发热体、振动器件、电子设备以及移动体的制作方法_2

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钛酸铅等的压电陶瓷等的压电材料或者硅半导体材料等。此外,作为振动片2的激励方法,可以使用利用压电效应的激励,也可以进行利用库仑力的静电驱动。此外,作为振动片2,也可以是检测物理量的元件,例如惯性传感器(加速度传感器、陀螺仪传感器等)、力传感器(倾斜传感器等)。
[0064]振荡用电路3是如下电路:与振动片2的两端连接,用于通过对从振动片输出的信号进行放大并反馈到振动片2,使振动片2进行振荡。
[0065]由振动片2和振荡用电路3构成的电路例如也可以是皮尔斯振荡电路、反相器型振荡电路、考毕兹振荡电路、哈特来振荡电路等各种振荡电路。
[0066]发热电路4是通过在电阻中流过电流而发热的电路。在本实施方式中,发热电路4配置于振动片2的附近,以对振动片2进行加热。
[0067]温度传感器5配置于振动片2的附近,输出与温度对应的信号(例如具有与温度对应的电压的信号)。
[0068]温度控制用电路6是如下电路:用于根据温度传感器5的输出信号(温度信息),对流过发热电路4的电阻的电流量进行控制,从而将振动片2保持为恒定温度。例如,温度控制用电路6控制成在根据温度传感器5的输出信号判定的当前温度低于所设定的基准温度的情况下,使得在发热电路4的电阻中流过期望的电流,在当前的温度高于基准温度的情况下,使得在发热电路4的电阻中不流过电流。此外,例如温度控制用电路6可以控制成根据当前温度与基准温度之差,使流过发热电路4的电阻的电流量增减。
[0069]图2是示出本实施方式的恒温槽型石英振荡器I (OCXO)的构造的剖视图。如图2所示,本实施方式的恒温槽型石英振荡器(OCXO) I构成为包含振动片2、封装10、盖11、发热用IC 20和振荡用IC 30。
[0070]封装10例如是陶瓷封装等层叠封装,用于将振动片2、发热用IC 20和振荡用IC30收纳到同一空间内。具体而言,在封装10的上部设置有开口部,通过用盖11覆盖该开口部,形成收纳室,在该收纳室中收纳有振动片2、发热用IC 20和振荡用IC30。
[0071]振荡用IC 30的下表面被粘接固定到从封装10的下方起第2层的上表面,设置于振荡用IC 30的上表面的各电极(焊盘)与设置于从封装10的下方起第3层的上表面的各电极通过引线12进行接合。在本实施方式中,振荡用IC中包含图1所示的振荡用电路3和温度控制用电路6。
[0072]发热用IC 20 (发热体的一例)的下表面的一部分被粘接固定到从封装10的下方起第4层的上表面,设置于发热用IC 20的上表面的各电极(焊盘)与设置于从封装10的下方起第5层的上表面的各电极通过引线12进行接合。在本实施方式中,发热用IC中包含图1所示的发热电路4和温度传感器5。
[0073]设置于振动片2的下表面的一部分的电极与设置于发热用IC 20的上表面的电极(焊盘)通过导电性部件13进行粘接固定,设置于振动片2的上表面的电极(焊盘)与设置于从封装10的下方起第5层的上表面的电极通过引线12进行接合。
[0074]此外,在封装10的内部或表面,设置有未图示的布线,该未图示的布线用于对与振动片2的上表面电极引线接合的电极、与发热用IC 20的各电极引线接合的各电极、以及与振荡用IC 30的各电极引线接合的各电极进行电连接。
[0075]并且,在封装10的下表面,设置有未图示的电源端子、接地端子以及其它外部端子(振荡信号的输出端子等),在封装10的内部或表面,还设置有用于对电源端子和接地端子与发热用IC 20和振荡用IC 30进行电连接的布线、以及用于对其它外部端子和振荡用IC 30进行电连接的布线。
[0076]图3的(A)是示出图2所示的发热用IC 20的电路结构的一例的图。如图3的
(A)所示,发热用IC20构成为具有电源端子VD、接地端子VS、发热控制信号的输入端子G和温度信息信号的输出端子TS,并包含发热电路4和温度传感器5。
[0077]发热电路4在电源端子与接地端子之间串联连接电阻14和MOS晶体管15而构成,经由输入端子G,向MOS晶体管15的栅极输入图1所示的温度控制用电路6输出的发热控制信号。通过该发热控制信号,控制流过电阻14的电流,由此控制电阻14的发热量。
[0078]温度传感器5在输出端子TS与接地端子之间正向地串联连接I个或多个二极管16而构成。通过设置于图1所示的温度控制用电路6的恒流源,向该输出端子TS供给恒定的电流,由此,在二极管16中流过恒定的正向电流。在二极管16中流过恒定的正向电流时,二极管16的两端电压相对于温度变化大致线性地变化(例如以大约一 6mV/°C的比例发生变化),因此输出端子TS的电压成为相对于温度的线性电压。因此,能够将从该输出端子TS输出的信号用作温度信息信号。
[0079]此外,图3的(B)是示出图2所示的发热用IC 20的电路结构的另一例的图。在图3的⑶中,相对于图3的㈧的电路,在输出端子TS与接地端子之间,替代二极管16而串联连接有I个或多个双极晶体管17。各双极晶体管17的基极与集电极相连接,在双极晶体管17的集电极一发射极间流过恒定的正向电流时,基极一发射极间的电压相对于温度变化大致线性地变化,因此输出端子TS的电压成为相对于温度的线性电压。因此,能够将从该输出端子TS输出的信号用作温度信息信号。
[0080]图4是概略示出图2和图3所示的发热用IC 20的布局图案的图。此外,图5是图4的矩形区域A的放大图,图6是从箭头B的方向观察到的图4的矩形区域A的侧视图。另外,图4仅图示了一部分层,在图6中,省略了配置于图4的MOS晶体管配置区域中的MOS晶体管的图示。
[0081]如图4?图6所不,在发热用IC 20中,形成有在半导体基板(晶片基板)21的表面掺入有杂质的扩散层22。在本实施方式中,半导体基板21是在硅基板中混入硼(B)等杂质而形成的P型的半导体基板,扩散层22是通过在P型的半导体基板21的表面掺入磷(P)等杂质而形成的N型的扩散层。该扩散层22 (扩散电阻层的一例)作为图3的(A)和图3的(B)所示的电阻14发挥功能。但也可以是,半导体基板21是在硅基板中混入磷(P)等杂质而形成的N型的半导体基板,扩散层22是通过在N型的半导体基板21的表面掺入硼
(B)等杂质而形成的P型的扩散层。此外,扩散层22例如能够通过由多晶硅或光抗蚀剂等在半导体基板21上形成仅将想掺入杂质的区域开口而得到的图案后,用离子注入法等向半导体基板21掺入杂质而形成,因此能够容易地将扩散层22形成为期望的形状。
[0082]在扩散层22上形成有绝缘层24。作为绝缘层24,例如能够使用将氧化硅(S12)作为材料的绝缘膜。
[0083]在绝缘层24上形成有绝缘体的表面保护膜27。作为表面保护膜27,例如能够使用将氧化硅(S12)或聚酰亚胺作为材料的保护膜。
[0084]在表面保护膜27的一部分形成有开口部(焊盘开口部),在该开口部中,在绝缘层24的表面形成有矩形的焊盘26a?261。
[0085]焊盘26a是作为图3的㈧和图3的⑶所示的电源端子VD发挥功能的焊盘,焊盘26a经由形成于绝缘层24的开口部的多个通孔25a与扩散层22电连接。焊盘26a和多个通孔25a作为用于向扩散层22施加电源电压(第I电压的一例)的电极(第I电极的一例)发挥功能。同样,焊盘26i是作为电源端子VD发挥功能的焊盘,经由形成于绝缘层24的开口部的未图示的多个通孔与扩散层22电连接,焊盘26i和未图示的多个通孔作为用于向扩散层22施加电源电压(第I电压的一例)的电极(第I电极的一例)发挥功能。
[0086]焊盘26b是作为图3的㈧和图3的⑶所示的接地端子VS发挥功能的焊盘,并经由形成于绝缘层24的开口部的多个通孔25b与扩散层22电连接。焊盘26b和多个通孔25b作为用于向扩散层22施加接地电压(第2电压的一例)的电极(第2电极的一例)发挥功能。同样,焊盘26c、26d、26f、26g、26h是作为接地端子VS发挥功能的焊盘,分别经由形成于绝缘层24的开口部的未图示的通孔与扩散层22电连接,各个焊盘26b、26c、26d、26f、26g、26h和未图示的多个通孔作为用于向扩散层22施加接地电压(第2电压的一例)的电极(第2电极的一例)发挥功能。
[0087]焊盘26j和焊盘26k分别是作为图3的(A)和图3的⑶所示的输出端子TS和输入端子G发挥功能的焊盘。
[0088]呈纵4列、横8列地排列的32个焊盘261是与设置于振动片2的下表面的下表面电极电连接的焊盘,形成为在俯视发热用IC 20(从Z轴的+侧俯视观察一侧时)时,与图4中虚线所示的振动片2的安装区域重叠。
[0089]焊盘26e通过未图示的布线图案与32个焊盘261电连接,在将振动片2粘接固定到焊盘261时,焊盘26e与振动片2的下表面电极电连接。
[0090]焊盘26a?261例如是铝或以铝为主要成分的合金。焊盘26a?26k通过引线接合与设置于封装10的各电极连接,焊盘261经由导电性部件13与振动片2的下表面电极连接。
[0091]此外,在本实施方式中,俯视发热用IC 20时,相对于焊盘26b、26c、26d、26e、26f、26g、26h,在Y轴的+方向侧的附近区域配置有MOS晶体管15。
[0092]此外,在本实施方式中,俯视发热用IC 20时,在与振动片2的安装区域重叠的位置配置有温度传感器5。即,在本实施方式的恒温槽型石英振荡器(OCXO)I中,温度传感器5 (温敏元件的一例)在俯视发热用IC时与振动片2重叠,温度传感器5被配置在极接近振动片2的位置处。即,温度传感器5能够高精度地检测振动片2的温度。
[0093]此外,在本实施方式中,在半导体基板21的表面,以俯视发热用IC时与连接焊盘26a和焊盘26b的假想直线(连接焊盘26a的重心和焊盘26b的重心的直线)相交的方式,形成有狭缝23a。并且,以与连接焊盘26i和焊盘26h的假想直线(连接焊盘26i的重心和焊盘26h的重心的直线)相交的方式,形成有狭缝23b。该狭缝23a、23b是未形成扩散层22的区域,狭缝23a、23b是电阻率比扩散层22高的区域。
[0094]在这样构成的本实施方式的发热用IC 20中,为了抑制电迀移引起的布线损坏,对成为从焊盘26a、26i向扩散层22的电流路径的布线图案,以及成为从扩散层22向焊盘26b、26c、26d、26f、26g、26h的电流路径的布线图案进行了设计。铝或以铝为主要成分的布线对电迀移的耐量(EM耐量)较低,因此在使该布线在与Z轴垂直的方向上延伸时,需要几mm级的布线宽度,这是不现实的。因此,在本实施方式中,如图5和图6所示,形成为俯视时,对焊盘26a和扩散层22进行电连接的多个通孔25a与焊盘26a的开口部(作为第I电极的第I面的背面的第2面的一例)重叠。即,由被输入电流的焊盘26a和多个通孔25a构成的电流输入电极(第I电极和输入单元的一例)在俯视时,处于形成有扩散层22的区域内,经由该电流输入电极流向扩散层22的电流在焊盘26a的开口部的上表面(作为第I电极的第I面的背面的第2面的一例)和与扩散层22接触的通孔25a的下表面(第I电极的第I面的一例)之间流过。
[0095]同样,对焊盘26i和扩散层22进行电连接的未图示的多个通孔形成为与焊盘26i的开口部(作为第I电极的第I面的背面的第2面的一例)重叠。S卩,由焊盘26i和未图示的多个通孔构成的电流输入电极(第I电极和输入单元的一例)在俯视时,处于形成有扩散层22的区域内,经由焊盘26i和该多个通孔构成的电流输入电极流向扩散层22的电流在焊盘26i的开
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