JP2023051073A - 恒温槽型圧電発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性を向上させることが可能な恒温槽型圧電発振器を提供する。【解決手段】ＯＣＸＯ１では、水晶振動子５０が断熱用のパッケージ２の内部に密閉状態で封入されている。水晶振動子５０に電圧を供給し、当該水晶振動子５０の圧電振動を制御するための発振用ＩＣ５１と、発熱体５２ａに電流を供給し、水晶振動子５０の温度を略一定に制御するためのヒータ用ＩＣ５２とを備え、水晶振動子５０に供給する電圧を制御する電圧レギュレータ５１ｂが、発振用ＩＣ５１には設けられておらず、ヒータ用ＩＣ５２に設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、恒温槽型圧電発振器に関する。

水晶振動子等の圧電振動子は、固有の周波数温度特性に基づいて、温度に応じて振動周波数が変化する。そこで、圧電振動子の周囲の温度を一定に保つために、恒温槽内に圧電振動子を封入した恒温槽型圧電発振器（Ｏｖｅｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｘｔａｌ（ｃｒｙｓｔａｌ） Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：以下、「ＯＣＸＯ」とも言う。）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１２－２０５０９３号公報 特開２０１８－１４７０５号公報

上述したようなＯＣＸＯでは、圧電振動子に電圧を供給し、当該圧電振動子の圧電振動を制御するための発振制御領域（例えば発振用ＩＣ）と、発熱体に電流を供給し、圧電振動子の温度を略一定に制御するためのヒータ制御領域（例えばヒータ用ＩＣ）とが備えられる。しかし、圧電振動子に供給する電圧を制御する電圧レギュレータを発振制御領域に設けた場合、例えば次のような問題が懸念される。

電圧レギュレータを設けた分だけ発振制御領域のサイズが大きくなり、発振制御領域とこれと一体的に設けられる圧電振動子とからなる圧電発振器の小型化が困難になる。このため、圧電発振器の熱容量が大きくなり、ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性が低下する。また、電圧レギュレータからのノイズを抑制するために電圧レギュレータに流す電流を増加するには、電圧レギュレータのサイズを大きくする必要があり、圧電発振器の小型化がいっそう困難になる。さらに、電圧レギュレータの電流を増加すると発振制御領域の温度が上昇するため、ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性が低下する。

本発明は上述したような実情を考慮してなされたもので、ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性を向上させることが可能な恒温槽型圧電発振器を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、圧電振動子が断熱用のパッケージの内部に密閉状態で封入された恒温槽型圧電発振器であって、前記圧電振動子に電圧を供給し、当該圧電振動子の圧電振動を制御するための発振制御領域と、発熱体に電流を供給し、前記圧電振動子の温度を略一定に制御するためのヒータ制御領域とを備え、前記圧電振動子に供給する電圧を制御する電圧レギュレータが、前記発振制御領域には設けられておらず、前記ヒータ制御領域に設けられていることを特徴とする。

上記構成によれば、発振制御領域から電圧レギュレータを削除することができ、発振制御領域の小型化を図ることができる。これにより、発振制御領域とこれと一体的に設けられる圧電振動子とからなる圧電発振器の熱容量を低減することができる。その結果、小電力での温度制御がしやすくなり、ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性を向上させることができる。また、圧電振動子のサイズに関係なく、電圧レギュレータのサイズを大きくして電圧レギュレータに供給する電流を増加させる設計が可能になり、ノイズ特性向上に寄与することができる。この場合、電圧レギュレータの電流を増加しても発振制御領域の温度は上昇しないので、ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性を低下させることがない。

上記構成において、前記発振制御領域が発振用ＩＣに備えられ、前記ヒータ制御領域がヒータ用ＩＣに備えられ、前記電圧レギュレータが前記ヒータ用ＩＣに設けられていることが好ましい。この構成によれば、発振用ＩＣから電圧レギュレータを削除することができ、発振用ＩＣの小型化を図ることができる。これにより、発振用ＩＣが搭載される圧電振動子の小型化を図ることができ、圧電発振器の熱容量を低減することができる。その結果、小電力での温度制御がしやすくなり、ヒータ用ＩＣによる圧電発振器の温度制御性を向上させることができる。また、圧電振動子のサイズに関係なく、電圧レギュレータのサイズを大きくして電圧レギュレータに供給する電流を増加させる設計が可能になり、ノイズ特性向上に寄与することができる。この場合、電圧レギュレータの電流を増加しても発振用ＩＣの温度は上昇しないので、ヒータ用ＩＣによる圧電発振器の温度制御性を低下させることがない。

上記構成において、前記ヒータ用ＩＣに設けられた前記電圧レギュレータが、単一の配線により前記発振用ＩＣに電気的に接続されていることが好ましい。この構成によれば、ヒータ用ＩＣに設けられた電圧レギュレータと発振用ＩＣとが、例えば圧電振動子のパッケージ部材等のような他の介在物を経由せずに、熱的に直接、接続されるので、ヒータ用ＩＣと発振用ＩＣの熱が配線を通じてそれ以外に移動することがなくなる。これにより、圧電振動子と発振用ＩＣとの温度差をできる限り小さくすることができ、ヒータ用ＩＣによる圧電発振器の温度制御性を向上させることができる。

上記構成において、前記電圧レギュレータのノイズ吸収用コンデンサが、前記パッケージの前記圧電振動子を収容する空間とは異なる空間に収容されていることが好ましい。詳細には、前記パッケージは、上方が開口された第１凹部と下方が開口された第２凹部とを有する断面Ｈ型形状のベースを備え、前記第１凹部に少なくとも前記圧電振動子および前記発熱体が収容され、前記第２凹部に前記ノイズ吸収用コンデンサが収容されていることが好ましい。これらの構成によれば、例えば少なくとも圧電振動子および発熱体が絶縁基板（コア基板）を介して第１凹部に収容される絶縁基板に、ノイズ吸収用コンデンサを実装するためのスペースを設ける必要がなくなる。これにより、絶縁基板の小型化を図ることができ、絶縁基板の熱容量を低減することができ、ヒータ用ＩＣによる圧電発振器の温度制御性を向上させることができる。

本発明によれば、発振制御領域から電圧レギュレータを削除することができ、発振制御領域の小型化を図ることができる。これにより、発振制御領域とこれと一体に設けられる圧電振動子とからなる圧電発振器の熱容量を低減することができ、ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性を向上させることができる。また、圧電振動子のサイズに関係なく、電圧レギュレータのサイズを大きくして電圧レギュレータに供給する電流を増加させる設計が可能になり、ノイズ特性向上に寄与することができる。この場合、電圧レギュレータの電流を増加しても発振制御領域の温度は上昇しないので、ヒータ制御領域による圧電発振器の温度制御性を低下させることがない。

本発明の実施形態にかかるＯＣＸＯの概略構成を示す断面図である。 図１のＯＣＸＯの平面図である。 図１のＯＣＸＯのコア部に含まれる水晶発振器を示す断面図である。 図１のＯＣＸＯのコア部に含まれる水晶発振器を示す平面図である。 図１のＯＣＸＯの発振用ＩＣおよびヒータ用ＩＣの概略構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態にかかるＯＣＸＯ１は、図１に示すように、セラミック製等のパッケージ２の内部にコア部５が配置され、リッド（蓋）３によって気密封止された構造とされている。詳細には、パッケージ２は、上方が開口された第１凹部２ａと下方が開口された第２凹部２ｅとを有する断面Ｈ型形状のベースを備えている。第１凹部２ａの内部にコア部５が気密状態で封入されている。第１凹部２ａを囲う周壁部２ｂの上面には、リッド３が封止材８を介してシーム溶接によって固定されており、パッケージ２の第１凹部２ａの内部が密封状態（気密状態）になっている。封止材８としては、例えばＡｕ－Ｓｕ合金や、はんだ等の金属系封止材が好適に用いられるが、低融点ガラス等の封止材を用いてもよい。また、これらに限らず、金属リングを用いたシーム封止や金属リングを用いないダイレクトシーム封止、ビーム封止などの手法による封止部材の構成を採用することも可能である（真空度を低下させない上では、シーム封止が好ましい）。パッケージ２の第１凹部２ａの内部空間は、真空（例えば真空度が１０Ｐａ以下）、または低圧の窒素やアルゴンなどの熱伝導率が低い雰囲気であることが好ましい。なお、図２では、リッド３を取り外した状態のＯＣＸＯ１を示しており、ＯＣＸＯ１の内部の構造を示している。

パッケージ２の周壁部２ｂの内壁面には、接続端子（図示省略）の並びに沿った段差部２ｃが形成されている。コア部５は、対向する一対の段差部２ｃ，２ｃ間における第１凹部２ａの底面に、板状のコア基板４を介して配置されている。あるいは、段差部２ｃは、第１凹部２ａの底面の４方を囲むように形成されていてもよい。コア基板４は、非導電性接着剤７により第１凹部２ａの底面に接合されており、コア基板４の下側の部分には空間２ｄが形成されている。また、コア部５の各構成部材に形成された外部端子（図示省略）は、ワイヤ６ａ，６ｂを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子にワイヤボンディングにより接続されている。また、ワイヤ６ｃを介してコア部５の発振用ＩＣ５１に形成された外部端子（図示省略）と、ヒータ用ＩＣ５２に形成された外部端子（図示省略）とがワイヤボンディングにより接続されている。非導電性接着剤７，７は、コア基板４の長手方向の両端部に配置されており、コア基板４の短手方向（図１の紙面に直交する方向）に沿って直線状に配置されている。このように、コア基板４を用いてコア部５をパッケージ２に搭載し、コア基板４の下方に空間２ｄを形成することで、コア部５に対する断熱効果を高めることができる。また、パッケージ２に一対の段差部２ｃを設け、段差部２ｃに接続端子を設けることで、接続端子がパッケージ２の開口部に近づき、コア部５とパッケージ２とのワイヤボンディングが行いやすくなる。

パッケージ２の第２凹部２ｅの内部には、複数（図１では３つ）のコンデンサ９が収容されている。コンデンサ９は、後述する電圧レギュレータ５１ｂのノイズ吸収用のコンデンサとして設けられている。コンデンサ９は、はんだによって第２凹部２ｅの底面に実装されている。このように、コンデンサ９を、コア部５が配置される第１凹部２ａとは異なる第２凹部２ｅに配置することによって、コア部５が配置される密閉空間の真空度が、はんだから発生するガスにより低下することを回避できる。これにより、ＯＣＸＯ１の断熱性を良好に維持できる。また、コンデンサ９を、コア部５が配置される密閉空間外に配置することによって、この密閉空間の熱容量を小さくすることができ、密閉空間の熱容量を小さくすることで、小電力での温度制御や、コア部５の温度追従性の向上を図ることができる。

次に、コア部５について説明する。コア部５は、ＯＣＸＯ１で使用される各種電子部品をパッケージングしたものであり、発振用ＩＣ５１、水晶振動子（圧電振動子）５０、およびヒータ用ＩＣ５２が上側から順に積層された３層構造（積層構造）の構成になっている。発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２は、平面視におけるそれぞれの面積が、上方に向かって漸次小さくなっている。コア部５は、特に、温度特性の大きい水晶振動子５０、発振用ＩＣ５１、およびヒータ用ＩＣ５２の温度調整を行うことで、ＯＣＸＯ１の発振周波数を安定させるように構成されている。なお、コア部５の各種電子部品は封止樹脂によって封止されていないが、封止雰囲気によっては封止樹脂による封止を行うようにしてもよい。

水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１によって、水晶発振器１００が構成される。発振用ＩＣ５１は、複数の金属バンプ５１ａを介して水晶振動子５０上に搭載されている。発振用ＩＣ５１は、例えば図５に示すように、レベルシフタ５１ｃと、分周器５２ｄと、出力バッファ５２ｅとを含む構成とされている。発振用ＩＣ５１には、ヒータ用ＩＣ５２に内蔵された電圧レギュレータ５１ｂによって調整された電圧が、ワイヤ６ｃを介して供給され、水晶振動子５０の振動部の励振電極に印加されるようになっている。発振用ＩＣ５１によって水晶振動子５０の圧電振動を制御することにより、ＯＣＸＯ１の発振周波数が制御される。なお、水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１の互いの対向面の間に、アンダーフィルを介在させてもよい。

ヒータ用ＩＣ５２は、例えば図５に示すように、発熱体（ヒータ）５２ａと、発熱体５２ａの温度制御用の制御回路（電流制御用の回路）５２ｃと、発熱体５２ａの温度を検出するための温度センサ５２ｂとを含む構成とされている。制御回路５２ｃは外部電源から発熱体５２ａに供給される電流量を制御する。発熱体５２ａは供給された電流量に応じて発熱し、コア部５を加熱する。ヒータ用ＩＣ５２によってコア部５の温度制御を行うことにより、水晶振動子５０の温度が略一定の温度に維持され、ＯＣＸＯ１の発振周波数の安定化が図られている。また、本実施形態では、ヒータ用ＩＣ５２には、水晶振動子５０に供給する電圧を制御する電圧レギュレータ５１ｂが内蔵されている。電圧レギュレータ５１ｂは、外部電源から供給された電圧を調整して発振用ＩＣ５１へ供給する。

水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５４が介在されており、非導電性接着剤５４によって水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の互いの対向面が固定されている。この場合、水晶振動子５０の下面と、ヒータ用ＩＣ５２の上面とが、非導電性接着剤５４を介して接合される。

ヒータ用ＩＣ５２およびコア基板４の互いの対向面の間には、非導電性接着剤５５が介在されており、非導電性接着剤５５によってヒータ用ＩＣ５２およびコア基板４の互いの対向面が固定されている。非導電性接着剤５４，５５としては、例えばポリイミド系接着剤、エポキシ系接着剤などが用いられる。

コア部５において、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２の上面にはワイヤボンディング用の外部端子が形成されている。なお、水晶振動子５０およびヒータ用ＩＣ５２のワイヤボンディングは、コア部５をパッケージ２に搭載する前には行われず、コア部５をパッケージ２に搭載した後に行われる。すなわち、図１に示すように、コア部５をパッケージ２に搭載した後、水晶振動子５０の上面に形成された外部端子がワイヤ６ａを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子に接続される。また、ヒータ用ＩＣ５２の上面に形成された外部端子がワイヤ６ｂを介して段差部２ｃの段差面上に形成された接続端子に接続される。このように、コア部５をパッケージ２に搭載した後でワイヤボンディングを行うことによって、効率よくワイヤボンディングを行うことができる。

コア部５に用いられる水晶振動子５０の種類は特に限定されるものではないが、デバイスを薄型化しやすい、サンドイッチ構造のデバイスを好適に使用できる。サンドイッチ構造のデバイスは、ガラスや水晶からなる第１、第２封止部材と、例えば水晶からなり両主面に励振電極が形成された振動部を有する圧電振動板とから構成され、第１封止部材と第２封止部材とが、圧電振動板を介して積層して接合され、内部に配された圧電振動板の振動部が気密封止される３枚重ね構造のデバイスである。

このようなサンドイッチ構造の水晶振動子５０と、発振用ＩＣ５１とが一体的に設けられた水晶発振器１００の一例について、図３、図４を参照して説明する。図３は水晶発振器１００の断面図（図４のＡ－Ａ断面図）であり、図４は水晶発振器１００の平面図である。なお、サンドイッチ構造の水晶振動子自体は公知であるため、水晶振動子５０の内部構造についての詳細な説明は省略する。

水晶発振器１００は、図３に示すように、水晶振動板（圧電振動板）１０、第１封止部材２０、第２封止部材３０、および発振用ＩＣ５１を備えて構成されている。この水晶発振器１００では、水晶振動板１０と第１封止部材２０とが環状の封止接合部４１によって接合され、水晶振動板１０と第２封止部材３０とが環状の封止接合部４２によって接合されることによって、略直方体のサンドイッチ構造のパッケージが構成される。封止接合部４１，４２は、例えば、水晶振動板１０、第１封止部材２０および第２封止部材３０のそれぞれの接合面に、表面がＡｕ層とされた接合パターン（例えば、最下層側からＴｉ層とＡｕ層とが形成された接合パターン）を形成し、接合面同士を貼り合わせたときのＡｕ－Ａｕ拡散接合によって接合が行われるものとすることができる。この構成によれば、水晶振動板１０と各封止部材２０，３０との隙間寸法を０．１５μｍ～１μｍ程度と非常に小さくできるため、薄型化とコア部５の熱容量の縮小化に有利な構成とすることができる。

すなわち、水晶発振器１００においては、振動部（図示省略）が形成される水晶振動板１０の両主面のそれぞれに第１封止部材２０および第２封止部材３０が接合されることでパッケージの内部空間（キャビティ）が形成され、この内部空間に水晶振動板１０の振動部が気密封止される。第１封止部材２０上に搭載される発振用ＩＣ５１は、水晶振動板１０とともに発振回路を構成する１チップ集積回路素子である。

図４に示すように、水晶振動子５０の上面には、接続端子２１や外部端子２２が形成されている。接続端子２１は、その一端（外周側端部）に振動部の励振電極が（水晶振動子５０内の配線やスルーホールを介して）電気的に接続されており、他端（内周側端部）に金属バンプ５１ａを介して発振用ＩＣ５１が接続される。また、外部端子２２は、その一端（外周側端部）がパッケージ２とのワイヤボンディングに用いられ、他端（内周側端部）に金属バンプ５１ａを介して発振用ＩＣ５１が接続される。発振用ＩＣ５１は、金属バンプ５１ａを用いたＦＣＢ法により、接続端子２１や外部端子２２に接続される。

本実施形態では、ＯＣＸＯ１は、水晶振動子５０に電圧を供給し、当該水晶振動子５０の圧電振動を制御するための発振制御領域と、発熱体（ヒータ）５２ａに電流を供給し、水晶振動子５０の温度を略一定に制御するためのヒータ制御領域とを備え、水晶振動子５０に供給する電圧を制御する電圧レギュレータ５１ｂが、発振制御領域には設けられておらず、ヒータ制御領域に設けられている。具体的には、発振制御領域が発振用ＩＣ５１に備えられ、ヒータ制御領域がヒータ用ＩＣ５２に備えられており、電圧レギュレータ５１ｂがヒータ用ＩＣ５２に設けられている。

本実施形態によれば、水晶振動子５０に供給する電圧を制御する電圧レギュレータ５１ｂが、発振用ＩＣ５１にではなくヒータ用ＩＣ５２に設けられているので、発振用ＩＣ５１から電圧レギュレータ５１ｂを削除することができ、発振用ＩＣ５１の小型化を図ることができる。これにより、発振用ＩＣ５１が搭載される水晶振動子５０の小型化を図ることができ、水晶発振器１００の熱容量を低減することができる。その結果、小電力での温度制御がしやすくなり、ヒータ用ＩＣ５２による水晶発振器１００の温度制御性を向上させることができる。

また、水晶振動子５０のサイズに関係なく、電圧レギュレータ５１ｂのサイズを大きくして電圧レギュレータ５１ｂに供給する電流を増加させる設計が可能になり、ノイズ特性向上に寄与することができる。この場合、電圧レギュレータ５１ｂの電流を増加しても発振用ＩＣ５１の温度は上昇しないので、ヒータ用ＩＣ５２による水晶発振器１００の温度制御性を低下させることがない。

本実施形態では、ヒータ用ＩＣ５２に設けられた電圧レギュレータ５１ｂが、単一の配線であるワイヤ６ｃにより発振用ＩＣ５１に電気的に接続されている。このように、ヒータ用ＩＣ５２に設けられた電圧レギュレータ５１ｂと発振用ＩＣ５１とが、例えば水晶振動子５０のパッケージ部材（第１、第２封止部材２０，３０）等のような他の介在物を経由せずに、熱的に直接、接続されるので、ヒータ用ＩＣ５２と発振用ＩＣ５１の熱がワイヤ６ｃを通じてそれ以外に移動することがなくなる。これにより、水晶振動子５０と発振用ＩＣ５１との温度差をできる限り小さくすることができ、ヒータ用ＩＣ５２による水晶発振器１００の温度制御性を向上させることができる。

また、本実施形態では、パッケージ２が断面Ｈ型形状に形成され、パッケージ２の第１凹部２ａに少なくとも水晶振動子５０および発熱体５２ａが収容され、パッケージ２の第２凹部２ｅに電圧レギュレータ５１ｂのノイズ吸収用のコンデンサ９が収容されている。このように、パッケージ２の水晶振動子５０等を収容する空間とは異なる空間に、コンデンサ９が収容されるので、例えば少なくとも水晶振動子５０および発熱体５２ａがコア基板４を介して第１凹部２ａに収容されるコア基板４に、コンデンサ９を実装するためのスペースを設ける必要がなくなる。これにより、コア基板４の小型化を図ることができ、コア基板４の熱容量を低減することができ、ヒータ用ＩＣ５２による水晶発振器１００の温度制御性を向上させることができる。

本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

上記実施形態では、水晶振動子５０に電圧を供給し、当該水晶振動子５０の圧電振動を制御するための発振用ＩＣ５１と、発熱体（ヒータ）５２ａに電流を供給し、水晶振動子５０の温度を略一定に制御するためのヒータ用ＩＣ５２とが、別々の部材である場合について説明した。つまり、発振用ＩＣ５１が、水晶振動子５０に電圧を供給し、当該水晶振動子５０の圧電振動を制御するための発振制御領域であり、ヒータ用ＩＣ５２が、発熱体５２ａに電流を供給し、水晶振動子５０の温度を略一定に制御するためのヒータ制御領域である場合について説明した。

しかし、発振制御領域およびヒータ制御領域を単一のＩＣ（例えばＯＣＸＯ－ＩＣ）に設けてもよい。この場合、水晶振動子５０に供給する電圧を制御する電圧レギュレータ５１ｂがヒータ制御領域に設けられる。この構成によれば、発振制御領域から電圧レギュレータ５１ｂを削除することができ、発振制御領域の小型化を図ることができる。これにより、発振制御領域と、これと一体的に設けられる水晶振動子５０とからなる水晶発振器１００の熱容量を低減することができる。その結果、小電力での温度制御がしやすくなり、ヒータ制御領域による水晶発振器１００の温度制御性を向上させることができる。また、水晶振動子５０のサイズに関係なく、電圧レギュレータ５１ｂのサイズを大きくして電圧レギュレータ５１ｂに供給する電流を増加させる設計が可能になり、ノイズ特性向上に寄与することができる。この場合、電圧レギュレータ５１ｂの電流を増加しても発振制御領域の温度は上昇しないので、ヒータ制御領域による水晶発振器１００の温度制御性を低下させることがない。

上記実施形態では、ヒータ用ＩＣ５２に設けられた電圧レギュレータ５１ｂから発振用ＩＣ５１に入力される配線をワイヤ６ｃとしたが、これ以外の手段によって、電圧レギュレータ５１ｂと発振用ＩＣ５１とを電気的に接続してもよい。

上記実施形態において、発振用ＩＣ５１に含まれる分周器５１ｄ、出力バッファ５１ｅ等をヒータ用ＩＣ５２に設ける構成としてもよい。この構成によれば、電圧レギュレータ５１ｂに加えて分周器５１ｄ、出力バッファ５１ｅ等も発振用ＩＣ５１から削除することができるので、発振用ＩＣ５１のさらなる小型化を図ることができる。これにより、発振用ＩＣ５１が搭載される水晶振動子５０のさらなる小型化を図ることができ、水晶振動子５０の熱容量をいっそう低減することができ、ヒータ用ＩＣ５２による水晶発振器１００の温度制御性をいっそう向上させることができる。

また、上記実施形態では、パッケージ２が断面Ｈ型形状のベースを有する構成としたが、２段重ね構造のパッケージを用いてもよい。２段重ね構造のパッケージを用いたＯＣＸＯの図示は省略するが、一方のみに凹部を有するパッケージを上下方向に積層し、電気的機械的に接合するとともに、上側のパッケージをリッドで気密封止する構成とされている。この場合、上側のパッケージにコア部５を収容し、下側のパッケージにコンデンサ９を収容すればよい。

上記実施形態では、ワイヤボンディングによって、コア部５とパッケージ２との電気的接続を行ったが、例えば、導電性接着剤や、金属バンプを用いたＦＣＢ法等のような機械的な接続手段によって、コア部５とパッケージ２との電気的接続を行ってもよい。

また、上記実施形態では、コア基板４を用いてコア部５をパッケージ２に搭載したが、コア基板４を用いずに、コア部５をパッケージ２に搭載してもよい。例えばコア部５をパッケージ２の第１凹部２ａの底面に非導電性接着剤によって固定すればよい。

上記実施形態では、コア基板４を経由せずにコア部５とパッケージ２とを電気的に接続したが、コア基板４を経由してコア部５とパッケージ２との電気的な接続を行ってもよい。例えば、導電性接着剤や、ワイヤボンディング、金属バンプを用いたＦＣＢ法等のような機械的な接続手段によって、コア基板４とパッケージ２との電気的接続を行えばよい。

上記実施形態では、コア部５を発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が積層された３層構造の構成としたが、これ以外の構造のコア部５を用いてもよい。例えば、上記実施形態では、コア部５が、少なくとも発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が上側から順に積層された構成であったが、これとは逆に、コア部５が、少なくともヒータ用ＩＣ５２、水晶振動子５０、および発振用ＩＣ５１が上側から順に積層された構成であってもよい。コア部５は、少なくとも発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２を有していればよく、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２の積層構造に、例えばヒータ基板等を付加する構成としてもよい。例えばヒータ基板、発振用ＩＣ５１、水晶振動子５０、およびヒータ用ＩＣ５２が、上側から順に積層された４層構造としてもよいし、あるいはヒータ用ＩＣ５２、水晶振動子５０、発振用ＩＣ５１、およびヒータ基板が、上側から順に積層された４層構造としてもよい。これらの場合、発振用ＩＣ５１に発熱体であるヒータ基板を積層することによって、コア部５の温度をより均一化させることができる。

なお、コア部５を構成せずに、水晶発振器１００（水晶振動子５０および発振用ＩＣ５１）とヒータ用ＩＣ５２とを別々に設ける構成としてもよい。

上記実施形態では、水晶振動板１０が第１封止部材２０および第２封止部材３０の間に挟まれた３枚重ね構造の水晶振動子５０を用いたが、これ以外の構造の水晶振動子を用いてもよい。例えば、凹部を有する、セラミックやガラスや水晶などの絶縁材料から成るベースの内部に水晶振動板を収容し、当該ベースにリッドを接合した構造の水晶振動子を用いてもよい。

１ ＯＣＸＯ（恒温槽型圧電発振器）
２ パッケージ
５０ 水晶振動子（圧電振動子）
５１ 発振用ＩＣ（発振制御領域）
５１ｂ 電圧レギュレータ
５２ ヒータ用ＩＣ（ヒータ制御領域）
５２ａ 発熱体

Claims (5)

1. 圧電振動子が断熱用のパッケージの内部に密閉状態で封入された恒温槽型圧電発振器であって、
   前記圧電振動子に電圧を供給し、当該圧電振動子の圧電振動を制御するための発振制御領域と、発熱体に電流を供給し、前記圧電振動子の温度を略一定に制御するためのヒータ制御領域とを備え、
   前記圧電振動子に供給する電圧を制御する電圧レギュレータが、前記発振制御領域には設けられておらず、前記ヒータ制御領域に設けられていることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
2. 請求項１に記載の恒温槽型圧電発振器において、
   前記発振制御領域が発振用ＩＣに備えられ、前記ヒータ制御領域がヒータ用ＩＣに備えられ、
   前記電圧レギュレータが前記ヒータ用ＩＣに設けられていることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
3. 請求項２に記載の恒温槽型圧電発振器において、
   前記ヒータ用ＩＣに設けられた前記電圧レギュレータが、単一の配線により前記発振用ＩＣに電気的に接続されていることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載の恒温槽型圧電発振器において、
   前記電圧レギュレータのノイズ吸収用コンデンサが、前記パッケージの前記圧電振動子を収容する空間とは異なる空間に収容されていることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。
5. 請求項４に記載の恒温槽型圧電発振器において、
   前記パッケージは、上方が開口された第１凹部と下方が開口された第２凹部とを有する断面Ｈ型形状のベースを備え、
   前記第１凹部に少なくとも前記圧電振動子および前記発熱体が収容され、前記第２凹部に前記ノイズ吸収用コンデンサが収容されていることを特徴とする恒温槽型圧電発振器。

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