JPH0580163A

JPH0580163A - 時計用外装部品

Info

Publication number: JPH0580163A
Application number: JP24146891A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kamisuke; 真一紙透; Yasuto Nose; 保人野瀬; Shinichi Yotsuya; 真一四谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、立体形状を有し、加工精度の高い
時計用外装部品を提供することを目的とする。また、文
字部材と文字板部材の接着強度が高く、接着剤のはみ出
し等の外観不良のない時計用外装部品を提供することを
目的とする。【構成】本発明の時計用外装部品は、単結晶シリコン
板の不要部分をアルカリ異方性エッチングにより溶解除
去することにより作製されることを特徴とし、また、単
結晶シリコンからなる文字部材と、ガラス板からなる文
字板部材が陽極接合により接着、作製されることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時計用外装部品である
文字板、及び、文字と呼ばれる部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、時計の文字板に用いられる、
時刻を表わす「文字」と呼ばれる部位は、金属等の材料
をプレス、切削等の機械加工により所望形状に加工した
部材を接着により文字板に固定するか、または、インク
を、文字の形状に印刷する等の方法により作製されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
では、以下に述べるような課題があった。高級時計の文
字部材に対しては立体的な形状と高い加工精度が要求さ
れており、前述のように金属等の材料から作製する場
合、加工精度を向上させようとすると、製品の製造効率
が悪化し、コスト高となっていた。また、このようにし
て製造した文字部材の文字板部材への固定は、接着剤を
用いた固定により行っていたが、接着強度の長期信頼性
不足や外観上の不良（接着剤のはみ出し等）等が生じて
いた。そこで、本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的とするところは時計用外装部品において、
高精度に加工された、立体形状を有する文字部材を安価
に提供し、また、文字部材と文字板部材との高品質な接
着を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の時計用外装部品
は、単結晶シリコンからなる文字部材を具備することを
特徴とし、文字部材は単結晶シリコン板の不要部分をア
ルカリ異方性エッチングにより溶解除去して形成するこ
とを特徴とする。また、本発明の時計用外装部品は、単
結晶シリコンからなる文字部材と、ガラス板からなる文
字板部材とを具備することを特徴とし、文字部材と文字
板部材とは陽極接合により、接着されていることを特徴
とする。

【０００５】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明の第一の実施例に基づき詳細
に説明する。図１は本発明の時計用外装部品の文字部材
の斜視図及び断面図であり、図２は、本発明の時計用外
装部品の文字部材の製造工程図である。本発明の文字部
材は、図１（ｂ）に示すように、文字部材１１の長手方
向から見た断面は斜面の傾斜角が５４．７度であり、文
字部材としてふさわしい立体形状を有するものである。
以下に製造工程について、図２に基づき説明する。両面
が鏡面研磨された結晶面方位（１００）、厚み４００ミ
クロンのシリコンウェハ２１を水蒸気を含む酸素雰囲気
下で、５時間、摂氏１１００度に加熱し、シリコンウェ
ハ２１の表面に熱酸化膜２２を形成した（図２
（ａ））。次いで、熱酸化膜２２を文字部材の形状にフ
ォトリソグラフィ及びフッ酸エッチングによりパターン
加工する。正確には、後に行うアルカリ異方性エッチン
グにおいて、結晶方向によりシリコンのエッチング速度
が異なるため、あらかじめ、アンダーカット量を補償し
たパターンとする（図２（ｂ））。又、文字部材のパタ
ーン２４とシリコンの結晶方向との関係は、パターン２
４の長手方向とシリコンの＜１１０＞方向とが平行又は
垂直となるような位置関係とする。次に、アルカリによ
るシリコンの異方性エッチングを行う。エッチング液
は、濃度１５重量％、温度摂氏８０度のＫＯＨ水溶液を
用いた。シリコンは、アルカリでエッチングする場合、
その結晶方向によりエッチングレートが著しく変化す
る。エッチング液の組成、濃度により、結晶方向による
エッチングレート比は変化するが、一般的には（１１
１）面のエッチングレートが最も小さく、アルカリエッ
チングにより（１１１）面２５が現われる。本実施例で
用いたエッチング液では、シリコンの（１００）面及び
（１１１）面のエッチングレートは、それぞれ毎分１．
３ミクロン及び０．０１ミクロンである。文字部材とな
るべきシリコン以外のシリコンをエッチングにより消失
させるためには、計算上、約３０８分のエッチングが必
要であるが、本実施例では３１５分のエッチングを行っ
た。エッチングの終了近くでは、シリコンウェハ２１の
面内での若干の板厚誤差により、板厚が薄い部分から文
字部材として、シリコンウェハ２１から順次遊離し、エ
ッチング開始から３１５分たったところで全部のパター
ン部分が遊離した（図２（ｃ）。図としては便宜的に連
なって描いてある）。次にエッチングマスクである熱酸
化膜２２をフッ酸によりエッチング、除去し（図２
（ｄ））、文字部材２６を得る。文字部材２６は表面に
熱酸化膜が形成されていないので、灰色の外観をしてい
るが、デザイン上干渉色を呈しているほうが望ましい場
合は、所定時間の熱酸化処理を施すことにより、所望の
干渉色を得ることができる（図２（ｅ））。本実施例で
は、エッチングに約５時間を費やしており、一見、加工
時間がかかっているようであるが、一枚のウェハから数
百ないし数千の文字部材が得られ、さらに、一度に何枚
ものウェハを一括エッチング処理できるので、非常に効
率がよい。また、異方性エッチングによって加工精度が
高く、機械加工を行う場合に生じるバリや返り等の問題
も生じない。

【０００６】（実施例２）以下に本発明の第二の実施例
に基づき詳細に説明する。図３は本発明の時計用外装部
品の文字部材の斜視図及び断面図で、又、図４には図３
に示した文字部材の製造工程図を示す。本実施例は特に
文字として１２時の位置に用いるものに関する。構造と
しては、第一の実施例における文字部材を二つつなげた
ような構造であるが、加工工程において、図３の部分３
１及び部分３２をエッチングにより形成するためのエッ
チングマスクパターンの間隔をある範囲の値とすること
で一体形成することが出来る。次に図４に基づき、製造
工程について説明する。まず第一の実施例と同様に、両
面が鏡面研磨された結晶面方位（１００）、厚み４００
ミクロンのシリコンウェハ４１を水蒸気を含む酸素雰囲
気下で、５時間、摂氏１１００度に加熱し、シリコンウ
ェハ４１の表面に熱酸化膜４２を形成し（図４
（ａ））、次いで、熱酸化膜４２を文字部材の形状にフ
ォトリソグラフィ及びフッ酸エッチングによりパターン
加工する（図４（ｂ））。図３の部分３１と部分３２の
間隔に相当する間隔４５を４００ミクロンとした。次
に、アルカリによるシリコンの異方性エッチングを行
う。エッチング液は、濃度１５重量％、温度摂氏８０度
のＫＯＨ水溶液を用いた。第一の実施例と同様、３１５
分のエッチングを行うことにより、パターン部分以外の
部分がエッチングにより消失し、全てのパターン部分が
遊離した（図４（ｃ））。このとき、部分４３と部分４
４の間には、二つの（１１１）面４７からなるＶ溝４６
が形成されるが、このＶ溝４６の深さｄは、（１００）
面と（１１１）面の結晶学的関係から、間隔４５をｓと
すると

【０００７】

【数１】

【０００８】で与えられる量となる。本実施例では、シ
リコンウェハ４１の厚みが４００ミクロンであるから、
溝深さｄは、４００ミクロン以下でなければならない
が、これに相当する間隔ｓは５６７ミクロンであり、即
ち、間隔ｄとしては０から５６７ミクロンの間の任意の
値をとり得るが、この範囲で、デザイン上の望ましい値
を選ぶことができる。

【０００９】次に、エッチングマスクである熱酸化膜４
２をフッ酸によりエッチング、除去し（図４（ｄ））、
文字部材４８を得る。熱酸化膜による干渉色が望ましい
場合は所定時間の熱酸化処理を施すことにより、所望の
干渉色を得ることができる（図４（ｅ））。上述したよ
うに、本実施例では、時計用外装部品として、特に１２
時の位置に用いるのに最適な文字部材を得ることができ
た。

【００１０】（実施例３）以下に本発明の第三の実施例
に基づき詳細に説明する。図５は本発明の時計用外装部
品の文字板の斜視図及び断面図で、また、図６には図５
に示した文字板の製造方法図を示す。本実施例の文字板
は図５（ａ）に示すように時計用文字板として外形加工
されたガラス板５１に、本発明の第一及び第二の実施例
において作製されたシリコン製文字部材５２及び５３が
陽極接合法により接着、固定されているものである。シ
リコンとガラスは陽極接合により、接着剤を用いずに、
強固に接着することができる。以下、図６に基づき、本
実施例の文字板の製造工程について説明する。ほう珪酸
系ガラス板を機械加工により時計用文字板として外形加
工し、次いで、前記ほう珪酸系ガラス板の両面を研磨し
鏡面に仕上げ、文字板部材６１を作製する。次に、文字
板部材６１を陽極接合を行うための負電極である金属板
６４上に設置し、第一及び第二の実施例において作製さ
れた文字部材６２及び６３（文字部材６３は、図６では
示していない）を、文字部材６１上の所定の箇所に設置
し、文字板部材６２及び６３上に陽極接合を行うための
正電極である金属板６５を設置する。次に、積み重ねた
前記文字板部材６１、文字部材６２及び６３、金属板６
４及び６５の全体をヒータ６６により加熱し、全体の温
度が摂氏３５０度で安定したところで、直流電源６７に
より直流５００Ｖを１０分間印加し、ほう珪酸ガラスで
ある文字板部材６１とシリコンである文字部材６２及び
６３を陽極接合し、文字板を得た。上述した工程で得ら
れた文字板では、文字部材は陽極接合により接着され、
接着剤は使用されていないので、当然、接着剤のはみ出
し等の外観上の不良はなく、また、接着剤の劣化による
剥がれ等の不良もない。また、接着強度に関しても、十
分な強度が得られ、高温高湿の環境下でも、強度劣化は
なかった。

【００１１】本実施例の文字板は、文字板部材が透明で
あるので、特に、スケルトンと呼ばれる歯車等の内部機
構が見えるタイプの時計に最適であるが、通常のデザイ
ンの時計に用いる場合でも、文字板部材に適当なコーテ
ィングを施すことによって使用することができる。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、時計
用外装部品として、単結晶シリコン板の不要部分をアル
カリ異方性エッチングにより溶解除去することにより、
加工精度が高く、立体形状である文字部材が得られ、ま
た単結晶シリコンからなる文字部材と、ガラス板からな
る文字板部材とを陽極接合により、接着することによ
り、文字部材の接着強度が高い文字板を得ることができ
るという効果を有する。特に前記文字板は、スケルトン
式時計の文字板として最適のものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明における文字部材の斜視図。（ｂ）は、本発明における文字部材の断面図。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明における文字部材の
製造工程図。

【図３】（ａ）は、本発明における文字部材の斜視図。（ｂ）は、本発明における文字部材の断面図。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は、本発明における文字部材の
製造工程図。

【図５】（ａ）は、本発明における文字板の斜視図。（ｂ）は、本発明における文字板の断面図。

【図６】本発明における文字板の製造方法図。

【符号の説明】１１、２６、４８、５２、５３文字部材６２文字部材１２、２３（１００）面１３、２５、４７（１１１）面２１、４１シリコンウェハ２２、２４、２７、４２熱酸化膜３１、３２、４３、４４文字部材の部分４５間隔４６Ｖ溝５１ガラス板６１文字板部材６４、６５金属板６６ヒータ６７直流電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単結晶シリコンからなる文字部材を具備
することを特徴とする時計用外装部品。
【請求項２】単結晶シリコン板の不要部分をアルカリ
異方性エッチングにより溶解除去して形成された文字部
材を具備することを特徴とする請求項１記載の時計用外
装部品。
【請求項３】単結晶シリコンからなる文字部材と、ガ
ラス板からなる文字板部材とを具備することを特徴とす
る時計用外装部品。
【請求項４】文字部材と文字板部材が陽極接合により
接着されていることを特徴とする請求項３記載の時計用
外装部品。