DE2501826A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von interdigitalen wandlern und interdigitaler wandler - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen von interdigitalen wandlern und interdigitaler wandlerInfo
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Description
Zaklady Geramiki Eadiowej . I7. Januar 1975
Warszawa / Polen EZ/Hu
PL 2197
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von interdigitalen
Wandlern und interdigitaler Wandler
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Herstellen von interdigitalen Wandlern sowie einen interdigitalen
Wandler. ·
Ein interdigitaler Wandler besteht aus einem System von auf
piezoelektrischem Substrat angeordneten Elektroden. Die Elektroden sind aus einer sehr dünnen Metallschicht gefertigt. Die
Eonfiguration der Elektroden, meistens von zwei, weist eine Anordnung
von parallelen Streifen auf, wobei eine der Elektroden durch die gemeinsame Verbindung jedes zweiten Streifens, die
andere dagegen durch gemeinsame Verbindung der übrigen Streifen hergestellt ist. Bei in der Praxis durchgeführten Anordnungen
sind oft die Elektrodenkonfigurationen komplizierter, jedoch wird das Prinzip der Streifenverbindung allgemein angewendet. .
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Ein typisches Beispiel der Anwendung des interdigitalen Wandlers ist sein Einsatz in Filtern, die auf der Erscheinung der
Oberflachenwellenausbreitung basieren. Das Problem der Herstellung von Filtern dieses Typs ist Gegenstand einer Reihe von
Patenten, unter anderem der US-PSn 3 609 710, 3582 840, 3 582
und 3 550 045.
Außerdem werden interdigitale Wandler in solchen Einrichtungen
eingesetzt, wie: Verzögerungsleitungen, Dispersionsleitungen, Oberflächenwellenverstärker, Oszillatoren, nichtlineare Leitungen,
Kodeverzogerungsleitungen u.a.m.
Es sind einige Verfahren zur Herstellung von interdigitalen Wandlern bekannt, wie Fotolithographie, mechanisches Zeichnen,
Einbrennen mit Laserlicht, Aufdampfen durch Masken. Jedoch hat sich keines dieser Verfahren, mit Ausnahme der Fotolithographie,
praktisöh bewährt.
Das Verfahren zum Herstellen von interdigitalen Wandlern mittels Fotolithographie besteht darin, daß fotographische Masken
durch mehrfache Verkleinerung von Wandlerbildern oder mittels steuerbarer Belichtung einer fotoempfindlichen Emulsion gefertigt
werden und danach wird das Wandlerbild mittels dieser Masken auf eine fotoempfindliche Emulsion kopiert, die auf oder
unter der Schicht des auf das Substrat, aus welchem der Wandler gefertigt werden soll, aufgetragenen Metalls aufgestrichen
wird. Wird die Emulsion auf die Metallschicht aufgestrichen, erhält man den Wandler durch Ausätzung des Metalls; wird
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dagegen beim Auftragen die Metallschicht auf die Emulsion aufgetragen,
wird der Wandler durch Auswashhen der Emulsion hergestellt.
Auf dem Prinzip der Fotolithographie kann man nur Wandler auf
einem Substrat herstellen, das mit chemischen Substanzen nicht reagiert, da während der Ätzung des Metalls oder des Auswaschens
der Emulsion das Substrat, welches mit ihnen reagiert, zerstört würde, so daß der Wandler vom Substrat abfallen würde.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von interdigitalen Wandlern anzugeben, das es ermöglicht, interdigitale
Wandler auch auf Unterlagen herzustellen, die mit fotochemischen Substanzen reagieren und wobei die Qualität der
Wandler nicht durch Verunreinigungen der Oberfläche der Metallschicht
vermindert wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, die es ermöglicht, eine große
Menge Wandler gleichzeitig herzustellen und den Herstellungsprozeß
automatisieren zu können.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß auf die Metallschicht die auf ein piezoelektrisches Substrat aufgetragen
ist, die Spitze einer aus elektrisch leitendem Material hergestellten Nadel mit einer Kraft, die 1 G- nicht übersteigt,
angelegt wird, wonach an die Spitze der Efadel und die Metallschicht
eine Spannung von einem mittleren Wert zwischen 0,1 und 10 V angelegt wird. Daraufhin verschiebt man die Nadel-
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spitze und das Substrat relativ zueinander in Eichtungen, welche die gewünschte Form des interdigitalen Wandlers bestimmen.
Es verbleibt somit eine nicht leitende Bahn in der Form eines Meanders in der leitenden Metallschicht, welche die,gewünschte
Form der Elektroden des interdigitalen Wandlers realisiert.
Die Vorrichtung zum Herstellen von interdigitalen Wandlern besteht
erfindungsgemäß aus zahlreichen Hebeln, die nebeneinander auf einer Leiste angeordnet sind, aus einer Unterlage, auf welcher
Plättchen mit einer darauf aufgetragenen Metallschicht, aus der die Wandler herausgeschnitten werden, sowie aus einer
an die Unterlage unddie Leiste angeschlossenen Spannungsquelle.
Die Hebel besitzen Arme die in der horizontalen Ebene in entgegengesetzten
Eichtungen abgebogen sind", von denen ein Arm mit einer an seinem Ende befestigten Nadel versehen ist, wohingegen
der zweite Ära derart ausgewogen ist, daß er einen regelbaren
Druck der Nadel auf die Metallschicht des Plättchens ausübt. Der Hebel besitzt zwei Lagerpunkte, die auf einer gemeinsamen
Achse, die die Drehachse der Hebel bildet, liegen. In die Lagerpunkte gehen zwei Bolzen ein, die fest auf der Leiste
angeordnet sind und voneinander 20 bis 50 mm entfernt sind.
Mit der Leiste ist ein Stab mittels eines Zwischenstücks verbunden, der einem etwaigen Abfall der Hebel von den Bolzen vorbeugt.
Die Leiste, auf welcher die Bolzen befestigt sind, enthält außerdem Elemente zum Verschieben dieser Leiste in der
zur Horizontalebene vertikalen Sichtung. Die Unterlage, auf welcher die Plättchen angeordnet sind, enthält zwei Elemente,
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die ein Verschieben· der Unta?lage in der Horizontalebene in
zwei zueinander senkrechten Eichtungen ermöglichen.
Der erfindungsgemäß hergestellte Wandler bildet eine Einheit mit einem piezoelektrischen Substrat, wie Jodsäure7 Lithiumjodat,
ÄthylendiamintartratjSeignette-Salz oder Verbindungen
der Elemente der II. und VI. Gruppe mit Wurtzitstruktur.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in
der Möglichkeit der Herstellung von interdigitalen Wandlern auf Substraten, die mit fotochemischen Substanzen reagieren.
Zum Unterschied von auf der lotolithographie basierenden Verfahren
werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren keine chemischen Verbindungen verwandt, die mit dem Substrat in chemische
Reaktion treten and die Zerstörung des Substrats und damit das Abfallen des Wandlers bewirken können.
Außerdem besteht keine Abhängigkeit der Technologie der Herstellung
dieser Wandler von der idealen Reinheit der Oberfläche. Kleine Verunreinigungen der Oberfläche der Metallschicht haben
keinen Einfluß auf die Qualität der herzustellenden Wandler.
Die Bauart der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht die gleichzeitige Herstellung einer
großen Anzahl von Wandlern. Je nach der Art der die Unterlage verschiebenden Elemente, zum Beispiel bei einer Verwendung numerischer
Steuerungen, können alle Arbeitsgänge, die mit der
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Technologie der Herstellung von Wandlern verbunden sind, völlig automatisiert werden.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens unter Bezug auf die Zeichnungen eingehend erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Vorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung.
Durbh das Element 7 ist die Leiste 10 der Vorrichtung mit den
darauf angeordneten Hebeln 2 anhebbar. Die Plättchen 1, bestehend aus einem Substrat, das aus Lithiumjodat und einer auf
das Substrat im Vakuum aufgedampften Goldschicht von einer Dicke von 800 S. besteht, werden auf der Unterlage 9 in Abständen, die
durch die Anordnung der Hebel 2 auf der Leiste 10 bestimmt sind, aufgesetzt. Danach senkt man die Leiste so, daß die Nadel 4
an die G-oldschicht angepreßt wird. Die Kraft des Anpressens
der Nadel 4 an die G-oldschicht beträgt 1 G. Zwischen die Unterlage
9 und die Leiste 10 schließt man eine Gleichspannungsquelle mit 3 V an. Mittels der Elemente 5 und 6 verschiebt man
die Unterlage 9 in zueinander senkrechten Eichtungen derart,
daß die Nadeln 4 in der Goldschicht der Plättchen 1 Wandler in Meanderform ausschneiden. Die Hebel 2 weisen Lagerpunkte
auf, in welche Bolzen 3 eingehen. Der Stab 13, verbunden mittels eines Zwischenstücks 11 mit der Leiste 10, verhindert das
Abfallen der Hebel 2 von den Bolzen 3 während des Hebens der
Leiste 10.
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Claims (1)
- ' 17- Januar 1975EZ/Hu PL 2197Patentansp rüche./ "Verfahren zum Herstellen von interdigitalen Wandlern in einer auf einem piezoelektrischen Substrat aufgetragenen Metallschicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Metallschicht die Spitze einer aus elektrisch ' leitendem Werkstoff hergestellten Nadel angepreßt wird und dann an die Nadel und die,Metallschicht eine elektrische Spannung gelegt wird, wonach die Nadelspitze und das Substrat relativ zueinander in Eichtungen verschoben werden, welche die gewünschte !Form des interdigitalen Wandlers bestimmen.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft der Nadel auf die Metallschicht 1 G nipht überschreitet.5. "Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert der angelegten elektrischen Spannung innerhalb der Grenzen von 0,1 bis 10 V liegt.4. Vorrichtung zum Herstellen von interdigitalen Wandlern, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Leiste (10) zahlreiche Hebel (2) nebeneinander angeordnet sind, deren Arme in509831 /0563der Horizontalebene in entgegengesetzten Eichtungen in Bezug zur Drehung der Hebel abgebogen sind, von denen der eine Arm eine am Ende befestigte Nadel (4) aufweist und der andere derart ausgewogen ist, daß er einen regelbaren Druck der Nadel (4) auf die Metallschicht eines Plättchens (1) ausübt, wobei Jeder Hebel (2) zwei Lagerpunkte (12) aufweist, die auf einer gemeinsamen die Drehachse der Hebel (2) bildenden Achse liegen und daß außerdem die Vorrichtung eine Unterlage (9) aufweist, auf welcher die Plättchen (1) sowie eine Spannungsquelle (8) , die zwischen die Unterlage (9) und die Leiste (10) angeschlossen ist, angeordnet sind.5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (10) mit fest angeordneten Bolzen (3)» welche die Hebel (2) in den Lagerpunkten (12), die voneinander 20 bis 50 mm entfernt sind, abstützen, sowie mit einem Stab (13)» der durch ein Zwischenstück (11) mit der Leiste (10) verbunden ist, und ein Herabfallen der Hebel (2) von den Bolzen (3) verhindert, sowie mit einem Element (7) zum Verschieben der Leiste (10) in der zur Horizontalebene dieser Leiste vertikalen Eichtung versehen ist.6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (9) Elemente (5 und 6) aufweist, die ein horizontales Verschieben der Unterlage in zwei zueinander senkrechten Eichtungen ermöglicht.50 98 3 1/0583-3-7. Interdigitaler Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Substrat aus einem Werkstoff hergestellt ist, der mit fotochemischen Substanzen reagiert.8. Interdigitaler Wandler nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Substrat aus einem Werkstoff gefertigt ist, der aus der Gruppe Jodsäure, Lithiumjodat, Äthylendiamintartrat, Seignette-Salz, Verbindungen der Elemente aus der II. und YI. Gruppe mit Wurtzitstruktur ausgewählt ist.S09831/0563Leerseite
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