JPH11284441A

JPH11284441A - 温度補償水晶発振器の製造方法

Info

Publication number: JPH11284441A
Application number: JP10408098A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshida; 浩吉田; Kozo Ono; 公三小野; Yoshimitsu Fujimori; 義光藤森
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】樹脂モールド型として、温度補償特性を良好に
維持した温度補償発振器の製造方法を提供する。【構成】回路パターンを一主面に形成された絶縁性容器
に水晶片を封入してなる水晶振動子を具備した温度補償
水晶発振器の製造方法であって、発振回路を形成する発
振回路素子と記憶回路を含み温度補償機構を形成する温
度補償素子とを集積化したＩＣチップを、前記回路パタ
ーンに接続して前記絶縁性容器の一主面上に搭載する第
１の工程と、前記ＩＣチップの記憶回路に接続する調整
端子と前記発振回路に電気的に接続する実装端子とを前
記回路パターンに接続する第２の工程と、前記調整端子
と前記実装端子を外部に導出して前記ＩＣチップと前記
水晶振動子とを樹脂モールドする第３の工程と、前記第
３の工程後に調整端子から温度補償のデータを前記記憶
回路に書き込み水晶発振器の周波数温度特性を調整する
第４の工程とからなる構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂モールド型とした温
度補償水晶発振器（以下温度補償発振器とする）を利用
分野とし、特に温度補償特性を安定にした温度補償発振
器の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】（発明の背景）水晶発振器は、周波数及
び時間の基準源として多くの通信機器及びデジタル制御
機器に多用される。その中でも、温度補償発振器は周波
数温度特性を補償して温度変化に対して安定な周波数が
得られることから、例えば動的環境下で使用される電子
機器に頻繁に用いられる。また、その一方で携帯電話の
普及等から、より一層の小型化及び信頼性が求められて
いる。（参照公報：特開平１０−２２７３５号公報）

【０００３】（従来技術の一例）第５図は、一従来例を
説明する温度補償発振器の図である。温度補償発振器
は、絶縁性容器１の内部に水晶片２を封入して水晶振動
子３を形成し、外表面底部にＩＣチップ４を設けてな
る。絶縁性容器１は内部に段差５を有するセラミックか
らなり、一側面から調整壁部６を突出する。セラミック
は積層構造とし、ここでは４枚のグリーンシートａｂｃ
ｄｅを焼成して形成される（第６図参照）。そして、外
表面の側面から底面にかけて図示しない４つの面実装用
電極が２つづつ対向して形成される。絶縁性容器１の開
口面は金属リング７を設けられ、シーム溶接により蓋体
８を接合して封止される。

【０００４】水晶片２は例えばＡＴカットからなり、一
端側を絶縁性容器１の段差５に固着して保持される。Ｉ
Ｃチップ４は、トランジスタＴｒ、コンデンサＣ(1、
2)、抵抗Ｒ(１〜4)及び電圧可変容量ダイオードＤを含
む発振回路素子、及び記憶回路（メモリ９）を含み温度
補償機構１０を構成する温度補償素子を集積化してなる
（第７図参照）。そして、絶縁性容器１の外表面底部に
設けられ、回路パターンの形成された溝部１１内に直接
的に電気的・機械的（所謂ダイレクトマウントないしは
フェースダウン等と称される）に接続され、樹脂１２で
覆われる。

【０００５】このようなものでは、各水晶発振器毎に温
度特性を測定しながら、調整壁部６に設けられた複数の
調整パターン端子１３から、これと電気的に接続するＩ
Ｃチップ４の記憶回路９に温度補償に必要なデータを入
力する。そして、周波数温度特性が規格を満足した時点
で、調整壁部６を絶縁性容器１本体から切り離す。その
後、製品は出荷され、例えば高熱炉を搬送してクリーム
半田２３等により、面実装電極２４が接続されて携帯電
話等の回路基板１４に表面実装される（第８図）。

【０００６】

【発明が解決しようとする解決課題】（従来技術の問題
点）しかしながら、上記構成の温度補償発振器では、回
路基板１４への装着後、面実装電極２４の剥離等によっ
て断線する事故の生ずることがあった。すなわち、絶縁
性容器１の底面外周４カ所が回路基板１４に対して接続
されるものの、面実装電極１２は焼成による膜であって
電極自体の強度が本来小さい。また、例えば衝撃等によ
り回路基板１４に捻れや歪みが生じた場合、４カ所のう
ち、回路基板１４に対する平行度が悪い一カ所あるいは
２カ所に衝撃が集中的に作用して剥離してしまう問題が
あった。

【０００７】（対抗手段）そこで、面実装電極２４に代
えて、第９図に示すように金属板からなる実装端子１５
を面実装電極２４に接続して、全体を樹脂体（樹脂モー
ルド体）１６で覆う、これ自体は周知の樹脂モールド型
とする温度補償発振器が提案された（参照：特開平３−
１５１７０４号公報）。このようなものでは、例えば樹
脂モールド体１６の底面に切欠部１７を設け、そこに実
装端子１５を屈曲させて先端側を導入する。そして、先
端側平坦部１８を回路基板１４に接続する。したがっ
て、この場合には、実装端子１５が金属板なのでそれ自
体の強度が高いことに加えて、実装端子１５の経路長及
び屈曲部による弾性作用等により、衝撃に強く、回路基
板からの剥離を防止する。なお、図中の一点鎖線の枠ば
断面図である。

【０００８】（対抗手段の問題点）しかしながら、この
ようなものでは、周波数温度特性の調整を樹脂モールド
前に行うと、温度補償特性を悪化させる問題があった。
すなわち、絶縁性容器１の一主面に形成された回路パタ
ーン間の浮遊容量が樹脂モールド体１６によって変化し
（要するに回路パターン間の誘電率が変化する）、温度
補償特性を悪化させてしまう問題があった。

【０００９】（発明の目的）本発明は、樹脂モールド型
として、温度補償特性を良好に維持した温度補償発振器
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【発明が解決しようとする手段】本発明は、ＩＣチップ
の記憶回路と接続する調整端子と回路パターンと接続す
る実装端子を導出して水晶振動子とＩＣチップを樹脂モ
ールドした後、調整端子からの温度補償に必要なデータ
の書き込みにより、ＩＣチップの記憶回路を制御したこ
とを基本的な解決手段とする。

【００１１】

【作用】本発明は、樹脂モールド後にＩＣチップ４の記
憶回路を制御をしたので、回路パターン間の浮遊容量を
も考慮した温度補償に必要なデータを書き込める作用が
ある。以下、本発明の実施の形態について述べる。

【００１２】

【発明の実施の形態】第１図乃至第３図は、本発明の具
体的な実施の形態を説明する温度補償発振器及びこれに
関連する図である。なお、前従来例図と同一部分には同
番号を付与してその説明は簡略する。温度補償発振器
は、前述同様に、一主面に回路パターンを形成されてセ
ラミックからなる絶縁性容器１に水晶片２を封入してな
る水晶振動子３と、電圧可変容量素子を含む発振回路素
子と記憶回路を含む温度補償素子を集積化したＩＣチッ
プ４と、実装端子１５及び調整端子２５と、樹脂モール
ド体１６とからなる（第１図）。

【００１３】なお、絶縁性容器１の底面に形成される回
路パターンは、第２図に模式的に示すように、水晶振動
子３の両端子とＩＣチップ４の発振回路部と接続する第
１の導電路１９（ａｂ）と、ＩＣチップ４の発振回路部
の出力端子、電源端子及びアース電位端子とを延出して
面実装電極２４（ａｂｃｄ）となる第２の導電路２０
（ａｂｃｄ）と、ＩＣチップ４の記憶回路９と調整端子
２５とを接続する第３の導電路２１（ａｂｃ）とからな
る。なお、符号２０ｄは面実装電極２４ｄとなる第２の
導電路であり、ダミーもしくはＩＣチップの他の機能
（スタンバイ機能）を司る端子と接続する。また、第３
の導電路は２１（ａｂｃ）の３つとしたが実際にはこれ
以上となる。

【００１４】このようなものでは、先ず、絶縁性容器１
の回路パターン（端子）にＩＣチップ４（端子）を電気
的・機械的に直接的に接続して、絶縁性容器１の一主面
上にＩＣチップ４を搭載する（第１の工程）。次に、実
装端子１５（ａｂｃｄ）と調整端子２５（ａｂｃ）を、
絶縁容器１の底面外周にＩＣチップ４の各端子から延出
した第２及び第３の導電路２０（ａｂｃｄ）、２１（ａ
ｂｃ）に接続する。この場合、対をなす実装端子１５と
調整端子２５の複数が、金属フレーム２２から延出し
て、ＩＣチップ４がまとめて接続される（第２の工程、
第３図参照）。

【００１５】次に、実装端子１５と調整端子１６を導出
させてＩＣチップ４と水晶振動子３を、図示しない金型
により、まとめて樹脂モールドする（第３の工程）。次
に、アース電位用を除く各実装端子１５及び調整端子２
５を金属フレームから切断し、水晶発振器を個々に駆動
させる。そして、実装端子１５ａからの出力に基づく周
波数温度特性を個々に監視しながら、調整端子２５から
温度補償に必要なデータをＩＣチップ４の記憶回路９に
書き込み、各水晶発振器の周波数温度特性を調整する
（第４の工程）。

【００１６】そして、調整端子２５（ａｂｃ）を樹脂モ
ールドの露出部から切断して、またアース電位用の実装
端子１５ｃを金属フレーム２２から切断して個々の温度
補償発振器を得る（第５の工程、前第１図参照）。最後
に、各温度補償発振器の実装端子１５（ａｂｃｄ）を屈
曲させて先端側を、樹脂モールド体１６の底面に設けら
れた切欠部１７に導入する（第６の工程、前第９図参
照）。

【００１７】（発明の一実施形態による作用効果）この
ような製造方法であれば、水晶振動子３及びＩＣチップ
４を樹脂モールドした後、水晶発振器の温度補償に必要
なデータを記憶回路９に書き込む。したがって、樹脂モ
ールド体１６による浮遊容量も考慮した周波数温度特性
を補償したことになるので、温度補償特性を良好に維持
する。

【００１８】そして、この一実施形態では、実装端子１
５を樹脂モールド体１６の切欠部１７に導入して先端側
平坦部１８を回路基板１４に対して固着するので、実装
端子１５の強度及び弾性により耐衝撃性を向上する。し
たがって、回路基板１４からの剥離を防止できる。

【００１９】また、本実施形態では、ＩＣチップ４を搭
載した複数の水晶振動子３を金属フレーム２２に接続し
て、一体的に製造（一括処理）するので、製造上の歩留
まりも良好となる。すなわち、前従来例の場合には例え
ばセラミックをシート状にし、複数の絶縁性容器１を形
成して一括的に温度補償発振器を製造する場合には、製
造工程中において、例えば水晶片２の取り付け工程等で
シート内の何カ所かで不良品が発生した場合でも、最終
工程までシート状のまま搬送される。そして、シートを
個々に分割した時点で不良品が廃棄される。したがっ
て、一括処理による歩留まりが低下する。

【００２０】これに対し、本実施形態では、水晶振動子
３はすべて規格を満足したものが選択され、金属フレー
ムに接続される。したがって、水晶振動子３に起因した
不良品は発生しないことから、一括処理による歩留まり
が向上する。

【００２１】また、従来の場合には、ＩＣチップ４を溝
部１１内に埋設するので、セラミック容器は４層構造と
なる。また、調整壁部６を要するので、平面的にも高さ
的にも大きくなり、一個あたりのセラミック量が大きく
なって費用が嵩む。これに対して、本実施例形態では、
セラミックは３層構造で調整壁部６を要しないので、費
用を安価にできる。勿論、金属フレーム２２及び樹脂モ
ールド体１６を要するので、その分の費用は要するが、
セラミックの量及び歩留まりの点等を比較すると経済的
効果が期待できる。

【００２２】

【他の事項】上記実施の形態では、水晶振動子とＩＣチ
ップのみから温度補償発振器を構成したが、例えばコン
デンサ等の素子を必要に応じて水晶振動子３表面に搭載
してもよい。また、電圧可変容量素子Ｄも集積化してＩ
Ｃチップ４内に設けたが、これを別個にして水晶振動子
３の表面に搭載して、これらを樹脂モールドしたとして
もよい。また、周波数温度特性の調整後、調整端子２５
は切断したが、必要に応じて残したままとしてもよい。

【００２３】また、水晶振動子３の面実装電極２４を下
面として実装端子１５を設けたが、例えば第４図に示し
たように、面実装電極を上面として実装端子１５を接続
して樹脂モールド（未図示）してもよく、この場合その
経路長を大きくなるので弾性効果をさらに高めることが
できる。

【００２４】本発明の実施にあっては、樹脂モールドの
形成方法例えば一部を露出すること及び絶縁性容器１を
セラミック以外にすることや実装端子１５の折り曲げ方
法等は種々の変更が可能であるが、基本的には回路パタ
ーン上を樹脂モールドした際に生ずる、樹脂モールド前
後の温度補償特性の変化に着目してなされたもので、樹
脂モールド後に補償データの書き込みにより周波数温度
特性を調整したものは本発明の技術的範囲に属する。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、ＩＣチップの記憶回路と接続
する調整端子と回路パターンと接続する実装端子を導出
して水晶振動子とＩＣチップを樹脂モールドした後、調
整端子からの温度補償に必要なデータの書き込んでＩＣ
チップの記憶回路を制御したので、温度補償特性を良好
に維持した樹脂モールド型の温度補償発振器提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明する温度補償発振器
の断面図である。

【図２】本発明の一実施形態を説明する水晶振動子の底
面図である。

【図３】本発明の一実施形態を説明するＩＣチップの搭
載された水晶振動子を金属フレームに取り付けた平面図
である。

【図４】本発明の一実施形態による他の例を説明する温
度補償発振器の一部断面図である。

【図５】従来例を説明する温度補償発振器の断面図であ
る。

【図６】従来例を説明する絶縁容器の分解図である。

【図７】従来例及び本発明の回路例を説明する温度補償
発振器の回路図である。

【図８】従来例を説明する温度補償発振器の回路基板へ
の取付断面図である。

【図９】従来例及び本発明の構造を説明する温度補償発
振器の一部断面図である。

【符号の説明】

１絶縁性容器、２水晶片、３水晶振動子、４Ｉ
Ｃチップ、５段差、６調整壁部、７金属リング、
８蓋体、９記憶回路、１０補償機構、１１溝、
１２樹脂、１３調整パターン端子、１４回路基
板、１５実装端子、１６樹脂モールド体、１７切
欠部、１８先端側平坦部、１９第１の導電路、２０
第２の導電路、２１第３の導電路、２２金属フレ
ーム、２３クリーム半田、２４面実装電極、２５調
整端子．

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０３Ｈ 9/02 Ｈ０３Ｈ 9/02 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路パターンを一主面に形成された絶縁性
容器に水晶片を封入してなる水晶振動子を具備した温度
補償水晶発振器の製造方法であって、発振回路を形成す
る発振回路素子と記憶回路を含み温度補償機構を形成す
る温度補償素子とを集積化したＩＣチップを、前記回路
パターンに接続して前記絶縁性容器の一主面上に搭載す
る第１の工程と、前記ＩＣチップの記憶回路に接続する
調整端子と前記発振回路に電気的に接続する実装端子と
を前記回路パターンに接続する第２の工程と、前記調整
端子と前記実装端子を外部に導出して前記ＩＣチップと
前記水晶振動子とを樹脂モールドする第３の工程と、前
記第３の工程後に調整端子から温度補償のデータを前記
記憶回路に書き込み水晶発振器の周波数温度特性を調整
する第４の工程とからなる温度補償水晶発振器の製造方
法。