[发明专利]三次谐波晶体振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及三次谐波晶体振荡器，更具体地说，涉及利用用于实现晶体元件 基波振荡的IC(集成电路)配置而成的三次谐波晶体振荡器。

背景技术

通过将石英晶体元件和配备了采用晶体元件的振荡电路的集成电路加以组 合配置而成的晶体振荡器，具有极好的频率稳定性。因此，将晶体振荡器用作各 种电子设备中的频率和时间参考源。一种用于这样的晶体振荡器的IC包括，例 如，由精工NPC(Seiko NPC)公司(http://www.npc.co.jp)生产的、以版本名 CF5036系列和CF503F系列而闻名的IC。这些系列的IC用于光学数字网络的晶 体振荡器。

近年来，为了使网络的传输能力加倍，要求用用于光学数字网络的、具有 300MHz频段内振荡输出的晶体振荡器取代目前使用的、具有150MHz频段内振 荡输出的晶体振荡器。

图1A是一幅电路图，示出了传统晶体振荡器配置的示例，图1B是除去其 上封盖的晶体振荡器的平面图，图1C是晶体振荡器的剖面图。

晶体振荡器包括含有集成振荡电路的振荡器IC 1以及石英晶体元件(晶体 坯)2，两者均容纳于容器3中形成的一个凹槽中。这里，假设振荡器IC 1是由 精工NPC(SeikoNPC)公司生产的CF5036和CF5037系列之一。这样的振荡器 IC 1通过至少集成振荡用的晶体管Tr、恒流源I、振荡用的第一和第二电容器C1 和C2、以及隔DC(直流)电容器Cs配置而成。晶体管Tr的发射极接地，偏压 电阻器R连接在晶体管Tr的集电极和基极之间。

电源电压Vcc为恒流源I供电，从而使其产生恒定电流，进而将恒定电流供 至晶体管Tr的集电极和偏压电阻器R之间的节点。振荡用的第一电容器C1连接 在晶体管Tr的基极和地电势之间，而第二电容器C2连接在集电极和地电势之间。 隔直电容器Cs插入于基极与偏压电阻器R相交的节点和第一电容器C1之间。 振荡器IC 1装有连接至晶体管Tr集电极的输出端Vout。

容器3由，例如，层压陶瓷制成，其中，凹槽是通过在形状基本为矩形的底 部壁层3c上堆叠中心部分具有开口的框架壁层的方式形成的。框架壁层包括上 层3d、中间层3a和下层3b。下层3b堆叠在底部壁层3c上，中间层3a堆叠在下 层3b上，上层3d堆叠在中间层3a上。所形成的中间层3a的开口小于上层3d 的开口，并且下层3b的开口小于中间层3a的开口。从而，在容器3的凹槽内壁 形成了两级阶梯状部分。

将振荡器IC 1芯片键合(die-bonded)到容器3的凹槽的内底面，即，底部 壁层3c的暴露面上。IC 1具备多个用于连接至外部电路的IC端子。IC端子由金 线4引出，用于引线键合(wire bonding)至沿每对容器3的纵向延伸的内壁中形 成的阶梯状部分。金线4所连接的阶梯状部分是在容器3的凹槽的内壁中形成的 两级阶梯状部分中的下阶梯状部分，从而该下阶梯状部分对应于下层3b的上表 面。应当理解的是，IC端子的端子Q1和Q2用于同晶体元件建立电连接。

晶体元件(晶体坯)2是例如AT切割石英晶体坯，并在两个主表面具有激 励电极(未示出)。引导电极从激励电极延伸到晶体坯一端的对边。利用导电粘 合剂5将引导电极所延伸到的晶体元件2的一端的对边固定到沿容器3纵向的一 端部分中的内壁的阶梯状部分，从而使晶体元件2固定在容器3的凹槽中。晶体 坯2所固定到的阶梯状部分对应于在容器3的凹槽中形成的两级阶梯状部分中的 上阶梯状部分，并且在水平面被分成两个部分。用于与晶体坯2进行电连接和机 械连接的晶体保持端7形成于上述分离部分各自的上表面上，导电粘合剂5涂敷 在晶体连接端7上。利用振荡器IC 1的一对IC端子Q1、Q2，将晶体坯2电连 接在第一和第二电容器C1和C2的非接地端之间。

将振荡器IC 1固定至容器3的底面，然后进行上面提到的引线接合。接着， 利用导电粘合剂5将晶体坯2固定至容器3。之后，将金属封盖8连接至容器3 的凹槽的开口的端面以闭合凹槽。因而，振荡器IC 1和晶体坯2被密封在凹槽中 从而实现了晶体振荡器。