PL66377B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 14.X.1972 66377 KI. 21a4,10 MKP H03h 9/18 Twórca wynalazku: Tadeusz Kosecki Wlasciciel patentu: Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa (Polska) Sposób podwyzszenia czestotliwosci piezoelektrycznego rezonatora kwarcowego i Przedmiotem wynalazku jest sposób podwyzsze¬ nia czestotliwosci piezoelektrycznego rezonatora kwarcowego.Obecnie w procesie wytwarzania piezoelektrycz¬ nych rezonatorów kwarcowych odpowiednia war- 5 tosc rezonansu szeregowego, wyrazona w hercach osiaga sie przez dobranie grubosci elektrodowej warstwy metalicznej. W produkcji masowej] elek¬ trodowe warstwy metaliczne wytwarza sie rlp. me¬ toda naparowania srebrem w prózni lub lianie- 10 sienia srebra w inny sposób, przy czym zakla¬ da sie, ze otrzymane czestotliwosci rezonansu sze¬ regowego piezoelektrycznych rezonatorów kwarco¬ wych powinny byc w pewnym odstepie powyzej koncowej czestotliwosci nominalnej, która to cze- ^ stotliwos c osiaga sie pózniej, po montazu w na¬ stepnych procesach technologicznych, np. przez ka¬ librowanie galwaniczne lub kalibracyjne naparo- wanie w prózni.Zdarza sie czesto, ze przy produkcji .z róznych 2o przyczyn otrzymuje sie plytki piezoelektrycznych rezonatorów kwarcowych o czestotliwosci nizszej od nominalnej, co zwykle zmusza do wybrakowa¬ nia lub do ewentualnego przeprowadzenia powtór¬ nej obróbki, która polega na calkowitym usunie- 25 ciu elektrod w sposób chemiczny i na powtórnym ich nanoszeniu np. prózniowo. na plytke rezona¬ tora.Wada takiei; powtórnej obróbki, oprócz oczywi¬ stej pracochlonnosci jest fakt, ze w efekcie nie 30 zawsze otrzymuje sie dobry pólfabrykat, ponie¬ waz cienkie plytki kwarcowe ulegaja latwo uszko¬ dzeniom mechanicznym i chemicznym w warun¬ kach tej powtórnej obróbki, a zdarza sie, ze wy¬ raznie nie uszkodzone plytki moga wykazywac juz zbyt duza opornosc dynamiczna po tej powtórnej obróbce, na skutek powstalych naprezen i innych deformacji w plytce rezonatora.Celem wynalazku jest umozliwienie podwyzsza¬ nia czestotliwosci rezonatora kwarcowego bez usu¬ wania elektrody srebrowej i bez pogarszania pa¬ rametrów rezonatora.Cel ten wedlug niniejszego wynalazku zostal osiagniety przez prosta obróbke chemiczna po¬ wierzchni elektrody srebrowej. Zostala tu wyko¬ rzystana reakcja tworzenia sie chlorku srebrowe¬ go na powierzchni elektrody srebrowej i nastepnie rozpuszczenia tego chlorku srebrowego w roztwo¬ rze amoniakalnym wedlug znanej reakcji: Ag+ +Cl"^AgCl; AgCl+ 2NH3^(Ag/NH3/2)Cl Istota wynalazku polega na zastosowaniu roz¬ tworu zawierajacego jony Cl- do wytworzenia warstwy AgCl na powierzchni elektrody srebro¬ wej rezonatora i rozpuszczeniu otrzymanej war¬ stwy AgCl w roztworach zawierajacych jony (NH4)+, przy czym reakcja tworzenia sie AgCl i jego rozpuszczania przebiega jedynie na po¬ wierzchni srebrowej elektrody bez naruszenia po¬ zostalej czesci warstwy srebrowej, a w wyniku 6637766377 otrzymuje sie efekt podwyzszenia czestotliwosci rezonansowej rezonatora bez pogorszenia jego pa¬ rametrów.Ze wzgledu na bardzo niski iloczyn rozpusz¬ czalnosci charakteryzujacy AgCl, zwiazek ten two¬ rzy sie bardzo szybko w warunkach reakcji w bu¬ forowanym, slabo kwasnym srodowisku, przy czym jony Cl~ pochodza z roztworu, zas jony Ag+ przechodza do roztworu w malej ilosci z po¬ wierzchni fazy stalej metalicznego serbra, przy czym ta ilosc roztwarzanego srebra powstaje w wyniku dzialsnia kwasowego skladnika buforu.Ze wzgledu na slabo kwasne srodowisko reakcja roztwarzania jest ilosciowo znikoma, jednakze wy¬ starczajaca dla powstania jonów Ag+ przy po¬ wierzchni fazy stalej metalicznego srebra, które natychmiast moga reagowac z jonami Cl- znaj¬ dujacymi sie w roztworze, do którego zanurza sie rezonator z elektroda srebrowa. W takich warun¬ kach warstwa AgCl powstaje tylko na metalicz¬ nej powierzchni srebrowej i powoduje jej pasy¬ wacje, dzieki czemu dalsza reakcja zostaje zaha¬ mowana, pozostala warstwa metalicznego srebra nie wchodzi juz w reakcje z jonami Cl", a powsta¬ la warstwa AgCl jest bardzo cienka. Grubosc tej warstwy usuwanej potem przez rozpuszczenie w amoniakalnym roztworze, decyduje o podwyzsze¬ niu czestotliwosci rezonatora kwarcowego. Czyn¬ nikiem decydujacym jest tu pH srodowiska reakcji, które reguluje sie za pomoca buforu chemicznego zawartego w roztworze z jonem Cl-.Sposób wedlug wynalazku podany jest w przy¬ kladach: Przyklad I. Roztwór I chlorkowo-buforowy: 42 ml 0,2 m roztworu CH3COOH 158 ml 0,2 m roztworu CH3COONa 2 g NaCl Roztwór II — woda amoniakalna, czysta.Przyklad II. Roztwór I chlorkowo-buforowy: 195 ml roztworu zawierajacego 9,08 g/l KH2P04 5 ml roztworu zawierajacego 11,87 g/l Na2HP04 2 g NaCl Roztwór II — woda amoniakalna, czysta.W obu przykladach kalibrowany rezonator za¬ nurza sie w roztworze I w temperaturze pokojo¬ wej np. na okres 1 minuty, nastepnie plucze sie go woda biezaca i zanurza w roztworze II w tem- 5 peraturze pokojowej do zupelnego rozpuszczenia osadu AgCl z powierzchni elektrod.W wyniku otrzymuje sie bardzo równomierne i symetryczne obustronne zmniejszenie grubosci warstwy elektrody i przez to, wymagane podwyz- 10 szenie czestotliwosci rezonansu szeregowego piezo¬ elektrycznego rezonatora kwarcowego. Efekt pod¬ wyzszenia czestotliwosci rezonatora kwarcowego np. ciecia AT o stalej NSio2 = 1666 kHz. mm w wy¬ niku wytworzenia sie warstwy AgCl, powstalej 15 pod wplywem dzialania roztworu wedlug przykla¬ du II, której grubosc wynosi 25 • 10-8 cm, wyraza sie wielkoscia 10 Hz przy stalej dla ciecia AT NAgci = 3200 kHz. mm. Podwyzszenie to mozna regulowac np. przez odpowiedni dobór roztworów 20 buforowych i ich stezen, jak równiez czasu i tem¬ peratury ich dzialania w zaleznosci od typu rezo¬ natora kwarcowego, przy czym nie wystepuje po¬ gorszenie opornosci dynamicznej, dzieki wspom¬ nianej równomiernosci i symetrii ubytku warstwy 25 srebrowej. Opornosc dynamiczna decyduje o ja¬ kosci piezoelektrycznego rezonatora kwarcowego.Typowe rozpuszczalniki dla srebra, jak HN03 lub roztwory zawierajace (CN)_, powoduja bardzo nie¬ równomierne rozpuszczenie sie srebra i w efekcie 30 niedopuszczalne pogorszenie opornosci dynamicz¬ nej piezoelektrycznego rezonatora kwarcowego. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 35 Sposób podwyzszenia czestotliwosci piezoelek¬ trycznego rezonatora kwarcowego z elektrodami srebrowymi, znamienny tym, ze na elektrody sre¬ browe dziala sie roztworem buforowym zawiera¬ jacym jony chlorkowe w celu wytworzenia warstw 40 chlorku srebra na ich powierzchni, a nastepnie otrzymana warstwe chlorku srebra rozpuszcza sie w roztworach zawierajacych jony amonowe. PZG w Pab., zam. 1388-72, nakl. 200+20 egz. Cena zl 10,— V PL PL