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Publication number: DEI0006947MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 21. Februar 1953 Bekanntgemacht am 2. August 1956Registration date: February 21, 1953. Advertised on August 2, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung bezieht sich auf piezoelektrische Elemente, insbesondere auf Mittel zur Befestigung der Anschlüsse an den Elektroden von solchen Elementen.The invention relates to piezoelectric elements, in particular to means of attachment the connections to the electrodes of such elements.

Es ist bereits bekannt, bei piezoelektrischen Elementen Metallkontaktstücke mittels einer geeigneten Klebesubstanz an geeigneten Stellen des Piezokristalles (z. B. an den Knotenpunkten für eine bestimmte Frequenz) an der Elektrodenoberfläche zu befestigen und elektrische Anschlußdrähte oder -stifte an jedem dieser Kontaktstücke anzubringen, um eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Draht und der Kristallplatte herzustellen. Danach wird eine dünne Metallschicht durch Verdampfen oder Kathodenzerstäubung oder auf eine andere Weise auf die freiliegende Elektrodenoberfläche und die Oberfläche des genannten Kontaktstückes aufgebracht und dadurch eine einheitliche Metallschicht mit der Elektrodenschicht gebildet. , Das Element kann mittels der genannten Drähte oder Stifte in einem evakuierten Gehäuse oder einem anderen Behälter befestigt werden.It is already known to use a suitable metal contact piece in the case of piezoelectric elements Adhesive substance at suitable points on the piezo crystal (e.g. at the nodes for a certain frequency) to attach to the electrode surface and electrical connection wires or pins on each of these contact pieces to be attached to establish a mechanical and electrical connection between the wire and the crystal plate. After that, a thin one Metal layer by evaporation or sputtering or in some other way on the exposed electrode surface and applied to the surface of said contact piece and thereby forming a unitary metal layer with the electrode layer. , The element can by means of said wires or pins in an evacuated housing or other container be attached.

Die Erfindung stellt eine Verbesserung bei der eben beschriebenen Anordnung oder ähnlichen Ausführungen dar.The invention provides an improvement in the arrangement just described or the like Versions.

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Bei der Herstellung eines piezoelektrischen Elementes nach den bekannten Verfahren wird ein in der Wärme härtendes Phenol-Formaldehyd-Harz verwendet, dem eine gewisse 'Menge Gips zugesetzt wird, um das während der Erhärtungsreaktion abgegebene Wasser aufzunehmen.In the production of a piezoelectric element according to the known method, an in the thermosetting phenol-formaldehyde resin used, to which a certain amount of gypsum was added to absorb the water given off during the hardening reaction.

Um dieses Verfahren für synthetische piezoelektrische Kristallplatten verwendbar zu machen, wurde bereits vorgeschlagen, einen Zement zumTo make this process useful for synthetic piezoelectric crystal plates, has already been proposed to use a cement

ίο Befestigen der Platte oder Scheibe am Ende des Anschlußdrahtes oder -Stiftes an der Oberfläche der Kristallplatte zu verwenden, der durch Zusatz gewisser Stoffe bei Raumtemperatur erhärtet.ίο Attach the plate or washer to the end of the To use connecting wire or pin on the surface of the crystal plate, by addition certain substances hardened at room temperature.

Es wurde jedoch gefunden, daß synthetische piezoelektrische Kristallplatten für, kurze Zeit bis zu einer Temperatur von 130⁰ C erwärmt werden und ohne Gefahr der Zerstörung für einige Zeit auf 120° C gehalten werden können. Demnach ist es möglich, zum Befestigen der Platte oder der Scheibe am Ende des Anschlußdrahtes,qder.TS,tiftes ein in der Wärme härtendes Harz zu verwenden, welches bei einer Temperatur unter 130⁰ C aushärtet. However, it was found that synthetic piezoelectric crystal plates for a short time to be heated up to a temperature of 130 ⁰ C and can be kept without danger of destruction for some time at 120 ° C. Accordingly, it is possible to attach the plate or disc at the end of the connecting wire, qder.TS, tiftes in a hardening of the thermosetting resin to be used, which hardens at a temperature below 130 ^0C.

Es wurde weiter gefunden, daß in einigen Fällen die Verbindung zwischen der Platte oder ■ .Scheibe und der Oberfläche der. piezoelektrischen Kristallplatte nicht elastisch genug ist, was zu Sprüngen Anlaß gibt. Durch die Erfindung werden die erwähnten "Nachteile vermieden und die Fertigung von Piezoelementen wesentlich beschleunigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Platte oder Scheibe an der. Oberfläche des piezoelektrischen Kristalls mit einem Klebemittel befestigt, das aus einem. Harz und dem Zusatz eines geeigneten Härters, besteht und bei einer Temperatur unter 130⁰ C aushärtet. Die Elastizität wird durch Zusatz eines synthetischen organischen Plastiinziiierunigismiitteljs erhöht. Geeignete' Harze sind z. B. die Harze der Polyaryl-Äthylenoxyd-Gruppe.It was further found that in some cases the connection between the plate or ■ .Sheibe and the surface of the. piezoelectric crystal plate is not elastic enough, which gives rise to cracks. The invention avoids the disadvantages mentioned and significantly accelerates the production of piezo elements. According to the present invention, the plate or disk is attached to the surface of the piezoelectric crystal with an adhesive consisting of a resin and the addition of a suitable hardener. and cure is at a temperature below 130 ^0C. elasticity is increased by adding a synthetic organic Plastiinziiierunigismiitteljs. Suitable "resins are, for. example, the resins of the polyaryl ethylene oxide group.

Eine Ausführungsform der Erfindung soll im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert ,werden, in der jedoch nur eine Elektrode an einer Seite der Kristallplatte dargestellt ist.An embodiment of the invention will be explained in connection with the drawing, in which, however, only one electrode is shown on one side of the crystal plate.

In der Zeichnung ist ein Draht oder Stift 1 fest mit der Scheibe 2 mittels der Lötung 3 verbunden. Die untere Seite der Scheibe 2 wird dann in eine. Mischung eingetaucht, die in der nachfolgend beschriebenen Weise hergestellt ist.In the drawing, a wire or pin 1 is firmly connected to the disk 2 by means of the soldering 3. The lower side of the disc 2 is then turned into a. Mixture immersed in the process described below Way is made.

Eine geeignete Menge des Klebemittels wirdA suitable amount of the adhesive will be used

z. B. mit einer geeigneten Menge des Härters gemischt,, wie dies in der dazugehörigen Gebrauchsanweisung angegeben ist.¹ Dieses Klebemittel bildet nach dem Verrnischen mit dem Härter ein in der Wärme härtendes Harz der Polyaryl-Äthylenoxyd-Klasse, z. B._; ein Kondensationsprodukt von. Epichlorhydrin und 2, 2, (pp') Diphenylol-Propan. · ^: ...z. B. mixed with a suitable amount of the hardener, as indicated in the associated instructions for use. ¹ After mixing with the hardener, this adhesive forms a thermosetting resin of the polyaryl-ethylene oxide class, e.g. B _.; a condensation product of. Epichlorohydrin and 2, 2, (pp ') diphenylol propane. · ^: ...

Zu 6 g dieser gemischten Lösung werden 12 g der Lösung eines synthetischen Plastifizierungsmittels zugesetzt, z. B. eines Polymerisationsproduktes von Butadien und Akrylnitril.gelöst in Äthylazetat (50 g Polymerisationsprodukt, in 50 g Lösungsmittel). Ein anderes Beispiel für ein Plastifizierungsmittel, das sich für den vorliegenden Zweck eignet, ist' z.B. ein Polymerisationsprodukt von Butadien und Styrol.To 6 g of this mixed solution is added 12 g of the solution of a synthetic plasticizer added, e.g. B. a polymerization product of butadiene and Akrylnitril.gelöst in Ethyl acetate (50 g polymerization product, in 50 g solvent). Another example of a Plasticizer that works for the present A suitable purpose is, for example, a polymerisation product of butadiene and styrene.

Die beiden Lösungen werden gut miteinander vermischt,, so daß eine homogene Mischung erhalten wird.The two solutions are mixed well together so that a homogeneous mixture is obtained will.

Wenn die Scheibe 2 wiedec. aus der genannten Mischung herausgenommen wird, so bleibt eine kleine Menge des Klebemittels daran hängen. Die Scheibe 2 wird dann auf die Oberfläche der piezoelektrischen Kristallplatte S, die z. B. aus einem Kristall von Äthylen-Diamin-Tartrat geschnitten wurde, aufgesetzt, so daß sie vermittels der Mischung 4 festklebt.When the disc 2 wiedec. is removed from the mixture mentioned, one remains hang small amount of glue on it. The disc 2 is then placed on the surface of the piezoelectric Crystal plate S, the z. B. cut from a crystal of ethylene diamine tartrate was placed so that it sticks by means of the mixture 4.

Ein entsprechender Anschlußdraht 1 und eine Scheibe 2 werden dann an der entgegengesetzten Seite der Platte ζ in der gleichen Weise befestigt. Die Platte 5 mit den beiden angeklebten Anschlüssen wird darauf in einen Wärmeschrank gestellt und 12 Stunden lang auf 120⁰ C erwärmt.A corresponding connecting wire 1 and a washer 2 are then attached to the opposite side of the plate ζ in the same way. The plate 5 with the two glued-on connections is then placed in a heating cabinet and heated ^{to 120 ° C. for 12 hours.}

Es ist besonders vorteilhaft, die Kristallplatte 5 während des. Efhitzens, auf einem geschlitzten Glasblock zu lagern und zwischen die Kristallplatte ,und den Glasblock Asbestpapier einzuschieben. Die Drähte 1 werden durch die Klebeigenschaften der Lösung 4 gut in ihrer Lage festgehalten, und es ist daher nicht nötig, sie noch besonders zu unterstützen.It is particularly advantageous to place the crystal plate 5 on a slotted surface during heating To store the glass block and insert asbestos paper between the crystal plate and the glass block. The wires 1 are held firmly in place by the adhesive properties of the solution 4, and it is therefore not necessary to give them any special support.

Die . Erhitzung' bewirkt ein Aushärten des -Harzes, aber durch den Zusatz des Plastifizierungsmittels ist die Verbindung zwischen der Scheibe 2 und der Platte 5 genügend elastisch, um die verschiedene Ausdehnung der Scheibe, des Klebstoffes und des Kristalls bei verschiedenen .Arbeitstemperaturen auszugleichen trhd gleichfalls zu verhindern, daß sich durch die Schwingungen der Platte 5 die Verbindung löst oder die Platte selbst beschädigt wird. ' ■ ·''The . Heating 'causes the -Resin, but with the addition of the plasticizer, the bond between the pane is 2 and the plate 5 elastic enough to accommodate the various expansion of the disc, the adhesive and to compensate for the crystal at different working temperatures prevent the vibrations of the plate 5 from loosening the connection or the plate itself damaged. '■ ·' '

Die Elektrode 6 wird als dünner Überzug durch Kathodenzerstäubung oder auf eine andere geeignete Weise, auf der Oberseite der Scheibe 2 und auf einem entsprechenden Teil der Kristallplatte 5 angebracht. .,,,,.,.- -■ -, ■ ■, The electrode 6 is applied as a thin coating by cathodic sputtering or in another suitable manner, on the upper side of the disk 2 and on a corresponding part of the crystal plate 5. . ,,,,., .- - ■ -, ■ ■,

Nachdem das Prinzip der Erfindung in Verbindung mit besonderen Ausführungsformen und Abwandlungen davon beschrieben wurde, soll noch einmal betont werden, daß die Beschreibung nur ein Beispiel darstellt und keine Beschränkung des Erfindungsgedankens bedeuten soll.Having related the principle of the invention has been described with particular embodiments and modifications thereof, should still It should be emphasized once that the description is only an example and not a limitation of the Inventive concept should mean.

Claims

PATENT CLAIMS:

ι. A method for producing piezoelectric elements, in which a disk or plate is attached to the connecting wire or pin on the surface of the piezoelectric crystal plate, characterized in that for attaching this disk or plate a thermosetting resin; which preferably does not ^{harden above 130 °} C. is used, to which a synthetic organic plasticizer is added

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is, and that thereafter the surface of the crystal plate and said disk or plate is covered with the electrode layer.

2. The method according to claim i, characterized in that that a polyaryl ethylene oxide resin is used as the thermosetting resin will.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that as a plasticizer a polymerization product of butadiene and acrylonitrile is used.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a polymerization product of butadiene and styrene is used as a plasticizer.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the thermosetting resin and the plasticizer are mixed together in solution and that the disc or plate with this mixture on the piezo 2α electric crystal plate is glued on and the mixture is brought to harden.

1 sheet of drawings