DE3210578A1

DE3210578A1 - Schwingquarz

Info

Publication number: DE3210578A1
Application number: DE19823210578
Authority: DE
Inventors: Osamu Tokyo Ochiai
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1982-11-04
Also published as: GB2098395A; CH653209GA3; FR2502867B1; US4447753A; GB2098395B; FR2502867A1

Description

D I P L - P H Y S. F. E N D L I CTH gering **22. März 1982 E/m

PATENTANWALT

TELEFON: MÖNCHEN W 38 38

PHONE:

SSÄST PATENOUCHMONCHEN

DIPL-PHYS. F. ENDLICH. POSTFACH. D-8034 SERMERINS

TELEX: B2 1730 pit· D

Meine Akte: D-4951

Anmelderin: Kabushiki Kaisha Daini Seikosha, Tokyo, Japan

Schwingquarz

Die Erfindung betrifft einen Schwingquarz mit GT-Schnitt.

Schwingquarze miteinem GT-Schnitt benützen bekanntlich eine Frequenzcharakteristik mit einer geringen Temperaturabhängigkeit. In einem Temperaturbereich zwischen O und 100 C beträgt die Frequenzänderung zwar 1-2 ppm.

Fig. 1 zeigt die Schnittrichtungen eines Quarzresonators mit GT-Schnitt. Die Y-Platte wird um die X-Achse um einen Winkel ψ = 49° - 56° gedreht und als in der neuen XZ'-Ebene um den Winkel θ = +(40° - 50°) gedrehte Platte ausgeschnitten. Die Resonanzabstimmung des Schwingquarzes mit GT-Schnitt erfolgt durch Koppelung von zwei Längsschwingungen, die von der Breite W bzw. der . Länge L der Platte abhängen. Die Frequenz-Temperaturcharakteristik hängt von dem Schnittwinkel γ und dem Seitenverhältnis r = W/L ab und eine sehr gute Temperaturcharakteristik kann erzielt werden, wenn r = 0,86 - O,98.

Fig. 2 zeigt Beispiele von Frequenz-Temperaturcharakteristiken unterschiedlicher Arten von Schwingquarzen. Die Kurve 1 zeigt die Temperaturcharakteristik eines Stimmgabel-Biegeschwingers für Armbanduhren, Kurve 2 die Temperaturcharakteristik eines Dickenscher schwin ge rs mit einem AT-Schnitt, der für private Instrumente verwendet wird, und die Kurve 3 zeigt die Temperaturcharakteristik eines bekannten Flächenscherschwingers mit einem GT-Schnitt.

Zur Anpassung an den Verwendungszweck ist es im allgemeinen erforderlich, eine gewünschte Resonanzfrequenz einzustellen. Bei Schwingquarzen für Verwendungszwecke mit hoher Präzision ist es wünschenswert, eine Frequenzdispersion von weniger +(1O - 20) ppm einzustellen. Die Temperaturcharakteristik des Schwingquarzes mit GT-Schnitt ist jedoch äußerst empfindlich für den Koppelungszustand zwischen den beiden Schwingungsformen, so daß die Einstellung der Frequenz ohne Verschlechterung der Temperaturcharakteristik sehr schwierig ist. Bei durch mechanische Bearbeitung hergestellten verhältnismäßig großenrechteckförmigai Schwingquarzen mit GT-Schnitt erfolgt eine grobe Frequenzeinstellung durch Schleifen der kurzen Seite, wonach das Verhältnis W/L durch Schleifen der langen Seite eingestellt wird. Eine genauere Frequenzeinstellung erfolgt durch Schleifen der kurzen Seite und das Verhältnis W/L wird durch Schleifen der langen Seite eingestellt. In dieser Weise wird die gewünschte Temperaturcharakteristik erzielt und die Frequenz wird durch fortschreitendes Abschleifen jeder Seite eingestellt. Nachteile dieses Verfahrens sind darin zu sehen, daß die Bearbeitung schwierig und langwierig ist, daß ein verhältnismäßig großer Ausschuß anfällt, daß eine Massenproduktion nicht ohne weiteres möglich ist und daß die Herstellungskosten entsprechend hoch sind.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Schwingquarz mit einem GT-Schnitt anzugeben, der eine miniaturisierte Größe aufweist und sehr dünn ist, und der insbesondere in vereinfachter Weise eine'genaue Einstellung der Frequenz mit weitgehender Temperaturunabhängigkeit der Frequenz ermöglicht.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der. Schnittrichtungen bei einem Schwingquarz mit einem GT-Schnitt;

Fig. 2 eine grafische Darstellung der Temperaturabhängigkeit der Frequenz bei unterschiedlichen Schwingquarzen mit GT-Schnitt;

Fig. 3a eine Draufsicht und Fig. 3b eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Schwingquarzes gemäß der Erfindung;

Fig. 4a eine Teilansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise eines

Fig.	6a
Fig.	7
Fig.	8a
Fig.	9
Fig.	11

Schwingquarzes gemäß der Erfindung;

Fig. 4b eine grafische Darstellung der Frequenzabweichungen in Abhängigkeit von der Temperatur;

Fig. 4c eine grafische Darstellung der Frequenzabweichungen der Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der Anordnung un*- terschiedlicher Massen;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels ;

- 6d Draufsichten auf weitere Ausführungsbeispiele; eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel; und 8b Schnittansichten abgewandelter Ausführungsbeispiele;

und 10 grafische Darstellung der Frequenzabweichung in Abhängigkeit von der Anordnung von Massen; eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Frequenzeinstellung bei einem Schwingquarz gemäß der Erfindung;

Fig. 12a und 12b teilweise weggebrochen dargestellte Schnittansichten mit unterschiedlichen Anordnungen von Masken bei einem fotolithografischen Verfahren zur Herstellung eines Schwingquarzes gemäß der Erfindung;

Fig. 13 und 14 eine Draufsicht auf einen Schwingquarz gemäß der Erfindung bei unterschiedlichen Schwingungszuständen;

Fig. 15 und 16 grafische Darstellungen der Frequenzänderung bei Längsschwingungen entlang der kurzen und der langen Seite bei einer Entfernung der Massen;

Fig. 17a und 17b Draufsichten auf zwei weitere Ausführungsbeispiele und

Fig. 18a und 18b Fig. 17 entsprechende Seitenansichten.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Schwingquarz mit einem rechteckförmigen Resonanzteil 4 vorgesehen, der eine Länge L und eine Breite W aufweist. Etwa im Zentrum der kurzen Seiten sind Stützteile 7 mit Hilfe von Brückenteilen 6 angeordnet. Die Frequenz der Längsschwingungen der kurzen Seiten, welche Schwingung die Hauptschwingungsform ist, hängt von der Breite W ab. Die Frequenz der Schwingungen der langen Seiten, welche Schwingung mit der ersten Schwingung gekoppelt ist, hängt von der Länge L ab. Nahezu auf der gesamten Fläche der Oberseite

und Unterseite des Resonanzteils 4 ist jeweils eine Elektrode 5 vorgesehen. Wie aus Fig. 3a und 3b ersichtlich ist, sind die beiden Elektroden 5 relativ zueinander in Richtung auf die Stützteile 7 verschoben angeordnet. Die beiden Elektroden können jedobh auch über und unter demselben Stützteil angeordnet sein.

Anhand der Fig. 4 soll die Einstellung der Frequenz und der Temperaturcharakteristik bei dem Schwingquarz in Fig. 3 erläutert werden. Fig. 4a zeigt eine schematische Darstellung der oberen Hälfte des Schwingquarzes in Fig. 3. Fig. 4b zeigt die Abweichungen des primären Temperaturkoeffizienten tx. und des sekundären Temperaturkoeffizientenβ , wenn entlang der langen Seiten des Resonanzteils 4 in der Nähe der Stellen A-E aufgetragene Massen mit Hilfe eines Laserstrahls oder eines sonstigen Verfahrens entfernt werden. Wenn Masse in der Nähe der Stelle A entfernt wird, ändern sich die beiden Koeffizienten V und & stark..in der negativen Richtung. Wenn Masse in der Nähe der Stelle C entfernt wird, erfolgt eine Änderung der beiden Koeffizienten in der positiven Richtung. Bei einer Entfernung von Masse in der Nähe der Stellen B und D erfolgt keine Änderung der beiden Koeffizienten, so daß sich dann die Temperaturcharakteristik nicht ändert.

Fig. 4c zeigt die Abweichung der Hauptresonanzfrequenz, wenn Massen in der Nähe der Stellen A-E entfernt werden. Aus der grafischen Darstellung ist ersichtlich, daß die Hauptresonanzfrequenz durch Entfernung von Masse an irgendeiner Stelle der Stellen A-E erfolgt. Deshalb kann durch Ausnutzung des Effekts, daß die Hauptresonanzfrequenz ohne Änderung der Temperaturcharakteristik geändert werden kann, wenn Masse in der Nähe der Stellen B und D entfernt wird, die Temperaturcharakteristik und die Frequenz mit Hilfe der folgenden Verfahren oder Kombinationen davon eingestsLlt werden. (1.) Massen werden in der Nähe der Stellen B, C und D aufgetragen, und die Masse des Punkts C wird entfernt, um die Temperaturcharakteristik einzustellen. Dann wird die Frequenz durch die Masse in der Nähe der Stelle B oder D eingestellt. (2.) Die Massen werden in der Nähe der Stellen A, B, D und E aufgetragen und die Massen an den Stellen A und/oder E werden entfernt, um die Temperaturcharakteristik einzustellen. Dann wird die Frequenz durch Entfernung der Massen in der Nähe der Stellen B und D eingestellt.

Eine Einstellung kann jedoch nicht nur mit Hilfe einer Entfernung von Masse erfolgen, da dergleiche Effekt erzielt werden kann, indem Masse im Vakuum aufgedampft oder aufgesprüht wird, bei welchem Verfahren jedoch die Änderung der beiden Koeffizienten in der entgegengesetzten Richtung erfolgt.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Massen 10, 11 und 12 entlang den langen Seiten des Resonanzteils 4 vorgesehen. Die Elektrode 5 ist im Bereich der Massen 10, 11 und .12 ausgespart, bedeckt aber die übrige Oberfläche des Resonanzteils 4 und erstreckt sich über den Brückenteil 6 zu dem Stützteil 7. Bei· diesem Ausführungsbeispiel wird die Hauptresonanzfrequenz durch die Massen 10 und/oder 12 nach Einstellung der Temperaturcharakteristik durch die Masse 11 eingestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6a dienen die Massen 9 und zur Änderung der Temperaturcharakteristik in der negativen Richtung, und die Massen 10 und 12 zur Einstellung der Hauptresonanzfrequenz ohne Änderung der Temperaturcharakteristik. Die Temperaturcharakteristik wird durch die Massen 9 und/oder 13 und dann die Frequenz durch die Massen 10 und/oder 12 eingestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6b sit eine Anordnung von Massen 9-13 entlang den beiden langen Seiten des Resonanzteils vorgesehen und die Temperaturcharakteristik kann in der positiven bzw. negativen Richtung durch die Massen 9 und 13 eingestellt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6c sind auf der einen Seite nur die Massen 11 und 12 und auf der anderen Seite nur die Massen 10 und 11 vorgesehen. Die Temperaturcharakteristik wird durch die Massen 10 und 12 und die Frequenz durch die Masse 11 eingestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6d ist eine getrennte Anordnung von Massen vorgesehen. Die Temperaturcharakteristik wird durch die Massen 9 und 13 und die Frequenz durch die Masse 11 eingestellt. Die Frequenz und die Temperaturcharakteristik werden eingestellt, indem die Massen auf jedem Befreich von mindestens vier Bereichen an Stellen aufgetragen werden, wo sich die Temperaturcharakteristik nicht ändert, und in sechs Bereichen, wo sich die Temperaturcharakteristik ändert. Wie aus Fig. 6a - 6d er-

sichtlich ist, können die Massen getrennt oder zusammenhängend aufgetragen werden. Dergleiche Effekt wird ferner erzielt, wenn die Massen auf beiden Seiten oder auf nur einer Seite des Resonanzteils aufgetragen werden.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Schwingquarzes mit GT-Schnitt sind Stützteile 15 in der Nähe der Mitte der kurzen Seiten eines Resonanzteils 14 vorgesehen und einstückig mit diesem ausgebildet. Nahezu auf der gesamten Oberseite und Unterseite des Resonanzteils 14 ist jeweils eine Elektrode 16 aufgetragen. Es sind Aussparungen für Massen 17 und 18 vorgesehen, die zur Einstellung der Frequenz und der Temperaturcharakteristik dienen. Die beiden Elektroden 16 sind in entgegengesetzten Richtungen zueinander versetzt, so daß sie sich über den einen bzw. den anderen Stützteil 15 erstrecken. Die Massen 17 für die Frequenzeinstellung sind entlang den Schwingungsknoten der Längsschwingung aufgetragen und die Massen 18 für die Einstellung der Temperaturcharakteristik sind in den vier Ecken des Resonanzteils 14 aufetragen.

Wie aus Fig. 8a ersichtlich ist, können die Massen 17 und 18 nur auf der einen Seite oder entsprechend Fig. 8b auf beiden Seiten des Resonanzteils 14 aufgetragen werden.

Fig. 9 zeigt die Frequenzabweichung der Frequenzen H bzw. L_p für die Längsschwingung der kurzen bzw. der langen Seite des Schwingquarzes in Abhängigkeit von dem Gewicht der für die Frequenzeinstellung entfernten Massen 17 in Fig. 7, bezogen auf die betreffenden Frequenzen vor der Entfernung der Massen 17. Die Kurve 19. zeigt die Frequenzabweichung bei der Schwingungsform der kurzen Seite und die Kurve 20 die Frequenzabweichung bei der Schwingungsform der langen Seite. Die Frequenz H„ der Schwingungsform der kurzen Seite steigt entsprechend der Kurve 19 nahezu linear mit der Entfernung der Massen 17 an. Die Frequenz L„ der Schwingungsform dar langen Seite fällt entsprechend der Kurve 2O nur geringfügig mit der Verringerung der Massen 17 ab.

Fig. 10 zeigt die Frequenzabweichung der Schwingungsform der kurzen bzw. langen Seite in Abhängigkeit von der Verringerung des Gewichts der Massen 18 bei der Einstellung der Temperaturcharakteristik beim Ausführungsbeispiel in Fig. 7. Die Kurve 19 zeigt die

Frequenzabweichung bei der Schwingungsform der kurzen Seite und die Kurve 20 die Frequenzabweichung bei der Schwingungsform der langen Seite. Die Frequenz H_ und auch die Frequenz L„ steigt

Γ Jt

jeweils nahezu linear mit der Verringerung der Massen 18 an. Die Frequenzabweichung bei der Schwingungsform der langen Seite beträgt weniger als die Hälfte der Frequenzabweichung bei der Schwingungsform der kurzen Seite. Aus Fig. 9 und 10 ist ersichtlich, daß die Frequenzen der beiden Längsschwingungen durch Verringerung der Massen 17 und 18 geändert werden können. Es ergibt sfah dadurch dergleiche Effekt wie bei der Änderung der Koppelung der beiden Längsschwingungsformen durch Änderung des Seitenverhältnisses r = W/L in Fig. 3a. Deshalb können die Temperaturcharakteristik der Hauptschwingung der kurzen Seite und die Frequenz H„ auf den gewünschten Wert eingestellt werden, indem eine Entfernung von Massen 17 und 18 erfolgt, ohne daß also eine Änderung des Seitenverhältnisses erforderlich ist.

Fig. 11 betrifft die Frequenzeinstellung bei einem Schwingquarz gemäß der Erfindung. Das Bezugszeichen 23 kennzeichnet den gewünschten Wert der Frequenz H der Hauptschwingungsform der kurzen Seite. Das Bezugszeichen 24 kennzeichnet den gewünschten Wert der Resonanzfrequenz L„ der Schwingungsform der langen Seite,

Jc

falls die beiden Längsschwingungsformen dieselbe Koppelung wie das optimale Seitenverhältnis mit einer sehr guten Temperatur-· charakteristik aufweist. D kennzeichnet den Zustand vor der Frequenzeinstellung. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet den durchschnittlichen Wert der Frequenz der Schwingungsform der kurzen Seite und" das Bezugszeichen 31 bezeichnet dessen Dispersion. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet den Durchschnittswert der Frequenz der Schwingungsform der langen Seite und das Bezugszeichen 32 bezeichnet dessen Dispersion. Vor der Frequenzeinstellung D werden die Massen 17 und 18 in Fig. 7 aufgetragen, so daß die beiden Frequenzen niedriger als die gewünschten Werte sein können. Dann wird die Frequenz L' der S chwingungs form der langen Seite auf den gewünschten Wert 24 durch Entfernung der Massen 18 zur Einstellung der Temperaturcharakteristik eingestellt. Durch die Linie E in Fig. 11 sind die Frequenzen der Schwingungsform der kurzen bzw. langen Seite nach Entfernung der Massen 18 gekennzeichnet. Dann wird die Frequenz H_p der Schwingungsform der kurzen Seite auf

den gewünschten Wert 23 durch Entfernung der Massen 17 in Fig. 7 für eine Frequenzeinstellung eingestellt. Durch die Linie F werden die Frequenzen der Schwingungsform der kurzen Seite und der langen Seite nach Entfernung der Massen 17 gekennzeichnet. Deshalb ist es mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens möglich, in verhältnismäßig einfacher und kostensparender Weise Schwingquarze mit einem sehr geringen Temperaturkoeffizienten herzustellen.

In Verbindung mit Fig. 12 soll ein fotolithografisches Verfahren zur Herstellung eines Schwingquarzes gemäß der Erfindung erläutert werden. Fig. 12 zeigt eine dünne Quarzplatte 25, obere und untere Masken 26, und Ätzabschnitte 27 der Quarzplatte. Die Ätzgeschwindigkeit ist am größten in Richtung der Z-Achse (optische Achse). Wenn sich die obere und untere Maske in einer Richtung senkrecht zu der Quarzplatte einander überlappen, wird der Ätzabschnitt 27 der von der X-Achse um den Winkel ^V gedrehten Quarzplatte ungleichmäßig, so daß eine genaue Dimensionierung nicht ohne weiteres erzielt werden kann, wie aus Fig. 12a ersichtlich ist. Deshalb wird bei der Herstellung eines Schwingquarzes gemäß der Erfindung die obere Maske relativ zu der unteren Maske entlang der 2'-Richtung um eine Verschiebungslänge 1 verschoben, damit ein ebener Ätzabschnitt hergestellt werden kann, wie aus Fig. 12b ersichtlich ist. Die relative Verschiebungslänge 1 = t/tanT/ wobei ^V der Winkel zwischen der Z-Achse und der Quarzplatte ist und t die Dicke der Quarzplatte. Deshalb kann bei einer derartigen Verschiebung der Masken bei der Herstellung eines Schwingquarzes eine sehr genaue Ausbildung erzielt werden, was zur Erzielung einer sehr guten Temperaturcharakteristik beiträgt.

Die Fig. 13 und 14 dienen zur Erläuterung der Schwingungsform der langen Seite und der Schwingungsform der kurzen Seite eines Schwingquarzes gemäß der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Resonanzteil 34 mit einstückig daran ausgebildeten Stützteilen 37 vorgesehen. Die nicht dargestellten Elektroden bedecken den größten Teil der Oberseite und der Unterseite des Resonanzteils 34 und erstrecken sich über beide Stützteile 37. In der Nähe der Schwingungsknoten der Längsschwingung auf der langen Seite und der kurzen Seite sind gestrichelt dargestellte Bereiche 35 und 36 vorgesehen, in denen zum Zwecke der Frequenzeinstellung Massen aufgetragen bzw. entfernt werden.

Fig. 13 zeigt den Schwingungszustand der Längsschwingung der kurzen Seite, bei dem die Bereiche 35 stark verschoben werden, während die Bereiche 36 in der Nähe des Schwingungsknotens der Längsschwingung der kurzen Seite nur wenig verschoben sind. Deshalb wird die Frequenz H_ der Längsschwingung der kurzen Seite durch

das Gewicht der Massen geändert, aber nur wenig durch die Massen in den Bereichen 36 beeinflußt.

Fig. 14 zeigt den Schwingungszustand der Längsschwingung der langen Seite, bei dem die Bereiche 35 in der Nähe des Schwingungsknotens der Längsschwingung der langen Seite nur wenig verschoben werden, während die Bereiche 36 stark verschoben werden. Daraus ist ersichtlich, daß die Frequenz L„ der Schwingungsform der lan-

gen Seite durch Erhöhung oder Verringerung des Gewichts der Massen in den Bereichen 36 in Fig. 14 verringert oder erhöht werden kann, während die Massen in den Bereichen 35 keinen Einfluß ausüben.

Die grafischen Darstellungen in Fig. 15 und 16 zeigen die Änderung der Frequenzen H und L„, wenn die Masse in den Bereichen 35 in Fig. 13 und 14 verringert wird (Fig. 15)., während Fig. 16 die Verringerung der Masse in Bereichen 36 betrifft. Deshalb können die Frequenzen H_x, und L„ unabhängig voneinander durch zusätzlich aufgetragene Masse oder durch Entfernung von aufgetragener Masse auf dem Resonanzteil 34 eingestellt werden, wodurch die Koppelung zwischen den beiden Längsschwingungsformen geändert wird. Deshalb kann mit diesem Verfahren das Gleiche erreicht werden, wie mit den bekannten mechanischen Verfahren, bei dem das Seitenverhältnis der Quarzplatte durch Schleifen und Polieren geändert wird.

Bei dem in Fig. 17a dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Resonanzteil 34 und die Stützteile 37 wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 13 und 14 ausgebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 17a sind jedoch die Massen 35 und 36 entlang den Schwingungsknoten der Schwingungsform entlang der langen Seite und der kurzen Seite vorgesehen, wodurch eine noch genauere Frequenzeinstellung möglich wird. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 17b sind die Massen 35 zur Einstellung der Frequenz der einen Schwingungsform (der Längsschwingung der kurzen Seite bei diesem Beispiel) rechtwinkelig zu der Resonanzrichtung verlängert, wodurch die Frequenz der einen Schwingungsform stärker geändert werden

Die Querschnitte in Fig. 18 dienen zur Erläuterung, daß derglei-

che Effekt erzielt werden kann, wenn die Massen wie in Fig. 18a

auf der einen Seite oder wie in Fig. 18b auf beiden Seiten des Resonanzteils aufgetragen werden.

Gemäß der Erfindung kann deshalb die Frequenz und die Temperaturcharakteristik der Frequenz genau und in einfacher Weise eingestellt werden, indem Massen aufgetragen oder ganz oder teilweise wieder entfernt werden. Da die Frequenz und die Temperaturcharakteristik sich linear mit dem Zusatz oder der Entfernung von Massen ändern, ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung der Einstellung und das Herstellungsverfahren kann ohne weiteres automatisiert werden. Nach der Einstellung der Temperaturcharakteristik erfolgt unabhängig davon eine Frequenzeinstellung. Deshalb können derartige Schwingquarze mit einem GT-Schnitt wesentlich kostensparender hergestellt werden.

Derartige Schwingquarze können ferner sehr genau mit Hilfe fotolithografischer Verfahren in Massenproduktion hergestellt werden, wonach die Frequenz und die Temperaturcharakteristik in der beschriebenen Weise eingestellt werden, ohne daß mechanische Schleif- und Polierarbeiten zur Änderung des Seitenverhältnisses erforderlich sind.

Durch eine genaue Einstellung der Temperaturcharakteristik ist auch eine Miniaturisierung derartiger Schwingquarze mit einem GT-Schnitt möglich, was besonders vorteilhaft bei der Verwendung derartiger Schwingquarze in Quarzuhren und Meßinstrumenten ist.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Schwingquarz mit GT-Schnitt bestehend aus einem aus einer dünnen Quarzplatte hergestellten Resonanzteil und einstückig damit ausgebildeten Stützteilen, dadurch gekennzeichnet, daß entlang den Enden der langen Seiten des Resonanzteils Massen an Stellen aufgetragen sind, durch die die Frequenz-Temperaturcharakteristik nicht geändert wird, und/oder an Stellen, durch die die Frequenz-Temperaturcharakteristik geändert wird.

Schwingquarz nach Anspruch 1, dadurch ge,kennzeichnet, daß die Massen zur Einstellung der Frequenz oder der Frequenz-Temperaturcharakteristik auf mindestens einem Bereich in der Nähe des Zentrums der langen Seite des Resonanzteils und auf mindestens einem Bereich in der Nähe der vier Ecken des Resonazteils■aufgetragen sind.

Schwingquarz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden nahezu die gesamte Oberfläche des Resonanzteils bedecken und im Bereich der zur Einstellung der Frequenz und der Frequenz-Temperaturcharakteristik aufgetragenen Massen Ausnehmungen aufweisen.

Schwingquarz mit GT-Schnitt entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei dem eine Koppelung zwischen zwei Längsschwingungsformen vorgesehen ist, die von den kurzen Seiten und den langen Seiten des Resonanzteils abhängen, dadurch

gekenn zeichnet, daß auf mehreren Stellen des Resonanzteils zur Frequenzeinstellung dienende Massen aufgetragen und/oder entfernt sind, um die Koppelung der beiden Längsschwingungsformen durch Änderung deren Frequenzen zu ändern und die Frequenz-Temperaturcharakteristik einzustellen.

Schwingquarz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen für die Frequenzeinstellung in der Nähe der Schwingungsknoten der beiden Längs s chwingungsformen vorgesehen sind.

Schwingquarz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zei chnet, daß die Massen· für die Frequenzeinstellung auf derselben Oberfläche des Resonanzteils aufgetragen sind. _?

Schwingquarz nach Anspruch 4 oder 5,- dadurch gekennzeichnet, daß die Massen für die Frequenzeinstellung auf beiden Seiten des Resonanzteils aufgetragen sind.

Verfahren zur Herstellung eines Schwingquarzes mit einem GT-Schnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem fotolithografischen Verfahren, bei dem Masken auf gegenüberliegenden Seiten einer dünner Quarzplatte angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Masken mit einem Verschiebungsabstand 1 = t/tanV angeordnet · werden, wobei Y der Drehwinkel (49 - 56 ) der Quarzplatte und t die Dicke der Quarzplatte ist.