DE2258510B2 - Schutz- und haltevorrichtung fuer miniatur-schwingquarze - Google Patents
Schutz- und haltevorrichtung fuer miniatur-schwingquarzeInfo
- Publication number
- DE2258510B2 DE2258510B2 DE19722258510 DE2258510A DE2258510B2 DE 2258510 B2 DE2258510 B2 DE 2258510B2 DE 19722258510 DE19722258510 DE 19722258510 DE 2258510 A DE2258510 A DE 2258510A DE 2258510 B2 DE2258510 B2 DE 2258510B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- crystal
- quartz
- capsule
- pins
- base
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010453 quartz Substances 0.000 title claims description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 29
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 88
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 26
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders or supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
- G04F5/00—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
- G04F5/04—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses
- G04F5/06—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators
- G04F5/063—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders or supports
- H03H9/09—Elastic or damping supports
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
Description
22
58
angegebene Lösung der mechanischen Entkopplung für Flachgehäuse nicht in Frage kommt. Entsprechendes
gilt für die Halterungsvorrichtungen mit becherartigen
Gehäusen gemäß der DT-OS 19 11964 und dem deutschen Gebrauchsmuster 69:5531, die Lösungen
zeigen, die hinsichtlich der mechanischen Entkopplung zwischen dem Schwingquarz und den Anschlußstiften
ungünstiger sind als die bereits erwähnte Lösung nach der US-FG 32 21 189.
Für Armbanduhrenquarze war es bisher üblich, den Kristall in eine kleine Metallkapsel etwa entsprechend
dem erwähnten deutschen Gebrauchsmuster 19 62551 mit nach außen regenden Anschlußstiften einzubauen,
deren Enden innerhalb der Kapsel mit Zuleitungen zu den Elektroden der Kristalleinheit verbunden sind,
wobei die Zuleitungen gleichzeitig zur Halterung der Kristalle in der Kapsel dienen. Weg^n der beengten
RaumverhäJtnisse ergeben sich dabei große Schwierigkeiten
bei der Montage, die auch bei sorgfältigster Ausführung leicht zu Druck- oder Zugspannungen am
Kristall durch die Verbindungsdrähte zwischen den Anschlußstiften und den Elektroden am Kristall führen
können. Weitere Spannungen können durch das heute allgemein übliche Hochdruck-Kaltschweißverfahren
zum Verschließen der Trennstelle zwischen dem Sockel und dem Deckel auftreten. Das Kaltschweißen bietet
gegenüber dem Verlöten oder thermischen Schweißen den Vorteil, daß keine Dämpfe entstehen, di*· in der
Kapsel eingeschlossen und zu Verunreinigungen der Kristalloberflächen führen können. Die bei diesem
Verfahren auftretenden Drücke sind jedoch so hoch, daß sie zu einer Verformung der Kapsel führen können,
wodurch die Anschlußstifte aus ihrer ursprünglichen Position in der Kapsel verschoben und über die
Verbindungsdrähte geringe Druck- oder Zugspannungen auf den Kristall übertragen werden können. Bereits
geringfügige Frequenzänderungen auf Grund solcher Spannungen aber machen die gesamte Kristallanordnung
zur Verwendung als Frequenznormal für elektronische Zeitmesser unbrauchbar.
Schließlich sind auch noch die durch die Änderungen der Umgebungstemperatur bewirkten Einflüsse auf die
Metallkapsel zu erwähnen, die ebenfalls zu geringfügigen Verschiebungen der Anschlußstifte führen und auf
die Zuleitung zum Kristall übertragen werden können. 4j
Auch dadurch können unerwünschte Frequenzänderungen verursacht werden.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Kristallhalterung und Kapselung für Miniatur-Schwingquarze
anzugeben, wie sie insbesondere in Armbanduhren verwendet werden, bei denen neben einem
wirksamen Schutz gegenüber allen Umwelteinflüssen zusätzlich eine gute mechanische Entkopplung zwischen
den Anschlußstiften und dem Kristall im Inneren der Kapsel gewährleistet werden kann. Die Kristallhalterungsanordnung
soll dabei außerdem unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen sein.
Die Lösung dieser technischen Aufgabe ergibt sich für eine Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze
erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen, für die vorteilhafte Weiterbildungen in Unleransprüchen gekennzeichnet
sind.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Kristallhalterungsanordnung
mit einer Kapsel gelöst, die einen mit Flansch versehenen Sockelteil und einen ebenfalls
mit Flansch versehenen Deckelteil aufweist, die durch Kaltverschweißen der Flansche miteinander verbunden
und luftdicht gekapselt sind. Auf der Unterseite de&
Sockelteils stehen zwei ins Innere der Kapsel luftdicht durchgeführte Anschlußstifte ab. In den Sockelteil ist
eine aus Keramik bestehende Isolierplatte eingesetzt, die einen relativen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von 0 besitzt und auf deren Oberseite Kontakte aufplattiert sind, die mit den Innenenden der Stifte
verbunden sind. Die Verwendung der starren Isolierplatte auf der Innenseite des Sockels gewährleistet eine
ausgezeichnete mechanische Entkopplung zwischen den Anschlußstiften und den Halterungsdrähten, die die
Verbindung zum Schwingquarz herstellen. Da die Zuleitungen trotz ihrer elektrischen Verbindung mit den
Stiften von diesen mechanisch getrennt sind, werden also keine zu einer Stiftverschiebung führenden Kräfte
auf die Zuleitungen übertragen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Isolierplatte auf der dem Schwingquarz
zugekehrten Fläche mit drei aufplattierten leitfähigen und gegeneinander isolierten Kontaktflächenbereichen
versehen. An dem mit dem einen Anschlußstift verbundenen Kontaktflächenbereich sind zwei Anschlußcirähte
festgelegt, die den Kontakt zu zwei gegenüberliegenden Seiten des Schwingquarzes herstellen,
die ebenfalls flächig plattiert sind. Der zweite Kontaktflächenbereich ist elektrisch mit dem zweiten
Anschlußstift verbunden. An diesem Kontaktflächenbereich erfolgt der Anschluß der an die beiden anderen
gegenüberliegenden Flächen des Schwingquarzes anzulegenden Spannung. Der dritte Kontaktflächenbereich
ist blind, d. h. er hat keine elektrische Verbindung nach außen. Dieser dritte Kontaktflächenbereich dient
lediglich als Stützpunkt für einen vierten Halterungsdraht, der auf der Seite des Quarzes an einem
Schwingungsknotenpunkt ansetzt.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kristall-Halterung
mit Merkmalen nach der Erfindung,
Fig.2 eine perspektivische Darstellung des Deckels
der Halterungs-Kapsel,
F i g. 3 eine perspektivische Darstellung des Sockels der Kapsel mit eingesetzter Versteifungs-Grundschicht
und Kristalleinheit,
Fig.4 eine auseinandergezogene Darstellung der Anordnung gemäß F i g. 3,
F i g. 5 eine in stark vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung der Kristalleinheit, in
welcher deren normalerweise nicht sichtbare rechte Seiten- und Bodenfläche abgewälzt dargestellt sind,
F i g. 6 eine Aufsicht auf die Kristalleinheit und die sie halternden Zuleitungen,
F i g. 7 eine Aufsicht auf die Grundschicht,
Fig.8 eine Aufsicht auf die auf der Grundschicht
montierte Kristalleinheit und
F i g. 9 eine schematische Darstellung der Elektrodenanschlüsse für den Kristall.
Die in Fig. 1 dargestellte Kristall-Halterungsanordnung weist eine evakuierte Metall-Kapsel auf, die
vorzugsweise aus einem Nichteisenmetall, etwa aus Aluminium besteht. Die Kapsel wird durch einen
elliptischen Deckel 10 gebildet, der durch Schweißen oder auf andere geeignete Weise mit einem ähnlich
geformten Sockel 11 verbunden ist.
Wie am besten Fig.2 zeigt, ist der Deckel 10 mit
einem Umfangsflansch iOA versehen, der genau auf
einen am Sockel 11 ausgebildeten Umfangsflansch 114
(Fig. 3 und 4) angepaßt ist. Die Flansche beider Teile werden miteinander so vereinigt, daß die gebildete
Kapsel luftdicht abgeschlossen ist. Die Vereinigung der Flansche geschieht vorzugsweise nach einem Hochdruck-Kaltschweißverfahren,
bei welchem Dämpfe und Verunreinigungen vermieden werden.
Vom Boden des Sockels 11 ragen zwei Anschlußstifte
12 und 13 nach unten, die in Glas/Metall-Dic/iiungen 14
bzw. 15 verankert sind, welche ihrerseits die Stifte gegenüber der Metall-Kapsel isolieren. In den Sockel 11
ist eine im wesentlichen rechteckige Versteifungsplatte 16 eingesetzt, deren Enden zur Anpassung an die
abgerundeten Enden des Sockeis 11 ebenfalls abgerundet sind. Die Platte 16, die vorzugsweise aus Keramik,
etwa Tonerde (AI2O3) oder einem anderen steifen,
hochfesten Isoliermaterial besteht, dient als Substrat für eine allgemein bei 17 angedeutete piezoelektrische
Kristalleinheit.
Auf die Oberseite der Platte 16 sind durch Elektroplattieren oder anderweitig drei leitfähigen
Schichten 18, 19 und 20 aufgebracht, die als elektrische Kontakte dienen. Die Schicht 18 bedeckt vollständig
einen Endabschnitt der Oberseite, während die Schichten 19 und 20, die gemeinsam den anderen Endabschnitt
bedecken, durch eine Längsnut voneinander getrennt sind, so daß sie getrennte Kontakte bilden.
Das Innenende 124 des Anschlußstifts 12 durchsetzt
eine Bohrung in der Platte 16 und ist mit dem Kontakt 18 verlötet. Das Innenende 13/4 des Anschlußstifts 13
durchsetzt eine andere Bohrung in der Platte 16 und ist am Kontakt 19 angelötet. Aus noch näher zu
erläuternden Gründen ist kein Anschlußstift für die Schicht 20 vorgesehen.
Die in Fig. 5 getrennt dargestellte Kristalleinheit 17 besteht aus einem stab- oderbalkenförmigen piezoelektrischen
Krislallelement, dessen Enden ungalvanisiert sind, während seine vier Flächen in einem bestimmten
Muster galvanisiert sind, so daß sie Elektroden bilden.
Die einfachsten Kristallschnitte sind bekanntlich der X- und der V-Schnitt. Ein Kristallkörper mit A'-Schnitt
schwingt als Dicken-Längsschwinger, wobei sich die großen Flächen der Kristallscheibe auseinander und
gegeneinander bewegen. Eine Scheibe mit V-Schnitt schwingt dagegen al* Dicken-Scherungsschwinger,
wobei sich die Oberseite abwechselnd in die eine und dann in die andere Richtung verschiebt, während sich
die Unterseite auf ähnliche Weise in entgegengesetzte Richtung bewegt.
Das stabförmige Kristallelement 21 mit der für die
Einfügung in die Anordnung bevorzugten Form und Schnittart ist ein Kristall mit X- V-Schnitt der als
Biegeschwinger arbeitet. Das Kristallelement ist über dem Substrat durch mit ihm an Knotenpunkten
verbundene Zuleitungen gehaltert, um einen Energieentzug am Kristall zu verhindern.
Der Vorteil eines Kristalls mit X- V-Schnitt liegt darin,
daß es bei relativ kleinen Kristall-Abmessungen möglich wird, diesen mit vergleichsweise niedriger Frequenz in
einem für elektronische Zeitmesser geeigneten Bereich zu betreiben. Bei einer praktischen Ausführungsform
der Erfindung weist ein Kristall mit .Y-V-Schnitt der auf
einer Frequenz von 32 768 Hz schwingt folgende ^messungen auf:
Länge etwa 9,6 mm. Breite etwa 1,6 mm und Dicke stwa 0,8 mm. Da die Kapselabmessungen für den
Einschluß dieses kleinen Kristallstabs entsprechend gewählt sind, ist die Gesamtgröße der Anordnung
ziemlich gering, so daß sie sich ?um Einbau in eine kristallgesteuerte Uhr eignet.
Ein weiterer wichtiger Vorteil eines Kristalls mit X-V-Schnitt besteht darin, daß sein Temperatur-Frequenz-Gang
über den normalerweise bei Uhren vorkommenden Temperaturbereich hinweg praktisch
flach ist, so daß es nicht erforderlich ist, die Kristallfrequenz auf Temperaturscliwankungen hin zu
kompensieren.
Ein Kristall mit sogenanntem »ΝιιΙΙκ-Temperaturkoeffizient
besitzt über einen sehr weiten Bereich von beispielsweise 00C — !00°C hinweg einen sehr kleinen
Temperaturkoeffizienten. Dies trifft aber nur auf einen Kristall mit G7'-Schnitt zu. Alle anderen Kristalle
weisen eine parabolische Kennlinie auf, so daß das Gefälle der Frecuenz-Temperaturkurve am Umkehrpunkt
gleich Null ist. An diesem Punkt treten bei sehr kleinen Temperaluränderungen keinerlei Änderungen
auf. Mit anderen Worten: Der Kristall besitzt genau genommen nur bei einer einzigen Temperatur einen
Frequenz-Temperaturkoeffizienten >>Null«.
Dieser Null-Temperaturkoeffizient der Frequenz tritt
bei einem Kristal1 mit X- V-Schnitt oei etwa 30°C auf,
d. h. dieser Wert liegt dicht bei der Körpertemperatur. Wird daher ein solcher Kristall in ehe am Handgelenk
getragene Uhr eingebaut, so arbeitet er praktisch bei einem Frequenz-Temperaturkoeffisienten von Null.
Der Bereich, bei dem bei einem Kristall mit X- V-Schnitt
praktisch keine Frequenzänderung auftritt, liegt bei etwa 30° ± 10°C d.h. erstreckt sich von 20-40cC.
Selbst wenn die kristallgesteuerte Uhr nicht getragen wird, wird also die Frequenz ihres Kristalls mit
X- V-Schnitt durch Änderungen der Umgebungstemperatur nicht wesentlich beeinflußt.
Zur einwandfreien Erregung eines Kristalls mit X- V-Schnitt in einem Oszillatorkreis müssen auf die
schematit-ch in Fig.9 dargestellte Weise Spannungen
zwischen die beiden Flächenpaare angelegt werden. Gemäß F i g. 9 ist der Kristall 21 mit auf seine Ober- und
Unterseite aufplattierten oberen und unteren Elektroden FEbzw. SE sow je linken und rechten Elektroden
LE bzw. RE versehen, die auf seine linke bzw. rechte Seite aufplattiert sind. Die Enden bzw. Stirnflächen des
Kristallelements sind frei von Elektroden. Solche Elektrodenplattierungen auf Schwingquarzen sind prinzipiell
bekannt (vgl. beispielsweise DT-AS 11 13 477): sie sind nicht Gegenstand der Erfindung.
Zur elektrischen Belastung des X-V-Schnitt-Kristalls
sind die obere und die untere Elekfode TE bzw. BE zusammengeschaltet und zum Anschlußstift 13 geführt,
während die linke und die rechte Elektrode Lfbzw. RE
zusammengeschaltet und zum Anschiußstift 12 geführt sind. Infolgedessen wird ein elektrisches Feld zwischen
dem Paar aus oberer und unterer Elektrode sowie dem Paar aus linker und rechter Elektrode erzeugt
Das auf den Kristallflächen vorgesehene Metallisierungsmuster zur Festlegung der Elektroden und der
Verbindungen zwischen ihnen ist in Fig.5 dargestellt
Ersichtlicherweise bildet die Plattierung an Ober- und Unterseite, welche die Elektroden TE und BE bildet
eine rechteckige Schicht deren Umfangsrand gegenüber den Kanten der Ober- und Unterseite des Kristalls
einwärts versetzt ist Diese beiden rechteckigen Schichten sind durch einen schmalen Verbindungsstreifen CS miteinander verbunden, welcher neben dem
einen Ende des Kristallstabs längs der rechten Kristallfläche verläuft
Schicht, die sich mit Ausnahme der Ränder der linken Seite über deren Gesamtfläche erstreckt, während die
ähnlich ausgebildete rechte Elektrode RE etwas kürzer ist, um Platz für den Verbindungsstreifen CSzu schaffen.
Infolgedessen sind die rechte und die linke Elektrode am Kristallstab nicht miteinander verbunden und müssen
zur Herstellung des Schaltkreises gemäß Fig.9 mit einer äußeren Verbindung versehen werden.
Die Verbindungen zwischen den Kristallelektroden und den Stiften werden gemäß den Fig.4, 6, 7 und 8
durch vier Zuleitungen L\ bis L·, hergestellt, die
symmetrisch angeordnet und an Knotenpunkten des Kristalls mit den Elektroden verbunden sind, wobei jede
Zuleitung fragezeichen- bzw. S-förmige Gestalt besitzt.
Das eine Ende der Zuleitung L\ ist an einem Knotenpunkt mit dem Verbindungsstreifen CS verbunden
und somit elektrisch sowohl an die obere als auch an die untere Elektrode TE bzw. BE angeschlossen. Das
andere Ende der Zuleitung L\ ist mit dem Kontakt 19 an der Grundschicht und mithin mit dem Stift 12
verbunden.
Das eine Ende der Zuleitung L2 ist an einem
Knotenpunkt mit der linken Elektrode LE verbunden, während ihr anderes Ende an den Kontakt 20 auf der
Grundschicht angeschlossen ist. Dieser Kontakt ist von den anderen Kontakten elektrisch getrennt und führt zu
keinem Anschlußslift. Infolgedessen erfüllt die Zuleitung L2 nur eine Stützfunktion und wirkt als einer der
vier symmetrisch angeordneten Füße, welche die Kristalleinheit in ihrer richtigen Position über der
Grundschicht 16 halten.
Das eine Ende der Zuleitung Lz ist an einem
Knotenpunkt mit der rechten Elektrode RE verbunden, während das andere Ende mit dem Kontakt 18
verbunden ist. Die Zuleitung U ist mit ihrem einen Ende an einem Knotenpunkt mit der linken Elektrode LEund
mit ihrem anderen Ende mit dem gleichen Kontakt 18 verbunden. Der Kontakt 18 dient daher zur Verbindung
der linken und der rechten Elektrode REbzw. LEund
zur Verbindung dieser Elektroden mit dem Anschlußstift
12.
Die Verbindung der Enden der Zuleitungen mit den Elektroden am Kristall erfolgt vorzugsweise nach einem
Wärmepreßverfahren und nicht durch Löten. Der Grund dafür besteht darin, daß beim Wärmepreßverfahren
der Kopf bzw. die Spitze der Zuleitung am Knotenpunkt mit der Eilektrodenfläche verschweißt
wird, ohne die Spitze effektiv zu verbreitern, wie dies bei einer Lötverbindung der Fall wäre, bei welcher die
Spitze von einem Lötmittelwulst umgeben ist, welcher die Anschlußfläche über den Knotenpunkt hinaus
verbreitert, so daß dann Energie auf die Zuleitung übertragen wird.
Beim Anlöten des anderen Endes jeder Elektroden-Zuleitung am betreffenden Kontakt auf der Grundschicht
ist es wesentlich, daß sich die Zuleitung zunächst frei verschieben kann, bevor sie festgelötet wird, um in
der Zuleitung alle mechanischen Spannungen zu vermeiden, die auf den Kristall übertragen werden
können. Genauer gesagt, muß die Form oder die Ausrichtung der Zuleitung so gewählt sein, daß kein
weiteres Verbiegen nötig ist, um sie an ihren Anschlußpunkt zu bringen, da durch ein solches
Verbiegen Spannungskräfte hervorgerufen werden wurden.
Bei der Kristallanordnung dient das starre Substrat
an welchem die Kristalleinheit durch spannungsfreie Zuleitungen montiert ist, die sowohl als Stützfüße als
auch als elektrische Anschlüsse dienen, zur Isolierung der Kristalleinheit gegenüber allen mechanischen
Kräften, welche die Kapsel verformen und die Stiftpositionen verschieben können. Die montierte
Kristalleinheit ist daher in der evakuierten Kapsel spannungsfrei und frei von Verunreinigungen, so daß sie
im Vakuum mit hohem (?-Wert auf einer durch ihre Abmessungen genau festgelegten Frequenz schwingt.
609540/36
Claims (3)
1. Schutz- und Haltevorrichtung für gehaltert sein, daß er gegenüber den seine Frequenz
Miniatur-Schwingquarze, die als Zeitnormal für 5 bzw. seinen (?-Wert beeinträchtigenden Umgebungsbeelektronische
Uhren verwendet werden, mit einer dingungen geschützt ist Aus diesem Grund ist es vor
relativ flachen evakuierten Metallkapsel, bestehend allem erforderlich, daß die Kristallhalterung eine
aus einem im wesentlichen flachen Sockel und einem niedrige mechanische Impedanz und dennoch ausreidarauf
angepaßten, luftdicht verschließbaren Deckel chende Steifheit besitzt, damit der Kristall seine
sowie mit isoliert durch den Sockel geführten io Eigenschaften als Schwinger nicht verändert, wenn er
Anschlußstiften für den Schwingquarz, dadurch mechanischen Stoßen ausgesetzt ist. Üblicherweise wird
gekennzeichnet, daß in den Sockel inseitig der Kristall in einen evakuierten, luftdicht gekapselten
eine starre Isolierplatte (16) eingepaßt ist, die Behälter eingebaut. Durch den evakuierten Behälter
oberseitig vnit aufplattierten, :nit den Innenenden werden nicht nur die durch Ultraschallabstrahlung zur
der Anschlußstifte (13, 14) elektrisch verbundenen 15 Luft hervorgerufenen Verluste beseitigt, sondern es
Kontaktbereichen (18-20) versehen und aus Kera- wird auch verhindert, daß der Kristall durch Luftdruckmikmaterial
hergestellt ist, das einen relativen belastung, Verunreinigungen, Feuchtigkeit oder andere
thermischen Ausdehnungskoeffizienten von annä- schädliche Einflüsse beeinträchtigt wird. Außerdem ist
hemd Null besitzt, und daß der Schwingquarz (17) der Q-Wert eines Kristalls im Vakuum höher als in Luft,
durch spannungsfreie Zuleitungen (L1 - L4) über der 20 Zum Einbau kleiner Schwingquarze ist mit dem
Isolierplatte (16) gehalten ist, die einerseits an den DT-Gebrauchsmuster 19 62 551 bereits eine Schwingäußeren
Enden der Kontaktbeieiche (18-20) und quarz-Halte- und Kapselvorrichtung bekanntgeworden,
andererseits an Schwingungsknotenpunkten im bei der die beiden erforderlichen Ansohlußstifte über
Endbereich des Schwingquarzes angesetzt sind. eingeschmolzene Glasperlen durch eine Bodenplatte
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 25 nach außen geführt sind und die Bodenplatte innenseitig
zeichnet, daß der Schwingquarz (17) X-K-Schnitt mit einer Dichtungsscheibe versehen ist, um eine
aufweist. luftdichte Verbindung zwischen der Bodenplatte und
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch einer aufgesetzten und durch ein Kaltpreßverfahren mn
gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche auf der der Bodenplatte verbundenen Kappe zu gewährleisten.
Isolierplatte (16) als drei leitfähige, von einander 30 Auch die DT-OS 19 15 465 sowie die deutschen
getrennte Flächenbereiche (18-20) aufgebracht Gebrauchsmuster 19 11 964 und 69 33 436 beschäftigen
sind, die einmal einen ersten Kontakt zu einem sich mit dem Problem der geschützten luftdichten
ersten Anschlußstift (12,12Λ ) an der einen Seite der Kapselung und der Durchführung der Anschlußstifte
Metallkapsel (10, 11) sowie einen zweiten und von Schwingquarzen durch die Bodenplatte eines
dritten Kontakt an der anderen Seite bilden, wobei 35 Bauelementgehäuses.
der zweite Anschlußstift (13) mit dem zweiten Bei diesen bisher bekannten Schwingquarzhalte-
Kontakt verbunden ist, und daß vier symmetrisch rungen, die eine direkte Verbindung der Quarzzuleiter
angeordnete Zuleitungen (Li - L4) vorgesehen sind, mit den Anschlußstiften an der Kapsel vorsehen, tritt die
von denen die erste und die zweite Zuleitung (L3, L4) Schwierigkeit auf, daß Temperaturänderungen gewisse
zwischen einer linken bzw. einer rechten, auf den 40 Spannungen zwischen den Anschlußstiften und dem
Schwingquarz (21) aufplattierten Flächenelektrode Gehäuse hervorrufen, wodurch kleine Druckkraftände-
(LE, RE) sowie dem ersten Flächenbereich (18) rungen auf den Quarz einwirken, die für Uhrenquarze zu
verlaufen, die dritte Zuleitung (Li) sich zwischen unzulässigen, weil kaum kompensierbaren Änderungen
einem eine obere und eine untere auf den der Eigenfrequenz führen. Dieses Problem tritt beson-Schwingquarz
(21) aufplattierten Flächenelektrode 45 ders deutlich auf, wenn die Anschlußstifte beispielsweise
(TE, BE) verbindenden Verbindungsstreifen (CS) beim Einlöten des gekapselten Quarzes in einer
und dem zweiten Flächenbereich (19) erstreckt. Schaltung mechanisch beansprucht werden,
während die vierte Zuleitung (L2) zwischen die linke Für größere Schwingquarze für elektronische Schal-
Flächenelektrode (LE) und die dritte leitfähige tungen, bei denen es auf die Miniaturisierung des
Schicht (20) geschaltet ist. 50 Gehäuses nicht besonders ankommt, sind bereits
Haltevorrichtungen bekannt, die eine erste Lösung
dieses Problems der mechanisch spannungsfreier
Halterung des Schwingquarzes ergeben. So beschreib! etwa die US-PS 32 21 189 eine Kapsel- und Haltevor-
Die Erfindung betrifft eine Schutz- und Haltevorrich- 55 richtung für Quarzelemente, bei der im Inneren de;
mg für Miniatur-Schwingquarze, die als Zeitnormal für Gehäuses eine Abstandsplatte vorgesehen ist, die einer
ektronische Uhren verwendet werden und deren Durchbruch aufweist, durch den der Schwingquarz
lgemeine Gattungsbegriffe im Oberbegriff des Patent- hindurchgeführt und durch kurze Anschluß- unc
ispruchs 1 angegeben sind. Haltedrähte gehalten ist. Auch wenn die Verbindung
Als Schwingquarze — im folgenden auch als 60 zwischen dem Schwingquarz und der Abstandsplatu
piezoelektrische Kristalleinheit« bezeichnet — korn- mechanisch noch relativ starr ist, so ergibt sich be
ien Kristalle mit hohem Q-Wert in Frage, die als dieser Lösung doch bereits eine gewisse mechanisch!
abiles Frequenznormal, d. h. also als Zeitbasis in Entkopplung zwischen dem Schwingquarz und de
lektronischen Uhren, seit einigen Jahren verwendet Kapsel bzw. den Anschlußstiften am Sockel de
erden. Die Frequenz des Kristalls wird elektronisch 65 Gehäuses. Für Miniaturquarze, wie sie für elektronisch'
eruntergeteilt, um niederfrequente Impulse zur Betäti- Armbanduhren benötigt werden, eignet sich dies»
ung einer Zeitanzeige zu erhalten. bekannte Halterungs- und Kapselvorrichtung jedocl
Um mit solchen Schwingquarzen stabile Schwin- nicht, da ihr Platzbedarf viel zu groß ist und di
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US20417771A | 1971-12-02 | 1971-12-02 | |
| US20417771 | 1971-12-02 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2258510A1 DE2258510A1 (de) | 1973-06-07 |
| DE2258510B2 true DE2258510B2 (de) | 1976-09-30 |
| DE2258510C3 DE2258510C3 (de) | 1977-05-18 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH1748972A4 (de) | 1974-02-28 |
| IT971402B (it) | 1974-04-30 |
| CH552847A (de) | 1974-08-15 |
| CA968069A (en) | 1975-05-20 |
| JPS52131972U (de) | 1977-10-06 |
| DE2258510A1 (de) | 1973-06-07 |
| FR2170415A5 (de) | 1973-09-14 |
| JPS5336062Y2 (de) | 1978-09-02 |
| HK56576A (en) | 1976-09-24 |
| US3754153A (en) | 1973-08-21 |
| GB1415337A (en) | 1975-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE112005000446B4 (de) | Paket mit piezoelektrischem Resonatorelement und piezoelektrischer Resonator | |
| DE2009379C3 (de) | Piezoelektrischer Oszillator in Form einer Stimmgabel als Zeitnormal für zeithaltende Geräte | |
| DE2939844A1 (de) | Quarzschwinger | |
| DE2326908C3 (de) | Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze | |
| DE10354026B4 (de) | Piezoelektrische Membran und deren Verwendung in einem elektroakustischen Wandler | |
| DE3134557A1 (de) | Hermetisch dichtes gehaeuse fuer eine schaltungsplatte | |
| DE69029086T2 (de) | Struktur zur Festhaltung in einem Modül eines flachen ultradünnen piezoelektrischen Resonators | |
| DE2558129A1 (de) | Vorrichtung zur erzeugung von mechanischen schwingungen | |
| DE3539504C2 (de) | ||
| DE19526401A1 (de) | Zusammengesetzte elektronische Komponente sowie Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE2414790C3 (de) | Kristall-Oszillator und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE3116799A1 (de) | Luftdicht gekapselte, flache piezoelektrische oszillatoranordnung und kapselpackung dafuer | |
| DE2609884C3 (de) | Filter auf der Basis der akustischen Oberflächenwellen | |
| DE19649332C1 (de) | Resonator mit Kristall | |
| DE2800847C2 (de) | Halterung für einen Kristallresonator | |
| DE19849952A1 (de) | Elektronisches Bauteil | |
| DE2258510C3 (de) | Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze | |
| DE2258510B2 (de) | Schutz- und haltevorrichtung fuer miniatur-schwingquarze | |
| DE2454321B2 (de) | Quarzkristallschwinger | |
| DE2500687B2 (de) | Vorrichtung zur stossfesten halterung eines stimmgabelfoermigen piezo-schwingers | |
| DE4315847A1 (de) | Verbindung zwischen einem Sender und/oder Empfänger sowie einer Antenne | |
| EP0071917B1 (de) | Elektrisches Bauelement, Bauelementegruppe oder integrierte Schaltung, deren aktiver Teil auf einem Metallträger aufgebracht ist und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE68903705T2 (de) | Kompakter filter mit resonatoren und mit verwendung des piezoelektrischen effektes. | |
| DE2656613C2 (de) | Länglicher piezoelektrischer Resonator | |
| DE1922550B2 (de) | Elektromechanisches Filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |