Способ сварки токами высокой частоты микроминиатюрных резонаторов Советский патент 1991 года по МПК B23K13/00 

Изобретение относится к сварке, а именно к способам заварки токами высокой частоты миниатюрных резонаторов.

Цель изобретения - повышение выхода годных кварцевых резонаторов среза yxl/ + ft за счет создания дополнительных переменных механических напряжений.

На чертеже показана схема устройства для осуществления способа.

Каждый пьезоэлемент 1, смонтированный в кристаллодержателе 2 с установленными коваровыми кольцами 3 и накрытый баллонами 4 при установке в заварочной головке 5 через контакты б в основании 7 и токопроводящие провода 8, которыми дополнительно оснащена заварочная головка, соединяется с дополнительным генерато- ром 9 для возбуждения в пьезоэлементе резонансных колебаний. После откачки из

вакуумной камеры воздуха и создания рабочего вакуума перед включением заварочного высокочастотного генератора 10 включается дополнительный генератор 9. при совпадении (путем его настройки по максимуму сеточного токз или работе с широкой полосой, захватывающей диапазон завариваемых резонаторов) частоты колебаний которого с резонансной рабочей частотой колебаний первого порядка пьезоэлементов 1 в пьезоэлементах пьезоэлектрически возбуждаются сдвиговые колебания по толщине первого порядка, как наибрлее эффективные. При этом уровень возбуждения пьезоэлемента регулируется изменением напряжения и должен повышать рабочий уровень в 3-10 раза. Затем включают заварочный высокочастотный генератор для осуществления заварки кварцевого резонатора, последующего отжига сварочного шва и охлаждения до близкой к комнатной температуре, после чего заварочный высокочастотный генератор отключают. Дополнительный генератор 9 обеспечивает сдвиговые колебания по толщине первого порядка при уровне возбуждения, превышающий рабочий в 3-10 раз, в течение всего заварочного цикла и отключается только после выключения заварочного высокочастотного генератора.

8 качестве возбуждающего дополнительного генератора 9 может быть использован импендансметр с настройкой на рабочую частоту завариваемого резонатора или многоместный широкополосный генератор Диполь и др. При этом технологи- ческиережимызаварки

микроминиатюрных резонаторов устанавливают из условия обеспечения надежного и вакуумного соединения стеклянных баллона и кристаллодержателя и необходимого вакуума в заваренном корпусе, а возбуждение в пьезоэлементах сдвиговых колебаний ч процессе всего времени заварки исключает неблагоприятное влияние теплового воздействия от нагреваемого токами высокой частоты кооаровогс кольца на смонтированный в крмоаллодержате/ю пьезоэлемент, приводящие л уменьшению выхода кварцевых годных резонатороа из-за дестабилизации кристаллической решетки кварца.

П р и м е р 1. Осуществляют заварку генераторных кварцевых резонаторов частотой 43,5 МГц третьего порядка колебаний S3 корпусе с пьезоэлементами среза ух /+35°251 из искусственного кварца добротностью Q 5 г 106, диаметром кристаллического элемента Ф 1 мм, диаметром электрода de 3,5 мм, рабочей мощностью рассеяния Wp 2 мВт.

Способ осуществляют следующим образом.

Кристаллодержатели со смонтированными пьезоэлементамм и установленными коваровыми кольцами (сплав 29 НК) накрывают стеклянными (из стекла С52-1) баллонами, фиксируют в отверстиях базовой платы и гнездах концентратора заварочной головки и зажимают нажимными цилиндрами с усилием (1-1,5)Н, Головку, дополнительно оснащенную тскопроводящими проводами и контактами для соединения с возбуждающими электродами пьезозле- ментов возбуждающего генератора Диполь, помещают а вакуумную камеру заварочной установки ВЗРК-1, откачивают воздух до рабочего вакуума 6-10 Па и включают высокочастотный заварочный генератор частотой f 1,76 МГц м мощностью 0,5

кВт, нагрузкой которого является индуктор и находящийся в высокочастотном поле концентратор. Одновременно включают возбуждающий генератор Диполь,

соединенный с возбуждающими электродами пьезоэлементов через выводы кристаллодержателя и возбуждающий каждый из пьезоэлементов завариваемых резонаторов. Мощность возбуждения постоянная и

0 равна W 6-20 мВт, частота первого порядка колебаний f 14,5 МГц (, .5/3 МГц) в течение всего времени заварки, включая нагрев, соединение (сварку), отжиг и охлаждение. Нагрев коварового кольца

5 осуществляют в течение 1 мин с плавным изменением мощности нагрева от 0 до 0,5 кВт, затем в течение последующей второй минуты под воздействием постоянного усилия происходит соединение (сварка)

0 баллона с кристаллодержателем. Затем мощность заварочного генератора уменьшают с 0,5 до 0 кВт в течение последующих 1,5 мин, заварочный генератор выключают, отключают вакуумный насос и вакуумную

5 камеру развакуумируют, сваренные резонаторы в течение 3,5-5 мин охлаждают на воздухе. Отключают возбуждающий генератор Диполь, Головку вынимают из вакуумной камеры, кварцевый резонатор вынимают из

0 заварочной головки,

П р и м е р 2, Осуществляют заварку фильтровых кварцевых резонаторов (монолитных фильтров) частотой f 25 МГц () в стеклянных корпусах, кристаллодержа5 тель которых отличается наличием третьего вывода, осуществляют аналошчно примеру 1. Процесс отличается лишь тем, что возбуждение пьезозлементоа осуществляют на частоте f 25 МГц (п 1) и от внешних

0 электродов диаметров, большим или равным диаметру пьезоэлементов, расположенных на заварочной головке снаружи каждого баллона с суммарным зазором 0,5- 1,0 мм.

5 Предлагаемый способ заварки токами . высокой частоты позволяет полностью исключить двойникование кварца в подэлект- родной части ПЭ и на 5-12% по всему объему ПЭ и вследствие этого повысить вы0 ход годных при герметизации на 5-12%. Формула изобретения Способ заварки токами высокой частоты микроминиатюрных резонаторов, при котором устанавливают в гнезда базовой

5 плиты и концентратора заварочной головки Кристаллодержатели с установленными кварцевыми кольцами и смонтированными пьезоэлементами, накрывают каждый из них баллоном, который прижимают к привариваемому держателю, устанавливают собранную заварочную головку в вакуумную камеру, откачивают воздух из камеры, включают высокочастотный генератор, разогревают коваровые кольца, которые плавят стекло кварцедержателя, сдавливают баллон и кварцедержатель, проводят отжиг в вакууме, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных кварцевых резонаторов среза yxl/ +{3 путем создания дополнительных переменных механических напряжений, перед включением высокочастотного заварочного генератора возбуждающие электроды каждого

пьезоэлемента кварцевого резонатора подключают к дополнительному генератору, установленному вне вакуумной камеры, и пьезоэлектрически возбуждают в каждом

пьезоэлементе колебания сдвига первого порядка по толщине при уровне возбуждения, превышающем рабочий в 3-10 раз, которыми воздействуют в течение всего времени заварки, включая отжиг сварного

шва и охлаждение до близкой к комнатной температуре, после чего генератор для возбуждения колебаний в пьезоэлементе выключают.

Изобретение относится к сварке, а именно к способам заварки токами высокой частоты микроминиатюрных резонаторов. Цель изобретения - повышение выхода годных кварцевых резонаторов за счет создания дополнительных переменных механических напряжений. Кристаллодер- жатели с установленными кварцевыми кольцами и пьезоэлементами устанавливают в гнезда базовой плиты. Накрывают каждый из них баллоном, прижимают их к привариваемому держателю и устанавливают в вакуумную камеру. После вакуумирования в каждом пьезоэлементе от отдельного генератора возбуждают колебания сдвига первого порядка по толщине при уровне возбуждения, превышающем рабочий в 3- 10 раз. Включают генератор, разогревают коваровые кольца, сдавливают баллон и кварцедержатель. Производят отжиг и охлаждение до комнатной температуры. Способ позволяет полностью исключить двойникование кварца за счет энергетической стабилизации кристаллической решетки. 1 ил.