CH633921A5 - Resonateur piezoelectrique a diapason. - Google Patents
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Description
L'invention est relative aux résonateurs piézoélectriques à diapason de petites dimensions. Dans ces résonateurs, l'élément résonant est un diapason en matériau piézoélectrique et dont le pied, qui est une zone de vibration minimale, est fixé à un support au moyen d'une brasure ou d'une colle. Le tout est ensuite monté dans un boîtier qui se présente le plus souvent sous la forme d'une capsule ou ampoule de verre équipée de traversées métalliques ou d'une capsule de métal équipée elle aussi de traversées métalliques mais celles-ci étant isolées du reste de la capsule par des perles de verre ou des liaisons céramique-métal.
Pour garantir de bonnes performances, les résonateurs de bonne qualité sont enfermés de façon hermétique dans leur capsule et en général sous vide, pour les mettre à l'abri de toute contamination et éliminer les pertes d'énergie dues à la présence de l'air. Dans ce cas, les traversées électriques doivent nécessairement être étanches, ce qui est à l'origine de nombreux problèmes.
Lorsque pour certaines applications il devient de la plus haute importance de réduire au maximum l'encombrement total du résonateur, les problèmes posés par la fixation du diapason à son support et par les traversées étanches deviennent prépondérants et des obstacles infranchissables apparaissent vite du fait des limites de la technique connue. En particulier pour les résonateurs devant fonctionner sous vide, le très petit volume intérieur n'impose pas seulement une étanchéité presque absolue pour le maintien des performances pendant plusieurs années, mais rend aussi nécessaire un étuvage des composants avant la fermeture pour éviter tout dégazage ultérieur des surfaces se trouvant à l'intérieur de l'enceinte évacuée. Cet étuvage doit être exécuté sous vide et à température assez élevée, et ce, pendant un temps d'autant moins long que la température est plus élevée. Or on se trouve évidemment très vite limité par la température maximale que peuvent supporter sans dommage les brasures et les colles utilisées pour l'assemblage.
La présente invention a pour objet de s'affranchir de tous ces inconvénients en proposant un résonateur piézoélectrique à diapason ne comportant qu'un minimum de composants distincts, pouvant être réalisé dans des dimensions très faibles et 5 dont l'usinage comme le montage sont nettement plus simples que ceux que proposent les méthodes connues.
L'invention est exposée dans la description qui suit et pour l'intelligence de laquelle on se référera aux dessins parmi lesquels:
io la figure 1 montre un diapason et son support réalisés conformément à l'invention,
la figure 2 représente un stade ultérieur de réalisation des mêmes éléments,
la figure 3 représente en coupe l'élément résonant encapsulé 15 selon un exemple de réalisation de l'invention,
la figure 4 montre le résonateur en tant que produit terminé, la figure 5 est une vue éclatée illustrant un second exemple de réalisation de l'invention.
On voit sur la figure 1 un élément résonant selon l'invention. 20 II est réalisé par simple découpage dans une plaquette de matériau piézoélectrique. De forme généralement rectangulaire, il est formé de deux parties distinctes tout en ne constituant qu'une pièce unique et plane: une partie centrale en configuration de diapason 1 et qui est l'élément résonant proprement dit 25 et une partie périphérique 2 formant un cadre entourant complètement le diapason 1 et séparé de ce dernier par une découpure 3. La découpure 3 est telle que le diapason 1 reste relié sans aucune discontinuité physique ou mécanique au cadre 2 servant de support par son pied ou base 4 qui est une zone 30 neutre et qui ne sera donc pas affectée par les vibrations du diapason 1.
A un stade ultérieur représenté à la figure 2, un système d'électrodes bipolaires 5 est métallisé en couche mince sur les branches du diapason 1, les connexions étant organisées de fa-35 çon que chaque électrode ou pôle aboutisse à une piste de contact 6 déposée respectivement sur chacune des deux faces opposées de la plaquette piézoélectrique au niveau de la base 4 du diapason 1. Le cadre-support 2 est alors revêtu sur ses deux faces opposées d'une couche métallisée 7 parfaitement adhé-40 rente et qui se trouve reliée électriquement à la piste de contact 6 du pôle correspondant.
Des couvercles 8, constitués par exemple de feuilles métalliques embouties en forme de couvettes très plates, comme dans 45 l'exemple de la figure 3, de manière à présenter une lèvre périphérique 9, viennent s'appliquer sur chaque couche métallisée 7 du cadre-support 2 et sur toute la périphérie de celui-ci sans pouvoir entrer en contact avec le diapason 1. La fixation des couvercles 8 sur le cadre-support 2 dans le cas où ceux-ci sont 50 métalliques, comme dans le présent exemple, peut se faire par une brasure ou au moyen d'une colle conductrice ou d'un ciment conducteur. Lorsque la fixation se fait par brasage, la couche métallisée 7 peut au préalable être revêtue de l'alliage approprié par procédé galvanique ou sérigraphique. L'étuvage de l'ensem-55 ble pourra allors être fait sous vide à une température pouvant dépasser le point de fusion de l'alliage et l'assemblage des couvercles 8 au cadre 2 se fera sous vide ou atmosphère neutre par refonte de l'alliage et de façon parfaitement hermétique.
Les couvercles 8, toujours dans le cas où ils sont métalliques, 60 servent avantageusement de connexions hermétiques ou bornes de raccordement électrique au résonateur. Ainsi, comme le montre la figure 4 qui représente le produit fini que constitue le résonateur, les couvercles 8 peuvent être pourvus de pattes de connexion 10 selon toute disposition adéquate, comme par 65 exemple celle qui est représentée en pointillés. Le reste de l'encapsulage peut être protégé et isolé par une laque ou un vernis.
Un autre exemple de réalisation de l'invention est illustré par la figure 5. Dans ce cas, on donne à la couche métallique 7
633 921
portée par le cadre-support 2 une bien plus grande épaisseur de façon qu'il soit possible d'utiliser des couvercles 8 parfaitement plans sans qu'ils puissent pour autant entrer en contact avec le diapason 1. Ces couvercles 8 peuvent alors être soit métalliques soit en matériau isolant tel que du verre, de la céramique ou même du quartz. Dans cette hypothèse, chaque couvercle 8 est revêtu sur une de ses faces d'une couche métallique 11 adhérente formant cadre. Cette couche «épaisse» 11 sera, comme précédemment, porteuse de pattes de connexion 10 et l'assem-5 blage se fera comme dans le cas de couvercles métalliques.
C
1 feuille dessins
Claims (6)
- 633 9212REVENDICATIONS1. Résonateur piézoélectrique à diapason, caractérisé par le fait que l'élément résonant et son support sont découpés pour constituer une seule pièce plane dans une plaquette dont la partie centrale forme le diapason et la partie périphérique forme un cadre-support, ces deux parties restant reliées entre elles par la base du diapason et que les faces supérieure et inférieure du cadre-support servent de zones de fixation à deux couvercles plans ou en forme de cuvettes très plates.
- 2. Résonateur piézoélectrique à diapason selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les couvercles sont métalliques et sont soudés sur une couche métallisée déposée sur les faces supérieure et inférieure du cadre-support et servent de bornes de raccordement électrique au résonateur.
- 3. Résonateur piézoélectrique à diapason selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la couche métallique est mince et que les couvercles sont en forme de cuvettes très plates.
- 4. Résonateur piézoélectrique à diapason selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la couche métallique est épaisse et que les couvercles sont plans.
- 5. Résonateur piézoélectrique à diapason selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les couvercles sont isolants et que le cadre-support porte sur ses faces supérieure et inférieure un revêtement métallique épais sur lequel les couvercles prennent appui, le revêtement présentant vers l'extérieur des oreilles servant de bornes de raccordement électrique au résonateur.
- 6. Résonateur piézoélectrique à diapason selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les couvercles sont plans et exécutés en matériau tel que le verre, la céramique ou le quartz et revêtus sur une des faces d'une couche métallique adhérente formant cadre.
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