CN115298620A - 制造硅基钟表部件的方法 - Google Patents

制造硅基钟表部件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115298620A
CN115298620A CN202180022039.1A CN202180022039A CN115298620A CN 115298620 A CN115298620 A CN 115298620A CN 202180022039 A CN202180022039 A CN 202180022039A CN 115298620 A CN115298620 A CN 115298620A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon
timepiece component
spring
deoxidation
thermal oxidation
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.)
Pending
Application number
CN202180022039.1A
Other languages
English (en)
Inventor
让-露丝·柏凯丽
西尔万·让纳雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Patek Philippe SA Geneve
Original Assignee
Patek Philippe SA Geneve
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patek Philippe SA Geneve filed Critical Patek Philippe SA Geneve
Publication of CN115298620A publication Critical patent/CN115298620A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • G04B29/00—Frameworks
    • G04B29/02—Plates; Bridges; Cocks
    • G04B29/027—Materials and manufacturing
    • 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
    • G04B31/06—Manufacture or mounting processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80—Etching
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0755—Non-macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2014—Contact or film exposure of light sensitive plates such as lithographic plates or circuit boards, e.g. in a vacuum frame
    • G03F7/2016—Contact mask being integral part of the photosensitive element and subject to destructive removal during post-exposure processing
    • G03F7/202—Masking pattern being obtained by thermal means, e.g. laser ablation
    • 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
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/063—Balance construction
    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/066—Manufacture of the spiral spring
    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/20—Compensation of mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/22—Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of temperature
    • G04B17/222—Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of temperature with balances
    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
    • 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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton
    • G04B17/34—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton for fastening the hairspring onto the balance
    • G04B17/345—Details of the spiral roll
    • 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
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/04—Hands; Discs with a single mark or the like
    • 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
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/04—Hands; Discs with a single mark or the like
    • G04B19/042—Construction and manufacture of the hands; arrangements for increasing reading accuracy
    • 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
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/06—Dials
    • 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
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/06—Dials
    • G04B19/12—Selection of materials for dials or graduations markings
    • 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
    • G04B21/00—Indicating the time by acoustic means
    • G04B21/02—Regular striking mechanisms giving the full hour, half hour or quarter hour
    • G04B21/06—Details of striking mechanisms, e.g. hammer, fan governor
    • 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
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F7/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by non-electric means
    • G04F7/04—Apparatus for measuring unknown time intervals by non-electric means using a mechanical oscillator
    • G04F7/08—Watches or clocks with stop devices, e.g. chronograph
    • G04F7/0804—Watches or clocks with stop devices, e.g. chronograph with reset mechanisms

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种制造钟表部件的方法，根据该方法生产具有期望的钟表部件形状的硅基零件并且对该零件进行热氧化和脱氧处理来去除预定厚度的硅，以增加该零件的机械强度。该方法的特征在于，热氧化和脱氧处理分几个步骤进行，每个步骤包含热氧化阶段以及随后的脱氧阶段。

Description

制造硅基钟表部件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造硅基钟表部件的方法，尤其涉及一种用于腕表或怀表的硅基钟表部件的制造方法。
背景技术
硅是一种在机械制表中有高度价值的材料，因为它具有优越的特性，特别是它的低密度、高耐腐蚀性、非磁性以及适用于微细加工技术的特性。因此，它被用于制造游丝、摆轮、具有柔性导向的振荡器、擒纵锚和擒纵轮。
然而，硅具有机械强度低的缺点，而通常用于其加工的蚀刻方法会使这一缺点更为明显，即被称为DRIE的深反应离子蚀刻会留下锐利的边缘并且在零件的侧面上会产生波纹形状(称为“扇形”)的板型缺陷。这种低机械强度对于在机芯组装过程中或在手表受到冲击的情况下对部件的操作会产生问题。事实上，这些部件很容易损坏。为了解决这个问题，如专利申请WO 2007/000271中所描述的，硅钟表部件通常通过厚度远大于原生氧化物(native oxide)厚度的氧化硅涂层进行强化。该涂层通常留在最终部件上，但根据专利申请EP2277822的教导，可以在不显著影响机械强度的情况下去除该涂层。
对于发条来说，机械强度也必须足以使部件在其操作期间能够弹性变形以执行其功能而不会断裂。对于旨在装备摆轮的游丝或用于没有枢轴的振荡器的柔性导向构件，操作中的应力相对较低，最多为几百MPa的数量级，使得氧化硅层提供的机械强度在理论上是足够的。然而，考虑到操作期间的振荡频率(4Hz、10Hz，或者甚至50Hz)，循环次数很高，这可能导致疲劳失效的风险。对于其他的发条，例如主发条，特别是桶形发条，或某些锤形发条或摇杆发条，在其操作过程中所承受的应力要大得多，达到GPa的数量级，并且需要选择高弹性极限的制造材料，如钢、镍磷合金、
Figure BDA0003850067830000021
(基于钴、镍、铬和铁的合金，其弹性极限约为3.7GPa)、金属玻璃(参见专利CH 698962和CH 704391)或金属/金刚石或类金属/金刚石材料(参见申请人的专利CH 706020)。
基于申请人的专利申请WO 2019/202378，可以生产能够承受特别高的应力并且具有较高的疲劳强度的硅钟表发条。该专利申请中所描述的方法包括一系列步骤，这些步骤显著改善硅发条的质量，特别是表面状况和边缘的圆度，这使得该硅发条的平均断裂应力接近5GPa。根据此方法，发条被依次热氧化、脱氧、在还原气氛中进行退火并且覆盖有氧化硅层；可选地，可以在热氧化之前进行退火操作。然而，这种方法具有以下缺点：退火步骤实施起来很昂贵，并且需要使用笨重的机器。
发明内容
本发明旨在弥补这些缺点并且更一般地允许以适当成本制造具有高机械强度的发条或其他钟表部件。
为此，提出了一种制造钟表部件的方法，根据该方法生产具有期望的钟表部件形状的硅基零件，并且使该零件经过热氧化和脱氧处理来去除预定厚度的硅，以增加该零件的机械强度，其特征在于，该处理分几个步骤进行，每个步骤包括热氧化阶段以及随后的脱氧阶段。
当硅片被热氧化时，在其表面上出现的氧化硅层是通过消耗相当于其厚度44％的深度的硅而形成的。因此，在消除氧化硅层之后，剩余尺寸减小的硅片，已减少甚至消除了构成初期断裂的表面缺陷(波纹、裂纹、破裂等)。
这种效果是现有技术中已知的并且已经在例如上述的专利申请EP 2277822中进行了描述。但是，申请人惊奇地发现，如果将氧化-脱氧工序分几个阶段进行，每次热氧化阶段后接着脱氧阶段，则零件的机械强度得到非常显著的提高。
现有技术中当然已知多次进行氧化-脱氧的工序(参见EP 3181938，WO 2019/166922、WO 2019/180596、EP 3416001)，但是相应的方法总是旨在调节游丝的刚度或振荡器的频率，而氧化-脱氧工序的重复从未旨在增加机械强度。此外，在这些方法中，氧化和脱氧不能除去预定厚度的硅。实际上，每次新实施氧化-脱氧工序之前都有进行刚度或频率测量的步骤，其决定了该工序中待去除的硅的厚度。因此，待去除的硅的总厚度不能预先确定，这与本发明不同，在本发明中该厚度不与该钟表部件的刚度或频率的任何测量相关联。
当钟表部件是游丝或具有柔性枢轴的振荡器时，根据本发明的方法的热氧化和脱氧处理之后可以是旨在通过一个或多个氧化-脱氧工序来调整该部件的刚度或频率的步骤，在每个步骤之前都有进行刚度或频率测量的步骤以及计算待去除的硅的厚度的步骤，例如在文件EP 3181938和EP 3416001中所描述的。
可选地，可以在根据本发明的热氧化和脱氧处理之前进行刚度或频率的调整。在给定通过根据本发明的热氧化和脱氧处理去除的预定厚度的硅的情况下，人们可以明确知道在处理之后必须以什么刚度或频率调整部件以获得所期望的刚度或频率。
也可以通过在该零件上形成最终层(例如，氧化硅层、改进摩擦特性的层、形成针氧气屏障的层或用于容纳可能的碎片的层)来完成根据本发明的方法，即使对于氧化硅层，后者由于重复热氧化和脱氧阶段而变得多余，将在下文论证。
附图说明
通过阅读参照附图给出的以下详细描述，可以了解本发明的其他特征和优点，在附图中：
图1是示出了根据本发明的特定实施例的制造方法的不同步骤的示图；
图2和图3是通过箱形图示出几个不同批次的零件获得的表观断裂应力值的图表。
具体实施方式
参见图1，根据本发明的制造硅基钟表部件的方法的特定实施例包括步骤E1至EN。
第一步E1包括：在硅片中蚀刻(优选通过深反应离子蚀刻，DRIE)具有期望的钟表部件形状的零件。
硅可以是单晶硅、多晶硅或非晶态硅。对于所有物理特性的各向同性，多晶硅可以是优选的。此外，本发明中使用的硅可以是掺杂过的，也可以不是掺杂过的。除了硅本身，可以通过在绝缘体上硅衬底(SOI衬底)中进行蚀刻，以包括由一个或多个薄的中间氧化硅层隔开的厚硅层的复合材料生产该零件。
该方法的第二步E2分为两个阶段。在第一阶段E2a中，在包括例如氧气或水蒸气的氧化气氛中，对零件进行热氧化，通常在600℃到1300℃之间，优选在900℃和1200℃之间，更优选在950℃与1150℃之间的温度下进行。进行这种氧化直到在该零件的表面上获得具有预定厚度的氧化硅(SiO2)层，该氧化硅层的厚度通常在0.5μm至2μm之间并且优选等于约1μm，该氧化硅层是通过消耗硅而生长形成的，这使得硅与氧化硅之间的界面后退，减少了硅的表面缺陷。在步骤E2的第二阶段E2b中，对零件进行脱氧，换言之，例如通过湿法蚀刻、气相蚀刻或干法蚀刻，优选地通过用氢氟酸的湿法蚀刻来去除氧化硅层。
然后第二步骤E2至少重复一次，其中参数可以是恒定的或可以在一个氧化-脱氧工序到另一个氧化-脱氧工序之间变化。然而，优选地，在每次氧化时形成的氧化硅的厚度是相同的。在最后的氧化-脱氧步骤EN结束时，已经从零件中除去总厚度的硅，总厚度的值由硅和氧化硅的物理性质以及热处理的参数决定。了解这些特性和参数使得可以在步骤E1中计算待蚀刻的零件的尺寸，以在步骤EN结束时获得期望的尺寸。
典型地，该零件是在同一硅片中同时生产的一批相同零件的一部分。在步骤EN之后，将该零件和该批次的其他零件从硅片上分离。
图2示出了利用根据本发明的方法获得的显著结果。通过比较，图2示出了在相同的三点弯曲试样上测量的表观断裂应力分为六个不同的批次：
批次1：仅由DRIE制造的样品(仅步骤E1)。该批次为参考批次。
批次2：由DRIE制造并经过热氧化处理的样品，该样品涂覆1μm厚的氧化硅层，然后进行消除该氧化层的脱氧(仅步骤E1和E2)。
批次3：由DRIE制造并经过热氧化处理的样品，该样品涂覆厚度为2μm的氧化硅层，然后进行消除该氧化层的脱氧(仅步骤E1和E2)。
批次4：根据本发明的方法制造的样品(步骤E1、E2和E3)，其中具有两个氧化-脱氧步骤，每个步骤中的氧化导致形成厚度为1μm的氧化硅层。
批次5：由DRIE制造并经过热氧化的样品，该样品涂覆3μm厚的氧化硅层，然后进行消除该氧化层的脱氧(仅步骤E1和E2)。
批次6：根据本发明的方法制造的样品(步骤E1至E4)，其中具有三个氧化-脱氧步骤，每个步骤中的氧化导致形成厚度为1μm的氧化硅层。
所有这些样品由相同的硅片制造。
在图2的图表中，矩形框表示50％的零件，并且每个框的任一侧上的两个段各自表示25％的零件。每个框内的水平线表示中值。点表示平均值。
有趣的是，注意到对于根据本发明制造的批次4和批次6，该箱形图的平均值和下端值(对应于包括75％的零件的群体的最小表观断裂应力的值)分别比批次3和批次5高得多。因此，本发明证明，对于被去除的相同厚度的硅，优选地分几个阶段进行氧化-脱氧，即使这涉及实施多次脱氧操作，但是在机械强度方面获得的优势大大超过该缺点。
步骤E3至EN(即步骤E2的重复)有利地替代在专利申请WO2019/202378中所描述的方法的退火步骤和形成最终氧化硅层的步骤，并且因此大大简化了钟表部件的制造。根据本发明的方法可以通过包括利用最终氧化硅层涂覆该钟表部件的步骤来补充，但是与由实施另外的氧化步骤所呈现的缺点相比，由这样的层提供的机械强度的增益相当有限或甚至不存在。这由图3的图表示出，从图中可以看出由DRIE生产的三点弯曲试样，经过两次氧化-脱氧工序，其中每次氧化形成厚度为1μm的氧化物(批次7)，在统计学上其机械强度接近于从相同的硅片获得并且以相同方式获得和处理但另外覆盖有厚度为1μm的最终热氧化物层(批次8)或厚度为3μm的最终热氧化物层(批次9)的试样。
因此，可以不利用最终氧化硅层涂覆钟表部件，而是可以允许该最终部件利用原生氧化物的薄层自然地覆盖自身。作为变体，可以在该钟表部件上形成具有良好摩擦特性的材料层，例如以金刚石(DLC)或碳纳米管的形式结晶的碳，形成阻氧屏障的层，或者例如用于在部件破裂的情况下容纳碎片的聚对二甲苯的层。
本发明对于弹性或具有弹性组件并且在它们的操作或组装过程中必须承受高变形应力的钟表部件特别有意义，例如主发条(特别是筒形发条)、某些复位发条(特别是锤形发条、杠杆发条、摇杆发条、棘爪发条或定位发条)、具有柔性导向的钟表部件(特别是振荡器、杠杆或摇杆)或包括用于将这些部件安装在支撑构件(例如轴)上的弹性组件的钟表部件(特别是轮、夹头、锚或冲销)。另一个有利的应用是钟表发条，其操作循环次数高并且因此容易疲劳失效，诸如游丝和具有柔性导向的振荡器的叶片。但是本发明还适用于在它们的操作、它们的操纵或它们的组装过程中易于经受冲击的刚性钟表部件，特别是摆轮、杠杆、摇杆、锚、锤、耙、条、轮子、夹头、轮轴、冲销、框架元件(特别是桥板)、刻度盘或指针。

Claims (11)

1.一种制造钟表部件的方法，根据所述方法制造具有期望的钟表部件形状的硅基零件并且使所述零件经受热氧化和脱氧处理来去除预定厚度的硅，以增加所述零件的机械强度，其特征在于，所述处理分几个步骤进行，每个步骤包括热氧化阶段以及随后的脱氧阶段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制造所述零件的操作包括蚀刻硅片的操作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述蚀刻是深反应离子蚀刻。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，每个热氧化阶段在包括600℃与1300℃之间、优选在900℃与1200℃之间、优选在950℃与1150℃之间的温度下进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，每个脱氧阶段包括刻蚀操作，例如湿法刻蚀、气相刻蚀或干法刻蚀操作。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，每个热氧化阶段导致形成具有包括在0.5μm至2μm之间并且优选地等于约1μm的厚度的氧化硅层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述热氧化和脱氧处理之后不是形成最终氧化硅层的步骤。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述钟表部件是弹性的或包括至少一个弹性组件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述钟表部件是主发条、锤形发条、杠杆发条、摇杆发条、耙形发条、棘爪发条、定位发条、游丝、具有柔性导向的钟表部件或包括用于将所述钟表部件安装在诸如轴的支撑构件上的一个或多个弹性组件的钟表部件。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述钟表部件是摆轮、杠杆、摇杆、锚、锤、耙、指、轮、夹头、轴、冲销、框架元件、刻度盘或指针。
11.通过根据权利要求1至10中任一项所述的方法获得的钟表部件。
CN202180022039.1A 2020-03-19 2021-03-16 制造硅基钟表部件的方法 Pending CN115298620A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20164297.2 2020-03-19
EP20164297.2A EP3882710A1 (fr) 2020-03-19 2020-03-19 Procédé de fabrication d'un composant horloger à base de silicium
PCT/IB2021/052155 WO2021186332A1 (fr) 2020-03-19 2021-03-16 Procede de fabrication d'un composant horloger a base de silicium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115298620A true CN115298620A (zh) 2022-11-04

Family

ID=69846378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180022039.1A Pending CN115298620A (zh) 2020-03-19 2021-03-16 制造硅基钟表部件的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230126149A1 (zh)
EP (2) EP3882710A1 (zh)
JP (1) JP2023519195A (zh)
CN (1) CN115298620A (zh)
WO (1) WO2021186332A1 (zh)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH696881A5 (fr) 2005-06-28 2008-01-15 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Pièce de micro-mécanique en silicium renforcé et son procédé de fabrication.
CH706020B1 (fr) 2007-09-07 2013-07-31 Patek Philippe Sa Geneve Ressort-moteur pour barillet de mouvement d'horlogerie présentant une durée de marche accrue.
CH698962B1 (fr) 2008-06-10 2014-10-31 Rolex Sa Ressort de barillet et procédé pour sa mise en forme.
CH701499B1 (fr) 2009-07-23 2016-09-15 Montres Breguet Sa Procède de fabrication d'une pièce micromécanique en silicium renforcé.
WO2011069273A1 (fr) 2009-12-09 2011-06-16 Rolex S.A. Procédé de fabrication d'un ressort pour pièce d'horlogerie
EP3181938B1 (fr) 2015-12-18 2019-02-20 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Procede de fabrication d'un spiral d'une raideur predeterminee par retrait de matiere
EP3416001B1 (fr) 2017-06-13 2022-04-13 Patek Philippe SA Genève Procédé de fabrication d'un oscillateur à pivot flexible
TWI774925B (zh) 2018-03-01 2022-08-21 瑞士商Ｃｓｅｍ瑞士電子及微技術研發公司 製造螺旋彈簧的方法
EP3543795A1 (fr) 2018-03-20 2019-09-25 Patek Philippe SA Genève Procede de fabrication de composants horlogers en silicium
EP3557333B1 (fr) 2018-04-16 2020-11-04 Patek Philippe SA Genève Procédé de fabrication d'un ressort moteur d'horlogerie

Also Published As

Publication number Publication date
EP4121821A1 (fr) 2023-01-25
WO2021186332A1 (fr) 2021-09-23
JP2023519195A (ja) 2023-05-10
US20230126149A1 (en) 2023-04-27
EP3882710A1 (fr) 2021-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8339904B2 (en) Reinforced micro-mechanical part
US10324417B2 (en) Method for fabrication of a balance spring of a predetermined stiffness by removal of material
US9104178B2 (en) Method for making a spring for a timepiece
JP3281602B2 (ja) 自己補償型ヒゲゼンマイおよびその製造方法
US7753581B2 (en) Spiral spring made of athermal glass for clockwork movement and method for making same
US10324418B2 (en) Method for fabrication of a balance spring of predetermined thickness through the addition of material
US7503688B2 (en) Thermoregulated sprung balance resonator
CN111801627B (zh) 硅基钟表弹簧的制造方法
TWI796444B (zh) 用於製造精確剛度之時計熱補償游絲的方法
JP5859132B2 (ja) 機械式時計用ひげぜんまい材料とこれを用いたひげぜんまい
JP2017083434A (ja) 高濃度にドープされたシリコンからなる時計用のヒゲゼンマイ
CN115298620A (zh) 制造硅基钟表部件的方法
CN104345628B (zh) 硅末圈游丝平衡弹簧
KR102431406B1 (ko) 시계 무브먼트를 위한 밸런스 스프링 및 그 제조 방법
JP2020106526A (ja) 強化された時計構成部品
JP3222608U (ja) 熱補償振動体用の角度戻しばね
CN115176206A (zh) 用于计时装置的硅计时装置部件

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