DE3038262A1

DE3038262A1 - Baueinheit mit piezoelektrischem schwinger

Info

Publication number: DE3038262A1
Application number: DE19803038262
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: JPS57127315A

Description

Baueinheit mit piezo'elektrischem Schwinger.
Die Erfindung bezieht sich auf Baueinhejten mit einer auf einem Substrat befindlichen elektronischen Generator- und/oder Verstärker- und/oder Teilerschaltung und mit einem oder mereren piezoelektrischen Schwingern, insbesondere mit Quarz-oder Piezokeramikschwingern. Solche Baueinheiten können z..
aus einem Quarzoszillator mit einer Teilerschaltung bestehen, deren Ausgang einer Quarzuhr alle Sekunden einen Fortschaitimpuls liefert> -oder aus einer Verstärkerschaltung mit einem oder mehreren Filterschwingern u.s.w Für eine Integration der Schwingelemente in den Schaltungsaufbau tritt die Schwierigkeit auf, daß das Schwingelement mit seiner Halterung entweder in eine im Schaltungsaufbau vorgesehene Fassung eingesteckt oder in die Schaltung direkt eingelötet werden muß, wobei dann seine relativ großen Abmessungen einer Miniaturisierung entgegenstehen.
Die.Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe eine halterung der Schwingelemente anzugeben, die es:ermöglicht, das Schwingelement direkt in eine auf einem Substrat mit diskreten Bauelementen oder unter Einsatz integielter Halbleiterchips und auch in Dünn- oder Dickfilmtechnik aufgebaute Anordnungen ZU integrieren. Die Lösung dieser Aufgabe ist den Ansprüchen zu entnehmen.
I)ie Erfindung soll nun an Eland von in den Figuren dargestellten Beispielen eingehend beschrieben werden. Es zeigen dabei: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Baueinheit mit einem durch Klötzchen auf dem Substrat befestigten plattenförmigen Schwinger mit etwa quadratischem Umriß.
Fig. 2 einen plattenförmigen Schwinger mit kreisförmigen Umriß und Befestigungsklötzchen.
lig. 3 einen plattenförmigen an Noppen des Substrats befestigten Schwinger im Schnitt.
Jig. 4 eine Skizze für eine Reihenanordnung solcher Baueinheiten für eine automatisierte Fertigung.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Baueinheit, bei der auf einem Substrat 3 ein plattenförmiger Schwinger 1 mit etwa quadratischem Umriß mittels Distanzklötzchen 4 in seinen schwingungsneutralen Bereichen befestigt ist. Über diese Klötzchen 4 erfolgt gleichzeitig auch die Verbindung der Lilektrodenbeläger des Schwingers 1 mit auf dem Substrat 5 befindlichen Leiterbahnen 9. Die Klötzchen 4 können dabei durchweg aus einem Leitermaterial oder auch aus einem Isolierstoff mit ganz oder teilweise metallisierter Oberfläche bestehen. Sie werden mit den Leiterbahnen des Substrats 3 und mit den Anschlüssen der Elektrodenbeläge durch Löten oder Verkleben mittels eines Leitklebers verbunden (5). Mit 2 ist eine elektronische Schaltung bezeichnete die, wie in der Fig. 1 angedeutet, aus einet integrierten Schaltkreis bestehen aber ebenso mit diskreten#schaltelementen aufgebaut oder aus im Schichttechnik aufgebrachten Leitern, Widerständen und Kapazitäten mit aufgesetzten Ijaibleiterelementen hergestellt sein kann. Das Substrat 3 kann dabei eine übliche gedruckte Schaltung, also eine mit tupfer kaschierte Isolierstoffplatte z.13.
aus mit Glasgewebe verstärktem Epoxyharz sein, bei der die nicht für Leiterbahnen benötigten Kupferbauteile weggeätzt wurden, es können aber auch die Leiterbahnen nach einem der bekannten Verfahren aufgebracht sein Das Substrat 3 kann aber auch eine Keramikplatte mit Leiterbahnen 9 oder der Film einer Dünn- oder Diclzfilmscllaltung sein. Durch die Klötzchen 4 muß die dem Substrat-3 zugekehrte Flache des Schwingers 1 zu diesem einen solchen Abstand aufweisen, daß durch das zwischen Schwinger 1 und Substrat 3 befindliche Luftpolster keine unerwünschte Dämpfung des Schwingers X erfolgt.
Figur 2 zeigt nun eine Variante der erfindungsgemäßen Baueinheit mit einem plattenförmigen Schwinger 1 mit kreisförmigen Umriß. Für diese Figur wurden ebenso wie für die weiteren die gleichen Bezugszeichen verwendet wie für die Figur 1. Da der einzige i#auunterscnied nur in der Schwingerform besteht, wurde auch nur der Schwinger 1 dargestellt. Da bei diesem kreisförmigen Schwinger 1 der Kreisrand schwingungsneutrale Zone ist, kann die Befestigung auf dem Substrat 3 mittels dreier Klötzchen 4 erfolgen.
Figur 3 zeigt nun eine weitere Befestigungs- und Kontaktierungsart für einen plattenförmigen Schwinger 1 als Schnitt. In einem Substrat 3 sind entweder gleich bei der herstellung oder, falls es das Material erlaubt, am zugetschnittenen Teile durch @erausdrücken Noppen 4 angebracht worden, die in Lage, Höhe und Wirkung den Klötzchen der Figuren J und 2 entsprechen.
Normalerweise sind die erfindungsgemäi\'en Baneinheiten dem Trend der Zeit folgend sehr klein. So ist z.B. das für die Figur 1'gewählte Beispiel die elektronische Schaltung für eine Quarzuhr mit einem Quarzschwinger 1 ft 4 194,304 kHz-222 llz und einem IC 1115 in Chipform, der außer der Generatorschaltung, noch eine Teilerschaltung auf 1 Hz aufweist. Die ganze Anordnung ist dabei auf eine Fläche von etwa 1,5 cm2 aufgebaut.
I)a diese Baueinheit ein Massenartikel ist und bei ihrer tlerstellung eine weitgehend automatisierte Bestückung und Verarbeitung angestrebt werden muß, ist es wünschenswert eine möglichst große Anzahl von Einzelbauainheiten zusammenhängend zu fertigen. Figur 4 zeigt hierfür Beispiele. Es können z.B. die einzelnen Baueinheiten durch Stege 11 miteinander verbunden sein, oder es können, wie darunter dargestellt, an den Trennstellen im Substrat 3 Rillen AO vorgesehen sein, sodaß sich die einzelnen Baueinheiten leicht voneinander trennen lassen.

Claims

Pa tentansprüche: t 1 Baueinheit mit einer auf einem Substrat befindlichen elektronischen Generator- undloder Verstärker- und/oder Teilerschaltung und mit einem oder mehreren piezoelektrische Schwingern, insbesondere mit Quarz- oder Piezokeramikschwingern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwinger mit schwingungsneutralen Zonen auf Niveauerhöhungen des Substrats aufliegen und befestigt sind, und daß ihre Llektrodenbe#äge über diese Auflagestellen durch Leiterbahnen mit der Schaltung verbunden sind.
2) Baueinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g X k e n n z e #- c h n e t, daß die Niveauerhöhungen aus auf dem Substrat befindlichen Noppen bestehen.
3) Baueinheit nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Noppen aus dem Substrat herausgedrückt sind
4) Baueinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c.h n e t, daß die Niveauerhöhungen durch Aufsetzen von Klötzchen auf das Substrat realisiert sind.
5) Baueinheit nach Anspruch 1 oder einem der nachgeordneten Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß auf einem Substrat mehrere Baueinheiten nebeneinander angeordnet sind.

und daß Trennstellen zwischen den einzelnen Einheiten vorgesehen sind.