JPH06232631A - 水晶発振器 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 水晶片15を気密封止する第1の蓋31と、
水晶片の駆動に必要な半導体集積回路チップ13および
コンデンサー17を覆う水晶発振器用の第2の蓋33と
を同一の基板11上に設置する。 【効果】 容器の体積が小さくなり水晶片以外からのガ
スや水分などの影響が軽減し、水晶片の周波数経年変化
が低く抑えられ、年1ppm以下と高性能な水晶発振器
が実現できる。またさらに、基板は水晶振動子と発振器
を併用しているため、薄型化できる。
水晶片の駆動に必要な半導体集積回路チップ13および
コンデンサー17を覆う水晶発振器用の第2の蓋33と
を同一の基板11上に設置する。 【効果】 容器の体積が小さくなり水晶片以外からのガ
スや水分などの影響が軽減し、水晶片の周波数経年変化
が低く抑えられ、年1ppm以下と高性能な水晶発振器
が実現できる。またさらに、基板は水晶振動子と発振器
を併用しているため、薄型化できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶発振器の構造に関
するもので、とくに超小型化と高安定化を可能とする水
晶振動子と発振器のパッケージ構造に関するものであ
る。
するもので、とくに超小型化と高安定化を可能とする水
晶振動子と発振器のパッケージ構造に関するものであ
る。
【0002】従来技術における水晶発振器の構造を、図
面を用いて説明する。以下、図4と図5とを用いて説明
する。
面を用いて説明する。以下、図4と図5とを用いて説明
する。
【0003】図4は温度補償型水晶発振器を示す断面図
である。絶縁端子を有する金属やセラミックス材料から
なる基板11上に、水晶振動子駆動用の半導体集積回路
チップ(以下ICチップと記載する)13とコンデンサ
ー17とを設ける。このICチップ13はワイヤー23
にて基板11に結線する。
である。絶縁端子を有する金属やセラミックス材料から
なる基板11上に、水晶振動子駆動用の半導体集積回路
チップ(以下ICチップと記載する)13とコンデンサ
ー17とを設ける。このICチップ13はワイヤー23
にて基板11に結線する。
【0004】水晶片15は、導電性接着剤37にて水晶
片支持板43に接続する。
片支持板43に接続する。
【0005】水晶片15とICチップ13とコンデンサ
ー17の各部品は、湿度の影響を防止するためと、電磁
シールドを行う必要のために、金属材料からなる蓋51
を接合剤39にて気密封止する。
ー17の各部品は、湿度の影響を防止するためと、電磁
シールドを行う必要のために、金属材料からなる蓋51
を接合剤39にて気密封止する。
【0006】容器内雰囲気45は、不活性ガスが充填さ
れている。さらに、外部基板と水晶発振器との電気的接
続は、リード部29にて行う。
れている。さらに、外部基板と水晶発振器との電気的接
続は、リード部29にて行う。
【0007】図5は温度補償型水晶発振器の他の従来例
を示す断面図である。図4の従来例と異なる点は、水晶
片(図示せず)を収納する水晶振動子49は、専用の気
密容器に封入されていることである。
を示す断面図である。図4の従来例と異なる点は、水晶
片(図示せず)を収納する水晶振動子49は、専用の気
密容器に封入されていることである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】近年、水晶応用製品を
使用する各種電子製品は、携帯機器化の傾向が強まって
おり、ますます小型化、薄型化、高機能化している。そ
れに応じて、水晶発振器も小型化、薄型化はもちろんの
こと高安定化、表面実装化(SMD)が求められてい
る。
使用する各種電子製品は、携帯機器化の傾向が強まって
おり、ますます小型化、薄型化、高機能化している。そ
れに応じて、水晶発振器も小型化、薄型化はもちろんの
こと高安定化、表面実装化(SMD)が求められてい
る。
【0009】とくに普及が期待される携帯電話などでは
加入者の増加に伴い、通話時に必要な送受信用の周波数
が多数必要となる。しかるに電波は有限であるため、割
り当てられた周波数領域に多数の周波数を確保する必要
がある。
加入者の増加に伴い、通話時に必要な送受信用の周波数
が多数必要となる。しかるに電波は有限であるため、割
り当てられた周波数領域に多数の周波数を確保する必要
がある。
【0010】したがって、上記の課題点を達成するため
に、携帯電話の周波数基準源である水晶発振器には、広
い範囲の温度下における周波数偏差の極小化と、周波数
の経年変化の極小化とが求められ、さらにそのうえ水晶
発振器の小型化も必須なことである。
に、携帯電話の周波数基準源である水晶発振器には、広
い範囲の温度下における周波数偏差の極小化と、周波数
の経年変化の極小化とが求められ、さらにそのうえ水晶
発振器の小型化も必須なことである。
【0011】広い範囲の温度下における周波数偏差の極
小化は、水晶振動子の持つ固有な周波数偏差を発振回路
側で補正が可能であり、温度補償型水晶発振器として実
現している。
小化は、水晶振動子の持つ固有な周波数偏差を発振回路
側で補正が可能であり、温度補償型水晶発振器として実
現している。
【0012】一方、周波数の経年変化の極小化と小型化
とは、水晶振動子自身の課題によるところが大きい。し
かしながら経年変化の極小化と小型化の点に関しては、
下記に記載する問題点を有している。
とは、水晶振動子自身の課題によるところが大きい。し
かしながら経年変化の極小化と小型化の点に関しては、
下記に記載する問題点を有している。
【0013】図4に示す従来例では水晶片15は、蓋5
1内で露出した状態でありICチップ31とは近接して
いることから薄型、小型化に有利である。
1内で露出した状態でありICチップ31とは近接して
いることから薄型、小型化に有利である。
【0014】しかしながら、水晶片15の持つ周波数の
経年変化は、ICチップ13やコンデンサー17を固定
する接着剤からの放出ガスや、広い面積の基板11と蓋
51からの放出ガスにて、水晶片15の表面が汚染され
る。
経年変化は、ICチップ13やコンデンサー17を固定
する接着剤からの放出ガスや、広い面積の基板11と蓋
51からの放出ガスにて、水晶片15の表面が汚染され
る。
【0015】この結果、周波数の経年変化は、図6のグ
ラフのA線に示すように1ppm/年以下が求められる
が、前述の要因によりB線に示すように、周波数の経年
変化は1ppm/年を超える。
ラフのA線に示すように1ppm/年以下が求められる
が、前述の要因によりB線に示すように、周波数の経年
変化は1ppm/年を超える。
【0016】一方、図5の従来例では水晶振動子49
は、専用の容器に封入され、周波数の経年変化も測定済
みの完成品を設けている。
は、専用の容器に封入され、周波数の経年変化も測定済
みの完成品を設けている。
【0017】このため、図6のグラフのA線に示すよう
な良好な周波数の経年変化特性になっている。
な良好な周波数の経年変化特性になっている。
【0018】しかし、水晶振動子49は専用の容器に封
入されているため、水晶発振器の小型化が難しく、水晶
発振器としてはその外形寸法が大きくなることは避けら
れない。
入されているため、水晶発振器の小型化が難しく、水晶
発振器としてはその外形寸法が大きくなることは避けら
れない。
【0019】本発明の目的は上記課題を解決して、水晶
振動子の経年変化小さくし、さらに小型化、薄型化を達
成することが可能な水晶発振器を提供することにある。
振動子の経年変化小さくし、さらに小型化、薄型化を達
成することが可能な水晶発振器を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の発振器においては、下記記載の構成を採用す
る。
本発明の発振器においては、下記記載の構成を採用す
る。
【0021】本発明の発振器は、水晶片を気密封止する
第1の蓋と、水晶片の駆動に必要なICチップおよびコ
ンデンサーを覆う水晶発振器用の第2の蓋とを同一基板
上に設置することを特徴とする。
第1の蓋と、水晶片の駆動に必要なICチップおよびコ
ンデンサーを覆う水晶発振器用の第2の蓋とを同一基板
上に設置することを特徴とする。
【0022】本発明の発振器は、水晶片を気密封止する
第1の蓋上に、その水晶片の駆動に必要なICチップを
設置し、第1の蓋とICチップとを覆う水晶発振器用の
第2の蓋は第1の蓋と同一基板上に設置することを特徴
とする。
第1の蓋上に、その水晶片の駆動に必要なICチップを
設置し、第1の蓋とICチップとを覆う水晶発振器用の
第2の蓋は第1の蓋と同一基板上に設置することを特徴
とする。
【0023】
【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の第1の実施例における水晶発振器を
示す斜視図であり、図2は本発明の第1の実施例におけ
る水晶発振器を示す断面図である。なお、図1は第1の
蓋31と第2の蓋33とを設けていない状態を示し、図
2は第1の蓋31と第2の蓋33とを設けた完成状態を
示す。以下図1と図2とを交互に参照して説明する。
る。図1は本発明の第1の実施例における水晶発振器を
示す斜視図であり、図2は本発明の第1の実施例におけ
る水晶発振器を示す断面図である。なお、図1は第1の
蓋31と第2の蓋33とを設けていない状態を示し、図
2は第1の蓋31と第2の蓋33とを設けた完成状態を
示す。以下図1と図2とを交互に参照して説明する。
【0024】水晶片15を配置する部分の基板11には
必要により凹部を設け、水晶片15は導電性接着剤37
を用いて電極リード27に接続する。
必要により凹部を設け、水晶片15は導電性接着剤37
を用いて電極リード27に接続する。
【0025】水晶振動子とするために、水晶片15の封
止用の第1の蓋31は、封止部35で基板11に気密封
止される。そして、この水晶片15を収納する容器内雰
囲気45は真空もしくは不活性ガス雰囲気とする。
止用の第1の蓋31は、封止部35で基板11に気密封
止される。そして、この水晶片15を収納する容器内雰
囲気45は真空もしくは不活性ガス雰囲気とする。
【0026】水晶片15を気密封止する際の封止部35
の接合には、水晶片15への影響を配慮すれば気密性お
よび低温であることが重要であり、有機系接着剤や共晶
合金やシーム溶接などが用いられる。
の接合には、水晶片15への影響を配慮すれば気密性お
よび低温であることが重要であり、有機系接着剤や共晶
合金やシーム溶接などが用いられる。
【0027】一方、第1の蓋31と基板11の接合面1
9との材質は、接合方法により金属やセラミックスもし
くはガラスが用いられる。
9との材質は、接合方法により金属やセラミックスもし
くはガラスが用いられる。
【0028】上記の説明のように水晶振動子は基板11
に単独容器として構成されるため、極めて薄型の水晶振
動子構造が達成できる。
に単独容器として構成されるため、極めて薄型の水晶振
動子構造が達成できる。
【0029】水晶振動子の周波数の経年変化はこの第1
の蓋31を設けた段階で確認し、図6のグラフのA線の
ように良好な特性が達成できる。
の蓋31を設けた段階で確認し、図6のグラフのA線の
ように良好な特性が達成できる。
【0030】一方、水晶振動子駆動用のICチップ13
とコンデンサー17は、基板11上に配置され、ICチ
ップ13はワイヤー23でパッド25に接続されてい
る。
とコンデンサー17は、基板11上に配置され、ICチ
ップ13はワイヤー23でパッド25に接続されてい
る。
【0031】本実施例ではICチップ13とパッド25
との接続は、ワイヤー23を用いた接続の例を記してい
るが、導電性接着剤や共晶合金などによる直接接続も可
能である。
との接続は、ワイヤー23を用いた接続の例を記してい
るが、導電性接着剤や共晶合金などによる直接接続も可
能である。
【0032】基板11上に設置した水晶片15を覆う第
1の蓋33とICチップ13とにコンデンサー17と
は、第2の蓋33にて被覆する。
1の蓋33とICチップ13とにコンデンサー17と
は、第2の蓋33にて被覆する。
【0033】この第2の蓋33を設ける目的は、電磁シ
ールドと容器内雰囲気47の安定化のためである。
ールドと容器内雰囲気47の安定化のためである。
【0034】ここで、ICチップ13を樹脂モールドす
れば、第2の蓋33内は気密封止が不要で、容器内雰囲
気47は大気雰囲気でも良い。
れば、第2の蓋33内は気密封止が不要で、容器内雰囲
気47は大気雰囲気でも良い。
【0035】本実施例では第2の蓋33は、気密封止し
た場合の例であり、第2の蓋33の基板11への接合は
接合部39で行われ、低温接合がされる。
た場合の例であり、第2の蓋33の基板11への接合は
接合部39で行われ、低温接合がされる。
【0036】つぎに本発明の第2の実施例における水晶
発振器の構成を、図3の断面図を用いて説明する。
発振器の構成を、図3の断面図を用いて説明する。
【0037】基板11に水晶片15を配置する凹部を設
け、水晶片15は導電性接着剤37にて固着してある。
け、水晶片15は導電性接着剤37にて固着してある。
【0038】第1の蓋31を基板11に封止部35で接
合し、水晶片15を収納する容器内雰囲気45は、前記
の第1の実施例と同じく真空もしくは不活性ガス雰囲気
にしてある。
合し、水晶片15を収納する容器内雰囲気45は、前記
の第1の実施例と同じく真空もしくは不活性ガス雰囲気
にしてある。
【0039】第1の蓋31基板11との接合方法やそれ
らの材質は、前述の図1と図2とを用いた説明と同様で
ある。
らの材質は、前述の図1と図2とを用いた説明と同様で
ある。
【0040】ICチップ13は第1の蓋31上に接合剤
41を用いて設置し、ワイヤー23を用いて基板11に
接続する。
41を用いて設置し、ワイヤー23を用いて基板11に
接続する。
【0041】このように、ICチップ13を第1の蓋3
1上に設けると、平面方向の外形寸法が小さくなり水晶
発振器の小型化が可能である。第2の蓋33はそのIC
チップ13上を覆う形で設ければ良い。
1上に設けると、平面方向の外形寸法が小さくなり水晶
発振器の小型化が可能である。第2の蓋33はそのIC
チップ13上を覆う形で設ければ良い。
【0042】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば水晶振動子の容器の絶縁端子は発振器の基板と併
用し、かつ水晶片は単独にて第1の蓋にて気密封止を行
う。
よれば水晶振動子の容器の絶縁端子は発振器の基板と併
用し、かつ水晶片は単独にて第1の蓋にて気密封止を行
う。
【0043】このため、容器の体積が小さくなり水晶片
以外からのガスや水分などの影響が軽減し、水晶片の周
波数経年変化が低く抑えられ、年1ppm以下と高性能
な水晶発振器が実現できる。またさらに、基板は水晶振
動子と発振器を併用しているため、薄型化できる。
以外からのガスや水分などの影響が軽減し、水晶片の周
波数経年変化が低く抑えられ、年1ppm以下と高性能
な水晶発振器が実現できる。またさらに、基板は水晶振
動子と発振器を併用しているため、薄型化できる。
【0044】さらに請求項2においては、第1の蓋上に
半導体集積回路チップを設置しており、さらなる小型化
が可能である。
半導体集積回路チップを設置しており、さらなる小型化
が可能である。
【0045】さらに発振器の気密封止を行えば、水晶振
動子は二重封止されることになる。このため、長期の周
波数経年変化はなお一層改善することができる。この結
果、本発明の発振器は、小型化、薄型化、高安定化の水
晶発振器に対し大きな効果を有する。
動子は二重封止されることになる。このため、長期の周
波数経年変化はなお一層改善することができる。この結
果、本発明の発振器は、小型化、薄型化、高安定化の水
晶発振器に対し大きな効果を有する。
【図1】本発明の第1の実施例における水晶発振器の構
造を示す斜視図である。
造を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施例における水晶発振器の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例における水晶発振器の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図4】従来例の実施例における水晶発振器の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図5】温度補償型水晶発振器の他の従来例を示す断面
図である。
図である。
【図6】本発明を説明するための周波数経年変化を示す
グラフである。
グラフである。
11 基板 13 半導体集積回路チップ 15 水晶片 31 第1の蓋 33 第2の蓋
Claims (2)
- 【請求項1】 水晶片を気密封止する第1の蓋と、水晶
片の駆動に必要な半導体集積回路チップおよびコンデン
サーを覆う水晶発振器用の第2の蓋とを同一基板上に設
置することを特徴とする水晶発振器。 - 【請求項2】 水晶片を気密封止する第1の蓋上に、水
晶片の駆動に必要な半導体集積回路チップを設置し、第
1の蓋と半導体集積回路チップとを覆う水晶発振器用の
第2の蓋は第1の蓋と同一基板上に設置することを特徴
とする水晶発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03431693A JP3246785B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 水晶発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03431693A JP3246785B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 水晶発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06232631A true JPH06232631A (ja) | 1994-08-19 |
JP3246785B2 JP3246785B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=12410763
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03431693A Expired - Fee Related JP3246785B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 水晶発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3246785B2 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1257055A2 (en) * | 2001-05-09 | 2002-11-13 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric device |
EP0724334B2 (en) † | 1995-01-24 | 2004-01-02 | CTS Corporation | Double-sided oscillator package |
US6876264B2 (en) | 2002-08-09 | 2005-04-05 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Surface-mount crystal oscillator |
JP2006041928A (ja) * | 2004-07-27 | 2006-02-09 | Kyocera Corp | 圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置 |
KR100703212B1 (ko) * | 2005-12-14 | 2007-04-06 | 삼성전기주식회사 | 수정 발진기의 쉴딩구조 |
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JP2011233977A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Daishinku Corp | 圧電発振器 |
JP6390993B2 (ja) * | 2015-12-25 | 2018-09-19 | 株式会社村田製作所 | 圧電発振器及び圧電発振デバイス |
US11245357B2 (en) | 2019-10-29 | 2022-02-08 | Seiko Epson Corporation | Vibration device |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP03431693A patent/JP3246785B2/ja not_active Expired - Fee Related
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