集成电路、振荡器、电子设备及移动体

文档序号:1907903 发布日期:2021-11-30 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 集成电路、振荡器、电子设备及移动体 (Integrated circuit, oscillator, electronic apparatus, and moving object ) 是由 丸山泰央 于 2021-05-24 设计创作,主要内容包括:集成电路、振荡器、电子设备及移动体。能够缩短从启动到输出稳定的时间。集成电路具有:沿着第1边配置的第1连接端子以及第2连接端子;振荡电路,其经由所述第1连接端子以及所述第2连接端子与振动片电连接;温度传感器;温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号补偿所述振动片的温度特性;以及输出电路,其被输入从所述振荡电路输出的信号,输出振荡信号,在设所述温度传感器和所述输出电路的分开距离为d0、所述第1连接端子和所述输出电路的分开距离为d1、所述第2连接端子和所述输出电路的分开距离为d2时,d1&lt;d0且d2&lt;d0。(An integrated circuit, an oscillator, an electronic apparatus, and a moving object. The time from start-up to output stabilization can be shortened. The integrated circuit has: a 1 st connection terminal and a 2 nd connection terminal arranged along the 1 st side; an oscillation circuit electrically connected to the vibrating piece via the 1 st connection terminal and the 2 nd connection terminal; a temperature sensor; a temperature compensation circuit for compensating a temperature characteristic of the vibrating reed based on an output signal of the temperature sensor; and an output circuit to which a signal output from the oscillation circuit is input and which outputs an oscillation signal, wherein when a distance separating the temperature sensor and the output circuit is d0, a distance separating the 1 st connection terminal and the output circuit is d1, and a distance separating the 2 nd connection terminal and the output circuit is d2, d1&lt; d0 and d2&lt; d 0.)

集成电路、振荡器、电子设备及移动体

技术领域

本发明涉及集成电路、振荡器、电子设备及移动体。

背景技术

在专利文献1记载的温度补偿型石英振荡器(TCXO)中,通过将集成电路内的温度传感器配置在与振动片电连接的连接端子的附近,实现振动片的温度与由温度传感器检测到的温度之差的降低。

专利文献1:日本特开2006-191517号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是,在专利文献1的振荡器中,虽然能够降低稳定状态下的所述差,但没有考虑启动时的动作。在专利文献1的振荡器的布局中,来自发热量大的输出电路的热传递到振动片为止的时间比来自输出电路的热传递到温度传感器为止的时间长。因此,启动后的振动片的温度收敛所需的时间与温度传感器的温度收敛所需的时间之差变大。由此,从启动到输出信号的频率稳定为止的时间变长。

用于解决课题的手段

本发明的集成电路具有:沿着第1边配置的第1连接端子以及第2连接端子;振荡电路,其经由所述第1连接端子以及所述第2连接端子与振动片电连接;温度传感器;温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号补偿所述振动片的温度特性;以及输出电路,其被输入从所述振荡电路输出的信号,输出振荡信号,在设所述温度传感器和所述输出电路的分开距离为d0、所述第1连接端子和所述输出电路的分开距离为d1、所述第2连接端子和所述输出电路的分开距离为d2时,d1<d0且d2<d0。

本发明的振荡器包括:集成电路;以及与所述集成电路电连接的振动片,所述集成电路具有:沿着第1边配置的第1连接端子以及第2连接端子;振荡电路,其经由所述第1连接端子以及所述第2连接端子与所述振动片电连接;温度传感器;温度补偿电路,其根据所述温度传感器的输出信号补偿所述振动片的温度特性;以及输出电路,其被输入从所述振荡电路输出的信号,输出振荡信号,在设所述温度传感器和所述输出电路的分开距离为d0、所述第1连接端子和所述输出电路的分开距离为d1、所述第2连接端子和所述输出电路的分开距离为d2时,d1<d0且d2<d0。

本发明的电子设备包括:上述振荡器;以及根据所述振荡信号进行动作的处理电路。

本发明的移动体包括:上述振荡器;以及根据所述振荡信号进行动作的处理电路。

附图说明

图1是示出第1实施方式的振荡器的剖视图。

图2是示出图1的振荡器的俯视图。

图3是示出图1的振荡器的俯视图。

图4是示出图1的振荡器具有的集成电路的框图。

图5是示出集成电路的输出电路和温度传感器的配置的俯视图。

图6是示出第2实施方式的集成电路的输出电路及温度传感器的配置的俯视图。

图7是示出第3实施方式的集成电路的输出电路及温度传感器的配置的俯视图。

图8是示出第4实施方式的振荡器的剖视图。

图9是示出第5实施方式的振荡器的剖视图。

图10是示出第6实施方式的智能手机的立体图。

图11是示出第7实施方式的汽车的立体图。

标号说明

1:振荡器;2:封装;3:振动片;4:集成电路;4A:第1边;4B:第2边;4C:第3边;4D:第4边;6:半导体电路基板;7:半导体基板;9:盖;21:底座;21a:上表面;21b:下表面;22:盖;23:接合部件;30:石英基板;31:电极;41:温度传感器;42:振荡电路;43:温度补偿电路;44:输出电路;45:存储器;46:调节电路;47:振幅控制电路;48:串行接口电路;49:开关电路;70:绝缘膜;71:下表面;72:上表面;73、74:贯通孔;80:层叠体;81:绝缘层;82:布线层;83:绝缘层;84:钝化膜;85:端子层;92:凹部;211、211a、211b:凹部;218:第1凹部;219:第2凹部;241、242、251、252、253、254、255、256:内部端子;263、264、265、266:外部端子;321:第1激励电极;322:第1焊盘电极;323:第1引出电极;331:第2激励电极;332:第2焊盘电极;333:第2引出电极;730:贯通电极;740:贯通电极;1200:智能手机;1208:画面;1210:处理电路;1500:汽车;1502:系统;1510:处理电路;B1、B2:接合部件;DIV:分频切换数据;E1、E2、E3、E4:角部;IADJ:振荡级电流调整数据;J:中心轴;M:模塑材料;O:中心;R1、R2:区域;S:内部空间;TP:测试信号;VADJ:输出电平调整数据;VCOMP:温度补偿电压;VOSC:振荡信号;VOUT:振荡信号;Vreg:恒定电压;d0、d1、d2、d3、d4、d5、d6、D1、D2、D3:分开距离;t1、t2:热传递路径。

具体实施方式

以下,根据附图详细说明本发明的集成电路、振荡器、电子设备以及移动体的优选实施方式。

<第1实施方式>

图1是示出第1实施方式的振荡器的剖视图。图2和图3分别是示出图1的振荡器的俯视图。图4是示出图1的振荡器具有的集成电路的框图。图5是示出集成电路的输出电路和温度传感器的配置的俯视图。另外,图1是图2中的A-A线剖视图。另外,以下,为了便于说明,将图1中的上侧称为“上”,将下侧称为“下”。

图1所示的振荡器1是温度补偿型石英振荡器,具有封装2、收纳在封装2中的振动片3和集成电路4。

封装2具有:底座21,其具有在上表面21a开口的凹部211;以及盖22,其以封闭凹部211的开口的方式,经由接合部件23与底座21的上表面21a接合。并且,凹部211的开口被盖22封闭,由此,在封装2内形成气密的内部空间S,在内部空间S中收纳振动片3和集成电路4。由此,能够保护集成电路4和振动片3不受冲击和外部环境的影响,特别是不受灰尘、水分、湿气等的影响。另外,虽然没有特别限定,但底座21能够由氧化铝等陶瓷构成,盖22能够由可伐合金等金属材料构成。

作为内部空间S的气氛,没有特别限定,例如优选为被氮、氩等惰性气体置换,成为比大气压减压的减压状态,优选为更接近真空的状态。由此,粘性阻力减小,能够有效地降低振动片3的Q值,振动片3的振荡特性提高。但是,作为内部空间S的气氛,并不限于此,也可以是大气压状态、加压状态。

另外,凹部211由多个凹部构成,在图示的结构中,具有在底座21的上表面开口的凹部211a和在凹部211a的底面开口且开口小于凹部211a的凹部211b。并且,在凹部211a的底面固定有振动片3,在凹部211b的底面固定有集成电路4。另外,如图2所示,在凹部211a的底面配置有内部端子241、242。此外,在凹部211b的底面配置有6个内部端子251、252、253、254、255、256。另外,在底座21的下表面配置有4个外部端子263、264、265、266。

另外,内部端子251和内部端子241、内部端子252和内部端子242、内部端子253和外部端子263、内部端子254和外部端子264、内部端子255和外部端子265、内部端子256和外部端子266分别经由形成在底座21内的未图示的内部布线电连接。此外,内部端子241、242分别经由导电性的接合部件B1与振动片3电连接。另外,内部端子251~256分别通过导电性的接合部件B2与集成电路4电连接。但是,各部的连接方法没有特别限定。

另外,作为接合部件B1、B2,只要兼具导电性和接合性,则没有特别限定,例如可以使用金凸块、银凸块、铜凸块、焊料凸块等各种金属凸块、或者在聚酰亚胺类、环氧类、硅酮类、丙烯酸类的各种粘接剂中分散银填料等导电性填料而得的导电性粘接剂等。如果使用前者的金属凸块作为接合部件B1、B2,则能够抑制从接合部件B1、B2产生气体,能够有效地抑制内部空间S的环境变化特别是压力上升。并且,由于具有优异的导热性,所以,集成电路4的热容易传递到振动片3。另一方面,当使用后者的导电性粘接剂作为接合部件B1、B2时,接合部件B1、B2比金属凸点柔软,不易从底座21向振动片3传递应力。

并且,振动片3是AT切的石英振动片。AT切的石英振动片具有三次频率温度特性,所以,频率稳定性优异。如图3所示,振动片3具有通过AT切而切出的矩形的石英基板30和配置在石英基板30的表面上的电极31。并且,电极31具有:配置在石英基板30的上表面的第1激励电极321;以及第2激励电极331,其配置在石英基板30的下表面,隔着石英基板30与第1激励电极321相对。并且,电极31具有:第1焊盘电极322和第2焊盘电极332,它们排列配置在石英基板30的下表面的边缘部;第1引出电极323,其将第1激振电极321和第1焊盘电极322电连接;以及第2引出电极333,其将第2激振电极331和第2焊盘电极332电连接。

但是,振动片3的结构没有特别限定。例如,石英基板30的俯视形状不限于矩形。并且,作为振动片3,除了AT切石英振动片以外,还可以使用SC切石英振动片、BT切石英振动片、音叉型石英振动片、表面声波谐振器、其他压电振动片、MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)谐振元件等。

并且,代替石英基板30,例如可以使用铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅(PZT)、四硼酸锂(Li2B4O7)、硅酸镓镧(La3Ga5SiO14)、铌酸钾(KNbO3)、磷酸镓(GaPO4)、砷化镓(GaAs)、氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO、Zn2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、铌酸钠钾((K,Na)NbO3)、铋铁氧体(BiFeO3)、铌酸钠(NaNbO3)、钛酸铋(Bi4Ti3O12)、钛酸铋钠(Na0.5Bi0.5TiO3)等各种压电基板,例如也可以使用硅基板等压电基板以外的基板。

这种振动片3经由一对接合部件B1与凹部211a的底面接合。另外,一个接合部件B1与内部端子241以及第1焊盘电极322接触,将它们电连接。另外,另一个接合部件B1与内部端子242以及第2焊盘电极332接触,将它们电连接。

如图4所示,集成电路4具备温度传感器41、振荡电路42、温度补偿电路43、输出电路44、存储器45、调节电路46、振幅控制电路47、串行接口电路48、开关电路49。另外,集成电路4具有在其下表面配置的6个端子具体而言作为第1连接端子的XI端子、作为第2连接端子的XO端子、作为第3连接端子的OUT端子、作为第4连接端子的VCC端子、作为第5连接端子的GND端子及作为第6连接端子的VC端子。如图2所示,这样的集成电路4通过接合部件B2与凹部211b的底面接合。另外,经由接合部件B2与XI端子以及内部端子251、XO端子以及内部端子252、OUT端子以及内部端子253、VCC端子以及内部端子254、GND端子以及内部端子255、VC端子以及内部端子256分别电连接。

振荡电路42经由XI端子以及XO端子与振动片3电连接。振荡电路42是使振动片3振荡的电路,对振动片3的输出信号进行放大并反馈给振动片3。并且,振荡电路42输出基于振动片3的振荡的振荡信号VOSC。温度传感器41检测集成电路4的温度,输出与温度对应的电压的温度信号。

温度补偿电路43是根据温度传感器41的输出信号来补偿振动片3的温度特性的电路。在本实施方式中,温度补偿电路43根据从温度传感器41输出的温度信号和存储在存储器45中的与振动片3的频率温度特性对应的系数值,生成温度补偿电压VCOMP。该温度补偿电压VCOMP被施加到作为振荡电路42的负载电容发挥作用的未图示的可变电容元件的一端,控制振荡频率。此外,温度补偿电路43也可以是这样的电路:根据振动片3的温度特性,使从振荡电路42输出的振荡信号VOSC的频率转换,从而补偿振动片3的温度特性。这样的电路例如由分数N-PLL电路实现。

输出电路44被输入从振荡电路42输出的振荡信号VOSC,并且输出振荡信号VOUT。例如,在将振荡器1用作在蜂窝等中使用的GPS用途的振荡器的情况下,例如要求±0.5ppm这样的高频率温度补偿精度。因此,在本实施方式中,由调节电路46使输出电路44的输出电压振幅稳定,并且从低消耗电流化的观点出发,输出电路44输出抑制了输出振幅的限幅正弦波形的振荡信号VOUT。调节电路46根据从VCC端子供给的电源电压,生成振荡电路42、温度补偿电路43、输出电路44等的电源电压或成为基准电压的恒定电压Vreg。

振幅控制电路47是控制输出电路44输出的振荡信号VOUT的振幅的电路。此外,在存储器45中存储有:振荡级电流调整数据IADJ,该振荡级电流调整数据IADJ用于根据振动片3的频率来调整/选择振荡电路42的振荡级电流;分频切换数据DIV,用于选择是否由设置在输出电路44内部的分频电路对振荡信号VOSC进行分频并输出;以及输出电平调整数据VADJ,用于调整输出电路44输出的限幅正弦波的振荡信号VOUT的振幅电平。这些数据在振荡器1的制造工序中被存储在存储器45中。并且,在振荡器1的制造工序中,在存储器45中还存储与振动片3的频率温度特性对应的未图示的0次、1次、3次等的系数值。

这样的存储器45构成为能够经由串行接口电路48进行读/写。另外,在本实施方式中,集成电路4的端子除了与振动片3连接的XI端子以及XO端子以外,只有VCC端子、GND端子、OUT端子以及VC端子这4个。因此,串行接口电路48例如在VCC端子的电压比阈值高时,接受从VC端子外部输入的时钟信号和从OUT端子外部输入的数据信号,对存储器45进行数据的读/写。

开关电路49是切换温度补偿电路43和OUT端子的电连接的电路,其中,OUT端子与输出电路44的输出侧电连接。例如,在振荡器1的出厂前的检查工序中,能够对VC端子输入低电平或高电平的测试信号TP,在检查工序结束后VC端子接地,测试信号TP固定为低电平。在输入到VC端子的测试信号TP为低电平时,开关电路49不将温度补偿电路43和OUT端子电连接,从输出电路44输出的振荡信号VOUT输出到OUT端子。此外,在测试信号TP为高电平时,开关电路49将温度补偿电路43和OUT端子电连接,来自输出电路44的振荡信号VOUT的输出停止,温度补偿电压VCOMP被输出到OUT端子。

以上说明了集成电路4的电路结构。接着,对作为振荡器1的特征之一的输出电路44以及温度传感器41的配置进行说明。在振荡器1中,为了缩短从启动到振动片3与温度传感器41成为热平衡状态为止所需的时间,对输出电路44和温度传感器41的配置进行了研究。

如图5所示,集成电路4在俯视时为大致矩形。因此,集成电路4的轮廓包括:相互平行地延伸且分离地配置的第1边4A以及第2边4B;在与第1边4A以及第2边4B延伸的方向正交的方向上延伸且相互分离地配置的第3边4C及第4边4D。另外,第3边4C将第1边4A和第2边4B的一端部彼此连接,第4边4D将第1边4A和第2边4B的一端部彼此连接。并且,沿着第4边4D排列配置有XI端子、VC端子以及GND端子,沿着第3边4C排列配置有XO端子、VCC端子以及OUT端子。另外,XI端子以及XO端子沿着第1边4A配置,GND端子以及OUT端子沿着第2边4B配置。

换言之,XO端子配置在由第1边4A和第3边4C形成的角部E1,XI端子配置在由第1边4A和第4边4D形成的角部E2,OUT端子配置在由第2边4B和第3边4C形成的角部E3,GND端子配置在由第2边4B和第4边4D形成的角部E4,VC端子配置在XI端子和GND端子之间,VCC端子配置在XO端子和OUT端子之间。通过这样的配置,能够使6个端子在集成电路4的下表面平衡良好地配置。

但是,集成电路4的俯视形状只要具有第1边4A,则没有特别限定,例如也可以是三角形、矩形以外的四边形、五边形以上的多边形、椭圆形、异形等。

另外,在集成电路4中,在设温度传感器41与输出电路44的分开距离为d0、XI端子与输出电路44的分开距离为d1、XO端子与输出电路44的分开距离为d2时,满足d1<d0且d2<d0的关系。另外,所述“分开距离”意味着俯视下的最短距离。这里,在集成电路4所包含的各种电路中,输出电路44特别容易发热。因此,输出电路44成为集成电路4的主要热源,从该热源产生的热传递至温度传感器41和振动片3,它们成为热平衡状态,由此振荡信号VOUT的频率稳定。

在此,在输出电路44产生的热主要经过集成电路4内传递到温度传感器41。另一方面,输出电路44产生的热主要经过集成电路4内,从XI端子和XO端子经由设置在底座21内的所述内部布线传递到振动片3。因此,相对于从输出电路44到温度传感器41的热传递路径t1,从输出电路44到振动片3的热传递路径t2容易变长。其结果,相对于从启动到输出电路44和温度传感器41成为热平衡状态为止的时间T1,从启动到输出电路44和振动片3成为热平衡状态为止的时间T2容易变长。

因此,在振荡器1中,使输出电路44比温度传感器41靠近XI端子以及XO端子配置。由此,能够延长热传递路径t1,缩短热传递路径t2,能够减小热传递路径t1、t2的差。因此,能够缩短时间T1、T2的差ΔT。因此,温度传感器41与振动片3在更短时间内成为热平衡状态,振荡器1的振荡信号VOUT的频率从启动起在更短时间内稳定。进而,振动片3与温度传感器41的升温程度之差也变小,所以,能够将从启动到成为热平衡状态为止的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得较小。因此,能够减小从启动到成为热平衡状态的振荡信号VOUT的频率偏差。

特别地,使XI端子和XO端子分别沿着位于接合部件B1侧的第1边4A配置。因此,能够进一步缩短电连接XI端子和内部端子241、以及XO端子和内部端子242的所述内部布线。因此,能够进一步缩短差ΔT。其结果,温度传感器41和振动片3在更短时间内成为热平衡状态,振荡器1的振荡信号VOUT的频率从启动起在更短时间内稳定。另外,在本实施方式中,d1=d2,输出电路44的热经由XI端子和XO端子平衡良好地传递至振动片3。因此,能够进一步缩短时间T2,能够更显着地发挥上述效果。但不限于此,也可以是d1≠d2。

另外,考虑所述内部布线的长度、截面积、热传导率等设计d0/d1,以减小振动片3与温度传感器41的升温程度之差。例如,优选为1.5≤d0/d1≤5.0,更优选为2.0≤d0/d1≤4.5,更优选2.5≤d0/d1≤3.5。对于d0/d2也同样。由此,上述效果更显著。

特别是,在本实施方式中,在俯视集成电路4时,输出电路44位于XI端子和XO端子之间。由此,能够将输出电路44配置在XI端子以及XO端子的附近。因此,能够进一步缩短分开距离d1、d2,能够进一步缩短差ΔT。另外,输出电路44位于XI端子与XO端子之间是指,例如在俯视集成电路4时,输出电路44的至少一部分与XI端子和XO端子之间的区域R1重叠的状态。但是,输出电路44的配置没有特别限定,也可以不与区域R1重叠。

另外,在本实施方式中,在俯视集成电路4时,温度传感器41配置在比集成电路4的中心O更靠第2边4B侧的位置。即,在俯视集成电路4时,温度传感器41偏向地配置在与配置有XI端子及XO端子的第1边4A侧相反的一侧的第2边4B侧。由此,能够使输出电路44和温度传感器41在集成电路4内尽量分离地配置,能够使分开距离d0更大。因此,能够使热传递路径t1、t2的差更小,能够将达到热平衡状态之前的振动片3与温度传感器41的温度差抑制得更小。因此,能够进一步减小成为热平衡状态之前的振荡信号VOUT的频率偏差。

特别是,温度传感器41沿着第2边4B配置,位于GND端子和OUT端子之间。由此,能够进一步增大输出电路44与温度传感器41的分开距离d0。另外,温度传感器41位于GND端子和OUT端子之间是指,例如在俯视集成电路4时,温度传感器41的至少一部分与GND端子和OUT端子之间的区域R2重叠的状态。但是,温度传感器41的配置没有特别限定,也可以不与区域R2重叠,也可以不偏向第2边4B侧。

以上说明了输出电路44以及温度传感器41的配置。如上所述,以上那样的集成电路4具有:沿着第1边4A配置的作为第1连接端子的XI端子以及作为第2连接端子的XO端子;振荡电路42,其经由XI端子以及XO端子与振动片3电连接;温度传感器41;温度补偿电路43,其根据温度传感器41的输出信号补偿振动片3的温度特性;以及输出电路44,其被输入从振荡电路42输出的信号即振荡信号VOSC,输出振荡信号VOUT。另外,在设温度传感器41与输出电路44的分开距离为d0、XI端子与输出电路44的分开距离为d1、XO端子与输出电路44的分开距离为d2时,d1<d0且d2<d0。即,将XI端子以及XO端子分别配置在比温度传感器41靠近输出电路44的位置。

由此,从输出电路44到振动片3的热传递路径t2变短,能够缩短时间T2。因此,时间T1、T2的差ΔT变小。其结果,温度传感器41与振动片3在更短时间内成为热平衡状态,由此,振荡器1的振荡信号VOUT的频率在从启动起的更短时间内稳定。进而,还能够将从启动到成为热平衡状态为止的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得较小。因此,能够进一步减小从启动到成为热平衡状态的振荡信号VOUT的频率偏差。

另外,如上所述,在俯视集成电路4时,输出电路44位于XI端子和XO端子之间。由此,可以将输出电路44配置在XI端子以及XO端子的附近。因此,能够进一步缩短分开距离d1、d2。

另外,如上所述,温度传感器41偏向地配置在与第1边4A相对的第2边4B侧。由此,能够使输出电路44和温度传感器41在集成电路4内尽量分离地配置。因此,能够进一步增大分开距离d0。

此外,如上所述,集成电路4具有:沿着第3边4C配置的作为第3连接端子的OUT端子及作为第4连接端子的VCC端子,第3边4C将第1边4A和与第1边4A相对的第2边4B的一端部彼此连接;沿着第4边4D配置的作为第5连接端子的GND端子和作为第6连接端子的VC端子,第4边4D将第1边4A和第2边4B的另一端部彼此连接。由此,能够使6个端子平衡良好地配置。

此外,如上所述,振荡器1具有:集成电路4;以及经由XI端子以及XO端子与集成电路4电连接的振动片3。由此,能够得到上述集成电路4的效果。即,输出电路44产生的热传递到温度传感器41,能够缩短时间T1、T2的差ΔT。因此,温度传感器41与振动片3在更短时间内成为热平衡状态,由此,振荡器1的振荡信号VOUT的频率从启动起在更短时间内稳定。进而,能够将从启动到成为热平衡状态为止的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得更小。因此,能够进一步减小从启动到成为热平衡状态的振荡信号VOUT的频率偏差。

并且,如上所述,振荡器1具有:底座21,其具有凹部211;以及盖22,其以封闭凹部211的开口的方式与底座21接合,集成电路4和振动片3配置在凹部211中。由此,能够保护集成电路4和振动片3不受冲击和外部环境的影响,特别是不受灰尘、水分、湿气等的影响。

<第2实施方式>

图6是示出第2实施方式的集成电路的输出电路及温度传感器的配置的俯视图。

除了集成电路4的结构不同以外,本实施方式的振荡器1与上述的第1实施方式的振荡器1相同。此外,在以下的说明中,关于第2实施方式的振荡器1,以与上述的第1实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项省略其说明。此外,在图6中,对于与上述的实施方式相同的结构,标注相同的符号。

如图6所示,在本实施方式的振荡器1具有的集成电路4中,与上述的第1实施方式同样,XI端子以及XO端子沿着第1边4A配置,输出电路44配置在它们之间,温度传感器41偏向地配置在第2边4B侧。并且,在俯视集成电路4时,在设通过集成电路4的中心O且与第1边4A正交的轴作为中心轴J时,与输出电路44电连接且输出振荡信号VOUT的OUT端子和温度传感器41将中心轴J夹在中间而配置。也就是说,温度传感器41偏向第4边4D侧,OUT端子位于中心轴J的一侧即第3边4C侧,温度传感器41位于另一侧即第4边4D侧。由此,能够使OUT端子和温度传感器41在集成电路4内尽量分离地配置。

OUT端子经由集成电路4内的布线与输出电路44连接,输出电路44的热容易传递。因此,当温度传感器41位于OUT端子的附近时,温度传感器41也因OUT端子的热而升温,时间T1缩短,从而时间T1、T2之差ΔT可能变大。因此,如本实施方式那样,将OUT端子和温度传感器41在中心轴J的两侧分开地配置,使它们尽量分离地配置,由此,使OUT端子的热不易传递到温度传感器41,能够将差ΔT抑制得较小。因此,能够将达到热平衡状态之前的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得更小,能够进一步减小达到热平衡状态之前的振荡信号VOUT的频率偏差。

另外,在本实施方式中,XI端子和XO端子、VCC端子和VC端子、OUT端子和GND端子分别沿着第1边4A配置。并且,在设XI端子与XO端子的分开距离为D1、OUT端子与GND端子的分开距离为D2、VCC端子与VC端子的分开距离为D3时,满足D1<D2且D1<D3的关系。由此,分开距离d1、d2变短,时间T2缩短。因此,能够进一步缩短时间T1、T2的差ΔT。因此,能够将达到热平衡状态之前的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得更小,能够进一步减小达到热平衡状态之前的振荡信号VOUT的频率偏差。

如上所述,在本实施方式的集成电路4中,OUT端子是与输出电路44电连接且输出振荡信号VOUT的端子。另外,在俯视集成电路4时,在设与第1边4A正交且通过集成电路4的中心O的轴为中心轴J时,OUT端子位于中心轴J的一侧,温度传感器41位于另一侧。由此,OUT端子的热不易传递到温度传感器41,能够将差ΔT抑制得较小。因此,能够将从启动到成为热平衡状态为止的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得更小,能够进一步减小到热平衡状态为止的振荡信号VOUT的频率偏差。

另外,如上所述,OUT端子和GND端子、以及VCC端子和VC端子分别沿着XI端子和XO端子排列的方向配置。并且,在设XI端子与XO端子的分开距离为D1、OUT端子与GND端子的分开距离为D2、VCC端子与VC端子的分开距离为D3时,D1<D2且D1<D3。由此,分开距离d1、d2变短,时间T2缩短。因此,能够进一步缩短时间T1、T2的差ΔT。因此,能够将从启动到成为热平衡状态为止的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得更小,能够使其间的振荡信号VOUT的频率偏差更小。

通过这样的第2实施方式,也能够发挥与上述的第1实施方式同样的效果。

<第3实施方式>

图7是示出第3实施方式的集成电路的输出电路及温度传感器的配置的俯视图。

除了集成电路4的结构不同以外,本实施方式的振荡器1与上述的第1实施方式的振荡器1相同。此外,在以下的说明中,关于第3实施方式的振荡器1,以与上述的第1实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项省略其说明。此外,在图7中,对于与上述的实施方式相同的结构,标注相同的符号。

如图7所示,在本实施方式的振荡器1具有的集成电路4中,温度传感器41比上述的第1实施方式更偏向第2边4B侧,输出电路44与温度传感器41的分开距离d0变大。并且,在设输出电路44和VCC端子的分开距离为d4、输出电路44和VC端子的分开距离为d6时,d4<d0且d6<d0。另外,所述“分开距离”是指俯视下的最短距离。由此,分开距离d0变大,时间T1、T2之差ΔT变小。因此,振动片3与温度传感器41的升温程度之差变得更小,能够将从启动到成为热平衡状态为止的振动片3与温度传感器41之间的温度差抑制得更小。因此,能够进一步减小从启动到成为热平衡状态的振荡信号VOUT的频率偏差。此外,当输出电路44和OUT端子之间的距离是d3且输出电路44和GND端子之间的距离是d5时,d3<d0且d5<d0。由此,上述效果更显著。

根据这样的第3实施方式,也能够发挥与上述的第1实施方式相同的效果。

<第4实施方式>

图8是示出第4实施方式的振荡器的剖视图。

本实施方式的振荡器1除了封装2的结构不同以外,与上述的第1实施方式的振荡器1相同。另外,在以下的说明中,关于第4实施方式的振荡器1,以与上述的第1实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项省略其说明。此外,在图8中,对于与上述的实施方式相同的结构,标注相同的符号。

如图8所示,底座21具有处于正反关系的作为第1主面的上表面21a和作为第2主面的下表面21b。另外,底座21具备在上表面21a开口的第1凹部218和在下表面21b开口的第2凹部219。另外,第1凹部218和第2凹部219以在俯视底座21时相互重叠的方式配置。而且,振动片3配置于第1凹部218,集成电路4配置于第2凹部219。

并且,虽然在图8中仅图示了一部分,经由接合部件B1与振动片3电连接和机械连接的内部端子241、242配置在第1凹部218的底面,经由接合部件B2与集成电路4电连接和机械连接的内部端子251~256配置在第2凹部219的底面,外部端子263~266配置在底座21的下表面21b。

根据这样的结构,能够使内部端子241、242和内部端子251、252在平面上接近地配置,优选重叠地配置。因此,与上述的第1实施方式相比,能够缩短将内部端子241、242与内部端子251、252电连接的所述内部布线的布线长度。因此,与上述的第1实施方式相比,输出电路44的热容易传递到振动片3,时间T2缩短。由此,时间T1、T2的差ΔT变得更短,能够将达到热平衡状态之前的振动片3与温度传感器41的温度差抑制得更小。因此,在成为热平衡状态之前,振荡信号VOUT的频率也稳定。

另外,盖22以封闭第1凹部218的开口的方式经由接合部件23与底座21的上表面21a接合。第1凹部218的开口被盖22封闭,由此,在封装2内形成气密的内部空间S,在内部空间S中收纳振动片3。由此,能够保护振动片3不受冲击和外部环境的影响,特别是不受尘埃、水分、湿气等的影响。另外,作为内部空间S的气氛,没有特别限定,例如可以与上述的第1实施方式相同。另外,集成电路4被模塑材料M密封。由此,能够保护集成电路4不受冲击或外部环境特别是尘埃、水分、湿气等的影响。

如上所述,本实施方式的振荡器1具有:底座21,其具有作为处于正反关系的第1主面的上表面21a和作为第2主面的下表面21b,具有在上表面21a开口的第1凹部218和在下表面21b开口的第2凹部219;以及盖22,其以封闭第1凹部218的开口的方式与底座21的上表面21a接合。并且,振动片3配置于第1凹部218,集成电路4配置于第2凹部219。根据这种结构,例如,与所述第1实施方式相比,输出电路44的热容易传递到振动片3。因此,时间T2缩短,相应地,时间T1、T2的差ΔT进一步缩短,能够将成为热平衡状态之前的振动片3与温度传感器41的温度差抑制得更小。因此,能够进一步减小从启动到成为热平衡状态的振荡信号VOUT的频率偏差。

通过这样的第4实施方式,也能够发挥与上述的第1实施方式同样的效果。

<第5实施方式>

图9是示出第5实施方式的振荡器的剖视图。另外,图9是从图1的横侧观察的剖视图。

除了封装2的结构不同以外,本实施方式的振荡器1与上述的第1实施方式的振荡器1相同。另外,在以下的说明中,关于第5实施方式的振荡器1,以与上述的第1实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项省略其说明。此外,在图9中,对于与上述的实施方式相同的结构,标注相同的符号。

如图9所示,封装2具有半导体电路基板6和与半导体电路基板6接合的盖9。

另外,半导体电路基板6具有半导体基板7和集成电路4。半导体基板7是硅基板。但是,半导体基板7也可以是硅基板以外的半导体基板,例如由锗、砷化镓、砷化镓磷、氮化镓、碳化硅等构成的各种半导体基板。此外,半导体基板7具有处于正反关系的作为第1主面的上表面71和作为第2主面的下表面72,表面被绝缘膜70覆盖。并且,在半导体基板7的下表面71侧设有与振动片3电连接的集成电路4,在上表面71侧配置有振动片3。通过在半导体基板7上配置集成电路4,能够有效利用半导体基板7的空间。因此,能够实现振荡器1的小型化。

在半导体基板7的下表面71配置有层叠体80,层叠体80是层叠绝缘层81、布线层82、绝缘层83、钝化膜84及端子层85而成的。而且,经由包含在布线层82中的布线,将形成在下表面71的未图示的多个有源元件电连接而构成集成电路4。并且,在端子层85中,虽然仅图示一部分,但是包括外部端子263~266。

另外,在图示的结构中,在层叠体80中包含一个布线层82,但不限于此,也可以隔着绝缘层83层叠多个布线层82。即,在绝缘层81和钝化膜84之间,布线层82和绝缘层83可以交替地层叠多次。另外,在图示的结构中,在半导体基板7的下表面71形成集成电路4,但不限于此,也可以在上表面72形成集成电路4。根据前者,由于形成集成电路4的空间比后者大,所以,集成电路4的设计自由度增加。相反,根据后者,由于能够将集成电路4收容在内部空间S内,所以,能够保护集成电路4不受环境气氛、冲击等的影响。

另外,在半导体基板7上形成有在厚度方向上贯通的一对贯通孔73、74。在这些贯通孔73、74内填充导电性材料,由此,形成贯通电极730、740。并且,在半导体基板7的上表面72配置有经由接合部件B1与振动片3电连接的内部端子241、242。而且,内部端子241通过贯通电极730与集成电路4电连接,内部端子242通过贯通电极740与集成电路4电连接。此外,本实施方式的XI端子是贯通电极730和布线层82的连接部,XO端子是贯通电极740和布线层82的连接部。

与半导体基板7同样,盖9是硅基板。由此,半导体基板7与盖9的线膨胀系数相等,抑制了由热膨胀引起的热应力的产生,成为具有优异的振动特性的振荡器1。此外,由于能够通过半导体工艺形成振荡器1,所以,能够高精度地制造振荡器1,并且能够实现其小型化。另外,盖9具有在下表面开口的有底的凹部92。并且,在该凹部92中收纳有振动片3。另外,盖9在下表面与半导体基板7的上表面72接合。由此,在盖9与半导体电路基板6之间形成收纳振动片3的内部空间S。

如上所述,本实施方式的振荡器1具备:半导体基板7,其具有作为处于正反关系的第1主面的上表面71和作为第2主面的下表面72,在上表面71或下表面72形成有集成电路4;配置在上表面71侧的振动片3;以覆盖振动片3的方式与半导体基板7接合的盖9。这样,通过将集成电路4配置在半导体基板7中,能够有效利用半导体基板7的空间。因此,能够实现振荡器1的小型化。

<第6实施方式>

图10是示出第6实施方式的智能手机的立体图。

图10所示的智能手机1200应用了本发明的电子设备。智能手机1200具有振荡器1和根据来自振荡器1的振荡信号VOUT进行动作的处理电路1210。处理电路1210例如根据从画面1208输入的输入信号使显示画面变化,或启动特定的应用程序,或发出警告音或效果音或驱动振动电机使主体振动。

作为这样的电子设备的智能手机1200具备振荡器1和基于振荡信号VOUT进行动作的处理电路1210。因此,能够得到上述的振荡器1的效果,能够发挥高可靠性。

另外,具有振荡器1的电子设备除了上述的智能手机1200以外,例如还可以应用于个人计算机、数字照相机、平板终端、钟表、智能手表、喷墨打印机、电视机、智能眼镜、HMD(头戴式显示器)等可穿戴终端、摄像机、磁带录音机、汽车导航装置、驱动器录音机、电子记事本、电子词典、电子翻译机、计算器、电子游戏设备、玩具、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、双筒望远镜、POS终端、医疗设备、鱼群探测器、各种测定设备、移动终端基站用设备、车辆、铁道车辆、飞机、直升机、船舶等的各种计量仪器类、飞行模拟器、网络服务器等。

<第7实施方式>

图11是示出第7实施方式的汽车的立体图。

图11所示的汽车1500应用了本发明的移动体。汽车1500包括发动机系统、制动系统以及无钥进入系统等系统1502。此外,汽车1500包括:振荡器1;以及处理电路1510,其基于来自振荡器1的振荡信号VOUT进行动作,控制系统1502。

这样,作为移动体的汽车1500具有振荡器1和根据振荡信号VOUT进行动作的处理电路1510。因此,能够得到上述的振荡器1的效果,能够发挥高可靠性。

另外,具有振荡器1的移动体除了汽车1500以外,例如也可以是机器人、无人机、二轮车、飞机、船舶、电车、火箭、宇宙飞船等。

以上,根据图示的实施方式说明了本发明的集成电路、振荡器、电子设备以及移动体,但本发明不限于此,各部的结构可以置换为具有同样功能的任意的结构。另外,也可以在本发明中附加其他任意的构成物。另外,本发明也可以组合所述各实施方式中的任意两个以上的结构。

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