專利名稱：壓電器件與電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如下的壓電器件及內(nèi)置有該壓電器件的電子設(shè)備，例如，在壓電振動(dòng)器的封裝件外部組裝有附帶溫度傳感器的電子部件的壓電器件中，通過使電子部件的熱狀態(tài)接近于壓電振動(dòng)元件，能夠?qū)崿F(xiàn)包括啟動(dòng)時(shí)的頻率漂移特性在內(nèi)的高精度的溫度特性。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)體通信市場(chǎng)中，考慮到各種電氣安裝件的安裝性、維護(hù)/操作性、裝置之間的部件通用性等因素，從而按各種功能來推進(jìn)部件組的模塊化的廠家正在不斷增多。并且，隨著模塊化的推進(jìn)，對(duì)于小型化、低成本化的需求也十分強(qiáng)烈。尤其是，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)產(chǎn)生用振蕩電路、PLL電路以及合成器電路等的、確立 了功能及硬件結(jié)構(gòu)，且要求高穩(wěn)定性、高性能化的電路部件，模塊化的趨勢(shì)更加強(qiáng)烈。而且，通過將這些部件組作為一個(gè)模塊而封裝化，從而具有容易確立密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。通過使多個(gè)關(guān)聯(lián)部件模塊化且封裝化而構(gòu)成的、用于表面安裝的IC部件可以例示為，例如壓電振動(dòng)器、壓電振蕩器、SAW器件等。在專利文獻(xiàn)1、2、3中，公開了如下的表面安裝式壓電振蕩器，其結(jié)構(gòu)為，為了在將上述功能維持于較高水平的同時(shí)進(jìn)一步促進(jìn)小型化，在壓電振動(dòng)器的封裝件外部安裝了包括振蕩電路、溫度補(bǔ)償電路在內(nèi)的IC部件。在這種壓電振蕩器中，壓電振動(dòng)器內(nèi)的壓電振動(dòng)元件的溫度、與由搭載在與壓電振動(dòng)器外部相連接的IC部件上的溫度傳感器所檢測(cè)的溫度之間，容易產(chǎn)生溫度差。在存在溫度差的情況下，由于振蕩器的發(fā)射信號(hào)頻率會(huì)根據(jù)基于錯(cuò)誤溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器的輸出而被補(bǔ)正，因此無法獲得穩(wěn)定的溫度/頻率特性，并且啟動(dòng)時(shí)的頻率漂移特性將會(huì)惡化。為了應(yīng)對(duì)這種不良狀況，一直以來，考慮采用以直接連接有壓電振動(dòng)片的絕緣基板側(cè)的溫度作為測(cè)量點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。也就是說，在專利文獻(xiàn)I中，公開了一種如下的技術(shù)，即，在使作為振蕩電路元件的IC部件、與將壓電振動(dòng)元件收納于封裝件內(nèi)部的壓電振動(dòng)器的外部所設(shè)置的電極部相連接的、溫度補(bǔ)償型壓電振蕩器中，通過將溫度傳感器配置在與電極部相連接的IC部件的連接端子附近，從而減少壓電振動(dòng)片的溫度與由溫度傳感器感應(yīng)到的溫度之間的差異，從而穩(wěn)定溫度/頻率特性、頻率漂移特性。但是，與壓電振動(dòng)器側(cè)的電極部相連的IC部件的連接端子為，與振蕩電路的放大器導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。而且，由于放大器隨著其動(dòng)作會(huì)發(fā)熱，因此如果在IC部件內(nèi)使溫度傳感器靠近壓電振動(dòng)器側(cè)的電極部，則根據(jù)情況有可能會(huì)檢測(cè)出IC部件的發(fā)熱溫度，從而有可能惡化上述頻率漂移特性。其次，在專利文獻(xiàn)2中公開了如下的技術(shù)，其通過將含有振蕩電路與溫度傳感器的第一 IC部件收納在，于封裝件內(nèi)收納有壓電振動(dòng)元件的壓電振動(dòng)器內(nèi)部，同時(shí)在壓電振動(dòng)器外部連接具有溫度補(bǔ)償電路的第二 IC部件，從而將溫度傳感器配置在與壓電振動(dòng)元件相同溫度的環(huán)境下，以減少壓電振動(dòng)元件溫度與由溫度傳感器感應(yīng)到的溫度之間的差異，進(jìn)而使溫度/頻率特性與頻率漂移特性穩(wěn)定。但是，使本來只需裝配在壓電振動(dòng)器外部即可的IC部件分成兩部分，并將附帶溫度傳感器的第一 IC部件收納在封裝件內(nèi)的結(jié)構(gòu)，從性價(jià)比方面而言實(shí)現(xiàn)性較低，并且會(huì)阻礙振蕩器整體的小型化。此外，在專利文獻(xiàn)3中，公開了如下的技術(shù)，其通過將IC部件連接在，于以懸臂支撐狀態(tài)而收納壓電振動(dòng)元件的封裝件外部所設(shè)置的凹陷處，并將IC部件的溫度傳感器端子與設(shè)置在封裝件內(nèi)的枕狀部件相連接，從而使壓電振動(dòng)元件溫度與由溫度傳感器感應(yīng)到的溫度之間的差異減少，并且穩(wěn)定溫度/頻率特性、頻率漂移特性。但是，由于在壓電振動(dòng)元件與封裝件的陶瓷底座之間存在導(dǎo)電性粘合劑，因而向壓電振動(dòng)元件的熱傳導(dǎo)速度、比通過枕狀部件而向溫度傳感器端子的熱傳導(dǎo)速度慢，因此無法有效提高頻率漂移特性。 而且，由于上述專利文獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)均為，使壓電振動(dòng)元件搭載在陶瓷基板絕緣基板)上的結(jié)構(gòu)，因此認(rèn)為，只需測(cè)量與壓電振動(dòng)元件的物理距離較短而直接連接的陶瓷基板的溫度，即可正確檢測(cè)出壓電振動(dòng)元件的溫度，但是實(shí)際上并沒有充分獲得使頻率漂移特性更加良好的效果。如上所述，在壓電振動(dòng)器外部連接有包括溫度傳感器在內(nèi)的IC部件的、現(xiàn)有的表面安裝式壓電振蕩器中，存在如下問題，即，壓電振動(dòng)器內(nèi)部的壓電振動(dòng)元件溫度、與由配置在壓電振動(dòng)器外部的溫度傳感器檢測(cè)到的檢測(cè)溫度之間容易產(chǎn)生溫度差，因此無法獲得穩(wěn)定的溫度/頻率特性，此外啟動(dòng)時(shí)的頻率漂移特性將會(huì)惡化。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2006-191517號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2008-263564號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開2010-035078號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而實(shí)施的，其目的在于，提供一種如下的表面安裝式壓電振蕩器，即，在壓電振動(dòng)器的封裝件外部組裝有包括溫度傳感器在內(nèi)的IC部件的表面安裝式壓電振蕩器中，通過將因位于距離壓電振動(dòng)元件最近的位置故處于相同受熱狀態(tài)的金屬制蓋部件、與IC部件進(jìn)行熱連接，，從而能夠?qū)崿F(xiàn)包括啟動(dòng)時(shí)的頻率漂移特性在內(nèi)的、高精度溫度特性。本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而實(shí)施的，其能夠通過以下方式或者應(yīng)用例來實(shí)現(xiàn)。[應(yīng)用例I]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于具有絕緣基板，其具有壓電振動(dòng)元件，并且具有用于表面安裝的安裝端子；蓋部件，其為金屬制，用于在其與所述絕緣基板之間對(duì)所述壓電振動(dòng)元件進(jìn)行氣密封閉；電子部件，其至少具有用于檢測(cè)溫度的溫度傳感器，所述絕緣基板具有外部墊片，其作為電極；熱傳導(dǎo)部件，其熱傳導(dǎo)率高于該絕緣基板的絕緣材料，且對(duì)該外部墊片與所述蓋部件之間進(jìn)行連接，所述電子部件被搭載在所述外部墊片上，所述蓋部件和所述溫度傳感器通過所述外部墊片與所述熱傳導(dǎo)部件而以能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方式連接。因?yàn)閷⑽挥诰嚯x被收納在封裝件的氣密空間內(nèi)的壓電振動(dòng)元件最近的位置上的蓋部件、與溫度傳感器或者搭載了溫度傳感器的電子部件，用具有良好熱傳導(dǎo)性的熱傳導(dǎo)部件而進(jìn)行熱連接，所以溫度傳感器不會(huì)輸出錯(cuò)誤的溫度數(shù)據(jù)，并且能夠優(yōu)化頻率漂移特性。[應(yīng)用例2]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于所述熱傳導(dǎo)部件為金屬制，并與所述安裝端子電絕緣。由于熱傳導(dǎo)部件由熱傳導(dǎo)性高于絕緣基板材料的任意金屬材料構(gòu)成，并且該熱傳 導(dǎo)部件與安裝端子電絕緣，因而能夠?qū)囟葌鞲衅髋c蓋部件等之間以較好的熱傳導(dǎo)性而進(jìn)行連接。[應(yīng)用例3]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于所述電子部件為，將所述溫度傳感器、所述溫度補(bǔ)償電路、以及振蕩電路進(jìn)行集成電路化而獲得的芯片狀的IC部件，其中，所述振蕩電路用于，將所述壓電振動(dòng)元件的激勵(lì)信號(hào)放大為振蕩用信號(hào)。雖然作為電子部件可以設(shè)想各種各樣的部件，但是作為其中一個(gè)示例可以例示為IC部件。[應(yīng)用例4]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于所述電子部件為熱敏電阻。[應(yīng)用例5]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于與所述熱傳導(dǎo)部件相連接的所述外部墊片與所述電子部件的調(diào)節(jié)用端子、虛擬端子、溫度傳感器端子中的至少一個(gè)端子相連接。這些中性端子可以在不受母板的熱的影響的條件下，將蓋部件的熱傳遞到搭載在IC部件上的溫度傳感器處。[應(yīng)用例6]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于所述絕緣基板的結(jié)構(gòu)為，上表面具有收納所述壓電振動(dòng)元件的上部凹部，下表面具有收納所述電子部件的下部凹部，所述下部凹部內(nèi)具有所述外部墊片，所述熱傳導(dǎo)部件通過配置在所述下部凹部內(nèi)的所述外部墊片，而與所述電子部件熱連接。絕緣基板的縱剖面形狀可以為例如H型。[應(yīng)用例7]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于所述絕緣基板具有封裝部，其具有元件收納凹部，所述元件收納凹部將所述壓電振動(dòng)元件收納于內(nèi)部，且所述元件收納凹部的上表面開口被所述蓋部件所封閉，電子部件搭載部，其從該封裝部向外部伸出，且于上表面上具有所述外部墊片，所述熱傳導(dǎo)部件通過所述外部墊片而與所述電子部件熱連接?？梢詫⒈景l(fā)明適用于，具有封裝部與從封裝部向外部伸出的IC部件搭載部的絕緣基板中。
[應(yīng)用例8]本發(fā)明所涉及的壓電器件的特征在于所述壓電器件為，所述外部墊片與所述安裝端子導(dǎo)通了的結(jié)構(gòu)。[應(yīng)用例9]本發(fā)明所涉及的電子設(shè)備的特征在于內(nèi)置有應(yīng)用例I至6中任一項(xiàng)所述的壓電器件。本發(fā)明的壓電器件可以適用于各種電子設(shè)備。


圖I是作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式所涉及的表面安裝式壓電振蕩器的一個(gè)示例的晶體振蕩器的縱剖視圖。 圖2是表示圖I中晶體振蕩器的電路結(jié)構(gòu)的圖。圖3是本發(fā)明其它實(shí)施方式所涉及的晶體振蕩器的剖視圖。圖4是表示圖3中晶體振蕩器的電路結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示本發(fā)明的晶體振蕩器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)的裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖6是表示本發(fā)明其它實(shí)施方式所涉及的晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖7是表示本發(fā)明其它實(shí)施方式所涉及的晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖8是圖7中晶體振蕩器的電路結(jié)構(gòu)圖。圖9是表示移動(dòng)電話機(jī)的圖。符號(hào)說明I 表面安裝式壓電振蕩器2 封裝件3 上部凹部4 絕緣基板(絕緣容器)5 元件搭載墊片6 安裝端子7 導(dǎo)電性粘合劑8 焊縫圈9 連接導(dǎo)體10蓋部件11下部凹部12 IC部件搭載用墊片(外部墊片)15熱傳導(dǎo)部件20晶體振動(dòng)元件25晶體振動(dòng)器30 IC 部件31振蕩電路33溫度補(bǔ)償電路35 A/D 轉(zhuǎn)換器
36中性端子40溫度傳感器42溫度傳感器端子45溫度傳感器端子50平臺(tái)52探測(cè)器60晶體振動(dòng)器70IC部件搭載部

71IC部件搭載用墊片(外部墊片)80溫度傳感器85IC 部件86振蕩電路87溫度補(bǔ)償電路88A/D 轉(zhuǎn)換器
具體實(shí)施例方式首先，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)壓電振動(dòng)元件的溫度與直接搭載的絕緣容器相比，更接近于蓋部件的溫度。因此，本發(fā)明申請(qǐng)中，以下述結(jié)構(gòu)作為特征，S卩，為了檢測(cè)壓電振動(dòng)元件的溫度，欲通過后述的溫度傳感器來檢測(cè)后述的蓋部件的溫度。下面，根據(jù)圖示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖I是作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式所涉及的壓電器件的、表面安裝式壓電振蕩器的一個(gè)示例、即晶體振蕩器的縱剖視圖，圖2是表示該晶體振蕩器的電路結(jié)構(gòu)的圖。本發(fā)明所涉及的晶體振蕩器(壓電振蕩器)I的基本結(jié)構(gòu)為，具有絕緣容器(絕緣基板)4，所述絕緣容器4在上部具有與晶體振動(dòng)元件(壓電振動(dòng)元件)20的各激勵(lì)電極電連接的內(nèi)部墊片(元件搭載墊片)5，并在下部具有多個(gè)安裝端子6 ;壓電振動(dòng)元件20，其通過導(dǎo)電性粘合劑7而被搭載在內(nèi)部墊片5上；金屬制的蓋部件10，在其與絕緣容器4之間，對(duì)壓電振動(dòng)元件20進(jìn)行氣密密封；IC部件30，其為構(gòu)成振蕩電路、溫度補(bǔ)償電路及溫度傳感器的電子部件，并被搭載在外部墊片(IC部件搭載用墊片)12上，所述外部墊片12被配置在收納壓電振動(dòng)元件的密封空間S外部的絕緣容器部位處；連接導(dǎo)體9，其對(duì)各安裝端子6、各內(nèi)部墊片5和各外部墊片12之間進(jìn)行導(dǎo)通；熱傳導(dǎo)部件15，其以能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方式對(duì)蓋部件與IC部件之間進(jìn)行連接，且其熱傳導(dǎo)率高于絕緣基板材料。而且，替代IC部件30，也可以僅將熱敏電阻等的溫度傳感器作為電子部件連接并搭載于外部墊片12上。下面，對(duì)圖I所示的晶體振蕩器(壓電振蕩器)I的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。晶體振蕩器I具有如下結(jié)構(gòu)，即，在封裝件2的上表面設(shè)置的上部凹部3內(nèi)搭載有晶體振動(dòng)元件(壓電振動(dòng)元件)20，并用金屬制蓋部件10進(jìn)行了氣密密封，同時(shí)在封裝件2的外底面(下部凹部11)上搭載有IC部件30。封裝件2具有絕緣容器(絕緣基板)4，其由陶瓷等絕緣材料構(gòu)成，并在上表面具有上部凹部3 ;兩個(gè)內(nèi)部墊片(元件搭載墊片)5，其被設(shè)置在上部凹部3內(nèi)，并與晶體振動(dòng)元件20的各激勵(lì)電極電連接；多個(gè)安裝端子6，其被配置在絕緣容器4的外底面上；外部墊片(IC部件搭載用墊片)12，其為了搭載IC部件30而被配置在絕緣容器的外底面(下部凹部11)內(nèi)，所述IC部件30以將溫度傳感器與振蕩電路、溫度補(bǔ)償電路一起進(jìn)行集成電路化的方式而具備這些構(gòu)件；連接導(dǎo)體9，其對(duì)各安裝端子6、各內(nèi)部墊片5和外部墊片12之間進(jìn)行導(dǎo)通；金屬制(例如科瓦鐵鎳鈷合金)的蓋部件10，其以在設(shè)置于上部凹部3內(nèi)的兩個(gè)內(nèi)部墊片5上分別電連接有晶體振動(dòng)元件(壓電振動(dòng)元件)20上的兩個(gè)激勵(lì)電極的狀態(tài)，對(duì)上部凹部3進(jìn)行氣密密封；熱傳導(dǎo)部件15，其以能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方式而對(duì)蓋部件與IC部件之間進(jìn)行連接，且熱傳導(dǎo)率高于由陶瓷組成的絕緣基板材料。而且,本示例中，絕緣容器(絕緣基板)4在上表面上具有收納壓電振動(dòng)元件20的上部凹部3，且在下表面上具有收納IC部件的下部凹部11，且絕緣容器4的縱剖面形狀為H型。

晶體振動(dòng)兀件20具有由石英等壓電材料構(gòu)成的晶體基板(例如AT切割晶體基板)、在晶體基板的表面背面這兩面的振動(dòng)區(qū)域中分別形成的激勵(lì)電極、從各激勵(lì)電極延伸到晶體基板邊緣的引線電極、設(shè)置在各引線端子端部的墊片。通過將各墊片用導(dǎo)電性粘合劑7連接到內(nèi)部墊片5上，從而使晶體振動(dòng)元件被搭載在絕緣容器上。各安裝端子6被配置在下部凹部11的底面上，其通常由如下的4種安裝端子組成，即與晶體振動(dòng)元件20側(cè)的各引線電極導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)電源用安裝端子(Vcc端子)、控制電壓施加用安裝端子(Vcon端子)、輸出信號(hào)用安裝端子(Out端子)、用于與接地電路導(dǎo)通的接地用安裝端子(Gnd端子)。而且，封裝件2與晶體振動(dòng)元件20構(gòu)成了晶體振動(dòng)器(壓電振動(dòng)器)25。熱傳導(dǎo)部件15由鑰、或者其它熱傳導(dǎo)性高于絕緣基板材料的任意金屬材料組成，所述熱傳導(dǎo)部件15為如下裝置，即，通過使其一端部(與蓋部件的連接端部)與蓋部件10進(jìn)行熱連接，并使另一端部(與IC部件的連接端部)與硅制裸芯片的IC部件30的外表面適當(dāng)位置進(jìn)行熱連接，從而使熱從蓋部件10傳導(dǎo)到IC部件30，以使蓋部件10 (晶體振動(dòng)元件20)與IC部件30的至少外表面適當(dāng)位置或者包含其周圍的范圍內(nèi)的各個(gè)溫度盡快相同，并且欲將其維持于相同溫度的裝置。因?yàn)樯w部件使用熱傳導(dǎo)率高于絕緣基板材料的金屬而制成，而且距離上部凹部3內(nèi)的晶體振動(dòng)元件20最近，所以兩者處于相同的溫度，因此，如果利用熱傳導(dǎo)率較高的熱傳導(dǎo)部件15而將蓋部件10與IC部件進(jìn)行熱連接，即可使IC部件的溫度非常接近晶體振動(dòng)元件20的溫度。在絕緣容器4的壁內(nèi)對(duì)熱傳導(dǎo)部件15進(jìn)行布線的情況下，當(dāng)對(duì)陶瓷片進(jìn)行層壓以形成絕緣容器時(shí)，在相當(dāng)于熱傳導(dǎo)部件的布線路徑的部位處形成貫穿孔，且在該貫穿孔中填充金屬材料(金屬噴鍍)。并且，當(dāng)在絕緣容器外表面對(duì)一部分熱傳導(dǎo)部件進(jìn)行布線時(shí)，對(duì)該部位噴鍍金屬材料。IC部件30為具備振蕩電路(為了將壓電振動(dòng)元件的激勵(lì)信號(hào)放大為激振用信號(hào)的放大電路)、溫度補(bǔ)償電路(為了補(bǔ)償壓電振動(dòng)元件的頻率溫度特性的電路)等集成電路的作為裸芯片的IC芯片，并且內(nèi)置有溫度傳感器(感溫元件)。使露出并配置于IC部件30外表面的各個(gè)端子與用于搭載IC部件的墊片12在一對(duì)一的狀態(tài)下，通過金等的金屬凸點(diǎn)連接或焊接而將IC部件30固定在下部凹部內(nèi)。
由于作為硅制裸芯片的IC部件30整體具有均勻且良好的熱傳導(dǎo)性，因而將熱傳導(dǎo)部件15的另一端部接觸(連接)在IC部件外表面的任何部位均可，但是優(yōu)選為，與距離溫度傳感器較近的部位接觸。具體而言，優(yōu)選為，與例如設(shè)置在IC部件外表面的端子中的、未電連接于搭載有該晶體振蕩器I的母板MB的端子(中性端子)，通過金屬凸點(diǎn)等金屬連接介質(zhì)而進(jìn)行機(jī)械性連接以及熱連接。這是由于，如果是與母板MB電連接的端子，則會(huì)成為與表面安裝用的安裝端子導(dǎo)通了的結(jié)構(gòu)。由于表面安裝是安裝端子與母板MB面接觸的方式，因而很容易使熱從母板MB傳遞到壓電器件。因此，如果如上所述利用中性端子，則在溫度傳感器中，將形成從蓋部件傳遞的熱要比從母板MB傳遞的、除蓋部件10以外的部件的熱(溫度)更容易傳遞的結(jié)構(gòu)。因此，在與晶體振動(dòng)元件相同的熱條件下，溫度傳感器能夠檢測(cè)溫度，并能夠基于該溫度數(shù)據(jù)而使 溫度補(bǔ)償電路工作，從而高精度地控制頻率。作為本實(shí)施方式中的中性端子，例如可以例示為，露出并配置于IC部件外表面的調(diào)節(jié)用端子、NC(常閉)端子、虛擬端子等，優(yōu)選為，未與連接母板MB的安裝端子電性導(dǎo)通的端子。通過使熱傳導(dǎo)部件的另一端部與這些端子中的至少一個(gè)端子相連接，從而能夠消除晶體振動(dòng)元件與IC部件之間的溫度差。調(diào)節(jié)用端子是為了制造時(shí)測(cè)量并調(diào)節(jié)IC部件的特性設(shè)置的，其在調(diào)節(jié)完畢并形成振蕩器后將不被使用，并且也沒有與母板MB連接，因此可以被用于與蓋部件的連接。而且，調(diào)節(jié)用端子為了向IC部件輸入數(shù)據(jù)或者從IC部件輸出數(shù)據(jù)，從而與探測(cè)器導(dǎo)通，但是NC端子與虛擬端子不進(jìn)行這種數(shù)據(jù)的輸入輸出工作。在擔(dān)心出現(xiàn)于這種調(diào)節(jié)工序中因?yàn)榕c探測(cè)器接觸而產(chǎn)生溫度變化的情況下，優(yōu)選將熱傳導(dǎo)性部件連接在NC端子與虛擬端子上。接下來，在圖2電路圖中，IC部件30被外裝在具有晶體振動(dòng)元件20的晶體振蕩器25上，該IC部件30上搭載有振蕩電路31、溫度補(bǔ)償電路33、溫度傳感器(熱敏電阻)40與A/D轉(zhuǎn)換器35等。溫度傳感器40的輸出(溫度信息)通過A/D轉(zhuǎn)換器35而被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后被輸入到溫度補(bǔ)償電路33，溫度補(bǔ)償電路33將基于該溫度信息而形成的頻率控制信息輸出到振蕩電路31中。振蕩電路31根據(jù)該溫度控制信息而輸出溫度補(bǔ)償頻率信息。圖2所示的端子42為，作為調(diào)節(jié)用端子、NC(常閉)端子、虛擬端子而發(fā)揮功能的中性端子。并且，未圖示的NC端子雖然本來是為了調(diào)節(jié)頻率而用于輸入直流電壓的端子，但是如果作為壓電器件而不需要該功能時(shí)，則可使用該端子與蓋部件連接。虛擬端子為，除了通過與熱傳導(dǎo)部件連接而使蓋部件10與IC部件進(jìn)行熱連接之夕卜，沒有其它特殊用途的專用于熱傳導(dǎo)的端子。熱傳導(dǎo)部件15可以以圖示的方式而配置在介于蓋部件和IC部件之間的絕緣基板的壁內(nèi)部，也可以以使熱傳導(dǎo)部件的一部分露出于絕緣基板外部(包含凹部內(nèi)壁)的狀態(tài)而配置。
如圖I所示，在絕緣容器4的上端面上，作為用于焊接蓋部件10的金屬制封閉材料而形成有焊縫圈8等的金屬密封體，在制造絕緣容器時(shí)，熱傳導(dǎo)部件15的一端部成為與該焊縫圈8接觸(焊接)的狀態(tài)。在使蓋部件與焊縫圈焊接在一起時(shí)，熱傳導(dǎo)部件的一端部將與蓋部件連接固定。熱傳導(dǎo)部件15的中間部被沿著絕緣容器的壁內(nèi)部或者外表面配置，其另一端部延伸于下部凹部11的內(nèi)底面，并與和中性的IC部件的端子36固定在一起的外部墊片12熱連接。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，則由于從蓋部件到端子36之間是用金屬連接的，因此成為熱傳導(dǎo)率較高的結(jié)構(gòu)。當(dāng)晶體振蕩器I啟動(dòng)時(shí)，為了使由搭載在IC部件30上的溫度傳感器40而獲得的溫度數(shù)據(jù)接近于晶體振動(dòng)元件20的溫度，從而提高頻率漂移特性，采用盡可能使通過熱傳導(dǎo)部件15而傳遞到IC部件上的熱量增大的方法是較為有效。為此，雖然加大熱傳導(dǎo)部件的直徑是比較有效的方法，但是因?yàn)橹睆脚c絕緣基板的板厚之間的關(guān)系從而直徑不能無限加大，所以增加熱傳導(dǎo)部件的個(gè)數(shù)是實(shí)際有效的方法。增加熱傳導(dǎo)部件的個(gè)數(shù)時(shí)，沿絕緣基板的面方向(與板厚方向垂直的方向)而排列配置熱傳導(dǎo)部件。 當(dāng)設(shè)置多個(gè)熱傳導(dǎo)部件時(shí)，可以在作為基礎(chǔ)的熱傳導(dǎo)部件的適當(dāng)位置處連接其它熱傳導(dǎo)部件的另一端部，以使其與IC部件的端部匯集成一個(gè)，也可以使各熱傳導(dǎo)部件的各連接端部分別地連接在IC部件上。接下來，圖3是本發(fā)明其它實(shí)施方式所涉及的晶體振蕩器的剖視圖，在與圖I相同的部件上標(biāo)注相同的符號(hào)進(jìn)行說明。而且圖4是表示該晶體振蕩器的電路結(jié)構(gòu)的圖。該實(shí)施方式所涉及的晶體振蕩器I與圖I中實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，將與熱傳導(dǎo)部件15的另一端連接的中性端子設(shè)定為，以露出于IC部件30的外表面上的方式而配置的溫度傳感器端子45。如圖4所示，溫度傳感器端子45為與溫度傳感器(熱敏電阻)40電連接的端子、例如為溫度傳感器的溫度信息輸出用端子，通過使該端子露出于IC部件外表面，從而能夠與熱傳導(dǎo)部件15的另一端部進(jìn)行熱連接。溫度傳感器端子45優(yōu)選為，未與母板MB導(dǎo)通連接的端子，并且由于通過硅基板上的金屬布線而與溫度傳感器40連接，因此通過與蓋部件10連接從而來自蓋部件的熱易于傳遞到溫度傳感器40上，由此，能夠提高溫度傳感器檢測(cè)壓電振動(dòng)元件溫度的靈敏度。除上述圖1、2中說明的實(shí)施方式以外，如果也為沒有與搭載晶體振蕩器I的母板MB進(jìn)行熱連接以及電連接的中性端子，也就是說優(yōu)選為未與和母板MB連接的安裝端子電導(dǎo)通的端子，則也能夠通過熱傳導(dǎo)部件而與蓋部件10連接。或者，也可以采用通過擴(kuò)大熱傳導(dǎo)部件15的另一端部的面積，從而在較寬的面積上與IC部件外表面(端子形成部以外的表面)接觸的結(jié)構(gòu)，從而增加從蓋部件傳導(dǎo)到IC部件的熱量。接下來，圖5是表示對(duì)本發(fā)明的晶體振蕩器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)的裝置結(jié)構(gòu)的剖視圖。在進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)，于利用珀耳帖元件等加熱裝置而加熱的平臺(tái)50的平坦的表面上，以使蓋部件10的外表面與該表面面接觸的狀態(tài)而放置晶體振蕩器，并使探測(cè)器52抵接于配置在絕緣容器4底面的外部端子上，從而使振蕩器工作并進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
當(dāng)利用該溫度調(diào)節(jié)設(shè)備而對(duì)不具備熱傳導(dǎo)部件15的現(xiàn)有的晶體振蕩器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)操作時(shí)，由于與外部端子接觸的探測(cè)器52會(huì)奪取絕緣容器的熱，因此在IC部件30與晶體振動(dòng)元件20之間會(huì)產(chǎn)生溫度差。也就是說，在現(xiàn)有的晶體振蕩器中，由于IC部件30被搭載在下部凹部11的底面，因此IC部件內(nèi)的溫度傳感器將檢測(cè)下部凹部底面的溫度。因此，由于探測(cè)器奪取下部凹部底面的溫度，因而在被收納于上部凹部3內(nèi)的晶體振動(dòng)元件20與IC部件之間將產(chǎn)生不可忽視的溫度差，從而不能正確地調(diào)節(jié)溫度。相對(duì)于此，在執(zhí)行上述各實(shí)施方式所涉及的本發(fā)明的晶體振蕩器的溫度調(diào)節(jié)時(shí)，由于被搭載在IC部件上的溫度傳感器檢測(cè)到的溫度為與平臺(tái)50接觸的蓋部件10自身的溫度，而不是下部凹部的底面溫度，因此能夠更加減少晶體振動(dòng)元件20與IC部件30的溫度差，從而提高溫度調(diào)節(jié)的精度。

尤其是，對(duì)于圖3的實(shí)施方式所涉及的晶體振蕩器，因?yàn)槭箿囟葌鞲衅鞫俗?5與蓋部件10直接連接，因而能夠更為直接得測(cè)量蓋部件的溫度，從而能夠減少兩者的溫度差以實(shí)現(xiàn)更高精度的溫度調(diào)節(jié)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，溫度傳感器檢測(cè)的溫度基本忠實(shí)地反映了晶體振動(dòng)元件的溫度，從而使晶體振動(dòng)元件與IC部件(至少是溫度傳感器)基于相同溫度而進(jìn)行動(dòng)作。接下來，圖6是表示本發(fā)明其他實(shí)施方式所涉及的晶體振蕩器(壓電振蕩器)的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。而且，在與圖I相同的部分上標(biāo)注相同的符號(hào)進(jìn)行說明。構(gòu)成該晶體振蕩器I的絕緣容器(絕緣基板)4具有封裝部，其具有元件收納凹部3,所述元件收納凹部3將晶體振動(dòng)元件(壓電振動(dòng)元件)20收納于內(nèi)部,并且所述元件收納凹部3的上部開口被蓋部件10所封閉；IC部件搭載部70，其從封裝部向外部伸出(本例中為側(cè)面)，且在上表面上具有IC部件搭載用墊片(外部墊片)71。而且，晶體振蕩器I為，使晶體振蕩器60與IC部件30在IC部件搭載用墊片71上進(jìn)行了金屬凸點(diǎn)連接或者焊接的結(jié)構(gòu)，其中，所述晶體振蕩器60的結(jié)構(gòu)為，以將晶體振動(dòng)元件20收納在元件收納凹部3內(nèi)的狀態(tài)而被蓋部件10封閉，IC部件30包括振蕩電路、溫度補(bǔ)償電路及溫度傳感器。本實(shí)施方式的特征結(jié)構(gòu)為，通過經(jīng)由設(shè)置在絕緣容器(封裝部)4的內(nèi)部或者外表面上的熱傳導(dǎo)部件15而使IC部件30與蓋部件10熱連接，從而使IC部件的溫度與距離蓋部件較近的晶體振動(dòng)元件20的溫度均勻化。具體而言，其具有與上述實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)，S卩，通過對(duì)熱傳導(dǎo)部件15進(jìn)行金屬噴鍍，從而使IC部件30的端子36與蓋部件10之間經(jīng)由金屬制的熱傳導(dǎo)路徑而連接在一起。熱傳導(dǎo)部件15的一端部與蓋部件10連接，而另一端部可以與IC部件外表面的任意部位接觸，但是優(yōu)選為，與溫度傳感器端子、或IC部件中的溫度傳感器較為接近的部位接觸。具體而言，例如，與設(shè)置在IC部件外表面的端子中的、沒有和搭載該晶體振蕩器I的母板MB電連接的端子(中性端子)36、通過金凸點(diǎn)等金屬制連接介質(zhì)而進(jìn)行機(jī)械性連接及熱連接固定。由此，其結(jié)構(gòu)成為，從蓋部件傳遞的熱比從母板MB傳遞的除蓋部件10以外的部件的熱(溫度)更容易傳遞至溫度傳感器。因此，溫度傳感器將在與晶體振動(dòng)元件相同的熱條件下檢測(cè)溫度，從而能夠基于該溫度數(shù)據(jù)而使溫度補(bǔ)償電路工作，從而高精度地控制頻率。
作為熱的中性端子36，可以例示為，以露出于IC部件外表面的方式而配置的調(diào)節(jié)用端子、溫度傳感器端子、NC(常閉)端子、虛擬端子，通過使這些端子中的至少一個(gè)端子與熱傳導(dǎo)部件的另一端部連接，從而能夠消除晶體振動(dòng)元件與IC部件之間的溫度差。因此，能夠提高頻率漂移特性。接下來，圖7是表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式所涉及的晶體振動(dòng)器(壓電振動(dòng)器)結(jié)構(gòu)的縱剖視圖，圖8是利用該壓電振動(dòng)器而構(gòu)成的晶體振蕩器(壓電振蕩器)的電路結(jié)構(gòu)圖。與圖I實(shí)施方式相同的部分，標(biāo)注相同的符號(hào)進(jìn)行說明。晶體振動(dòng)器A是帶有溫度傳感器的晶體振動(dòng)器(壓電振動(dòng)器)，其具有剖面呈H型的封裝件2、被收納在設(shè)置于封裝件2上表面上的上部凹部3內(nèi)的晶體振動(dòng)元件(壓電振動(dòng)元件)20、對(duì)上部凹部3進(jìn)行氣密密封的金屬制的蓋部件10、以及搭載在封裝件2外底面(下部凹部11)上的熱敏電阻等的、作為電子部件的溫度傳感器(感溫元件)80。晶體振蕩器I使晶體振動(dòng)器A與IC部件(振蕩電路、溫度補(bǔ)償電路)搭載在外部裝置(例如，如圖9所示的移動(dòng)電話機(jī)、GPS模塊等電子設(shè)備)B側(cè)的母板MB上，并內(nèi)置于 電子設(shè)備。附帶溫度傳感器的晶體振子A由購買此部件的用戶搭載在外部裝置B內(nèi)的母板MB上，由此，通過與母板MB上的振蕩電路、溫度補(bǔ)償電路(IC部件85)組合而制成了晶體振蕩器。封裝件2具有絕緣容器(絕緣基板)4，其由陶瓷等絕緣材料構(gòu)成，并在上表面具有上部凹部3 ;兩個(gè)內(nèi)部墊片(元件搭載墊片)5，其被設(shè)置在上部凹部3內(nèi)，并與晶體振動(dòng)元件20的各激勵(lì)電極電連接；多個(gè)安裝端子6，其被配置在絕緣容器4的外底面上；外部墊片(溫度傳感器搭載墊片)12，其為了搭載IC部件30而被配置在絕緣容器的外底面(下部凹部11)內(nèi)；未圖示的連接導(dǎo)體，其對(duì)各安裝端子6、各內(nèi)部墊片5和外部墊片12之間進(jìn)行導(dǎo)通；金屬制(例如科瓦鐵鎳鈷合金)的蓋部件10，其以在設(shè)置于上部凹部3內(nèi)的兩個(gè)內(nèi)部墊片5上分別電連接于晶體振動(dòng)元件(壓電振動(dòng)元件)20上的兩個(gè)激勵(lì)電極的狀態(tài)，而對(duì)上部凹部3進(jìn)行氣密密封；熱傳導(dǎo)部件15，其以能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方式而對(duì)蓋部件與溫度傳感器80之間進(jìn)行連接，且其熱傳導(dǎo)率高于由陶瓷組成的絕緣基板材料。被搭載在外部設(shè)備B上的IC部件85包括振蕩電路86、溫度補(bǔ)償電路87、A/D轉(zhuǎn)換器88等。被搭載在晶體振動(dòng)器A側(cè)的溫度傳感器80的輸出(溫度信息)，通過A/D轉(zhuǎn)換器88而被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并被輸入到溫度補(bǔ)償電路87，溫度補(bǔ)償電路87將基于該溫度信息而生成的頻率控制信息輸出到振蕩電路86中。振蕩電路86根據(jù)該溫度控制信息而生成并輸出溫度補(bǔ)償頻率信息。在本實(shí)施方式中，由于將搭載在晶體振動(dòng)器A側(cè)的溫度傳感器80通過熱傳導(dǎo)部件15而熱連接在位于晶體振動(dòng)元件20的最近位置處的蓋部件10上，因此能夠獲得與溫度傳感器直接檢測(cè)晶體振動(dòng)元件溫度時(shí)幾乎相同的靈敏度。并且，由于可以使具有放大電路等的發(fā)熱元件的振蕩電路86、以及具有電源、溫度補(bǔ)償電路87等的電路部分配置在遠(yuǎn)離晶體振動(dòng)元件的位置上，因此溫度傳感器80能夠更為準(zhǔn)確地檢測(cè)晶體振動(dòng)元件的溫度。并且，雖然作為中性端子對(duì)未與安裝端子導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但是例如，即使在中性端子與安裝端子之間連接有配線的情況下，只要能夠通過作為對(duì)中性端子與蓋部件進(jìn)行連接的熱傳導(dǎo)性元件的布線一方的路徑較多、較近等的結(jié)構(gòu)，從而具有優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性時(shí)，則也能夠期待與本發(fā)明相同的效果，但是為了獲得充分的效果，還是優(yōu)選如上述實(shí)施方式所示的中性端子未與安裝端子導(dǎo)通的結(jié)構(gòu)。具有上述結(jié)構(gòu)的各實(shí)施方式所涉及的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下效果。S卩，對(duì)于附帶溫度補(bǔ)償功能的晶體振蕩器而言，如果根據(jù)由溫度傳感器檢測(cè)到的、關(guān)于晶體振蕩元件的錯(cuò)誤的溫度數(shù)據(jù)信號(hào)(電壓值)，而對(duì)頻率進(jìn)行了補(bǔ)正，則存在頻率漂移特性會(huì)惡化的問題，其中，該頻率漂移特性表示，對(duì)晶體振蕩器施加電壓的時(shí)間點(diǎn)上的振蕩頻率、與施加電壓后經(jīng)過了固定時(shí)間后的時(shí)間點(diǎn)上的振蕩頻率之間的頻率變動(dòng)差。在本發(fā)明中，通過具有良好熱傳導(dǎo)性的熱傳導(dǎo)部件，對(duì)位于距離收納在封裝件氣密空間內(nèi)的晶體振動(dòng)元件最近的位置上的蓋部件與溫度傳感器(搭載有溫度傳感器的IC部件)之間進(jìn)行了熱連接，因此溫度傳感器不會(huì)輸出錯(cuò)誤的溫度數(shù)據(jù)，從而能夠優(yōu)化頻率漂移特性。

而且，雖然在上述實(shí)施方式中，作為絕緣基板4而例示了上表面具有上部凹部3的絕緣容器，但是也可以構(gòu)成為，在具有平坦上表面的絕緣基板4上，利用導(dǎo)電性粘合劑而搭載晶體振動(dòng)元件20，并且用扣碗狀的金屬蓋(蓋部件)而對(duì)包含該晶體振動(dòng)元件的絕緣基板上的空間進(jìn)行氣密密封。雖然上述實(shí)施方式中，作為壓電振蕩器的代表例而例示了晶體振蕩器，但是本發(fā)明還能夠適用于，使用了由壓電材料構(gòu)成的壓電振動(dòng)元件的一般振蕩器、或?qū)⒔撬俣葌鞲衅鞯葔弘娬駝?dòng)元件作為了物理量傳感器的壓電器件中。
權(quán)利要求
1.一種壓電器件，其特征在干， 具有: 絕緣基板，其具有壓電振動(dòng)元件，并且具有用于表面安裝的安裝端子； 蓋部件，其為金屬制，用于在其與所述絕緣基板之間對(duì)所述壓電振動(dòng)元件進(jìn)行氣密封閉； 電子部件，其至少具有用于檢測(cè)溫度的溫度傳感器， 所述絕緣基板具有 外部墊片，其作為電扱； 熱傳導(dǎo)部件，其熱傳導(dǎo)率高于該絕緣基板的絕緣材料，且對(duì)該外部墊片與所述蓋部件之間進(jìn)行連接， 所述電子部件被搭載在所述外部墊片上， 所述蓋部件和所述溫度傳感器通過所述外部墊片與所述熱傳導(dǎo)部件而以能夠進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方式連接。
2.如權(quán)利要求I所述的壓電器件，其特征在于 所述熱傳導(dǎo)部件為金屬制，并與所述安裝端子電絕緣。
3.如權(quán)利要求I所述的壓電器件，其特征在于 所述電子部件為，將所述溫度傳感器、溫度補(bǔ)償電路、以及振蕩電路進(jìn)行集成電路化而獲得的芯片狀的IC部件，其中，所述振蕩電路用于，將所述壓電振動(dòng)元件的激勵(lì)信號(hào)放大為振蕩用信號(hào)。
4.如權(quán)利要求I所述的壓電器件，其特征在干 所述電子部件為熱敏電阻。
5.如權(quán)利要求3所述的壓電器件，其特征在于 與所述熱傳導(dǎo)部件相連接的所述外部墊片，與所述電子部件的調(diào)節(jié)用端子、虛擬端子、溫度傳感器端子中的至少ー個(gè)端子相連接。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的壓電器件，其特征在于 所述絕緣基板的結(jié)構(gòu)為，上表面具有收納所述壓電振動(dòng)元件的上部凹部，下表面具有收納所述電子部件的下部凹部， 所述下部凹部內(nèi)具有所述外部墊片， 所述熱傳導(dǎo)部件通過配置在所述下部凹部內(nèi)的所述外部墊片，而與所述電子部件熱連接。
7.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的壓電器件，其特征在于 所述絕緣基板具有 封裝部，其具有元件收納凹部，所述元件收納凹部將所述壓電振動(dòng)元件收納于內(nèi)部，且所述元件收納凹部的上表面開ロ被所述蓋部件所封閉， 電子部件搭載部，其從該封裝部向外部伸出，且于上表面上具有所述外部墊片， 所述熱傳導(dǎo)部件通過所述外部墊片而與所述電子部件熱連接。
8.如權(quán)利要求I或者權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的壓電器件，其特征在于 所述壓電器件為，所述外部墊片與所述安裝端子導(dǎo)通了的結(jié)構(gòu)。
9.ー種電子設(shè)備，其特征在干內(nèi)置有權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的壓電器件。
全文摘要
一種壓電器件及電子設(shè)備，在壓電振動(dòng)器的封裝件外部組裝有具備溫度傳感器的IC部件的表面安裝式壓電振蕩器中，通過將因位于距離壓電振動(dòng)元件最近的位置故處于相同熱狀態(tài)下的金屬制的蓋部件與IC部件熱連接，從而實(shí)現(xiàn)了包括啟動(dòng)時(shí)的頻率漂移特性在內(nèi)的高精度的溫度特性。該壓電器件具有絕緣基板(4)、搭載在元件搭載墊片(5)上的壓電振動(dòng)元件(20)、對(duì)壓電振動(dòng)元件進(jìn)行氣密密封的金屬制蓋部件(10)、配置在絕緣基板外部的外部墊片(12)、振蕩電路(31)、溫度補(bǔ)償電路(33)、溫度傳感器(40)，并具有熱傳導(dǎo)部件(15)，其對(duì)蓋部件與溫度傳感器之間、或蓋部件與IC部件之間以可進(jìn)行熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行連接，并具有高于絕緣基板材料的熱傳導(dǎo)率。
文檔編號(hào)H03B5/32GK102684602SQ201110264290
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
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