Способ настройки (регулировки) частоты пьезоэлектрических резонаторов Советский патент 1957 года по МПК H03H3/04 

Предметом изобретения является способ настройки (регулировки) часто ы пьезоэлектрических резонаторов с помощью нанесения слоя металлического покрытия на поверхность пьезоэлемента.

Настройку (регулировку) частоты ни.чкочастотных пьезоэлектрических резонаторов, кристаллические пластины которых совершают механические колебания сжатия - расширения или сдвига, осуществляют, как правило, либо путем сошлифовки торцов пластин, либо изменением толщины нанесенного на их поверхность тонкого металлического покрытия, выполняющего роль электродов. Шлифовка пластин при настройке резонаторов, осуществляемая после того, как пластины окончательно обработаны травлением и смонтированы, является крайне нежелательной, т. к. она приводит к понижению стабильности частоты резонаторов во времени. Способ настройки резонаторов посредством изменения толщины нанесенного на поверхность пластин металлического покрытия имеет те недостатки, что при увеличении то.чщины покрытия ухудшаются основные электрические параметры резонаторов, и Еозмолашю пределы регу.г1ировкн частоты оказываются по этой причине ограниченными.

В связи с этим изыскание более эффективных способов настройки частоты резонаторов Имеет больнюо практическое значение.

Согласно изобретению, регулировка частоты пьезоэлектрических резонаторов достигается за счет изменения нлощади электродов, нанесенных на поверхность кристаллических пластин. Известно, что упругие постоянные пьезоэлектрического преобразователя .зависят от состояния его электрической стороны. Скорость распространения упругих волн в пьезоэлектрическом кристалле зависит от того, нанесены на него электроды или они отсутствуют. При нанесении электродов скорость распространения упругих колебаний понижается, в соответствии с чем наблюдается понинсенно и частоты собственных колебаний 1-фисталла. Постепенно увеличивая площадь электродов, можно достигнуть плавного изменения (понижения) частоты кристаллической пластины. При этом относительное взменение частоты тем больше, чем больше коэффициент электрическс-й

связи кристалла, поэтому одно и то же относительное изменение площа-,ди электродов пластин из ьристаллов фосфата амгмюния или виннокислого калня, у которых коэффициент электромеханической связи больше, чем у кварца, вызывает соответственно большее изменение частоты, чем в случае: использования кварцевых пластин. Практическое осуществление способа может быть достигнуто, например, с помои;ью вакуумной установки для HacTpoiiiai иьозоэлеьгтрически.х резонаторов, в которой используется нанесение тонкого металлического покрытия на поверхность кристаллических пластин носредстВОЛ1 испарения металла. Целесообразно одну сторону кристаллической пластииы иокрывать металлом полностью, на вторую же сторону наносить металличесрюе покрытие, только на часть ее поверхности.

С помои;ью установки на кристаллическую пластину наносят металлическое покрытие таким образом, чтобы площадь электрода, частично покрывающего поверхность кристаллической пластины, постепенно при этом увеличивалась.

При отсутствии вакуумно установки настройка частоты мо;кет осуп ;ествляться ручными приемами посредством уда:1:ения части покрытия с одной и.чи двух сторон или отделением в электрическом отионюнии части покрытия от электрода, В1{лючепиого в электрическую цепь. В обоих случаях имеет место повышение частоты.

Наблюдаемое изменение частоты при настройке, осуществляемой посредством изменения площади электродов, оказывается значительно большим, но сравнению со случаем, когда настройка осуществляется только за счет нанесения дополнительного слоя покрытия на металлизированную поверхность кристалла, в результате чего имеет место только изменение (увеличение) ее эквивалентной массы. При нанесении проводящего покрьгеия., на, неметаллизированную поверхность пластины ияменение частоты достигается как за счет изменения (увеличения) эквивалентной массы, так и за cler изменения (уменьнюния) ее шсвивалентной упругости, наблюдаемо при изменении площади металлизирова И10й поверхности.

Расширение пределов регулировки частоты пьезоэлектрических резонаторов позволяет, заранее должным образом обработав пластину, не подвергать ее при настройке шлифовке и ие наносить на нее слишком толстых покрытий, ухудшающих электрические характеристики резонатора. Кроме того, иастройка может осулцествляться при непрерывном I-;OHTроле частоты резонатора, что также является достоинством метода.

Предмет и з о б р е т е и н я

Способ настройки (регулировки) частоты ньезоэлектрических резонаторов с помощью нанесения слоя металличеохого покрытия на поверхность пьезоэлемента, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения пределов регулировки частоты и исключеиия шлифовки .гфисталлического элемента, металлизированные поверхности с обеих сторон кристаллического элемента делают разных размеров и неметаллиоированные участки стороны с меньшей поверхностью - металлизации дополнительно металлизируют при точной настройке частоты.