DE1913978B2 - Resonator fuer mikroelektronische anwendungen in verbindung mit integrierten schaltkreisen - Google Patents
Resonator fuer mikroelektronische anwendungen in verbindung mit integrierten schaltkreisenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Resonator für mikroelektronische Anwendungen in
Verbindung mit integrierten Schaltkreisen mit einem aus einem piezoelektrischen Material bestehenden
Balken, welcher oberhalb eines Substrats angeordnet ist.
Während in den letzten Jahren eine zunehmende Anzahl von mikroelektronischen Elementen bekanntgeworden
ist, ist der Konstrukteur von integrierten Schaltungen immer noch durch die Tatsache behindert,
daß Induktivitäten nicht klein genug gebaut werden können, um sie in typischen mikroelektronischen
integrierten Schaltkreisen einzubauen. Wenn somit der Konstrukteur einen Schwingkreis benötigt,
muß er verschiedene Hilfsmaßnahmen ergreifen, um denselben durch ein Analogon zu ersetzen. So sind
beispielsweise als Oszillatoren freilaufende Multivibratoren
verwendet worden, wobei die Frequenz durch Kondensatoren und Widerstände — d. h.
mikroclcktronisch herstellbare Elemente — festgelegt ist. Selbstverständlich ist die mit derartigen
Schaltkreisen erzielbare Frequcnzstabilität wesentlich schlechter als die von Schwingkreisen hoher
Güte. Weiterhin sind in manchen Fällen mikroelcktronische Digitalfilter verwendet worden, obwohl derartige
Filter eine sehr große Anzahl von Schaltelementen benötigen.
Während mechanische Filter mit hoher Güte kommerziell
vorhanden sind, so weisen sie trotzdem eine Größe — beispielsweise 2 bis 3 cm — auf. daß ein
Einbau in integrierte Schaltkreise nicht möglich ist. Derartige mechanische Filter sind mit einem ersten
Wandler versehen, der das elektrische Signal in eine
mechanische Sclnvinghewegung einer resorianten Mctallschcibc umwandelt. Diese Schwingbewcgung
3 4
wird mittels peripher angeordneten Verbindungs- von Fig. 1 mit Darstellung des piezoelektriochen
Stegen auf eine Mehrzahl von konzentrisch ange- Mikroresonators von F i g. 1 und seiner Befestigung
ordneten, im Abstand voneinander angeordneten, in auf dem mikroelektronischen Substrat und
Resonanz gehaltenen Scheiben übertragen und von F i g. 3 eine stark vergrößerte perspektivische Andort
einem zweiten Wandler zugeführt, der die 5 sieht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsmechanische
Schwingbewegung einer weiteren Me- gemäßen piezoelektrischen Mikroresonators mit einer
tallscheibe zur Erzielung eines elektrischen Aus- Mehrzahl von Hauptbalken zur Erzielung einer Breitganassignals
überträgt. bandcharakteristik.
Es ist ferner bekannt, mechanische, in Resonanz In dem Folgenden soll auf die Zeichnung — insgeratende
Elemente in Form eines elektrostatisch an- io besondere Fig. 1 — Bezug genommen werden, in
getriebenen Balkens in mikroelektronische Schalt- welcher ein Substrat 10 eines mikroelcktronischen
kreise einzubauen (s. rThe Resonant Gate Tran- integrierten Schaltkreises dargestellt ist. Dieses Subsistor«,
IREE Transactions On Electronic Devices, strat 10 kann beispielsweise aus einem Halbleiter
Bd. 14, Nr. 3, März 19, 1967, S. 117 ff.). Bei einer —wie Silicium, Germanium, Gallium. Arsen o. a. —
derartigen Einrichtung wird ein Metallbalken an 15 bestehen, auf welchem in bekannter Weise aktive
einem Ende oberhalb der Oberfläche eines mikro- und passive Elemente durch Diffusions- und andere
elektronischen Substrats befestigt. Unterhalb dieses Verfahren zur Erzielung eines integrierten Strom-Balkens
ist ein Feldeffekttransistor innerhalb des kreises aufgebracht sind. Das Substrat 10 kann eben-Substrats
so angeordnet, daß die mechanische falls aus elektrisch isoliertem Substrat — wie Saphir,
Schwingung des freischwingenden Metallbalkens den 30 BeO o. ä. — bestehen, auf welchem epitaxiale Inseln
QuelleiT-Abfluß-Strom des Feldeffekttransistors mo- von Halbleitermaterial aufgebracht sind. Die Insel
duliert. Der Balken wird elektrostatisch angetrieben, 11 ist beispielsweise ein typisches derartiges epitindem
ein Eingangssignal zwischen dem Balken und axiale:- Halbleiterelement. Auf der Halbleiternnsel 11
einer unterhalb desselben auf dem Substrat ange- können isolierte aktive und/oder passive Schalteleordneten
Metallschicht angelegt wird. 35 mente unter Verwendung bekannter Verfahren auf-Diese
resonante Tortransistoranordnung ist in ihrer gebracht sein. Die einzelnen Schaltelemente sind mit-Verwendung
beschränkt, da der mechanische Reso- einander auf dem Substrat 12 du.ch eine Mehrzahl
nator aus einem elektrobeschichteten Metallbalken von Dünnschichtleitern verbunden. Schließlich kann
besteht, der im befestigungsfreien Schwingungszu das Substrat 10 ebenfalls aus einem Material — wie
stand schwingt. Wegen der sehr geringen Reproduk- 30 Quarz — bestehen, wobei die elektrischen yerbinlisität
der Metallfilme, der Dicke des Filmes und düngen zu dem Mikroresonator zu einem außerhalb
anderer Grenzbedingungen des Balkens kann die Fre- des Substrates 10 liegenden Stromkreis führen.
quenz der Anordnung nicht genau festgelegt werden. So wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, ist das Sub-Fernerhin
hat der im befestigungsfreien Schwingungs- strat 10 mit vier Lagerblöcken 13 versehen, die elekzusiand
schwingende Balken wegen den relativ großen 35 trische Verbindungen zu dem piezoelektrischen
Fnergieverlusten an den Befestigungsgrenzstellen eine Mikroresonator gemäß der Erfindung ergeben. Jeder
sehr 'niedrige Güte. Schließlich erfolgt der Antrieb der Lagerblöcke 13 besteht aus einem metallischen
elektrostatisch und ist somit nicht-linear. Wenn je- Blockelement 14, das auf einem entsprechenden
doch durch Verwendung großer Vorspannungen eine Dünnschichtleiter 15 aufgebracht ist. Die Dunn-J
iiienrität erzeuat wird, wird die Frequenz span- 40 Schichtleiter 15 stellen die elektrischen Verbindungen
nuivsabhängig, so daß Stabilitätsprobleme auftreten. mit dem Stromkreis her, in welchem der erfindungs-Im
Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es gemäße Mikroresonator verwendet werden soll. Bei-Aufoabe
der vorliegenden Erfindung, einen Resc- spielsweise ist der Dünnschichtleiter 15 entsprechend
nator tür intecricrte Schaltungen zu schaffen, welcher der Darstellung mit dem elektronischen Kompobci
sehr kleiner Bauweise eine hohe Frequenzstabili- 45 nenten der Halbleiterinsel 11 verbunden. Die D""""
tat und eine hohe Güte aufweist. Schichtleiter 15 sind beispielsweise etwa 3000 A dick
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß und bestehen im allgemeinen aus Gold, Aluminium
d<T Balken'an seinen Schwingunespunkten mit seit- o. ä., während die aus einem gleichen oder verschiclich
vorragenden Armen verschen ist, welche zu- denen Metall bestehenden Blockelemente 14 beisammen
mit den Balken aus einem einzigen, aus 50 spielsweise eine Dicke in der Größenordnung von
piezoelektrischen Material bestehenden Plättchen 4 Mikron aufweisen. Die Dicke der Dünnschichtleiter
hergestellt sind, und daß auf der Oberfläche des BaI- 15 und der Blockelemente 14 ist selbstverständlich
kcns parallel zueinander verlaufende Dünnschicht- nicht kritisch.
elektroden angeordnet sind, welche ein elektrisches Auf den Blockelementen 14 jedes Lagerblockcs
Wechselfeld erzeugen, durch welches der Balken zu 55 ist eine Schiel.. 16 aus einem elektrisch leitfahigen
Schwingungen angeregt ist. eutektischen Material aufgebracht. Die Schicht
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung erge- kann beispielsweise aus eutektischem AluminiurnbeiisichanHandderUiiteransprüche2bislO.
Gold, Zinn-Biei (Lötzinn) oder emc/ anderen beim folgenden soll die Erfindung an Hand von Aus- kannten eutektischen Verbindung bestehen, deren
führungsbcispielen näher erläutert und beschrieben 60 Schmelzpunkt unterhalb jener Temperatur liegt, bei
werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen welcher eine Zeistörung der auf dem Substrat 10 aufist
Fs zeigt gebrachten elektronischen Schaltelementen eintritt.
Fi 2. 1 eine stark vergrößerte, perspektivische An- In Fig. 1 ist ebenfalls ein typischer piczoelck-
sicht eines piezoelektrischen Mikroresonators gemäß trischer Mikroresonator 20 gemäß der Erfindung dardcr
Frfindung zusammen mit einem mikroelektro- 65 gestellt. Zur deutlicheren Darstellung ist der Mikro-
ni'chcn Substrat zur Verwendung in integrierten resonator 20 nicht in seiner Lagerung gezeigt. Der
Stromkreisen. Mikroresonator 20 besteht aus einem cinstuckigen
F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 Plättchen 21 aus piezoelektrischem Material — bei-
5 6
spielsweise Quarz oder Cadmiumsulfid. Das Platt- Schwingungsknoten des Hauptbalkens 21 α angeord-
chen21 weist einen Hauptbalken 21 α mit vier seit- net sein müssen.
Hch herausragenden Befestigungsbalken 21 b auf. Es Um diesen gewünschten Schwingungszustand zu
sei bemerkt, daß der Hauptbalken 21a sich an beiden erreichen, ist es wünschenswert, daß das piezoelek-
streckt, so wie dies durch den Teilbereich 21a' an- tung aufweist, so daß das senkrecht zur Länge des
gedeutet ist. Die Befestigungsbalken 21 ft enden je- Hauptbalkens 21a angreifende elektrische Feld an
weils in einem verbreiterten Endbereich 21c. dem Hauptbalken 21a eine Längsbeanspruchung er-
chens 21 sind vier Dünnschichtmetallelektroden 21 α
ίο werden, daß das piezoelektrische Plättchen 21 derart
bis 21 d angeordnet. Es sei hervorgehoben, daß diese gewählt wird, daß es der trigonalen haloaxialen Klas-
weise 1000 A — sind und demzufolge eine wesent- für einen derartigen trigonalen haloaxialen Kristall ist
chen 21 aufweisen, welches eine Dicke von etwa 25 μ is Edition, 1964, S. 191, aufgeführt.) Bei einem der-
haben kann. artigen Material besteht das Plättchen 21 aus einem
22 ft sich entlang der Seitenkanten des Hauptbalkens — d. h. Linie normal zur Ebene des Plättchens —
21a erstrecken, wobei ein schmaler Spalt 23α zwi- gegenüber der .Y-Achse ungefähr 5° gedreht ist.
sehen den parallelen Kanten der Elektroden 22 a und ao (Eine Diskussion der piezoelektrischen Kristallschnitte
22 ft auftritt. In gleicher Weise erstrecken sich die ist in dem Buch »Handbook of Piezoelectric Crystals
der anderen Hälfte des Hauptbalkens 21 α, wobei chanan vom Wright Air Development Center,
ebenfalls eine Spalte 23ft auftritt. Die Elektroden ASt J1A Document No. AD 110448, S. 18 ff., darge-
22a bis 22d sind mit metallischen Trägern 24 ver- «5 legt.) Bei Verwendung eines derartigen Schnittes
bunden, die im verbreiterten Bereich 21 c der Befesti- wird der Hauptbalken 21a derart orientiert, daß
gungsbalken 21 b angeordnet sind. Eine Schicht 25 seine Länge senkrecht zu der kristallographischen
aus eutektischem Material ist auf jedem Träger 24 .Y-Achse ist, so daß die Senkrechte zur Ebene des
aufgebracht. Plättchens 21 parallel zu der oben definierten Z'-Achse
stellt ist, ist der piezoelektrische Resonator 20 nor- in der Ebene des Plättchens 21 angreifendes, jedoch
malerweise mit seinen eutektischen Schichten 25 auf senkrecht zur Länge des Hauptbalkens 21a verlau-
den entsprechenden eutektischen Schichten 16 der fendes, elektrisches Feld eine Beanspruchung erzeu-
und anschließende Abkühlung werden die Schichten verlaufende Komponente und eine durch den piezo-
25 und 16 eutektisch miteinander verbunden, so daß elektrischen Koeffizienten eu bedingte, parallel in
der piezoelektrische Resonator permanent befestigt Richtung des elektrischen Feldes verlaufende Kom-
ist. Es sei hervorgehoben, daß die Elektroden 22a ponente aufweist.
bis 22a" auf der dem Substrat 10 gegenüberliegenden 40 Es ist einleuchtend, daß beim Anlegen einer Span-Seite des piezoelektrischen Plättchens 21 zu liegen nung an den Elektroden 22 a und 22 ft ein elektrikommen. sches Feld erzeugt wird, wobei ein Teil dieses elek-
nung ist in Schnittdarstellung in F i g. 2 dargestellt, 21 α verläuft. Dieses elektrische Feld bewirkt eine
auf Grund welcher das Substrat 10, die elektrischen 45 piezoelektrische Beanspruchungskompon'-nte inner-
Dünnschichtleiter 15, die metallischen Blockelemente halb des Hauptbalkens 21 α in Längs- und Querrich-
14, die Träger 24, die Elektroden 22« und 22 ft der tung desselben. Da die Elektroden 22 a und 22 6 nur
Spalte 23 a und das piezoelektrische Plättchen 21 mit auf einer Oberfläche des Hauptbalkens 21« angeord-
seinem Hauptbalken 21 α und seinem Befestigungs- net sind, ergibt sich innerhalb des Hauptbalkens 21 c
balken 21 ft ersichtlich ist. Es sei bemerkt, daß durch so ein elektrisches Feld, das im Bereich der mit der
das Verschweißen der eutektischen Schichten 16 und Elektroden 22« und 22 ft in Berührung stehender
25 eine einzige eutektische Verbindung 27 gebildet Oberfläche 28« am stärksten und im Bereich dei
ist. gegenüberliegenden Oberfläche 28 ft am schwächster
Vorzugsweise ist der piezoelektrische Resonator ist. Demzufolge ist die innerhalb des Hauptbalken!
20 derart ausgebildet, daß er in einem Schwingungs- 55 21 a in Längsrichtung auftretende Beanspruchung au
zustand mit freien Enden schwingt. In diesem der Oberfläche 28 a am stärksten und auf der Ober
Schwingungszustand verbiegt sich der Hauptbalken fläche 28 ft am schwächsten. Der dadurch auftretend!
21 α von der Seite gesehen bogenartig. indem bei- longitudinal Beanspruchungsgradient bewirkt demzu
spielsweise das mittlere Teilstück oberhalb der durch folge eine Vibration des Hauptbalkens 21a. Die par
die Befestigungsarme 21 ft gebildeten Ebene liegt, 60 allel zum elektrischen Feld induzierte Beanspruchungs
während die Endbereiche 21a' des Hauptbalkens 21a komponente — d. h. senkrecht zur Länge des Haupt
sich gegenüber dieser Ebene nach abwärts verbiegen. balkens 21 verlaufende — Beanspruchung erhöht dii
Während des folgenden Halbzyklus der Schwing- auftretenden Verbiegungen.
bewegung des Resonators 20 biegen sich die End- Wenn das an den Elektroden 22 g und 22 ft ar.ge
bereiche21a' nach aufwärts, während das mittlere 65 legte Eingangssignal der natürlichen Frequenz de
Teilstück des Hauptbalkens 21a sich nach abwärts Hauptbalkens 21a entspricht, dann oszilliert de
verbiest. Es ist einleuchtend, daß in diesem Schwin- Mikroresonator 20 mechanisch in seinem natürliche!
euncszustand die Befestigungsbalken 21 ft am Ort der Schwingungszustand mit seiner Eigenfrequenz. D
das Verbiegen des piezoelektrischen Materials ein elektrisches Feld im Material senkrecht zur Beanspruchung
erzeugt, wird ebenfalls ein elektrisches Feld an den Elektroden 22 ft und 22 d erzeugt. Die
Frequenz des an den Elektroden 22 c und 22 d auftretenden, resultierenden Ausgangssignals entspricht
der Eigenfrequenz des Hauptbalkens 21a. Demzufolge kann der piezoelektrische Mikroresonator 20
gemäß der Erfindung als mechanisches Filter verwendet werden. Wenn nämlich das an den Elektro- to
den 22 a und 22 ft anliegende Eingangssignal der natürlichen Eigenfrequenz des Hauptbalkens entspricht,
wird eine Ausgangsspannung mit derselben Frequenz an den Elektroden 22c und 22 a" erzeugt.
In manchen Fällen kann es wünschenswert erscheinen, den Resonator 20 an Stelle als Filter als Frequenzstandard
zu verwenden, indem die Elektroden 22a und 22 t elektrisch miteinander verbunden werden.
Der erfindungsgemäße Resonator 20 kann somit als Zweipolfrequenzstandard — beispielsweise innerhalb
eines bekannten Kristalloszillatorschaltkreises — eingesetzt werden.
Die Herstellung des Hauptbalkens 21a und der
Befestigungsbalken 21 ft aus einem Plättchen von piezoelektrischem Material erfolgt vorzugsweise
durch Ätzen, indem geeignete photolytographische Masken zur Erzielung der gewünschten Abmessungen
und Formen verwendet werden. Derartige wohlbekannte Verfahren können ebenfalls ein Beschichten
eines geeigneten orientierten piezoelektrischen Plätlchens mit einem Photowiderstand — beispielsweise
Kodak KPR — umfassen, wobei der Photowiderstand durch eine Maske entsprechend der Form
des Resonators 20 belichtet wird und den unbelichteten Maskenstoff entfernt und die nicht bedeckten
Bereiche des piezoelektrischen Plättchens weggeätzt werden. Zur Herstellung des Resonatorplättchens 21
können ebenfalls andere Bearbeitungsverfahren — wie Abschleifen oder Ultraschallbearbeitung — verwendet
werden. Da die Dicke des Hauptbalkens 21 a und der Befestigungsbalken 21 ft sehr klein ist, erscheint
es als wünschenswert, das piezoelektrische Plättchen vor dem eigentlichen Ätzen bzw. Bearbeiten auf
den Lagerblöcken 13 des Substrates 10 zu befestigen. Sollte dies gemacht werden, kann mittels Kapillar- «,5
wirkung ein Wachstropfen zwischen dem unbearbeiteten Plättchen und dem Substrat 10 gezogen werden,
wobei das Wachs einen Schutz der Unterseite des Plättchens 21 und der Oberfläche des Substrats 10
während des Ätzens ergibt. Selbstverständlich werden alle Wachsreste nach dem Atzen bzw. Formen
des Plättchens 21 entfernt.
In dem Folgenden soll auf F i g. 3 Bezug genommen werden, in der eine abgewandelte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Resonators dargestellt" ist. der — falls dies gewünscht
werden soflte — eine Breitbandcharakteristik aufweist. So wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. besteht
der piezoelektrische Breitbandmikroresonator 30 aus einem piezoelektrischen Plättchen 31 mit drei Hauptbalken
32 bis 34. Die Balken 32 und 33 sind an ihren Schwingungsknoten mittels Verbindungsstegen 35 a
und 35 ft verbunden. Gleichfalls sind die Hauptbalken 33 und 34 ebenfalls an ihren Nodalpunkten mittels
Verbindungsstegen 36a und 36ft verbunden. Senkrecht von den Nodalpunkten der Hauptbalken 32 und
34 erstrecken sich Befestigungsbalken 37, die in etwa dem Befestigungsbalken 21 ft von F i g. 1 entsprechen.
Die Hauptbalken 32 bis 34, die Verbindungsstege 35 und 36 sowie die Befestigungsbalken 37 sind aus
einem einzigen Plättchen aus piezoelektrischem Material gefertigt.
An Hand von F i g. 3 erkennt man, daß die Be festigungsbalken 37 in verbreiteten Endbereichen 38
münden, die oberhalb von metallischen Trägern 39 entsprechenden Trägern 24 von F i g. 1 angeordnet
sind. Eine Schicht 40 aus eutektischem Material ist auf den einzelnen Trägern 39 aufgebracht.
Ein erster Satz von eng nebeneinander in Längsrichtung
angeordneten Dünnschichtmetallelektroden 41 und 42 ist parallel auf eine Oberfläche 32 a des
Hauplbalkens 32 aufgebracht. In gleicher Weise ist ein zweiter Satz von Dünnschichtmetallelektrodcn 43
und 44 in Längsrichtung und eng nebeneinander auf der Oberfläche 34a des Hauptbalkens 34 aufgebracht.
Der Mikroresonator 30 ist selbstverständlich auf Lagerblöcken in ähnlicher Weise wie der Resonator 20
aufgebracht.
Sobald ein Eingangssignal an den Elektroden 41 und 42 anliegt, gelangt der Hauptbalken 32 bei seiner
Resonanzfrequenz in Biegeschwingungen. Dabei wird Energie über die Verbindungsstege 35« und 35ft dem
Hauptbalken 33 zugeführt, der nunmehr selbst in Biegeschwingungen gerät. In gleicherweise wird über
die Verbindungsstege 36a und 36ft der Flauptbalken 34 zu Schwingungen angeregt, so daß an den Elektroden
43 und 44 ein elektrisches Ausgangssignal auftritt. In gleicher Weise können selbstverständlich die
Elektroden 43 und 44 als Eingang und die Elektroden 41 und 42 als Ausgang verwendet werden. Durch geeignete
Dimensionierung der Hauptbalken 32 bis 34 auf relativ nahe zueinanderliegende. jedoch nicht
identische Resonanzfrequenzen kann eine Breitbandfrequenzcharakteristik erreicht werden.
Es ist einleuchtend, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene Abwandlungen möglich
sind. Während beispielsweise beide Elektrodensätze bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform auf derselben Seite des piezoelektrischen Hauptbalkens
21 α angeordnet sind, so ist dies nicht unbedingt
notwendig. Der zweite Elektrodensatz 22c/ kann vollkommen weggelassen oder auf der gegen
iiberliegenden Seite des Hauptbalkens 21 angeordnet sein.
Während der erfindungsgemäße Mikroresonator entsprechend der Darstellung im freien Schwingungs·
zustand schwingt, so ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Schwingungszustand begrenzt. Andere
Schwingungszustände — beispielsweise mit einseitigen oder beidseitigen Festklemmen — sind ebenfalls
möglich. Demzufolge können an einem Ende oder an beiden Enden des piezoelektrischen Hauptbalkens
Lagerblöcke vorgesehen sein, so daß der Hauptbalken wahlweise in einfach oder doppelt eingespanntem
Schwingungszustand schwingt. In beiden Fällen werden jedoch an der Oberfläche des Hauptbalkens
parallel verlaufende, länglich.- Dünnschichtelektroden befestigt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Resonator für mikroelektronische Anwendungen in Verbindung mit integrierten Schalt- ·">
kreisen mit einem aus einem piezoelektrischen Material bestehenden Balken, welcher oberhalb
eines Substrats angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (21a, 32, 33,
34) an seinen Schwingungspunkten mit seitlich vorragenden Armen (216, 37) versehen ist,
welche zusammen mit den Balken (31a, 32, 34) aus einem einzigen, aus piezoelektrischem Material
bestehenden Plättchen hergestellt sind, und daß auf der Oberfläche des Balkens (21a, 32, 33,
34J parallel zueinander verlaufende Dünnschichtelektroden (22 a bis 22 d) angeordnet sind, welche
ein elektrisches Wechselfeld erzeugen, durch welches der Balken (21a, 32, 34) zu Schwingungen
angeregt ist. ao
2. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (31 a, 32, 33, 34)
in Abhängigkeit eines quer zu demselben angeordneten elektrischen Feldes zu Längsschwingungen
angeregt ist.
3. Resonator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Material
der triklinrxhen haloaxialen Klasse angehört.
4. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische
Material in Richtung der Z-Achse re schnitten ist, wobei die Z'-Adise ungefähr 5°
gegenüber der X-Achse rotiert ist.
5. Resonator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung des Balkens
(31a, 32, 33, 34) senkrecht zu der X-Achse des Materials verläuft und daß die Z'-Achse senkrecht
zu dem Balken (31a, 32, 33, 34) steht.
6. Resonator nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung ein erster Satz von metallischen auf
dem Substrat (10) befestigten Lagerblöcken (13) und ein zweiter Satz von an den äußeren Enden
der Arme (21 b, 37) befestigter metallischer Lagerblöckc (25) aufweist und daß der erste Satz
von Lagerblöcken (13) mit dem zweiten Satz von Laecrblöckcn (25) verbunden ist.
7. Resonator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eutektisch ist.
8. Resonator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch 5« gekennzeichnet, daß der elektrische Anschluß der
Elektroden (22a bis 22rf) über die Lagerblöcke (13) erfolgt.
9. Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Balken (31 a. 32, 33. 34) in einem Schwingungsmodus
schwingt, bei welchem die beiden Enden nicht eingespannt sind.
10. Resonator nach einem der Ansprüche 1 bis N. dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl
von Balken (32. 33, 34) vorgesehen ist. welche über an den Schwinguncsknotcn angesetzte Kopplungselemcntc
(35rt. 35/). 36(7. 36fr) miteinander
verbunden sind, und daß diese Balken (32. 33, 34). die Kopplunpsclemcnte (35(7. 35/>. 36«. 6S
36/)) und die Arme (37) aus einem einzigen Plättchen nur, piezoelektrischem Material hergestellt
sind.
11. Resonator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (41, 42) in
Längsrichtung an dem einen Balken (32) befestigt sind, während ein zweiter Satz von parallel
nebeneinander angeordneten Dünnschichtelektroden (43, 44) an der Oberfläche eines
weiteren Balkens (34) befestigt ist.
12. Resonator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das das
piezoelektrische Plättchen tragende Substrat (10) mit einem mikroelektronischen integrierten Schaltkreis
versehen ist.
13. Resonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus piezoelektrischem
Material bestehende Balken (310, 32, 33, 34) auf elektrisch leitfähigen Lagerblöcken (13, 25) oberhalb
des mit einer mikroelektronischen Schaltung versehenen Substrats (10) angeordnet ist, ferner
daß parallel ein Paar von metallischen Dünnschichtelektroden (22 α bis 22 rf) an einer Oberfläche
der Balken (31a, 32, 33, 34) befestigt ist, und daß elektrische Verbindungen über die Lagerblöcke
(13, 25) mit den Elektroden (22a bis 22 d) gemacht sind, wobei der Balken (31 α, 32, 33, 34)
an seinen Schwingungsknotenpunkten gelagert ist.
14. Resonator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerblöcke (13) an dem
einen Ende des Balkens (31a, 32, 33, 34) befestigt sind, welches im Schwingungsmodus mit
beidseitig eingespannten Enden schwingt.
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