JP6538309B2

JP6538309B2 - 恒温槽付圧電デバイス及び恒温槽付圧電デバイスの製造方法

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Publication number: JP6538309B2
Application number: JP2014091714A
Authority: JP
Inventors: 倫大齊藤; 邦彦小野; 伸郎竹野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: JP2015211334A

Description

本発明は、恒温槽付圧電デバイス及び恒温槽付圧電デバイスの製造方法に関する。

恒温槽を有する圧電デバイスが知られている。例えば、特許文献１では、温度補償型発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）を恒温槽に収容した恒温槽付発振器（ＯＣＸＯ：Oven Controlled Crystal Oscillator）を開示している。

ＴＣＸＯにおいて、温度補償量を規定するパラメータの値は、ＴＣＸＯのパッケージング完了後、ＴＣＸＯの出力する発振信号の温度特性を測定することによって決定され、ＴＣＸＯの外部に露出する書込み端子を介してＴＣＸＯのメモリに記憶される。従って、ＴＣＸＯの温度補償量は、ＴＣＸＯの製造ばらつきの影響、及び、振動素子（圧電体）と温度センサとの温度差の影響が加味されたものとなっている。

特開２０１３−２１１７５２号公報

ＴＣＸＯ等の温度補償型圧電デバイスを回路基板に実装すると、温度補償型圧電デバイスの各部における放熱及び／又は吸熱の具体的態様は、実装前とは異なるものとなる。ひいては、圧電体と温度センサとの温度差も実装前とは異なるものとなる。その結果、温度補償型圧電デバイスに書き込まれた温度補償量を規定するパラメータの値は、実装後の温度補償型圧電デバイスにとって最適値ではなくなる。

従って、実装の影響を加味した温度補償を行うことができる恒温槽付圧電デバイス及びその製造方法が提供されることが望まれる。

本発明の一態様に係る恒温槽付圧電デバイスは、複数の第１端子を有する温度補償型圧電デバイスと、前記複数の第１端子と接続された複数の第２端子と、前記複数の第２端子から延びる複数の接続配線と、前記複数の接続配線により前記複数の第２端子と接続された複数の第３端子とを有する実装基体と、前記温度補償型圧電デバイスを収容するケースと、前記ケース内の雰囲気の加熱及び冷却の少なくとも一方を実行可能な温度調整素子と、を有し、前記複数の第１端子は、前記温度補償型圧電デバイスのメモリに温度補償量を規定する情報を書き込み可能な第１書込み端子を含み、前記複数の第３端子は、前記第１書込み端子に接続された第３書込み端子を含む。

好適には、前記恒温槽付圧電デバイスは、前記複数の第３端子と接続され、前記ケースの外部に露出する複数の外部端子を更に有し、前記複数の外部端子は、前記第３書込み端子に接続された外部書込み端子を含む。

好適には、前記温度補償型圧電デバイスは、圧電体と、温度補償に利用される温度センサを含む集積回路素子と、前記圧電体を収容する第１凹部と、第１凹部の背面に位置し、前記集積回路素子を収容する第２凹部とを有する素子搭載用部材と、を有する。

本発明の一態様に係る恒温槽付圧電デバイスの製造方法は、複数の第１端子を有する温度補償型圧電デバイスを、複数の前記第１端子と接続される複数の第２端子と、前記複数の第２端子から延びる複数の接続配線と、前記複数の接続配線により前記複数の第２端子と接続された複数の第３端子とを有する実装基体に実装する実装工程と、前記実装基体に実装された前記温度補償型圧電デバイスの温度特性を前記複数の第３端子のいずれかを介して測定する測定工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて、前記温度補償型圧電デバイスのメモリに温度補償量を規定する情報を書き込む書込み工程と、を有する。

好適には、前記書込み工程では、前記複数の第３端子の他のいずれかを介して前記メモリに前記情報を書き込む。

好適には、前記製造方法は、前記実装工程の後、前記測定工程の前に、前記複数の第３端子に接続される複数の外部端子を露出させつつ前記温度補償型圧電デバイスをケースに収容する収容工程を更に有し、前記測定工程では、前記ケースに収容された前記温度補償型圧電デバイスの温度特性を前記複数の外部端子のいずれかを介して測定し、前記書込み工程では、前記複数の外部端子の他のいずれかを介して前記メモリに前記情報を書き込む。

上記の構成又は手順によれば、実装の影響を加味した温度補償を行うことができる。

本発明の実施形態に係る恒温槽付水晶発振器の概略構成を、一部を破断して示す斜視図。図１のII−II線における断面図。図３（ａ）は図１のＯＣＸＯの有するＴＣＸＯの底面図、図３（ｂ）は図１のＯＣＸＯの有する実装基体の上面図。図１のＯＣＸＯの信号処理系の概略構成を示すブロック図。図１のＯＣＸＯの製造方法の手順を示すフローチャート。図１のＯＣＸＯの製造方法の変形例の手順を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態に係るＯＣＸＯについて、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

ＯＣＸＯは、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともにｚ方向の正側を上方として、上面、下面などの用語を用いるものとする。

図１は、本発明の実施形態に係るＯＣＸＯ１の概略構成を、一部を破断して示す斜視図である。また、図２は、図１のII−II線における断面図である。

ＯＣＸＯ１は、例えば、ＴＣＸＯ３と、ＴＣＸＯ３の周囲の雰囲気を所定の温度に維持するとともにＴＣＸＯ３と外部機器との電気的接続を仲介するための恒温槽５とを有している。

ＴＣＸＯ３は、例えば、素子搭載用部材７と、素子搭載用部材７に搭載された振動素子９（図２）及びＩＣ１１（図２）と、振動素子９を封止するための蓋体１３とを有している。

素子搭載用部材７は、例えば、絶縁部材１５と、絶縁部材１５の表面又は内部に設けられた各種の導体とを有している。

絶縁部材１５は、図２に示すように、上方に開口し、振動素子９を収容する第１凹部１５ａと、下方に開口し、ＩＣ１１を収容する第２凹部１５ｂとを有している。別の観点では、絶縁部材１５は、基板部１５ｃと、基板部１５ｃの一方の主面上に位置する第１枠部１５ｄと、基板部１５ｃの他方の主面上に位置する第２枠部１５ｅとを有している。絶縁部材１５は、例えば、アルミナ等のセラミックからなる層状部材を複数枚重ねて形成されている。

素子搭載用部材７の各種の導体は、例えば、第１凹部１５ａの底面に設けられ、振動素子９を搭載するための１対の素子搭載用パッド（不図示）、第２凹部１５ｂの底面に設けられ、ＩＣ１１を実装するための複数のＩＣ実装用パッド（不図示）、第２枠部１５ｅの下面に設けられ、ＴＣＸＯ３に対する信号の入出力のための複数の第１端子２５（図３参照。２５Ｗを含む）、１対の素子搭載用パッドと複数のＩＣ実装用パッドのうちの２つとを接続する配線（不図示）、複数のＩＣ実装用パッドの残りと複数の第１端子２５とを接続する配線（不図示）である。なお、配線は、例えば、基板部１５ｃの主面に設けられた層状配線及び絶縁部材１５を貫通するビア導体からなる。

振動素子９は、例えば、平板状の圧電素板１０（図２）と、圧電素板１０の両主面に設けられた１対の励振電極３２（図４参照）とを備えている。圧電素板１０は、例えば、水晶のような石英材料よりなり、結晶軸に対し所定の角度で切断され、平面視で長方形状とされている。振動素子９は、１対の励振電極３２に電圧が印加されることにより、所定の周波数で厚みすべり振動を生じる。

蓋体１３は、第１枠部１５ｄの上面に接合され、第１凹部１５ａを封止する。蓋体１３は、金属等の導電材料により構成されてもよいし、絶縁材料により構成されてもよいし、絶縁層と導電層とを積層した複合材料により構成されてもよい。例えば、蓋体１３は、金属板から構成されており、この金属板は、シーム溶接等により第１枠部１５ｄに接合される。

恒温槽５は、例えば、ＴＣＸＯ３が実装される実装基体１７と、ＴＣＸＯ３を収容するケース１９と、ケース１９内の雰囲気を加熱するためのヒータ２１（図２）と、ＯＣＸＯ１を外部機器に実装するための複数（本実施形態では６個）の外部端子２３（図１の２３Ｗ含む）と、実装基体１７に実装された各種の電子部品（図１及び図２では図示省略）とを有している。

実装基体１７は、例えば、プリント配線基板により構成されており、絶縁基体２４と、絶縁基体２４に設けられた各種の導体とを有している。絶縁基体２４は、例えば、ガラスエポキシ材よりなる。

ケース１９は、例えば、金属材料よりなり、ＴＣＸＯ３、実装基体１７及びヒータ２１を収容している。ケース１９は、特に図示しないが、例えば、ケース１９の下面を構成する部材と、ケース１９の上面及び外周面を構成する部材とが固定されて構成されている。両部材間は封止材等により気密に接合され、ケース１９の内部は密閉されていることが好ましい。

ヒータ２１は、例えば、実装基体１７の下面において、ＴＣＸＯ３と重なる位置に接合されている。ヒータ２１は、例えば、所定のパターンに延びる導電体（抵抗体）を絶縁材料により封止して構成されており、実装基体１７を介して印加された電圧に応じた熱を生じる。

複数の外部端子２３は、例えば、ピン状の端子であり、一端側が、実装基体１７に形成された孔に挿通され、半田等により実装基体１７に固定されるとともに電気的に接続されている。複数の外部端子２３の他端側は、例えば、ケース１９の下面から延び出ている。なお、複数の外部端子２３は、ケース１９に対して固定され、実装基体１７とケース１９の下面との間隔を確保しつつ、実装基体１７とケース１９とを固定することに寄与してもよい。

図３（ａ）は、ＴＣＸＯ３の底面図であり、図３（ｂ）は実装基体１７の上面図である。

上述のように、ＴＣＸＯ３は、第２枠部１５ｅの下面に、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装するための複数（図３では６個）の第１端子２５（２５Ｗを含む）を有している。複数の第１端子２５は、例えば、層状である。複数の第１端子２５の配置位置は適宜に設定されてよいが、例えば、第２枠部１５ｅの４隅及び長辺の中央である。

実装基体１７は、上方の主面に、複数の第１端子２５と接続される複数（図３では６個）の第２端子２７（２７Ｗを含む）を有している。複数の第２端子２７は、例えば、層状であり、バンプにより複数の第１端子２５と接続される。これにより、ＴＣＸＯ３は、実装基体１７に固定されるとともに電気的に接続される。なお、複数の第２端子２７の数は、例えば、複数の第１端子２５の数と同数である。

また、実装基体１７は、複数の外部端子２３が挿通される複数の孔２４ｈと、複数の孔２４ｈの内周面及び／又は周囲に位置する複数の第３端子２９（２９Ｗを含む）と、複数の第２端子２７と複数の第３端子２９とを接続する複数の接続配線３１とを有している。複数の第３端子２９及び接続配線３１は、例えば、絶縁基体２４の表面に層状に形成されている。なお、接続配線３１は、実装基体１７の下方の主面又は実装基体１７の内部に設けられてもよい。複数の第３端子２９の数は、例えば、複数の外部端子２３の数と同数である。

複数の外部端子２３は、例えば、複数の孔２４ｈに挿入され、半田等の導電性材料によって複数の第３端子２９に固定されるとともに接続される。これにより、ＴＣＸＯ３の複数の第１端子２５は、実装基体１７の複数の第２端子２７及び複数の第３端子２９を介して複数の外部端子２３に接続される。

図４は、ＯＣＸＯ１の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。

ＯＣＸＯ１は、既述のように、ＴＣＸＯ３と、恒温槽５とを有しており、両者は、複数の第１端子２５と複数の第２端子２７とが接続されることにより電気的に接続されている。また、恒温槽５の複数の外部端子２３を介して、ＴＣＸＯ３の複数の第１端子２５は、種々の信号が入力され、又は、種々の信号を出力する。

複数の外部端子２３（第１端子２５）に付与される信号は、例えば、ＴＣＸＯ３及び恒温槽５を駆動するための電源電圧Ｖｃｃ、基準電位ＧＮＤ、ＴＣＸＯ３の生成する発振信号の周波数を制御するための制御電圧Ｖｃｏｎ、ＴＣＸＯ３に温度補償に係る情報を書き込むための書込み信号Ｖｗである。複数の外部端子２３から出力される信号は、例えば、ＴＣＸＯ３の生成した発振信号Ｖｏｕｔである。

なお、いずれの位置の外部端子２３に対していずれの役割を割り振るかは、適宜に設定されてよい。第１端子２５、第２端子２７及び第３端子２９についても同様である。以下では、便宜上、符号にＷの付加符号が付された端子が書込み信号Ｖｗが入力される端子であるものとし、これら端子を第１書込み端子２５Ｗ、第２書込み端子２７Ｗ、第３書込み端子２９Ｗ、外部書込み端子２３Ｗということがある。

ＴＣＸＯ３は、上述のように、振動素子９と、振動素子９と接続されるＩＣ１１とを有している。ＩＣ１１は、例えば、振動素子９に電圧を印加して発振信号を生成する発振回路３３と、発振信号の温度変化に対する補償を行うための温度補償回路３５と、温度補償回路３５の保持する温度補償に係るデータの内容を書き換えるための書換え回路３７とを有している。発振回路３３、温度補償回路３５及び書換え回路３７の構成は、公知の構成と同様でよい。

例えば、発振回路３３は、特に図示しないが、入力側及び出力側が振動素子９に接続されるインバータ、インバータの入力側及び出力側に接続される帰還抵抗、インバータの入力側とグランド部との間に配置される可変容量素子、及び、インバータの出力側とグランド部との間に配置される可変容量素子を含んで構成されている。

また、例えば、温度補償回路３５は、振動素子９とグランド部との間に配置される可変容量素子３９と、可変容量素子３９に接続された補償信号発生回路４１と、補償信号発生回路４１に接続されたＲＯＭ４３、ＲＡＭ４５及び第１温度センサ４７とを有している。

なお、温度補償回路３５の可変容量素子３９には、制御電圧Ｖｃｏｎに従って発振信号の周波数を変化させるために発振回路３３に含まれる可変容量素子が兼用されてもよい。また、ＲＯＭ４３及びＲＡＭ４５は、発振回路３３が利用する情報を保持するＲＯＭ及びＲＡＭと兼用されるものであってもよい。第１温度センサ４７は、ＩＣ１１とは別個に設けられてもよい。

補償信号発生回路４１は、ＲＯＭ４３又はＲＡＭ４５に記憶されている情報に基づいて、第１温度センサ４７の検出する温度に応じた電圧を可変容量素子３９に印加する。これにより、温度に応じて振動素子９の負荷容量が変化し、発振信号の周波数は温度補償がなされる。

より具体的には、例えば、温度補償がなされていない発振信号の周波数の温度変化に対する変化量は３次関数で表わされる。そして、この変化量を打ち消すために可変容量素子３９に印加されるべき電圧も温度を変数とする３次関数で表わされる。ＲＯＭ４３又はＲＡＭ４５は、この電圧の３次関数の係数及び定数の値を保持している。補償信号発生回路４１は、第１温度センサ４７の検出した温度を、ＲＯＭ４３又はＲＡＭ４５に記憶されている係数及び定数の値により規定される３次関数に代入して、可変容量素子３９に印加すべき電圧を算出・生成し、可変容量素子３９に印加する。

書換え回路３７は、例えば、ＲＯＭ４３又はＲＡＭ４５に記憶されている３次関数の係数及び定数の値を書き換える（書き込む）。

恒温槽５は、上述したヒータ２１に加えて、例えば、ケース１９内の適宜な位置の温度を検出する第２温度センサ４９と、第２温度センサ４９の検出した温度に基づいてヒータ２１を制御する温度制御回路５１とを有している。温度制御回路５１は、例えば、第２温度センサ４９の検出する温度が予め設定された温度に維持されるようにヒータ２１をフィードバック制御する。

なお、ＴＣＸＯには、第１温度センサ４７の検出する温度を第１端子２５から出力可能なものがある。このようなＴＣＸＯがＴＣＸＯ３として選択されている場合においては、第２温度センサ４９を設けずに、第１温度センサ４７の検出した温度に基づいてヒータ２１が制御されてもよい。

恒温槽５から露出する複数の外部端子２３と、ＴＣＸＯ３の複数の第１端子２５とは、図３においても示したように、実装基体１７の接続配線３１を介して直接的に接続されている。ただし、複数の外部端子２３と、複数の第１端子２５との間には、適宜な回路乃至は電子素子が介在していてもよい。例えば、増幅器又はインピーダンス整合を図るための素子が介在していてもよい。

図５は、ＯＣＸＯ１の製造方法の手順を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１では、ＴＣＸＯ３を準備する。ＴＣＸＯ３のＲＯＭ４３には、例えば、温度補償量を規定するパラメータ（３次関数の係数及び定数）の値が記憶されている。このパラメータの値は、例えば、個々のＴＣＸＯ３について測定された周波数の温度特性に基づいて設定され、第１書込み端子２５Ｗを介してＲＯＭ４３に書き込まれている。

従って、所定の温度雰囲気において、ＴＣＸＯ３が出力する発振信号の周波数と、ＴＣＸＯ３が出力すべき発振信号の周波数とのずれ量は、所定の許容誤差範囲内に収まっている。また、ＴＣＸＯ３に保持されているパラメータの値は、同一種類の製品における製造ばらつきの影響が加味されたものとなっている。

ステップＳＴ２では、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装する。例えば、ＴＣＸＯ３の複数の第１端子２５と、実装基体１７の複数の第２端子２７とを半田からなる不図示のバンプによって固定及び接続する。なお、複数の外部端子２３は、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装する前又は実装した後に実装基体１７に固定される。

ステップＳＴ３では、複数の外部端子２３を露出させつつＴＣＸＯ３をケース１９に収容する。例えば、ＴＣＸＯ３が収容されるようにケース１９を構成する部材を接着剤等により互いに固定する。

ステップＳＴ４では、ＯＣＸＯ１の温度特性を測定する。具体的には、ＯＣＸＯ１が出力すべき発振信号の周波数と、ＯＣＸＯ１が実際に出力した発振信号の周波数とのずれ量を測定する。

例えば、ＯＣＸＯ１の使用時と同様に、ＯＣＸＯ１の複数の外部端子２３に電源電圧Ｖｃｃ、基準電位ＧＮＤ及び制御電圧Ｖｃｏｎを付与して、ＴＣＸＯ３によって温度補償がなされた発振信号Ｖｏｕｔを外部端子２３から出力させる。恒温槽５は、電源電圧Ｖｃｃ及び基準電位ＧＮＤが供給されることにより駆動され、ケース１９の内部は、予め定められた温度に維持される。

そして、例えば、所定の時間が経過するなど、恒温槽５の温度が十分に安定したときに、ＯＣＸＯ１の外部端子２３から実際に出力される発振信号の周波数を測定し、この測定した周波数と、ＯＣＸＯ１が外部端子２３から出力すべき発振信号の周波数とのずれ量を算出する。

なお、本実施形態では、ステップＳＴ１のＴＣＸＯ３の準備において、温度補償量を規定するパラメータの値が調整されているから、このときのずれ量のうち、ステップＳＴ１において許容したずれ量を超える部分は、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装したこと等によるものである。

ステップＳＴ５では、ステップＳＴ４で測定されたずれ量に基づいて、ＯＣＸＯ１のＲＯＭ４３が保持している温度補償量を規定するパラメータの値を書き換える。

例えば、実装後の温度特性は、実装前の温度特性を表す３次曲線（３次関数）をその形状を変えずに温度の軸方向に沿って所定のシフト量（温度のずれ量）でシフトしたものによって近似的に表すことができると考えられる。従って、補償信号発生回路４１が印加する電圧の３次関数を温度の軸方向に沿って、上記のシフト量と同一のシフト量でシフトすればよい。

より具体的には、例えば、以下のようにすればよい。

まず、外部書込み端子２３Ｗを介してＲＯＭ４３に記憶されている温度補償量を規定するパラメータの値を読み出す。例えば、ＲＯＭ４３には、下記（１）式のα、β、γ及びＴ_０の値が記憶されている。（１）式は、第１温度センサ４７の検出温度Ｔに対応して可変容量素子３９に印加される電圧ΔＶの３次関数の例である。
ΔＶ＝α（Ｔ−Ｔ_０）^３＋β（Ｔ−Ｔ_０）＋γ （１）

次に、読み出したα、β及びγの値をＲＡＭ４５に書き込むとともに、読み出したＴ_０の値を少し変化（増加又は減少）させた値をＴ_０の値としてＲＡＭ４５に書き込む。次に、ＲＡＭ４５に書き込んだα、β、γ及びＴ_０の値に基づく電圧ΔＶを補償信号発生回路４１に発生させる。そして、その電圧ΔＶによって温度補償がなされた発振信号の周波数と、ＯＣＸＯ１が出力すべき発振信号の周波数とのずれ量を測定する。

さらに、ＲＡＭ４５に保持されているＴ_０の値を少し変化させてずれ量を測定する動作を繰り返す。これにより、ずれ量が所定の許容誤差範囲内（例えばＴＣＸＯ３の許容誤差範囲と同じ範囲内）となる又はずれ量が最小となるＴ_０の値を探索できる。そして、ＲＯＭ４３の保持しているＴ_０の値を、探索した最適なＴ_０の値に書き換える。

なお、上記の説明から理解されるように、ステップＳＴ４及びステップＳＴ５は、実際には、一体不可分に、また、繰り返し行われてよい。

図６は、ＯＣＸＯ１の製造方法の変形例の手順を示すフローチャートである。

この変形例は、主として、温度特性の測定及びデータ書き込みの時期が図５で示した手順と相違する。

具体的には、まず、図５のステップＳＴ１及びＳＴ２と同様に、ＴＣＸＯ３を準備し（ステップＳＴ１１）、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装する（ステップＳＴ１２）。

次に、実装基体１７の複数の第３端子２９に対して電源電圧Ｖｃｃ、基準電位ＧＮＤ及び制御電圧Ｖｃｏｎを付与し、ＴＣＸＯ３によって温度補償がなされた発振信号Ｖｏｕｔを第３端子２９から取得し、その周波数を測定する（ステップＳＴ１３）。

次に、この測定結果に基づいて、第３書込み端子２９Ｗに対して書込み信号Ｖｗを入力し、ＲＯＭ４３の保持している温度補償量を規定するパラメータの値を書き換える（ステップＳＴ１４）。

その後、図５のステップＳＴ３と同様に、ＴＣＸＯ３をケース１９に収容する（ステップＳＴ１５）。

このように、図６の変形例では、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装後、且つ、ＴＣＸＯ３をケース１９に収容する前に、ＲＯＭ４３が保持する温度補償量を規定するパラメータの値を最適化して書き換える。

ステップＳＴ１３及びＳＴ１４において、実装基体１７及びＴＣＸＯ３は、例えば、測定用に用意された恒温槽に収容される。この恒温槽内の温度は、例えば、恒温槽５が維持すべき温度と同等の温度に維持される。この場合、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４のパラメータの値の最適化は、図５のステップＳＴ３及びＳＴ４と同様に行われてよい。

また、ステップＳＴ１３及びＳＴ１４においては、測定用の恒温槽内の温度を種々変化させることによって、実装前のＴＣＸＯ３におけるパラメータの最適化と同様に、発振信号の周波数の温度変化に対する変化（温度特性そのもの）を測定し、パラメータを最適化してもよい。この場合、ステップＳＴ１１において準備されるＴＣＸＯ３は、個々のばらつきの影響が加味されていないパラメータの値（同一種類のＴＣＸＯに共通に設定されたパラメータの値）を保持しているものであってもよいし、そのような値すら保持していないものであってもよい。

この変形例においては、第３書込み端子２９Ｗに対して書込み信号Ｖｗを入力することから、外部書込み端子２３Ｗは不要である。従って、この変形例を採用する場合においては、外部書込み端子２３Ｗは省略されてよい。

また、複数の外部端子２３は、ステップＳＴ１４の前に実装基体１７に固定されてもよいし、ステップＳＴ１４の後に実装基体１７に固定されてもよい。複数の外部端子２３がステップＳＴ１４の前に実装基体１７に固定される場合、ステップＳＴ１４における電源電圧Ｖｃｃ、基準電位ＧＮＤ及び制御電圧Ｖｃｏｎ等の入力、及び、発振信号Ｖｏｕｔの取得は、複数の外部端子２３に対してなされてもよい。

以上のとおり、本実施形態のＯＣＸＯ１は、複数の第１端子２５を有するＴＣＸＯ３と、複数の第２端子２７及び複数の接続配線３１を介して複数の第１端子２５と接続された複数の第３端子２９を有する実装基体１７と、ＴＣＸＯ３を収容するケース１９と、ケース１９内の雰囲気を加熱可能なヒータ２１とを有している。複数の第１端子２５は、ＴＣＸＯ３のＲＯＭ４３に温度補償量を規定する情報を書き込み可能な第１書込み端子２５Ｗを含む。複数の第３端子２９は、第２書込み端子２７Ｗに接続された第３書込み端子２９Ｗを含む。

従って、図６を参照して説明したように、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装した状態で、複数の第３端子２９を利用して温度補償量を規定する情報を好適化することができる。その結果、実装の影響を加味した温度補償が可能となる。なお、第１書込み端子２５Ｗは、他の第１端子２５とは別に、素子搭載用部材７の側面に設けられている場合がある。この場合は、ＴＣＸＯ３を実装基体１７に実装した状態で、第３書込み端子２９Ｗを用いずにＲＯＭ４３又はＲＡＭ４５の書き換えを行うことが不可能ではない。しかし、通常、ＴＣＸＯ３が実装された実装基体１７において、第３端子２９は、第１端子２５に比較して、プローブ等を当接させやすい位置にあり、また、面積も大きい。従って、第３書込み端子２９Ｗを設けることにより、実装後のＲＯＭ４３又はＲＡＭ４５の書き換えが容易化される。また、第３書込み端子２９Ｗを設けることにより、外部書込み端子２３Ｗを設けることも可能となる。

また、本実施形態では、ＯＣＸＯ１は、複数の第３端子２９と接続され、ケース１９の外部に露出する複数の外部端子２３を更に有し、複数の外部端子２３は、第３書込み端子２９Ｗに接続された外部書込み端子２３Ｗを含む。

従って、図５を参照して説明したように、実装基体１７に実装されたＴＣＸＯ３をケース１９に収容した状態で、複数の外部端子２３を利用して温度補償量を規定する情報を好適化することができる。その結果、実装の影響を加味した温度補償が可能となる。さらに、ケース１９の影響も加味され、より一層、温度補償が好適になされることが期待される。

また、本実施形態では、ＴＣＸＯ３は、圧電素板１０と、温度補償に利用される第１温度センサ４７を含むＩＣ１１と、圧電素板１０を収容する第１凹部１５ａと、第１凹部１５ａの背面に位置し、ＩＣ１１を収容する第２凹部１５ｂとを有する素子搭載用部材７と、を有する。

従って、圧電素板１０と第１温度センサ４７との距離が近く、圧電素板１０の温度変化に対して第１温度センサ４７の検出値の応答性が高い。その結果、起動特性が向上する。ひいては、最適化された温度補償量を規定する情報が有効に利用される。

別の観点では、本実施形態のＯＣＸＯ１の製造方法は、複数の第１端子２５を有するＴＣＸＯ３を、複数の第２端子２７及び複数の接続配線３１を介して複数の第１端子２５と接続される複数の第３端子２９を有する実装基体１７に実装する実装工程（ステップＳＴ２又はＳＴ１２）と、実装基体１７に実装されたＴＣＸＯ３の温度特性を複数の第３端子２９のいずれかを介して測定する測定工程（ステップＳＴ４又はＳＴ１３）と、測定工程の測定結果に基づいて、ＴＣＸＯ３のＲＯＭ４３に温度補償量を規定する情報（３次関数の係数及び／又は定数の値）を書き込む書込み工程（ステップＳＴ５又はＳＴ１４）と、を有する。

従って、本実施形態のＯＣＸＯ１の構成が奏する効果において述べたように、実装の影響を加味した温度補償が可能となる。また、複数の第３端子２９の他のいずれか（第３書込み端子２９Ｗ）を介して情報の書き込みを行う場合においては、実装の影響を加味した情報の書き換えが容易化される。

また、本実施形態では、ＯＣＸＯ１の製造方法は、実装工程（ステップＳＴ２）の後、測定工程（ステップＳＴ４）の前に、複数の第３端子２９に接続される複数の外部端子２３を露出させつつＴＣＸＯ３をケース１９に収容する収容工程（ステップＳＴ３）を更に有する。そして、測定工程では、ケース１９に収容されたＴＣＸＯ３の温度特性を複数の外部端子２３のいずれかを介して測定する。書込み工程（ステップＳＴ５）では、複数の外部端子２３の他のいずれか（外部書込み端子２３Ｗ）を介してＲＯＭ４３に温度補償量を規定する情報を書き込む。

従って、本実施形態のＯＣＸＯ１の構成が奏する効果において述べたように、ケース１９の影響も加味され、より一層、温度補償が好適になされることが期待される。

なお、以上の実施形態において、ＯＣＸＯ１は恒温槽付圧電デバイスの一例であり、ＴＣＸＯ３は温度補償型圧電デバイスの一例であり、ヒータ２１は温度調整素子の一例であり、ＲＯＭ４３はメモリの一例であり、圧電素板１０は圧電体の一例であり、第１温度センサ４７は温度センサの一例であり、ＩＣ１１は集積回路素子の一例である。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、圧電デバイスは、発振器に限定されない。例えば、ＳＡＷフィルタ等のフィルタであってもよい。なお、フィルタの場合においては、例えば、所定の波形の入力信号をフィルタリングしたときの出力信号の波形が所定の形状に近づくように、温度補償量を規定するパラメータの値が最適化される。

また、発振器は、実施形態に例示した以外の信号を入出力するものであってもよい。例えば、発振器は、制御電圧が入力されないもの（予め定められた一定の周波数の発振信号を出力するもの）であってもよいし、イネーブル・ディセーブル信号が入力されるものであってもよいし、周波数が互いに異なる又は同一の２つの発振信号を出力するものであってもよい。

振動素子は、圧電体の両主面に１対の電極が設けられるものに限定されず、ＳＡＷ型の振動素子のように圧電体の一主面に１対の電極が設けられるものであってもよい。圧電体のカットの角度は適宜に設定されてよい。圧電体は、水晶に限定されず、例えば、セラミックであってもよい。

圧電体（振動素子）及び集積回路素子が搭載される素子搭載用部材は、互いに反対側に２つの凹部を有するいわゆるＨ型に限定されない。例えば、１つの凹部に圧電体及び集積回路素子が収容されてもよい。

温度補償型圧電デバイス（ＴＣＸＯ等）は、バンプによって実装基体に実装されるものに限定されず、例えば、ボンディングワイヤ又はピン状の第１端子によって実装基体に実装されるものであってもよい。

ケースは、温度補償型圧電デバイス（ＴＣＸＯ等）に加えて実装基体を収容するものに限定されない。例えば、実装基体の、ＴＣＸＯが実装された面を覆うのみであってもよい。換言すれば、実装基体が恒温槽の底部を構成するものであってもよい。

なお、この場合、実装基体の第３端子がケースの外部に露出する外部端子として利用されてよい。第３端子が外部端子として利用される場合においては、温度補償型圧電デバイスをケースに収容した後に、第３端子に対して信号の入出力が行われ、温度特性の測定及び温度補償に係る情報の書き込みがなされてよい。

温度調整素子は、加熱を行うもの（ヒータ）に限定されず、冷却を行うものであってもよい。例えば、ケースの内外に露出するペルチェ素子を設け、加熱素子、若しくは、冷却素子、又は、加熱及び冷却の双方が可能な加熱冷却素子として機能させてよい。温度調整素子は、必ずしもケースに収容されている必要はなく、ケースの外部に配置され、ケースを加熱又は冷却することにより、ケースの内部の雰囲気を加熱又は冷却するものであってもよい。

温度補償量を規定する情報は、３次関数の係数及び定数の値に限定されない。例えば、発振器の温度補償量は、所定の温度範囲を複数に区分して、その区分ごとに１次関数乃至は２次関数で規定することが可能であり、この場合には、１次関数乃至は２次関数の係数又は定数の値が温度補償量を規定する情報となる。また、関数の係数及び定数の値は変えずに、温度のずれ量そのものの情報（例えば実施形態におけるＴ_０の初期値と最適値との差）を情報として保持し、検出温度を関数に代入するときに変数としての検出温度からずれ量を加算するようにしてもよい。

実施形態では、Ｔ_０の値を少しずつ変化させながらＴＣＸＯ３に発振信号を出力させ、Ｔ_０の好適化された値を探査したが、演算によってＴ_０の好適化された値が求められてもよい。例えば、下記の（２）式にα、β、γ、Ｔ、Ｔ_０（初期値）、Δｆ及びＦの値を代入して得られる方程式において、ΔＴの値を演算により求め、Ｔ_０＋ΔＴの値をＴ_０の新たな値としてよい。
α（Ｔ−Ｔ_０）^３＋β（Ｔ−Ｔ_０）＋γ＋Δｆ／Ｆ
＝α（Ｔ−（Ｔ_０＋ΔＴ））^３＋β（Ｔ−（Ｔ_０＋ΔＴ））＋γ （２）
ただし、ΔｆはステップＳＴ４で測定された周波数のずれ量、Ｆは可変容量素子３９に印加する電圧と発振信号の周波数の変化量とが線形の関係にあると仮定した場合における比例定数である。

製造方法の発明において、第２書込み端子、第３書込み端子及び外部書込み端子は設けられなくてもよい。例えば、既に述べたように、通常の入出力用の第１端子が底面に設けられる一方で、第１書込み端子が側面に設けられたＴＣＸＯにおいては、ＴＣＸＯを実装基体に実装した後、複数の第３端子によりＴＣＸＯに対する信号の入出力を行いつつ、第１書込み端子に対して書込み信号を入力することが可能である。

１…恒温槽付水晶発振器（ＯＣＸＯ、恒温槽付圧電デバイス）、３…温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ、温度補償型圧電デバイス）、１７…実装基体、１９…ケース、２１…ヒータ（温度調整素子）、２３…外部端子、２３Ｗ…外部書込み端子、２５…第１端子、２５Ｗ…第１書込み端子、２７…第２端子、２７Ｗ…第２書込み端子、２９…第３端子、２９Ｗ…第３書込み端子、３４…ＲＯＭ（メモリ）。

Claims

複数の第１端子を有する温度補償型圧電デバイスと、
前記複数の第１端子と接続された複数の第２端子と、前記複数の第２端子から延びる複数の接続配線と、前記複数の接続配線により前記複数の第２端子と接続された複数の第３端子とを有する実装基体と、
前記温度補償型圧電デバイスを収容するケースと、
前記ケース内の雰囲気の加熱及び冷却の少なくとも一方を実行可能な温度調整素子と、
を有し、
前記温度補償型圧電デバイスは、
電極が設けられている圧電体と、
メモリを有する集積回路素子と、
前記圧電体と前記集積回路素子とが搭載されている素子搭載用部材と、を有し、
前記電極と前記集積回路素子とが前記実装基体を介さずに前記素子搭載用部材によって電気的に接続されており、
前記複数の第１端子は、前記メモリに温度補償量を規定する情報を書き込み可能な第１書込み端子を含み、
前記複数の第３端子は、前記第１書込み端子に接続された第３書込み端子を含む
恒温槽付圧電デバイス。
前記複数の第３端子と接続され、前記ケースの外部に露出する複数の外部端子を更に有し、
前記複数の外部端子は、前記第３書込み端子に接続された外部書込み端子を含む
請求項１に記載の恒温槽付圧電デバイス。
前記集積回路素子は、温度補償に利用される温度センサを含み、
前記素子搭載用部材は、前記圧電体を収容する第１凹部と、第１凹部の背面に位置し、前記集積回路素子を収容する第２凹部とを有する
請求項１又は２に記載の恒温槽付圧電デバイス。
複数の第１端子を有する温度補償型圧電デバイスを、複数の前記第１端子と接続される複数の第２端子と、前記複数の第２端子から延びる複数の接続配線と、前記複数の接続配線により前記複数の第２端子と接続された複数の第３端子とを有する実装基体に実装する実装工程と、
前記実装基体に実装された前記温度補償型圧電デバイスの温度特性を前記複数の第３端子のいずれかを介して測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果に基づいて、前記温度補償型圧電デバイスのメモリに温度補償量を規定する情報を書き込む書込み工程と、
を有し、
前記温度補償型圧電デバイスは、
電極が設けられている圧電体と、
前記メモリを有する集積回路素子と、
前記圧電体と前記集積回路素子とが搭載されている素子搭載用部材と、を有し、
前記電極と前記集積回路素子とが前記実装基体を介さずに前記素子搭載用部材によって電気的に接続されている
恒温槽付圧電デバイスの製造方法。
前記書込み工程では、前記複数の第３端子の他のいずれかを介して前記メモリに前記情報を書き込む
請求項４に記載の恒温槽付圧電デバイスの製造方法。
前記実装工程の後、前記測定工程の前に、前記複数の第３端子に接続される複数の外部端子を露出させつつ前記温度補償型圧電デバイスをケースに収容する収容工程を更に有し、
前記測定工程では、前記ケースに収容された前記温度補償型圧電デバイスの温度特性を前記複数の外部端子のいずれかを介して測定し、
前記書込み工程では、前記複数の外部端子の他のいずれかを介して前記メモリに前記情報を書き込む
請求項５に記載の恒温槽付圧電デバイスの製造方法。