2之间设置有空间。在图示的例子中,基座8a的内壁面与集成电路2不接触,在它们之间设置有空间(间隙)。另外,盖8b与集成电路2不接触,在它们之间设置有空间(间隙)。
基座8a的材质并未特别限定,能够使用氧化铝等各种陶瓷。盖8b的材质例如是金属。盖8b的材质可以与盖4b的材质相同,也可以不同。本实施方式的盖8b是板状,与具有凹陷的帽形状相比,盖8b的表面积较小。因此,由于容易挡开来自封装侧面方向的风,因此能够抑制由外部气体导致的温度变动。在陶瓷制的基座8a与盖8b的接合中例如使用封接体。作为封接体,例如能够使用含有钴合金、金等材质的金属封接体或玻璃、树脂等非金属封接体。
在振荡器100中,封装8的盖8b与集成电路2之间的距离D1(最短距离)比集成电路2与振动元件3之间的距离D2(最短距离)大。在图示的例子中,距离D1是盖8b的下表面与集成电路2的上表面之间的距离,距离D2是集成电路2的下表面与振动元件3的上表面之间的距离。这样,通过使集成电路2比盖8b更接近振动元件3,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
在基座8a的内部或凹部的表面设置有与各外部端子6电连接的未图示的配线,各配线和集成电路2的各端子通过金等的接合线7而接合。
如图4所示,在基座8a的背面设置有作为电源端子的外部端子VDD1、作为接地端子的外部端子VSS1、作为供频率控制用的信号输入的端子的外部端子VC1、以及作为输出端子的外部端子OUT1这四个外部端子6。向外部端子VDD1供给电源电压,外部端子VSS1接地。
在振荡器100中,封装4的空间4c的环境(第一环境)的热传导率比封装8的空间8c的环境(第二环境)的热传导率高。
封装4的空间4c的环境期望热传导率高的气体。封装4的空间4c的环境例如是氢气、氦气或以这些气体为主要成分的混合气体,更优选是氦气。氦气由于热传导率高并且是惰性的,因此优选作为填充到封装4的空间4c中的气体。
封装8的空间8c的环境期望热传导率低的气体。封装8的空间8c的环境例如是空气(大气)。封装8的空间8c的环境例如也可以是氮气、氩气等热传导率比空间4c的气体低的稀有气体、或以这些气体为主要成分的混合气体。
通过使封装4的空间4c的环境的热传导率比封装8的空间8c的环境的热传导率高,在集成电路2与振动元件3之间容易传递热,在封装8的外部与收纳于封装8的集成电路2之间难以传递热。因此,能够使在集成电路2中产生的热在短时间内传导到振动元件3,并且能够降低封装8的外部的温度变动给集成电路2和振动元件3带来的影响。其结果是,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差、即温度传感器50与振动元件3的温度差。
另外,在振荡器100中,封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高。
封装4的空间4c的环境的压力例如是与大气压相同的压力(常压)。封装8的空间8c的环境例如为真空(比大气压低的压力)。更优选的是,封装8的空间8c的环境的压力为1×10-3Pa以上且10Pa以下。
通过使封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高,在集成电路2与振动元件3之间容易传递热,在封装8的外部与收纳于封装8的集成电路2之间难以传递热。因此,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差、即温度传感器50与振动元件3的温度差。
这样,在振荡器100中,封装4的空间4c的环境的热传导率比封装8的空间8c的环境的热传导率高,并且封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高。例如,在振荡器100中,在空间4c中填充有常压的氦气,空间8c为真空(例如对填充有空气的空间8c进行减压而成为真空的状态)。
另外,也可以使封装4的空间4c的环境的压力比大气压高。由此,在集成电路2与振动元件3之间更容易传递热,从而能够进一步减小集成电路2与振动元件3的温度差。
图6是振荡器100的功能框图。如图6所示,振荡器100是包含振动元件3和用于使振动元件3振荡的集成电路(IC)2的振荡器。
在集成电路2中,设置有作为电源端子的VDD端子、作为接地端子的VSS端子、作为输入输出端子的OUT端子、作为供控制频率的信号输入的端子的VC端子、以及作为与振动元件3连接的端子的XI端子和XO端子。VDD端子、VSS端子、OUT端子以及VC端子在集成电路2的表面露出,并分别与设置于封装8的外部端子VDD1、VSS1、OUT1、VC1连接。另外,XI端子与振动元件3的一端(一个端子)连接,XO端子与振动元件3的另一端(另一个端子)连接。
在本实施方式中,集成电路2构成为包含振荡用电路10、输出电路20、频率调整电路30、AFC(Automatic Frequency Control:自动频率控制)电路32、温度补偿电路40、温度传感器50、调节器电路60、存储部70以及串行接口(I/F)电路80。另外,集成电路2可以采用省略或变更这些要素的一部分、或追加其他要素的结构。
调节器电路60根据从VDD端子供给的电源电压VDD(正电压),生成作为振荡用电路10、频率调整电路30、AFC电路32、温度补偿电路40、输出电路20的一部分或全部的电源电压或者基准电压的恒定电压。
存储部70具有非易失性存储器72和寄存器74,构成为能够从外部端子经由串行接口电路80对非易失性存储器72或寄存器74进行读和写(以下,读/写)。在本实施方式中,由于与振荡器100的外部端子连接的集成电路2的端子只有VDD、VSS、OUT、VC这四个,因此串行接口电路80例如在VDD端子的电压比阈值高时,接收从VC端子输入的时钟信号和从OUT端子输入的数据信号,对非易失性存储器72或寄存器74进行数据的读/写。
非易失性存储器72是用于存储各种控制数据的存储部,例如,可以是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory:电可擦除可编程只读存储器)或闪存等可改写的各种非易失性存储器,也可以是一次性PROM(One TimeProgrammable Read Only Memory:一次性可编程只读存储器)那样的不可改写的各种非易失性存储器。
在非易失性存储器72中存储有用于控制频率调整电路30的频率调整数据和用于控制温度补偿电路40的温度补偿数据(1次补偿数据、···、n次补偿数据)。并且,在非易失性存储器72中还存储有用于分别控制输出电路20和AFC电路32的数据(未图示)。
频率调整数据是用于调整振荡器100的频率的数据,在振荡器100的频率偏离期望的频率的情况下,通过改写频率调整数据,能够进行微调,使得振荡器100的频率接近期望的频率。
温度补偿数据(1次补偿数据、···、n次补偿数据)是在振荡器100的温度补偿调整工序中计算出的、振荡器100的频率温度特性的校正用的数据,例如,可以是与振动元件3的频率温度特性的各次数成分对应的1次~n次系数值。这里,作为温度补偿数据的最大次数n,选择抵消振动元件3的频率温度特性并且还能够校正集成电路2的温度特性的影响的值。例如,n可以是比振动元件3的频率温度特性的主要的次数大的整数值。例如,如果振动元件3是AT切石英振动元件,则频率温度特性呈3次曲线,由于其主要的次数为3,因此,可以选择比3大的整数值(例如,5或者6)作为n。另外,温度补偿数据可以包含1次~n次的全部次数的补偿数据,也可以仅包含1次~n次中的一部分次数的补偿数据。
存储在非易失性存储器72中的各数据在集成电路2的电源接通时(VDD端子的电压从0V上升到期望的电压时)从非易失性存储器72传送到寄存器74,并保存在寄存器74中。而且,向频率调整电路30输入保存在寄存器74中的频率调整数据,向温度补偿电路40输入保存在寄存器74中的温度补偿数据(1次补偿数据、···、n次补偿数据),还向输出电路20和AFC电路32输入保存在寄存器74中的各控制用的数据。
在非易失性存储器72是不可改写的情况下,在进行振荡器100的检查时,从外部端子经由串行接口电路80对保存有从非易失性存储器72传送来的各数据的寄存器74的各比特直接写入各数据,并进行调整,使得振荡器100满足期望的特性,调整后的各数据最终被写入到非易失性存储器72。另外,在非易失性存储器72是可改写的情况下,在进行振荡器100的检查时,可以从外部端子经由串行接口电路80向非易失性存储器72写入各数据。但是,由于向非易失性存储器72的写入一般花费时间,因此在进行振荡器1的检查时,为了缩短检查时间,可以从外部端子经由串行接口电路80对寄存器74的各比特直接写入各数据,并将调整后的各数据最终写入到非易失性存储器72。
振荡用电路10通过将振动元件3的输出信号放大并反馈给振动元件3,使振动元件3振荡,输出基于振动元件3的振荡的振荡信号。例如,可以通过保存在寄存器74中的控制数据来控制振荡用电路10的振荡级电流。
频率调整电路30产生与保存在寄存器74中的频率调整数据对应的电压,并施加于作为振荡用电路10的负载电容而发挥功能的可变电容元件(未图示)的一端。由此,在规定的温度(例如,25℃)并且VC端子的电压为规定的电压(例如,VDD/2)的条件下的振荡用电路10的振荡频率(基准频率)被控制(微调)为大致期望的频率。
AFC电路32产生与VC端子的电压对应的电压,并施加于作为振荡用电路10的负载电容而发挥功能的可变电容元件(未图示)的一端。由此,振荡用电路10的振荡频率(振动元件3的振荡频率)根据VC端子的电压值而被控制。例如,可以通过保存在寄存器74中的控制数据来控制AFC电路32的增益。
温度传感器50对温度进行检测。温度传感器50是输出与其周边的温度对应的信号(例如,与温度对应的电压)的温敏元件。温度传感器50可以是温度越高则输出电压越高的正极性温度传感器,也可以是温度越高则输出电压越低的负极性温度传感器。另外,作为温度传感器50,在保证振荡器100的动作的期望的温度范围内,期望输出电压相对于温度变化尽可能线性地变化。
温度补偿电路40根据温度传感器50的输出信号对振动元件3的频率温度特性进行补偿。温度补偿电路40输入有来自温度传感器50的输出信号,产生用于补偿振动元件3的频率温度特性的电压(温度补偿电压),并施加于作为振荡用电路10的负载电容而发挥功能的可变电容元件(未图示)的一端。由此,振荡用电路10的振荡频率被控制为不管温度如何均大致恒定。在本实施方式中,温度补偿电路40构成为包含1次电压产生电路41-1~n次电压产生电路41-n以及加法电路42。
1次电压产生电路41-1~n次电压产生电路41-n分别输入有来自温度传感器50的输出信号,并根据保存在寄存器74中的1次补偿数据~n次补偿数据,产生用于补偿频率温度特性的1次成分至n次成分的1次补偿电压~n次补偿电压。
加法电路42将1次电压产生电路41-1~n次电压产生电路41-n分别产生的1次补偿电压~n次补偿电压相加并输出。该加法电路42的输出电压为温度补偿电路40的输出电压(温度补偿电压)。
输出电路20输入有振荡用电路10所输出的振荡信号,生成外部输出用的振荡信号,并经由OUT端子输出到外部。例如,可以通过保存在寄存器74中的控制数据来控制输出电路20中的振荡信号的分频比和输出电平。振荡器100的输出频率范围例如是10MHz以上且800MHz以下。
这样构成的振荡器100作为在期望的温度范围内不管温度如何均输出与外部端子VC1的电压对应的恒定频率的振荡信号的压控型的温度补偿型振荡器(如果振动元件3是石英振动元件,则是VC-TCXO(Voltage Controlled Temperature Compensated CrystalOscillator:压控温度补偿晶体振荡器))而发挥功能。
1.2.振荡器的制造方法
图7是示出本实施方式的振荡器100的制造方法的步骤的一例的流程图。可以省略或变更图7的工序S1以及工序S10~S70的一部分或者追加其他工序。另外,可以在可能的范围内适当变更各工序的顺序。
首先,在封装4中收纳振动元件3(S1)。在该工序S1中,首先,将振动元件3搭载于基座4a,通过盖4b将基座4a密封。例如,在使封装4的空间4c的环境为氦气的情况下,在氦气环境中进行通过盖4b将基座4a密封的工序。具体而言,将基座4a和盖4b置于真空装置内,在对真空装置内进行排气之后使氦气流入而使真空装置内为氦气环境,在该状态下,将盖4b与基座4a接合。由此,能够在空间4c的环境为常压的氦气的封装4中收纳振动元件3。
接下来,将集成电路2和收纳有振动元件3的封装4搭载于封装8(基座8a)(S10)。通过工序S10,集成电路2和封装4的外部端子5a、5b连接,当向集成电路2供给电源时,成为集成电路2和振动元件3电连接的状态。
接下来,通过盖8b将基座8a密封,进行热处理,将盖8b与基座8a接合(S20)。例如,在使封装8的空间8c的环境为真空的情况下,在真空环境中进行盖8b对基座8a的密封。具体而言,将基座8a和盖8b置于真空装置内(真空装置内例如为空气),对真空装置内进行排气而使真空装置内为真空环境,在该状态下,将盖8b与基座8a接合。由此,能够在空间8c的环境为真空的封装8中收纳集成电路2和振动元件3(封装4)。
通过工序S1、工序S10以及工序S20,能够组装封装4的空间4c的环境的热传导率比封装8的空间8c的环境的热传导率高并且封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高的振荡器100。
接下来,调整振荡器100的基准频率(基准温度T0(例如,25℃)下的频率)(S30)。在该工序S30中,在基准温度T0下,使振荡器100振荡来测定频率,以使频率偏差接近0的方式确定频率调整数据。
接下来,调整振荡器100的VC(Voltage Control:电压控制)灵敏度(S40)。VC灵敏度是振荡频率的变化相对于控制电压的变化的比例。在该工序S40中,在基准温度T0下,在对外部端子VC1施加规定的电压(例如,0V或VDD)的状态下,使振荡器100振荡来测定频率,以得到期望的VC灵敏度的方式确定AFC电路32的调整数据。
接下来,进行振荡器100的温度补偿调整(S50)。在该温度补偿调整工序S50中,在期望的温度范围(例如,-40℃以上且105℃以下)内,在多个温度下测定振荡器100的频率,并根据测定结果生成用于校正振荡器100的频率温度特性的温度补偿数据(1次补偿数据、···、n次补偿数据)。具体而言,温度补偿数据的计算程序使用多个温度下的频率的测定结果,并通过以温度(温度传感器50的输出电压)为变量的n次式,对振荡器100的频率温度特性(包含振动元件3的频率温度特性和集成电路2的温度特性)进行近似,生成与近似式对应的温度补偿数据(1次补偿数据、···、n次补偿数据)。例如,在温度补偿数据的计算程序中,将基准温度T0下的频率偏差设为0,并且,生成使期望的温度范围内的频率偏差的宽度变小的温度补偿数据(1次补偿数据、···、n次补偿数据)。
接下来,将在工序S30、S40以及S50中得到的各数据存储到存储部70的非易失性存储器72中(S60)。
最后,测定振荡器100的频率温度特性,判定是否合格(S70)。在该工序S70中,一边使温度逐渐变化,一边测定振荡器100的频率,评价在期望的温度范围(例如,-40℃以上且105℃以下)内,频率偏差是否处于规定范围内,如果频率偏差在规定范围内,则判定为合格品,如果不在规定范围内,则判定为不合格品。
1.3.特征
本实施方式的振荡器100例如具有以下的特征。
在振荡器100中,封装4的空间4c的环境的热传导率比封装8的空间8c的环境的热传导率高。因此,在振荡器100中,如上所述,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差、即温度传感器50与振动元件3的温度差。其结果是,在振荡器100中,与封装8的空间8c的环境的热传导率为封装4的空间4c的环境的热传导率以上的情况相比,温度补偿电路40的温度补偿的误差变小,从而能够具有较高的频率稳定性。因此,在振荡器100中,例如,即使在振荡器100受风那样的环境、振荡器100外部的温度发生变动那样的环境等严酷温度环境下,也能够具有较高的频率稳定性(参照后述的“1.5.实验例”)。
在振荡器100中,封装4的空间4c的环境包含氦气。氦气的热传导率较高。因此,在集成电路2与振动元件3之间容易传递热,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。并且,由于氦气是惰性的,因此能够安全地制造振荡器100。
在振荡器100中,封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高。因此,在振荡器100中,如上所述,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差、即温度传感器50与振动元件3的温度差。因此,在振荡器100中,即使在严酷的温度环境下,也能够具有较高的频率稳定性(参照后述的“1.5.实验例”)。
在振荡器100中,封装8的空间8c的环境是真空的。因此,在振荡器100中,在封装8外部与收纳于封装8的集成电路2和振动元件3之间难以传递热,从而能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
在振荡器100中,封装8的空间8c的压力为1×10-3Pa以上且10Pa以下。因此,在振荡器100中,在封装8外部与收纳于封装8的集成电路2和振动元件3之间难以传递热,从而能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
在振荡器100中,封装4具有第一面15a和与第一面15a相反的一侧的第二面15b,振动元件3配置在第一面15a上,包含温度传感器50的集成电路2配置在第二面15b上。因此,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
在振荡器100中,封装4的盖4b和封装8的基座8a接合。因此,在振荡器100中,能够将集成电路2配置在基座4a的第二面15b上,如上所述,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
在振荡器100中,集成电路2和外部端子5a、5b配置在基座4a的第二面15b上。因此,在振荡器100中,能够使外部端子5a、5b远离封装8的基座8a(凹部的底面),从而能够降低来自外部的噪声的影响。并且,在振荡器100中,通过外部端子5a、5b设置在基座4a的第二面15b上,能够缩短振动元件3与集成电路2(振荡用电路10)之间的配线长度,从而能够降低噪声的影响。例如,在集成电路2配置于封装4的盖4b的情况下(例如参照图8),振动元件3和集成电路2经由设置在基座8a的内部或凹部的表面上的配线而电连接,因此配线长度变长,容易受到噪声的影响。
在振荡器100中,振动元件3位于封装4的盖4b与封装8的盖8b之间。因此,在振荡器100中,例如,通过使盖4b和盖8b的材质为金属,能够使盖4b和盖8b作为用于遮断来自外部的噪声(电磁噪声)的屏蔽物而发挥功能。因此,能够降低噪声对振动元件3的影响。
在振荡器100中,封装4的盖4b和封装8的基座8a通过作为绝缘性粘接剂的粘接部件9a而接合。绝缘性粘接剂与导电性粘接剂相比,难以传递热。因此,在振荡器100中,能够降低封装8外部的温度变动给收纳于封装8的集成电路2和振动元件3带来的影响。其结果是,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
在振荡器100中,封装4的基座4a和集成电路2通过作为导电性粘接剂的粘接部件9b而接合。因此,在振荡器100中,在集成电路2中产生的热在短时间内传导到振动元件3,从而能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
在振荡器100中,如图5所示,在俯视观察时,在绘制穿过基座4a的中心而将基座4a二等分的假想直线L时,电极焊盘13a和电极焊盘13b相对于假想直线L位于设置有电极焊盘11a和电极焊盘11b的一侧。因此,在振荡器100中,例如,与将电极焊盘13a和电极焊盘13b配置在基座4a的对角的情况(例如参照图11)相比,能够减小引出配线14a的长度与引出配线14b的长度之差(或者能够使长度相同)。其结果是,能够减小来自封装4外部的热经由电极焊盘13a、引出配线14a、电极焊盘11a传递到振动元件3的路径的路径长度与经由电极焊盘13b、引出配线14b、电极焊盘11b传递到振动元件3的路径的路径长度之差。由此,能够降低振动元件3的温度不均,从而能够进一步减小集成电路2与振动元件3的温度差。
另外,在上述中,对在集成电路2中组装有温度传感器50的例子进行了说明,但是,虽然未图示,也可以不在集成电路2中组装温度传感器50。在这种情况下,只要至少温度传感器50配置在封装4的基座4a的第二面15b上即可。由此,能够减小温度传感器50与振动元件3的温度差,从而能够减小温度补偿电路40的温度补偿的误差。
1.4.振荡器的变形例
接下来,对本实施方式的振荡器的变形例进行说明。
(1)第一变形例
图8是示意性地示出第一变形例的振荡器200的构造的一例的剖视图,与图2对应。以下,在振荡器200中,对具有与上述的振荡器100的构成部件相同的功能的部件标注相同的标号而省略其说明。
在上述的振荡器100中,如图2所示,封装4的盖4b和封装8的基座8a接合。
与此相对,在振荡器200中,如图8所示,封装4的基座4a和封装8的基座8a接合。在振荡器200中,基座4a的第二面15b与基座8a接合。
基座4a和基座8a通过粘接部件9a而粘接。粘接部件9a是导电性粘接剂,将封装4的外部端子(未图示)和设置在基座8a的表面上的配线连接起来。
在基座8a的内部或凹部的表面上设置有用于分别将集成电路2的两个端子(图6的XO端子和XI端子)和振动元件3的两个端子(激励电极3a和激励电极3b)电连接的未图示的配线。
集成电路2与封装4的盖4b接合。集成电路2通过粘接部件9b而粘接(固定)于盖4b。粘接部件9b例如是导电性粘接剂。
在振荡器200中,与振荡器100同样地,封装4的空间4c的环境的热传导率比封装8的空间8c的环境的热传导率高。另外,封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高。因此,根据振荡器200,与振荡器100同样地,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差,即使在严酷的温度环境下也能够具有较高的频率稳定性。
(2)第二变形例
图9是示意性地示出第二变形例的振荡器300的构造的一例的剖视图,与图2对应。以下,在振荡器300中,对具有与上述的振荡器100的构成部件相同的功能的部件标注相同的标号而省略其说明。
在上述的振荡器100中,如图2和图3所示,外部端子5a、5b借助于接合线7分别与集成电路2的两个端子(图6的XO端子和XI端子)连接。
与此相对,在振荡器300中,如图9所示,外部端子5a、5b借助金属凸块或银膏等而与集成电路2的两个端子连接。
在振荡器300中,能够起到与振荡器100相同的作用效果。
(3)第三变形例
图10是示意性地示出第三变形例的振荡器400的构造的一例的俯视图,与图3对应。图11是示意性地示出封装4的基座4a的俯视图,与图5对应。以下,在振荡器400中,对具有与上述的振荡器100的构成部件相同的功能的部件标注相同的标号而省略其说明。
在上述的振荡器100中,如图3所示,在封装4的基座4a的第二面15b上,外部端子5a和外部端子5b位于集成电路2的一侧。
与此相对,在振荡器400中,如图10所示,在封装4的基座4a的第二面15b上,外部端子5a位于集成电路2的一侧,外部端子5b位于集成电路2的另一侧。在图示的例子中,外部端子5a和外部端子5b位于基座4a的第二面15b的对角。
另外,在振荡器400中,如图11所示,在俯视图观察时,在绘制穿过基座4a(第一面15a)的中心而将基座4a二等分的假想直线L时,电极焊盘13a、电极焊盘11a、以及电极焊盘11b位于被二等分后的基座4a的一侧,电极焊盘13b位于被二等分后的基座4a的另一侧。在图示的例子中,电极焊盘13a和电极焊盘13b配置在基座4a的第一面15a的对角。
在振荡器400中,能够起到与振荡器100相同的作用效果。
(4)第四变形例
在上述的振荡器100中,图2所示的封装4的空间4c的环境的热传导率比封装8的空间8c的环境的热传导率高,并且封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高。
与此相对,在本变形例中,也可以是,封装4的空间4c的环境的热传导率比封装8的空间8c的环境的热传导率高,并且封装4的空间4c的环境的压力与封装8的空间8c的环境的压力相同。例如,也可以是,空间4c的环境是氦气,空间8c的环境是氮气,并且空间4c的环境的压力和空间8c的环境的压力相同(例如是与大气压相同的压力)。在这样的情况下,也能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
另外,在本变形例中,也可以是,封装4的空间4c的环境的热传导率与封装8的空间8c的环境的热传导率相同,并且封装4的空间4c的环境的压力比封装8的空间8c的环境的压力高。例如,也可以是,空间4c的环境和空间8c的环境是氮气,空间4c的环境的压力是与大气压相同的压力,空间8c的环境为真空。在这样的情况下,也能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
(5)第五变形例
在上述的振荡器100中,图2所示的封装8的盖8b的材质是金属,但盖8b的材质也可以是氧化铝等各种陶瓷。陶瓷与金属相比热传导率较低。因此,通过使盖8b的材质为陶瓷,例如与盖8b的材质为金属的情况相比,能够降低封装8外部的温度变动给收纳于封装8的集成电路2和振动元件3带来的影响。其结果是,能够减小集成电路2与振动元件3的温度差。
另外,盖8b的材质不限定于陶瓷,只要是能够将基座8a密封并且热传导率低的材料即可。
1.5.实验例
以下示出了实验例,更具体地对本发明进行说明。另外,本发明不受以下的实验例的任何限定。
(1)振荡器
本实验中所使用的振荡器E的结构与上述的“1.1.振荡器的结构”(参照图1~图4)相同。具体而言,在振荡器E中,封装4的盖4b与封装8的基座8a接合。另外,封装4的空间4c的环境是氦气,封装8的空间8c的环境是空气。另外,封装4的空间4c的环境的压力是与大气压相同的压力,封装8的空间8c的环境的压力为1×10-2Pa左右。另外,振动元件3是石英振动元件。另外,基座4a和基座8a的材质是陶瓷,盖4b和盖8b的材质是金属。
作为比较例,准备了振荡器C1和振荡器C2。
如图8所示,振荡器C1的结构采用将封装4的基座4a和封装8的基座8a接合的结构。在振荡器C1中,使封装4的空间4c的环境和封装8的空间8c的环境为氮气,使封装4的空间4c的环境的压力和封装8的空间8c的环境的压力为与大气压相同的压力。其他结构与振荡器E相同。
在振荡器C2中,除了使封装4的空间4c的环境和封装8的空间8c的环境为氮气,使封装4的空间4c的环境的压力和封装8的空间8c的环境的压力为与大气压相同的压力这一点之外,与振荡器E相同。
(2)温度传感器与振动元件的温度差
使用振荡器E、振荡器C1以及振荡器C2的模型来进行传热分析(模拟),对振动元件3和温度传感器50的温度的状况进行调查。具体而言,将振荡器的集成电路2的一部分作为加热器(热源),通过传热分析来求出组装到集成电路2中的温度传感器50的温度、以及振动元件3的温度,计算温度传感器50与振动元件3的温度差。
在本分析中,使振荡器所处的环境为在温度25℃且恒定的状态下向振荡器吹送流速3m/s的风的环境。
下述表1是表示传热分析的结果的表。图12是示出传热分析的结果的图表。
【表1】
如表1和图12所示,与振荡器C1相比,振荡器C2的温度传感器50与振动元件3的温度差变小。根据该结果可知,通过将盖4b与基座8a接合,与将基座4a和基座8a接合的情况相比,能够减小温度传感器50与振动元件3的温度差。
另外,与振荡器C2相比,振荡器E的温度传感器50与振动元件3的温度差变小。根据该结果可知,通过使空间4c的环境的热传导率比空间8c的环境的热传导率高,并且使空间4c的环境的压力比空间8c的环境的压力高,与使空间4c、8c的环境的热传导率和压力相同的情况相比,能够减小温度传感器50与振动元件3的温度差。
(3)艾伦方差(ADEV)的测定
针对振荡器E、振荡器C1、以及振荡器C2,通过测定艾伦方差(ADEV)来评价振荡器的频率的短期稳定度。在本测定中,将振荡器E放入温度25℃且恒定的恒温槽中,在吹送流速3m/s的风的状态下测定艾伦方差(ADEV)。对于振荡器C1和振荡器C2也进行同样的测定。
下述表2是表示艾伦方差(ADEV:Allan DEViation)的测定结果的结果的表。
【表2】
如表2所示,可知,在振荡器C2中,测定时间间隔为1秒的艾伦方差为6×10-11,与振荡器C1相比,频率稳定性高。根据该结果可知,通过将封装4的盖4b与封装8的基座8a接合,与将基座4a和基座8a接合的情况相比,可以得到较高的频率稳定性。
另外,可知,在振荡器E中,测定时间间隔为1秒的艾伦方差为4.5×10-11,具有极高的频率稳定性,与振荡器C2相比频率稳定性高。根据该结果可知,通过使空间4c的环境的热传导率比空间8c的环境的热传导率高,并且使空间4c的环境的压力比空间8c的环境的压力高,与使空间4c、8c的环境的热传导率和压力相同的情况相比,可以得到较高的频率稳定性。
根据本实验例可知,即使在向振荡器吹送风的严酷的温度环境下,振荡器E也能够减小温度传感器50与振动元件3的温度差,具有较高的频率稳定性。
2.电子设备
图13是示出本实施方式的电子设备的结构的一例的功能框图。另外,图14是示出作为本实施方式的电子设备的一例的智能手机的外观的一例的图。
本实施方式的电子设备1000构成为包含振荡器1010、CPU(Central ProcessingUnit:中央处理单元)1020、操作部1030、ROM(Read Only Memory:只读存储器)1040、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)1050、通信部1060以及显示部1070。另外,本实施方式的电子设备可以采用省略或变更图13的构成要素(各部分)的一部分或者附加其他构成要素的结构。
振荡器1010具有集成电路(IC)1012和振动元件1013。集成电路(IC)1012使振动元件1013振荡而产生振荡信号。该振荡信号从振荡器1010的外部端子被输出给CPU 1020。
CPU 1020根据存储在ROM 1040等中的程序,将从振荡器1010输入的振荡信号作为时钟信号而进行各种计算处理、控制处理。具体而言,CPU 1020进行与来自操作部1030的操作信号对应的各种处理、控制通信部1060以便与外部装置进行数据通信的处理、发送用于使显示部1070显示各种信息的显示信号的处理等。
操作部1030是由操作键或按钮开关等构成的输入装置,向CPU 1020输出与用户的操作对应的操作信号。
ROM 1040存储有用于供CPU 1020进行各种计算处理和控制处理的程序和数据等。
RAM 1050被用作CPU 1020的作业区域,临时存储从ROM 1040读出的程序和数据、从操作部1030输入的数据、CPU 1020按照各种程序而执行的运算结果等。
通信部1060进行用于建立CPU 1020与外部装置之间的数据通信的各种控制。
显示部1070是由LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)等构成的显示装置,根据从CPU 1020输入的显示信号而显示各种信息。也可以在显示部1070上设置作为操作部1030而发挥功能的触摸面板。
通过应用本发明的振荡器(例如振荡器100)作为振荡器1010,能够实现具有即使在严酷的温度环境下也具有优异的频率稳定性的振荡器的电子设备。
作为这样的电子设备1000,可考虑各种电子设备,例如,可以举出个人计算机(例如移动型个人计算机、膝上型个人计算机、平板型个人计算机)、智能手机或移动电话等移动终端、数字照相机、喷墨式排出装置(例如喷墨打印机)、路由器和开关等存储区网络设备、局域网设备、移动终端基站用设备、电视机、摄像机、录像机、车载导航装置、实时时钟装置、寻呼机、电子记事本(还包含带通信功能的)、电子辞典、计算器、电子游戏设备、游戏用控制器、文字处理器、工作站、视频电话、防盗用电视监视器、电子望远镜、POS(Point OfSale:销售点)终端、医疗设备(例如电子体温计、血压计、血糖计、心电图计测装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种测定设备、计量仪器类(例如车辆、飞机、船舶的计量仪器类)、飞行模拟器、头戴式显示器、运动轨迹仪、运动跟踪器、运动控制器、PDR(Personal Digital Assistant,步行者位置方位计测)等。
作为本实施方式的电子设备1000的一例,可举出作为终端基站用装置等而发挥功能的传送装置,该传送装置将上述振荡器310用作基准信号源或者电压可变型振荡器(VCO)等,例如通过有线或者无线与终端进行通信。通过应用振荡器100作为振荡器1010,能够实现可用于例如通信基站等的期望高性能、高可靠性的电子设备。
另外,作为本实施方式的电子设备1000的另一例,可举出通信装置,在该通信装置中,通信部1060接收外部时钟信号,CPU 1020(处理部)包含根据该外部时钟信号和振荡器1010的输出信号(内部时钟信号)来控制振荡器1010的频率的频率控制部。该通信装置例如可以是用于层(stratum)3等主干系统网络设备或毫微微蜂窝(femtocell)中的通信设备。
3.移动体
图15是示出本实施方式的移动体的一例的图(俯视图)。图15所示的移动体1100构成为包含振荡器1110、进行发动机系统、制动系统、无钥匙进入系统等的各种控制的控制器1120、1130、1140、电池1150、备用电池1160。另外,本实施方式的移动体可以采用省略图15的构成要素(各部分)的一部分或者附加其他构成要素的结构。
振荡器1110具有未图示的集成电路(IC)和振动元件,集成电路(IC)使振动元件振荡而产生振荡信号。该振荡信号从振荡器1110的外部端子被输出给控制器1120、1130、1140,例如作为时钟信号而被使用。
电池1150向振荡器1110以及控制器1120、1130、1140供给电力。备用电池1160在电池1150的输出电压比阈值低时,向振荡器1110以及控制器1120、1130、1140供给电力。
通过应用本发明的振荡器(例如振荡器100)作为振荡器1110,能够实现具有即使在严酷的温度环境下也具有优异的频率稳定性的振荡器的移动体。
作为这样的移动体1100,可考虑各种移动体,例如,可举出汽车(也包含电动汽车)、喷气式飞机或直升机等飞机、船舶、火箭、人造卫星等。
上述的实施方式和变形例只是一个例子,但不限于这些例子。例如,也能够将各实施方式和各变形例适当组合。
本发明包含与在实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构或者目的以及效果相同的结构)。另外,本发明包含置换在实施方式中说明的结构的非本质部分而成的结构。另外,本发明包含能够起到与在实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或达到相同目的的结构。另外,本发明包含对在实施方式中说明的结构附加公知技术而成的结构。
Claims (12)
1.一种振荡器,其包含:
振动元件;
振荡用电路,其使所述振动元件振荡并输出振荡信号;
温度传感器,其对温度进行检测;
温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号对所述振动元件的频率温度特性进行补偿;
第一容器,其内部为第一环境,收纳所述振动元件;以及
第二容器,其内部为第二环境,收纳所述第一容器、所述振荡用电路、所述温度传感器以及所述温度补偿电路,
所述第一环境的热传导率比所述第二环境的热传导率高,
所述第一环境的压力比大气压高。
2.根据权利要求1所述的振荡器,其中,
所述第一环境的压力比所述第二环境的压力高。
3.一种振荡器,其包含:
振动元件;
振荡用电路,其使所述振动元件振荡并输出振荡信号;
温度传感器,其对温度进行检测;
温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号对所述振动元件的频率温度特性进行补偿;
第一容器,其内部为第一环境,收纳所述振动元件;以及
第二容器,其内部为第二环境,收纳所述第一容器、所述振荡用电路、所述温度传感器以及所述温度补偿电路,
所述第一环境的压力比所述第二环境的压力高,并且比大气压高。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的振荡器,其中,
所述第一容器包含第一基座,该第一基座包含第一面以及与所述第一面相反的一侧的第二面,
所述振动元件配置在所述第一面上,
所述温度传感器配置在所述第二面上。
5.根据权利要求4所述的振荡器,其中,
该振荡器包含端子,该端子配置在所述第二面上并且与所述振动元件电连接,
所述振荡用电路配置在所述第二面上。
6.根据权利要求4所述的振荡器,其中,
所述第一容器包含第一盖,该第一盖相对于所述振动元件配置在与所述第一面相反的一侧,
所述第二容器包含第二基座,
所述第一盖和所述第二基座接合。
7.根据权利要求6所述的振荡器,其中,
所述第一盖与所述第二基座借助于绝缘性粘接剂接合。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的振荡器,其中,
所述第一环境含有氦气。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的振荡器,其中,
所述第二环境为真空。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的振荡器,其中,
所述第二环境的压力为1×10-3Pa以上且10Pa以下。
11.一种电子设备,其中,
该电子设备具有权利要求1至10中的任一项所述的振荡器。
12.一种移动体,其中,
该移动体具有权利要求1至10中的任一项所述的振荡器。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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