Brevet FR2562352A1 — publié le 19851004

RESONATEUR PIEZO-ELECTRIQUE La présente invention concerne un résonateur piézo-électrique comportant une embase traversée par deux poteaux conducteurs électriquement isolés de celle-ci et une lame piézo-électrique comportant une zone active centrale entourée par une couronne périphérique reliée à la zone centrale par au moins deux ponts délimitant des fentes séparant la zone centrale de la couronne périphérique, chaque face de la zone centrale étant revêtue d'une électrode adhérente se prolongeant au travers de l'un au moins des ponts sur une partie de la couronne périphérique, chaque électrode de la lame étant reliée à l'un des poteaux conducteurs par l'inter- médiaire de moyens de fixation conducteurs. Des résonateurs de ce type ont été décrits dans les demandes françaises 83/15 FAIBLE $ENSIBILITE AUX ACCELERATIONS" et 83/15 654 inti- tulée "RESONATEUR PIEZO-ELECTRIQUE POUR ENVIRON- NEMENT SEVERE", demandes déposées conjointement par la Demanderesse le 30 septembre 1983. Le contenu de ces différentes demandes est incorporé dans la présente demande a titre de réf èrence. Ces différents résonateurs piézoélectriques sont maintenus solidaires de l'embase par des poteaux conducteurs traversant ladite ermbase et reliés électr iquement aux électrodes de la lame piézo- électrique sur le bord externe de la couronne périphérique desdites lames. Toutefois, en pratique, afin de diminuer les coûts de produc- tion, on utilise généralement des embases couramment disponibles dans le commerce quelles que soient les dimensions des lames piézo- électriques fixées à l'intérieur du boitier. On constate généralement que le diamètre de ces lames piézoélectriques est différent et dans la plupart des cas, supérieur au diamètre sur lequel sont disposés les poteaux de l'embase. Il en résulte que les moyens de fixation des poteaux à la lame de quartz sont réalisés à l'aide de fils ou rubans métalliques inclinés par rapport à la direction desdits poteaux. On constate généralement, que les performances des résonateurs en sensibilité aux accélérations, résonateurs utilisant les modes de fixation décrits ci- dessus, sont assez médiocres. D'une manière générale, pour une lame de quartz traditionnelle, c'est-à-dire non munie de fentes comme dans le cas de la présente invention, la sensibilité aux accélérations des résonateurs ainsi obtenus n'est pas inférieure à 1 x 10-9/G. De plus, une telle valeur de la sensibilité aux accélérations n'est pas aisément reproductible d'un résonateur à l'autre. Lorsqu'on utilise des lames piézo-électriques munies de fentes selon la demande 83/15 653 citée plus haut, on améliore nettement cette sensibilité aux accélérations puisque l'on obtient une sensibilité inférieure à I x 10-9/2 G. Mais comme dans le cas précédent et bien que les résultats d'ensemble soient améliorés, on constate une grande dispersion de cette valeur de la sensibilité dans un même lot de fabrication. Il n'existe donc pas actuellement de système de fixation des lames piézo-électriques aux poteaux d'une embase permettant d'ob- tenir des sensibilités accéléromnétriques inférieures à I x 10-9/G avec une bonne reproductibilité de la valeur de la sensibilité aux accélérations. La présente invention permet de résoudre le problème ainsi posé. Le résonateur selon l'invention est caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation sont constitués par un ruban métallique prenant appui sur la partie intérieure de la zone périphérique, de manière à ce que ledit ruban soit disposé sensiblement dans le prolongement du poteau correspondant. Selon une variante, le résonateur selon l'invention est carac- térisé en ce que l'embase comporte également au moins un poteau de maintien relié au résonateur par l'intermédiaire d'un ruban métallique prenant appui sur la partie intérieure de la zone péri- phérique du résonateur, de manière à ce que ledit ruban soit disposé sensiblement dans le prolongement du poteau correspondant, ledit ruban étant disposé de manière à éviter tout contact électrique entre le poteau de maintien et les électrodes de la lame. De préférence, les dimensions de la fente dans laquelle pren- nent appui les rubans métalliques sont voisines de celles du ruban de fixation utilisé. On constate que les résonateurs réalisés selon l'invention permettent d'obtenir des sensibilités aux accélérations inférieures à I x 10-9/G avec un pourcentage de réussite très important. En effet, ainsi qu'on le verra d'après l'exemple comparatif cité plus loin, on peut en utilisant l'invention, non seulement améliorer la sensibilité 1_5 aux accélérations du résonateur, mais on multiplie sensiblemeent par 3 le rendement de l'opération. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants, donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent: - la figure 1, une vue d'une lame piézo-électrique fixée sur une embase selon l'invention, - la figure 2, une vue en coupe de la figure précédente au niveau d'une fixation. Sur la figure 1, est représentée une vue d'une lame piézo- électrique reliée aux poteaux de l'embase à l'aide de moyens de fixation selon l'invention. La lame piézo-électrique comporte une zone active centrale 1, entourée par une couronne périphérique 5, reliée à celle-ci par 3 ponts, dans l'exemple présent, 4, 6, 7. Ces ponts 4, 6, 7 délimitent des fentes 8, 9 et 10 séparant la zone centrale I de la couronne périphérique 5. Chaque face de la zone centrale 1 est revêtue d'une électrode adhérente 2, 15 déposée de manière connue en soi. Chaque électrode 2, 15 se prolonge, au travers de l'un au moins des ponts respectivement 4 et 7 sur une partie Il, 17 de la couronne périphérique 5. Chaque électrode 2, 15 de la lame piézo-électrique est ainsi reliée à l'un des poteaux conducteurs 12, 14, traversant l'embase 20 à travers une perle de verre isolante 21, 22, par l'intermédiaire de moyens de fixation de conducteurs 30, 34. Ces moyens de fixation conducteurs 30, 34 sont respectivement constitués par une partie rectiligne conductrice sous forme d'un ruban plat 50, 54 soudé respectivement à lextrémité du poteau 12, 14. Cette partie rectiligne 30, 34 (située dans le prolongement du poteau 12, 14 et donc sensiblement perpendiculaire à l'embase horizontale 20) se prolonge par une partie rectiligne plane sensiblement horizontale 31, 35 et une partie sensiblement verticale 32, 36, elle-même prolongée par une partie horizontale 33, 37. L'ensemble 31, 32, 33 et 35, 36, 37, vient pincer la couronne périphérique 5 de la lame piézo-électrique, la partie rectiligne 32, 36 étant située à proximité du bord intérieur, côté fente 8, 9, de ladite couronne périphérique 5. La partie rectiligne horizontale 33, vient en contact électrique avec la partie 11, 17 prolongeant respectivement chaque électrode métallique 2, 15. Bien entendu, la présence de ces deux moyens de fixation est indispensable pour permettre le fonctionnement selon l'invention. Toutefois, il est possible de prévoir, de manière supplémentaire, d'autres moyens de fixation de structure tout à fait identique à ceux décrits précé- demment mais n'ayant pas de fonction électrique de connexion. Ces moyens sont représentés dans le prolongement du poteau 13 solidaire de l'embase mais non isolé électriquement de celui-ci. Ces moyens 41 sont constitués par une partie plane sensiblement verticale 51 solidaire de l'extrémité du poteau 13 se prolongeant comme précé- demment par une pince en forme de U comportant trois bras 43, 42 et 44, le bras 43 étant disposé sous la couronne périphérique 5, le bras 42 dans le prolongement de 51 et sur la face interne de la couronne périphérique 5, dans la fente 10, et le bras 44 disposé sensiblement horizontalement, au-dessus de ladite couronne péri- phérique 5. La figure 2 représente une vue en coupe du résonateur de la figure 1, au niveau des moyens de fixation 30. Sur cette figure, les 62352 mêmes éléments que ceux de la figure précédente portent les mêmes références. On remarquera, en particulier, que, de préfé- rence, la partie inférieure du bras supérieur 33 de la pince en forme de U 31, 32, 33 cornporte un bossage 40 de manière à améliorer le contact électrique avec la métallisation 11 qui prolonge l'électrode 2. On notera également que, afin de permettre une fixation aisée de la lame piézo-électrique, selon le procédé de l'invention, on main- tiendra tout d'abord la partie supérieure 33 de la pince dans le prolongement de la partie de la base 32 du U, on introduira alors la lame de quartz de manière à ce que les moyens de fixation 30 se glissent dans les fentes correspondantes de ladite lame, puis on rabattra à l'aide d'un outil approprié, la partie 33 sur la partie métallisée 11, en prolongement de l'électrode 2, ce rabattement s'effectuant sensibilement selon un angle de 900. D'une manière générale, on pourra utiliser comme moyens de fixation 30 et 34 des rubans plats de nickel. Ces rubas, reliant la lame du résonateur aux poteaux de traversée isolants 12, 14, doivent être maintenus le pluperpendiculairement possible par rapport au plan de l'embase 20 {ou au plarî inférieur, cté métallisation de l'électrode 15 du résonateur), tout en restant droits, c'estaà-dire sensiblement selon la direction verticale sur la figure entre la lame et l'embase. D'une manière générale également, ces moyens de fixatiorn sont applicables à tous les résonateurs munis de fentes, c'est-à-dire présentant une pluralité de ponts et de fentes entre la lame vibrante et un anneau périphérique. De préférence, l'invention s'appliquera a des lames comportant des fentes dont celles corres- pondant au passage des rubans métalliques sont de petites dimen- sions, laissant simnplement passer lesdits rubans de nickel. La fixation de la lame sur le support en forme de ruban peut se faire par un ciment conducteur connu en soi, le support pouvant présenter alors deux parties, l'une, pliée telle que par exemple 31 sur la figure 2, l'autre 33 étant rabattue apres avoir positionné la lame sur la partie telle que 31. EXEMPLE DE REALISATION On réalise des résonateurs piézo-électriques tels que décrits dans l'exemple 3 de la demande française 83/15 653 citée plus haut, c'est-àdire des résonateurs plan convexe de 10 MHZ de type SCP 3 comportant 4 ponts disposés à + 15 par rapport à l'axe ZZ'. Le diamètre extérieur de la lame est de 15 min. Le diamètre de la partie active est de 10 mm avec un diamètre de métallisation d'électrodes de 6 mm. La couronne périphérique a une largeur de 1,5 mm tandis que chaque fente a une largeur de I mm. On fixe une lame de quartz telle que définie ci-dessus sur une embase standard dont les poteaux sont disposes sur un cercle. Ces poteaux sont de diamètre I mmn environ. Ils sont tangents à un cercle de diamètre 10 mm à l'extérieur de celui-ci. Dans le premier cas, on fixe la lame de quartz de la manière habituelle, c'est-à-dire à l'aide de rubans plats formant r6ssorts, fixés sur l'extérieur des poteaux (cercle de diamètre 12 mm) d'une part et sur l'extérieur de la couronne périphérique d'autre part (cercle de diamètre 15 mm). Les ressorts comportent donc une partie inclinée, d'environ 15 par rapport à l'axe des poteaux. Dans le second cas, selon l'invention, on fixe le ruban métal- lique tel que décrit ci-avant sur la face intérieure de la couronne périphérique d'une part (de préférence dans les fentes les moins longues, sensiblement au milieu) et sur la face intérieure des poteaux (cercle de diamètre 10 mm) d'autre part. Les rubans métalliques selon l'invention sont donc placés sensiblement dans le prolongement du poteau correspondant. On constate, que pour un lot de résonateurs fabriqués selon le premier cas, on n'obtient que 30% de résonateurs tels que la sensibilité aux accélérations est inférieure à 3 x 10-10/ IG, tandis que pour un lot de résonateurs utilisant les moyens de fixation selon le deuxième cas, on constate que 80% des résonateurs permettent d'obtenir une sensibilité aux accélérations inférieure à 3x 10-10/G. REVENDICATIONS 1. Résonateur piézo-électrique comportant une embase (20) traversée par deux poteaux conducteurs (12, 14) isolés de celle-dci et une lame piézoélectrique comportant une zone active centrale (1) entourée par une couronne périphérique (5) reliée à la zone centrale (1) par au moins deux ponts (4, 6, 7) délimitant des fentes (8, 9, 10) séparant la zone centrale (1) de la couronne périphérique (5), chaque face de la zone centrale (1) étant revêtue d'une électrode adhérente (2, 15) se prolongeant au travers de l'un au moins des ponts (4, 7) sur une partie (11, 17) de la couronne périphérique (5), chaque électrode (2, 15) de la lame étant reliée à l'un des poteaux conducteurs (12, 14) par l'intermédiaire de moyens de fixation conducteurs (30, 34), caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation conducteurs (30, 34) sont constitués par un ruban métallique (30, 34) prenant appui sur la partie intérieure de la zone périphérique de manière à ce que ledit ruban soit disposé sensiblement dans le prolongement du poteau correspondant (12, 14). 2. Résonateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embase comporte également au moins un poteau de maintien (13) relié au résonateur par l'intermédiaire d'un ruban métallique (41) prenant appui sur la partie intérieure de la zone périphérique (5), de manière à ce que ledit ruban (41) soit disposé sensiblement dans le prolongement du poteau correspondant (13), ledit ruban étant fixé à ladite couronne (5) de manière à éviter tout contact électrique entre le poteau de maintien (13) et les électrodes de la lame (2, 15). 3. Résonateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caracté- risé en ce que les dimensions de la fente (8, 9, 10) dans laquelle prennent appui les rubans métalliques sont voisines de celles du ruban utilisé (30, 34, 41). 4. Résonateur selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que le ruban (30) comporte un premier bras (31) parallèle à l'embase disposé sous la couronne périphérique (5) et un second bras (33) disposé sur la couronne périphérique, parallèlement à l'embase. 5. Résonateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second bras (33) est l'extrémité repliée du ruban (30).