电子部件、振荡器、电子设备以及移动体的制作方法_3

文档序号:9633523阅读:来源:国知局
[0060] 第1框体15具有作为将振动片20固定的支承台的功能。第1框体15的腔室31 侧的内壁从第2框体16的内壁朝腔室31内延伸,在从一X轴方向延伸出的延伸部的+Z轴 侧的面上设置有内部电极44。
[0061] 振动片20经由具有导电性的连接部件48,被接合支承在内部电极44上。振动片 20的一个电极经由连接部件48与内部电极44电连接,振动片20的另一个电极经由接合 线52与内部电极44电连接。此外,振动片20也可W仅通过具有导电性的连接部件48被 接合支承在内部电极44上,经由不具有导电性的连接部件被接合支承在第1框体15上,并 且,仅经由接合线52与内部电极44电连接。
[0062] 内部电极44经由从第1框体15的+Z轴侧的面朝一Z轴侧的面贯通地配置的过 孔46与布线42电连接。由此,使振荡电路50与振动片20电连接。
[0063] 作为导体层12、布线42、内部电极44 W及外部连接端子54的材料,例如可W使用 银(Ag)/钮(Pd)合金、鹤(W)等。导体层12、布线42、内部电极44 W及外部连接端子54 可W通过如下方式形成:使用Ag/Pd合金或鹤等,将作为第1基板11、第2基板13 W及第 1框体15的材料的陶瓷的表面金属化并进行烧结。然后,在表面上,利用儀(Ni)、金(Au)、 银(Ag)等金属实施锻覆处理。
[0064] <静电电容值> 阳0化]接下来,对静电电容值进行说明。
[0066] 图3是示出布线42和导体层12之间的距离与布线42和导体层12之间的静电电 容值之间的关系的曲线图。图3的横轴数值表示布线42和导体层12之间的距离,纵轴数 值表示布线42和导体层12之间的静电电容值。图3示出了在图1 W及图2所示的结构的 振荡器100中,使用封装主体18制作振荡器,并求出了布线42和导体层12 (接地端子)之 间的静电电容值的结果,其中,封装主体18将与布线42和导体层12之间的距离对应的、第 2基板13在Z轴方向的厚度作为参数。 阳067] 如图3所示,在布线42和导体层12之间的距离为0.15mm的情况下,其静电电容 值为大约1. IpF,在布线42和导体层12之间的距离为0. 7mm W上的情况下,其静电电容逐 渐靠近0.化F。由此可知,即使将布线42和导体层12之间的距离扩大到0. 7mm W上,使其 静电电容值减小的效果也不明显。此外,通过将布线42和导体层12之间的距离设为0. 7mm W下,实现了作为规定高度的1. 5mm W下的振荡器100。
[0068] <负电阻> W例此处,对负电阻进行说明。
[0070] 图4是示出作为用于说明负电阻的一例的振荡电路及其等效电路的图。图4的 (a)是使用了 CMOS反相器的石英振荡电路。图4的化)是图4的(a)的石英振荡电路的等 效电路。
[0071] 如图4的(a)所示,与石英振子Xtal连接的振荡电路构成为包含CMOS反相器IC1、 电容器Cg、01、电阻Rf、Rd。CMOS反相器ICl的输入端子与石英振子Xtal的输出端子连接, 在CMOS反相器ICl的输出端子与石英振子Xtal的输入端子之间,连接有电阻RcK阻尼电 阻)。在CMOS反相器ICl的输入端子与输出端子之间,连接有电阻Rf (反馈电阻)。石英 振子Xtal的输出端子与电容器Cg的一端连接,电容器Cg的另一端被接地。石英振子Xtal 的输入端子与电容器Cd的一端连接,电容器Cg的另一端被接地。
[0072] 如图4的化)的等效电路所示,在仅考虑在实际的振荡电路中使用的感应的特性 区域的情况下,可W将石英振子Xtal的等效电路认作等效电阻Re与等效有效电抗Le的串 联电路。从石英振子Xtal观察到的包含CMOS反相器ICl的周边电路可W被认作等效输入 电容化与负电阻一化的串联电路。此外,在等效电路中,对负电阻化标注表示负的负号, 记作"一化"。即,"一Ri"表示负的数值。
[0073] 图4的(a)所示的振荡器在规定的频率CO时,在如下关系的情况下,能够持续进 行振荡。
[0074] 负电阻的绝对值I Ri I >等效电阻Re
[00巧]此外,为了可靠地起动振荡器,需要将负电阻的绝对值IRiI设为等效电阻Re的 3~10倍左右。该负电阻化由下式表示。
* > >城
[0077]此处,gm表不CMOS反相器ICl的传输电导。
[007引在布线42和导体层12之间的距离变化从而其间的静电电容增大时,在图4的 (a)的振荡电路中,对电容器Cg、Cd等效地附加并联电容。在设附加到电容器Cg的并联电 容为电容器ACg、附加到电容器Cd的并联电容为电容器ACd时,负电阻化由下式表示。
' ' '錫
[0080] 比较式(1)和式似可知,在式似的分母中添加了(CgA Cd+Cd A Cg+A CgA Cd) 的项,因此,在布线42和导体层12之间的静电电容增大时,负电阻化减小,振荡器的振荡 不被起动,并且到开始振荡为止耗费时间,从而导致振荡特性下降。
[0081] <电路结构>
[0082] 接下来,对振荡器100的电路结构进行说明。
[0083] 图5是不出振荡器100的电路结构的图。如图5所不,振荡器100构成为包含振动 片20、振荡电路50、电感器24、变容二极管电容器22a、22b。振荡电路50构成为包含CMOS反 相器60、电阻72、74、电容器76、78。本实施方式的振荡器100为压控型石英振荡器(VCXO : Voltage Controlled Xtal Oscillator),该振荡器100输出根据来自外部的控制电压进行 调整后的频率的振荡信号。此外,振荡器100 W及振荡电路50可W构成为省略或变更运些 要素的一部分,或者追加其它要素。
[0084] CMOS反相器60的输入端子经由布线42与振动片20的输出端子连接。振动片20 的输入端子经由布线42与电感器24的一端连接,电感器24的另一端经由布线42 W及电 阻74与CMOS反相器60的输出端子连接。在CMOS反相器60的输入端子与输出端子之间, 连接有电阻72 (反馈电阻)。由此,形成从振动片20的输出端子起经过CMOS反相器60、电 阻74、电感器24而到达至振动片20的输入端子的振荡环路。运样构成的振荡电路50 W CMOS反相器60为放大元件,将从振动片20的输出端子输出的输出信号放大,并从振动片 20的输入端子提供该放大后的信号作为输入信号。
[00化]振动片20的输出端子与电容器76的一端连接,电容器76的另一端与变容二极管 电容器22a的阴极端子连接。电感器24的另一端与电容器78的一端连接,电容器78的另 一端与变容二极管电容器2化的阴极端子连接。变容二极管电容器22a的阳极端子W及变 容二极管电容器22b的阳极端子被接地。
[0086] 变容二极管电容器22a的阴极端子W及变容二极管电容器22b的阴极端子与VC 端子70连接。从VC端子70向变容二极管电容器22a、22b的阴极端子施加控制电压,根据 该控制电压的电压值,设定变容二极管电容器22a、22b的电容值,从而调整从CMOS反相器 60的输出端子振荡出的振荡信号的频率。此外,施加于各个变容二极管电容器22a、22b的 控制电压也可W不同。此外,也可W构成为仅存在变容二极管电容器22a、22b中的某一个。
[0087] 此外,在本实施方式中,说明为使用CMOS反相器60作为放大元件,不过不限于 此。作为放大元件,也可W是双极晶体管、场效应晶体管(阳T :Field Effect Transistor)、 金属氧化物场效应晶体管(MOSFET :Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、晶闽管等。
[0088] 图6是示出布线42和导体层12之间的距离、振荡特性W及频率可变范围之间的 关系的表。图6示出了发明人使用W上述布线42和导体层12之间的距离为参数的振荡器, 进行各个振荡器的振荡特性和频率可变范围的评价后的结果。
[0089] 如图6所示,如果布线42和导体层12之间的距离为0. 35mm W上,则能够得到足 够的负电阻和良好的振荡特性。换言之,关于布线42和导体层12之间的静电电容,如果为 布线42和导体层12之间的距离为0. 35mm时的静电电容的值即0. SpF W下,则能够得到足 够的负电阻和良好的振荡特性。进而,期望的是,上述距离为静电电容逐渐靠近0.化F的 0. 55mm W上。换言之,关于布线42和导体层12之间的静电电容,期望在布线42和导体层 12之间的距离为0. 55mm时的静电电容的值即0. 67pF W下。此外,如果布线42和导体层12 之间的距离为0. 25mm W上,则能够得到期望的频率可变范围。根据该结果,在本实施方式 的振荡器100中,布线42和导体层12之间的距离被设定为0. 35mm W上,布线42和导体层 12之间的静电电容值被设定为0. SpF W下。由
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