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JP2013081031A - 電子部品の温度補償データ作成方法及び電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品の温度補償データ作成方法及び電子部品の製造方法 Download PDF

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JP2013081031A JP2011219303A JP2011219303A JP2013081031A JP 2013081031 A JP2013081031 A JP 2013081031A JP 2011219303 A JP2011219303 A JP 2011219303A JP 2011219303 A JP2011219303 A JP 2011219303A JP 2013081031 A JP2013081031 A JP 2013081031A
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Abstract

【課題】温度補償データの精度の劣化を抑えながら温度補償データの作成に要する時間を短縮することが可能な電子部品の温度補償データ作成方法及び電子部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】電子部品の温度補償データ作成方法は、複数の電子部品を搭載可能な治具の、複数の電子部品を搭載する搭載面の温度分布情報を生成する温度分布情報生成工程(S30)と、治具の搭載面に複数の電子部品を搭載する電子部品搭載工程(S32)と、複数の電子部品が搭載された搭載面の一部分の温度を測定する温度測定工程(S34)と、温度測定工程で測定した温度と温度分布情報に基づいて、治具の搭載面の温度測定工程で温度を測定していない部分の温度情報を算出する温度情報算出工程(S36)と、温度情報算出工程で算出した温度情報に基づいて、複数の電子部品の各々に対する温度補償データを算出する温度補償データ算出工程(S38)と、を含む。
【選択図】図2

Description

本発明は、電子部品の温度補償データ作成方法及び電子部品の製造方法に関する。
温度補償型水晶発振器(TCXO:Temperature Compensated X’tal Oscillator)は、所定の温度範囲で水晶振動子の発振周波数の所望の周波数(公称周波数)からのずれ(周波数偏差)をキャンセルすることにより高い周波数安定度が得られるため、携帯電話の端末や基地局、GPS(Global Positioning System)受信機等の高精度のタイミング信号を必要とする機器やシステムに広く使用されている。
TCXOには、一般に、周波数温度特性が3次関数で近似されるATカット水晶振動子が用いられるが、個々のATカット水晶振動子でこの3次関数が異なる。そのため、TCXOの最終検査において、4点以上の温度と発振周波数との関係を求めてこの3次関数の各係数を算出し、温度補償データとしてTCXO内部のメモリーに書き込む工程(温度補償工程)が設けられる。そして、TCXOが動作する際には、この温度補償データに基づいて、水晶振動子の周波数温度特性を補償するような電圧(温度補償電圧)を内部で発生させて、出力する発振信号の周波数温度特性がフラットに近づくようにしている。
このTCXOの温度補償工程では、複数のTCXOを恒温槽やペルチェ装置(ペルチェ素子を利用した温度制御装置)にセットして所望の温度で安定させ、各TCXOの発振周波数を取得するが、恒温槽内やペルチェ素子の表面の温度は均一ではなく温度分布があるため、装置の表示温度と各TCXOの周囲温度とは必ずしも一致しない。そのため、装置の表示温度を参照して算出される関数と実際の水晶振動子の周波数温度特性を表す関数との間に誤差が生じ、温度補償データの精度が低下するという問題がある。
そこで、特許文献1や特許文献2では、恒温槽が表示する温度ではなく、個々のTCXOに内蔵された温度検出器の温度情報を基に温度補償データを算出する手法が提案されている。これにより、恒温槽の設定温度の精度によらず、また恒温槽内の温度が均一でない状態でも、精度の高い温度補償データを抽出することができる。これらの手法によれば、高精度な温度補償が可能なTCXOを提供できるとともに、恒温槽の設定温度を細かく制御する手間やコストの削減が可能となる。さらに、各TCXOに内蔵された温度検出器の温度情報から補償データを算出するので、恒温槽の温度が完全に安定するまで待つ必要がない。
特開2001−339244号公報 特開2003−115720号公報
しかしながら、特許文献1や特許文献2の手法では、TCXO毎に温度情報を取得する必要があるので、恒温槽の表示温度に基づいて温度補償データを算出する場合と比較して、温度補償データの算出精度は上がるものの、温度補償工程に要する時間が大幅に増えてしまうという問題がある。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、温度補償データの精度の劣化を抑えながら温度補償データの作成に要する時間を短縮することが可能な電子部品の温度補償データ作成方法及び電子部品の製造方法を提供することができる。
(1)本発明は、電子部品の所与の温度特性を補償するための温度補償データを作成する方法であって、複数の前記電子部品を搭載可能な治具の、複数の前記電子部品を搭載する搭載面の温度分布情報を生成する温度分布情報生成工程と、前記治具の前記搭載面に複数の前記電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、複数の前記電子部品が搭載された前記搭載面の一部分の温度を測定する温度測定工程と、前記温度測定工程で測定した温度と前記温度分布情報に基づいて、前記搭載面の前記温度測定工程で温度を測定していない部分の温度情報を算出する温度情報算出工程と、前記温度情報算出工程で算出した前記温度情報に基づいて、複数の前記電子部品の各々に対する前記温度補償データを算出する温度補償データ算出工程と、を含む、電子部品の温度補償データ作成方法である。
本発明によれば、最初に一度だけ治具の搭載面の温度分布情報を生成すれば、その後は、温度補償データ作成対象の複数の電子部品を治具の搭載面に搭載する毎に、すべての電子部品の温度を測定するのではなく、当該搭載面の一部の温度のみ測定すればよいので、温度補償データの作成に要する時間を短縮することができる。
また、本発明によれば、治具の搭載面の温度を測定することで、恒温槽の表示温度等と比較して電子部品により近い位置の温度の情報が得られるので、より高精度な温度補償データを作成することができる。
(2)この電子部品の温度補償データ作成方法は、前記温度測定工程において、前記電子部品に含まれる温度センサーを用いて前記搭載面の一部分の温度を測定するようにしてもよい。
このようにすれば、電子部品自身の温度情報を基に高精度な温度補償データを作成することができるとともに、例えば、恒温槽の表示温度が安定するまで待つ必要がないので、温度安定待ち時間を短縮することができる。
(3)この電子部品の温度補償データ作成方法は、前記温度測定工程において、前記治具の前記搭載面に固定された温度センサーを用いて前記搭載面の一部分の温度を測定するようにしてもよい。
専用の温度センサーそのものを治具の搭載面に直接固定してもよいし、温度センサーを内蔵する温度測定用の電子部品を治具の搭載面に固定することで温度センサーを治具の搭載面に固定してもよい。
一般に、温度補償データ作成対象の電子部品は量産品であるため内蔵する温度センサーの特性にばらつきがあるので、これとは別の温度測定専用の温度センサー又は温度センサー内蔵の電子部品を治具に固定して温度を測定することで、温度測定の精度を向上させることができる。この温度情報を用いることで、治具の搭載面の温度分布が先に生成した温度分布情報とより一致した状態にしてより高精度な温度補償データを作成することができる。
さらに、機構が単純な信頼性の高い(壊れにくい)専用の温度センサーを用いることで、温度センサーの経時劣化に起因する温度補償データの精度の低下を抑えることができる。
(4)この電子部品の温度補償データ作成方法は、前記温度測定工程において、前記治具の前記搭載面の中央部の温度を測定するようにしてもよい。
(5)この電子部品の温度補償データ作成方法は、前記温度分布情報生成工程において、前記搭載面の所定位置の温度を測定し、当該所定位置の温度の情報を含む前記温度分布情報を生成し、前記温度測定工程において、前記搭載面の前記所定位置の温度を繰り返し測定し、前記温度情報算出工程において、前記温度測定工程で測定した前記所定位置の温度と前記温度分布情報から得られる当該所定位置の温度との差が所定量以下のときの前記温度情報を算出するようにしてもよい。
このようにすれば、治具の搭載面の温度分布が先に生成した温度分布情報に近づいた状態になるまで待ってから、精度の高い温度補償データを作成することができる。
(6)この電子部品の温度補償データ作成方法は、前記温度測定工程において、前記治具の前記搭載面の複数箇所に分かれた前記一部分の温度を測定するようにしてもよい。
このようにすれば、治具の搭載面の温度分布が先に生成した温度分布情報に近づいたか否かを正確かつ容易に判断できる。
(7)この電子部品の温度補償データ作成方法は、前記温度測定工程において、前記治具の前記搭載面の中央部の温度および周辺部の温度を測定するようにしてもよい。
治具の搭載面の中央部の温度を基準とすると周辺部の温度が中央部の温度と最も差があると考えられるので、中央部の温度と周辺部の温度を測定することで、治具の搭載面の温度分布が先に生成した温度分布情報に近づいたか否かを最も正確かつ容易に判断できる。
(8)この電子部品の温度補償データ作成方法は、前記温度分布情報生成工程において、前記搭載面の前記複数箇所の温度を測定し、当該複数箇所の温度差の情報を含む前記温度分布情報を生成し、前記温度測定工程において、前記搭載面の前記複数箇所の温度を繰り返し測定し、前記温度情報算出工程において、前記温度測定工程で測定した前記複数箇所の温度差と前記温度分布情報から得られる当該複数箇所の温度差との差が所定量以下になるまで待ってから前記温度情報を算出するようにしてもよい。
このようにすれば、治具の搭載面の温度分布が先に生成した温度分布情報に確実に近づいた状態になるまで待ってから、精度の高い温度補償データを作成することができる。
(9)この電子部品の温度補償データ作成方法において、前記治具は、ペルチェ素子であってもよい。
(10)本発明は、所与の温度特性を補償するための温度補償データを記憶する電子部品の生産方法であって、設計情報に基づいて、記憶部に前記温度補償データが記憶されていない複数の前記電子部品を製造する製造工程と、前記電子部品製造工程で製造した前記電子部品を検査する検査工程と、を含み、前記検査工程は、複数の前記電子部品を搭載可能な治具の、前記電子部品を搭載する搭載面の温度分布情報を生成する温度分布情報生成工程と、前記治具の前記搭載面に複数の前記電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、複数の前記電子部品が搭載された前記搭載面の一部分の温度を測定する温度測定工程と、前記温度測定工程で測定した温度と前記温度分布情報に基づいて、前記搭載面の前記温度測定工程で温度を測定していない部分の温度情報を算出する温度情報算出工程と、前記温度情報算出工程で算出した前記温度情報に基づいて、複数の前記電子部品の各々に対する前記温度補償データを算出する温度補償データ算出工程と、温度補償データ算出工程で算出した前記温度補償データを前記複数の前記電子部品の各々の前記記憶部に書き込む温度補償データ書き込み工程と、を含む、電子部品の生産方法である。
本発明によれば、検査工程において、最初に一度だけ治具の搭載面の温度分布情報を生成すれば、その後は、温度補償データ作成対象の複数の電子部品を治具の搭載面に搭載する毎に、すべての電子部品の温度を測定するのではなく、当該搭載面の一部の温度のみ測定すればよい。従って、電子部品の検査工程に要する時間を短縮することができる。
また、本発明によれば、検査工程において、治具の搭載面の温度を測定することで、恒温槽の表示温度等と比較して電子部品により近い位置の温度の情報が得られるので、より高精度な温度補償データを作成することができる。従って、本発明によれば、温度特性が良好な電子部品を生産することができる。
本実施形態の電子部品の生産方法のフローチャートの一例を示す図。 本実施形態の電子部品の温度補償データ作成方法のフローチャートの一例を示す図。 本実施形態の温度補償型水晶発振器の測定系の構成例を示す図。 第1実施形態の温度補償データ作成方法の全体フローチャートの一例を示す図。 第1実施形態における温度分布情報を生成する際のペルチェ素子の搭載面の配置例を示す図。 第1実施形態における温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する際のペルチェ素子の搭載面の配置例を示す図。 本実施形態におけるペルチェ素子の搭載面の温度分布情報を生成する処理の具体的なフローチャートの一例を示す図。 第1実施形態における、一部の温度センサーの電圧値と温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する処理の具体的なフローチャートの一例を示す図。 第2実施形態における、一部の温度センサーの電圧値と温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する処理の具体的なフローチャートの一例を示す図。 図10(A)及び図10(B)は、それぞれ、第2実施形態における温度分布情報を生成する際及び温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する際のペルチェ素子の搭載面の配置例を示す図。 第3実施形態における、一部の温度センサーの電圧値と温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する処理の具体的なフローチャートの一例を示す図。 図12(A)及び図12(B)は、それぞれ、第3実施形態における温度分布情報を生成する際及び温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する際のペルチェ素子の搭載面の配置例を示す図。 第4実施形態における、一部の温度センサーの電圧値と温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する処理の具体的なフローチャートの一例を示す図。 図14(A)及び図14(B)は、それぞれ、第4実施形態における温度分布情報を生成する際及び温度補償型水晶発振器の理想補償電圧値を取得する際のペルチェ素子の搭載面の配置例を示す図。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.電子部品の生産方法
本実施形態の製造方法は、温度補償データを記憶する電子部品を対象とする。このような電子部品としては、例えば、温度補償型水晶発振器(TCXO)、TSXO、温度補償型のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)発振器等の発振器やジャイロセンサー等のセンサーなどが挙げられる。
図1は、本実施形態の電子部品の生産方法のフローチャートの一例を示す図である。図1に示すように、本実施形態では、電子部品は製造工程(S10)と検査工程(S20)を経て生産される。
製造工程(S10)では、電子部品の設計情報(設計データやマスク情報等)に基づいて、例えば、半導体の製造プロセスやパッケージングなどを行い、記憶部に温度補償データが記憶されていない複数の電子部品が製造される。
検査工程(S20)では、製造工程(S10)で製造された電子部品に対して種々の検査(特性検査や外観検査等)を行い、良品を選別する。特に、本実施形態では、選別された良品に対して温度補償工程(S22)が行われる。この温度補償工程(S22)は、電子部品の所与の温度特性(例えば、周波数温度特性)を補償するための温度補償データを作成する温度補償データ作成工程(S24)と、温度補償データ作成工程(S24)で作成した温度補償データを、電子部品の記憶部に書き込む温度補償データ書き込み工程(S26)を含む。
図2は、本実施形態の電子部品の温度補償データ作成方法(図1の温度補償データ作成工程(S24))のフローチャートの一例を示す図である。
図2に示すように、まず、治具の搭載面の温度分布情報を生成する(温度分布情報生成工程)(S30)。治具は、複数の電子部品を固定して搭載可能であればよく、例えば、ペルチェ素子であってもよいし、電子部品を固定する複数のソケットが設けられたプリント基板であってもよい。なお、治具の搭載面とは、治具における複数の電子部品が搭載される面である。
次に、治具の搭載面に複数の電子部品を搭載する(電子部品搭載工程)(S32)。
次に、治具の温度が所定の温度になるよう温度設定し、治具の搭載面の一部分の温度を測定する(温度測定工程)(S34)。温度設定については例えば、治具を恒温槽に収容して恒温槽の内部温度が所定の温度になるように設定し、搭載面の一部分の温度を測定してもよい。
次に、ステップS34で測定した温度とステップS30で生成した温度分布情報に基づいて、ステップS34で治具の搭載面の温度を測定していない部分の温度情報を算出する(温度情報算出工程)(S36)。
最後に、ステップS36で算出した温度情報に基づいて、複数の電子部品の各々に対する温度補償データを算出する(温度補償データ算出工程)(S38)。
以下では、電子部品の温度補償データ作成方法の具体的な実施形態として、温度補償型水晶発振器(TCXO)の温度補償データ作成方法を例に挙げて詳細に説明する。
2.電子部品の温度補償データ作成方法
2−1.測定系
まず、本実施形態の温度補償型水晶発振器(TCXO)の測定系について説明する。図3は、本実施形態の温度補償型水晶発振器(TCXO)の測定系の構成例を示す図である。
本実施形態の温度補償型水晶発振器(TCXO)1は、温度補償用IC(Integrated Circuit)10と水晶振動子12を含んで構成されている。
温度補償用IC10は、電圧制御発振回路20、温度補償電圧発生回路30、温度センサー40、インターフェース(I/F)回路50、メモリー60、スイッチ回路70、スイッチ回路80を含んで構成されている。
電圧制御発振回路20は、外部端子13,14を介して水晶振動子12と接続されており、制御電圧に応じて可変容量素子22の容量値を変化させることにより、水晶振動子12の発振周波数を制御する。電圧制御発振回路20の発振信号は、出力端子15を介して外部に出力される。
温度補償電圧発生回路30は、温度センサー40の電圧値とメモリー60に記憶されている温度補償データに基づいて、温度補償電圧を発生させる。本実施形態では、温度補償電圧発生回路30は、水晶振動子12の周波数温度特性を表す関数と相似形の関数となるように、温度センサー40の電圧値に応じた温度補償電圧を発生させる。例えば、水晶振動子12がATカット水晶振動子であれば、温度補償電圧発生回路30は、次式(1)で表されるような、温度センサー40の電圧値を変数とする3次関数の温度補償電圧VTCを発生させる。式(1)において、VTSは温度センサーの電圧値、Cは3次係数、Cは2次係数、Cは1次係数、Cは0次の定数である。
Figure 2013081031
メモリー60は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性のメモリーであり、水晶振動子12の周波数温度特性を温度補償するための温度補償データが記憶されている。温度補償データは、例えば、式(1)の4つの係数C,C,C,Cの値であり、入出力端子17からインターフェース(I/F)回路50を介してメモリー60に書き込んだり、メモリー60から読み出したりすることができるようになっている。
スイッチ回路70は、不図示の内部レジスタの設定値に従って、可変容量素子22の制御電圧の供給源を選択する。また、スイッチ回路80は、不図示の内部レジスタの設定値に従って、入出力端子16の接続先を選択する。具体的には、通常動作モードでは、可変容量素子22の制御電圧として温度補償電圧が選択され、テストモードでは、スイッチ回路70とスイッチ回路80の接続先を切り替えて、温度センサー40の電圧値を入出力端子16から出力したり、可変容量素子22の制御電圧を入出力端子16から供給することができるようになっている。
このような構成の温度補償型水晶発振器(TCXO)1は、温度補償工程(図1のS22)において、出力端子15、入出力端子16,17を介して測定器2と接続される。
測定器2は、周波数カウンター100、電圧発生器110、電圧マルチメーター120、パーソナルコンピューター(PC)130を含んで構成されている。
周波数カウンター100は、温度補償用IC10の出力端子15から出力される発振信号の周波数をカウントし、カウント値をPC130に送信する。
電圧発生器110は、パーソナルコンピューター(PC)130の制御信号に応じた電圧を発生させる。電圧発生器110の出力電圧は、入出力端子16を介して、可変容量素子22の制御電圧として供給することができる。
電圧マルチメーター120は、温度補償用IC10の入出力端子16の電圧(電圧発生器110の出力電圧あるいは温度センサー40の電圧)を測定し、測定値をPC130に送信する。
パーソナルコンピューター(PC)130は、温度補償用IC10のスイッチ回路70やスイッチ回路80の制御、メモリー60に対する温度補償データの書き込みや読み出し、電圧発生器110の出力電圧の制御等を行う。
次に、図3に示した測定系を用いた温度補償型水晶発振器(TCXO)の温度補償データ作成方法について、4つの実施形態を例に挙げて詳細に説明する。
2−2.第1実施形態
図4は、第1実施形態の温度補償データ作成方法の全体フローチャートの一例を示す図である。
まず、例えば図5に示すように、複数のマスターワーク5をペルチェ素子3(治具の一例)の搭載面4に搭載し、恒温槽(不図示)に収容する(S50)。マスターワーク5は、温度に対する電圧値が正確にわかっている温度センサーを含む電子部品であればよく、例えば、高精度の温度センサーそのものであってもよいし、あらかじめ精度の高い測定器で温度センサーの電圧値を測定済みの温度補償型水晶発振器(TCXO)1であってもよい。あるいは、温度補償型水晶発振器(TCXO)1に内蔵された温度センサー40よりも高感度かつ高精度の温度センサーを内蔵し、その他は温度補償型水晶発振器(TCXO)1と同じ構造の温度補償型水晶発振器(TCXO)をマスターワーク5としてもよい。
次に、ペルチェ素子3の搭載面4の第1温度〜第5温度の温度分布情報を生成する(S52)。
次に、例えば図6に示すように、複数の温度補償型水晶発振器(TCXO)1をマスターワーク5が取り除かれたペルチェ素子3の搭載面4に搭載し、恒温槽(不図示)に収容する(S54)。複数の温度補償型水晶発振器(TCXO)1は、ステップS50で複数のマスターワーク5を搭載した位置と同じ位置に搭載するのが望ましい。
次に、第1温度〜第5温度で、ペルチェ素子3の搭載面4に搭載した一部の温度センサーの電圧値(温度情報)を測定して各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得または算出する(S56)。本実施形態では、この一部の温度センサーの電圧値として、図6に示すペルチェ素子3の搭載面4の中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値を取得する。
次に、第1温度〜第5温度の各々に対して、一部の温度センサーの電圧値(ステップS56で取得した温度センサーの電圧値)と温度分布情報(ステップS52で生成した温度分布情報)から、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の温度センサー40の電圧値(測定していない温度センサー40の電圧値)を算出する(S58)。
最後に、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1に対して、第1温度〜第5温度の温度センサー40の電圧値(ステップS56で取得した温度センサー40の電圧値又はステップS58で算出した温度センサー40の電圧値)と理想補償電圧値(ステップS56で取得した理想補償電圧値)から、水晶振動子12の周波数温度特性を表す3次関数の各係数値(例えば、式(1)の係数C,C,C,Cの値)を算出する(S60)。具体的には、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1に対して、式(1)に第1温度〜第5温度の温度センサー40の電圧値をそれぞれ代入して係数C,C,C,Cを4つの変数とする5つの連立方程式を立てて、最小二乗近似等の手法を用いて、係数C,C,C,Cの値を算出する。
なお、ステップS50及びS52は、図2の温度分布情報生成工程(S30)に相当する。また、ステップS54は、図2の電子部品搭載工程(S32)に相当する。また、ステップS58は、図2の温度情報算出工程(S36)に相当する。また、ステップS60は、図2の温度補償データ算出工程(S38)に相当する。
なお、図4の各ステップは、可能な範囲で適宜順番を入れ替えてもよい。例えば、ステップS58は、ステップS52とステップS60の間にあればよく、ステップS54,S56との前後関係は問わない。
図7は、ペルチェ素子3の搭載面4の第1温度〜第5温度の温度分布情報を生成する処理(図4のS52の処理)の具体的なフローチャートの一例を示す図である。
まず、ペルチェ素子3を収容した恒温槽を第1温度(例えば、−30℃)に設定する(S100)。
次に、中央部のマスターワーク5aの温度センサーの電圧値を取得する(S102)。
そして、中央部の温度と第1温度(設定温度)との差が所定量以下になったか否かを判定し(S104)、所定量以下になっていなければ(S104のN)、所定量以下になるまで(S104のY)ステップS102とS104の処理を繰り返し行う。具体的には、例えば、ステップS102で取得した中央部のマスターワーク5aの温度センサーの電圧値と、第1温度に対するマスターワーク5aの温度センサーの電圧値(計算値)との差が所定量以下になるか否かを判定する。この所定量としては、0又は0に近い値が設定される。
中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になれば(S104のY)、第1設定時間が経過するまで待って(S106のY)、各マスターワーク5の温度センサーの電圧値を取得し、第1温度の温度分布情報を生成する(S108)。例えば、取得した各マスターワーク5の温度センサーの電圧値の情報をそのまま第1温度の温度分布情報としてもよいし、あるいは、第1温度の温度分布情報として、中央部のマスターワーク5aの温度センサーの電圧値の情報と、各マスターワーク5の温度センサーの電圧値と中央部のマスターワーク5aの温度センサーの電圧値との差の情報とを生成するようにしてもよい。第1設定時間は、例えば、中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になってから、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布が安定するのに必要な時間である。
次に、恒温槽を第2温度(例えば、0℃)に設定し(S110)、ステップS102〜S108と同様の処理により、第2温度の温度分布情報を生成する(S112〜S118)。
次に、恒温槽を第3温度(例えば、25℃)に設定し(S120)、ステップS102〜S108と同様の処理により、第3温度の温度分布情報を生成する(S122〜S128)。
次に、恒温槽を第4温度(例えば、55℃)に設定し(S130)、ステップS102〜S108と同様の処理により、第4温度の温度分布情報を生成する(S132〜S138)。
最後に、恒温槽を第5温度(例えば、85℃)に設定し(S140)、ステップS102〜S108と同様の処理により、第5温度の温度分布情報を生成し(S142〜S148)、処理を終了する。
図8は、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理)の具体的なフローチャートの一例を示す図である。
まず、ペルチェ素子3を収容した恒温槽を第1温度(図7のステップS100で設定した温度)に設定する(S200)。
次に、図6における中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値を取得する(S202)。具体的には、温度補償型水晶発振器(TCXO)1aに対して、PC130が、スイッチ回路80を制御して入出力端子16に温度センサー40の電圧を出力させ、電圧マルチメーター120の測定値を取得する。
そして、中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になったか否かを判定し(S204)、所定量以下になっていなければ(S204のN)、所定量以下になるまで(S204のY)ステップS202とS204の処理を繰り返し行う。具体的には、例えば、ステップS202で取得した中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値と、第1温度に対するマスターワーク5aの温度センサーの電圧値(計算値)との差が所定量以下になるか否かを判定する。この所定量としては、0又は0に近い値が設定される。
中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になれば(S204のY)、第1設定時間(図7のステップS106における設定時間)が経過するまで待って(S206のY)、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S208)。具体的には、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1に対して、順番に、PC130が、電圧発生器110の出力電圧を変化させながら周波数カウンター100のカウント値をモニターし、発振周波数が公称周波数と一致する時の電圧マルチメーター120の測定値を第1温度点での理想補償電圧として取得する。
次に、恒温槽を第2温度(図7のステップS110で設定した温度)に設定し(S210)、ステップS202〜S208と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S218)。
次に、恒温槽を第3温度(図7のステップS120で設定した温度)に設定し(S220)、ステップS202〜S208と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S228)。
次に、恒温槽を第4温度(図7のステップS130で設定した温度)に設定し(S230)、ステップS202〜S208と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S238)。
最後に、恒温槽を第5温度(図7のステップS140で設定した温度)に設定し(S240)、ステップS202〜S208と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得し(S248)、処理を終了する。
なお、図8のステップS200〜S204,S210〜S214,S220〜S224,S230〜S234,S240〜S244は、図2の温度測定工程(S34)に相当する。
そして、測定器のPC130が、第1温度〜第5温度の各々に対して、中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値と温度分布情報から、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の温度センサー40の電圧値を算出する(図4のS58)。例えば、第1温度の温度分布情報から得られる中央部の温度センサーの電圧値がV(例えば、−30℃に相当する電圧値)であり、中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値がV(例えば、−30.1℃に相当する電圧値)であれば、中央部を除く各位置の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値を、第1温度の温度分布情報から得られる各位置の温度センサーの電圧値+(V−V)として算出する(V−Vは、例えば0.1℃に相当する電圧値)。
続いて、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1に対して、第1温度〜第5温度の温度センサー40の電圧値と理想補償電圧値から、温度補償データ(式(1)の係数C,C,C,Cの値)を算出する(図4のS60)。
最後に、測定器2のPC130が、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1に対して、温度補償用IC10の入出力端子17を介して温度補償データをメモリー60に書き込み(図1のS26)、温度補償工程(図1のS22)を終了する。
以上に説明した第1実施形態の温度補償データ作成方法によれば、最初に一度だけペルチェ素子3の搭載面4の温度分布情報を生成すれば、その後は、温度補償データ作成対象の複数の温度補償型水晶発振器(TCXO)1をペルチェ素子3の搭載面4に搭載する毎に、すべての温度補償型水晶発振器(TCXO)1の温度を測定(温度センサー40の電圧値を取得)するのではなく、中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度のみ測定(温度センサー40の電圧値のみ取得)すればよいので、温度補償データの作成に要する時間を短縮することができる。
また、本発明によれば、温度補償型水晶発振器(TCXO)1の温度センサー40によって温度を測定することで、温度補償型水晶発振器(TCXO)1の正確な温度の情報が得られる。そして、中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1の温度が温度分布情報から得られる当該中央部の温度とほぼ一致するまで待ってから、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧を取得するので、より高精度な温度補償データを作成することができる。さらに、恒温槽の表示温度が安定するまで待つ必要がないので温度安定待ち時間を短縮することができる。
なお、温度を測定する温度補償型水晶発振器(TCXO)1は、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部に限らず、どの位置にあってもよい。
2−3.第2実施形態
第1実施形態では、図8のステップS206,S216,S226,S236,S246において、それぞれ第1設定時間〜第5設定時間が経過するまで待ってから、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得している。この第1設定時間〜第5設定時間を短くすれば温度補償工程のTATを短縮することができるが、第1設定時間〜第5設定時間が短いほど、理想補償電圧値を取得する時のペルチェ素子3の搭載面4の温度分布と図7のステップS108,S108,S108,S108,S108でそれぞれ生成した第1温度〜第5温度の温度分布情報との差が大きくなりやすく、結果的に、温度補償データの精度が低下するおそれがある。そこで、第2実施形態では、第1温度〜第5温度に設定した後、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布がそれぞれ第1温度〜第5温度の温度分布情報とほぼ一致するまで待ってから、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する。
第2実施形態の温度補償データ作成方法の全体フローチャートは、第1実施形態(図4)と同様であるため、その説明を省略する。ただし、本実施形態では、図4のステップS52において、一部の温度センサーの電圧値として、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部と周辺部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1の温度センサー40の電圧値を取得する。
また、第2実施形態における第1温度〜第5温度の温度分布情報を生成する処理(図4のS52の処理)の具体的なフローチャートは、第1実施形態(図7)と同様であるため、その説明を省略する。
図9は、第2実施形態における、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理)の具体的なフローチャートの一例を示す図である。また、図10(A)及び図10(B)は、それぞれ、温度分布情報を生成する際及び各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する際のペルチェ素子3の搭載面4の配置例を示す図であり、それぞれ図5及び図6と同様の配置になっている。
まず、第1実施形態と同様に、ペルチェ素子3を搭載した恒温槽を第1温度(図7のステップS100で設定した温度)に設定し(S300)、図10(B)における中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値Vaを取得する(S302)。
そして、第1実施形態と同様に、中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になったか否かを判定し(S304)、所定量以下になっていなければ(S304のN)、所定量以下になるまで(S304のY)ステップS302とS304の処理を繰り返し行う。
中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になれば(S304のY)、図10(B)における周辺部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1b,1c,1d,1eの各温度センサー40の電圧値Vb,Vc,Vd,Veを取得する(S306)。具体的には、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1b,1c,1d,1eに対して、順番に、PC130が、スイッチ回路80を制御して入出力端子16に温度センサー40の電圧を出力させ、電圧マルチメーター120の測定値を取得する。
次に、各周辺部と中央部の温度差と、第1温度の温度分布における当該各周辺部と中央部の温度差との差が所定量以下になったか否かを判定し(S308)、所定量以下になっていなければ(S308のN)、所定量以下になるまで(S308のY)ステップS306とS308の処理を繰り返し行う。具体的には、図7のステップS108で取得した、温度補償型水晶発振器(TCXO)1a,1b,1c,1d,1eとそれぞれ同じ位置にある図10(A)のマスターワーク5a,5b,5c,5d,5eの各温度センサーの電圧値をVa,Vb,Vc,Vd,Veとし、所定量をΔVとすると、例えば、|(Vb−Vb)−(Va−Va)|≦ΔV、かつ、|(Vc−Vc)−(Va−Va)|≦ΔV、かつ、|(Vd−Vd)−(Va−Va)|≦ΔV、かつ、|(Ve−Ve)−(Va−Va)|≦ΔVか否かを判定する。この所定量としては0に近い値が設定される。
各周辺部と中央部の温度差と、第1温度の温度分布における当該各周辺部と中央部の温度差との差が所定量以下になれば(S308のY)、第1実施形態と同様に、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S310)。
次に、恒温槽を第2温度(図7のステップS110で設定した温度)に設定し(S312)、ステップS302〜S310と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S322)。
次に、恒温槽を第3温度(図7のステップS120で設定した温度)に設定し(S324)、ステップS302〜S310と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S334)。
次に、恒温槽を第4温度(図7のステップS130で設定した温度)に設定し(S336)、ステップS302〜S310と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S346)。
最後に、恒温槽を第5温度(図7のステップS140で設定した温度)に設定し(S348)、ステップS302〜S310と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得し(S358)、処理を終了する。
なお、図9のステップS300〜S304,S312〜S316,S324〜S328,S336〜S340,S348〜S352は、図2の温度測定工程(S34)に相当する。
以上に説明した第2実施形態の温度補償データ作成方法によれば、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部の温度とともに、中央部との温度差が大きいと考えられる周辺部の温度を測定し、その差が温度分布情報から得られる当該中央部と周辺部の温度差とほぼ一致するまで待つことで、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布と温度分布情報とがより正確に一致した状態で、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得することができる。従って、温度補償データ(各係数値)の精度を高めることができる。
なお、本実施形態では、周辺部の中でも中央部から最も遠い4隅の温度を測定し、中央部と4隅の各々との温度差が温度分布情報から得られる当該中央部と4隅の各々との温度差とほぼ一致するまで待つことで、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布と温度分布情報とを極めて正確に一致させることが期待できる。
2−4.第3実施形態
第1実施形態では、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理及び図8の処理)において、ペルチェ素子3の搭載面4には、温度補償の対象となる温度補償型水晶発振器(TCXO)1のみを配置し、これにより温度補償工程のTATをできる限り短縮している。ただし、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する時のペルチェ素子3の搭載面4の温度分布が温度分布情報と一致しているか否かは、中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値から判定している。一般に、温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の精度はマスターワーク5の温度センサーの精度と比較して低いので、必ずしも十分な判定精度が得られない場合もある。そこで、第3実施形態では、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部にマスターワーク5を固定して配置し、中央部を除く各位置には、第1温度〜第5温度の温度分布情報を生成する処理(図4のS52の処理及び図7の処理)ではマスターワーク5を配置し、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理)では、温度補償型水晶発振器(TCXO)1を配置する。
第3実施形態の温度補償データ作成方法の全体フローチャートは、第1実施形態(図4)と同様であるため、その説明を省略する。ただし、本実施形態では、図4のステップS52において、一部の温度センサーの電圧値として、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部のマスターワーク5の温度センサーの電圧値を取得する。
また、第3実施形態における第1温度〜第5温度の温度分布情報を生成する処理の具体的なフローチャートは、第1実施形態(図7)と同様であるため、その説明を省略する。
図11は、第3実施形態における、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理)の具体的なフローチャートの一例を示す図である。また、図12(A)及び図12(B)は、それぞれ、温度分布情報を生成する際及び各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する際のペルチェ素子3の搭載面4の配置例を示す図である。図12(A)の配置は図5と同様の配置になっており、図12(B)の配置は、図6の配置に対して中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aのみマスターワーク5aに置き換わっている。すなわち、マスターワーク5aは、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部に固定されている。このマスターワーク5aは、温度に対する電圧値が正確にわかっている温度センサーを含む電子部品であればよく、例えば、高精度の温度センサーそのものであってもよいし、あらかじめ精度の高い測定器で温度センサーの電圧値を測定済みの温度補償型水晶発振器(TCXO)1であってもよい。あるいは、温度補償型水晶発振器(TCXO)1に内蔵された温度センサー40よりも高感度かつ高精度の温度センサーを内蔵し、その他は温度補償型水晶発振器(TCXO)1と同じ構造の温度補償型水晶発振器(TCXO)であってもよい。
まず、第1実施形態と同様に、ペルチェ素子3を収容した恒温槽を第1温度(図7のステップS100で設定した温度)に設定する(S400)。
次に、図12(B)における中央部のマスターワーク5aの温度センサー40の電圧値を取得する(S402)。
そして、中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になったか否かを判定し(S404)、所定量以下になっていなければ(S404のN)、所定量以下になるまで(S404のY)ステップS402とS404の処理を繰り返し行う。具体的には、例えば、ステップS402で取得した中央部のマスターワーク5aの温度センサーの電圧値と、第1温度に対するマスターワーク5aの温度センサーの電圧値(計算値)との差が所定量以下になるか否かを判定する。この所定量としては、0又は0に近い値が設定される。
中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になれば(S404のY)、第1実施形態と同様に、第1設定時間(図7のステップS106における設定時間)が経過するまで待って(S406のY)、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S408)。
次に、恒温槽を第2温度(図7のステップS110で設定した温度)に設定し(S410)、ステップS402〜S408と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S418)。
次に、恒温槽を第3温度(図7のステップS120で設定した温度)に設定し(S420)、ステップS402〜S408と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S428)。
次に、恒温槽を第4温度(図7のステップS130で設定した温度)に設定し(S430)、ステップS402〜S408と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S438)。
最後に、恒温槽を第5温度(図7のステップS140で設定した温度)に設定し(S440)、ステップS402〜S408と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得し(S448)、処理を終了する。
なお、図11のステップS400〜S404,S410〜S414,S420〜S424,S430〜S434,S440〜S444は、図2の温度測定工程(S34)に相当する。
以上に説明した第3実施形態の温度補償データ作成方法は、第1実施形態と同様の効果を奏するとともに、以下の効果も奏する。
第3実施形態の温度補償データ作成方法では、温度分布情報を生成する際に使用した中央部のマスターワーク5aの温度センサーを、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧を取得する際の温度測定にも使用するので、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧を取得する際のペルチェ素子3の搭載面4の温度分布を温度分布情報と一致させやすい。従って、温度補償データの精度の向上と温度補償データの作成に要する時間の短縮が期待できる。
また、一般に、温度補償データ作成対象の温度補償型水晶発振器(TCXO)1は量産品であるため内蔵する温度センサー40の特性ばらつきがあるので、第1実施形態又は第2実施形態の温度補償データ作成方法では、ペルチェ素子3の搭載面4に搭載する温度補償型水晶発振器(TCXO)1を変える度に、理想補償電圧を取得する際の温度測定精度もばらつく。これに対して、第3実施形態の温度補償データ作成方法によれば、マスターワーク5aをペルチェ素子3の搭載面4に固定し、毎回マスターワーク5aの温度センサーで温度を測定するので、理想補償電圧を取得する際の温度測定精度を一定に保つことができる。これにより、温度補償データの精度を高めることができる。
なお、毎回、マスターワーク5aの温度センサーで温度測定を行うので、マスターワーク5aの経時劣化によって温度補償データの精度が低下するおそれがある。そこで、マスターワーク5aとして、例えば、機構が単純な信頼性の高い(壊れにくい)専用の温度センサーを用いることで経時劣化を最小限に抑え、温度補償データの精度の低下を最小限に抑えることができる。
2−5.第4実施形態
第2実施形態では、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理及び図8の処理)において、ペルチェ素子3の搭載面4には、温度補償の対象となる温度補償型水晶発振器(TCXO)1のみを配置し、これにより温度補償工程のTATをできる限り短縮している。ただし、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する時のペルチェ素子3の搭載面4の温度分布が温度分布情報と一致しているか否かは、周辺部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1b,1c,1d,1eの各温度センサー40の電圧値と中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40の電圧値との差から判定している。一般に、温度補償型水晶発振器(TCXO)1a,1b,1c,1d,1eの温度センサー40の精度はマスターワーク5の温度センサーの精度と比較して低いので、必ずしも十分な判定精度が得られない場合もある。そこで、第4実施形態では、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部と周辺部の一部にマスターワーク5を固定して配置し、中央部と周辺部の一部を除く各位置には、第1温度〜第5温度の温度分布情報を生成する処理(図4のS52の処理及び図7の処理)ではマスターワーク5を配置し、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理)では、温度補償型水晶発振器(TCXO)1を配置する。
第4実施形態の温度補償データ作成方法の全体フローチャートは、第2実施形態(図4)と同様であるため、その説明を省略する。ただし、本実施形態では、図4のステップS52において、一部の温度センサーの電圧値として、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部と周辺部のマスターワーク5の温度センサーの電圧値を取得する。
また、第4実施形態における第1温度〜第5温度の温度分布情報を生成する処理の具体的なフローチャートは、第2実施形態(図7)と同様であるため、その説明を省略する。
図13は、第4実施形態における、第1温度〜第5温度で一部の温度センサーの電圧値と各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する処理(図4のS56の処理)の具体的なフローチャートの一例を示す図である。また、図14(A)及び図14(B)は、それぞれ、温度分布情報を生成する際及び各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する際のペルチェ素子3の搭載面4の配置例を示す図である。図14(A)の配置は図10(A)と同様の配置になっており、図14(B)の配置は、図10(B)の配置に対して中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aと周辺部の4つの温度補償型水晶発振器(TCXO)1b,1c,1d,1eのみ、それぞれマスターワーク5a,5b,5c,5d,5eに置き換わっている。すなわち、マスターワーク5aは、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部に固定され、マスターワーク5b,5c,5d,5eは、ペルチェ素子3の搭載面4の周辺部に固定されている。このマスターワーク5a,5b,5c,5d,5eは、温度に対する電圧値が正確にわかっている温度センサーを含む電子部品であればよく、例えば、高精度の温度センサーそのものであってもよいし、あらかじめ精度の高い測定器で温度センサーの電圧値を測定済みの温度補償型水晶発振器(TCXO)1であってもよい。あるいは、温度補償型水晶発振器(TCXO)1に内蔵された温度センサー40よりも高感度かつ高精度の温度センサーを内蔵し、その他は温度補償型水晶発振器(TCXO)1と同じ構造の温度補償型水晶発振器(TCXO)であってもよい。
まず、第3実施形態と同様に、ペルチェ素子3を収容した恒温槽を第1温度(図7のステップS100で設定した温度)に設定し(S500)、図14(B)における中央部のマスターワーク5aの温度センサーの電圧値Vaを取得する(S502)。
そして、第3実施形態と同様に、中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になったか否かを判定し(S504)、所定量以下になっていなければ(S504のN)、所定量以下になるまで(S504のY)ステップS502とS504の処理を繰り返し行う。
中央部の温度と第1温度との差が所定量以下になれば(S504のY)、図14(B)における周辺部のマスターワーク5b,5c,5d,5eの各温度センサーの電圧値Vb,Vc,Vd,Veを取得する(S506)。
次に、各周辺部と中央部の温度差と、第1温度の温度分布における当該各周辺部と中央部の温度差との差が所定量以下になったか否かを判定し(S508)、所定量以下になっていなければ(S508のN)、所定量以下になるまで(S508のY)ステップS506とS508の処理を繰り返し行う。具体的には、図7のステップS108で取得した、図10(A)のマスターワーク5a,5b,5c,5d,5eの各温度センサーの電圧値をVa,Vb,Vc,Vd,Veとし、所定量をΔVとすると、例えば、|(Vb−Vb)−(Va−Va)|≦ΔV、かつ、|(Vc−Vc)−(Va−Va)|≦ΔV、かつ、|(Vd−Vd)−(Va−Va)|≦ΔV、かつ、|(Ve−Ve)−(Va−Va)|≦ΔVか否かを判定する。この所定量としては0に近い値が設定される。
各周辺部と中央部の温度差と、第1温度の温度分布における当該各周辺部と中央部の温度差との差が所定量以下になれば(S508のY)、第1実施形態と同様に、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S510)。
次に、恒温槽を第2温度(図7のステップS110で設定した温度)に設定し(S512)、ステップS502〜S510と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S522)。
次に、恒温槽を第3温度(図7のステップS120で設定した温度)に設定し(S524)、ステップS502〜S510と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S534)。
次に、恒温槽を第4温度(図7のステップS130で設定した温度)に設定し(S536)、ステップS502〜S510と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得する(S546)。
最後に、恒温槽を第5温度(図7のステップS140で設定した温度)に設定し(S548)、ステップS502〜S510と同様の処理により、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧値を取得し(S558)、処理を終了する。
なお、図13のステップS500〜S504,S512〜S516,S524〜S528,S536〜S540,S548〜S552は、図2の温度測定工程(S34)に相当する。
以上に説明した第4実施形態の温度補償データ作成方法は、第2実施形態と同様の効果を奏するとともに、以下の効果も奏する。
第4実施形態の温度補償データ作成方法では、温度分布情報を生成する際に使用したマスターワーク5a,5b,5c,5d,5eの各温度センサーを、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧を取得する際の温度測定にも使用し、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部の温度とともに、中央部との温度差が大きいと考えられる周辺部の温度を測定する。これにより、各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧を取得する際のペルチェ素子3の搭載面4の温度分布を温度分布情報と一致させやすいので、温度補償データの精度の向上と温度補償データの作成に要する時間の短縮が期待できる。
また、第4実施形態の温度補償データ作成方法によれば、マスターワーク5a,5b,5c,5d,5eをペルチェ素子3の搭載面4に固定し、毎回マスターワーク5a,5b,5c,5d,5eの温度センサーで温度を測定するので、理想補償電圧を取得する際の温度測定精度を一定に保つことができる。これにより、温度補償データの精度を高めることができる。
なお、マスターワーク5a,5b,5c,5d,5eとして、例えば、機構が単純な信頼性の高い(壊れにくい)専用の温度センサーを用いることで経時劣化を最小限に抑え、温度補償データの精度の低下を最小限に抑えることができる。
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
第1〜第4実施形態では、発振子として水晶振動子を用いた温度補償型水晶発振器(TCXO)を例に挙げたが、例えば、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電単結晶や、ジルコン酸チタン酸鉛等の圧電セラミックス等の圧電材料、又はシリコン半導体材料等を用いた発振子を用いてもよい。また、発振子の励振手段としては、圧電効果によるものを用いてもよいし、クーロン力による静電駆動を用いてもよい。
また、本実施形態では、電子部品(温度補償型水晶発振器(TCXO))をペルチェ素子に搭載するペルチェ式の恒温槽を例に挙げて説明したが、恒温槽のタイプは問わない。あるいは、本発明は、治具の搭載面の温度が安定すればよいので、必ずしも恒温槽をもちいなくてもよい。
また、第1実施形態では、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部の温度補償型水晶発振器(TCXO)1aの温度センサー40を温度測定に使用しているが、任意の位置の温度補償型水晶発振器(TCXO)1の温度センサー40を温度測定に使用してもよい。同様に、第3実施形態では、マスターワーク5aをペルチェ素子3の搭載面4の中央部に固定して温度測定に使用しているが、温度を測定するためにペルチェ素子3の搭載面4に固定されるマスターワーク5は、中央部に限らず、どの位置にあってもよい。
また、第2実施形態では、ペルチェ素子3の搭載面4の中央部及び4隅の温度補償型水晶発振器(TCXO)1a,1b,1c,1d,1eの各温度センサー40を温度測定に使用しているが、任意の位置にある複数(5個に限らない)の温度補償型水晶発振器(TCXO)1の各温度センサー40を温度測定に使用してもよい。同様に、第4実施形態では、マスターワーク5a,5b,5c,5d,5eをペルチェ素子3の搭載面4の中央部及び4隅に固定して温度測定に使用しているが、温度を測定するためにペルチェ素子3の搭載面4に固定される複数(5個に限らない)のマスターワーク5は、中央部や4隅に限らずどの位置にあってもよい。
また、本実施形態では、ペルチェ素子の搭載面中央部の温度が設定温度に一致し、かつ、ペルチェ素子の温度分布が温度分布情報と一致するまで待ってから各温度補償型水晶発振器(TCXO)の理想補償電圧を取得しているが、中央部の温度が設定温度に一致しなくてもペルチェ素子の温度分布が温度分布情報と一致した時点で理想補償電圧を取得するようにしてもよい。ペルチェ素子の搭載面中央部の温度が設定温度から多少ずれた状態で理想補償電圧を取得しても問題なければ、当該中央部の温度が設定温度に一致する必要がないので、温度データの作成に要する時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、温度分布情報を生成するために、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布が安定するのを待ってから各マスターワーク5の温度を取得しているが、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布が安定する前の過渡状態で各マスターワーク5の温度を取得するようにしてもよい。このようにすれば、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布が安定するのを待たずに各温度補償型水晶発振器(TCXO)1の理想補償電圧を取得することができるので、温度補償データの作成に要する時間を短縮することができる。ただし、過渡状態で理想補償電圧を取得するので、時間の経過により理想補償電圧の取得時のペルチェ素子3の搭載面4の温度分布と温度分布情報が徐々に一致しなくなり、温度補償データの精度が低下することが考えられる。従って、温度補償データの要求精度とコストを考慮して、ペルチェ素子3の搭載面4の温度分布がどの程度まで安定した時点で理想補償電圧を取得するかを決定するのがよい。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1,1a,1b,1c,1d,1e 温度補償型水晶発振器(TCXO)、2 測定器、3 ペルチェ素子、4 搭載面、5,5a,5b,5c,5d,5e マスターワーク、10 温度補償用IC、12 水晶振動子、20 電圧制御発振回路、22 可変容量素子、30 温度補償電圧発生回路、40 温度センサー、50 インターフェース(I/F)回路、60 メモリー、70 スイッチ回路、80 スイッチ回路、100 周波数カウンター、110 電圧発生器、120 電圧マルチメーター、130 パーソナルコンピューター(PC)

Claims (10)

  1. 電子部品の所与の温度特性を補償するための温度補償データを作成する方法であって、
    複数の前記電子部品を搭載可能な治具の、複数の前記電子部品を搭載する搭載面の温度分布情報を生成する温度分布情報生成工程と、
    前記治具の前記搭載面に複数の前記電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、
    複数の前記電子部品が搭載された前記搭載面の一部分の温度を測定する温度測定工程と、
    前記温度測定工程で測定した温度と前記温度分布情報に基づいて、前記搭載面の前記温度測定工程で温度を測定していない部分の温度情報を算出する温度情報算出工程と、
    前記温度情報算出工程で算出した前記温度情報に基づいて、複数の前記電子部品の各々に対する前記温度補償データを算出する温度補償データ算出工程と、を含む、電子部品の温度補償データ作成方法。
  2. 請求項1において、
    前記温度測定工程において、
    前記電子部品に含まれる温度センサーを用いて前記搭載面の一部分の温度を測定する、電子部品の温度補償データ作成方法。
  3. 請求項1において、
    前記温度測定工程において、
    前記治具の前記搭載面に固定された温度センサーを用いて前記搭載面の一部分の温度を測定する、電子部品の温度補償データ作成方法。
  4. 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
    前記温度測定工程において、
    前記治具の前記搭載面の中央部の温度を測定する、電子部品の温度補償データ作成方法。
  5. 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
    前記温度分布情報生成工程において、
    前記搭載面の所定位置の温度を測定し、当該所定位置の温度の情報を含む前記温度分布情報を生成し、
    前記温度測定工程において、
    前記搭載面の前記所定位置の温度を繰り返し測定し、
    前記温度情報算出工程において、
    前記温度測定工程で測定した前記所定位置の温度と前記温度分布情報から得られる当該所定位置の温度との差が所定量以下のときの前記温度情報を算出する、電子部品の温度補償データ作成方法。
  6. 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
    前記温度測定工程において、
    前記治具の前記搭載面の複数箇所に分かれた前記一部分の温度を測定する、電子部品の温度補償データ作成方法。
  7. 請求項6において、
    前記温度測定工程において、
    前記治具の前記搭載面の中央部の温度および周辺部の温度を測定する、電子部品の温度補償データ作成方法。
  8. 請求項6又は7において、
    前記温度分布情報生成工程において、
    前記搭載面の前記複数箇所の温度を測定し、当該複数箇所の温度差の情報を含む前記温度分布情報を生成し、
    前記温度測定工程において、
    前記搭載面の前記複数箇所の温度を繰り返し測定し、
    前記温度情報算出工程において、
    前記温度測定工程で測定した前記複数箇所の温度差と前記温度分布情報から得られる当該複数箇所の温度差との差が所定量以下になるまで待ってから前記温度情報を算出する、電子部品の温度補償データ作成方法。
  9. 請求項1乃至8のいずれかにおいて、
    前記治具は、ペルチェ素子である、電子部品の温度補償データ作成方法。
  10. 所与の温度特性を補償するための温度補償データを記憶する電子部品の生産方法であって、
    設計情報に基づいて、記憶部に前記温度補償データが記憶されていない複数の前記電子部品を製造する製造工程と、
    前記電子部品製造工程で製造した前記電子部品を検査する検査工程と、を含み、
    前記検査工程は、
    複数の前記電子部品を搭載可能な治具の、前記電子部品を搭載する搭載面の温度分布情報を生成する温度分布情報生成工程と、
    前記治具の前記搭載面に複数の前記電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、
    複数の前記電子部品が搭載された前記搭載面の一部分の温度を測定する温度測定工程と、
    前記温度測定工程で測定した温度と前記温度分布情報に基づいて、前記搭載面の前記温度測定工程で温度を測定していない部分の温度情報を算出する温度情報算出工程と、
    前記温度情報算出工程で算出した前記温度情報に基づいて、複数の前記電子部品の各々に対する前記温度補償データを算出する温度補償データ算出工程と、
    温度補償データ算出工程で算出した前記温度補償データを前記複数の前記電子部品の各々の前記記憶部に書き込む温度補償データ書き込み工程と、を含む、電子部品の生産方法。
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