DE2828048C2 - - Google Patents

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Temperaturkoeffizienten der ersten Ordnung der Frequenz sowie der Frequenz eines plattenförmigen, parallel zur Plattenebene Längsschwingungen ausführenden Quarzkristall-Resonators.
Die thermischen Eigenschaften eines Quarzkristall-Resonators gehören zu den wichtigsten Einflußgrößen, die den genauen Gang einer Uhr, insbesondere einer Armbanduhr, beeinflussen. In der Umgebung einer gegebenen Temperatur T₀ können die thermischen Eigenschaften eines Quarzkristall-Resonators durch die Temperaturkoeffizienten erster, zweiter und dritter Ordnung gekennzeichnet werden, welche in dem die Abhängigkeit der Frequenz f des Resonators von der Temperatur T beschreibenden Ausdruck auftreten:
f(T) = f(T₀) [1 + α (T-T₀) + β (T-T₀)² + γ (T-T₀)³ + . . .]
Für Dicken-Scherungsschwingungen ausführende Resonatoren vom AT-Typ, wie sie in elektrischen Quarzarmbanduhren verwendet werden, können α und β durch eine geeignete Wahl des Schnittwinkels des Kristalls auf Null gebracht werden. Der Koeffizient γ hat unter diesen Bedingungen einen Wert von 112 · 10-12/°C³.
Es hat sich herausgestellt, daß für einen Quarzkristall- Resonator vom GT-Schnitt in Form einer rechteckigen Platte die Temperaturkoeffizienten α und β bei geeigneter Wahl des Breiten/Längenverhältnisses zwischen 0,8 und 0,9 z. B. 0,875 auf Null gebracht werden können. Dabei wurde festgestellt, daß unter diesen Bedingungen der Temperaturkoeffizient dritter Ordnung γ bedeutend kleiner als der entsprechende Koeffizient eines AT-Resonators wird und zwar kleiner als 50 · 10-12/°C³.
Ein mögliches Verfahren zur Einstellung des Temperatur­ koeffizienten erster Ordnung α besteht darin, daß Breiten/ Längenverhältnis zu verändern; dies kann jedoch nur bei Quarzkristall- Resonatoren verhältnismäßig großer Abmessungen angewendet werden, da bei einer Quarzplatte mit in der Uhrentechnik üblichen Abmessungen, d. h. mit Seitenlängen von etwa 4 mm, die Änderung einer Abmessung in Schritten von etwa 1 Micron vor sich gehen müßte, um den Temperatur­ koeffizienten erster Ordnung α, der am stärksten von dem Abmessungsverhältnis abhängt, richtig auf Null zu bringen. Eine solche Änderung ist nicht in wiederholbarer Weise durchführbar und ein solches Verfahren kommt daher nicht für eine Serienfabrikation eines Quarzkristall-Resonators in Frage, wie er in Armbanduhren Verwendung findet.
Es wurden auch bereits Versuche durchgeführt zur Masse­ änderung eines Resonators z. B. durch Niederschlag von ver­ dampftem Material oder durch chemische Ablagerung oder mechanischen Abrieb oder durch Verdampfung mit Hilfe eines Laserstrahls oder auch durch chemische Ätzverfahren. Damit wurde eine Frequenzabstimmung des Quarzkristall-Resonators angestrebt oder auch eine Winkelkorrektur bei Kristallrohlingen zur Einhaltung eines engen mechanischen Toleranzbereiches, der einem gewünschten engen Bereich des Temperaturkoeffizienten entspricht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Einstellung des Temperaturkoeffizienten der ersten Ordnung der Frequenz sowie der Frequenz eines platten­ förmigen, parallel zur Plattenebene Längsschwingungen ausführenden Quarzkristall-Resonators anzugeben, das für Armbanduhren kleiner Abmessungen geeignet ist und zwar im Hinblick auf eine Serienfabrikation.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Verfahrensschritten.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt erstmalig eine weitgehend automatisierte Herstellung von plattenförmigen Quarzkristall-Resonatoren für Armbanduhren, die also besonders kleine Abmessungen aufweisen und wobei der Temperatur­ koeffizient der ersten Ordnung α und/oder die Frequenz f verändert werden können durch Vergleiche mit geeigneten Bezugskurven, die mittels eines bereits eingestellten Bezugsresonators erhalten werden. Die kontinuierliche Messung der Frequenz während des Einstellens bedeutet eine automatische Überwachung dieser Frequenz.
Die Quarzplatte hat vorzugsweise eine rechteckige Form. Ferner ist der Quarzkristall vorzugsweise vom GT-Schnitt mit einem Breiten/Längenverhältnis zwischen 0,8 und 0,9.
Bei einer rechteckigen oder quadratischen Quarzplatte ist es besonders vorteilhaft, die Masseänderung in einem Bereich vor­ zunehmen, der in mindestens einer Ecke des Resonators liegt. Diese Masseänderung kann entweder durch Hinzufügen oder durch Entfernen von Material erfolgen. Die Masseänderung des Resonators kann allgemein durch Niederschlag von verdampftem Material oder durch chemische Ablagerung erzielt werden (beispielsweise unter Verwendung des in der folgenden Veröffent­ lichung beschriebenen Verfahrens: V. E. Bottom, "A novel method for adjusting the frequency of aluminum plated quartz crystal resonators", in Proc. of the 30th Annual Symposium of Frequency Control, 1976).
Ferner kann die Masseänderung des Resonators durch Entfernung von Material erzielt werden, beispielsweise durch Abrieb (zum Beispiel bei der Methode entsprechend dem Artikel von J. Engdahl, "32 kHz Quartz crystal unit for high precision wrist-watch", in Proc. of the 29th Annual Symposium of Frequency Control, 1975), durch Verdampfung mit Hilfe eines Laserstrahls (vgl. die folgenden Artikel: J. M. Staudte, "Subminiature quartz tuning fork resonator", in Proc. of the 27th Annual Symposium of Frequency Control, 1973 und J. H. Hokanson, "Laser machining thin film electrode arrays on quartz crystal substrates", in Proc. of the 23rd Annual Symposium of Frequency Control, 1969), oder durch chemische Ätzungsverfahren (beispielsweise das Verfahren beschrieben von D. Hugsen, "A method of angle correction", in Proc. of the 30th Annual Symposium of Frequency Control, 1976).
Die Masseänderung des Resonators kann insbesondere in zwei punktförmigen Bereichen erfolgen, die zueinander symmetrisch in bezug auf mindestens ein Zentrum, eine Achse oder eine Hauptebene der Platte liegen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Aus­ führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichungen zeigt
Fig. 1 eine Quarzplatte vom GT-Schnitt;
Fig. 2 eine Draufsicht eines Resonators mit einem Koordinaten- System zur Definition des Bereiches der Masseänderung;
Fig. 3A und 3B die Abhängigkeit des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung der Resonanzfrequenz des Resonators und der relativen Frequenzänderung von der Stelle der Masseänderung auf dem Resonator;
Fig. 3C und 3D die Abhängigkeit des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung von der Stelle der Masseänderung auf dem Resonator normalisiert auf eine Frequenzänderung der GT-Schwingung von 1‰;
Fig. 4 einen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eingestellten Quarzkristall-Resonators vom GT-Schnitt auf seinem Trägerteil;
Fig. 5A eine perspektivische Ansicht eines Resonators nach Entfernung von Material in einem seiner Eckbereiche zur Einstellung der thermischen Eigenschaften;
Fig. 5B eine perspektivische Ansicht eines Resonators nach gleichzeitiger Einstellung des Temperaturkoeffizienten und der Resonanzfrequenz;
Fig. 5C eine perspektivische Ansicht eines Resonators nach aufeinanderfolgender Einstellung des Temperaturkoeffizienten und der Frequenz;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf das Werk einer Arm­ banduhr mit einem Quarzkristall-Resonator entsprechend Fig. 4; und
Fig. 7 die Abhängigkeit des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung der Resonanzfrequenz von der relativen Frequenz­ änderung.
In Fig. 1 zeigen X, Y und Z jeweils die elektrische, mechanische und optische Achse eines Quarzkristalls. Eine erste Drehung des Achssystems um die X-Achse über einen Winkel R von etwa 51° ergibt ein Achssystem X, Y′, Z₁. Eine zweite Drehung des Achssystems X, Y′, Z₁ um die Y′-Achse über einen Winkel von 45° ergibt ein orthogonales Bezugssystem X′, Y′, Z′. Die Quarzplatte 1 ist so aus einem Kristall mit den Achsen X, Y und Z herausgeschnitten, daß seine Länge parallel zur Achse Z′, seine Breite parallel zur Achse X′, und seine Dicke parallel zur Achse Y′ liegen, wobei diese wie oben definiert sind.
Die Wahl der Schnittwinkel und eines Verhältnisses der Haupt­ abmessungen Breite/Länge zwischen 0,8 und 0,9 erlaubt es, ausgehend von der Platte 1, einen GT-Resonator herzustellen, der Längsschwingungen in seinen Hauptrichtungen ausführt und dessen Temperaturkoeffizienten erster und zweiter Ordnung der Resonanzfrequenz nahezu gleich Null sind.
Der Temperaturkoeffizient zweiter Ordnung β, der im wesentlichen von der Wahl des Winkels R abhängt, ist bei gegebenem Breiten/ Längenverhältnis der Platte relativ leicht auf Null zu bringen. Dagegen ist der Temperaturkoeffizient erster Ordnung der Frequenz α enger mit diesem Abmessungsverhältnis verbunden und sehr empfindlich gegen jede Änderung desselben.
Durch eine kleine örtliche Masseänderung des Resonators durch Hinzufügen oder Entfernen von Material, bewirkt man eine Änderung der Verteilung der kinetischen und der potentiellen Energie des Resonators und dadurch seiner Schwingungsfrequenz und seiner thermischen Eigenschaften.
Fig. 2 zeigt einen Resonator in Form einer rechteckigen Platte, deren große Seite mit a und a′ bezeichnet sind und die Länge a haben und deren kleine Seiten mit b und b′ bezeichnet sind und die Länge b haben. R bezeichnet die Achse entlang der Seite a und S die Achse entlang der Seite b. Um die Darstellung zu vereinfachen und nachdem die Platte nahezu quadratisch ist, wird die Lage eines Massepunktes durch die normalisierten Koordinaten 2x/a entlang der R-Achse und 2x/b entlang der S-Achse angegeben.
Wenn die Masse des Resonators von Fig. 2 entlang der R-Achse verändert wird, so ändert sich einerseits der Temperatur­ koeffizient erster Ordnung α und die Resonanzfrequenz gemäß den beiden in Fig. 3A dargestellten Kurven. Dabei stellen Δα die Änderungen des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung und -Δ f/f die relativen Frequenzänderungen des Resonators dar. In analoger Weise ist in Fig. 3B der Verlauf der ent­ sprechenden Änderungen bei einer Masseänderung entlang der S-Achse dargestellt.
Eine punktförmige Masse, die in den Mitten A und A′ der Seiten a und a′ der in Fig. 2 dargestellten Platte hinzugefügt wird, bringt eine negative Änderung von α und eine negative Änderung von f mit sich. Wird beispielsweise eine Masse von 15 Mikrogramm, welche ungefähr 3‰ der Gesamtmasse einer Platte von 0,15 × 3,4 × 3,9 mm³ entspricht, auf die beiden Punkte A und A′ verteilt, so ergibt sich eine α-Änderung von ungefähr -2 · 10-6/°C und eine Frequenzänderung von ungefähr -2,5 · 10-3.
Eine punktförmige Masse, welche in den Mitten B und B′ der Seiten b und b′ der Platte von Fig. 2 hinzugefügt wird, bringt eine Änderung des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung im negativen Sinn und praktisch keine Veränderung der Frequenz des Resonators mit sich. Beispielsweise stellt man im obigen Beispiel bei einer gleichen Masse von 15 Mikrogramm, die auf die beiden Punkte B und B′ verteilt wird, eine Änderung von α gleich -1 · 10-6/°C fest, während die Frequenzänderung praktisch Null ist.
Eine punktförmige Masse, welche in den vier Ecken einer Platte hinzugefügt wird, bringt eine positive Änderung des Temperatur­ koeffizienten erster Ordnung und eine negative Änderung der Resonanzfrequenz mit sich. Beispielsweise stellt man beim Hinzufügen wieder einer gleichen Masse von 15 Mikrogramm entsprechend obigem Beispiel, aber verteilt auf die vier Ecken der Platte, eine Änderung des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung von 4 · 10-6/°C und eine Frequenzänderung von -1,5 · 10-3 fest.
Es hat sich herausgestellt, daß die Änderungen des Temperatur­ koeffizienten erster Ordnung a besonders groß sind, wenn man die Masse des Resonators in seinen Ecken ändert. Daher läßt sich die Einstellung der thermischen Eigenschaften und insbe­ sondere das Auf-Null-Bringen des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung äußerst wirksam durch eine punktförmige Masse­ änderung in den Winkeln der Platte bewerkstelligen. Diese Bereiche sind zudem dafür besonders gut geeignet, da sie die einzigen sind, die keine potentielle Energie aufweisen und daher die Änderung der Masseverteilung den Gütefaktor und die Alterungseigenschaften des Resonators nicht beeinflußt.
Die Änderungen des Temperaturkoeffizienten zweiter Ordnung β, welche durch die Masseänderungen des Resonators hervorgerufen werden, sind verhältnismäßig gering und zwar in der Größen­ ordnung von 10-9/°C².
Andererseits hat man festgestellt, daß man ähnliche Ergebnisse mit umgekehrtem Vorzeichen erhält, wenn man statt Material hinzuzufügen, solches entfernt, beispielsweise auf den Seiten oder in den Winkeln der Platte.
Das punktförmige Hinzufügen oder Entfernen von kleinen Massemengen verändert, außer den Temperaturkoeffizienten, auch die Resonanzfrequenz des Resonators. Die Einstellung der thermischen Eigenschaften kann daher gleichzeitig zu einer Korrektur der Frequenz verwendet werden oder es kann die Einstellung in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten erfolgen. Im letzteren Fall wird zunächst durch geeignete Wahl der punkt­ förmigen Bereiche und der Materialmenge, die hinzugefügt oder weggenommen wird, eine Einstellung der Temperaturkoeffizienten vorgenommen und in einem zweiten Schritt die Frequenz eingestellt, ohne die thermischen Eigenschaften zu beeinflussen. Die Abhängigkeit des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung, die in den Fig. 3A und 3B dargestellt ist, zeigt, daß auf jeder Seite der Platte ein Punkt besteht, für den der Temperatur­ koeffizient erster Ordnung unveränderlich ist, wodurch eine entsprechende punktförmige Masseänderung lediglich die Frequenz des Resonators beeinflußt.
Andererseits ermöglicht die Kenntnis der Änderungen des Temperatur­ koeffizienten erster Ordnung und der Frequenz, welche zu einem völligen Abgleich des Resonators führen, die örtlichen Bereiche zu bestimmen, in denen das Verhältnis der Änderungen dieser beiden Größen dem Verhältnis der vorzunehmenden Änderungen entspricht. Eine geeignete Änderung der Masse in diesem Bereich erlaubt dann, die Einstellung des Resonators in einem einzigen Verfahrensschritt vorzunehmen.
Die Fig. 3C und 3D zeigen die Änderung von α normalisiert auf eine Frequenzänderung der GT-Schwingung von 1‰. Wenn beispielsweise die vollständige Einstellung eines Resonators eine Verringerung seiner Frequenz um 3‰ zusammen mit einer Erhöhung von α um 1,5 · 10-6/°C erfordert, so bestimmt man die Stelle, an der Material hinzugefügt werden muß, durch Eintragung in den Fig. 3C und 3D von horizontalen Linien entsprechend Δα = 0,5 · 10-6/°C (d. h. 1,5 · 10-6/3). Es ergeben sich somit zwei mögliche Stellen, nämlich bei 62% der Länge entlang der R-Achse und bei 37% der Breite entlang der S-Achse. Die erstere Lösung ist vorteilhafter, da genauer und mit geringerer Masseänderung durchführbar.
Fig. 4 zeigt einen Quarzkristall-Resonator vom GT-Typ, welcher nach dem beschriebenen Verfahren eingestellt ist. Er weist eine rechteckige Platte 41 auf, welche senkrecht in bezug auf einen Trägerteil 42 angeordnet ist. Aufhängedrähte 43 sind senkrecht zur Platte 41 im Schwerpunkt derselben angeschweißt und werden ihrerseits durch Leiterdrähte, welche den Trägerteil 42 in Durchführungen 45 durchqueren, getragen. Im praktischen Einsatz wird der Resonator in einem Gehäuse untergebracht, wie in Fig. 6 gezeigt.
Zur weiteren Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sei der Fall eines GT-Resonators mit einer Resonanzfrequenz von 1 MHz und den Abmessungen 3,3 mm × 3,8 mm × 0,2 mm betrachtet. Wenn sein Temperaturkoeffizient erster Ordnung beispielsweise +5 · 10-7/°C beträgt, so kann dieser durch Entfernung von Material in einem oder mehreren Eckbereichen erfolgen. Die Frequenzänderung der GT-Schwingung, welche einer solchen Materialentfernung entspricht, beträgt:
( Δ f/f) GT = +2,5 · 10-4
entsprechend einer entfernten Gesamtmasse Δ m;
Δ m/ Δ M Quarz = 9,5 · 10-5 oder Δ m = 0,63 µg
(Quarz von 2,4 · 10-4 mm³). Diese Masseentfernung kann in einem einzigen Eckbereich erfolgen oder auf mehrere Eckenbereiche verteilt werden. Es ist zu bemerken, daß solange die Abweichung des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung nicht zu groß ist, d. h. praktisch kleiner als 3 bis 4 · 10-6/°C, eine gute lineare Abhängigkeit zwischen Δα und dem gesamten Δ m besteht. Wenn die Entfernung oder das Hinzufügen von Material auf mehrere Ecken verteilt werden, so ist die Differenz der Gesamtmasse in Betracht zu ziehen.
Fig. 5A zeigt eine GT-Platte 61 mit Trägerdrähten 62, wobei eine Ecke 63 zur Einstellung der thermischen Eigenschaften einer Masseverringerung unterworfen wurde.
Fig. 5B zeigt eine GT-Platte 64 mit Aufhängedrähten 65, wobei die Frequenz und die thermischen Eigenschaften gleichzeitig durch Hinzufügen von Material an der Stelle 66 eingestellt wurden, wobei diese Stelle gemäß den Fig. 3C und 3D bestimmt wurde.
Fig. 5C zeigt eine GT-Platte 67 mit Aufhängedrähten 68, bei der die thermischen Eigenschaften und die Frequenz nacheinander eingestellt wurden. Die thermischen Eigenschaften wurden durch Hinzufügen einer Masse 69 in einer der Ecken eingestellt und die Einstellung der Frequenz daraufhin durch Hinzufügen einer weiteren Masse 70 vorgenommen, und zwar in einer der Stellen, wo die Empfindlichkeit des Temperaturkoeffizienten gegenüber einer solchen Masseänderung Null ist, das heißt auf einer Abszisse x/2a = 0,47, woraus sich eine Entfernung von der nächstgelegenen Ecke von
ergibt.
Fig. 6 zeigt schematisch das Werk einer Armbanduhr, die mit einem Quarzkristall-Resonator, wie dem in Fig. 4 gezeigten, bestückt ist. Es weist eine isolierende Platte 51, vorzugsweise aus Keramik auf, die als Träger für die wichtigsten Bauelemente der Uhr dient. Sie trägt insbesondere einen Quarz-Resonator in seinem Gehäuse 52, einen Frequenzabstimmungs-Kondensator 53, ein Gehäuse 54 mit den integrierten Schaltungen, insbesondere der Oszillatorschaltung des Resonators, einer Frequenzteilerkette und einem Steuerkreis für einen Schrittmotor, eine Batterie 55, die durch eine Brücke 56 festgehalten wird, wobei diese ihrerseits durch Schrauben 57 am nicht dargestellten Uhrengehäuse befestigt ist und diese Schrauben gleichzeitig zur Befestigung der Trägerplatte 51 dienen. Der Steuerkreis für den Schrittmotor, der zur Anzeige mittels Zeigern notwendig ist, wird im Fall einer Anzeige durch Flüssigkristall-Elemente oder Lumineszenzdioden durch einen entsprechenden Dekodierungs- und Steuerkreis ersetzt. Die keramische Trägerplatte 51, die zwei weitere Befestigungsschrauben 58 aufweist, trägt Anschlußteile 59, die direkt auf dem keramischen Material durch Metallisierung aufgebracht werden können, und zur Befestigung einzelner Komponenten, wie dem Quarzkristall- Resonator 52, dem Kondensator 53 und einer der Anschlußklemmen der Batterie 55, dienen. Metallisierte Bohrungen 60 stellen den Kontakt mit metallisierten Verbindungsstellen auf der anderen Seite der Trägerplatte her.
Fig. 7 zeigt die lineare Abhängigkeit der Änderung des Temperaturkoeffizienten α von der relativen Änderung der Frequenz. Die in punktförmigen Bereichen des Resonators vor­ genommenen Masseänderungen sind praktisch nicht direkt meßbar. Diese Masseänderungen bewirken jedoch eine meßbare Änderung der Frequenz, aus der die entsprechende Änderung des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung α abgeleitet werden kann. Man setzt die Masseänderung solange fort, bis eine genügend große Änderung des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung erreicht ist, um diesen Koeffizienten auf Null zu bringen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Serienherstellung eines Quarzkristall-Resonators vom GT-Schnitt, der für seine guten thermischen Eigenschaften bekannt ist und der genügend kleine Abmessungen aufweist, um in einer Armbanduhr Verwendung zu finden. Das Verfahren kann jedoch selbstverständlich auch für andere Resonator-Typen in Plattenform verwendet werden, deren thermische Eigenschaften durch örtlich begrenzte Masse­ änderungen verändert werden können.

Claims (13)

1. Verfahren zur Einstellung des Temperaturkoeffizienten der ersten Ordnung der Frequenz sowie der Frequenz eines plattenförmigen, parallel zur Plattenebene Längs­ schwingungen ausführenden Quarzkristall-Resonators, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) der Temperaturkoeffizient der ersten Ordnung der Frequenz des einzustellenden Resonators durch Frequenzmessungen bei wenigstens zwei verschiedenen Temperaturen gemessen wird,
  • b) der für den gegebenen Typ des Quarzkristall-Resonators bestehende Zusammenhang zwischen relativer Frequenzänderung und Änderung des Temperaturkoeffizienten erster Ordnung bei einem Standard-Resonator ermittelt wird,
  • c) die Masse des Resonators in wenigstens einem punkt­ förmigen in einer Ecke oder in der Nähe einer Ecke der Platte liegenden Bereich in an sich bekannter Weise durch Einfügen oder Wegnehmen von Material verändert wird, bis der Wert der dadurch bewirkten relativen Frequenz­ änderung, welche gemessen wird, gleich dem Wert ist, der der erforderlichen Änderung des Temperatur­ koeffizienten der ersten Ordnung entspricht,
  • d) die Abhängigkeit der Änderung des Temperaturkoeffizienten der ersten Ordnung der Frequenz eines Standard- Resonators mit dem gleichen Schnittwinkel und den annähernd gleichen Abmessungen und dem gleichen Breiten/ Längenverhältnis der Quarzplatte, wie diejenigen des einzustellenden Resonators, die aus einer Massenänderung in einem punktförmigen Bereich am Rande der Platte resultiert und eine relative Frequenzänderung entsprechend einem Standardwert bewirkt, vom Ort des genannten punktförmigen Bereiches entlang des Randes der Platte ermittelt wird,
  • e) aus der genannten Abhängigkeit der Ort des punkt­ förmigen Bereiches einer Masseänderung bestimmt wird, an dem keine Änderung des Temperaturkoeffizienten der ersten Ordnung der Frequenz auftritt und
  • f) die Masse des Resonators an diesem Ort in an sich bekannter Weise durch Hinzufügen oder Wegnehmen von Material verändert wird, bis die erforderliche Frequenz­ änderung erzielt ist.
2. Verfahren zur Einstellung des Temperaturkoeffizienten der ersten Ordnung der Frequenz sowie der Frequenz eines plattenförmigen, parallel zur Plattenebene Längs­ schwingungen ausführenden Quarzkristall-Resonators, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) der Temperaturkoeffizient der ersten Ordnung der Frequenz des einzustellenden Resonators durch Frequenz­ messungen bei wenigstens zwei verschiedenen Temperaturen gemessen wird,
  • b) die Abhängigkeit der Änderung des Temperatur­ koeffizienten der ersten Ordnung der Frequenz eines Standard- Resonators mit gleichem Schnittwinkel und annähernd gleichen Abmessungen und gleichem Breiten/Längenverhältnis der Quarzplatte, wie diejenigen des einzustellenden Resonators, die aus einer Masseänderung in einem punktförmigen Bereich am Rand der Platte resultiert und eine relative Frequenzänderung entsprechend einem Standardwert bewirkt, vom Ort des genannten punktförmigen Bereiches entlang des Randes der Platte ermittelt wird,
  • c) mit Hilfe der so ermittelten Abhängigkeit aufgrund des gemessenen Temperaturkoeffizienten und der Frequenz­ abweichung vom Sollwert der Ort des punktförmigen Bereiches für die Masseänderung beim einzustellenden Resonator bestimmt wird und
  • d) die Masse des Resonators in an sich bekannter Weise durch Hinzufügen oder Wegnehmen von Material verändert wird, bis der Wert der dadurch bewirkten relativen Frequenz­ änderung, welche gemessen wird, gleich dem Wert ist, der der erforderlichen Änderung des Temperatur­ koeffizienten der ersten Ordnung entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Platte eine rechteckige Form aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator einen Quarzkristall vom GT-Schnitt aufweist, dessen Breiten/Längenverhältnis zwischen 0,8 und 0,9 liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseänderung in mindestens einem der Eckbereiche des Resonators erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseänderung durch Materialzugabe erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseänderung durch Entfernung von Material erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseänderung des Resonators durch Materialablagerung aus der gasförmigen Phase desselben bewirkt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masseänderung des Resonators durch Materialablagerung auf chemischem Weg erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialentfernung durch Abrieb erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialentfernung durch Verdampfung mit Hilfe eines Laserstrahls erzielt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialentfernung durch chemischen Angriff erzielt.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Masseänderung des Resonators in mindestens zwei punktförmigen Bereichen vornimmt, die zueinander symmetrisch in bezug auf mindestens ein Zentrum, eine Achse oder eine Hauptebene der Platte liegen.
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