CN111684364B - 微型机械钟表部件 - Google Patents
微型机械钟表部件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111684364B CN111684364B CN201980012512.0A CN201980012512A CN111684364B CN 111684364 B CN111684364 B CN 111684364B CN 201980012512 A CN201980012512 A CN 201980012512A CN 111684364 B CN111684364 B CN 111684364B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- distance
- micromechanical
- silicon substrate
- ribs
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B15/00—Escapements
- G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B15/00—Escapements
- G04B15/06—Free escapements
- G04B15/08—Lever escapements
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B31/00—Bearings; Point suspensions or counter-point suspensions; Pivot bearings; Single parts therefor
- G04B31/08—Lubrication
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
- G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
- G04D3/0069—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for working with non-mechanical means, e.g. chemical, electrochemical, metallising, vapourising; with electron beams, laser beams
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
- G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
- G04D3/0074—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment
- G04D3/0087—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for treatment of the material, e.g. surface treatment for components of the escapement mechanism, e.g. lever escapement, escape wheel
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
一种微型机械钟表部件是以板的形式在硅衬底中切出。部件的切边包括用作接触表面的部分,该接触表面设置成抵靠钟表中的另一微型机械部件的相应接触区滑动。切边具有包括交替的肋(21a)和槽(23a)的肋状表面,肋和槽是直的并且分别包含在平行于板的平面内。此外,肋和槽在切边上形成具有第一间距(25a)以及至少一个第二间距(27a)的间隔图案,在第一间距中,肋彼此分开的间隔等于第一距离,并且在第二间距中,肋之间的间隔等于第二距离,第二距离不同于第一距离。
Description
技术领域
在第一方面,本发明涉及一种微型机械部件,该微型机械部件在板状硅衬底中切出,并且该微型机械钟表部件的切边包括设置成用作接触表面的部分,该接触表面设置成抵靠钟表中另一微型机械部件的相应接触区滑动,部件的切边具有包括交替的肋和槽的肋状表面,这些肋和这些槽是直的。本发明的该第一方面特别涉及一种符合上述限定且作为杠杆擒纵机构的一部分的微型机械钟表部件。
在第二方面,本发明涉及一种制造符合本发明第一方面的微型机械钟表部件的方法,该方法包括以下步骤:
获得板状硅衬底;
在衬底的水平表面上沉积并构造透孔蚀刻保护层;
通过保护层中的孔口,以反应离子蚀刻对衬底的表面进行蚀刻,以挖空衬底;
在先前步骤期间,在通过蚀刻所暴露的表面上沉积化学惰性钝化层;
重复执行包括先前两个步骤的步骤序列,直到该序列被执行预定的第一数量的次数或反应离子蚀刻已挖穿整个衬底的厚度;
将微型机械部件从保护层和衬底中取出。
背景技术
已知通过单晶或多晶硅片进行微加工来制造微型机械钟表部件,并且尤其是这种形成杠杆擒纵机构的一部分的部件。EP 0 732 635特别描述了由硅制造擒纵杆。硅的微加工主要包括蚀刻操作。通常使用蚀刻保护层以向部件提供所需的形状,这些保护层已预先沉积并构造在硅衬底的水平表面上。使用最广泛的蚀刻技术被称为深度反应离子蚀刻,DRIE。特别地,以Robert Bosch GmbH为申请人的美国专利5,501,893提出了通过采用使沉积惰性钝化层和等离子体蚀刻的步骤交替进行的程序在硅衬底中蚀刻侧面近乎垂直的轮廓。沉积钝化层步骤和蚀刻步骤都利用氟化合物,因此它们在单一化学环境内进行。每个步骤持续几秒钟,在衬底的整个表面上形成钝化层,从而保护衬底免受任何后续的蚀刻。然而,在随后的蚀刻步骤中,被垂直加速的离子的轰击(bombardment by ions)会导致在轮廓底部的钝化层部分解体(但不涉及覆盖轮廓侧面的钝化层部分)。因此轮廓的底部会非常快速地暴露于反应性蚀刻。美国专利5,501,893通过引用并入本文。
由蚀刻步骤和随后的沉积钝化层步骤形成的序列重复进行多次。例如,为蚀刻出从500微米厚的衬底的一侧垂直地穿过另一侧的凹槽,需要100至1000次。沉积步骤和蚀刻步骤的连续交替不会产生完全直的侧面,而是会产生微微起伏的并具有规则间隔开的隆起和凹陷的侧面交替出现。起伏的幅度取决于沉积步骤和蚀刻步骤交替的频率。
通过以DRIE技术对硅晶片微加工来制造微型机械钟表部件实现良好的效果。然而,微型机械部件的垂直侧面旨在被用作设置成抵靠另一微型机械部件的至少一个接触区滑动的接触表面并不少见。事实证明,从摩擦学的角度来看,这些垂直的接触表面并不完全令人满意。
已经提出许多想法,试图克服该问题。最早,通过缩短单个蚀刻步骤的持续时间来试图使微型机械部件的侧面尽可能直。该过程允许获得几乎完全光滑的侧面。然而,这是以显著降低蚀刻工艺的执行速度为代价。在专利EP 3 109 200中描述了另一解决方案。事实上,该文件提出了制造具有外壁的微型机械部件,该外壁分为两层。上层具有基本垂直的表面,并且下层具有以斜面的方式倾斜定向的表面。由于下层的外壁相对于垂直方向倾斜,因此它与另一微型机械部件的接触区不接触。因此,与侧面垂直的部件相比,实际的接触面积减小了。
发明内容
本发明的一个目的是克服刚刚描述的现有技术的缺点。本发明通过分别提供根据本发明的微型机械钟表部件以及根据本发明的两种制造方法来实现该目的和其他目的。
根据本发明,肋和槽形成间隔图案,该图案具有:第一间距,其中肋彼此分开的间隔等于第一距离;以及至少一个第二间距,其中肋彼此分开的间隔等于第二距离,第二距离不同于第一距离。申请人进行的测试表明,具有上述特征的间隔图案通过减少接触期间的摩擦而改善了摩擦学性质。
根据本发明的某些实施例,肋和槽分别包含在平行于板的平面内。
根据本发明的其他实施例,肋和槽垂直于板的主表面。
根据本发明的第一实施例,属于第一间距的槽优选地都具有相同的第一深度。该深度在10nm至2µm之间。
根据本发明的第二实施例,优选地,第二距离大于第一距离。
根据本发明的第三实施例,间隔图案包括多个第二间距,并且第二距离在200nm至50µm之间,优选地在800nm至10µm之间。
根据第三实施例的有利变型,属于第二间距的槽都具有相同的深度。该深度在10nm至10µm之间。
根据第二实施例的有利变型,间隔图案包括具有单个槽的单个第二间距,并且第二距离在200nm至部件总高度的2/3之间且优选地在部件总高度的1/3至1/2之间。此外,第二间距的单个槽的深度优选地在10nm至50µm之间。
附图说明
通过阅读以下仅作为非限制性示例并参照附图给出的描述,本发明的其他特征和优点将变得更加清楚,在附图中:
图1是示出现有技术的瑞士杠杆擒纵机构的示意性平面图;
图2A、图2B和图2C是示出分别对应于本发明的特定第一实施例的三个变型的三个微型机械钟表部件的切边上的肋状表面的示意性截面图;
图3是示出根据本发明的特定第二实施例的微型机械钟表部件的切边上的肋状表面的示意性截面图;
图4是示出反应气体流和钝化气体流在本发明的两种方法之一的一个具体实施方式的六个连续步骤期间的变化的倍图;
图5是根据本发明的第三实施例的擒纵轮的齿的示意性平面图,在齿的推动平面上形成的肋和槽垂直于擒纵轮的主平面。
具体实施方式
以下将在瑞士杠杆擒纵机构的背景下描述本发明。然而,应当理解的是,本发明不限于该受限的应用领域,相反,本发明涉及所有使两个元件彼此抵靠滑动并因此彼此摩擦的微型机械钟表装置。
图1是示出现有技术的瑞士杠杆擒纵机构的示意性平面图。特别地,所示机构包括擒纵轮3、擒纵叉5和大盘7,摆轮9的轴穿过大盘7的中心。擒纵叉的两臂各自以叉瓦11、13为端部。叉瓦设置成与擒纵轮3的齿15配合。擒纵轮通过与擒纵小齿轮(标号17)啮合的运转轮系(未示出)而连接至发条盒(未示出)。因此,擒纵轮被不停地向前(换句话说,沿如图1所示的顺时针方向)推动。应当注意,在所示的时间,擒纵轮3的齿15中的一个齿固定抵靠擒纵叉5的进入叉瓦11的锁止平面。在摆轮的驱动下,擒纵叉5开始沿顺时针方向围绕轴19枢转运动。擒纵叉沿顺时针方向的枢转导致进入叉瓦沿向上的方向(在附图中)抵靠齿15的前侧面滑动。当叉瓦的锁止平面不再是齿15的前侧面前进的障碍时,该脱离阶段将终止。然后,该同一齿的扁平端(称为齿的推动平面)将抵靠叉瓦11的下表面(叉瓦的推动平面)滑动。两个推动平面之间成角度的接触还将有向上推开进入叉瓦11的作用,从而加强擒纵叉5沿顺时针方向的枢转运动。当进入叉瓦11已经被推开足够远到为齿15提供足够自由的通道时,该推动阶段将终止。刚刚描述的两个连续阶段,在此期间,擒纵轮3的齿15抵靠擒纵叉5的叉瓦11、13中的一个的表面滑动,每个产生很大的摩擦。
图2A、图2B和图2C是示出分别对应于本发明的特定第一实施例的三个变型的三个微型机械钟表部件1、10和20的切边上的肋状表面的示意性截面图。更特别地,现在参照图2A,可以看出,根据本发明,部件1的切边上的肋21a和槽23a形成了间隔或交错图案,该图案具有:第一间距25a,其中肋通过窄槽彼此隔开,窄槽的宽度等于第一距离;以及第二间距27a,其中肋通过宽槽彼此隔开,宽槽的宽度等于大于第一距离的第二距离。此外,可以看出,在所示的实施例中,第一间距25a和第二间距27a循环交替,使得第二间距总是介于两个第一间距之间,反之亦然。因此,应当理解,根据图2A所示,部件1的切边上的肋状表面在部件的整个高度上具有周期性地重复的图案。在所示的变型中,该图案由两个窄槽接着单个宽槽形成。还可以规定的是,在该变型中,例如,窄槽的宽度可以为2µm,深度在10nm至2µm之间。此外,宽槽的宽度可以为8µm,深度在10nm至10µm之间。
图2B中所示部件的切边的肋状表面上的图案与图2A中的图案非常相似。实际上,可以注意到,在部件10的切边上的肋21b和槽23b形成交错或间隔图案,该图案具有:第一间距25b,其中槽23b是窄的;以及第二间距27b,其中槽23b是宽的。此外,如已经在图2A的示例中出现的那样,部件10的切边的肋状表面在部件的整个高度上具有周期性地重复的图案。可以看出,在图2B的变型中,该图案由单个窄槽接着宽槽形成。还可以规定的是,在该变型中,例如,窄槽的宽度可以为1µm,深度在10nm至2µm之间。此外,宽槽的宽度可以为9µm,深度在10nm至10µm之间。
图2C中所示部件的切边的肋状表面上的图案与图2A和图2B中的图案非常相似。可以看出,部件20的切边的肋状表面在部件的整个高度上具有周期性地重复的图案。可以看出,在图2C的变型中,该图案由五个窄槽接着单个宽槽形成。还可以规定的是,在该变型中,例如,窄槽的宽度可以为1µm,深度在10nm至2µm之间。此外,宽槽的宽度可以为9µm,深度在10nm至10µm之间。
图3是示出根据本发明的特定第二实施例的微型机械钟表部件100的切边上的肋状表面的示意性截面图。在图3中可以看出,部件100的切边上的肋121和槽123形成了交替或间隔图案,该图案具有:第一间距125,其中肋121彼此分开的间隔等于第一距离;以及第二间距127,其中肋之间的间隔等于不同于第一距离的第二距离。在所示的实施例中,单个第二间距127本身由单个槽123形成,槽123的宽度等于该第二距离。可以看出,在所示的实施例中,该第二距离大于部件100的总厚度的四分之一。举例来说,部件100的厚度可以在80µm至500µm之间,并且该第二距离可以在20µm与150µm之间。仍然参照图3,还可以看出,在所示的实施例中,有两个第一间距125。两个间距125分别在部件100的两个主表面中的一个与第二间距127之间延伸。还可以看出,在所示的示例中,两个间距125具有相同数量的槽123,因此两个间距125具有相同的宽度。然而,应当理解,根据本实施例的其他变型,两个间距125可具有不同数量的槽。还可以规定的是,在所示的实施例中,形成第一间距125的槽是窄槽,例如,该窄槽的宽度可以为1µm,深度为10nm至2µm。
本发明还涉及一种允许制造诸如附图2A、附图2B、附图2C和附图3所示的微型机械钟表部件的方法。现在将描述本发明的方法的特定实施方式。
本发明的方法包括由获得板状硅衬底构成的第一步骤。当然,衬底可能不完全由硅形成,甚至可能由掺杂硅形成。衬底可以由绝缘体上硅(SOI)形成。如本领域技术人员所知,这种具有夹层结构的衬底包括由二氧化硅中间层连接的两个硅层。可替代地,衬底也可以由附着到例如金属的另一种类型的基底的硅层形成。
该方法的下一步骤包括:在衬底的水平表面上沉积并构造透孔蚀刻保护层。在衬底的两个主表面的一个表面上形成板状的蚀刻保护层。参照图2A、图2B、图2C和图3将发现,在所示的示例中,蚀刻保护层形成于衬底的上水平面上。保护层由能够抵挡随后的蚀刻步骤的材料形成。根据本示例,蚀刻保护层由二氧化硅制成。
该方法以如下步骤继续:通过保护层中的孔口,以反应离子蚀刻对衬底的暴露表面进行蚀刻,从而将衬底挖空至等于第一距离的深度。反应离子蚀刻本身是本领域技术人员已知的。最常用于蚀刻步骤的气体是SF6,并且允许优化蚀刻的主要参数是:SF6的流量,其有利地在200至780sccm之间,优选地在350至600sccm之间;用于激发等离子体的射频功率,其有利地以2.45GHz在1000至3000瓦之间,并且优选地以2.45GHz在1500至2600瓦之间;以及蚀刻步骤的持续时间,其有利地在0.8秒至35秒之间,并且优选地在1.5秒至7秒之间。选择参数,使得在该步骤结束时,离子蚀刻已经将硅衬底挖空至等于预定的第一距离的深度(例如,在图2A的示例中为2微米)。
该方法的下一步骤包括:在先前步骤期间,在通过蚀刻所暴露的表面上沉积化学惰性钝化层。最常用于钝化步骤的气体是C4F8,并且允许优化钝化层的沉积的主要参数是:C4F8的流量,其有利地在10至780sccm之间,优选地在50至400sccm之间;用于激发等离子体的射频功率,其有利地以2.45GHz在1000至3000瓦之间,并且优先地以2.45Ghz在1500至2600瓦之间;以及钝化步骤的持续时间,其有利地在0.8秒至20秒之间,并且优选地在1秒至4秒之间。
然后,重复包括刚刚描述的蚀刻步骤和钝化步骤的上述方法的序列。第一迭代序列被连续执行预定的第一数量(n)的次数,或者以等效的方式,第一迭代序列执行与第一间距中槽出现的次数相同的次数(换言之,在图2A所示的示例中为两次,根据图2B为一次,而根据图2C为5次)。
为了在保持槽宽度相同的同时蚀刻更深的槽,可以调整蚀刻工艺的参数。例如,可以同时改变反应气体的流量和蚀刻步骤的持续时间。实际上,通过增加反应气体的流量,蚀刻加快。然而,这也增加了反应气体分子的密度,这使蚀刻更加各向同性并因此使槽更深。因此,为了改变槽的深度,气体流量因子比蚀刻步骤的持续时间更重要。
当该方法终止对上述第一间距的蚀刻时,该方法的下一步骤包括:通过保护层中的孔口,以反应离子蚀刻来对衬底的暴露表面进行蚀刻,从而将衬底挖空至等于第二距离的深度,第二距离不同于第一距离。选择蚀刻参数,使得在该步骤结束时,离子蚀刻将硅衬底挖空至等于预定的第二距离的深度(例如,在图2A的示例中为8微米)。该方法的下一步骤包括:在先前步骤期间,在通过蚀刻所暴露的表面上沉积化学惰性钝化层。
然后,重复包括刚描述的蚀刻步骤和钝化步骤的上述方法的序列。第二迭代序列被连续执行预定的第二数量(m)的次数,或者以等效的方式,第二迭代序列执行与第二间距中槽出现的次数相同的次数(换言之,在图2A、图2B、图2C和图3所示示例中的每一个中为一次)。当该方法终止对上述第二间距的蚀刻时,该方法通过返回至第一迭代序列的起点而继续进行,从而开始蚀刻新的第一间距。
包括首先蚀刻第一间距且然后蚀刻第二间距的方法序列本身可以重复。第三迭代序列被执行特定的第三数量(v)的次数,或者以等效的方式,在部件的切边的肋状表面上,对各个第二间距执行一次第三迭代序列。
然后,在最终从衬底取下微型机械钟表部件之前,微型机械钟表部件在优选地被覆盖以二氧化硅层之前去除它的保护层。
图4是示出反应气体和钝化气体的流量在本发明的用于制造图2A、图2B、图2C和图3中所示的微型机械钟表部件的方法的一个具体实施方式的六个连续步骤期间的变化的倍图。更具体地,图4的实施方式使制造图2A的示例的微型机械部件成为可能。该图示出了第一迭代序列,该第一迭代序列包括蚀刻步骤G1和紧接着的钝化步骤P1。在蚀刻步骤期间,SF6的流量为400sccm持续5秒。在钝化步骤期间,C4F8的流量为200sccm持续2秒。可以看出,第一迭代序列随后被重复一次,以完成由两个槽形成的第一间距。一旦完成第一间距,该方法进入由蚀刻步骤G2和紧接着的钝化步骤P2形成的第二序列。在蚀刻步骤G2期间,SF6的流量为400sccm持续35秒。在钝化步骤P2期间,C4F8的流量为200sccm持续15秒。
已经表明的是,根据本发明,微型机械钟表部件的切边的表面为肋状且包括交替的直的肋和槽。根据到目前为止描述的两个实施例,这些肋和槽是水平的,或者换言之,每个肋和槽包含在平行于板的平面内。图5的局部示意性平面图示出了本发明的示例性的第三实施例,由擒纵轮形成的微型机械部件。根据该实施例,肋和槽垂直于擒纵轮的主平面。图5的局部视图仅示出擒纵轮的一个齿(标记为200)。如图所示,齿200的推动平面具有交替的直且垂直的肋221和槽223。可以注意到,肋221和槽223形成间隔图案,该图案具有:第一间距225,其中槽223是窄的;以及第二间距227,其中槽是宽的。此外,肋221和槽223具有在齿200的推动平面的整个宽度上周期性地重复的图案。
为了制造一批根据本发明的且包括垂直纹理表面的微型机械钟表部件,可以使用一种制造单晶或多晶硅微型机械部件的方法,该方法包括以下步骤:
a)获得硅衬底;
b)在衬底的水平表面上沉积并构造透孔蚀刻保护层;
c)通过保护层中的孔口,以反应离子蚀刻对衬底的表面进行蚀刻,从而将衬底挖空至第一距离;
d)在先前步骤期间,在通过蚀刻所暴露的表面上沉积化学惰性钝化层;
e)重复执行包括步骤(c)接着步骤(d)的步骤序列,直到该序列被执行了具体的第一次数或反应离子蚀刻已挖穿衬底的整个厚度;
f)将微型机械部件从保护层和衬底中取出;
特征在于,在步骤(b)中,将蚀刻保护层构造成使得透孔保护层中的孔口的边缘不是光滑的,而相反地具有由交替的凸起和凹陷形成的齿形轮廓,该交替的凸起和凹陷形成具有多个第一间距和第二间距的间隔图案,在第一间距中,凸起彼此分开的间隔等于第一距离,在第二间距中,凸起之间的间隔等于第二距离,第二距离不同于第一距离,第一距离可以在200nm至5µm之间,优选地在200nm至2µm之间。
还应当理解的是,对本领域技术人员而言显而易见的是,在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下,可以对本说明书中所描述的实施例进行各种修改和/或改进。特别地,尽管本发明的描述涉及擒纵轮和擒纵叉,但应当清楚的是,本发明不仅仅涉及擒纵的元件,而且总体上还涉及所有的微型机械钟表部件。
Claims (14)
1.一种微型机械钟表部件(1、10、20、100、200),所述微型机械钟表部件是以板的形式在硅衬底中切出,并且所述微型机械钟表部件的切边包括用作接触表面的部分,所述接触表面设置成抵靠钟表中的另一微型机械部件的相应接触区滑动,并且其中所述切边具有肋状表面,所述肋状表面包括交替的肋(21a、21b、21c、121、221)和槽(23a、23b、23c、123、223),所述肋和所述槽是直的;其特征在于,所述肋和所述槽形成包括多个第一间距(25a、25b、25c、125、225)和至少一个第二间距(27a、27b、27c、127、227)的间隔图案,在该第一间距中,所述肋彼此分开的间隔等于第一距离,并且在该第二间距中,所述肋之间的间隔等于第二距离,所述第二距离不同于所述第一距离,所述第一距离在200nm至5µm之间。
2.根据权利要求1所述的微型机械钟表部件(1、10、20、100、200),其特征在于,所述第一距离在200nm至2µm之间。
3.根据权利要求1或2所述的微型机械钟表部件(1、10、20、100),其特征在于,所述肋和所述槽分别包含在平行于板的平面内。
4.根据权利要求1或2所述的微型机械钟表部件(200),其特征在于,所述肋和所述槽垂直于板的主平面。
5.根据权利要求1或2所述的微型机械钟表部件(1、10、20、100、200),其特征在于,所述第二距离大于所述第一距离。
6.根据权利要求1或2所述的微型机械钟表部件(1、10、20、100、200),其特征在于,属于所述第一间距(25a、25b、25c、125、225)的槽都具有相同的深度。
7.根据权利要求5所述的微型机械钟表部件(1、10、20、200),其特征在于,所述间隔图案包括多个第二间距(27a、27b、27c、227),并且所述第二距离在200nm至50µm之间。
8.根据权利要求7所述的微型机械钟表部件(1、10、20、200),其特征在于,属于该第二间距(27a、27b、27c、227)的槽都具有相同的深度,并且第二深度在10nm至10µm之间。
9.根据权利要求5所述的微型机械钟表部件(100),其特征在于,所述间隔图案包括具有单个槽(123)的单个第二间距(127),并且所述第二距离在200nm至所述部件的总高度的2/3之间。
10.根据权利要求9所述的微型机械钟表部件(100),其特征在于,该第二间距(127)的单个槽(123)的深度在10nm至50µm之间。
11.根据权利要求3所述的微型机械钟表部件(1、10、20、100),其特征在于,第一深度在10nm至2µm之间。
12.一种制造根据权利要求1和3中的任一项所述的微型机械部件的方法,所述方法包括以下步骤:
a)获得硅衬底;
b)在所述硅衬底的水平表面上沉积并构造透孔蚀刻保护层;
c)通过所述保护层中的孔口,以反应离子蚀刻对所述硅衬底的表面进行蚀刻,从而将所述硅衬底挖空至第一距离;
d)在先前步骤期间,在通过蚀刻所暴露的表面上沉积化学惰性钝化层;
e)只要所述反应离子蚀刻没挖穿所述硅衬底的整个厚度,就重复执行包括步骤c)和步骤d)的步骤的第一序列,直到所述第一序列被执行预定的第一数量n的次数;
f)将所述微型机械部件从所述保护层和所述硅衬底中取出;
其特征在于,在步骤e)与步骤f)之间,所述方法包括步骤的第二序列,只有在所述方法的执行期间步骤e)未被执行特定的第三数量v的次数,才执行所述步骤的第二序列,所述第二序列包括以下步骤:
x)通过所述保护层中的孔口,以所述反应离子蚀刻对所述硅衬底的表面进行蚀刻,从而将所述硅衬底挖空至第二距离,所述第二距离与所述第一距离不同;
y)在先前步骤期间,在通过蚀刻所暴露的表面上沉积化学惰性钝化层;
z)重复执行包括步骤x)和步骤y)的步骤的第二序列,直到所述第二序列被执行预定的第二数量m的次数;然后返回步骤c)。
13.一种制造根据权利要求1和4中的任一项所述的微型机械部件的方法,所述方法包括以下步骤:
a)获得硅衬底;
b)在所述硅衬底的水平表面上沉积并构造透孔蚀刻保护层;
c)通过所述保护层中的孔口,以反应离子蚀刻对所述硅衬底的表面进行蚀刻,从而将所述硅衬底挖空至第一距离;
d)在先前步骤期间,在通过蚀刻所暴露的表面上沉积化学惰性钝化层;
e)重复执行包括步骤c)和步骤d)的步骤的序列,直到所述序列被执行特定数量的次数或所述反应离子蚀刻已挖穿所述硅衬底的整个厚度;
f)将所述微型机械部件从所述保护层和所述硅衬底中取出;
其特征在于,在步骤b)期间,将所述保护层构造成使得透孔的所述保护层中的孔口的边缘不光滑,而相反地具有由交替的肋和槽形成的齿形轮廓,所述交替的肋和槽形成具有多个第一间距和至少一个第二间距的间隔图案,在该第一间距中,所述肋彼此分开的间隔等于第一距离,在该第二间距中,所述肋之间的间隔等于第二距离,所述第二距离不同于所述第一距离,所述第一距离在200nm至5µm之间。
14.根据权利要求13所述的制造微型机械部件的方法,其特征在于,所述第一距离在200nm至2µm之间。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18155609.3 | 2018-02-07 | ||
EP18155609 | 2018-02-07 | ||
PCT/IB2019/050875 WO2019155347A1 (fr) | 2018-02-07 | 2019-02-04 | Pièce de micromécanique horlogère |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111684364A CN111684364A (zh) | 2020-09-18 |
CN111684364B true CN111684364B (zh) | 2021-10-19 |
Family
ID=61187217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980012512.0A Active CN111684364B (zh) | 2018-02-07 | 2019-02-04 | 微型机械钟表部件 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11829107B2 (zh) |
EP (1) | EP3750010B1 (zh) |
JP (1) | JP7204761B2 (zh) |
CN (1) | CN111684364B (zh) |
WO (1) | WO2019155347A1 (zh) |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4241045C1 (de) | 1992-12-05 | 1994-05-26 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum anisotropen Ätzen von Silicium |
FR2731715B1 (fr) | 1995-03-17 | 1997-05-16 | Suisse Electronique Microtech | Piece de micro-mecanique et procede de realisation |
JP4530262B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-08-25 | セイコーインスツル株式会社 | 低融点金属を用いた電鋳部品の製造方法 |
JP5389455B2 (ja) * | 2008-02-21 | 2014-01-15 | セイコーインスツル株式会社 | 摺動部品及び時計 |
CH699109A1 (fr) * | 2008-07-10 | 2010-01-15 | Swatch Group Res & Dev Ltd | Procédé de fabrication d'une pièce micromécanique. |
US8770827B2 (en) * | 2009-05-18 | 2014-07-08 | The Swatch Group Research And Development Ltd | Method for coating micromechanical parts with high tribological performances for application in mechanical systems |
JP5596991B2 (ja) | 2010-02-02 | 2014-10-01 | セイコーインスツル株式会社 | 機械部品、機械部品の製造方法および時計 |
EP2484628A1 (fr) * | 2011-02-03 | 2012-08-08 | Nivarox-FAR S.A. | Pièce de micromécanique à faible ruguosité de surface |
DE102014102081A1 (de) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Damasko Gmbh | Mikromechanisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauteils |
CH710846B1 (fr) | 2015-03-13 | 2018-11-15 | Swatch Group Res & Dev Ltd | Pièce de micromécanique comportant un réservoir tribologique microstructuré pour une substance lubrifiante. |
EP3109200B1 (fr) | 2015-06-25 | 2023-06-28 | Nivarox-FAR S.A. | Piece de micromecanique avec une surface de contact diminuee et son procede de fabrication |
EP3141520B1 (fr) * | 2015-09-08 | 2018-03-14 | Nivarox-FAR S.A. | Procédé de fabrication d'une pièce micromécanique horlogère et ladite pièce micromécanique horlogère |
-
2019
- 2019-02-04 JP JP2020542404A patent/JP7204761B2/ja active Active
- 2019-02-04 EP EP19707492.5A patent/EP3750010B1/fr active Active
- 2019-02-04 CN CN201980012512.0A patent/CN111684364B/zh active Active
- 2019-02-04 US US16/968,056 patent/US11829107B2/en active Active
- 2019-02-04 WO PCT/IB2019/050875 patent/WO2019155347A1/fr unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3750010B1 (fr) | 2022-01-19 |
US20210034015A1 (en) | 2021-02-04 |
US11829107B2 (en) | 2023-11-28 |
JP2021513069A (ja) | 2021-05-20 |
EP3750010A1 (fr) | 2020-12-16 |
CN111684364A (zh) | 2020-09-18 |
JP7204761B2 (ja) | 2023-01-16 |
WO2019155347A1 (fr) | 2019-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5362060B2 (ja) | エピタキシャルリアクタにおける表面マイクロマシニングされた構造のためのギャップチューニング | |
JP6177390B2 (ja) | 接触表面が削減された微小機械構成部品及びその製作方法 | |
JP6381586B2 (ja) | 少なくとも1つの面取りを有するシリコン系構成部品及びその製作方法 | |
US20130052826A1 (en) | High Aspect Ratio Grid for Phase Contrast X-ray Imaging and Method of Making the Same | |
US20150309474A1 (en) | Process for manufacturing a strengthened timepiece component and corresponding timepiece component and timepiece | |
US9529127B2 (en) | Method for producing a refractive or diffractive optical device | |
JP2020531921A (ja) | 単結晶ダイヤモンド回折光学素子(single crystalline diamond diffractive optical element)およびその製造方法 | |
CN111684364B (zh) | 微型机械钟表部件 | |
EP2829512B1 (en) | Forming features having differing aspect ratios by reactive ion etching | |
US20130051530A1 (en) | High Aspect Ratio Grid for Phase Contrast X-ray Imaging and Method of Making the Same | |
JP2005335059A (ja) | 垂直段差構造物の製作方法 | |
CN107215846B (zh) | 具有至少一个视错觉图案的硅基部件的制造方法 | |
KR102281705B1 (ko) | 특히 표면 토폴로지를 갖는 시계학을 위한 구성 요소 및 그의 제조 방법 | |
JP4356515B2 (ja) | 回折光学格子の形成方法 | |
CN113548637A (zh) | 用于制造微机械结构的方法和微机械结构 | |
CN111983912A (zh) | 特别是用于具有表面拓扑结构的钟表的部件及用于制造其的方法 | |
KR100414199B1 (ko) | 습식 식각을 이용한 실리콘 웨이퍼의 구조물 제조방법 | |
JP2009262258A (ja) | シリコン構造体の製造方法 | |
EP2688091B1 (en) | Method for producing a cavity by anisotropically removing material from a substrate | |
CN115280247A (zh) | 制造硅钟表部件的方法 | |
Shul et al. | Bulk Si micromachining for integrated microsystems and MEMS processing | |
JP2009266869A (ja) | シリコン構造体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |