DE602005005646T2

DE602005005646T2 - Piezoelektrischer Resonator und Anordnung mit dem in ein Gehäuse eingeschlossenen Resonator

Info

Publication number: DE602005005646T2
Application number: DE602005005646T
Authority: DE
Inventors: Silvio Dalla Piazza; Bruno Studer; Thomas LÜTHI
Original assignee: ETA Manufacture Horlogere Suisse SA
Current assignee: ETA Manufacture Horlogere Suisse SA
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: ATE390758T1; TW200721670A; EP1732219A1; CN1881791B; EP1732219B1; CN1881791A; TWI396381B; DE602005005646D1; HK1100501A1; JP2006345518A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft piezoelektrische Resonatoren und insbesondere Resonatoren mit kleinen Abmessungen, die in den meisten Fällen zur Herstellung von Frequenzgeneratoren vor allem für tragbare elektronische Geräte in zahlreichen Bereichen wie etwa dem Uhrenbau, der Informationstechnik, der Telekommunikation und dem Medizinbereich verwendet werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein solcher Resonator mit kleinen Abmessungen ist in dem im Namen des Anmelders eingereichten Dokument US 6.700.313 des Standes der Technik offenbart worden. Ein in 12 dargestellter Resonator 10, der in einem Gehäuse befestigt werden soll, umfasst einen als Stimmgabel ausgebildeten Teil mit zwei parallelen Armen 12, 14, die durch ein Verbindungsteil 16 miteinander verbunden sind und zwei Elektroden 20, 22 tragen, um sie in Schwingungen zu versetzen, wobei diese Elektroden mit Anschlussstücken 28, 30 verbunden sind, die elektrisch mit der Außenseite des Gehäuses verbunden werden sollen. Der Resonator 10 umfasst außerdem einen an dem Verbindungsteil 16 angebrachten zentralen Arm 18, der zwischen den Armen 12, 14 des als Stimmgabel ausgebildeten Teils im Wesentlichen gleich weit entfernt von ihnen angeordnet ist, wobei dieser zentrale Arm 18 eine größere Masse als die der Arme des als Stimmgabel ausgebildeten Teils besitzt und die Anschlussstücke 28, 30 von diesem zentralen Arm getragen werden. Dieser Resonator wird in einem Gehäuse mit Parallelepiped-Form befestigt, indem sein zentraler Arm 18 an wenigstens einem am Boden des Gehäuses gesicherten Halter befestigt wird.
Die oben beschriebene Art von Resonatoren, die im Folgenden als dreiarmige Resonatoren bezeichnet werden, ermöglichen es, sich von vielen Problemen zu trennen, die mit herkömmlichen Stimmgabelresonatoren auftreten.
Eines dieser Probleme besteht darin, dass die Größen- und Funktionsmerkmale der herkömmlichen Stimmgabelresonatoren optimiert sind, um sie in Metallgehäusen und nicht in Keramikgehäusen zu befestigen. Zum Beispiel ist das Verhältnis zwischen ihrer Länge und ihrer Breite schlecht geeignet für die Herstellung solcher Gehäuse, insbesondere dann, wenn die Gehäuse vom Typ eines SMD (oberflächenmontierbares Bauelement) sind, d. h. zur automatischen Be festigung auf lochfreien gedruckten Leiterblatten gedacht sind. Deswegen weisen ein herkömmlicher Stimmgabelresonator und seine Verbindung mit dem Gehäuse keine sehr gute Stoßfestigkeit auf.
Ferner neigen herkömmliche Stimmgabelresonatoren dazu, zum Boden des Gehäuses zu kippen, wenn sie auf einer Stufe des Gehäuses befestigt werden.
Zudem können, da die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Keramikmaterial und Quarz verschieden genug sind, um mechanische Spannungen in dem Resonator zu erzeugen, die nicht nur in den Armen der Stimmgabel vorkommen können und den Betrieb des Resonators stören, wenn sich die Temperatur ändert, die mechanischen Spannungen jedoch auch das Lot brechen oder Anschlussstücke des Resonators von denen des Gehäuses lösen und die elektrische Verbindung zwischen den Resonatorelektroden und den äußeren Kontaktanschlussstücken des Gehäuses verändern oder sogar unterbrechen.
Aus demselben Grund kann eine signifikante Temperaturveränderung sogar die Stimmgabel zerbrechen, falls es einen Anriss auf der Seite der Basis der Stimmgabel, wo sich die Anschlussstücke befinden, gibt.
Schließlich ist, wenn der Resonator vakuumverpackt wird, das Vakuum niemals perfekt, wobei das Bewegen der Atmosphäre durch die Stimmgabelarme, wenn der Resonator schwingt, die Betriebsparameter des Resonators mehr als im Fall eines Metallgehäuses verändern kann, wenn seine Arme eng zusammenkommen.
Folglich ermöglichen dreiarmige Resonatoren, dass zufrieden stellende Lösungen für die verschiedenen Probleme erbracht werden, die durch herkömmliche Stimmgabelresonatoren aufgeworfen werden. Auch wenn sich diese dreiarmigen Resonatoren als vorteilhaft bewährt haben, schließt es trotzdem eine bleibende Sorge für den Fachmann auf dem Gebiet hinsichtlich einer genauen Befestigung des Resonators in seinem Gehäuses ein, jegliches Durchsickern zu verhindern, wenn der Resonator an den auf dem Boden des Gehäuses vorgesehen Halter geklebt wird, was zu einem Kurzschluss zwischen an dem zentralen Arm angeordneten Elektroden führen kann. So gezeigt in 9, die eine vergrößerte Schnittansicht der "Klebezone" zwischen den leitfähigen Anschlussstücken 28 und 30 und entsprechenden leitfähigen Elementen 108 und 110 des Gehäuses ist. Leitfähiger Klebstoff 136 sickert unter Druck durch, wenn der Resonator im Gehäuse befestigt wird, und kann einen Kurzschluss zwischen den auf der Rückseite des zentralen Arms 18 befindlichen Elektroden (nicht gezeigt) herbeiführen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben angeführten Nachteile durch Bereitstellen eines dreiarmigen Resonators zusammen mit seinem Gehäuse, das in Kombination eine sichere Befestigung des Resonators in seinem Gehäuse ermöglicht, wobei ein Kurzschluss zwischen den Elektroden an dem zentralen Arm des Resonators infolge eines Durchsickerns von leitfähigem Klebstoff verhindert wird, zu überwinden.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung, die einen piezoelektrischen Resonator und ein Gehäuse umfasst, wobei

– das Gehäuse ein Hauptteil mit einem Boden und Seiten, in dem der Resonator befestigt ist, und eine an diesem Hauptteil befestigte Abdeckung umfasst,
– der Resonator einen als Stimmgabel ausgebildeten Teil mit zwei über ein Verbindungsteil miteinander verbunden, parallelen schwingenden Armen und einen zentralen Arm, der von dem Verbindungsteil aus vorsteht und der zwischen den beiden schwingenden Armen angeordnet ist, die wenigstens zwei Elektroden tragen, um sie in Schwingungen zu versetzen, umfasst, wobei diese zwei Elektroden jeweils mit wenigstens ersten und zweiten Anschlussstücken verbunden sind, die auf einer in Richtung des Bodens des Gehäuses weisenden Rückseite des zentralen Arms liegen,
– das Gehäuse ferner wenigstens einen Halter umfasst, der an seinem Boden gesichert ist und an dem der zentrale Arm des Resonators mittels wenigstens erster und zweiter Anschlusselemente befestigt ist, die auf dem Halter liegen und jeweils mit einem leitfähigen Klebstoff mit den ersten und zweiten Anschlussstücken elektrisch verbunden sind,

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Führungsmittel ein Loch in dem Halter durch das erste Anschlusselement, wobei das Loch ermöglicht, dass der Überschuss von leitfähigem Klebstoff in es fließt, wenn der Resonator auf den Halter geklebt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Führungsmittel eine Ausnehmung, welche in der Klebezone des ersten Anschlusselementes und auf der der zweiten Elektrode gegenüber liegenden Seite in dem Halter ausgenommen ist, wobei die Ausnehmung ermöglicht, dass der Überschuss von leitfähigem Klebstoff zu ihr fließt, wenn der Resonator auf den Halter geklebt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Führungsmittel wenigstens eine erste Erhebung, die entweder entlang des ersten Anschlusselementes oder -stücks zwischen Letzterem und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei die Erhebung verhindert, dass der Überschuss von leitfähigem Klebstoff zu der zweiten Elektrode fließt, wenn der Resonator auf den Halter geklebt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfassen die Führungsmittel neben der entlang entweder des ersten Anschlusselements oder -stücks angeordneten ersten Erhebung ferner zwei weitere Erhebungen, die senkrecht zu der ersten Erhebung und entlang von Längsseiten des ersten Anschlusselementes oder -stücks angeordnet sind. Diese U-förmige Barriere verhindert wirksam, dass der Überschuss von leitfähigem Klebstoff zu der zweiten Elektrode fließt, wenn der Resonator auf den Halter geklebt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Führungsmittel sowohl für die ersten Anschlussstücke oder -elemente als auch die zweiten Anschlussstücke oder -elemente vorgesehen. Diese symmetrische Anordnung verhindert ein unterschiedliches Ausbreiten des leitfähigen Klebstoffs in den jeweiligen Klebezonen der ersten und zweiten Anschlusselemente, wenn der Resonator auf den Halter geklebt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Öffnung durch das erste Anschlussstück vorgesehen, um den Resonator in dem Gehäuse zu positionieren. Eine solche Öffnung ermöglicht ferner ein Einspritzen des leitfähigen Klebstoffs in einer solchen Weise, dass der Klebstoffüberschuss von der zweiten Elektrode wegfließt, wenn der Resonator auf den Halter geklebt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Sichern eines piezoelektrischen Resonators in einem Gehäuse einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Aspekte der Erfindung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung klar, die sich auf die beiliegende Zeichnung bezieht, in der:
1a und 1b jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind;
2a und 2b jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind;
3a und 3b jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind;
4a und 4b jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung sind;
5a und 5b jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung sind;
6 eine Draufsicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ist;
7 eine Draufsicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer siebenten Ausführungsform der Erfindung ist;
8 eine Draufsicht eines geöffneten Gehäuses zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung ist;
9 eine vergrößerte Schnittansicht der Klebezone zwischen dem Resonator und dem Gehäuse gemäß dem Stand der Technik ist;
10a, 10b und 10c jeweils drei Varianten einer Vorrichtung sind, die einen Resonator enthält, der in einem Gehäuse gemäß drei der vorhergehenden Ausführungsformen befestigt ist;
11a bis 11e vergrößerte Schnittansichten der Klebezone zwischen dem Resonator und dem Gehäuse gemäß fünf unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung sind;
12, die schon beschrieben ist, eine Draufsicht eines piezoelektrischen Resonators gemäß dem Stand der Technik ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind in Bezug auf die 1a und 1b eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines geöffneten Gehäuses ohne seine Abdeckung zum Aufnehmen eines piezoelektrischen Resonators gezeigt. Die Größe und Form des Gehäuses ist selbstverständlich an die Resonatorstruktur (nicht gezeigt) angepasst. Das Gehäuse 100 mit einer Parallelepiped-Form umfasst einen durch einen flachen Boden 102 und vier Seiten 104 gebildeten Hauptteil und eine Abdeckung mit einer Kante (nicht gezeigt), über die die Abdeckung an den Seiten 104 des Hauptteils durch Erwärmung und Druck mittels eines Lötrahmens (ebenso nicht gezeigt) vakuumverlötet wird, nachdem der Resonator in dem Gehäuse 100 befestigt worden ist. Außerdem ist auf dem Boden 102 des Gehäuses 100 ein Halter angeordnet worden, wobei der Halter vorzugsweise die Form einer Rippe 106 hat, die sich entlang der Längsachse X erstreckt, um Befestigungsteile des Resonators zu tragen. Die Rippenbreite ist so gewählt, dass schwingende Arme des Resonators frei in dem Gehäuse 100 schwingen können, wie bezüglich 10c klarer hervorgeht. Auf der Rippe 106 sind zwei leitfähige Elemente wie etwa dünne leitfähige Schichten 108 und 110 zum Herstellen eines Kontakts mit den entsprechenden leitfähigen Anschlussstücken des Resonators angeordnet. Es ist klar, dass sich die Rippe 106 nicht von einer Seite 104 zu der gegenüberliegenden erstrecken soll.
Um ein Durchsickern des leitfähigen Klebstoffs zu verhindern, wenn der Resonator in das Gehäuse geklebt wird, sind ferner Führungsmittel wenigstens für ein leitfähiges Element und vorzugsweise beide Elemente 108 und 110 vorgesehen. Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung sind diese Führungsmittel Löcher 112, 114, die durch die leitfähigen Schichten 108 und 110 und wenigstens teilweise durch die Rippe 106 geschnitten sind. Vorzugsweise ist die Rippe 106 ferner mit einem breiteren Abschnitt 116, 118 auf wenigstens beiden Seiten der leitfähigen Elemente 108, 110 versehen, um eine bessere Unterstützung für den Resonator sicherzustellen.
Gemäß einer in Bezug auf die 2a und 2b gezeigten zweiten Ausführungsform sind die Führungsmittel in Form von Ausnehmungen 120 bzw. 122 implementiert, die in die leitfähigen Elemente 108 und 110 und in den Halter 106 auf der gegenüberliegenden Seite von der geschnitten sind, auf der sich die an dem zentralen Arm des Resonators angeordnete Elektrode befindet, wie nachstehend in Bezug auf 10c beschrieben wird.
Gemäß einer in Bezug auf die 3a und 3b gezeigten dritten Ausführungsform umfassen die Führungsmittel Erhebungen 124 und vorzugsweise 126, die jeweils längs der Anschlusselemente 108 und 110 angeordnet sind, so dass sie sich zwischen den Letzteren und der Elektrode befinden, die an der Rückseite des zentralen Arms angeordnet ist, wie es in 10b gezeigt wird. Alternativ können diese Erhebungen an der Rückseite des Resonators anstatt an dem Halter 106 vorgesehen sein. Diese Erhöhungen 124 und 126 erstrecken sich vorteilhafterweise über die ganze Länge der leitfähigen Elemente (oder Anschlussstücke hinsichtlich der Alternative in Bezug auf den Resonator). Außerdem sind zusätzliche Erhebungen 128a und 128b bzw. 130a und 130b im Wesentlichen senkrecht zu der Erhebung 124 bzw. 126 an dem leitfähigen Element 108 bzw. 110 (oder alternativ an den Anschlussstücken des Resonators) vorgesehen worden. Folglich bilden die drei Erhebungen 124, 128a und 128b bzw. 126, 130a und 130b eine U-förmige Barriere, die wirksam verhindert, dass der Überschuss von leitfähigem Klebstoff in Richtung der an dem zentralen Resonatorarm angeordneten Elektrode fließt.
Gemäß einer in Bezug auf die 4a und 4b gezeigten vierten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Führungsmittel sowohl Löcher 112 und 114 wie in der ersten Ausführungsform als auch Erhebungen 124 und 126 und vorzugsweise Erhebungen 128a, 128b, 130a und 130b wie in der dritten Ausführungsform.
Gemäß einer in Bezug auf die 5a und 5b gezeigten fünften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Führungsmittel sowohl Ausnehmungen 120 und 122 wie in der zweiten Ausführungsform als auch Erhebungen 124 und 126 und vorzugsweise Erhebungen 128a, 128b, 130a und 130b wie in der dritten Ausführungsform.
Gemäß einer in Bezug auf 6 gezeigten sechsten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Führungsmittel zwei Gruppen von Erhebungen 132 bzw. 134, die an leitfähigen Elementen 108 und 110 oder alternativ an Anschlussstücken des Resonators angeordnet sind. Jede Gruppe von Erhebungen umfasst vorzugsweise fünf Erhebungen, die in der Weise verteilt sind, dass eine Erhebung in jeder Ecke des entsprechenden Anschlusselements oder alternativ des entsprechenden Anschlussstücks angeordnet ist und eine fünfte in der Mitte der vier anderen Erhebungen angeordnet ist. Diese Konfiguration einer Gruppe von Erhebungen stellt eine gleichmäßige Verteilung des leitfähigen Klebstoffs sicher und verringert daher ein unerwünschtes Durchsickern in Richtung der Elektrode des zentralen Arms, wie in Bezug auf 10a ausführlich beschrieben wird.
7 zeigt ein Gehäuse 100 gemäß einer siebenten Ausführungsform der Erfindung, die sich von den vorhergehenden Ausführungsformen dadurch unterscheiden, dass das auf dem Boden 102 des Gehäuses angeordnete Halterteil in zwei Teile 106a und 106b unterteilt ist, die einen Leerraum zwischen beiden unterstützten leitfähigen Elementen 108 und 110 lassen. Dieser Leerraum 106c verhindert ferner Kurzschlüsse zwischen den zwei leitfähigen Elementen, die während des Klebens infolge eines Durchsickerns des Überschusses von leitfähigem Klebstoff vorkommen können.
8 zeigt ein Gehäuse 100 gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung, das mit allen oben beschriebenen Alternativen verwendet werden kann, bei denen Erhebungen an dem zentralen Arm des Resonators vorgesehen sind. Gemäß dieser Ausführungsform sind lediglich leitfähige Schichten 108 und 110 auf einer Rippe 106 vorgesehen.
10a zeigt eine erste Variante einer Vorrichtung mit einem Resonator, der in einem Gehäuse gemäß der sechsten Ausführungsform befestigt ist. Der Resonator 10 umfasst schwingende Arme 12 und 14, die zwei Gruppen von Elektroden 20 und 22 tragen, die durch Leiterbahnen 24 bzw. 26 (mittels Durchsichtigkeit gezeigt) miteinander verbunden sind, die von einem Verbindungsteil 16 des als Stimmgabel ausgebildeten Teils getragen werden. Diese Elektroden und Leiterbahnen sind so angeordnet, dass sie die Arme 12 und 14 in einer Biegeschwingungsart in Schwingungen versetzen, wobei sie jedoch eine andere Konfiguration aufweisen können, um die Arme in derselben Schwingungsart oder einer weiteren Schwingungsart (Torsion, Scherung usw.) in Schwingung zu versetzen. Wie bezüglich der Rückseite des zentralen Arms 18 gezeigt ist, sind zwei leitfähige Anschlussstücke 28 und 30 (mittels Durchsichtigkeit gezeigt) auf jeder Seite des Schwerpunkts G der Resonatorlängen und vorzugsweise gleich weit entfernt von ihm angeordnet, wobei diese Anschlussstücke 28 und 30 durch Leiterbahnen 32 bzw. 34 (ebenso mittels Durchsichtigkeit gezeigt) mit Leiterbahnen 26 und 24 verbunden, sind, die die Elektroden jeder Gruppe 20 und 22 miteinander verbinden. Diese Anschlussstücke 28 und 30 können außerdem zum Befestigen des Resonators im Inneren seines Gehäuses 100 verwendet werden, indem sie mit einem leitfähigen Klebstoff an Anschlusselemente 108 und 110 geklebt werden.
Um den Energieverbrauch durch Erzeugen eines elektrischen Anregungsfeldes, das homogener und örtlich stärker ist und für das ein Schwingungsverlust an den Armen niedrig ist, selbst wenn die Größe des schwingenden Teils miniaturisiert ist, zu verringern, ist wenigstens eine Nut auf wenigstens einer Vorderseite oder einer Rückseite jedes schwingenden Arms gebildet.
Nochmals zu 10a entspricht, wie mittels Durchsichtigkeit durch den zentralen Arm 18 gezeigt ist, das Gehäuse 100 der sechsten Ausführungsform. Gruppen von Erhebungen sind an den Anschlusselementen 108 und 110 vorgesehen und stellen daher sicher, dass dann, wenn der Resonator auf die Rippe 106 geklebt wird, sich der leitfähige Klebstoff in einer gleichmäßigen Weise verteilt, so dass ein unerwünschtes Durchsickern in Richtung der Elektrodenbahn 32, die die Elektrode 22 mit dem Anschlussstück 30 verbindet, verringert wird.
10b zeigt eine zweite Variante einer Vorrichtung mit einem Resonator, der in einem Gehäuse gemäß der dritten Ausführungsform befestigt ist. Der gezeigte Resonator unterscheidet sich von dem von 10a dadurch, dass Befestigungs- und Positioniermittel an dem zentralen Arm 18 angeordnet sind. Gemäß dieser zweiten Variante wird eine genaue Positionierung und eine robuste Befestigung des Resonators 10 in seinem Gehäuse 100 mittels der Befestigungs- und Positionierausnehmungen 58 und 60 gewährleistet, die auf beiden Seiten des zentralen Arms 18, die den beiden schwingenden Armen 12, 14 des Resonators gegenüberliegen, ausgeschnitten worden sind. Diese Ausnehmungen 58, 60 sind über die gesamte Tiefe des zentralen Arms 18 ausgeschnitten worden und erlauben somit eine genaue Positionierung in dem Gehäuse bezüglich der leitfähigen Elemente 108 und 110, die an der Rippe 106 ausgeführt und durch die Ausnehmungen sichtbar sind. Es ist klar, dass die Ausnehmungen 58, 60 verschiedene Formen wie etwa eine quadratische, eine kreisförmige oder eine Polygonform haben können.
Nochmals zu 10b entspricht, wie mittels Durchsichtigkeit durch den zentralen Arm 18 gezeigt ist, das Gehäuse 100 der dritten Ausführungsform. Die Erhebungen 124 und vorzugsweise 126 sind jeweils entlang der Anschlusselemente 108 und 110 angeordnet. Es sind außerdem zusätzliche Erhebungen 128a und 128b bzw. 130a und 130b im Wesentlichen senkrecht zu der Erhebung 124 bzw. 126 vorgesehen. Somit bilden die drei Erhebungen 124, 128a und 128b ein U-förmige Barriere, die wirksam verhindert, dass beim Kleben der Überschuss von leitfähigem Klebstoff in Richtung der Elektrodenbahn 32 fließt, die die Elektrode 22 mit dem Anschlusselement 30 verbindet.
10c zeigt eine dritte Variante einer Vorrichtung mit einem Resonator, der in einem Gehäuse gemäß der ersten Ausführungsform befestigt ist. Der gezeigte Resonator unterscheidet sich von dem von 10b dadurch, dass die an dem zentralen Arm 18 angeordneten Befestigungs- und Positioniermittel Befestigungs- und Positionierlöcher 54, 56 sind, die durch den zentralen Arm 18 geschnitten worden sind. Da diese Löcher 54 und 56 durch den zentralen Arm 18 geschnitten worden sind, kann der Resonator 10 genau in dem Gehäuse positioniert werden, indem auf diese an der Rippe 106 angeordneten Anschlusselemente geblickt wird. Während des Einbaus des Resonators in sein Gehäuse, werden die Löcher 54, 56 mit leitfähigem Klebstoff gefüllt, was einerseits eine elektrische Verbindung der Elektroden 20, 22 mit den leitfähigen Elementen und andererseits eine stabile Befestigung des Resonators 10 in seinem Gehäuse ermöglicht. Es ist klar, dass die Löcher 54, 56 verschiedene Formen wie etwa eine quadratische, eine kreisförmige oder eine Polygonform haben können.
Nochmals zu 10c entspricht, wie durch die Löcher 54 und 56 gezeigt ist, das Gehäuse 100 der ersten Ausführungsform. Löcher 112, 114 sind durch die leitfähigen Schichten 108 und 110 und wenigstens teilweise durch die Rippe 106 geschnitten, um ein Durchsickern des leitfähigen Klebstoffs in Richtung der Elektrodenbahn 32 zu verhindern, wenn der Resonator in das Gehäuse geklebt wird. Tatsächlich fließt ein Überschuss des leitfähigen Klebstoffs in die Löcher 112, 114. Dies gilt ebenso in derselben Weise für die zweite Ausführungsform mit Ausnehmungen anstelle von Löchern.
Als eine Alternative zu den Varianten der 10b und 10c kann eine Variante mit Sacklöchern versehen sein, die auf der Rückseite des zentralen Arms, d. h. der, die die leitfähigen Elemente 28 und 30 trägt, angeordnet sind. Ein Positionieren des Resonators kann dann ausgeführt werden, indem diese Sacklöcher entlang entsprechender Erhöhungen in dem Gehäuse geführt werden, wie es in Bezug auf 11f ausführlicher beschrieben wird.
Es ist klar, dass diese drei Varianten lediglich durch nicht einschränkende Beispiele unter allen möglichen Kombinationen von Resonatoren und Gehäusen gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen gegeben worden sind.
Die 11a bis 11f zeigen vergrößerte Schnittansichten der Klebezone zwischen den Anschlusselementen 108 und 110 und entsprechenden Anschlussstücken 28 und 30 gemäß einiger der vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung. Das Verfahren zum Sichern des piezoelektrischen Resonators in seinem Gehäuse umfasst die folgende Schritte:

– Kleben der Anschlussstücke 28 und 30 an die entsprechenden Anschlusselemente 108 und 110 mit einem leitfähigen Kleber;
– Wegführen des Überschusses des leitfähigen Klebers von der Elektrodenbahn 32 (nicht sichtbar in diesen Figuren) über Führungsmittel.

Ein vorausgehender Schritt besteht in der Positionierung des Resonators in dem Gehäuse, wobei die Führungsmittel durch die Öffnung gesehen werden, wobei eine Öffnung durch ein Anschlussstück in Bezug auf die anhand der 11a, 11b, 11d und 11e gezeigten Beispiele implementiert sein kann.
11a zeigt eine Vergrößerung einer Anordnung eines Resonators mit Löchern 54 und 56 an seinem zentralen Arm 18 und eines Gehäuses gemäß der ersten Ausführungsform. Beim Kleben werden die Löcher 54 und 56 mit einem leitfähigen Klebstoff gefüllt, dessen Überschuss in die Löcher 112 und 114 fließt, wobei folglich ein Kurzschluss mit der anderen Elektrode verhindert wird.
11b zeigt eine Vergrößerung einer Anordnung eines Resonators mit Ausnehmungen 58 und 60 an seinem zentralen Arm 18 und eines Gehäuses gemäß der zweiten Ausführungsform. Beim Kleben werden die Ausnehmungen 58 (nicht sichtbar) und 60 mit einem leitfähigen Klebstoff gefüllt, dessen Überschuss nach unten in die Ausnehmungen 120 (nicht sichtbar) und 122 fließt.
11c zeigt eine Vergrößerung einer Anordnung eines Resonators und eines Gehäuses gemäß der dritten Ausführungsform. U-förmige Barrieren von Erhebungen 124, 128a und 128b bzw. 126, 130a und 130b verhindern, dass der Überschuss von leitfähigem Klebstoff in Richtung der an dem zentralen Resonatorarm 18 angeordneten Elektrode fließt.
11d zeigt eine Vergrößerung einer Anordnung eines Resonators mit Löchern und eines Gehäuse gemäß der sechsten Ausführungsform. Die Konfiguration der Gruppe von Erhebungen stellt eine gleichmäßige Verteilung des leitfähigen Klebstoffs sicher und verringert daher ein unerwünschtes Durchsickern in Richtung der Elektrode des zentralen Arms.
11e zeigt eine Vergrößerung einer Anordnung eines Resonators mit Ausnehmungen und eines Gehäuses gemäß einer Variante der vierten Ausführungsform. Gemäß dieser Ausführungsform umfassen die Führungsmittel nicht nur eine U-förmige Barriere von Erhebungen wie in der dritten Ausführungsform, sondern auch Ausnehmungen wie in der zweiten Ausführungsform, wobei beide Führungsmittel ferner Kurzschlüsse infolge eines Durchsickerns von leitfähigem Klebstoff verhindern.
11f zeigt eine Vergrößerung einer Anordnung in der Klebezone eines Resonators mit Sacklöchern und eines Gehäuses gemäß der achten Ausführungsform. In diesem Fall werden die Führungsmittel durch Sacklöcher 140 und 142 gebildet, wobei der Überschuss des leitfähigen Klebstoffs weg in die durch diese Löcher gebildeten Hohlräume fließt, wenn der Resonator in seinem Gehäuse befestigt wird. Es können Erhebungen vorgesehen sein, um die Sacklöcher in Bezug auf die leitfähigen Anschlussstücke 108 und 110 zu positionieren.
Während die Erfindung anhand bestimmter spezifischer Ausführungsformen beschrieben wurde, sind diese Ausführungsformen selbstverständlich nicht als Beschränkungen der Erfindung beabsichtigt. Tatsächlich können dem Fachmann auf dem Gebiet vielfältige Änderungen, Anpassungen und/oder Kombination zwischen den Ausführungsformen klar werden, ohne von dem Umfang der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Vorrichtung umfassend einen piezoelektrischen Resonator (10) und ein Gehäuse (100), wobei – das Gehäuse ein Hauptteil mit einem Boden (102) und Seiten (104), in dem der Resonator befestigt ist, und eine an diesem Hauptteil befestigte Abdeckung umfasst, – der Resonator einen als Stimmgabel ausgebildeten Teil mit zwei über ein Verbindungsteil (16) miteinander verbunden, parallelen schwingenden Armen (12, 14) und einen zentralen Arm (18) umfasst, der von diesem Verbindungsteil aus vorsteht, und der zwischen den beiden schwingenden Armen angeordnet ist und wenigstens zwei Elektroden (20, 24, 34 und 22, 26, 32) trägt, um diese in Schwingungen zu versetzen, wobei die zwei Elektroden jeweils mit wenigstens ersten und zweiten Anschlussstücken (28, 20) verbunden sind, die auf einer in Richtung des Bodens des Gehäuses weisenden Rückseite des zentralen Arms liegen, – das Gehäuse ferner wenigstens einen Halter (106) umfasst, der an seinem Boden gesichert ist, und an dem der zentrale Arm des Resonators mittels wenigstens erster (108) und zweiter (110) Anschlusselemente befestigt ist, die auf dem Halter liegen und jeweils mit einem leitfähigen Klebstoff mit den ersten und zweiten Anschlussstücken 20 elektrisch verbunden sind, wobei Führungsmittel (112, 114; 120, 122; 124, 126; 132, 134) wenigstens für entweder das erste Anschlussstück oder das erste Anschlusselement, welches auf der Seite des Verbindungsteils liegt, vorgesehen sind, um einen Überschuss von leitfähigen Klebstoff weg von der nicht über die Führungsmittel mit dem ersten Anschlussstück oder -element verbundenen zweiten Elektrode (32) fliessen zu lassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Führungsmittel ein Loch (112, 114) in dem Halter durch das erste Anschlusselement umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Führungsmittel eine Ausnehmung (120, 122,) umfassen, welche in einer Klebezone des ersten Anschlusselementes und auf der der zweiten Elektrode gegenüber liegenden Seite in dem Halter ausgenommen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Führungsmittel wenigstens eine erste Erhebung (124, 126) umfassen, die entweder entlang des ersten Anschlusselementes oder -stücks oder zwischen letzterem und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Führungsmittel ferner zwei weitere Erhebungen (128a und 128b, 130a und 130b) umfassen, die senkrecht zu der ersten Erhebung und entlang von Längsseiten des ersten Anschlusselementes oder -stücks angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Führungsmittel für das erste und das zweite Anschlusselement oder -stück vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Öffnung durch das erste Anschlussstück vorgesehen ist, um den Resonator in dem Gehäuse zu positionieren.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Öffnung eine Loch (54, 56) ist, welches durch den zentralen Arm geschnitten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Öffnung eine Ausnehmung (58, 60) ist, die auf einer Seite des zentralen Arms ausgeschnitten ist, die gegenüber von einem der schwingenden Arme liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei jeweils eine Öffnung durch das erste und das zweite Anschlussstück vorgesehen ist, um den Resonator in dem Gehäuse zu positionieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Öffnung in Form eines Sacklochs (140, 142) in dem ersten Verbindungsstück des zentralen Arms ausgeschnitten ist.
Verfahren zum Sichern eines piezoelektrischen Resonators in einem Gehäuse einer Vorrichtung gemäss Anspruch 1, wobei diese Sicherungsmethode folgende Schritte umfasst: – Kleben der Verbindungsstücke jeweils an die entsprechenden Anschlusselemente mit dem leitfähigen Kleber; – Abführen des überschüssigen leitfähigen Klebers von der zweiten Elektrode über die Führungsmittel.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Öffnung durch das erste Anschlussstück vorgesehen ist, und das Verfahren ferner den vorausgehenden Schritt umfasst, dass der Resonator in dem Gehäuse positioniert wird, wobei die Führungsmittel durch die Öffnung gesehen werden.