DE2326908C3 - Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze - Google Patents

Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze

Info

Publication number
DE2326908C3
DE2326908C3 DE2326908A DE2326908A DE2326908C3 DE 2326908 C3 DE2326908 C3 DE 2326908C3 DE 2326908 A DE2326908 A DE 2326908A DE 2326908 A DE2326908 A DE 2326908A DE 2326908 C3 DE2326908 C3 DE 2326908C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
crystal
contact
base
connecting pins
lead
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.)
Expired
Application number
DE2326908A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2326908B2 (de
DE2326908A1 (de
Inventor
John Joseph Lynbrook Carpenter
Charles Claus Huntington Spreckels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bulova Watch Co Inc New York Ny (vsta)
Original Assignee
Bulova Watch Co Inc New York Ny (vsta)
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bulova Watch Co Inc New York Ny (vsta) filed Critical Bulova Watch Co Inc New York Ny (vsta)
Publication of DE2326908A1 publication Critical patent/DE2326908A1/de
Publication of DE2326908B2 publication Critical patent/DE2326908B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2326908C3 publication Critical patent/DE2326908C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1007Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014Mounting 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
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04FTIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F5/00Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
    • G04F5/04Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses
    • G04F5/06Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators
    • G04F5/063Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/09Elastic 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)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung an einer Schutz- und Haltvorrichtung für Miniatur-Schwingquarze nach Patent 22 58 510.
Unter Miniatur-Schwingquarze ist hier ein piezoelektrischer Kristall, d. h. ein Resonator von hohem Q-Wert zu verstehen, der als stabiles Frequenznormal dient
Seit einigen Jahren werden derartige Nonnale als Zeitbasis in elektronischen Uhren verwendet, wobei die Frequenz des Kristalls elektronisch heruntergeteilt
wird, um niederfrequente Impulse zur Betätigung einer
Zeitanzeige zu erhalten. Um stabile Schwingungen auf einer vorbestimmten
ίο Frequenz zu gewährleisten, ist nicht nur eine genau bemessene Kristalleinheit wesentlich, vielmehr muß der Kristall auch so gehalten sein, daß er gegenüber den seine Frequenz bzw. seinen Q- Wert beeinträchtigenden Umgebungsbedingungen geschützt oder isoliert ist Aus diesem Grund ist es vor allem wünschenswert daß die Kristallhalterung niedrige mechanische Impedanz und dennoch ausreichende Steifheit besitzt damit der Kristall seine Eigenschaften als Schwinger bzw. Oszillator nicht verändert wenn er mechanischen Stoßen ausgesetzt ist Ebenso ist es wünschenswert daß der Kristall in einen evakuierten, luftdicht gekapselten Behälter eingebaut ist Durch den evakuierten Behälter werden nicht nur die durch Ultraschallabstrahlung zur Luft hervorgerufenen Verluste beseitigt, sondern wird auch verhindert, daß der Kristall durch Luftdruckbelastung, Verunreinigung, Feuchtigkeit oder andere schädliche Einflüsse beeinträchtigt wird.
Wenn ein Quarz- oder Kristall-Frequenznormal als Zeitbasir in einer Uhr verwendet wird, bedingen die herrschenden Raumeinschränkungen eine miniaturisierte Kristall-Halterungsvorrichtung, wodurch ernstliche Montageprobleme entstehen. Bei der Herstellung von Miniatur-Kristallanordnungen war es bisher üblich, die Kristalleinheit in eine kleine Metallkapsel mit nach außen ragenden Anschlußstiften einzubauen, deren
Enden innerhalb der Kapsel mit Zuleitungen zu den Elektroden der Kristalleinheit verbunden sind und zur Halterung des Kristalls der Kapsel dienen. Nach dem Evakuieren der Kapsel werden deren
Trennstellen oder »Nähte« durch Löten oder Schweißen verschlossen. Das Löten oder thermische Schweißen hat sich aber als nachteilig erwiesen, da die dabei erzeugten Dämpfe in der Kapsel eingeschlossen werden und sich von den Lötmaterialien herrührende Verunrei nigungen auf den Kristallflächen niederschlagen. Hier durch wird der Q-Wert des Kristalls erheblich beeinträchtigt und auch seine Frequenz kann sich leicht verschieben. Bereits eine leichte Frequerzverschiebung reicht aber aus, die Uhr ungenau werden zu lassen.
Zur Vermeidung dieser nachteiligen Auswirkungen ist es in jüngster Zeit üblich, Hochdiruck-Kaltschweißverfahren zum Verschließen der Trennstellen der Kapsel anzuwenden. Das Kaltschweißen bietet den Vorteil, daß es frei ist von Dämpfen und Verunreinigun gen. Die bei diesem Verfahren auftretenden Drücke sind jedoch so hoch, daß sie zu einer Verformung der Kapsel führen können, wodurch andererseits die Anschlußstifte aus ihrer ursprünglichen Position in der Kapsel verschoben werden können.
Die Verschiebung der Stifte wird aber durch die damit verbundenen Zuleitungen auf den durch letzteren gehalterten Kristall übertragen, wodurch eine Spannung entsteht, die den Kristall belastet und eine geringfügige Frequenzänderung verursacht die die gesamte Kristallanordnung zur Verwendung als Frequenznormal für einen elektronischen Zeitmesser praktisch unbrauchbar macht da die Genauigkeit ausschließlich davon abhängt daß der Kristall auf der
vorgesehenen Frequenz schwingt
Darüber hinaus wird die Metallkapsel als physikalischer Körper durch Änderungen der Umgebungstemperatur beeinflußt, was wiederum zu Verschiebungen der Stifte führt, die auf die Zuleitungen übertragen werden und eine Belastung auf den Kristall ausüben. Zur Herstellung von quarzgesteuerten Uhren reicht daher ein genau bemessener Kristall — sofern er nicht einwandfrei montiert ist — allein nicht aus, um die gewünschte genaue Frequenz als Zeitbasis zu erhalte.'·.
Im Hauptpatent ist eine verbesserte Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze, die als Zeitnormal für elektronische Uhren verwendet werden, mit einer relativ flachen evakuierten Metallkapsel, bestehend aus einem im wesentlichen flachen Sockel und einem darauf angepaßten, luftdicht verschließbaren Deckel sowie mit isoliert durch den Sockel geführten Anschlußstiften für den Schwingquarz, vorgeschlagen, die so ausgebildet ist, daß in den Sockel inseitig eine starre Isolierplatte eingepaßt ist, die oberseitig mit aufplattierten, mit den Innenenden der Anschlußstifte elektrisch verbundenen Kontaktbereichen versehen und aus Keramikmaterial hergestellt ist, das einen relativen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von annähernd Null besitzt, wobei der Schwingquarz durch spannungsfreie Zuleitungen über der Isolierplatte gehalten ist, die einerseits an den äußeren Enden der Kontaktbereiche und andererseits an Schwingungsknotenpunk? en im Endbereich des Schwingquarzes angesetzt sind.
Während hier die Zuleitungen ein Federsystem bilden, welches den davon getragenen Kristall isoliert, isi die Grundschicht bzw. das Substrat noch starr mit dem Anschlußstift verbunden und nicht mechanisch von ihm getrennt. Aus diesem Grund können starke, auf die Anschlußstifte einwirkende Belastungen auf das Substrat übertragen und unter gewissen Bedingungen ihrerseits mit schädlicher Auswirkung vom Kristall absorbiert werden.
In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß es nahezu unmöglich ist, alle Zuleitungen vom Kristall gleichbleibend am Substrat anzuschließen, so daß über die Zuleitungen keine Energie vom schwingenden Kristall auf das Substrat übertragen wird. Durch diese Energieübertragung werden die Anschlußstifte in Schwingung versetzt Wenn diese Anschlußstifte dann durch Löten oder anderweitig mit einer dem Kristall zugeordneten Schaltung verbunden werden, kann eine Verschiebung der Kristallfrequenz auftreten.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kristall-Halterungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher der Kristall von spannungsfreien Zuleitungen getragen wird, die mit den Kristallelektroden verbunden und an aufplattierten oder galvanisierten Kontakten an einem steifen, in der Kapsel angeordneten Substrat angebracht sind, wobei die Zuleitungen ein erstes Federsystem darstellen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darki, daß die Innenenden der Anschlußstifte in der Platte vorgesehene Bohrungen mit Übermaß durchsetzen und vor der Verbindung mit den Kontakten gekröpft worden sind, und daß die gekröpften Enden der Anschlußstifte als federnde Aufhängung für die Platte dienen.
Die Kristall-Halterungsvorrichtung weist also eine Kapsel mit einem einen Flansch aufweisenden Sockelteil und einem mit Flansch versehenen Deckelteil auf, die z. B. durch Kaltschweißen der Flansche miteinander verbunden und luftdicht gekapselt sind. Vom Sockelteil stehen zwei Anschlußstifte ab. In den Sockelteil ist eine aus Keramik bestehende Versteifungsplatte mit einem (relativen) Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten »Null« eingesetzt, auf deren Oberseite Kontakte S aufplattiert sind. Die Innenenden der Anschlußstifte durchsetzen Bohrungen mit Übermaß in der Versteifungsplatte und werden vor der Verbindung mit den Kontakten auf der Oberseite der Versteifungsplatte gekröpft, so daß sie eine federnde Aufhängung dafür bilden.
Über der Platte ist ein Kristall angeordnet, dessen Elektroden an Knotenpunkten mit spannungsfreien Zuleitungen verbunden sind, welche zur federnden Halterung des Kristalls dienen und deren Enden mit den Kontakten auf der Platte bzw. auf dem Substrat verbunden sind, so daß diese Zuleitungen ein Federsystem bilden. Der Kristall ist somit gegenüber den Umgebungskräften durch zwei Federsysteme doppelt isoliert, von denen eines durch die Zuleitungen und das andere durch die Platten-Aufhängung gebildet wird, während die Anschlußstifte gleichzeitig vom schwingenden Kristall isoliert bzw. getrennt sind. Eine etwa vom Kristall auf das Substrat übertragene mechanische Energie wird daher von dem das Substrat halternden Federsystem absorbiert.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Kristall-Halterung,
F i g. 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,
F i g. 4 eine auseinandergezogene Darstellung der Anordnung gemäß F i g. 3,
F i g. 5 einen Schnitt durch das Versteifungs-Substrat,
F i g. 6 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. 7 eine Aufsicht auf die Kristalleinheit und die sie halternden Zuleitungen,
F i g. 8 eine Aufsicht auf die Grundschicht bzw. das Substrat,
Fig.9 eine Aufsicht auf die auf der Grundschicht montierte Kristalleinheit und
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Elektrodenanschlüsse für den Kristall.
Die in Fig. 1 dargestellte Kristall-Halterungsanordnung weist eine evakuierte Metall-Kapsel auf, die z. B. 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.
Der Deckel 10 ist mit einem Umfangsflansch 10Λ (Fig.2) versehen, der genau einem am Sockel 11 ausgebildeten Umfangsflansch UA (Fig.3) angepaßt ist. Die Flansche beider Teile werden miteinander vereinigt, so daß die durch die vereinigten Teile gebildete Kapsel luftdicht abgeschlossen ist. Die Vereinigung der Flansche geschieht z. B. nach einem Hochdruck-Kaltschweißverfahren, bei welchem Dämpfe und Verunreinigungen vermieden werden.
Vom Boden des Sockels 11 ragen zwei Anschlußstifte 12 und 13 (Fig. 3 und 4) nach unten, die in
Glas/Metall-Dichtungen 14 bzw. 15 verankert sind, welche ihrerseits die Stifte gegenüber der Metall-Kapsel isolieren. Im Sockel 11 ist eine im wesentlichen rechleckige Versteifungsplatte 16 aufgehängt, deren Enden zur Anpassung an die abgerundeten Enden des S Sockels U 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 leitfähige 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 \2A des Anschlußstiftes durchsetzt eine Übermaß besitzende Bohrung in der Platte 16, und diesem Ende wird dann vor dem Anlöten am Kontakt 18 eine gekröpfte bzw. abgebogene Form verliehen. Das Innenende 13/4 des Anschlußstifts 13 durchsetzt eine weitere Bohrung mit Übermaß in der Platte 16 und wird vor dem Anlöten am Kontakt 19 abgekröpft. Aus noch näher zu erläuternden Gründen ist kein Anschlußstift für die Schicht 20 vorgesehen. Die gekröpften Innenenden 12/t und 13/4 der Anschlußstifte dienen zur federnden Aufhängung der Versteifungsplatte 16 im Sockel 11 der Kapsel und bilden ein Federsystem, welches die Platte mechanisch isoliert.
Die Kristalleinheit 17 besteht aus einem stab- oder balkenförmigen piezoelektrischen Kristallelement, 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 y-Schnitt. Ein Kristallkörper mit ^-Schnitt schwingt als Dicken-Längsschwinger, wobei sich die großen Flächen der Kristallscheibe auseinander und gegeneinander bewegen. Eine Scheibe mit Y-Schnitt schwingt dagegen als 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 4 s Richtung bewegt
Das stabförmige Kristallelement 21 mit der für die Einfügung in die Anordnung bevorzugten Form und Schnittart ist ein Kristall mit X- Y-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 X- Y-Schnitt der auf einer Frequenz von 32 768Hz schwingt, folgende Abmessungen auf: Länge etwa 9,6 mm, Breite etwa 1,6 nun und Dicke etwa 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 zum Einbau in eine kristallgesteuerte Uhr eignet
Ein weiterer wichtiger Vorteil eines Kristalls mit X-Y-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 Temperaturschwankungen hin zu kompensieren.
Ein Kristall mit sogenanntem »Null«-Temperaturkoeffizienten besitzt über einen sehr weiten Bereich von beispielsweise 0° C bis 100° C hinweg einen sehr kleinen Temperaturkoeffizienten. Dies trifft aber nur auf einen Kristall mit GT-Schnitt zu. Alle anderen Kristalle weisen eine parabolische Kennlinie auf, so daß das Gefälle der Frequenz-Temperaturkurve am Umkehrpunkt gleich Null ist An diesem Punkt treten bei sehr kleinen Temperaturänderungen 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 Kristall mit X- Y-Schnitt bei etwa 30° C auf, d. h. dieser Wert liegt dicht bei der Körpertemperatur. Wird daher ein solcher Kristall in eine am Handgelenk getragene Uhr eingebaut, so arbeitet er praktisch bei einem Frequenz-Temperaturkoeffizienten von Null. Der Bereich, bei dem bei einem Kristall mit X- Y-Schnitt praktisch keine Frequenzänderung auftritt liegt bei etwa 30 ± 10° C, h. erstreckt sich von 20 bis 40° C. Selbst wenn die kristallgesteuerte Uhr nicht getragen wird, wird also die Frequenz ihres Kristalls mit X- y-Schnitt durch Änderungen der Umgebungstemperatur nicht wesentlich beeinflußt
Zur einwandfreien Erregung eines Kristalls mit λ'-y-Schnitt in einem Oszillatorkreis müssen auf die schematisch in Fig. 10 dargestellte Weise Spannungen zwischen die beiden Flächenpaare angelegt werden. Gemäß F i g. 10 ist der Kristall 21 mit auf seiner Ober- und Unterseite aufplattierten oberen und unteren Elektroden TE bzw. BE sowie 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.
Zur elektrischen Belastung des X- y-Schnitt-Kristalls sind die obere und die untere Elektrode TE bzw. BE zusamemgeschaltet und zum Anschlußstift 13 geführt während die linke und die rechte Elektrode LE bzw. Rt zusammengeschaltet und zum Anschlußstift 12 geführi 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 dei Verbindung zwischen ihnen ist in F i g. 6 dargestellt Ersichtlicherweise bildet die Plattierung an Ober- unc Unterseite, welche die Elektrode Hfund BE bildet, eine rechteckige Schicht, deren Umf angsrand gegenüber dei Kanten der Ober- und Unterseite des Kristalls einwärt! versetzt ist Diese beiden rechteckigen Schichten sine durch einen schmalen Verbindungsstreifen CSmiteinan der verbunden, welcher neben dem einen Ende de; Kristallstabs längs der rechten Kristallfläche verläuft
Die linke Elektrode LE bildet eine rechteckig! Schicht, die sich mit Ausnahme der Ränder der linkei Seite Ober deren Gesamtfläche erstreckt, während dii ähnlich ausgebildete rechte Elektrode RE etwas kürze ist, um Platz für den Verbmdungsstreifen CS zu schaffen Infolgedessen sind die rechte und die linke Elektrode an Kristallstab nicht miteinander verbunden und müssei zur Herstellung des Schaltkreises gemäß Fig. 10 mi
einer äußeren Verbindung versehen werden.
Die Verbindungen zwischen den Kristallelektroden und den Stiften werden gemäß den F i g. 4, 6, 7 und 9 durch vier Zuleitungen L1 bis U hergestellt, die symmetrisch angeordnet und an Knotenpunkten des S Kristalls mit den Elektroden verbunden sind, wobei jede Zuleitung f ragezeichen- 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 Anschlußstift. Infolgedessen erfüllt die Zuleitung La 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 L3 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 RE bzw. LE und zur Verbindung dieser Elektroden mit dem Anschlußstift IZ
Die Verbindung der Enden der Zuleitungen mit den Elektroden am Kristall erfolgt günstig 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 Elektrodenfläche 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 würden.
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. Der Kristall ist somit durch die beiden Federsysteme mechanisch gegenüber Belastungskräften isoliert. Das eine Federsystem wird dabei durch die gekröpften Enden der die Versteifungsplatte halternden Anschlußstifte gebildet, während das zweite Federsystem aus den den Kristall über der Platte haltenden Zuleitungen besteht Gleichzeitig sind die Anschlußstifte mechanisch vom schwingenden Kristall getrennt, da die von letzterem über seine Zuleitungen auf die Versteifungsplatte übertragene Energie in dem diese Platte haltenden Federsystem absorbiert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze, die als Zeitnormal für elektronische Uhren verwendet werden, mit einer relativ flachen evakuierten Metallkapsel, bestehend aus einem im wesentlichen flachen Sockel und einem darauf angepaßten, luftdicht verschließbaren Deckel sowie mit isoliert durch den Sockel geführten Anschlußstiften für den Schwingquarz, wobei in den Sockel inseitig eine starre Isolierplatte eingepaßt ist, die oberseitig mit aufplattierten, mit den Innenenden der Anschlußstifte elektrisch verbundenen Kontaktbereichen versehen und aus Keramikmaterial hergestellt ist, das einen relativen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von annähernd Null besitzt, wobei der Schwingquarz durch spannungsfreie Zuleitungen über der Isolierplatte gehalten ist. die einerseits an den äußeren Enden der Kontaktbereiche und andererseits an Schwingungsknotenpunkten im Endbereich des Schwingquarzes angesetzt sind, nach Patent 22 58 510, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenenden (12.4, t3A) der Anschlußstifte (12, 13) in der Platte (16) vorgesehene Bohrungen mit Obermaß durchsetzen und vor der Verbindung mit den Kontakten (18,19) gekröpft worden sind, und daß die gekröpften Enden der Anschlußstifte als federnde Aufhängung für die Platte (16) dienen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (12, 13) mittels Glas/Metall-Dichtungen (14, 15) im Boden des Sockels (11) verankert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristalleinheit (17) ein Kristallelement (21) mit X- K-Schnitt enthält
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Flächen des Kristallelements (21) Elektroden aufplattiert sind, von denen die obere und die untere Elektrode durch einen längs einer Seitenfläche des Kristallelements aufplattierten Streifen miteinander verbunden sind, während die linke und die rechte Elektrode auf dem Kristallelement voneinander getrennt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Isolierplatte (16) an deren einer Fläche drei leitfähige Schichten (18—20) aufgebracht sind, die einmal einen mit dem ersten Anschlußstift (12) verbundenen ersten Konstakt an der einen Seite sowie einen zweiten und einen dritten Kontakt an der anderen Seite bilden, wobei der zweite Anschlußstift (13) mit dem zweiten Kontakt verbunden ist, und daß vier symmetrisch angeordnete Zuleitungen (L\ bis U) vorgesehen sind, von denen die erste und die zweite Zuleitung zwischen der linken und der rechten Elektrode sowie dem ersten Kontakt verlaufen, die dritte Zuleitung sich zwischen dem Verbindungsstreifen und dem zweiten Kontakt erstreckt und die vierte Zuleitung zwischen die linke Elektrode und den dritten Kontakt geschaltet ist
DE2326908A 1971-12-02 1973-05-25 Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze Expired DE2326908C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20417771A 1971-12-02 1971-12-02
US00325996A US3805098A (en) 1971-12-02 1973-01-23 Quartz-crystal mounting assembly

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2326908A1 DE2326908A1 (de) 1974-08-01
DE2326908B2 DE2326908B2 (de) 1977-10-20
DE2326908C3 true DE2326908C3 (de) 1978-06-15

Family

ID=26899263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2326908A Expired DE2326908C3 (de) 1971-12-02 1973-05-25 Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3805098A (de)
JP (2) JPS4876485A (de)
CH (2) CH573141B5 (de)
DE (1) DE2326908C3 (de)
FR (1) FR2214986B2 (de)
GB (1) GB1428666A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021116555A1 (de) 2021-06-25 2022-12-29 Realization Desal Ag Uhr

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5081169U (de) * 1973-11-30 1975-07-12
JPS574130B2 (de) * 1973-12-27 1982-01-25
CH1083574A4 (de) * 1974-08-07 1976-07-15
JPS5171083A (ja) * 1974-12-16 1976-06-19 Seiko Instr & Electronics Kogatasuishoshindoshino shijikozo
US4035673A (en) * 1974-12-24 1977-07-12 Citizen Watch Co. Limited Hermetically sealed mount for a piezoelectric tuning fork
US4604151A (en) * 1985-01-30 1986-08-05 Talley Defense Systems, Inc. Method and compositions for generating nitrogen gas
US5030875A (en) * 1990-01-26 1991-07-09 Motorola, Inc. Sacrificial quartz crystal mount
US5572082A (en) * 1994-11-14 1996-11-05 Sokol; Thomas J. Monolithic crystal strip filter
JP4547788B2 (ja) * 2000-03-15 2010-09-22 セイコーエプソン株式会社 圧電振動子のパッケージ構造
JP5550373B2 (ja) * 2010-02-05 2014-07-16 セイコーインスツル株式会社 パッケージの製造方法
US8525600B1 (en) * 2010-10-26 2013-09-03 Lockheed Martin Corporation Temperature-compensated crystal oscillator assembly
USD830081S1 (en) 2015-03-27 2018-10-09 Hunter Douglas Inc. Button for a window covering
USD829468S1 (en) * 2015-03-27 2018-10-02 Hunter Douglas Inc. Button for a window covering

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2559494A (en) * 1949-04-29 1951-07-03 Rca Corp Piezoelectric crystal holder
US3069572A (en) * 1958-12-02 1962-12-18 James Knights Company Piezoelectric device
US3185870A (en) * 1961-10-26 1965-05-25 Dynamics Corp America Crystal cage assembly

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021116555A1 (de) 2021-06-25 2022-12-29 Realization Desal Ag Uhr
DE102021116555B4 (de) 2021-06-25 2023-02-09 Realization Desal Ag Uhr

Also Published As

Publication number Publication date
US3805098A (en) 1974-04-16
DE2326908B2 (de) 1977-10-20
JPS4876485A (de) 1973-10-15
CH573141B5 (de) 1976-02-27
FR2214986B2 (de) 1977-11-10
FR2214986A2 (de) 1974-08-19
CH792773A4 (de) 1975-08-29
JPS49106789A (de) 1974-10-09
GB1428666A (en) 1976-03-17
DE2326908A1 (de) 1974-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2326908C3 (de) Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze
DE2849389A1 (de) Piezoelektrischer schwinger
DE2221062B2 (de) Kapazitiver Druckwandler
DE2558129A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von mechanischen schwingungen
DE3116799A1 (de) Luftdicht gekapselte, flache piezoelektrische oszillatoranordnung und kapselpackung dafuer
DE3220032A1 (de) Schwingquarz
DE2414790C3 (de) Kristall-Oszillator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2640886A1 (de) Piezoelektrischer mikroresonator
DE2800847C2 (de) Halterung für einen Kristallresonator
GB1415337A (en) Crystal mounting assemblies
DE2755116A1 (de) Elektrische baueinheit mit mindestens einem piezoelektrischen resonator
DE2949214A1 (de) Quarzschwingeranordnung
DE2454321C3 (de) Quarzkristallschwinger
DE2638055C3 (de) Quarzoszillator mit Frequenzeinstellvorrichtung
EP0358788A1 (de) Elektrolytischer Neigungsfühler
DE2258510C3 (de) Schutz- und Haltevorrichtung für Miniatur-Schwingquarze
DE2702106A1 (de) Piezoelektrischer schwinger
DE2905208A1 (de) Piezoelektrische schwingquartzanordnung
DE2500687B2 (de) Vorrichtung zur stossfesten halterung eines stimmgabelfoermigen piezo-schwingers
DE2656613C2 (de) Länglicher piezoelektrischer Resonator
DE69930578T2 (de) Piezoelektrischer Dünnfilmresonator
DE2504552A1 (de) Mikroresonator
DE2626708A1 (de) Schwingkristall
DE2040614C2 (de) Halterung für stabförmige Quarzvibratoren
DE2735007C2 (de) Piezoelektrischer Resonator für Uhren kleinerer Abmessungen

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8340 Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent