DE3004331A1

DE3004331A1 - Zu dickenscherungsschwingungen anregbare resonatorplatte

Info

Publication number: DE3004331A1
Application number: DE19803004331
Authority: DE
Inventors: Werner 8000 München Mattuschka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1981-08-13
Also published as: US4379247A; DE3004331C2; JPS56131220A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen: Berlin und München VPA g0 ρ 6 5 1 8 OE

Zu Dickenscherungsschwingungen anregbare Resonatorplatte

Die Erfindung bezieht sich auf eine zu Dickenscherungsschwingungen anregbare piezoelektrische Resonatorplatte, die auf jeder ihrer großen Oberflächen mit einer Anregungselektrode versehen ist und die wenigstens in Teilbereichen ihres Randes eine zum Rand der Platte hin abnehmende Dicke aufweist (Randabflachung), wobei jeweils im Bereich einer solchen Randabflachung ein Anschlußorgan eine der Anregungselektroden kontaktiert.

Eine solche Resonatorplatte ist z.B. aus der DE-OS 28 06 435 bekannt. Mit Hilfe solcher randseitig abgeflachter Platten ist es möglich,die Abmessungen des Resonators in der Ebene seiner großen Oberflächen zu verkleinern, ohne daß dadurch die Funktionstüchtigkeit des Resonators durch Störungen, die insbesondere von den in Randbereichen den Resonator erfassenden und die Anregungselektroden kontaktierenden Anschlußorganen verursacht werden können, beeinträchtigt wird. Da jedoch im Bereich der Abflachungen zu deren Herstellung Resonator-Material abgetragen werden muß, können die Anregungselektroden bzw. von den Anregungselektroden zu den Angriffspunkten der Anschlußorgane führende Anschlußelektroden erst nach dem Einarbeiten der Abflachongen auf den Resonator aufgebracht werden, da die EDäctroden sonst im Bereich der Abflachungen zusammen mit dem Resonator-Material wieder abgetragen werden würden.

Bei "bestimmten- Herstellungsabläufen für solche Resonatoren ist es jedoch erwünscht, die Elektroden vor dem Einarbeiten der Abflachungen auf den Resonator aufbringen zu können.

Rt 1 Sse - 5.2.80

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VPA 80 P 6 5 t 8 DE

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Resonatorplatte der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die randsei tigen Abflachungen auch noch nach dem Aufbringen der Elektroden auf die Resonatorplatte in diese eingearbeitet werden können.

Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß die Randabflachungen zumindest in dem Bereich, in dem eine Verbindung zwischen dem Anschlußorgan und einer Anregungselektrode vorgesehen ist, jeweils nur in die Seite der Resonatorplatte eingearbeitet sind die von der jeweils zu kontaktierenden Anregungselektrode abgewandt ist.

Auf diese Weise werden zumindest in den Randabschnitten, in denen die beiden zum Anschluß je einer Anregungselektrode vorgesehenen Anschlußorgane die Resonatorplatte erfassen, Randabflachungen geschaffen, die bei dem einen Anschlußorgan nur auf der einen Seite und bei dem anderen Anschlußorgan nur auf der anderen Seite der Resonatorplatte vorhanden sind, so daß immer eine Resonatorseite zumindest im Bereich eines Anschlußorganes von den Abflachungen unbeeintnächtigt bleibt. Daher können aber auch die auf den jeweils unbeeinträchtigten Resonatorseiten vorgesehenen Elektrodenflächen unverändert bis zum Rand der Platte reichen. Vorteilhaft werden dabei sogar Elektrodenflächen, die ursprünglich bis zum Rand der Resonatorplatte reichten, auf derjenigen Seite des Resonators wieder von diesem randseitig entfernt, auf der das in dem entsprechenden Randabschnitt die Resonatorplatte erfassende .und randsei tig umfassende Anschlußorgan keinen Kontakt mit der auf dieser Seite der Resonatorplatte vorgesehenen Anregungselektrode herstellen soll, so daß z.B. keine Masken beim Aufbringen der Elektroden benötigt werden.

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VPA 80 ρ 6 5 1 8 DE

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die großen Oberflächen der Resonatorplatte durch die Abflachungen parallelogrammartig gegeneinander verschoben sind und daß die parallelogrammartige Verschiebung bei einer aus Quarz bestehenden Resonatorplatte mit rechteckigem Umriß, deren große Oberflächen sich parallel zur kristallographisehen χ,ζ'-Ebene erstrecken, in ζ'-Richtung vorgesehen ist, oder daß bei rechteckförmiger Plattenkonfiguration die Randabflachungen jeweils Anschlußorgan-Randabschnitten zugeordnet sind, die nebeneinander auf derselben Randseite der Resonatorplatte vorgesehen sind, daß bei einer aus Quarz bestehenden Resonatorpläfefe mit rechteckigem Umriß, deren große Oberflächen sich parallel zur kristallographisehen χ,ζ'-Ebene erstrecken, die den Anschlußorgan-Randabschnitten zugeordneten Randabflachungen an einer parallel zur x-Richtung sich erstreckenden Randseite der Resonatorplatte vorgesehen sind, daß die Randabflachungen einen konkaven, konvexen oder gestuften Verlauf aufweisen, daß sich die Abflachungen nur über einen Teil der Dicke der Resonatorplatte erstrecken und daß schließlich die Anregungselektroden jeweils den gesamten, nicht abgeflachten Bereich der großen Oberflächen bedecken.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von sechs Figuren noch näher erläutert. Dabei zeigen, jeweils nur grob schematisch, unter Weglassung aller nicht unbedingt zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Einzelheiten und nicht maßstabgerecht,

Fig. 1 in Schrägsicht eine als Parallelepiped ausgebildete Resonatorplatte,

Fig. 2 die Resonatorplatte entsprechend Fig. 1 von der Seite her gesehen,

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-M VPA 80P 65 18 OE

Fig. 3 eine Resonatorplatte in Schrägsicht, mit nur an einer Randseite vorgesehenen Abflachungen, wobei diese in. den beiden Anschlußorganen zugeordneten Randabschnittei zueinander gegenläufig verlaufen,

Fig. 4 die Resonatorplatte entsprechend Fig. 3 in Seitenansicht gesehen,

Fig. 5 einige unterschiedlich ausgebildete Abflachungen und

Fig. 6 eine Resonatorplatte entsprechend den Figuren 1 und 2, die an einander gegenüberliegenden Randseiten von je einem Anschlußorgan erfaßt wird.

Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß eine vorzugsweise aus Quarz bestehende Resonatorplatte 1, mit rechteckigem Umriß, zwei zueinander parallele, in der kristallographischen χ,ζ'-Ebene verlaufende große Oberflächen 2,3 aufweist, die durch ihren Abstand voneinander die in y'-Richtung verlaufende Dicke des Resonators bestimmen. Solche Resonatorplatten werden vorzugsweise als Dickenscherungsschwinger für Frequenzen im MHz-Bereich verwendet, wobei aus einer dünnen zusammenhängenden Metallschicht bestehende Anregungselektroden 4,5,die zumindest zentrale Bereiche der großen Oberflächen 2,3 der Resonatorplatte bedecken, einander gegenüber liegen und jeweils zum Anschluß an die Pole einer Wechselspannungsquelle vorgesehen sind.

.

Die Abmessungen einer solchen Resonatorplatte 1 quer zu ihrer frequenzbestimmenden Dicke können nicht beliebig klein gemacht werden, wenn die Schwingeigenschaften des Resonators nicht beeinträchtigt werden sollen. Jedoch lassen sich die Abmessungen einer solchen Resonatorplatte quer zu ihrer Dicke kleiner machen, als sie bei

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einer planparallelen Platte erforderlich wären, wenn man die Dicke des Resonators zum Rand hin vermindert. Solche Randabflachungen 6,7 sind dabei insbesondere in denjenigen Randabschnitten des Resonators erforderlich, in denen Anschlußorgane 8, die meist zugleich zur mechanischen Halterung der Resonatorplatte 1 verwendet werden, mit der Resonatorplatte 1 verbunden sind. Solche Anschlußorgane 8 sind meist als U-förmige Klipse ausgebildet, die die Resonatorplatte randseitig umfassen und dabei auf einer Seite des Resonators eine Anregungselektrode 4,5 bzw. eine mit der entsprechenden Anregungselektrode 4 bzw. 5 verbundene Anschlußelektrode kontaktieren. Unter Anschlußelektrode ist dabei eine Elektrode zu verstehen, der auf der anderen Seite der Resonatorplatte keine Elektrodenfläche gegenüberliegt, so daß im Bereich der Anschlußelektroden auch keine Resonatorschwingungen angefacht werden können.

Um die Elektroden 4,5 vor dem Einarbeiten der Abflachungen 6,7 auf den Seiten 2,3 des Resonators auf die Resonatorplatte 1 aufbringen zu können, sind die Abflachungen 6,7»die jeweils einem Randabschnitt der Resonatorplatte 1 zugeordnet sind, in dem ein Anschlußorgan 8 die Resonatorplatte 1 randseitig umfaßt, so ausgebildet, daß jeweils nur immer diejenige Seite der Resonatorplatte von den Abflachungen 6,7 erfaßt wird, die der Anschlußelektrode 4 bzw. 5, die von dem jeweiligen Anschlußorgan 8 kontaktiert werden soll, gegenüber liegt. Dadurch bleibt jeweils die zu kontaktierende Elektrode bis zum Rand der Resonatorplatte 1 unverändert erhalten. Darüber hinaus können infolge dieser Ausbildung der Abflachungen 6,7 die großen Oberflächen 2,3 der Resonatorplatte 1 vor dem Einarbeiten der Abflachungen 6,7, vollständig, also bis zum Rand der Resonatorplatte 1, mit einem Elektrodenbelag versehen werden, da durch das Einarbeiten der Abflachungen 6,7 automatisch in den

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-jßi. VPA 80 P 6 5 18 DE

Randabschnitten der Resonatorplatte 1, in denen die Anschlußorgane 8 eine der beiden Elektrodenflächen kontaktieren, die gegenüberliegende Elektrodenschicht wieder entfernt wird. Die Elektrodenschichten auf den Seiten der Resonatorplatte bilden daher im Bereich dieser Randabschnitte automatisch Anschlußelektroden.

Beispielsweise wird die Resonatorplatte entsprechend den Figuren 1 und 2, wie Fig. 6 zu entnehmen ist, an zwei in ζ'-Richtung einander gegenüberliegenden Randseiten von Ansdilußorganen 8 erfaßt, wobei die Anschlußorgane 8 infolge der speziellen Ausbildung der Abflachungen 6,7 jeweils nur eine Elektrodenfläche kontaktieren.

Wenn beide Anschlußorgane 8 die Resonatorplatte^1 auf derselben Randseite der Resonatorplatte 1 erfassen, so sind zwei nebeneinanderliegende Randabschnitte mit zueinander gegenläufigem Verlauf der Randabflachungen 6,7 zu bilden (Fig. 3 und Fig. 4).

Fig. 5 zeigt, daß die Abflachungen 6,7 konvex oder konkav gekrümmt verlaufen, oder auch als plane Fläche, die einer zu den großen Oberflächen 2,3 der Resonatorplatte schrägen Ebene folgt, ausgebildet sein können, bzw. . auch durch eine oder mehrere Abstufungen der Dicke des Resonators erzeugt sein können. Dabei braucht in allen Fällen die Abflachung nicht die ganze Dicke der Resonatorplatte 1 zu erfassen, so daß ein stufenartig abgesetzter Bereich 9 verbleibt.

6 Figuren
8 Ansprüche

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-ψ- VPA

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Bezugszeichenli ste

1 Resonatorplatte

2,3 große Oberflächen der Resonatorplatte

4,5 Elektroden

6,7 Abflachungen

8 Anschlußorgane

9 nicht abgeflachter stufenartig abgesetzter Bereich

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

( 1 J Zu Dickenscherungsschwingungen anregbare piezoelektrische Resonatorplatte, die auf jeder ihrer großen 5 Oberflächen mit einer Anregungselektrode versehen, ist und die wenigstens in Teilbereichen ihres Randes eine zum Rand der Platte hin abnehmende Dicke aufweist (Randabflachung), wobei-jeweils im Bereich einer solchen Randabflachung ein Anschlußorgan eine der Anregungselektroden kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabflachungen (6,7) zumindest in dem Bereich, in dem eine Verbindung zwischen einem Anschlußorgan (8) und einer Anregungselektrode (4,5) vorgesehen ist, jeweils in die Seite (2,3) der Resonatorplatte (i)eingearbeitet sind, die von der jeweils zu kontaktierenden Anregungselektrode .(4 bzw. 5) abgewandt ist.
2. Resonatorplatte nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichne t,daß die großen Oberflächen (2,3) durch die Abflachungen (6,7) parallelogrammartig gegeneinander verschoben sind.
3. Resonatorplatte nach Anspruch 2, dadurch

gekennzei chnet, daß die parallelogrammartige Verschiebung bei einer aus Quarz bestehenden Resonatorplatte (1) mit rechteckigem Umriß, deren große Oberflächen (2,3) sich parallel zur kristallographisehen x,z'-Ebene erstrecken, in ζ'-Richtung vorgesehen ist.
4. Resonatorplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß bei rechteckförmiger Resonatorkonfiguration die Randabflachungen (6,7) jeweils Anschlußorgan-Randabschnitten zugeordnet sind, die nebeneinander auf derselben Randseite der Resonatorplatte (1) vorgesehen sind (Fig. 3).

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5. Resonatorplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus Quarz bestehenden Resonatorplatte (1) mit rechteckigem Umriß, deren große Oberflächen (2,3) sich parallel zur kristal- !©graphischen χ,ζ'-Ebene erstrecken, die den Anschlußorgan-Randabschnitten zugeordneten Abflachungen (6,7) an einer parallel zur x-Richtung sich erstreckenden Randseite der Resonatorplatte (1) vorgesehen sind.
6. Resonatorplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randabflachungen (6,7) einen konkaven, konvexen oder gestuften Verlauf aufweisen.
7. Resonatorplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abflachungen (6,7) nur über einen Teil der Dicke der Resonatorplatte (1) erstrecken.
8. Resonatorplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anregungselektroden jeweils den gesamten, nicht abgeflachten Bereich der großen Oberflächen bedecken.

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