DE1252389B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAM'

AUSLEGESCHRIFT

1 272 389 Int. Cl.:

H03h
H03j

Deutsche Kl.: 21 a4 -10

Nummer: 1272 389

Aktenzeichen: P 12 72 389.6-35 (P 36674)

Anmeldetag: 30. April 1965

Auslegetag: 11. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Frequenzabgleich von piezoelektrischen Schwingkristallen, insbesondere aus Quarz, die in einem bereits gedichteten und evakuierten Gehäuse, vorzugsweise aus Glas, eingebaut sind und dort von mit den Schwingkristallelektroden elektrisch verbundenen Haltegliedern getragen werden, durch elektrische Kathodenzerstäubung zwischen wenigstens einer Schwingkristallelektrode und einer ihr gegenüber im Gehäuse angeordneten Hilfselektrode.

Piezoelektrische Schwingkristalle besitzen üblicherweise zwei Elektroden, können aber auch drei oder vier Elektroden aufweisen. Die Dicke der Elektroden bestimmt unter anderem bei bestimmten Schnitten des Schwingkristalles die Resonanzfrequenz des Schwingkristalls; je dicker die Elektroden, um so langsamer wird der Kristall, d. h., um so kleiner ist seine Resonanzfrequenz.

Der Endabgleich von Schwingkristallen kann im bereits geschlossenen Gehäuse durch elektrische Kathodenzerstäubung vorgenommen werden. Die Entladung wird hierbei durch äußere Magnetfelder so gesteuert, daß als Kathode entweder eine Elektrode oder ein Teil der Halterung dient. Während der Abgleich in positiver Richtung durch Abtragen von Elektrodenmetall in ausreichendem Maße möglich ist, bereitet der Abgleich in negativer Richtung (Vergrößerung der Elektrodenmasse) Schwierigkeiten. Die Halterungen des Kristalls bzw. die Elektrodenzuführungen auf dem Kristall eignen sich nämlich nur bedingt als Kathode. Der Abgleichbereich in negativer Richtung ist daher nur etwa ein Fünftel des Bereiches in positiver Richtung. Außerdem ist der negative Abgleich sehr zeitraubend.

Aus diesem Grund hat man bereits im Schwingkristallgehäuse eine Hilfselektrode angebracht, die aus zwei gegenüber den beiden Schwingkristallelektroden angeordneten dünnen, vorn angespitzten Drähten besteht, die in einen gemeinsamen Zuführungsdraht übergehen, der aus dem Gehäuse herausgeführt ist. Durch Anlegen einer Gleichspannung von einigen hundert Volt, z. B. 400 bis 1000 Volt, an die Hilfselektrode und an eine oder beide Schwingkristallelektroden kann je nach Polung Material von der Hilfselektrode auf die Schwingkristallelektroden aufgetragen oder von den Schwingkristallelektroden abgetragen und auf die Hilfselektrode aufgebracht werden. Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß der Zuführungsdraht der Hilfselektrode zusätzlich gas- bzw. vakuumdicht durch den Boden des Gehäuses hindurchgeführt werden muß.

Anordnung zum Frequenzabgleich von
piezoelektrischen Schwingkristallen

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,
2000 Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Franz Fick, 2100 Hamburg-Harburg ■

Es ist ferner bekannt, zum FrequenzabgIeich von piezoelektrischen Schwingkristallen an der Gehäuseinnenwand eine metallische Substanz anzubringen, die durch Einwirkung einer äußeren Wärmequelle zum Verdampfen gebracht wird. Dies Verfahren eignet sich aber nur bei Gehäusen aus Metall und ist darüber hinaus sehr ungenau, da sich die Wärmezufuhr nur schwer regeln läßt. Außerdem kann hierdurch nur Material auf die Elektroden aufgebracht, aber nicht von den Elektroden abgenommen werden.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile bei einer Anordnung eingangs erwähnter Art dadurch, daß die Hilfselektrode an einem Halteglied befestigt ist, das mit einer nicht mit der Hilfselektrode zusammenwirkenden Schwingkristallelektrode verbunden ist. Die Hilfselektrode wird hierbei also nicht aus dem Gehäuse herausgeführt. Als Stromzuführung für die Hilfselektrode dient ein sowieso aus dem Gehäuse herausragendes Halteglied des Schwingkristalls.

Zweckmäßig ist die Hilfselektrode als sich vorzugsweise im flachen Winkel zum Schwingkristall erstreckender, am vorderen Ende spitz zulaufender runder Draht ausgebildet, dessen hinteres Ende am Halteglied angelötet, angeschweißt oder angenietet ist.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Schwingkristallanordnung nach der Erfindung in perspektivischer Darstellung;

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig.l.

Die Anordnung enthält einen Quarzkristall 1 für eine Frequenz von z. B. 10 MHz, der in einem bereits gedichteten, evakuierten (Restdruck <lTorr) Gehäuse 2 untergebracht ist, das aus einem gläsernen oder keramischen Boden 3 mit einer daran festgeschmolzenen Glaskappe 4 besteht. In dem Boden 3

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Claims (1)

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sind zwei Stifte 5 und 15, z. B. aus Chromeisen, luft- förmigen Hilfselektrode 14 eine elektrische Entdicht eingeschmolzen, deren aus dem Gehäuse 2 ladung, die eine Zerstäubung des Drahtmaterials auf herausragende Teile als Anschluß- oder Kontakt- die Elektrode 11 und damit eine Verstärkung dieser stifte dienen, während an den im Gehäuse liegenden Elektrode bewirkt, was zu einer Herabsetzung der Stiftenden streifenförmige, metallene Halteglieder 6 5 Resonanzfrequenz des Schwingquarzes 1 führt. bzw. 7 aus Nickel- oder Stahlblech festgeschweißt Nach Umpolung der Gleichspanntingsquelle tritt sind. Die freien Enden jedes Halteghedes 6 bzw. 7 eine Kathodenzerstäubung in entgegengesetzter Richsind zu U-förmigen Haltefedern 8 bzw. 9 geformt, tung auf, was zu einem Dünnerwerden der Elektrode welche den scheibenförmigen Quarzkristall 1 ein- 11 und damit zu einer Erhöhung der Schwingfreklemmen. Der Quarzkristall 1 wird auf diese Weise io quenz führt, an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen von

den Haltefedern 8 und 9 getragen. Patentansprüche:

Die z. B. auf den Quarzkristall 1 aufgedampften Elektroden 10 und 11, z. B. aus Silber, Aluminium 1. Anordnung zum Frequenzabgleich von oder Gold mit einer Schichtdicke < 1 μ, haben je eine 15 piezoelektrischen Schwingkristallen, insbesonradiale Verlängerung 12 bzw. 13, die sich bis unter- dere aus Quarz, die in einem bereits gedichteten halb je einer Haltefeder 8 bzw. 9 erstrecken und mit und evakuierten Gehäuse, vorzugsweise aus Glas, diesen, gegebenenfalls über eine elektrisch leitende eingebaut sind und dort von mit den SchwingKittmasse, in elektrischem Kontakt stehen. kristallelektroden elektrisch verbundenen HaIte-

An der mit der Elektrode 12 in Verbindung ste- ao gliedern getragen werden, durch elektrische henden Haltefeder 8 des Haltegliedes 6 ist ein Draht Kathodenzerstäubung zwischen wenigstens einer 14 aus demselben Material wie die Elektroden 10 Schwingkristallelektrode und einer ihr gegen- und 11 angelötet, angeschweißt oder angenietet. über im Gehäuse angeordneten Hilfselektrode, Dieser Draht 14 ist zweifach abgebogen, neigt sich dadurchgekennzeichnet, daß die Hilfsim flachen Winkel zur Oberfläche des Schwing- as elektrode (14) an einem Halteglied (6, 8) bekristalls 1 und ragt mit seinem spitz zulaufenden festigt ist, das mit einer nicht mit der Hilfselek-Ende bis etwa in die Mitte der Elektrode 11, welche trode zusammenwirkenden Schwingkristallelekmit der Haltefeder 9 und mit dem Halteglied 7 in trode (12) verbunden ist.

Verbindung steht. Der Draht 14 dient als Hilfselek- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch getrode zum genauen FrequenzabgIeich des Schwing- 30 kennzeichnet, daß die Hilfselektrode als sich quarzes 1. vorzugsweise im flachen Winkel zum SchwingLegt man den Minuspol einer Gleichspannungs- kristall (1) erstreckender, am vorderen Ende spitz quelle von etwa 400 bis 1000 Volt an den Stift 5 des zulaufender runder Draht (14) ausgebildet ist, Haltegliedes 6 und den Pluspol an den Stift 15 des dessen hinteres Ende am Halteglied (8) angelötet, Haltegliedes 7, dann entsteht an der Spitze der draht- 35 angeschweißt oder angenietet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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