WO2007057086A1 - Method for influencing the operating frequency of an oscillating crystal - Google Patents

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WO2007057086A1
WO2007057086A1 PCT/EP2006/010224 EP2006010224W WO2007057086A1 WO 2007057086 A1 WO2007057086 A1 WO 2007057086A1 EP 2006010224 W EP2006010224 W EP 2006010224W WO 2007057086 A1 WO2007057086 A1 WO 2007057086A1
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WO
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quartz
frequency
irradiation
operating frequency
electromagnetic radiation
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PCT/EP2006/010224
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Wilhelm Lennartz
Stefan Metzger
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
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    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03H3/08—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves
    • H03H3/10—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of resonators or networks using surface acoustic waves for obtaining desired frequency or temperature coefficient

Definitions

  • Patent application Method for influencing the working frequency of a quartz crystal
  • the invention relates to a method for influencing the operating frequency of a quartz crystal, wherein the frequency is reduced by irradiation with ionizing radiation.
  • quartz oscillators are used for clock generation.
  • Such a quartz oscillator consists of a quartz oscillator, which generates and specifies the actual clock signal, as well as an electronic control circuit, which provides the clock signal with the desired pulse shape and impedance at its output.
  • This clock signal can then by means of Ribbon cables or tracks are distributed on a circuit board to various digital circuits. These work thus all in the same, predetermined working cycle.
  • the control circuit of the quartz oscillator also have a temperature compensation.
  • thermostat in which the quartz crystal and / or the electronic control circuit are kept at a constant temperature by means of electrical heating.
  • the power values of an oscillator ie in particular the long-term stability and the noise, are 70% influenced by the quartz crystal used.
  • the more accurate this quartz crystal the fewer deviations must be compensated in the control circuit.
  • the users of quartz oscillators usually require compliance with a predetermined nominal frequency. Accordingly, it is up to the manufacturer of the oscillators to ensure compliance with this nominal frequency and to confirm this to the customer.
  • tight specifications can usually only be met if high quality quartz crystals are used.
  • their state-of-the-art production methods offer only low yield and reproducibility of the nominal frequency. Therefore, the quartzes are often selected after production, which further reduces the yield. Another problem arises from the fact that the user must install the quartz oscillator in his electronic circuit.
  • Such permanent deviations can be corrected within narrow limits by additional electronic components, such as tunable capacitors.
  • additional circuit elements have a negative effect on the noise behavior of the oscillator. Due to the high noise, another factor is constituted besides the aging, which deteriorates the stability of the oscillator. Stability is understood in this context to be the maintenance of the nominal frequency during operation over the life of the oscillator. Thus, by adding additional electronic components, the operating frequency can not be adjusted to the rated frequency, if at the same time the stability over a longer period should be ensured.
  • JP 05160661 A proposes to irradiate a quartz crystal with a particle beam.
  • the operating frequency of the irradiated quartz is changed depending on the absorbed dose.
  • quartzes, which were originally outside the nominal frequency are changed by the irradiation to the nominal frequency.
  • Possesses range in matter For example, the range of an electron beam with an energy of 100 keV in aluminum is limited to about 200 microns. Such a beam would therefore no longer reach a quartz crystal which is installed in a housing. Thus, components that are already completed including housing can only be irradiated by means of very high energies. Likewise, the range of air is limited so that it will often be necessary to carry out the irradiation in a vacuum apparatus.
  • the frequency of a quartz oscillator can be adjusted by partially evaporating an electrode of the quartz crystal by means of an ion beam.
  • the additional mass attached to the quartz crystal is reduced and the oscillation frequency is increased accordingly.
  • the energy loss of an ion beam compared to a Electron beam is increased again, this process can only be performed in a vacuum.
  • each quartz oscillator must be introduced individually into a vacuum chamber, whereupon the electrode area is sputtered off until the nominal frequency is reached. Thereafter, the device is discharged again from the vacuum chamber.
  • This complex method is not suitable for the mass production of cheaper but still reliable quartz crystals with the lowest possible manufacturing tolerances of the working frequency.
  • the ion beam is not able to penetrate the housing of the quartz crystal.
  • it is necessary in this method to provide an inlet opening for the ion beam in the housing, which is closed only after the frequency setting.
  • the present invention is therefore based on the object, the operating frequency of a quartz crystal without to change additional electronic components to a predefined nominal frequency.
  • the object is achieved by a method for influencing the operating frequency of a quartz crystal, in which the quartz crystal is exposed to an electromagnetic radiation having a wavelength of less than 2.5 nm.
  • electromagnetic radiation is also suitable for permanently influencing the operating frequency of a quartz crystal. This is surprising, since no material removal caused by the electromagnetic radiation, as required by the prior art. This results in the advantage that electromagnetic radiation is suitable to penetrate the housing of a quartz crystal. Thus, the operating frequency of a finished quartz crystal can be adjusted without this quartz then still requires a mechanical post-processing.
  • the irradiation of the quartz crystals is possible even without surrounding vacuum vessel.
  • the method is therefore easier to carry out and is also suitable for mass production.
  • the size of the components or assemblies to be irradiated is not limited, not only quartz crystals, but also finished quartz oscillators or already soldered on boards oscillators in the working frequency can be changed.
  • the electromagnetic radiation used has photon energies of more than 500 eV. Especially Preferably, photon energies are between about 1.8 keV and about 3 MeV.
  • sources of radiation all known from the prior art sources are available, which operate in this wavelength range.
  • X-ray braking radiation or characteristic is
  • X-ray radiation usable which is available in an X-ray tube without much effort.
  • sources such as synchrotron radiation sources or free-electron lasers.
  • this check can be combined with the adjustment of the operating frequency by irradiation with X-radiation to a single operation.
  • Radioactive gamma emitter can be used as a radiation source.
  • the gamma radiation of the nuclide 60 Co with 1.17 MeV and 1.33 MeV can be advantageously used.
  • the half-life of 5.3 years of the radionuclide allows a long-lasting operation without the source of radiation would have to be exchanged consuming.
  • other radionuclides such as 241 Am here.
  • the operating frequency of a quartz oscillator is reduced upon irradiation with electromagnetic radiation. Accordingly, with the inventive method with high accuracy any operating frequency can be adjusted by a Quartz crystal is cut at a higher operating frequency from the crystal, which is subsequently adjusted by irradiation to the desired operating frequency.
  • a dose of about 0.1 Gray to about 200 Gray is deposited in the quartz crystal during the irradiation. More preferably, the absorbed dose is between about 1 Gray and about 30 Gray. It has been found that the frequency change of an oscillator is about 0.5 Hz to 2 Hz per Gy. Accordingly, there is a lower limit of about 0.1 Gy of absorbed dose for quartz crystals whose intrinsic working frequency is very close to the desired nominal frequency. From about 200 Gray it was observed that the working current of a quartz oscillator increases. This means that the other components installed in the quartz oscillator degrade from this dose. Of course, this observation will not deter the expert to irradiate unwritten quartz crystals without other electronic components with higher doses. With unoccupied quartz crystals, even larger frequency deviations can thus be corrected.
  • the irradiation is approximately between 1/100 second and 10 seconds, in particular between
  • a particular advantage of the method according to the invention is that not only unobstructed quartz crystals can be irradiated, but that they can also already be installed in a quartz oscillator.
  • the quartz oscillator can already be installed with other electronic components on a circuit board.
  • a circuit substrate come here in particular boards or solder frames in question.
  • frequency deviations can be corrected, which have been adjusted only by the installation and the associated heating.
  • a collimated beam can also be used in one embodiment of the invention.
  • the associated weakening of the intensity can be easily compensated by a prolonged irradiation time.
  • the person skilled in the art can also provide a protective shield which covers all parts except for the quartz crystal. Even the small beam of a microfocus X-ray tube is suitable for local irradiation of the quartz crystal large assemblies.
  • the operating frequency of the quartz crystal to be irradiated can be measured continuously during the application of electromagnetic radiation. Upon reaching a predefinable setpoint of the operating frequency, the irradiation is then stopped. This can preferably be done automatically by switching off the radiation source, for example with a shutter, when the setpoint is reached.
  • a plurality of quartz crystals can be set to an accurate frequency value. Larger frequency deviation crystals receive a larger radiation dose than those with a smaller deviation from the nominal value.
  • quartz crystals result, which have a significantly narrower frequency distribution of the working frequency than before the irradiation.
  • larger quantities of quartz or quartz oscillators are irradiated in one operation.
  • the mean value of the frequency distribution of the working frequency shifts by a predeterminable value.
  • the width of the frequency distribution remains unchanged.
  • FIG. 1 shows a device for irradiating a single quartz oscillator or oscillating quartz with electromagnetic radiation until its operating frequency has reached a desired nominal value.
  • the quartz oscillator 1 is behind a shield 2, which protects the operating personnel and the electronics for controlling the oscillation frequency 3, 4 from the radiation.
  • the quartz resonator Ia Inside the quartz oscillator 1 are the quartz resonator Ia and the control circuit Ib.
  • Another shield 5 protects the control circuit from the electromagnetic radiation.
  • the decrease of the operating frequency can be measured at the frequency counter 3. Once the desired nominal frequency is reached, the radiation source 6 is turned off.
  • FIG. 2a shows the distribution of the measured operating frequencies of a multiplicity of temperature-compensated quartz oscillators of the IT7500 type from Rakon. Recognizable is a wide distribution around one
  • FIG. 3 shows how the relative frequency deviation changes with the irradiation time. It can be seen that after switching on the irradiation source the Frequency deviation decreases by more than 4 ppm within a few seconds. The nominal frequency is finally reached with a deviation of approx. 0.01 ppm. The dose applied in this case was 30 Gray. As part of the radiation-induced frequency change heals, the frequency is changed by about 10% more than desired. This annealing of the frequency change occurs within a few minutes after the end of the irradiation. If a large number of quartz oscillators are irradiated with the same properties, this annealing occurs reproducibly. It therefore does not necessarily have to be monitored as shown in FIG. Rather, the quartz oscillator can be processed immediately after the end of the irradiation.
  • the mean value f of the frequency distribution of the operating frequencies is determined for a set of n quartz crystals.
  • a subset m is selected from the n vibrating quartzes. These are introduced into a device according to FIG. 1 and exposed either individually or together to electromagnetic radiation. In this embodiment, a 60 CO radiation source was used. From the measurement of the irradiated dose and the working frequency after irradiation, the
  • the remaining (n - m) oscillating crystals are then irradiated with this dose.
  • the irradiation takes place without further frequency monitoring.
  • all crystal quartz crystals can be irradiated all at once or quartz after quartz is irradiated sequentially.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for influencing the operating frequency of an oscillating crystal (19) or quartz oscillator (1), in which the oscillating crystal or the quartz oscillator is impinged upon by electromagnetic radiation that has a wavelength of less than 2.5 nm.

Description

Patentanmeldung:Verfahren zur Beeinflussung der Arbeitsfrequenz eines Schwingquarzes Patent application: Method for influencing the working frequency of a quartz crystal
Anmelderin: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandtenApplicant: Fraunhofer-Gesellschaft for the promotion of applied
Forschung e.V.Research e.V.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Arbeitsfrequenz eines Schwingquarzes, bei welchem die Frequenz durch Bestrahlung mit ionisierender Strahlung verringert wird.The invention relates to a method for influencing the operating frequency of a quartz crystal, wherein the frequency is reduced by irradiation with ionizing radiation.
Viele der heute verwendeten elektronischen Schaltungen enthalten eine digitale Elektronik. Solche digitalen Schaltungen sind auf ein präzises Taktsignal angewiesen, um sicherzustellen, dass alle verbauten digitalen Schaltkreise im gleichen Takt arbeiten und keine Signale zwischen den Schaltkreisen verloren gehen. Dies betrifft beispielsweise Fahrzeugsteuerungen, Personalcomputer, Mobiltelefone oder Steuer- und Regeleinrichtungen von Maschinen und Anlagen.Many of the electronic circuits used today include digital electronics. Such digital circuits rely on a precise clock signal to ensure that all built digital circuits operate at the same clock and no signals are lost between the circuits. This applies, for example, vehicle controls, personal computers, mobile phones or control devices of machinery and equipment.
Gemäß dem Stand der Technik werden zur Takterzeugung so genannte Quarzoszillatoren eingesetzt. Ein solcher Quarzoszillator besteht aus einem Schwingquarz, welcher das eigentliche Taktsignal erzeugt und vorgibt, sowie einer elektronischen Steuerschaltung, welche an ihrem Ausgang das Taktsignal mit der gewünschten Impulsform und Impedanz bereit stellt. Dieses Taktsignal kann dann mittels Flachbandkabel oder Leiterbahnen auf einer Platine zu verschiedenen digitalen Schaltkreisen verteilt werden. Diese arbeiten somit alle im gleichen, vorgegebenen Arbeitstakt.According to the state of the art so-called quartz oscillators are used for clock generation. Such a quartz oscillator consists of a quartz oscillator, which generates and specifies the actual clock signal, as well as an electronic control circuit, which provides the clock signal with the desired pulse shape and impedance at its output. This clock signal can then by means of Ribbon cables or tracks are distributed on a circuit board to various digital circuits. These work thus all in the same, predetermined working cycle.
Bei höheren Anforderungen an die Stabilität desFor higher stability requirements of the
Taktsignals kann die Steuerschaltung des Quarzoszillators auch eine Temperaturkompensation aufweisen. Noch präziser arbeiten Ausführungen mit Thermostat, bei welchen der Schwingquarz und/oder die elektronische Steuerschaltung mittels elektrischer Beheizung auf konstanter Temperatur gehalten werden. Daneben gibt es auch spannungssteuerbare Modelle, bei welchen die Taktfrequenz in gewissen Grenzen veränderbar ist.Clock signal, the control circuit of the quartz oscillator also have a temperature compensation. Working even more precisely with thermostat, in which the quartz crystal and / or the electronic control circuit are kept at a constant temperature by means of electrical heating. In addition, there are also voltage-controllable models in which the clock frequency can be changed within certain limits.
Die Leistungswerte eines Oszillators, also insbesondere die Langzeitstabilität und das Rauschen, werden zu 70 % durch den eingesetzten Schwingquarz beeinflusst. Je genauer dieser Schwingquarz ist, desto weniger Abweichungen müssen in der Steuerschaltung kompensiert werden. Die Verwender von Quarzoszillatoren fordern im Regelfall die Einhaltung einer vorbestimmten Nennfrequenz. Dementsprechend obliegt es dem Hersteller der Oszillatoren, die Einhaltung dieser Nennfrequenz sicherzustellen und dem Abnehmer dies zu bestätigen. Enge Spezifikationen können jedoch im Regelfall nur eingehalten werden, wenn hochwertige Quarze eingesetzt werden. Deren Produktionsverfahren nach dem Stand der Technik bieten jedoch nur geringe Ausbeute und Reproduzierbarkeit der Nennfrequenz. Deshalb werden die Quarze häufig nach der Produktion noch selektiert, was die Ausbeute weiter verringert. Ein weiteres Problem ergibt sich daraus, dass der Verwender den Quarzoszillator in seine elektronische Schaltung einbauen muss. Dies geschieht im Regelfall durch Löten. Jedoch sind die Eigenschaften eines Quarz- Oszillators temperaturempfindlich. Somit verändert sich auch die Arbeitsfrequenz des Oszillators beim Einbau. In vielen Fällen dauert es mehrere Tage bis Wochen, bis die Arbeitsfrequenz wieder auf ihren Nennwert zurückkehrt. Nicht ausgeschlossen ist jedoch auch, dass die Arbeitsfrequenz dauerhaft vom Nennwert abweicht.The power values of an oscillator, ie in particular the long-term stability and the noise, are 70% influenced by the quartz crystal used. The more accurate this quartz crystal, the fewer deviations must be compensated in the control circuit. The users of quartz oscillators usually require compliance with a predetermined nominal frequency. Accordingly, it is up to the manufacturer of the oscillators to ensure compliance with this nominal frequency and to confirm this to the customer. However, tight specifications can usually only be met if high quality quartz crystals are used. However, their state-of-the-art production methods offer only low yield and reproducibility of the nominal frequency. Therefore, the quartzes are often selected after production, which further reduces the yield. Another problem arises from the fact that the user must install the quartz oscillator in his electronic circuit. This is usually done by soldering. However, the characteristics of a quartz oscillator are temperature sensitive. Thus, the operating frequency of the oscillator changes during installation. In many cases, it takes several days to weeks for the working frequency to return to its nominal value. However, it is not excluded that the working frequency deviates permanently from the nominal value.
Solche dauerhaften Abweichungen können im engen Rahmen durch zusätzliche elektronische Komponenten, wie beispielsweise abstimmbare Kondensatoren, korrigiert werden. Jedoch wirken sich zusätzliche Schaltungselemente negativ auf das Rauschverhalten des Oszillators aus. Durch das hohe Rauschen wird neben der Alterung ein weiterer Faktor konstituiert, welcher die Stabilität des Oszillators verschlechtert. Unter Stabilität wird in diesem Zusammenhang die Einhaltung der Nennfrequenz während des Betriebes über die Lebensdauer des Oszillators verstanden. Somit kann durch Hinzufügen zusätzlicher elektronischer Bauelemente die Arbeitsfrequenz nicht auf die Nennfrequenz justiert werden, wenn gleichzeitig die Stabilität über einen längeren Zeitraum sichergestellt werden soll.Such permanent deviations can be corrected within narrow limits by additional electronic components, such as tunable capacitors. However, additional circuit elements have a negative effect on the noise behavior of the oscillator. Due to the high noise, another factor is constituted besides the aging, which deteriorates the stability of the oscillator. Stability is understood in this context to be the maintenance of the nominal frequency during operation over the life of the oscillator. Thus, by adding additional electronic components, the operating frequency can not be adjusted to the rated frequency, if at the same time the stability over a longer period should be ensured.
Um den Aufwand des Selektierens von Quarzen nach ihrer Arbeitsfrequenz zu vermindern, schlägt die JP 05160661 A vor, einen Schwingquarz mit einem Teilchenstrahl zu bestrahlen. Durch diese Bestrahlung wird die Arbeitsfrequenz des bestrahlten Quarzes in Abhängigkeit der absorbierten Dosis verändert. Somit können Quarze, welche ursprünglich außerhalb der Nennfrequenz lagen, durch die Bestrahlung zur Nennfrequenz hin verändert werden.In order to reduce the expense of selecting crystals according to their operating frequency, JP 05160661 A proposes to irradiate a quartz crystal with a particle beam. By this irradiation, the operating frequency of the irradiated quartz is changed depending on the absorbed dose. Thus, quartzes, which were originally outside the nominal frequency, are changed by the irradiation to the nominal frequency.
Nachteilig an diesem Verfahren ist insbesondere die Tatsache, dass Teilchenstrahlung nur eine geringeA disadvantage of this method is in particular the fact that particle radiation only a small
Reichweite in Materie besitzt. So ist beispielsweise die Reichweite eines Elektronenstrahls mit einer Energie von 100 keV in Aluminium auf etwa 200 um begrenzt. Ein solcher Strahl würde also einen Schwingquarz, welcher in einem Gehäuse eingebaut ist, gar nicht mehr erreichen. Somit können Bauteile, welche bereits inklusive Gehäuse fertig gestellt sind, nur mittels sehr hoher Energien bestrahlt werden. Ebenso ist die Reichweite an Luft begrenzt, so dass es oft erforderlich sein wird, die Bestrahlung in einer Vakuumapparatur durchzuführen.Possesses range in matter. For example, the range of an electron beam with an energy of 100 keV in aluminum is limited to about 200 microns. Such a beam would therefore no longer reach a quartz crystal which is installed in a housing. Thus, components that are already completed including housing can only be irradiated by means of very high energies. Likewise, the range of air is limited so that it will often be necessary to carry out the irradiation in a vacuum apparatus.
Die Bereitstellung eines Teilchenstrahles mit höherer Energie erfordert aufwändige Apparaturen, welche nur mit großem Aufwand handhabbar sind. Zu berücksichtigen ist weiterhin, dass Teilchenstrahlen mit Energien oberhalb der Coulomb-Schwelle Kernreaktionen im Gehäusematerial auslösen können. Somit würde das Gehäuse nach der Frequenzeinstellung des Quarzes dauerhaft radioaktive Strahlung aussenden.The provision of a particle beam with higher energy requires expensive equipment, which can be handled only with great effort. It should also be considered that particle beams with energies above the Coulomb threshold can trigger nuclear reactions in the housing material. Thus, the housing would emit radioactive radiation permanently after the frequency setting of the quartz.
Gemäß der Lehre der US 6,771,135 kann die Frequenz eines Quarzoszillators dadurch eingestellt werden, dass eine Elektrode des Schwingquarzes mittels eines Ionenstrahls teilweise verdampft wird. Dadurch wird die am Schwingquarz angebrachte Zusatzmasse verringert und die Schwingungsfrequenz entsprechend erhöht. Da der Energieverlust eines Ionenstrahles im Vergleich zu einem Elektronenstrahl nochmals erhöht ist, kann dieses Verfahren nur im Vakuum ausgeführt werden. Es muss also jeder Quarzoszillator einzeln in eine Vakuumkammer eingeschleust werden, woraufhin der Elektrodenbereich abgesputtert wird, bis die Nennfrequenz erreicht ist. Danach wird das Bauelement wieder aus der Vakuumkammer ausgeschleust. Dieses aufwendige Verfahren eignet sich nicht für die Massenherstellung günstiger aber dennoch zuverlässiger Schwingquarze mit möglichst geringen Fertigungstoleranzen der Arbeitsfrequenz. Hinzu kommt, dass der Ionenstrahl nicht in der Lage ist, das Gehäuse des Schwingquarzes zu durchdringen. Somit ist es bei diesem Verfahren erforderlich, im Gehäuse eine Eintrittsöffnung für den Ionenstrahl vorzusehen, welche erst nach erfolgter Frequenzeinstellung verschlossen wird.According to the teaching of US Pat. No. 6,771,135, the frequency of a quartz oscillator can be adjusted by partially evaporating an electrode of the quartz crystal by means of an ion beam. As a result, the additional mass attached to the quartz crystal is reduced and the oscillation frequency is increased accordingly. Since the energy loss of an ion beam compared to a Electron beam is increased again, this process can only be performed in a vacuum. Thus, each quartz oscillator must be introduced individually into a vacuum chamber, whereupon the electrode area is sputtered off until the nominal frequency is reached. Thereafter, the device is discharged again from the vacuum chamber. This complex method is not suitable for the mass production of cheaper but still reliable quartz crystals with the lowest possible manufacturing tolerances of the working frequency. In addition, the ion beam is not able to penetrate the housing of the quartz crystal. Thus, it is necessary in this method to provide an inlet opening for the ion beam in the housing, which is closed only after the frequency setting.
Beiden Bestrahlungsverfahren nach dem Stand der Technik ist gemeinsam, dass nur unverbaute Schwingquarze bzw. Quarzoszillatoren behandelt werden können. Nachdem es nur mit großem Aufwand möglich ist, ganze Baugruppen nochmals in eine große Vakuumkammer einzuschleusen, um dort den Quarzoszillator ein weiteres Mal zu bestrahlen, können temperaturinduzierte Änderungen der Arbeitsfrequenz mit den bekannten Methoden nicht korrigiert werden. Für die Änderung der Arbeitsfrequenz, welche sich durch den Wärmeeintrag beim Verlöten der Quarzoszillatoren ergibt, bieten die Bestrahlungsverfahren nach dem Stand der Technik keine Lösung. In diesem Fall bleibt nur, den Quarzoszillator in der Schaltung zu ersetzen.Both irradiation methods according to the prior art have in common that only unobstructed quartz oscillators or quartz oscillators can be treated. After it is possible only with great effort, again to inject entire assemblies in a large vacuum chamber, there to irradiate the quartz oscillator once again, temperature-induced changes in the working frequency can not be corrected with the known methods. For the change in the operating frequency, which results from the heat input when soldering the quartz oscillators, provide the irradiation method according to the prior art, no solution. In this case, all that remains is to replace the quartz oscillator in the circuit.
Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsfrequenz eines Schwingquarzes ohne zusätzliche elektronische Bauelemente auf eine vorgebbare Nennfrequenz zu verändern.The present invention is therefore based on the object, the operating frequency of a quartz crystal without to change additional electronic components to a predefined nominal frequency.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Beeinflussung der Arbeitsfrequenz eines Schwingquarzes, bei welchem der Schwingquarz mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 2,5 nm beaufschlagt wird.According to the invention the object is achieved by a method for influencing the operating frequency of a quartz crystal, in which the quartz crystal is exposed to an electromagnetic radiation having a wavelength of less than 2.5 nm.
Völlig überraschend wurde erkannt, dass auch elektromagnetische Strahlung geeignet ist, die Arbeitsfrequenz eines Schwingquarzes dauerhaft zu beeinflussen. Dies ist überraschend, da durch die elektromagnetische Strahlung keinerlei Materialabtrag verursacht wird, wie er nach dem Stand der Technik erforderlich ist. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass elektromagnetische Strahlung geeignet ist, das Gehäuse eines Schwingquarzes zu durchdringen. Somit kann die Arbeitsfrequenz eines fertig gestellten Schwingquarzes eingestellt werden, ohne dass dieser Quarz danach noch einer mechanischen Nachbearbeitung bedarf.It was surprisingly found that electromagnetic radiation is also suitable for permanently influencing the operating frequency of a quartz crystal. This is surprising, since no material removal caused by the electromagnetic radiation, as required by the prior art. This results in the advantage that electromagnetic radiation is suitable to penetrate the housing of a quartz crystal. Thus, the operating frequency of a finished quartz crystal can be adjusted without this quartz then still requires a mechanical post-processing.
Aufgrund der großen Reichweite der elektromagnetischen Strahlung auch bei atmosphärischen Bedingungen ist die Bestrahlung der Schwingquarze auch ohne umgebendes Vakuumgefäß möglich. Das Verfahren ist demnach einfacher durchführbar und eignet sich auch für die Massenproduktion. Nachdem die Größe der zu bestrahlenden Bauteile oder Baugruppen nicht beschränkt ist, können nicht nur Schwingquarze, sondern auch fertige Quarzoszillatoren oder bereits auf Platinen verlötete Oszillatoren in der Arbeitsfrequenz verändert werden.Due to the large range of electromagnetic radiation even at atmospheric conditions, the irradiation of the quartz crystals is possible even without surrounding vacuum vessel. The method is therefore easier to carry out and is also suitable for mass production. After the size of the components or assemblies to be irradiated is not limited, not only quartz crystals, but also finished quartz oscillators or already soldered on boards oscillators in the working frequency can be changed.
Die verwendete elektromagnetische Strahlung weist dabei Photonenergien von mehr als 500 eV auf. Besonders bevorzugt sind Photonenenergien zwischen etwa 1,8 keV und etwa 3 MeV. Als Strahlungsquellen stehen alle nach dem Stand der Technik bekannten Quellen zur Verfügung, welche in diesem Wellenlängenbereich arbeiten. Insbesondere ist Röntgenbremsstrahlung oder charakteristischeThe electromagnetic radiation used has photon energies of more than 500 eV. Especially Preferably, photon energies are between about 1.8 keV and about 3 MeV. As sources of radiation, all known from the prior art sources are available, which operate in this wavelength range. In particular, X-ray braking radiation or characteristic is
Röntgenstrahlung verwendbar, welche in einer Röntgenröhre ohne großen Aufwand erhältlich ist. Selbstverständlich wird der Fachmann jedoch auch fallweise andere Quellen vorsehen, wie beispielsweise Synchrotron-Strahlungsquellen oder Freie-Elektronen-Laser.X-ray radiation usable, which is available in an X-ray tube without much effort. Of course, however, those skilled in the art will also be aware, on a case-by-case basis, of other sources, such as synchrotron radiation sources or free-electron lasers.
Oftmals erfolgt eine Überprüfung der Einbaulage und der Kristallebene eines fertigen Schwingquarzes mit Röntgenstrahlung. In einem solchen Fall kann diese Überprüfung mit der Anpassung der Arbeitsfrequenz durch Bestrahlung mit Röntgenstrahlung zu einem Arbeitsgang verbunden werden.Often, a review of the installation position and the crystal plane of a finished quartz crystal with X-ray radiation. In such a case, this check can be combined with the adjustment of the operating frequency by irradiation with X-radiation to a single operation.
Sehr vorteilhaft können auch radioaktive Gamma-Emitter als Strahlungsquelle verwendet werden. Insbesondere die Gammastrahlung des Nuklids 60Co mit 1,17 MeV und 1,33 MeV kann vorteilhaft eingesetzt werden. Die Halbwertszeit von 5,3 Jahren des Radionuklides erlaubt dabei einen lang andauernden Betrieb, ohne dass die Strahlungsquelle aufwändig ausgetauscht werden müsste. Selbstverständlich wird der Fachmann hier jedoch auch andere Radionuklide, wie beispielsweise 241Am in Betracht ziehen.Very advantageous radioactive gamma emitter can be used as a radiation source. In particular, the gamma radiation of the nuclide 60 Co with 1.17 MeV and 1.33 MeV can be advantageously used. The half-life of 5.3 years of the radionuclide allows a long-lasting operation without the source of radiation would have to be exchanged consuming. Of course, however, one skilled in the art will also consider other radionuclides such as 241 Am here.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich die Arbeitsfrequenz eines Schwingquarzes bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung verringert. Demnach kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit hoher Genauigkeit jede beliebige Arbeitsfrequenz eingestellt werden, indem ein Schwingquarz mit höherer Arbeitsfrequenz aus dem Kristall geschnitten wird, welcher nachfolgend durch Bestrahlung auf die gewünschte Arbeitsfrequenz eingestellt wird.According to the invention, it has been recognized that the operating frequency of a quartz oscillator is reduced upon irradiation with electromagnetic radiation. Accordingly, with the inventive method with high accuracy any operating frequency can be adjusted by a Quartz crystal is cut at a higher operating frequency from the crystal, which is subsequently adjusted by irradiation to the desired operating frequency.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Schwingquarz bei der Bestrahlung eine Dosis von etwa 0,1 Gray bis etwa 200 Gray deponiert. Besonders bevorzugt liegt die absorbierte Dosis zwischen etwa 1 Gray und etwa 30 Gray. Es hat sich gezeigt, dass die Frequenzänderung eines Oszillators etwa 0,5 Hz bis 2 Hz pro Gy beträgt. Demnach ergibt sich eine Untergrenze von etwa 0,1 Gy absorbierter Dosis für Schwingquarze, deren intrinsische Arbeitsfrequenz sehr nahe an der gewünschten Nennfrequenz liegt. Ab etwa 200 Gray wurde beobachtet, dass der Arbeitsstrora eines Quarzoszillators zunimmt. D.h., dass die übrigen im Quarzoszillator verbauten Bauelemente ab dieser Dosis degradieren. Selbstverständlich wird diese Beobachtung den Fachmann nicht davon abhalten, unbeschaltete Schwingquarze ohne weitere elektronische Bauelemente auch mit höheren Dosen zu bestrahlen. Bei unbeschalteten Schwingquarzen können somit auch größere Frequenzabweichungen noch korrigiert werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention a dose of about 0.1 Gray to about 200 Gray is deposited in the quartz crystal during the irradiation. More preferably, the absorbed dose is between about 1 Gray and about 30 Gray. It has been found that the frequency change of an oscillator is about 0.5 Hz to 2 Hz per Gy. Accordingly, there is a lower limit of about 0.1 Gy of absorbed dose for quartz crystals whose intrinsic working frequency is very close to the desired nominal frequency. From about 200 Gray it was observed that the working current of a quartz oscillator increases. This means that the other components installed in the quartz oscillator degrade from this dose. Of course, this observation will not deter the expert to irradiate unwritten quartz crystals without other electronic components with higher doses. With unoccupied quartz crystals, even larger frequency deviations can thus be corrected.
In Abhängigkeit von der Dosisleistung der verwendeten Strahlungsquelle wird die Bestrahlung etwa zwischen 1/100 Sekunde und 10 Sekunden, insbesondere zwischenDepending on the dose rate of the radiation source used, the irradiation is approximately between 1/100 second and 10 seconds, in particular between
1/10 Sekunde und 5 Sekunden andauern. Um hohe Durchsätze zu erzielen, wird der Fachmann hier Strahlungsquellen mit hohen Dosisleistungen vorsehen, wie beispielsweise Synchroton-Strahlungsquellen, und damit die Bestrahlungszeit kurz halten. Sofern nur eine schwache radioaktive Quelle zur Verfügung steht, können die angegebenen Bestrahlungszeiten natürlich auch verlängert werden. Im Gegenzug sinkt dann der apparative Aufwand für Strahlerzeugung und Strahlenschutz.1/10 second and 5 seconds persist. To achieve high throughputs, the skilled person will provide radiation sources with high dose rates, such as synchrotron radiation sources, and thus keep the irradiation time short. If only a weak radioactive source is available, the of course also be extended. In return, the equipment required for beam generation and radiation protection is reduced.
Ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass nicht nur unverbaute Schwingquarze bestrahlt werden können, sondern diese auch bereits in einem Quarzoszillator verbaut sein können. Darüber hinaus kann auch der Quarzoszillator bereits mit weiteren elektronischen Bauelementen auf einem Schaltungsträger verbaut sein. Als Schaltungsträger kommen hier insbesondere Platinen oder Lötrahmen in Frage. Somit können auch Frequenzabweichungen korrigiert werden, welche sich erst durch den Einbau und die damit verbundene Erwärmung eingestellt haben.A particular advantage of the method according to the invention is that not only unobstructed quartz crystals can be irradiated, but that they can also already be installed in a quartz oscillator. In addition, the quartz oscillator can already be installed with other electronic components on a circuit board. As a circuit substrate come here in particular boards or solder frames in question. Thus, also frequency deviations can be corrected, which have been adjusted only by the installation and the associated heating.
Um die Strahlung dennoch auf den Schwingquarz zu konzentrieren und eine Schädigung der übrigen Bauelemente in der Umgebung des Schwingquarzes zu minimieren, kann in einer Ausgestaltung der Erfindung auch ein kollimierter Strahl verwendet werden. Die damit verbundene Schwächung der Intensität kann durch eine verlängerte Bestrahlungszeit leicht kompensiert werden. Alternativ kann der Fachmann auch eine Schutzabschirmung vorsehen, welche alle Teile bis auf den Schwingquarz bedeckt. Auch der kleine Strahl einer Mikrofokus-Röntgenröhre eignet sich zur lokalen Bestrahlung des Schwingquarzes großer Baugruppen.In order to concentrate the radiation nevertheless on the quartz crystal and to minimize damage to the other components in the vicinity of the quartz crystal, a collimated beam can also be used in one embodiment of the invention. The associated weakening of the intensity can be easily compensated by a prolonged irradiation time. Alternatively, the person skilled in the art can also provide a protective shield which covers all parts except for the quartz crystal. Even the small beam of a microfocus X-ray tube is suitable for local irradiation of the quartz crystal large assemblies.
Zur Bestimmung der zu applizierenden Dosis können zwei unterschiedliche Verfahren angewandt werden. Zum einen kann die Arbeitsfrequenz des zu bestrahlenden Schwingquarzes während der Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung fortlautend gemessen werden. Bei Erreichen eines vorgebbaren Sollwertes der Arbeitsfrequenz wird die Bestrahlung dann beendet. Dies kann bevorzugt automatisiert geschehen, indem die Strahlungsquelle, beispielsweise mit einem Shutter, bei Erreichen des Sollwertes abgeschaltet wird. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Schwingquarzen auf einen genauen Frequenzwert eingestellt werden. Quarze mit größerer Frequenzabweichung erhalten dabei eine größere Strahlendosis als solche mit geringerer Abweichung vom Sollwert. Somit ergeben sich nach der Bestrahlung Schwingquarze, welche eine deutlich schmalere Häufigkeitsverteilung der Arbeitsfrequenz aufweisen wie vor der Bestrahlung. Somit kann sichergestellt werden, dass für eine Vielzahl von Geräten eine Vielzahl von Quarzoszillatoren oder Schwingquarzen zur Verfügung steht, welche annähernd gleiche Arbeitsfrequenzen aufweisen.Two different methods can be used to determine the dose to be administered. On the one hand, the operating frequency of the quartz crystal to be irradiated can be measured continuously during the application of electromagnetic radiation. Upon reaching a predefinable setpoint of the operating frequency, the irradiation is then stopped. This can preferably be done automatically by switching off the radiation source, for example with a shutter, when the setpoint is reached. In this case, a plurality of quartz crystals can be set to an accurate frequency value. Larger frequency deviation crystals receive a larger radiation dose than those with a smaller deviation from the nominal value. Thus, after the irradiation, quartz crystals result, which have a significantly narrower frequency distribution of the working frequency than before the irradiation. Thus, it can be ensured that a multiplicity of quartz oscillators or quartz crystals are available for a large number of devices, which have approximately equal operating frequencies.
Nach einer weiteren Alternative des Verfahrens werden größere Stückzahlen von Quarzen oder Quarzoszillatoren in einem Arbeitsgang bestrahlt. Dabei verschiebt sich der Mittelwert der Häufigkeitsverteilung der Arbeitsfrequenz um einen vorgebbaren Wert. Die Breite der Häufigkeitsverteilung bleibt jedoch unverändert. Um die zu applizierende Dosis zu bestimmen, kann vorher optional eine Teilmenge der zu bestrahlenden Quarzoszillatoren bestrahlt werden, wobei deren Änderungsrate der Frequenz in Hz/Gy bestimmt wird. Mit diesem Wert lässt sich die zu applizierende Dosis sehr genau berechnen.According to a further alternative of the method, larger quantities of quartz or quartz oscillators are irradiated in one operation. In this case, the mean value of the frequency distribution of the working frequency shifts by a predeterminable value. The width of the frequency distribution, however, remains unchanged. In order to determine the dose to be administered, it is optionally possible to previously irradiate a subset of the quartz oscillators to be irradiated, with their rate of change of the frequency being determined in Hz / Gy. With this value, the dose to be administered can be calculated very accurately.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher verdeutlicht werden. Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Bestrahlung eines einzelnen Quarzoszillators bzw. Schwingquarzes mit elektromagnetischer Strahlung, bis dessen Arbeitsfrequenz einen gewünschten Nennwert erreicht hat. Hierzu befindet sich der Quarzoszillator 1 hinter einer Abschirmung 2, welche das Bedienpersonal und die Elektronik zur Kontrolle der Schwingungsfrequenz 3, 4 vor der Strahlung schützt. Im Inneren des Quarzoszillators 1 befinden sich der Schwingquarz Ia und die Steuerschaltung Ib. Eine weitere Abschirmung 5 schützt die Steuerschaltung vor der elektromagnetischen Strahlung. Nach dem Einschalten der Strahlungsquelle 6 kann am Frequenzzähler 3 die Abnahme der Arbeitsfrequenz gemessen werden. Sobald die gewünschte Nennfrequenz erreicht ist, wird die Strahlungsquelle 6 abgeschaltet.The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments without limiting the general concept of the invention. FIG. 1 shows a device for irradiating a single quartz oscillator or oscillating quartz with electromagnetic radiation until its operating frequency has reached a desired nominal value. For this purpose, the quartz oscillator 1 is behind a shield 2, which protects the operating personnel and the electronics for controlling the oscillation frequency 3, 4 from the radiation. Inside the quartz oscillator 1 are the quartz resonator Ia and the control circuit Ib. Another shield 5 protects the control circuit from the electromagnetic radiation. After switching on the radiation source 6, the decrease of the operating frequency can be measured at the frequency counter 3. Once the desired nominal frequency is reached, the radiation source 6 is turned off.
Das Ergebnis des Verfahrens ist in Figur 2 dargestellt. Fig. 2a zeigt dabei die Verteilung der gemessenen Arbeitsfrequenzen einer Vielzahl von temperaturkompensierten Quarzoszillatoren vom Typ IT7500 der Fa. Rakon. Erkennbar ist eine breite Verteilung um eineThe result of the method is shown in FIG. FIG. 2a shows the distribution of the measured operating frequencies of a multiplicity of temperature-compensated quartz oscillators of the IT7500 type from Rakon. Recognizable is a wide distribution around one
Mittelfrequenz f3. Nachdem jeder einzelne Quarzoszillator mit einer individuellen Strahlendosis aus einer 60Co- Quelle bestrahlt wurde, ergibt sich eine Verteilung der Arbeitsfrequenzen nach Fig. 2b. Die Abweichung der Quarz- Oszillatoren von der neuen Mittelfrequenz fo beträgt nur mehr 0,01 ppm im Vergleich zu 5 ppm nach Fig. 2a. Die Einheit ppm bezeichnet dabei parts per million, also l:106.Middle frequency f 3 . After each individual quartz oscillator was irradiated with an individual radiation dose from a 60 Co source, a distribution of the operating frequencies according to FIG. 2b results. The deviation of the quartz oscillators from the new center frequency fo is only 0.01 ppm compared to 5 ppm according to FIG. 2a. The unit ppm designates parts per million, ie l: 10 6 .
Figur 3 zeigt dabei, wie sich die relative Frequenz- abweichung mit der Bestrahlungszeit ändert. Erkennbar ist, dass nach Einschalten der Bestrahlungsquelle die Frequenzabweichung innerhalb weniger Sekunden um mehr als 4 ppm sinkt. Die Nennfrequenz wird schließlich mit einer Abweichung von ca. 0,01 ppm erreicht. Die in diesem Fall applizierte Dosis betrug 30 Gray. Da ein Teil der durch die Bestrahlung induzierten Frequenzänderung ausheilt, wird die Frequenz um etwa 10 % mehr als gewünscht geändert. Diese Ausheilung der Frequenzänderung geschieht innerhalb weniger Minuten nach dem Ende der Bestrahlung. Sofern eine Vielzahl Quarzoszillatoren mit gleichen Eigenschaften bestrahlt werden, tritt diese Ausheilung reproduzierbar auf. Sie muss daher nicht notwendiger Weise, wie in Fig. 3 dargestellt, überwacht werden. Vielmehr kann der Quarzoszillator sofort nach dem Ende der Bestrahlung weiter verarbeitet werden.FIG. 3 shows how the relative frequency deviation changes with the irradiation time. It can be seen that after switching on the irradiation source the Frequency deviation decreases by more than 4 ppm within a few seconds. The nominal frequency is finally reached with a deviation of approx. 0.01 ppm. The dose applied in this case was 30 Gray. As part of the radiation-induced frequency change heals, the frequency is changed by about 10% more than desired. This annealing of the frequency change occurs within a few minutes after the end of the irradiation. If a large number of quartz oscillators are irradiated with the same properties, this annealing occurs reproducibly. It therefore does not necessarily have to be monitored as shown in FIG. Rather, the quartz oscillator can be processed immediately after the end of the irradiation.
Eine weitere Verfahrensführung ist im Flussdiagramm nach Fig. 4 dargestellt. Demgemäß wird für eine Menge von n Schwingquarzen der Mittelwert f der Häufigkeitsverteilung der Arbeitsfrequenzen ermittelt. Im nächsten Arbeitsschritt wird eine Teilmenge m aus den n Schwing- quarzen ausgewählt. Diese werden in eine Vorrichtung nach Fig. 1 eingeführt und entweder einzeln oder gemeinsam einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt. In diesem Ausführungsbeispiel wurde eine 60CO-Strahlungsquelle verwendet. Aus der Messung der eingestrahlten Dosis und der Arbeitsfrequenz nach der Bestrahlung lässt sich dieAnother method is shown in the flowchart of FIG. 4. Accordingly, the mean value f of the frequency distribution of the operating frequencies is determined for a set of n quartz crystals. In the next step, a subset m is selected from the n vibrating quartzes. These are introduced into a device according to FIG. 1 and exposed either individually or together to electromagnetic radiation. In this embodiment, a 60 CO radiation source was used. From the measurement of the irradiated dose and the working frequency after irradiation, the
Empfindlichkeit der Frequenzänderung Δf der Schwingquarze ermitteln. Dabei ergibt sich beispielsweise ein Messergebnis wie nach Fig. 7. Dargestellt ist für eine Teilmenge m = 6 die laufende Nummer des Oszillators und die Frequenzänderung in Hz/Gy. Es ergibt sich einDetermine the sensitivity of the frequency change Δf of the quartz crystals. This results, for example, in a measurement result as shown in FIG. 7. Shown is for a subset m = 6, the serial number of the oscillator and the frequency change in Hz / Gy. It turns out
Mittelwert der Frequenzänderung Δf von -1,57 Hz/Gy bei einer Standardabweichung von 0,07. Dieses Ergebnis ist in Fig. 6 nochmals grafisch dargestellt.Mean value of the frequency change Δf of -1.57 Hz / Gy at a standard deviation of 0.07. This result is shown graphically in FIG.
Im letzten Verfahrensschritt wird aus der gewünschten Frequenzänderung Δf = f - fo die zu applizierende Dosis errechnet. Die verbleibenden (n - m) Schwingquarze werden sodann mit dieser Dosis bestrahlt. Dabei kann gemäß Fig. 5 die Bestrahlung ohne weitere Frequenzüberwachung erfolgen. Je nach technischen Möglichkeiten können dabei alle Schwingquarze auf einmal bestrahlt werden oder aber es wird sequenziell ein Quarz nach dem anderen bestrahlt.In the last method step, the dose to be applied is calculated from the desired frequency change Δf = f-fo. The remaining (n - m) oscillating crystals are then irradiated with this dose. In this case, according to FIG. 5, the irradiation takes place without further frequency monitoring. Depending on the technical possibilities, all crystal quartz crystals can be irradiated all at once or quartz after quartz is irradiated sequentially.
Als Ergebnis der Bestrahlung hat sich der Mittelwert der Häufigkeitsverteilung der Frequenzen der Gesamtmenge von n Schwingquarzen vom Wert f zum Wert fo verschoben. Die Breite der Häufigkeitsverteilung ist unverändert geblieben. Diese Verfahrensführung ist insbesondere vorteilhaft, wenn bereits eine Menge von gut selektierten Schwingquarzen zur Verfügung steht, jedoch die Arbeitsfrequenz dieser Schwingquarze nicht den Erfordernissen der geplanten Anwendung entspricht. As a result of the irradiation, the mean value of the frequency distribution of the frequencies of the total of n quartz crystals has shifted from the value f to the value fo. The width of the frequency distribution has remained unchanged. This procedure is particularly advantageous if a lot of well-selected quartz crystals is already available, but the working frequency of these quartz crystals does not meet the requirements of the intended application.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Beeinflussung der Arbeitsfrequenz eines Schwingquarzes, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingquarz mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 2,5 nm beaufschlagt wird.1. A method for influencing the operating frequency of a quartz crystal, characterized in that the quartz crystal is exposed to an electromagnetic radiation having a wavelength of less than 2.5 nm.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingquarz mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 0,7 nm beaufschlagt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the quartz crystal is exposed to an electromagnetic radiation having a wavelength of less than 0.7 nm.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung eine Wellenlänge von mehr als 4 x 10~13 m aufweist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the electromagnetic radiation has a wavelength of more than 4 x 10 ~ 13 m.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfrequenz durch die4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the operating frequency through the
Beaufschlagung mit der elektromagnetischen Strahlung verringert wird.Exposure to the electromagnetic radiation is reduced.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Schwingquarz eine Dosis von 0,1 Gray bis 200 Gray, insbesondere von 1 Gray bis 30 Gray deponiert wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that in the quartz crystal, a dose of 0.1 Gray to 200 Gray, in particular from 1 Gray to 30 Gray is deposited.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung zwischen6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the irradiation between
1/100 Sekunde und 10 Sekunden, insbesondere zwischen 1/10 Sekunden und 5 Sekunden andauert. 1/100 second and 10 seconds, especially between 1/10 second and 5 seconds persists.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingquarz vor der Bestrahlung in einen Quarzoszillator eingesetzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the quartz crystal is used prior to irradiation in a quartz oscillator.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Quarzoszillator vor der Bestrahlung auf einem elektronischen Schaltungsträger verbaut wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the quartz oscillator is installed before the irradiation on an electronic circuit substrate.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfrequenz des Schwingquarzes oder des Quarzoszillators während der Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung fortlautend gemessen wird und die Bestrahlung bei Erreichen eines vorgebbaren Wertes der Arbeitsfrequenz beendet wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the operating frequency of the quartz oscillator or quartz oscillator is continuously measured during exposure to electromagnetic radiation and the irradiation is terminated upon reaching a predetermined value of the operating frequency.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsfrequenz nach der Beaufschlagung des Schwingquarzes mit elektromagnetischer Strahlung im Bereich von ± 10 ppb vom vorgebbaren Sollwert abweicht.10. The method according to claim 9, characterized in that the operating frequency deviates after the application of the quartz crystal with electromagnetic radiation in the range of ± 10 ppb from the predetermined target value.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Schwingquarzen oder Quarzoszillatoren gleichzeitig der elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a plurality of quartz oscillators or crystal oscillators is simultaneously exposed to electromagnetic radiation.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bestrahlung der Mehrzahl von Schwingquarzen oder Quarzoszillatoren die Strahlungsdosis dadurch bestimmt wird, dass eine Teilmenge der zu bestrahlenden Schwingquarze oder Quarzoszillatoren ausgewählt wird, diese mit einer vorgebbaren Dosis bestrahlt wird und die Frequenzänderung in Abhängigkeit der applizierten Dosis bestimmt wird. 12. The method according to claim 11, characterized in that prior to the irradiation of the plurality of quartz oscillators or quartz oscillators, the radiation dose is determined by a subset of the oscillating quartz or quartz oscillators to be irradiated is selected, this is irradiated with a predetermined dose and the Frequency change is determined depending on the applied dose.
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