151483. lajstromszámú szabadalom • Elektróda-elrendezés iker-kivitelű harmonikus krisályok számára

151483 előállításának. Hosszrezgő kristálynál a magasabb rezgési frekvencia az ún. mechanikusharmonikus rezgésmóddal érhető el. Ez azt jelenti, hogy a rezgési irányban — tehát a kristály hosszában — nem egy, hanem két, három, négy, Öt stb. félihullámhosszú rezgési periódus helyezkedik el. Ezt a megoldást a Fig. 4—Fig. 8 ábra-rendszerben mutatjuk be, ahol is az a) jelű ábra mindegyik esetben a kristály leegyszerűsített képét, a b) ábra az elektródák és hozzá vezetések-sematikus ábrázolását, a c) ábra pedig az illető kristályra jellemző rezgési periódusképet tartalmazza, értve rezgési perióduskép alatt a rezgés közben keletkezett állóhullám fázisképét, miközben a kristályon kialakult 1 rezgési periódus (hossza — 2 Ilyen részletezés mellett: a Fig. 4 jelű ábrák az alapfrekvencián-, a Fig. 5 jelű ábrák a második harmonikuson-, a Fig. 6 jelű ábrák a harmadik harmonikuson-, a Fig. 7 jelű ábrák a negyedik harmonikuson-, végül a Fig. 8 jelű ábrák az ötödik harmonikuson rezgő, mechanikus-harmonikus rezgésmódú kristályt mutatják be. A kívánt — „n"-edik — mechanikus-harmonikus frekvencia előállításához elvileg elegendő egyetlen -2n hossznyi kristályfelületen a semleges rezgési vonalhoz képest szimmetrikusan elhelyezett elektróda .alkalmazása is. A kristályfelület és az azt résziben fedő elektródák számának aránya nem a gerjesztett mechanikusharmonikus frekvenciára, hanem egyrészt az ,,n"-edik medhanikus-harmonikus rezgés amplitúdójára, másrészt bizonyos ném-szándékolt, ún. parazitarezgések keletkezéséire van befolyással. Az elektródával nem-fedett kristályfelület ugyan csillapítás-többletet okoz, ez azonban bizonyos esetékben nem hátrányos, mert káros kapacitások csökkenésével járhat együtt. Kétségtelen azonban, hogy ha pl. az ötödik meehanikus-narmonikus frekvenciát egyetlen olyan elektróda-párral állítjuk elő, amely a kristályhossz l/5^évél arányos kristály-' felületen van elhelyezve, akkor parazita-rezgések állhatnak elő. A csillapítás-, illetve a parazitarezgés-veszély csökkentése érdekében a több „n"-ed kristályfelületen elhelyezett félihiülámhossznyi elektródát akár a kristályfelületen kívül vezetőileg kapcsolhatjuk össze, akár pedig e több elektródát egy egységes elektródafelület alakjában helyezhetjük el. A mechanikus-harmonikus rezgések előállítására szolgáló, folyamatos kiképzésű elektródákat a kristálylap élén iflún. vastagsági méret) elhelyezett vezetőréteggel — ami az elektródáknak a kristályélekre kiterjesztett része — úgy kötjük össze, ihogy az egy kristályoldalon levő egymásmelletti —, és a két oldalon * egymással szemben elhelyezkedő elektródák polaritása ellentétes legyen; ez az elektróda-rendszer állítja elő á második és következő mechanikus-5 harmonikus rezgéseket. Az elektródák hozzávezetése és a kristály mechanikus megfogása mindig a rezgések semleges vonalában — tehát az elektródák középvonalán — történik. Rendszerint páratlan számú harmonikust alkalmaz-10 nak és az elektródákat — a kvarckristálylap tömegének kiegyensúlyozása céljából — a középső elektródáról vezetik ki, mivel az elektróda-hozzávezetések egyúttal a kvarckristálylap mechanikus tartására is szolgálnak. 15 Az eddigiekben ismertetett, magukban véve ismert megoldások felhasználásával azonban mechanikus-harmonikus módon rezgő kristályt gyakorlati okokból nem lehet a rezgési iránnyal párhuzamos elektróda-megosztás útján iker-20 kivitelű kristály alakjában előállítani, mert az, rendkívül bonyolult elektróda- és hozzávezetési rendszer alkalmazását tenné szükségessé, bár az iker-kivitel gazdasági — kristály-takarékossági — szempontból jelentős előnyökkel jár. 25 Ezért alakította ki különösen a Bell Telephone Laboratories, Inc. new yorki vállalat —• W. P. Mason találmányi megoldásai alapján — a rezgési iránnyal nem-párhuzamosan elválasztott elektróda-elrendezésű iker-kivitelű kristályt, 30 amely a reá vonatkozó 2,185.599 számú USA szabadalmi iratban nyert nagy részletességgel leírást. Ez a szélesen megalapozott, nagy jelentőségű megoldás azonban olyan elektróda-elrendezést 35 használ fel, amely méretezési és gyártástechnológiai okokból, valamint mechanikai stabilitási szempontokra figyelemmel nem minden 'esetben kerülhet előnyösen alkalmazásra. A felhívott USA szabadalmi irat Fig. 10 jelű ábráján be-. 40 mutatott 'kristály szemközti felületén látható, egy függőlegesbe' eső hozzávezetéseket a kristály szélességében — a hivatkozott ábrán a 0' dimenzió — kell elhelyezni. Az általánosan használt és az; USA szabadalmi iratban is hi-45 vatkozott —il8,5° X-metszetű kristálynál 400 kHz feletti frekvencián nem alkalmazható 4 mm-t meghaladó szélességméret parazitarezgések veszélye nélkül. A W. P. Mason-féle ikerkivitelben kettéválasztott és itt a Fig. 9 jelű 50 ábrán nagyított méretű keresztmetszeti ábrázolásban bemutatott sz=4 mm. szélességméretű e kristályfelület egy-egy elektródája így kisebb, mint 2, mm.;, ebből leszámítandó az e jelű elektróda-elválasztóvonal félszélessége, ami mintegy 55 0,2 mm; továbbá az s jelű ún. „sarkítás"

i(ß kristálylemez élének letompítása) következtében előálló mintegy 0,3 mm további felületcsökkenés, Azonban még az így fennmaradó 1,5 mm szélességű elektródafelület sem hasze(* nálható ki teljes egészében a fp forrasztási pont, mint elektróda elvezetés elhelyezésére, mert legalább 0,6—0,8 mm-t tűrésként fenn kell tartani a forrasztási pontanyag elfolyásának egyenlőtlensége miatt. A mintegy 0,7—0,8 65 mm átmérőjű ezüstpontok előállítása pedig 2