集成电路装置、振动器件、电子设备以及移动体的制作方法

本发明涉及集成电路装置、振动器件、电子设备以及移动体等。

背景技术：

以往，公知有tcxo(temperaturecompensatedcrystaloscillator：温度补偿晶体振荡器)、ocxo(ovencontrolledcrystaloscillator：恒温晶体振荡器)、spxo(simplepackagedcrystaloscillator：简单封装晶体振荡器)等振荡器。例如，tcxo是如下的振荡器：通过对石英振子所具有的振荡频率的温度特性进行补偿来获得在环境温度的变化下仍保持稳定的振荡频率。该tcxo例如作为移动通信终端、gps相关设备、可穿戴设备或车载设备等中的基准信号源等来使用。

例如，在专利文献1中公开了通过数字运算来进行温度补偿处理的tcxo。

专利文献1：日本特开2017-85535号公报

用于温度补偿处理的温度传感器设置在振荡器的集成电路装置中，另一方面，生成振荡信号的振子作为与集成电路装置分开的部件来设置。由于振荡器的构造而产生与振子和温度传感器之间的热传导对应的热传导延迟，因此无法通过温度传感器测量出振子的准确的温度。其结果是，有可能无法高精度地执行使用了温度检测数据的温度补偿处理。

并且，即使在振荡器以外的设备中，有时也会在温度传感器与温度传感器所检测的温度检测对象器件之间产生热传导延迟，无法通过温度传感器测量出温度检测对象器件的准确的温度。在该情况下，无法高精度地执行使用了温度检测数据的处理。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下的形式或方式来实现。

本发明的一个方式涉及集成电路装置，其包含：第1温度传感器；第2温度传感器；a/d转换电路，其进行来自所述第1温度传感器的第1温度检测电压的a/d转换，输出第1温度检测数据，并且进行来自所述第2温度传感器的第2温度检测电压的a/d转换，输出第2温度检测数据；连接端子，其与作为所述第1温度传感器和所述第2温度传感器的温度检测对象的温度检测对象器件电连接；以及数字信号处理电路，其根据所述第1温度检测数据和所述第2温度检测数据进行数字运算，从而进行校正所述温度检测对象器件的温度特性的温度补偿处理。

在本发明的一个方式中，根据来自设置于集成电路装置的多个温度传感器的温度检测数据，对温度检测对象器件的温度特性进行校正。这样的话，能够抑制因温度传感器的温度与温度检测对象器件的温度之间的偏离(温度差)而引起的处理精度的下降。

并且，在本发明的一个方式中，也可以是，该集成电路装置包含：电源端子，其被供给电源电压；以及输出端子，其输出信号，所述第1温度传感器与所述连接端子之间的距离比所述第1温度传感器与所述电源端子之间的距离、以及所述第1温度传感器与所述输出端子之间的距离中的至少一方小。

连接端子成为集成电路装置与温度检测对象器件之间的主要的热传导路径。如上述那样，通过将温度传感器设置在比电源端子或输出端子更接近连接端子的位置，更容易检测基于向振子的热传导的温度变化。因此，能够提高考虑了集成电路装置与温度检测对象器件之间的热传导的、温度补偿处理的精度。

并且，在本发明的一个方式中，也可以是，该集成电路装置包含支承用端子，所述支承用端子设置有用于对所述温度检测对象器件进行支承的电极，所述第2温度传感器与所述支承用端子之间的距离比所述第2温度传感器与所述电源端子之间的距离、以及所述第2温度传感器与所述输出端子之间的距离中的至少一方小。

由于支承用端子是用于集成电路装置与温度检测对象器件的连接的端子，所以成为集成电路装置与温度检测对象器件之间的主要的热传导路径。如上述那样，通过将温度传感器设置在比电源端子或输出端子更接近支承用端子的位置，更容易检测基于向振子的热传导的温度变化。因此，能够提高考虑了集成电路装置与温度检测对象器件之间的热传导的、温度补偿处理的精度。

并且，在本发明的一个方式中，也可以是，该集成电路装置包含支承用端子，所述支承用端子设置有用于对中继基板进行支承的电极，在所述中继基板上形成有将所述温度检测对象器件与所述集成电路装置电连接的布线，所述第2温度传感器与所述支承用端子之间的距离比所述第2温度传感器与所述电源端子之间的距离、以及所述第2温度传感器与所述输出端子之间的距离中的至少一方小。

即使在隔着中继基板的情况下，由于支承用端子是用于集成电路装置与振子的连接的端子，所以仍成为集成电路装置与振子之间的主要的热传导路径。通过将温度传感器设置在比电源端子(或输出端子)更接近支承用端子的位置，更容易检测基于向振子的热传导的温度变化。因此，能够提高考虑了集成电路装置与温度检测对象器件之间的热传导的、温度补偿处理的精度。

并且，在本发明的一个方式中，也可以是，所述数字信号处理电路通过基于所述第1温度检测数据和所述第2温度检测数据的神经网络运算处理，对所述温度检测对象器件的温度特性进行校正。

这样的话，能够使用神经网络运算来进行温度补偿处理。

并且，在本发明的一个方式中，也可以是，所述数字信号处理电路通过基于所述第1温度检测数据和所述第2温度检测数据中的至少一方的时间变化量的所述神经网络运算处理，对所述温度检测对象器件的温度特性进行校正。

这样的话，能够进行考虑了集成电路装置与温度检测对象器件之间的热传导的神经网络运算，因此能够提高温度补偿处理的精度。

并且，在本发明的一个方式中，也可以是，所述数字信号处理电路根据所述第1温度检测数据和所述第2温度检测数据，进行基于热传导模型的热电阻信息和热电容信息的热电路仿真处理，从而估计所述温度检测对象器件的温度。

这样的话，能够通过热电路模拟来进行温度估计处理或温度补偿处理。

并且，本发明的其他方式涉及集成电路装置，其包含：温度传感器；a/d转换电路，其进行来自所述温度传感器的温度检测电压的a/d转换，输出温度检测数据；连接端子，其用于与温度检测对象器件电连接，所述温度检测对象器件是所述温度传感器的温度检测对象；以及数字信号处理电路，其通过基于所述温度检测数据和所述温度检测数据的时间变化量的神经网络运算处理，进行校正所述温度检测对象器件的温度特性的温度补偿处理。

在本发明的其他方式中，通过基于温度检测数据的时间变化量的神经网络运算对温度检测对象器件的温度特性进行校正。这样的话，能够抑制因温度传感器的温度与温度检测对象器件的温度之间的偏离(温度差)而引起的处理精度的下降。此时，通过在神经网络运算的输入中使用时间变化量，能够进行考虑了热传导的高精度的温度补偿处理。

并且，在本发明的其他方式中，也可以是，所述温度检测对象器件是振子，所述集成电路装置具有对所述振子进行驱动的驱动电路。

这样的话，能够高精度地对振子的温度特性进行校正。

并且，本发明的其他方式涉及振动器件，其包含：上述任意一项所述的集成电路装置；以及作为所述温度检测对象器件的振子，所述振子借助所述连接端子被支承于所述集成电路装置。

这样的话，能够减少集成电路装置以外的结构要素与振子之间的热传导，能够进行更高精度的温度补偿处理。

并且，本发明的其他方式涉及包含上述集成电路装置的电子设备。

并且，本发明的其他方式涉及包含上述集成电路装置的移动体。

附图说明

图1是振子的温度特性的例子。

图2是检查工序的温度扫描的例子。

图3是温度扫描中的温度与频率偏差的关系例。

图4是温度传感器的检测温度与振子的温度之间的温度差的例子。

图5是示出包含集成电路装置和振子的振动器件的结构的平面图。

图6是示出包含集成电路装置和振子的振动器件的结构的剖视图。

图7是示出包含集成电路装置和振子的振动器件的结构的另一个平面图。

图8是示出包含集成电路装置和振子的振动器件的结构的另一个剖视图。

图9是集成电路装置的结构例。

图10是集成电路装置的另一个结构例。

图11是对温度传感器的配置进行说明的图。

图12是对振动器件(振荡器)的热传导路径进行说明的图。

图13是振动器件(振荡器)的热传导模型的例子。

图14是对振动器件(振荡器)的热传导路径进行说明的另一个图。

图15是振动器件(振荡器)的热传导模型的例子。

图16是将振动器件(振荡器)的热传导模型近似为低通滤波器的例子。

图17是对估计温度检测对象器件的温度的处理进行说明的流程图。

图18是神经网络的说明图。

图19是误差反向传播法的说明图。

图20是在检查工序中实际测量的温度检测数据的时间变化例。

图21是根据实际测量数据和热传导模型估计出的温度估计值的时间变化例。

图22是对估计温度检测对象器件的温度的处理进行说明的流程图。

图23是作为物理量测量装置的振动器件的结构例。

图24是作为物理量测量装置的振动器件的结构例。

图25是作为物理量测量装置的振动器件的动作说明图。

图26是电子设备的结构例。

图27是移动体的结构例。

标号说明

add：加法电路；af：有源面；ant：天线；bu1～bu4、bs1、bs2、bt1、bt2：导电性凸块；t1～t6、ts1、ts2：端子；te1、te2：外部端子；ti1、ti2：内部端子；2：振动器件；3：封装；4：基座；5：盖；6、7：阶梯部；9：振子单元；10：振子；11：振动片；12、13：电极；16、17：布线；20：集成电路装置；21：振荡电路；22：输出电路；23：数字信号处理电路；24：存储部；25：d/a转换电路；26：温度传感器；27：a/d转换电路；29：可变电容电路；30：驱动电路；40：振荡信号生成电路；41、42：振动片；43、44：驱动电极；45、46：检测电极；47：接地电极；48a～48d：驱动臂；49a、49b：检测臂；51：基部；52a、52b：连结臂；58a～58d、59a、59b：施重部；60：检测电路；90：处理电路；100：中继基板；111、115：布线；206：汽车；207：车体；208：控制装置；209：车轮；500：电子设备；510：通信部；520：处理部；530：操作部；540：显示部；550：存储部。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的本实施方式并非不当地限定权利要求所记载的本发明的内容，在本实施方式中说明的结构并非全部都是作为本发明的解决手段而必需的。

1.本实施方式的方法

首先，对本实施方式的方法进行说明。tcxo等振荡器作为各种设备中的基准信号源等来使用。例如，作为基站与通信终端的通信方式，迄今为止使用了fdd(frequencydivisionduplex：频分双工)，在下一代的5g等通信方式中，可使用tdd(timedivisionduplex：时分双工)。而且，在tdd方式中，在上行链路和下行链路中使用相同的频率按照时分方式收发数据，在分配给各设备的时隙之间设定有保护时间。因此，为了实现适当的通信，需要在各设备中进行时刻同步，要求有准确的绝对时刻的计时。并且，在使用振荡器作为基准信号源的情况下，存在所谓的保持模式(hold-over)的问题。例如，通过使用pll电路将振荡器的振荡信号(输出信号)与来自gps或网络的基准信号同步，能够抑制频率变动。但是，当产生了来自gps或网络(互联网)的基准信号消失或异常的保持模式时，无法再获得用于同步的基准信号。因此，在产生了这种保持模式的情况下，振荡器侧需要在没有基准信号的状态下对绝对时刻进行计时，当该计时时刻出现偏差时，通信失败。因此，即使在保持模式期间，振荡器也要求有非常高的频率稳定度。

作为使振荡频率的精度下降的主要原因，可想到振子的温度特性。图1是石英振子的温度特性的例子，横轴表示温度，纵轴表示频率偏差(与设定频率的误差)。如图1所示，石英振子具有接近三次函数的温度特性。振荡器的集成电路装置(狭义上是指dps)执行抑制与温度变动相伴的振荡频率变动的温度补偿处理。例如，如之后使用图9那样，数字信号处理电路23(dsp)根据温度检测数据td来输出频率控制数据dds，振荡信号生成电路40根据频率控制数据dds对振子10的振荡频率进行控制。

如图1所示，在温度补偿处理中，重要的是振子10自身的温度。因此，可认为如果使用振子10的温度，则能够以足够的精度执行温度补偿处理。然而，不容易在振子10自身中设置温度传感器26，温度传感器26设置在振子10以外的部位、尤其是集成电路装置20上。在温度传感器26的温度与振子10的温度存在偏离的情况下，温度补偿处理的精度因该偏离而下降。

图2是检查工序中的温度扫描的例子。图2的横轴是时间，纵轴是在检查工序中使用的恒温槽的温度。在图2的例子中，花费33小时进行如下控制：使温度在以+25℃为起点上升至+125℃之后冷却至-40℃，然后返回到+25℃。通常，在检查工序中，如图2那样进行温度扫描，求出此时的温度检测数据td和频率控制数据dds，将所求出的值作为学习数据(教师数据)来执行确定温度补偿处理的参数(例如，多项式近似函数的系数)的处理。

图3是示出进行了图2所示的温度扫描的情况下的、温度补偿处理的仿真结果的图。图3的横轴是时间，纵轴表示频率偏差(单位：ppb)。在图3中，设想了如下的简单的校正系统：将集成电路装置20与振子10之间的热传导视为低通滤波器(以下，记为lpf)，通过使用了对温度信号进行低通滤波处理后的信号的多项式近似来进行温度补偿处理。对应如下情况：lpf的截止频率越低，温度传感器26与振子10之间的热传导的延迟越长，lpf的截止频率越高，温度传感器26与振子10之间的热传导的延迟越短。图3示出了将截止频率设定为1hz(热传导延迟为1秒)的情况下的仿真结果。

从图3可知，在截止频率为1hz的情况下，频率偏差的幅度以一定程度增大。具体来说，即使在相同的温度下，在温度上升时和温度下降时，温度补偿处理后的频率偏差也不同(产生迟滞)。该仿真结果示出了如下情况：即使温度传感器26与振子10之间的热传导延迟为1秒左右，该延迟也会成为主要原因，从而无法以足够的精度执行温度补偿处理。如果截止频率较高(即，热传导延迟较短)，则能够将频率偏差抑制在较窄的范围内，但是从图3可知，为了获得充分的精度而被允许的热传导延迟短于1秒。

图4是对温度传感器26与振子10之间的热传导进行说明的图。图4的横轴表示经过时间的对数，纵轴表示温度传感器26与振子10之间的温度差。图4是对将集成电路装置的给定的电路作为热源而产生热并传递该热的情形进行仿真后的结果。如图4所示，首先，与热源相对接近的温度传感器26的温度升高，与振子10之间的温度差增大。然后，随着时间的经过，也向振子10传递热，因此振子10的温度也升高，温度传感器26与振子10之间的温度差减小，最终为0。

如图4可知，在温度传感器26与振子10之间，热传导存在100秒左右的延迟。也就是说，使热传导延迟短于1秒可以说是不现实的。从图3和图4可知，温度传感器26与振子10之间的热传导延迟作为使温度补偿处理的精度下降的主要原因而无法被无视。具体来说，在着眼于给定的温度的情况下，与该给定的温度是上升时的温度还是下降时的温度、或者温度梯度为何种程度相对应，振荡频率发生变化，如果使用单一的温度检测数据，则无法对这些进行区分。也就是说，为了高精度地进行温度补偿处理，需要进行考虑了集成电路装置20与振子10之间的热传导的处理。

以上，对tcxo等振荡器的温度补偿处理进行了说明。但是，在其他设备中，有时温度传感器26与温度检测对象器件(即，该温度传感器26所检测的温度检测对象)之间的热传导(温度差)也会成为处理上的问题。例如，在陀螺仪传感器等物理量测量装置中，公知零点(角速度等物理量为0的情况下的输出值)根据振子10的温度特性而发生变化，从而进行基于温度检测数据的零点校正处理。即使在物理量测量装置中，在温度传感器所检测的温度与温度检测对象器件(振子)之间产生了温度差的情况下，该温度差也成为使零点校正处理的精度下降的主要原因。

与此相对，本实施方式的集成电路装置20包含：第1温度传感器26；第2温度传感器26；a/d转换电路27，其进行来自第1温度传感器26的第1温度检测电压的a/d转换，输出第1温度检测数据td1，并且进行来自第2温度传感器26的第2温度检测电压的a/d转换，输出第2温度检测数据td2；连接端子，其与温度检测对象器件电连接，温度检测对象器件是第1温度传感器和第2温度传感器的温度检测对象；以及数字信号处理电路23，其根据第1温度检测数据td1和第2温度检测数据td2进行数字运算，从而进行校正温度检测对象器件的温度特性的温度补偿处理。这里的温度补偿处理可以是估计温度检测对象器件的温度(以下，表述为温度估计值)并根据温度估计值而进行的处理，也可以是直接求出温度补偿用的数据(例如频率控制数据dds)的处理。另外，温度传感器26能够扩展为3个以上，因此，以下，表述为第1～第n(n为2以上的整数)温度传感器26。

这里，集成电路装置20是指例如将a/d转换电路27、数字信号处理电路23、振荡信号生成电路40等各电路与温度传感器26集成在1个芯片中的装置。

这样的话，能够根据来自多个温度传感器26的多个温度检测数据来估计温度检测对象器件的温度。在集成电路装置20包含在振荡器中的情况下，温度检测对象器件是指振子10，通过估计振子10的温度，能够高精度地执行振荡频率的温度补偿处理。并且，在集成电路装置20包含在物理量测量装置(例如，陀螺仪传感器)中的情况下，温度检测对象器件是指振子，通过估计振子的温度，能够高精度地执行零点校正处理等。在其他设备中，通过使用本实施方式的集成电路装置20，也能够抑制因温度传感器26所检测出的温度与温度检测对象器件的温度之间的偏离(温度差)而引起的精度下降等问题。

特别是在本实施方式中，通过使用多个温度传感器26，与使用单一的温度传感器的情况相比，能够提高精度。例如，当在温度检测对象器件的温度估计中使用之后利用图13所述的热传导模型(热电路)的情况下，由于多个节点的电位成为热电路仿真处理的输入，所以与1个节点的电位成为输入的情况相比，能够提高与温度检测对象器件对应的节点的电位(温度估计值)的估计精度。或者，当在温度检测对象器件的温度估计中使用之后利用图18所述的神经网络的情况下，由于能够增加输入数，所以能够提高估计精度。

并且本实施方式的方法能够应用在集成电路装置20中，该集成电路装置20包含：温度传感器26；a/d转换电路27，其进行来自温度传感器26的温度检测电压的a/d转换，输出温度检测数据td；连接端子，其用于与作为温度传感器26的温度检测对象的温度检测对象器件电连接；以及数字信号处理电路23，其通过基于温度检测数据td和温度检测数据的时间变化量的神经网络运算处理，进行估计温度检测对象器件的温度的温度估计处理、或校正所述温度检测对象器件的温度特性的温度补偿处理。

温度检测数据td的时间变化量是指温度检测数据td的每规定时间的变化量。例如，温度检测数据td的时间变化量是指对应于处理对象定时的温度检测数据与在此之前的定时(狭义上是指前1个定时)取得的温度检测数据之间的差分信息。

这样，通过在神经网络运算的输入中使用温度检测数据td的时间变化量，即使温度检测数据td的值自身相同，也能够区分是温度上升时还是下降时。并且，时间变化量的大小表示温度变化的急剧性，因此，还能够区分急剧的温度变化和平缓的温度变化。即，通过使用时间变化量，由于能够进行考虑了热传导的神经网络运算，所以能够高精度地进行温度检测对象器件的温度估计处理或校正温度特性的温度补偿处理。

另外，在使用神经网络进行温度检测对象器件的温度估计的情况下，也可以对上述两种方法进行组合。即，集成电路装置20包含：第1～第n(n为2以上的整数)温度传感器26；a/d转换电路27，其进行来自第1～第n温度传感器26的第1～第n温度检测电压的a/d转换，输出第1～第n温度检测数据td1～tdn；连接端子，其与第1～第n温度传感器的温度检测对象器件电连接；以及数字信号处理电路23。而且，数字信号处理电路23通过基于第1～第n温度检测数据td1～tdn和第i(i为满足1≤i≤n的整数)温度检测数据tdi的时间变化量的神经网络运算处理，估计温度检测对象器件的温度。但是，也可以省略使用多个温度传感器26的结构和使用时间变化量的结构中的任意一个。

2.结构例

图5、图6示出了包含本实施方式的集成电路装置20的振动器件2(振荡器、物理量测量装置)的结构例。图5是示出本实施方式的振动器件2的平面图，图6是剖视图(侧视图)。振动器件2包含振子10和集成电路装置20(ic)，该集成电路装置20具有驱动振子10的驱动电路30。并且，振动器件2还可以包含封装3，该封装3安装有振子10和集成电路装置20。振子10设置于集成电路装置20的有源面af侧(电路元件面侧)。有源面af是集成电路装置20的形成有晶体管等有源元件(电路元件)的面。在图5、图6中，将从集成电路装置20朝向振子10的方向设为dr1(第1方向)。方向dr1是与集成电路装置20的半导体基板垂直的方向。并且，将与方向dr1垂直的方向设为方向dr2、dr3(第2、第3方向)。方向dr2例如是沿着集成电路装置20的长边方向的方向，方向dr3是沿着短边方向的方向。另外，振动器件2并不限定于图5、图6的结构，可以实施省略其中一部分的结构要素、或追加其他结构要素等各种变形。

振子10(resonator)是利用电信号产生机械振动的元件(振动元件)。振子10例如可以通过石英振动片等振动片(压电振动片)实现。例如，可以通过切割角为at切割或sc切割等厚度剪切振动的石英振动片等实现。例如，振子10是内置于不具有恒温槽的温度补偿型振荡器(tcxo)的振子。或者，振子10也可以是内置于具有恒温槽的恒温槽型振荡器(ocxo)的振子等。另外，本实施方式的振子10例如可以通过厚度剪切振动型以外的振动片、由石英以外的材料形成的压电振动片等各种振动片实现。例如，作为振子10，也可以采用saw(surfaceacousticwave：表面声波)谐振器、作为使用硅基板而形成的硅制振子的mems(microelectromechanicalsystems：微机电系统)振子等。

振子10具有振动片11(振动基板)和电极12、13。振动片11由压电材料构成，例如，由石英构成。在将振动片11的与集成电路装置20相反方向侧的面设为第1面、将集成电路装置20侧的面设为第2面的情况下，电极12形成在振动片11的第1面上，电极13形成在第2面上。并且，振子10具有未图示的端子，振子10经由该端子与集成电路装置20的端子电连接。

在平面观察有源面af时，集成电路装置20为矩形，具有半导体基板，在半导体基板的有源面af上形成有晶体管等有源元件。并且，也可以在有源面af上形成有电阻、电容器等无源元件。另外，这里所说的矩形并不一定是完全的矩形，还允许一部分中包含凸形、凹形、或者边包含曲线的形状。

集成电路装置20具有驱动振子10的驱动电路30。并且，集成电路装置20具有：端子t1(第1端子)，其与振子10的电极12(第1电极)电连接，输出从驱动电路30到振子10的输出信号；以及端子t2(第2端子)，其与振子10的电极13(第2电极)电连接，输入从振子10到驱动电路30的输入信号。并且，集成电路装置20还具有不与振子10的电极12、13(第1、第2电极)电连接的端子t3(第3端子)。并且，集成电路装置20也可以具有端子ts1、ts2。另外，在图5中示出了ts1和ts2分别具有3个端子的例子，但可以对具体的数量实施各种变形。ts1或ts2包含被供给高电位侧的电源电压vdd的端子。并且，ts1或ts2包含被供给低电位侧的电源电压vss(例如gnd)的端子。即，端子ts1、ts2包含电源供给用的电源端子，集成电路装置20被供给这些电源电压vdd、vss而进行动作。并且，端子ts1、ts2包含输出或输入各种信号的信号端子。这些端子t1～t3、ts1、ts2例如被称为集成电路装置20的焊盘。另外，电连接是指使得电信号经由布线等传递而到达的连接，不电连接表示切断电信号的传递而使得电信号无法到达。

例如，集成电路装置20利用驱动电路30的输出信号(驱动信号)对振子10进行驱动。驱动电路30例如由反相放大电路(反相电路)实现，驱动电路30的输出信号out经由端子t1被输出到振子10(电极12)。并且，来自振子10(电极13)的输入信号in(反馈信号)经由端子t2被输入到驱动电路30。由此，能够使振子10振荡从而生成规定的振荡频率的振荡信号(时钟信号)。

如图6所示，振动器件2具有由陶瓷等形成的封装3。封装3在其内侧具有收纳空间s，在该收纳空间s中收纳有振子10、集成电路装置20。收纳空间s被气密密封，并成为减压状态(优选接近真空的状态)。能够利用该封装3来适当地保护振子10、集成电路装置20免受冲击、灰尘、热、湿气等的影响。封装3具有基座4和盖5。具体来说，封装3包含：基座4，其对振子10和集成电路装置20进行支承；以及盖5，其以与基座4之间形成收纳空间s的方式与基座4的上表面接合。

如图6的剖视图所示，基座4在其内侧具有向上表面开口的第1凹部和向第1凹部的底面开口的第2凹部。在第1凹部的底面设置有阶梯部6、7，在阶梯部6、7上形成有振动器件2的内部端子ti1、ti2。内部端子ti1、ti2经由封装3的内部布线(未图示)与振动器件2的外部端子te1、te2电连接。外部端子te1、te2形成在封装3的外侧底面。外部端子te1、te2经由外部布线(电路基板的布线等)与外部器件连接。例如，在集成电路装置20上设置有端子ts1、ts2，在信号端子ts1、ts2上设置有导电性凸块bs1、bs2。而且，如图6所示，信号端子ts1、ts2的导电性凸块bs1、bs2与振动器件2的内部端子ti1、ti2接触而连接。由此，集成电路装置20的信号端子ts1、ts2与振动器件2的外部端子te1、te2电连接。

图5是平面观察集成电路装置20的有源面af时的平面图，是从例如方向dr1的反方向观察的图。在平面观察该有源面af时，集成电路装置20的端子t1、t2、t3配置成与振子10重叠。如图6的剖视图(从方向dr3观察到的图)所示，振子10和集成电路装置20安装成以在其厚度方向上排列的方式层叠。这样，将振子10与集成电路装置20层叠而安装成的单元被称为振子单元9(层叠体)。

如图6所示，在集成电路装置20的端子t1、t2、t3上设置有导电性凸块bu1、bu2、bu3(连接凸块)。导电性凸块bu1、bu2、bu3是形成在端子t1、t2、t3上的突起状的连接电极。导电性凸块bu1、bu2、bu3例如是由金属形成的金属凸块(金凸块、银凸块或铜凸块等)。另外，作为导电性凸块，还可以实施使用树脂芯凸块的变形，该树脂芯凸块是通过利用金属对由树脂形成的凸块的芯进行镀覆而构成的。

而且，端子t1经由导电性凸块b1与振子10的电极12电连接。具体来说，如图5、图6所示，在振子10上设置有与电极12连接的布线16和与布线16连接的未图示的第1连接用端子。而且，通过将端子t1的导电性凸块b1与该第1连接用端子连接，端子t1与电极12经由导电性凸块b1、第1连接用端子和布线16而电连接。并且，端子t2经由导电性凸块b2与振子10的电极13电连接。具体来说，在振子10上设置有与电极13连接的布线17和与布线17连接的未图示的第2连接用端子。在图5中，用虚线示出了电极13和布线17。而且，通过将端子t2的导电性凸块b2与该第2连接用端子连接，端子t2与电极13经由导电性凸块b2、第2连接用端子和布线17而电连接。另外，以上，对端子t1与电极12电连接并且端子t2与电极13电连接的情况进行了说明，但本实施方式并不限定于此，也可以是端子t1与电极13电连接，端子t2与电极12电连接。例如，也可以是电极13为第1电极，电极12为第2电极。

另一方面，集成电路装置20的端子t3是不与振子10的电极12、13电连接的虚拟的端子。例如，在端子t3上形成有导电性凸块bu3，该导电性凸块bu3与振子10接触，但不与振子10的电极12、13电连接。例如，集成电路装置20的端子t1、t2与振子10的第1、第2连接用端子连接，但端子t3不与这些第1、第2连接用端子连接。

而且，振子10使用设置于端子t1、t2、t3的导电性凸块bu1、bu2、bu3而被支承于集成电路装置20的有源面af侧。例如，导电性凸块bu1、bu2、bu3(以及端子t1、t2、t3)成为支承部件，利用集成电路装置20对振子10进行支承(三点支承)。

图7是振动器件2的另一个说明图，图8是示出安装于封装3的状态下的振动器件2的剖视图。在图7所示的实施方式的振动器件2中，在振子10与集成电路装置20之间设置有中继基板100。例如，振子10、中继基板100、集成电路装置20被安装成以在厚度方向上排列的方式层叠。这样，将振子10、中继基板100和集成电路装置20层叠而安装成的单元是振子单元9(层叠体)。在中继基板100上形成有用于将集成电路装置20的端子t1与振子10的电极12电连接的布线111、以及用于将集成电路装置20的端子t2与振子10的电极13电连接的布线115。这些布线111、115经由设置于中继基板100的振子10侧的面上的导电性凸块bt1、bt2而与振子10的端子电连接。而且，振子10的端子与电极12、13连接。由此，集成电路装置20的驱动用的端子t1、t2与振子10的电极12、13电连接。而且，通过对端子t1、t2之间施加驱动电压，振子10进行振荡动作。这样，中继基板100是对振子10与集成电路装置20之间的电连接进行中继的基板。

该中继基板100具有不容易将因集成电路装置20、封装3的变形而产生的应力传递到振子10的功能。中继基板100例如可以通过石英基板实现。例如，通过蚀刻(例如，湿蚀刻)对石英基板进行构图，从而形成中继基板100。另外，也可以利用除石英基板以外的压电基板、硅基板、树脂基板、金属基板或陶瓷基板等实现中继基板100。通过在振子10与集成电路装置20之间夹设中继基板100，例如，因集成电路装置20、封装3的热挠曲等而引起的变形(应力)不容易传递到振子10，能够抑制振子10的振动特性下降。

并且，在图7、图8的振动器件2中，集成电路装置20包含不与振子10的电极12、13(第1、第2电极)电连接的端子t3、t4(第3、第4端子)。而且，振子10使用设置于端子t1、t2、t3、t4的导电性凸块bu1、bu2、bu3、bu4而被支承于集成电路装置20的有源面af侧。具体来说，振子10隔着被集成电路装置20的端子t1、t2、t3、t4的导电性凸块bu1、bu2、bu3、bu4支承的中继基板100而被支承于集成电路装置20的有源面af侧。如图5～图8所示，用于支承振子10或中继基板100的端子可以是3个，也可以是4个。或者，还可以使用5个以上的端子对振子10或中继基板100进行支承。

图9示出了集成电路装置20的结构例。另外，在图9中示出了振动器件2是振荡器的例子，但如之后使用图23等所述的那样，振动器件2也可以是物理量测量装置。

集成电路装置20包含输出电路22、数字信号处理电路23、存储部24(存储器)、温度传感器26、a/d转换电路27以及振荡信号生成电路40。并且，集成电路装置20包含上述的端子t1、t2。另外，集成电路装置20并不限定于图9的结构，可以实施省略其中一部分的结构要素、或追加其他结构要素等各种变形。

温度传感器26(第1～第n温度传感器26-1～26-n)将与环境(例如集成电路装置20、振子10)的温度对应变化的温度依赖电压作为温度检测电压来输出。例如，温度传感器26利用具有温度依赖性的电路元件来生成温度依赖电压，以不依赖于温度的电压(例如，带隙参考电压)为基准来输出温度依赖电压。例如，将pn结的正向电压作为温度依赖电压来输出。

a/d转换电路27进行来自温度传感器26的温度检测电压的a/d转换，将其结果作为温度检测数据td来输出。作为a/d转换方式，例如可以采用逐次比较型、快速型、流水线型或双积分型等。

数字信号处理电路23进行各种信号处理。例如，数字信号处理电路23(温度补偿部)根据温度检测数据td来进行补偿振子10的振荡频率的温度特性的温度补偿处理，输出用于控制振荡频率的频率控制数据dds。之后对温度补偿处理进行详细叙述。

数字信号处理电路23能够通过以时分方式执行包含温度补偿处理的各种信号处理的dsp(digitalsignalprocessor：数字信号处理器)来实现。或者，数字信号处理电路23可通过基于门阵列等自动配置布线的asic电路实现，也可以通过处理器(例如cpu、mpu等)和在处理器上工作的程序实现。并且，数字信号处理电路23也可以进行温度补偿以外的校正处理(例如老化校正)。并且，数字信号处理电路23也可以进行恒温槽型振荡器(ocxo)中的恒温槽的加热器控制(恒温箱控制)等。

存储部24存储包含温度补偿处理用的数据在内的各种数据。存储部24可以由ram(sram、dram)等半导体存储器实现，也可以由非易失性存储器实现。

振荡信号生成电路40包含d/a转换电路25和振荡电路21。d/a转换电路25对频率控制数据dds进行d/a转换，将与频率控制数据dds对应的控制电压输出到振荡电路21。振荡电路21是具有驱动电路30、并且利用驱动电路30对振子10进行驱动而使振子10振荡的电路。另外，优选针对驱动电路30的输出节点、输入节点的至少一方的连接节点设置可变电容电路。可变电容电路例如是电容值根据来自d/a转换电路25的控制电压而发生变化的变容二极管。

但是，振荡信号生成电路40也可以使用其他结构。图10是集成电路装置20(振荡信号生成电路40)的另一个结构例。图10的集成电路装置20的振荡信号生成电路40具有可变电容电路29和振荡电路21。在该振荡信号生成电路40中未设置d/a转换电路25。由图10的振荡信号生成电路40生成的振荡信号的振荡频率根据来自数字信号处理电路23的频率控制数据dds而被直接控制。即，不经由d/a转换电路25来控制振荡信号的振荡频率。

根据来自数字信号处理电路23的频率控制数据dds来控制可变电容电路29的电容值。例如，可变电容电路29具有多个电容器(电容器阵列)和多个开关元件(开关阵列)，该多个开关元件(开关阵列)根据频率控制数据dds来控制各开关元件的接通、断开。这多个开关元件中的各开关元件与多个电容器中的各电容器电连接。并且，通过使该多个开关元件接通或断开，多个电容器中的、一端与振子10的一端连接的电容器的个数发生变化。由此，对可变电容电路29的电容值进行控制而使振子10的一端的电容值发生变化。因此，能够利用频率控制数据dds对可变电容电路29的电容值进行直接控制，从而对振荡信号的振荡频率进行控制。

输出电路22(缓冲电路)进行由振荡信号生成电路40(振荡电路21)生成的振荡信号的缓冲，从而输出缓冲后的信号。即，进行用于能够充分驱动外部负载的缓冲。缓冲后的信号例如是限幅正弦波信号。但是，该信号也可以是矩形波信号。或者，输出电路22也可以是能够输出限幅正弦波信号和矩形波信号的双方的电路。

接着，对集成电路装置20中的温度传感器26的配置进行说明。如上述那样，在本实施方式的集成电路装置20(数字信号处理电路23)中，对温度检测对象器件(振子10)的温度进行估计。为了提高基于温度检测数据的温度估计的精度，在集成电路装置20与振子10之间的热传导路径的附近设置温度传感器26。由此，来自该温度传感器26的温度检测数据成为反映了集成电路装置20与振子10之间的热传导的信息，因此能够期待温度估计的精度提高。

图11是对温度传感器26的配置进行说明的图。例如，集成电路装置20包含与温度检测对象器件电连接的连接端子。如果是振荡器的例子，则连接端子是指与驱动电路30的输入节点和输出节点中的一方连接的第1振荡用端子、以及与驱动电路30的输入节点和输出节点中的另一方连接的第2振荡用端子。这里的第1振荡用端子与上述端子t1对应，第2振荡用端子与端子t2对应。

并且，集成电路装置20包含被供给电源电压的电源端子和输出信号的输出端子。如果是振荡器的例子，则从输出端子输出的信号是振荡信号。并且，电源端子和输出端子是端子ts1或ts2所包含的端子。

而且，如图11所示，集成电路装置20所具有的温度传感器26-1配置在比ts1、ts2中的任意端子更接近t1的位置。即，温度传感器26-1与第1振荡用端子t1之间的距离d11比温度传感器26-1与ts1之间的距离d12、以及温度传感器26-1与ts2之间的距离d13中的距离小。并且，温度传感器26-2配置在比ts1、ts2中的任意端子更接近t2的位置。即，温度传感器26-2与第2振荡用端子t2之间的距离d21比温度传感器26-2与ts1之间的距离d22、以及温度传感器26-2与ts2之间的距离d23中的距离小。即，在将温度传感器26-1、26-2中的至少一方设为第1温度传感器的情况下，第1温度传感器与第1振荡用端子之间的距离比第1温度传感器与电源端子之间的距离、以及第1温度传感器与输出端子之间的距离中的至少一方小。这里，将第1温度传感器与第1振荡用端子之间的距离、第1温度传感器与电源端子之间的距离、以及第1温度传感器与输出端子之间的距离分别称为第1温度传感器与第1振荡用端子之间的最短距离、第1温度传感器与电源端子之间的最短距离、以及第1温度传感器与输出端子之间的最短距离。在图11中，示出了温度传感器26-1与第1振荡用端子之间的距离比温度传感器26-1与输出端子之间的距离以及温度传感器26-1与电源端子之间的距离中的任意一个小的例子。同样，在图12中，示出了温度传感器26-2与第2振荡用端子之间的距离比温度传感器26-2与输出端子之间的距离以及温度传感器26-2与电源端子之间的距离中的任意一个小的例子。

如图5～图8所示，t1、t2(bu1、bu2)是对振子10或中继基板100进行支承的部件，并且成为集成电路装置20与振子10的热传导路径。因此，通过将温度传感器26(26-1、26-2)设置在与其他端子(ts1，ts2)相比相对更接近t1的位置或者更接近t2的位置，能够实现高精度的温度估计。特别是，由于t1和t2是振子10的驱动所需的端子，所以成为热传导路径的可能性非常高，在t1、t2的附近设置温度传感器26是重要的。另外，在本实施方式中采用温度传感器26-1与第1振荡用端子之间的距离比温度传感器26-1与输出端子之间的距离以及温度传感器26-1与电源端子之间的距离中的任意一个小的结构，但只要是比一方小的结构，就能够提高温度补偿处理的精度。温度传感器26-2也同样如此。

并且，集成电路装置20包含支承用端子。这里的支承用端子是形成有用于支承中继基板100的电极的端子，在该中继基板100上形成有将温度检测对象器件与集成电路装置20电连接的布线。在该情况下，支承用端子与图7的端子t3、t4对应。并且，支承用端子是形成有用于支承温度检测对象器件的电极的端子。在该情况下，支承用端子与在图5中用于支承振子10的端子t3对应。

如图11所示，温度传感器26-3配置在比ts1、ts2中的任意端子更接近t3的位置。即，温度传感器26-3与支承端子t3之间的距离d31比温度传感器26-3与ts1之间的距离d32、以及温度传感器26-3与ts2之间的距离d33中的距离小。并且，温度传感器26-4配置在比ts1、ts2中的任意端子更接近t4的位置。即，温度传感器26-4与支承端子t3之间的距离d41比温度传感器26-4与ts1之间的距离d42、以及温度传感器26-4与ts2之间的距离d43中的距离小。即，在将温度传感器26-3、26-4中的至少一方设为第2温度传感器的情况下，第2温度传感器与支承用端子之间的距离比第2温度传感器与电源端子之间的距离、以及第2温度传感器与输出端子之间的距离中的至少一方小。这里，将第2温度传感器与支承用端子之间的距离、第2温度传感器与电源端子之间的距离、以及第2温度传感器与输出端子之间的距离分别称为第2温度传感器与支承用端子之间的最短距离、第2温度传感器与电源端子之间的最短距离、以及第2温度传感器与输出端子之间的最短距离。

端子t3、t4是未用于电连接的端子，但对振子10或中继基板100进行支承。因此，由于t3、t4也成为热传导路径，所以温度传感器26设置在其附近即可。另外，在本实施方式中，采用了温度传感器26-3与支承用端子之间的距离比温度传感器26-3与输出端子之间的距离和温度传感器26-3与电源端子之间的距离中的任意一个小的结构，但只要是比一方小的结构，就能够提高温度补偿处理的精度。温度传感器26-4也同样如此。

3.温度估计

接着，对估计温度检测对象器件(振子10)的温度的处理进行详细说明。

3.1热传导模型

数字信号处理电路23根据第1～第n温度检测数据td1～tdn来进行基于热传导模型的热电阻信息和热电容信息的热电路仿真处理，从而估计温度检测对象器件的温度。热电阻信息是指热传导模型(热电路)中的电阻的位置、以及确定电阻值的信息。热电容信息是指热传导模型(热电路)中的电容的位置、以及确定电容值的信息。

图12是对振动器件2(振荡器)的热传导路径进行说明的图。如以上使用图7、图8所述的那样，集成电路装置20使用端子ts1、ts2(bs1、bs2)被支承于封装3。并且，集成电路装置20通过端子t1～t4(bu1～bu4)对中继基板100进行支承，中继基板100通过bt1、bt2对振子10进行支承。

图12的b1～b10是热传导路径，b11～b15是热辐射(放射)路径。如图12所示，在封装3、集成电路装置20、中继基板100、振子10之间，用于连接的端子分别成为主要的热传导路径。如以上使用图11所述的那样，在端子t1～t4的附近设置有温度传感器26(26-1～26-4)。并且，也可以在图11中追加未图示的其他温度传感器26，在图12中示出了在封装3与集成电路装置20之间的热传导路径的附近设置有温度传感器26(26-5、26-6)的例子。

图13是与图12对应的热传导模型(热电路)的例子。公知热传导能够被建模为包含热电阻和热电容的热电路。图13的c1～c6是分别与温度传感器26-1～26-6对应的节点，各温度传感器26的温度检测数据td与该节点的电位对应。并且，c7和c8是振子10上的节点，c7或c8的电位与振子10的温度(温度估计值)对应。

由于根据物质来确定单位热电容和单位热电阻，所以根据振荡器的具体构造(各部件的材质、长度、截面面积等)来确定图13的电路的各热电阻(rt1～rt28)的电阻值以及各热电容(ct1～ct8)的电容值。如果采用图13的例子，则rt1～rt8是根据集成电路装置20的特性来确定电阻值的热电阻。并且，rt9～rt12是根据集成电路装置20与中继基板100的连接部分的特性来确定电阻值的热电阻。其他热电阻也同样如此，rt13～rt18是与中继基板100对应的热电阻，rt19和rt20是与中继基板100和振子10的连接部分对应的热电阻，rt21是与振子10对应的热电阻。rt22～rt25是与集成电路装置20和封装3的连接部分或热辐射对应的热电阻，rt26和rt27是与封装3和外部之间对应的热电阻，rt28是与封装3对应的热电阻。并且，ct1和ct2是与集成电路装置20对应的热电容，ct3和ct4是与中继基板100对应的热电容，ct5和ct6是与振子10对应的热电容，ct7和ct8是与封装3对应的热电容。

根据温度检测数据td(td1～td6)来确定c1～c6的各节点的电位并进行电路仿真处理(热电路仿真处理)，从而能够求出c7或c8的电位(即，温度估计值)。

但是，在使用了复杂的热传导模型(热电路)的情况下，电路仿真处理的处理负荷较大。根据数字信号处理电路23(dsp)的性能，也考虑了在集成电路装置20(振荡器)的动作中难以通过数字信号处理电路23来执行电路仿真处理的情况。因此，本实施方式的数字信号处理电路23也可以使用相对简单的热传导模型来求出温度估计值。

图14是对振动器件2(振荡器)的热传导路径进行说明的图。在图14中，将集成电路装置20上的温度传感器限定为26-1和26-3这两个，热传导路径也被限定为d1～d6(相当于图12的b1～b6)。

图15是与图14对应的热传导模型(热电路)的例子。在图15中，与给定的热源(电流源)连接的两个节点e1、e2的电位分别与温度传感器26-1、26-3的温度对应。e3是振子10上的节点，e3的电位与振子10的温度(温度估计值)对应。rt29和rt30是根据集成电路装置20与中继基板100的连接部分的特性来确定电阻值的热电阻。rt31是与中继基板100对应的热电阻，rt32和rt33是与中继基板100和振子10的连接部分对应的热电阻。ct9和ct10是与中继基板100对应的热电容，ct11是与振子10对应的热电容。

图15所示的热电路大致可近似为由3个lpf和加法电路构成的模型。图16是对图15进行近似后的情况的结构例，热传导模型包含第1～第3低通滤波器(lpf1～lpf3)和加法电路add。向lpf1输入基于温度传感器26-1的温度检测数据(td1)，向lpf2输入基于温度传感器26-3的温度检测数据(td2)。加法电路add将lpf1的输出与lpf2的输出相加。向lpf3输入加法电路add的输出(相加结果)，lpf3的输出成为相当于e1的电位的信号(即，温度估计值)。

在图16所示的结构中，能够通过滤波处理(低通滤波处理)和相加处理的容易的运算，根据温度检测数据来运算温度估计值，从而容易在数字信号处理电路23中执行。

图17是对由本实施方式的集成电路装置20(数字信号处理电路23)执行的温度估计处理进行说明的流程图。当开始该处理时，数字信号处理电路23从第1～第n温度传感器26取得第1～第n温度检测数据td1～tdn(s101)，进行降噪用的滤波处理(s102)。另外，可以实施省略滤波处理或者进行其他降噪用处理等变形。

接着，数字信号处理电路23根据热传导模型(热电路)和第1～第n温度检测数据td1～tdn来进行热电路仿真处理，运算温度估计值(s103)。

另外，所求出的温度估计值可以被用于各种处理。在振动器件2为振荡器的情况下，根据温度估计值来进行抑制与温度变化相伴的振荡频率变动的温度补偿处理。这里的温度补偿处理可以通过多项式近似来进行，也可以通过以温度估计值为输入的神经网络运算来进行。

例如，根据通过检查工序中的温度扫描而实际测量出的温度检测数据和图13的热传导模型，求出与温度扫描对应的温度估计值的时间变化。然后在检查工序中，对振荡信号的频率的时间变化进行实际测量，根据实际测量出的数据，求出用于输出期望的频率的振荡信号的频率控制数据dds。由此，能够求出温度估计值与频率控制数据dds的关系，通过最小二乘法等来求出对该关系进行近似的多项式的系数，并存储于存储部24。数字信号处理电路23通过基于第1～第n温度检测数据td1～tdn的电路仿真处理来求出温度估计值(上述图17)，通过以该温度估计值为输入(变量)的多项式近似来运算频率控制数据dds。

在通过神经网络运算进行温度补偿处理的情况下，根据检查工序中的实际测量数据来求出温度估计值与频率控制数据dds的关系的点是同样的。在学习处理中，将相对于温度估计值的频率控制数据dds作为教师数据，使用后述的误差反向传播法等来确定权重和偏差，并将确定后的权重和偏差存储于存储部24。数字信号处理电路23通过基于第1～第n温度检测数据td1～tdn的电路仿真处理来求出温度估计值，并通过以该温度估计值为输入的神经网络运算来运算频率控制数据dds。另外，不仅是温度估计值单体，还可以将温度估计值的幂包含到输入中，从而实现神经网络运算的精度提高。

并且，也可以对多项式近似和神经网络运算进行组合。具体来说，通过多项式近似来进行概略的温度补偿处理，通过神经网络运算来补偿无法利用多项式近似完全补偿的误差。这样的话，即使在神经元数量相对较少的神经网络中，也能够进行高精度的温度补偿处理，因此能够削减存储部24所存储的数据量。

3.2神经网络运算

如上述那样，由于电路仿真处理的处理负荷较大，所以存在不容易在集成电路装置20的数字信号处理电路23(dsp)中执行的情况。特别是在使用了图13所示的比较复杂的热传导模型的情况下，电路仿真处理的负荷较大，难以通过dsp来实现。因此，预先利用其他信息处理装置(pc等)来执行使用了热传导模型的神经网络的学习处理，集成电路装置20的数字信号处理电路23也可以进行使用了学习后的参数的神经网络运算而直接求出温度估计值或频率控制数据dds。

3.2.1神经网络运算的概要

图18是神经网络的基本结构例。神经网络是在计算机上仿真脑功能的数学模型。将图18的1个圆(节点)称为神经元。在图18的例子中，神经网络具有输入层(i)、两个隐藏层(h1、h2)和输出层(o)，输入层的神经元数量为3，隐藏层的神经元数量分别为4，输出层的神经元数量为1。但是，隐藏层(中间层)的层数、各层中所包含的神经元的数量能够实施各种变形。输入层所包含的神经元分别与第1隐藏层(h1)的神经元耦合。第1隐藏层中所包含的神经元分别与第2隐藏层(h2)的神经元耦合，第2隐藏层中所包含的神经元分别与输出层的神经元耦合。

输入层是分别输出输入值的神经元。在图18的例子中，神经网络受理x1、x2、x3作为输入，输入层的各神经元分别输出x1、x2、x3。另外，也可以是，对输入值进行某种预处理，输入层的各神经元输出预处理后的值。

在隐藏层(中间层)以后的各神经元中，进行模拟了在人脑中传递信息作为电信号的情形的运算。在人脑中，信息的易传递度与突触的耦合强度对应地改变，因此在神经网络中用权重w表现该耦合强度。

图18的w1是输入层与第1隐藏层之间的权重。w1表示输入层中所包含的给定的神经元与第1隐藏层中所包含的给定的神经元之间的权重的集合。在将输入层的第p个神经元与第1隐藏层的第q个神经元之间的权重表现为w1pq的情况下，图18的w1是包含w111～w134的12个权重在内的信息。更广义而言，权重w1是由输入层的神经元数量与第1隐藏层的神经元数量之积的个数的权重构成的信息。

在第1隐藏层中的第1个神经元中，进行下式(1)所示的运算。即，在1个神经元中，进行如下运算：对与该神经元连接的前1个层的各神经元的输出进行积和(加权相加)，然后与偏差(b1)相加。

并且，如上式(1)所示，在1个神经元中的运算中，使用作为非线性函数的激活函数f。激活函数f例如使用下式(2)所示的relu函数。relu函数是如果变量为0以下则为0、如果变量大于0则为变量自身的值的函数。但是，已知激活函数f能够利用各种函数，可以使用s型函数，也可以使用对relu函数进行改良后的函数。在上式(1)中，例示了与h1相关的运算式，但在第1个隐藏层的其他神经元中，只要进行同样的运算即可。

并且，之后的层也同样如此。例如，在将第1隐藏层与第2隐藏层之间的权重设为w2的情况下，在第2隐藏层的神经元中，进行如下运算：进行使用了第1隐藏层的输出和权重w2的积和运算，然后与偏差相加，并应用激活函数。

在输出层的神经元中，进行如下运算：对前1个层(在图18的例子中为第2隐藏层)的输出进行加权相加，然后与偏差相加。神经网络将输出层中的运算结果设为该神经网络的输出。或者，也可以输出对输出层的运算结果进行了某种后处理而得的结果。

从以上的说明可知，为了从输入获得期望的输出，需要设定(学习)适当的权重及偏差。在学习中，预先准备多组给定的输入x与该输入处的正确输出t(教师数据)。神经网络的学习处理可认为是对该多个教师数据求出最准确的权重及偏差的处理。在神经网络的学习处理中，广泛地公知有误差反向传播(backpropagation)法。

图19是对误差反向传播法进行说明的图。另外，在图19中，为了简化说明，分别针对第1隐藏层、第2隐藏层、输出层示出了着眼于1个神经元的处理。在误差反向传播法中，通过反复进行前向路径和后向路径来更新参数(权重和偏差)。首先，使用输入x和该时间点的权重及偏差来运算输出y。另外，权重及偏差的初始值能够进行各种设定。在图19的例子中，进行下式(3)～(5)的运算，根据xk来运算y。下式(3)～(5)中的u表示第1隐藏层的输出，v表示第2隐藏层的输出。

然后，根据所求出的输出y和与输入x对应的教师数据t来求出损失函数e。损失函数e例如是下式(6)，但可以是单纯的差分(y-t)，也可以使用其他损失函数。将直到求出损失函数e为止的处理称为前向路径。

在通过前向路径求出损失函数e之后，如下式(7)～(12)所示，使用损失函数e的偏微分来更新各参数。在下式(7)～(12)中，标注有后缀“+1”的值表示更新处理后的值。例如，b+1表示更新处理后的b的值。并且，η表示学习率。学习率不是恒定的，优选根据学习的状况而变更。

此时，从输出层朝向输入层，使用链式法则来计算与各参数相关的损失函数e的偏微分。具体来说，能够通过依次计算下式(13)～(18)来容易地求出上式(7)～(12)所示的各偏微分。并且，在使用上式(2)的relu函数作为激活函数f的情况下，由于微分值为0或1，所以偏微分的运算比较容易。将使用了式(7)～(18)的一系列处理称为后向路径。

在学习处理中，直到判定为参数已收敛为止，反复执行前向路径和后向路径。

3.2.2本实施方式的神经网络运算

不过，由于存在以上使用图3或图4而叙述的热传导的影响，所以如果只使用单一的温度传感器26的温度检测数据作为神经网络的输入，则有时难以高精度地进行温度估计。因此，在本实施方式中，使用以来自第1～第n温度传感器26的温度检测数据td1～tdn以及温度检测数据td的时间变化量为输入的神经网络，直接求出温度估计值或频率控制数据dds。

具体来说，在将第1～第n温度传感器26的温度检测数据设为td1～tdn的情况下，将温度检测数据的时间变化量、温度检测数据的幂作为输入候选。如果采用第1温度传感器26(26-1)的温度检测数据td1，则不仅td1本身，td1＾2、td1＾3、···、td1＾m和δtd1也成为输入候选。这里，δtd1是td1的时间变化量，例如，是给定的定时(最新的定时)的td1与之前的定时(前1个定时)的td1的差分值。同样，关于第i温度检测数据tdi，tdi、tdi＾2、···、tdi＾m、δtdi成为输入候选。即，在本实施方式中，1个温度传感器26能够将m+1个、合计n×(m+1)个数据作为输入来利用。

另外，这里的n例如为6左右，m例如为5左右，但温度传感器26的数量、指数的上限值能够实施各种变形。并且，时间变化量并不限定于最新两个定时之间的差分值，可以将最新的定时与前两个以上的定时之间的差分设为时间变化量，也可以将多个差分值的平均值等设为时间变化量，还可以将对差分值实施了滤波处理的结果设为时间变化量。并且，作为输入候选的时间变化量并不限定于1个，也可以将上述各种时间变化量中的多个作为输入候选。

这样，本实施方式的数字信号处理电路23通过基于第1～第n温度检测数据td1～tdn的神经网络运算来估计温度检测对象器件的温度，或者生成频率控制数据。更具体来说，数字信号处理电路23通过基于第1～第n温度检测数据td1～tdn中的第i温度检测数据tdi的时间变化量的、神经网络运算处理，估计温度检测对象器件的温度，或者生成校正温度检测对象器件的温度特性的频率控制数据。由此，由于能够适当地设定神经网络的输入，所以能够高精度地对温度检测对象器件的温度特性进行温度补偿。

另外，在数字信号处理电路23的神经网络运算中，将全部输入候选作为输入来利用也无妨。但是，如果输入的数量增加，则输入层与第1隐藏层之间的权重w1中所包含的数据数增加，因此存储部24所预先存储的数据的量也增加。因此，作为神经网络的输入，也可以使用上述输入候选中的一部分。以下，将输入候选中的作为神经网络的输入而选择出的数据表述为输入数据xin。为了提高温度补偿处理的精度，需要满足将基于两个以上的温度检测数据的数据包含于输入数据xin的条件、以及将1个以上的时间变化量包含于输入数据xin的条件中的至少一方。如果考虑精度，则优选满足上述条件的双方。

对本实施方式中的神经网络的学习处理进行说明。首先，在检查工序中，用恒温槽进行温度扫描，取得实际测量数据。例如，如图2所示，在-40℃～125℃的范围内进行温度扫描。

图20是示出在检查工序中实际测量的第1～第n温度传感器26的温度检测数据td1～tdn的时间变化的曲线图。图20的横轴表示时间，纵轴表示温度检测数据的值。另外，在图20中，为了简化说明，图示了两个温度检测数据。

在通过温度扫描实际测量出温度检测数据td1～tdn之后，如图21所示，通过使用了该温度检测数据td1～tdn(图20)和热传导模型的电路仿真处理来求出温度估计值的时间变化。另外，用于温度估计值的运算的热传导模型可以是图13所示的比较复杂的模型，也可以是图15或图16所示的比较简单的模型。但是，在学习处理中可以使用外部的信息处理装置，所以处理负荷不会成为大问题，鉴于此，使用比较复杂的热传导模型在精度方面更有利。

如以上那样，通过在检查工序中实际测量的温度检测数据和校正对象数据(在振荡器的情况下为振荡频率、在陀螺仪的情况下为零点输出)以及基于该数据的运算处理(幂及时间变化量的运算、电路仿真处理)，能够求出输入数据xin、温度估计值以及校正对象数据之间的相互关系。

在本实施方式中，要想利用神经网络运算输出温度估计值，将与输入数据xin对应的温度估计值用作学习处理的教师数据。并且，作为其他实施方式，要想利用神经网络运算进行温度补偿处理，将与输入数据xin对应的校正对象数据用作学习处理的教师数据。在学习处理中，能够通过准备多个教师数据来提高学习精度。因此，只要从在1次温度扫描中取得的数据中提取多个学习用数据即可。并且，如果考虑热传导，则温度扫描也不是进行1次，可以进行多次温度扫描。

例如通过与本实施方式的集成电路装置20不同的信息处理装置(pc等)来进行学习处理。具体来说，使用上述误差反向传播法等来进行确定适当的权重和偏差的处理，所求出的权重及偏差作为温度估计处理或温度补偿处理的参数而被写入到集成电路装置20的存储部24中。

图22是对由本实施方式的集成电路装置20(数字信号处理电路23)执行的温度估计处理进行说明的流程图。当开始该处理时，数字信号处理电路23从第1～第n温度传感器26取得第1～第n温度检测数据td1～tdn(s201)，进行降噪用的滤波处理(s202)。

接着，数字信号处理电路23进行根据第1～第n温度检测数据td1～tdn来求出神经网络的输入数据xin的处理(s203)。如上述那样，这是幂的运算、时间变化量的运算。然后，将运算出的输入数据xin作为输入，根据通过学习处理而获得的权重和偏差来进行神经网络运算(s204)。在这里的神经网络中，输出层的神经元为1个，输出温度估计值或频率控制数据。

4.物理量测量装置

本实施方式的方法能够应用在包含上述集成电路装置20和作为温度检测对象器件的振子10的振动器件2中。振子10借助连接端子被支承于集成电路装置20。更具体来说，使用形成于端子(t1～t3或t1～t4)的导电性凸块(bu1～bu3或bu1～bu4)被支承在集成电路装置20的有源面af侧。

以上，主要以振动器件2是振荡器的情况为例进行了说明，但本实施方式的振动器件2也可以是用于测量物理量的物理量测量装置(物理量检测装置)。作为要测量的物理量，可假设角速度、加速度、角加速度、速度、距离或时间等各种物理量。在图23和图24中示出了作为这种物理量测量装置的振动器件2的结构例。

图23的振动器件2包含振子10和集成电路装置20，集成电路装置20包含驱动电路30、检测电路60以及输出电路22。具体来说，集成电路装置20包含检测电路60，该检测电路60根据来自被驱动电路30驱动的振子10的检测信号s1、s2，检测与检测信号s1、s2对应的物理量信息。然后，输出电路22根据来自检测电路60的信号，输出检测电压vout。

振子10(传感器元件、物理量换能器)是用于检测物理量的元件，该振子10具有振动片41、42、驱动电极43、44、检测电极45、46以及接地电极47。振动片41、42例如是由石英等压电材料的薄板形成的压电型振动片。具体来说，振动片41、42是由z切割的石英基板形成的振动片。另外，振动片41、42的压电材料也可以是除石英以外的陶瓷、硅等材料。

向驱动电极43供给来自集成电路装置20的驱动电路30的驱动信号ds(广义上是指输出信号)，由此，驱动用的振动片41进行振动。振动片41例如是后述的图25的驱动臂48a～48d。并且，向驱动电路30输入来自驱动电极44的反馈信号dg(广义上是指输入信号)。例如，由于振动片41振动而产生的反馈信号dg被输入到驱动电路30。

而且，驱动用的振动片41进行振动，由此，检测用的振动片42进行振动，由该振动产生的电荷(电流)作为检测信号s1、s2从检测电极45、46输入到检测电路60。这里，接地电极47被设定为接地电位(gnd)。检测电路60根据这些检测信号s1、s2，检测与检测信号s1、s2对应的物理量信息(角速度等)。另外，以下，主要以振子10为陀螺仪传感器元件的情况为例来进行说明，但本实施方式并不限定于此，也可以是检测加速度等其他物理量的元件。并且，作为振子10，例如能够使用后述图25那样的双t型构造的振动片，但也可以是音叉型或h型等的振动片。

如图23所示，集成电路装置20包含端子t1、t2、t5、t6、驱动电路30、检测电路60以及输出电路22。从端子t1(第1端子)向振子10输出作为驱动电路30的输出信号的驱动信号ds。向端子t2(第2端子)输入作为从振子10到驱动电路30的输入信号的反馈信号dg。驱动电路30可以包含输入来自振子10的反馈信号dg而进行信号放大的放大电路、进行自动增益控制的agc电路(增益控制电路)、以及向振子10输出驱动信号ds的输出电路等。例如，agc电路可变地自动调整增益，以使来自振子10的反馈信号dg的振幅保持恒定。agc电路可以由对来自放大电路的信号进行全波整流的全波整流器、进行全波整流器的输出信号的积分处理的积分器等实现。输出电路例如输出矩形波的驱动信号ds。在该情况下，输出电路可以由比较器和缓冲电路等实现。另外，输出电路也可以输出正弦波的驱动信号ds。并且，驱动电路30例如根据放大电路的输出信号来生成同步信号syc，并输出到检测电路60。

检测电路60可以包含放大电路、同步检波电路、调整电路等。放大电路经由端子t1、t2被输入来自振子10的检测信号s1、s2，进行检测信号s1、s2的电荷-电压转换、信号放大。检测信号s1、s2构成了差动信号。具体来说，放大电路可以包含：第一q/v转换电路，其对检测信号s1进行放大；第二q/v转换电路，其对检测信号s2进行放大；以及差动放大器，其对第一、第二q/v转换电路的输出信号进行差动放大。同步检波电路进行采用了来自驱动电路30的同步信号syc的同步检波。例如，进行用于从检测信号s1、s2中提取期望波的同步检波。调整电路进行用于零点校正的偏移调整、用于灵敏度调整的增益校正。并且，检测电路60可以包含滤波电路，该滤波电路使无法通过同步检波等完全去除的无用信号衰减。

输出电路22对来自检测电路60的检测电压vout进行缓冲而输出到外部。以陀螺仪传感器为例，检测电压vout是电压根据检测出的角速度而发生变化的电压信号。

在图24中，与图23不同，检测电路60具有a/d转换电路。并且，来自检测电路60的数字检测数据被输入到处理电路90。处理电路90根据来自检测电路60的检测数据，进行用于偏移调整的校正处理、用于灵敏度调整的校正处理等各种校正处理。输出电路22将来自处理电路90的校正处理后的检测数据dout输出到外部。该情况下的输出电路22例如也可以由i2c、spi等接口电路实现。

在图25中示出了双t型构造的振子10的结构的一例。振子10具有驱动臂48a、48b、48c、48d、检测臂49a、49b、基部51和连结臂52a、52b。检测臂49a、49b相对于矩形的基部51向+y轴方向、-y轴方向延伸。并且，连结臂52a、52b相对于基部51向+x轴方向、-x轴方向延伸。并且，驱动臂48a、48b从连结臂52a的末端部起向+y轴方向、-y轴方向延伸，驱动臂48c、48d从连结臂52b的末端部起向+y轴方向、-y轴方向延伸。设置于驱动臂48a、48b、48c、48d的末端侧的宽度较宽的施重部58a、58b、58c、58d(锤头)和设置于检测臂49a、49b的末端侧的宽度较宽的施重部59a、59b(锤头)作为频率调整用的锤来使用。在将z轴设为振子10的厚度方向时，振子10检测绕z轴的角速度。x轴和y轴是垂直于z轴的坐标轴，x轴和y轴互相垂直。x轴、y轴、z轴也分别被称为石英基板的电轴、机械轴、光轴。

在驱动臂48a、48b的上表面和下表面形成有驱动电极43，在驱动臂48a、48b的右侧面和左侧面形成有驱动电极44。在驱动臂48c、48d的上表面和下表面形成有驱动电极44，在驱动臂48c、48d的右侧面和左侧面形成有驱动电极43。并且，来自驱动电路30的驱动信号ds(广义上是指输出信号)被供给到驱动电极43(广义上是指第1电极)，来自驱动电极44(广义上是指第2电极)的反馈信号dg(广义上是指输入信号)被输入到驱动电路30。在检测臂49a的上表面和下表面形成有检测电极45，在检测臂49a的右侧面和左侧面形成有接地电极47。在检测臂49b的上表面和下表面形成有检测电极46，在检测臂49b的右侧面和左侧面形成有接地电极47。并且，来自检测电极45、46的检测信号s1、s2被输入到检测电路60。

接着，使用图25对振动器件2的动作进行说明。当利用驱动电路30对驱动电极43施加驱动信号ds时，驱动臂48a、48b、48c、48d通过逆压电效应进行图25的箭头c1所示的弯曲振动(激励振动)。例如，按照规定的频率反复处于用实线的箭头表示的振动姿态和用虚线的箭头表示的振动姿态。即，进行使驱动臂48a、48c的末端反复互相接近和远离、使驱动臂48b、48d的末端也反复互相接近和远离的弯曲振动。此时，驱动臂48a和48b与驱动臂48c和48d进行相对于穿过基部51的重心位置的x轴呈线对称的振动，因此，基部51、连结臂52a、52b、检测臂49a、49b几乎不振动。

在该状态下，当对振子10施加以z轴为旋转轴的角速度时(当振子10绕z轴进行旋转时)，驱动臂48a、48b、48c、48d因哥氏力而如箭头c2所示的那样进行振动。即，与箭头c1的方向和z轴的方向垂直的箭头c2的方向的哥氏力作用于驱动臂48a、48b、48c、48d，由此，产生箭头c2的方向的振动成分。该箭头c2的振动经由连结臂52a、52b传递到基部51，由此，检测臂49a、49b按照箭头c3的方向进行弯曲振动。因该检测臂49a、49b的弯曲振动的压电效应而产生的电荷信号作为检测信号s1、s2输入到检测电路60，从而检测绕z轴的角速度。例如，当将绕z轴的振子10的角速度设为ω、质量设为m、振动速度设为v时，哥氏力表示为fc＝2m·v·ω。因此，检测电路60通过检测作为与哥氏力对应的信号的期望信号，能够求出绕z轴的角速度ω。

5.电子设备、移动体

图26示出了包含本实施方式的振动器件2(集成电路装置20)的电子设备500的结构例。该电子设备500包含振动器件2和处理部520，该振动器件2具有集成电路装置20和振子10。并且，还可以包含通信部510、操作部530、显示部540、存储部550、天线ant。

作为电子设备500，例如可以设想基站或者路由器等网络相关设备、计测距离、时间、流速或者流量等物理量的高精度的计测设备、测量生物体信息的生物体信息测量设备(超声波测量装置、脉搏计、血压测量装置等)、车载设备(自动驾驶用的设备等)等。并且，作为电子设备500，可以设想头部佩戴型显示装置、钟表相关设备等可佩戴设备、机器人、打印装置、投影装置、移动信息终端(智能手机等)、发布内容的内容提供设备、或者数字照相机或摄像机等影像设备等。

通信部510(通信接口)进行经由天线ant而从外部接收数据、或向外部发送数据的处理。处理部520(处理器)进行电子设备500的控制处理、以及对经由通信部510而收发的数据的各种数字处理等。处理部520的功能例如可通过微型计算机等处理器实现。操作部530(操作接口)用于供用户进行输入操作，可通过操作按钮、触摸面板显示器等实现。显示部540用于显示各种信息，可通过液晶、有机el等显示器实现。存储部550用于存储数据，其功能可通过ram、rom等半导体存储器、hdd(硬盘驱动器)等实现。

图27示出包含本实施方式的振动器件2(集成电路装置20)的移动体的例子。本实施方式的振动器件2(振荡器、物理量测量装置)能够组装至例如汽车、飞机、摩托车、自行车、机器人或船舶等各种移动体。移动体例如是具有发动机或马达等驱动机构、方向盘或舵等转向机构以及各种电子设备(车载设备)，且在陆地上、空中或海上移动的设备或装置。图27概要地示出作为移动体的具体例的汽车206。汽车206中组装了本实施方式的振动器件2。控制装置208根据由该振动器件2生成的时钟信号或所测量出的物理量信息进行各种控制处理。例如，在测量出汽车206周围的物体的距离信息作为物理量信息的情况下，控制装置208使用测量出的距离信息进行用于自动驾驶的各种控制处理。控制装置208能够根据例如车体207的姿势控制悬架的软硬并且控制各个车轮209的制动。另外，组装有本实施方式的振动器件2的设备不限于这样的控制装置208，能够组装到设置于汽车206或机器人等移动体中的各种设备。

另外，虽然如以上那样对本实施方式进行了详细说明，但本领域技术人员应当能够容易地理解可进行实质上未脱离本发明的新事项以及效果的多种变形。在上述实施方式中，作为温度检测器件，以振子为例来进行说明，但并不限于此，例如也可以是包含在压力传感器或原子振荡器中的原子室。因此，这种变形例全部包含在本发明的范围内。此外，在说明书或附图中，对于至少一次地与更广义或同义的不同用语一起记载的用语，在说明书或附图的任何位置处，都可以将其置换为该不同的用语。此外，本实施方式和变形例的所有组合也包含于本发明的范围内。并且，振动器件、电路装置、电子设备、移动体的结构/动作、振动器件中的振子、中继基板、电路装置的配置结构、连接结构等也不限于本实施方式中说明的内容，能够实施各种变形。