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公開番号2025083252
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023208852
出願日2023-12-11
発明の名称恒温水晶発振器、その製造方法及び電子機器
出願人個人
代理人TRY国際弁理士法人
主分類H03H 9/02 20060101AFI20250523BHJP(基本電子回路)
要約【課題】小型化に対応できる恒温水晶発振器、その製造方法及び電子機器を提供する。
【解決手段】恒温水晶発振器30は、水晶振動子31と、発振回路及び温度制御回路を有する温度制御発振チップ32と、絶縁層33と、電極構造341と、を備える。水晶振動子は、振動子と、振動素子311の外周に封止される気密封止構造312と、を含む。絶縁層は、温度制御発振チップ及び水晶振動子の外周に被覆され、絶縁層の中には、導通孔331及び温度制御発振チップに電気的に接続される加熱素子35がある。加熱素子は、水晶振動子と温度制御発振チップとの間に位置する第1加熱素子351及び/又は水晶振動子と温度制御発振チップの外周にリング状に設けられる第2加熱素子352を含む。電極構造は、絶縁層に設けられ、且つ、導通孔の中の導電材料を介して温度制御発振チップに電気的に接続される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
恒温水晶発振器であって、
振動素子と、前記振動素子の外周に封止される気密封止構造と、を含む水晶振動子と、
前記水晶振動子の一方側に設けられ、且つ発振回路及び温度制御回路を有する温度制御発振チップと、
前記温度制御発振チップ及び前記水晶振動子の外周に被覆される絶縁層と、
前記絶縁層に設けられる電極構造と、を備え、
前記絶縁層の中には、導通孔及び前記温度制御発振チップに電気的に接続される加熱素子があり、
前記加熱素子は、第１加熱素子及び／または第２加熱素子を含み、前記第１加熱素子は、前記水晶振動子と前記温度制御発振チップとの間に位置し、前記第２加熱素子は、前記水晶振動子と前記温度制御発振チップの周りにリング状に設けられ、前記導通孔の中には、導電材料があり、
前記電極構造は、前記導通孔の中の前記導電材料を介して前記温度制御発振チップに電気的に接続されることを特徴とする恒温水晶発振器。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記水晶振動子は、セラミックパッケージの水晶振動子であり、前記気密封止構造は、キャビティを有するセラミック基体と、前記セラミック基体にカバーされる蓋板とを含み、
前記セラミック基体の中には、導体構造が設けられ、前記振動素子は、前記キャビティの中に設けられ且つ前記セラミック基体と接着剤により接続され、前記セラミック基体の導体構造は、前記温度制御発振チップにも電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の恒温水晶発振器。
【請求項３】
前記水晶振動子は、全結晶パッケージの水晶振動子であり、前記気密封止構造は、前記振動素子の一方側に設けられた第１シール部材と、前記振動素子の他方側に設けられた第２シール部材と、を備え、
前記第１シール部材、前記振動素子及び前記第２シール部材は、いずれも結晶材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の恒温水晶発振器。
【請求項４】
前記絶縁層は、複数回の半導体堆積プロセスにより形成され、前記導通孔は、半導体エッチングプロセスにより前記絶縁層の中に形成され、前記導通孔内の前記導電材料、前記第１加熱素子及び／または第２加熱素子及び前記電極構造は、複数回の半導体堆積とエッチングプロセスにより形成されることを特徴とする請求項２に記載の恒温水晶発振器。
【請求項５】
前記加熱素子は、前記第１加熱素子と前記第２加熱素子とを有し、前記第１加熱素子の両端は、前記第２加熱素子または前記温度制御発振チップと電気的に接続され、前記第２加熱素子の両端は、それぞれ前記温度制御発振チップまたは前記第１加熱素子と接続されることを特徴とする請求項１に記載の恒温水晶発振器。
【請求項６】
前記第２加熱素子の数は複数であり、複数の前記第２加熱素子は、電気的に接続され且つ前記水晶振動子と前記温度制御発振チップの外周にリング状に設けられることを特徴とする請求項５に記載の恒温水晶発振器。
【請求項７】
恒温水晶発振器の製造方法であって、
発振回路と、温度制御回路とを有する温度制御発振チップを提供するステップと、
振動素子と、前記振動素子の外周に封止される気密封止構造とを有する水晶振動子を提供し、且つ前記水晶振動子を前記温度制御発振チップの一方側に設けるステップと、
前記温度制御発振チップと前記水晶振動子の外周に、導通孔及び加熱素子を有する絶縁層を形成し、前記導通孔の中に導電材料を設け、前記加熱素子が第１加熱素子及び／または第２加熱素子を含むようにし、前記第１加熱素子を前記水晶振動子と前記温度制御発振チップとの間に位置させ、前記第２加熱素子を前記水晶振動子と前記温度制御発振チップの外周にリング状に設置するステップと、
前記絶縁層に電極構造を形成し、且つ前記電極構造を前記導通孔内の前記導電材料を介して前記温度制御発振チップと電気的に接続するステップと、を備えることを特徴とする恒温水晶発振器の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁層は、複数回の半導体堆積プロセスにより形成され、前記導通孔は、半導体エッチングプロセスにより前記絶縁層の中に形成され、前記導通孔内の前記導電材料、前記第１加熱素子及び／または第２加熱素子、前記電極構造は、複数回の半導体堆積とエッチングプロセスにより形成されることを特徴とする請求項７に記載の恒温水晶発振器の製造方法。
【請求項９】
前記恒温水晶発振器の製造方法は、基板を設ける工程をさらに備え、
前記絶縁層は、第１基板部と、第２基板部と、被覆部とを含み、前記温度制御発振チップ及び前記水晶振動子の外周に前記導通孔と前記加熱素子を有する絶縁層を形成するステップは、
前記基板に前記第２加熱素子の第１部分を有する前記第１基板部を形成し、前記水晶振動子を前記第１基板部に配置するサブ工程と、
前記第１基板部に前記第１加熱素子と前記第２加熱素子の第２部分とを有する第２基板部を形成するサブ工程と、
前記第２基板部に前記水晶振動子を設けるサブ工程と、
前記第２基板部に前記第２加熱素子の第３部分と、前記導通孔とを有する被覆部を形成するサブ工程と、を含み、
ここで、前記第１基板部、前記第２基板部及び前記被覆部は、いずれも半導体堆積プロセスにより形成され、
前記恒温水晶発振器の製造方法は、前記基板を除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の恒温水晶発振器の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の恒温水晶発振器が搭載された回路基板を備えることを特徴とする電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、恒温水晶発振器（ＯｖｅｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＸ’ｔａｌＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＯＣＸＯ）の技術分野に関し、特に恒温水晶発振器、その製造方法及び電子機器に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電子機器の使用には、通常、感熱性結晶（ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳｅｎｓｉｎｇＸ’ｔａｌ，ＴＳＸ）が外部処理チップ、温度補償水晶発振器（ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄＸ’ｔａｌＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＴＣＸＯ）または恒温水晶発振器（ＯｖｅｎＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＸ’ｔａｌＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ，ＯＣＸＯ）と組み合わせるような高安定クロックを使用する必要がある。
【０００３】
その中で、恒温水晶発振器は伝統的な超高精度のクロック製品であり、その設計原理は結晶を通じて、加熱設計（その中に温度制御回路とヒータを含む）を利用して、結晶と回路を一定の高温環境に維持し、且つ周辺の温度隔離設計で、外部環境が恒温環境に与える影響をできるだけ遮断する。このような設計から、恒温水晶発振器は高消費電力製品であり、且つそのサイズが比較的大きい（恒温設計と温度隔絶設計が必要なため）ことがわかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、小型化に対応できる恒温水晶発振器、その製造方法及び電子機器を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の局面では、本願の実施形態に係る恒温水晶発振器は、
振動素子と、前記振動素子の外周に封止される気密封止構造と、を含む水晶振動子と、
前記水晶振動子の一方側に設けられ、且つ発振回路及び温度制御回路を有する温度制御発振チップと、
前記温度制御発振チップ及び前記水晶振動子の外周に被覆される絶縁層と、
前記絶縁層に設けられる電極構造と、を備え、
前記絶縁層の中には、導通孔及び前記温度制御発振チップに電気的に接続される加熱素子があり、
前記加熱素子は、第１加熱素子及び／または第２加熱素子を含み、前記第１加熱素子は、前記水晶振動子と前記温度制御発振チップとの間に位置し、前記第２加熱素子は、前記水晶振動子と前記温度制御発振チップの周りにリング状に設けられ、前記導通孔の中には、導電材料があり、
前記電極構造は、前記導通孔の中の前記導電材料を介して前記温度制御発振チップに電気的に接続される。
【０００６】
１つの態様によれば、前記水晶振動子は、セラミックパッケージの水晶振動子であり、前記気密封止構造は、キャビティを有するセラミック基体と、前記セラミック基体にカバーされる蓋板とを含み、
前記セラミック基体の中には、導体構造が設けられ、前記振動素子は、前記キャビティの中に設けられ且つ前記セラミック基体と接着剤により接続され、前記セラミック基体の導体構造は、前記温度制御発振チップにも電気的に接続されている。
【０００７】
１つの態様によれば、前記水晶振動子は、全結晶パッケージの水晶振動子であり、前記気密封止構造は、前記振動素子の一方側に設けられた第１シール部材と、前記振動素子の他方側に設けられた第２シール部材と、を備え、
前記第１シール部材、前記振動素子及び前記第２シール部材は、いずれも結晶材料を含む。
【０００８】
１つの態様によれば、前記絶縁層は、複数回の半導体堆積プロセスにより形成され、前記導通孔は、半導体エッチングプロセスにより前記絶縁層の中に形成され、前記導通孔内の前記導電材料、前記第１加熱素子及び／または第２加熱素子及び前記電極構造は、複数回の半導体堆積とエッチングプロセスにより形成される。
【０００９】
１つの態様によれば、前記加熱素子は、前記第１加熱素子と前記第２加熱素子とを有し、前記第１加熱素子の両端は、前記第２加熱素子または前記温度制御発振チップと電気的に接続され、前記第２加熱素子の両端は、それぞれ前記温度制御発振チップまたは前記第１加熱素子と接続される。
【００１０】
１つの態様によれば、前記第２加熱素子の数は複数であり、複数の前記第２加熱素子は、電気的に接続され且つ前記水晶振動子と前記温度制御発振チップの外周にリング状に設けられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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