СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И НАСТРОЙКИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЗОНАТОРА Советский патент 1970 года по МПК H03H3/04 

Изобретение относится к ньезотехнике и может быть применено при изготовлении пьезоэлектрических резонаторов.

Известные способы изготовления пьезоэлектрических резонаторов, обеспечивающие улучшение частотного спектра, предусматривают подавление нежелательных видов колебаний за счет изменения формы и размеров пьезоэлектрических пластин; демпфирования пучностей колебания; подбора формы и размеров электродов, затрудняющих пьезоэлектрическое возбулчдение нежелательных видов колебаний; выбора ориентации пьезоэлектрических пластин относительно кристаллографических осей.

Предлагаемый способ изготовления и настройки пьезоэлектрического резонатора, заключающийся в ориентировании кристалла пьезоэлемента относительно возбуждающего поля, разметке -пластины кристалла относи1елъно кристаллографических направлений и нанесении возбуждающих электродов, отличается от известных тем, что пьезоэлемеит заданных размеров возбуждают на частоте нежелательного вида колебаний по максимальному показанию индикаторного прибора, вращают пьезоэлемент в горизонтальной плоскости, добиваясь минимальных показаний индикаторного прибора, фиксируют пьезоэлемент в этом положении и размечают на нем контуры

электродов кристаллодерл-сателя, которые наносят затем любым известным методом.

Это позволяет подавить .колебания нежелательных ВИДОВ, пьезоэлектрически связанные с рабочим колебанием.

Процесс изготовления пьезоэлектрического резонатора включает в себя обработку кристалла любым известным способом (шлифовкой, иолировкой, травлением н т. д.) до получения пьезокристаллической пластины заданных размеров, разметку пластины относительно кристаллографических направлений с помощью, например, лшкроскопа или любого другого зстройства с использованием поляризованного света И нанесение возбуждающих электродов, ориентированных относительно размеченных кристаллографических направлений, любым известным -способом, например распылением металла в вакууме.

С целью подавления нежелательного вида колебаний готовый пьезоэлемент заданных размеров помещают в обеспечивающий его поворот в горизонтальной плоскости кристаллодержатель, электроды которого включены в одно ИЗ плеч четырехполюсника, связанного с измерительной схемой. Затем пьезоэлемент возбуждают на частоте нежелательного вида колебаний при помощи входящего в измерительную схему генератора стандартных сигналов .по максимальному показанию индика торного приоора на выходе четырехнолюсника, вращают пьезоэле.мент в горизонтальной нлоскости до минимального показания индикаторного прибора, фиксируют пьезоэлемент в этом положении « размечают на нем контуры электродов кристаллодержателя. После этого на пьезоэлемент любым известным способом в соответствии с разметкой наносят возбуждающие электроды. Для изготовления пьезоэлектрических резонаторОБ предлагаемым способом используют кварцевые пластины в виде линз или дисков срезов ИТ ил« РТ. Форма электродов может быть круглая с отверстиями в середине или без них, квадратная, прямоугольная и т. д. В качестве материала для напыления возбуждающих электродов применяют серебро, золото, платину, алюминий и другие материалы. На фиг. 1 изображена ньезоэлектрическая пластина с координатными осями х, у, г и возбуждающее электрическое поле Е иа фиг. 2- кварцедержатель с установлепной в нем пьезокристаллической пластиной в виде двояковыпуклой линзы в разрезе; на фиг. 3 - 6 - электроды, нанесенные на основание и крышку кварцедержателя; на фиг. 7 и 8 показаны частотные спектры известных пьезоэлектрических резонаторов из кварцевых пластин среза ИТ и РТ с .перпендикулярным полем возбуждения (0 90°); на фиг. 9 и 10 - частотные спектры пьезоэлектрических резонаторов из кварцевых пластин среза ИТ и РТ соответственно с наклонным полем возбул-сдения (9 90°), изготовленных согласно предлагаемому способу. Физическая сущность предлагаемого способа заключается в том, что в пьезоэлектрических резонаторах возбуждающие электроды расположены таким образом, что возникающее электрическое ноле не вызывает пежелательный вид колебаний. Если кристаллическая пластина с координатными осями куг имеет действующие пьезоэлектрич-еские модули ,;, и djfo вызывающие пьезоэлектрическую деформацию S нежелательного вида колебаний, то из выражений5,1 - cos 9 - sin ср sin в -|+ зы cose coscp(1) можно рассчитать такое направление возбуждающего электрического поля, при котором колебания вида kl не возбуждаются. Для этого угол ф выбирают в пределах О- 360°, и по выражеиию (2) определяют величину угла 0. Практически для нахождения требуемого направления возбуждающего электрического ноля пьезокристаллическая пластина возбуждается на частоте нежелательного вида колебаний в кварцедержателе. Затем вращением пластины / относительно неподвижных электродов 2 н 3, закрепленных на основании 4 и крыщке 5 кварцедержателя, по нулевому показанию прибора, регистрирующего пьезоток, определяют такое положение электродов 2 и 5 на поверхности пластины , при котором электрическое поле не возбуждает колебания данного вида или амплитуда его минимальна. Резоиаторы, изготовленные по предлагаемому способу, имеют меньщее число нежелательных резонаторов по сравнению с резонаторами, изготовленными известными способами (сравни фиг. 9 и 10 с фиг. 7, 8). Предмет изобретения Способ изготовлепия и настройки пьезоэлектрического резонатора, заключающийся в ориентировании кристалла пьезоэлемента относительио возбуждающего поля, разметке пластины кристалла относительно кристаллографических направлений и нанесении возбзждающих электродов, предусматривающий использование кристаллодержателя, обеспечивающего поворот -пьезоэлемента в горизонтальной плоскости, и измерительной схемы с генератором стандартных сигналов и индикаторным прибором, отличающийся тем, что, с. целью подавления колебаний нежелательных видов, пьезоэлектрически связанных с рабочим колебанием, пьезоэлемент заданных размеров возбуждают на частоте нежелательного вида колебаний по ма1кси.мальному показанию индикаторного нрибора, вращают пьезоэлемент в горизонтальной нлоскости, добиваясь минимальиых показаний индикаторного прибора, фиксируют пьезоэлемент в этом положепии и раздмечают па ием коптуры электродов кристаллодержателя, которые наносят затем любым известным методом.

зд

2

fue,.2