DE3038261A1

DE3038261A1 - Baueinheit mit piezoelektrischen resonatoren

Info

Publication number: DE3038261A1
Application number: DE19803038261
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(Grad.) 1000 Berlin Briese
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1980-10-10
Publication date: 1982-04-29
Also published as: FR2492192A1; JPS57127316A; US4450377A

Description

3 Q 0

B O *

W.Briese-14

Baueinheit mit piezoelektrischen Resonatoren

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Baueinheit mit einer auf einem Substrat befindlichen elektronischen Oszillator und/oder Verstä'rker- und/oder Teilerschaltung und einem oder mehreren piezoelektrischen Resonatoren, insbesondere Quarz- oder Piezokeramikresonatoren_s die durch in den schwingungsneutralen Zonen der Resonatoren aufliegende Klötzchen auf dem Substrat befestigt sind. Eine solche Baueinheit ist Gegenstand der gleichrangigen Anmeldung P (W.Briese 13).

In Figur 1 ist nun als Ausschnitt die Oszillatorschaltung eines Quarzuhrbausteines dargestellt. Die weiteren Teilerstufen., die auf einem für diese Zwecke eingesetzten integrierten Schaltkreis wie z.B. den IC 1115 in Chipform noch vorhanden sind_s sind dabei nicht dargestellt. Die benötigten Lastkondensatoren C, , und C, ^ lassen sich im integrierten Schaltkreis infolge dessen sehr niedriger Versorgungsspannung nur sehr schwer und mit schlechten Güten als Sperrkapazitäten realisieren. Sie mußten deshalb als konkrete Bauelemente in die Bausteinschaltung eingefügt werden. Entsprechend werden auch beim Aufbau von Filterschaltungen mit piezoelektrischen Resonatoren Kapazitäten benötigt₅ die ebenfalls mit konkreten Bauelementen realisiert werden müßten.

Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb zur.Aufgabe diese Kapazitäten in die Halterung der verwendeten piezoelektrischen Resonatoren zu integrieren, so daß für sie keine neuen speziellen Bauelemente eingesetzt werden müssen, die zusätzlichen Raum zu ihrer Unterbringung beanspruchen. Die Lösung dieser Aufgabe ist dabei den Ansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung soll nun an Hand der in den Figuren dargestellten Beispiele beschrieben werden. Es zeigt dabei.
Fig.l das schon erwähnte Oszillatorschaltbild

Fig.2 einen erfindungsgemäßen Baustein mit als Kondensator ausgebildeten Klötzchen

ZT/P-Dr.Le/Chr

Stuttgart, 26. August 1980 ./.

W.Briese-14

Fig.3 die Verwendung eines solchen Klötzchens für den galvanischen und den kapazitiven Anschluß eines Resonatorbelages.

In Figur 2 ist nun mit 1 ein piezoelektrischer Resonator, mit 2 eine integrierte elektronische Schaltung und mit 3 das Substrat, auf dem Resonator und Schaltung aufgebaut sind, bezeichnet. Der plattenförmige Resonator 1 ist mittels Klötzchen auf dem Substrat 3 befestigt. Die Klötzchen sind dabei in schwingungsneutralen Zonen des Resonators 1 angebracht. Die Klötzchen 4 sind dabei als Kondensatoren ausgebildet und legen dabei z.B. die Elektrodenbelä'ge des Resonators 1 kapazitiv hochohmig über Leiterbahnen an Masse, wie Fig.l zeigt. Klötzchen 5 bestehen dann durchweg aus einem Leitermaterial, oder auch aus Isolierstoff mit ganz oder teilweise metallisierter Oberfläche und verbinden die Elektrodenbeläge galvanisch mittels zugeordneten Leiterbahnen 9 mit der elektronischen Schaltung 2. Hierbei kann das Substrat 3 eine übliche gedruckte Schaltung, also z.B. eine mit Kupfer kaschierte Isolierstoffplatte sein, bei der die nicht als Leiterbahnen 9 verwendeten Kupferbauteile weggeätzt wurden, es können aber die Leiterbahnen auch nach einem der bekannten Verfahren anderweitig aufgebracht sein. Das Substrat kann aber auch eine Keramikplatte mit Leiterbahnen 9 oder der Film einer Dünn- oder Dickfilmschaltung sein. '

Es .brauchtwohl nicht besonders betont zu werden, daß durch die Klötzchen 4 und 5 die dem Substrat 3 zugekehrte Seite des Resonators L zu diesen einen solchen Abstand aufweisen muß, daß durch das zwischen Resonator 1 und Substrat 3 befindliche Luftpolster keine unerwünschte Dämpfung'des Schwingers 1 erfolgt. Entsprechend kann die elektronische Schaltung 2, wie in Fig.2 angedeutet, aus einem integrierten Schaltkreis bestehen, aber ebenso mit dis-

mif: kreten Schaltelementen aufgebaut oder auchVin Schichttechnik aufgebrachten Leitern und Widerständen mit aufgesetzten Halbleiterelementen hergestellt sein.

In dem Beispiel der Figur 2 werden nun für galvanische Verbindungen der Resonatorbeläge mit der Schaltung 2 Klötzchen 5 und für eine kapazitive Verbindung

W.Briese-14

Klötzchen 4 benötigt. Fig.3 zeigt nun_s wie beides durch als Kondensator ausgebildete Klötzchen 4 erfolgen kann. Für die Figur 3 wurden dabei die gleichen Bezugszeichen verwendet wie für die vorangehende. Der besseren Erkennbarkeit wegen wurde auch nur eine Resonatorecke mit einem Klötzchen dargestellt. Der galvanische Anschluß eines Elektrodenbelages des Resonators 1 erfolgt hier durch eine Verbindungsleitung zwischen dem mit .dem Elektrodenbelag des Resonators 1 verbundenen Kondensatorbelag des Klötzchens 4 und der zugeordneten Leiterbahn 9. Die Klötzchen 4 und 5 werden dabei mit dem zugehörigen Resonatorbelag und mit der entsprechenden Leiterbahn mittels eines Leitklebers oder durch Löten verbunden.

4 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen

Leerseite

Claims

STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT Stuttgart W.Briese-14 Patentansprüche

1.)/ Baueinheit mit einer auf einem Substrat befindlichen elektronischen Oszillator- und/oder Verstärker- und/oder Teilerschaltung und einem oder mehreren piezoelektrischen Resonatoren_s insbesondere Quarz- und Piezokeramikresonatoren₉ die durch in den schwingungsneutralen Zonen der Resonatoren aufliegende Klötzchen auf dem Substrat befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines dieser Klötzchen (4) als Kondensator (C, ρ C.p-··) ^r die elektronische Schaltung (2) auf dem Substrat (3) ausgebildet ist.

2,) Baueinheit nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein als Kondensator ausgebildetes Klötzchen 4 als Lastkondensator (C,, bzw. C, p) in einer auf dem Substrat (3) befindlichen, durch einen piezoelektrischen Resonator in der Schwingungsfrequenz stabilisierten Oszillatorschaltung dient_s und daß hierzu der dem Substrat (3) zugekehrte Kondensatorbelag mit Leiterbahnen (9) auf dem Substrat (3) und der dem Resonator (1) zugekehrte Kondensatorbelag mit einem Elektrodenbelag des Resonators (1) verbunden wird,

3.) Baueinheit nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet, daß außer den als Kondensator ausgebildeten Klötzchen (4) auch als Leiter ausgebildete Klötzchen (5) vorgesehen sind, durch die die Elektrodenbeläge des Resonators 1 mit Leiterbahnen (9) auf dem Substrat (3) galvanisch verbunden werden.

ZT/P-Dr.Le/Chr

Stuttgart, 26.August 1980 ./.

W.Briese-14

4.) Baueinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenbeläge des Resonators 1 mittels an den dem Resonator zugekehrten Kondensatorbelägen der als Kondensator ausgebildeten Klötzchen (4) angebrachten Anschlußleitungen galvanisch mit auf dem Substrat (3) aufgebrachten Leiterbahnen (9) verbunden werden.