KR20200017341A - 컬러링된 열보상 스피럴 및 이것의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은:
- 코어 (2) 의 적어도 하나의 면 (2a, 2c) 상에 그리고 코어 (2) 의 적어도 하나의 다른 면 (2a, 2b, 2c, 2d) 상에 실리콘 산화물의 제 1 층 (3) 을 형성하는 단계로서, 상기 제 1 층은 열보상을 실현하는데 필요한 두께의 일 부분과 동일한 두께를 갖는, 상기 실리콘 산화물의 제 1 층 (3) 을 형성하는 단계,
- 코어 (2) 의 적어도 하나의 면 (2a, 2c) 으로부터 제 1 층을 제거하는 단계,
- 코어 (2) 의 적어도 하나의 면 (2a, 2c) 상에 그리고 코어 (2) 의 적어도 하나의 다른 면 (2a, 2b, 2c, 2d) 상에 실리콘 산화물의 제 2 층 (3) 을 형성하는 단계로서, 상기 제 2 층은 간섭 효과의 결과로서 코어 (2) 의 상기 적어도 하나의 면 (2a, 2c) 에 컬러를 제공하기 위하여, 열보상을 실현하는데 필요한 두께의 나머지 부분과 동일한 두께인 1 ㎛ 이하의 두께를 갖는, 상기 실리콘 산화물의 제 2 층 (3) 을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

컬러링된 열보상 스피럴 및 이것의 제조 방법{COLOURED THERMOCOMPENSATED SPIRAL AND A METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 기계식 시계의 조절 엘리먼트를 제공하도록 설계된 코일 스프링에 관한 것이다.
기계식 시계제조 피스의 가치는 종종 그 컴포넌트들의 가시성에 대해 상대적이다. 이와 관련하여, 스켈레톤 시계는 엘리먼트들, 및 이들이 포함하는 복잡한 오브젝트들의 주요 기능들을 볼 수 있는 고객에게 높게 가치 평가받는다. 움직임의 소스인 코일 스프링의 디스플레이가 특히 그 가치를 인정받는다. 따라서, 이 컴포넌트의 심미적 외형에 특별한 주의를 기울일 필요가 있다.
컬러링은 컴포넌트의 심미적 외형을 개선하는 일 방법이다. 일반적으로, 시계제조 컴포넌트들은 층들을 성막하기 위한 여러 방법들, 이를 테면, PVD, ALD, 갈바닉 프로세스들, 양극산화 등에 의해 컬러링될 수 있다. 그러나, 특히 코일 스프링의 경우, 이러한 심미적 층들의 성막은, 상이한 온도들에서 동작시 최소차가 있는 것을 보장하도록 자기장에 둔감하고 진자와 함께 거동하는 것을 필요로 하기 때문에 그 부품에 대한 사양과 양립가능하지 않다.
따라서, 본 발명의 과제는 코일 스프링의 가시적 표면이 컬러링될 수 있게 하고 동시에 베이스의 사양들 (강성도, 반자성, 스프링 밸런스 어셈블리의 열 변동의 보상의 조정) 을 보장하는 코일 스프링을 제조하는 방법에 대한 제안이다.
이러한 목적을 위해, 제조 방법은 코일 스프링의 코어의 적어도 하나의 면 상에 박막을 형성하여 간섭 효과의 결과로서 상기 면 상에 컬러를 생성하는 단계로 구성된다. 이 막은 실리콘 산화물 (SiO2) 막이며, 이 실리콘 산화물 막은 실리콘 산화물의 더 두꺼운 층에 의해 커버되는 다른 면들과 함께 코일 스프링의 열보상에 기여한다. 막의 두께를 조정하는 것에 의해 다양한 컬러의 선택이 얻어질 수 있다.
보다 구체적으로, 본 방법은:
- 코어의 모든 면 상에 실리콘 산화물의 제 1 층을 형성하는 단계로 구성되는 제 1 단계로서, 제 1 산화물은 이후, 열보상된 코일 스프링을 형성하는데 요구 두께의 일 부분과 동일한 두께를 갖는 것인 제 1 단계,
- 컬러링되도록 설계된 코어의 면(들)로부터 제 1 이전에 형성된 산화물 층을 제거하는 단계로 구성되는 제 2 단계,
- 제 1 단계의 것과 동일한 면들 상에 실리콘 산화물의 제 2 층을 형성하는 단계로 구성되는 제 3 단계로서, 제 2 층은 간섭 효과의 결과로서 컬러를 면 또는 면들에 제공하기 위해 1 ㎛ 이하인 요구 두께의 나머지 부분과 동일한 두께를 갖는 것인 제 3 단계
를 갖는 수개의 단계들로 실리콘 산화물 층을 증가시키는 것으로 구성된다.
바람직하게, 열보상 층은 코어의 측면들 상에 그리고 시계제조 피스 내부에서 가시적이도록 설계된 면의 반대면 상에 형성된다.
본 방법은 컬러링된 층의 형성이 코일 스프링의 제조 방법 및 컬러 스프링의 기능에 거의 영향을 미치지 않는다는 이점을 갖는다. 보다 정확하게는, 온도에서의 양호한 거동을 고려한 코일 스프링의 측면들 상의 열보상 층의 형성은 이 방법에 의해 영향을 받지 않거나 최소한으로만 영향을 받는다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 예로서 어떠한 제한도 없이 주어진 바람직한 실시형태의 다음의 설명에서 주어진다.
도 1a 는 본 발명에 따른 코일 스프링의 사시도이다.
도 1b 는 도 1a 의 코일 스프링의 루프의 횡단면도이다.
도 2 는 코일 스프링의 루프의 횡단면에 의해 본 발명에 따른 방법의 여러 단계들을 개략적으로 도시한다.
본 발명은 가시적인 표면이 컬러링될 수 있게 하는 시계제조 부품을 제조하는 방법을 기술한다.
본 발명은 도 1a 및 도 1b 에 나타낸 바와 같이 코일 스프링 (1) 의 단순화되고 비제한적인 예로서 본원에서 설명되며, 물론 본 발명에 따라 다른 부품들을 제조하는 것도 가능하다.
본 발명은 이러한 목적으로, 실리콘 산화물의 층 (3) 에 의해 커버되는 단결정질 또는 다결정질 실리콘 코어 (2) 를 갖는 열보상된 코일 스프링을 설명하며, 이 실리콘 산화물 층은 전체 코일 밸런스의 거동에 따라 코일 스프링의 열탄성 계수의 변동량을 조정하는 것을 가능하게 한다 (도 1b). 본 발명에 따르면, 시계 케이스 내부에서 조립된 후에 가시적이도록 설계된 코어의 적어도 하나의 면은 간섭 효과의 결과로서 컬러링된 실리콘 산화물 층을 포함하고, 이 층은 간섭 층으로서 지칭된다. 도시된 예에서, 면 (2a) 은 시계 케이스의 유리를 통해 가시적이도록 설계된 코일 스프링의 상부면이다. 일 변형예에서, 이는 시계 케이스의 베이스를 통하여 가시적이도록 설계된 코일 스프링의 하부면 (2c) 일 수도 있다. 또 다른 변형 예에서, 상부면 (2a) 및 하부면 (2c) 은 간섭 층을 포함할 수 있다. 간섭 층은 원하는 컬러로 조정되는, 1 ㎛ 이하의 두께를 갖는 박막의 형태이며, 이 두께 범위는 보다 강력한 컬러 (보다 선명한 컬러?) 를 얻고 이에 따라 보다 쉽게 가시성있게 하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 표 1 은 박막의 두께에 따라 간섭에 의해 얻어질 수 있는 컬러들의 일부 예들을 도시한다.
표 1
Figure pat00001
박막으로 커버되지 않은 면들 중 하나 이상은 실리콘 산화물로 또한 형성된 열보상 층으로 커버된다. 바람직하게는, 코일 스프링은 코어 (2) 의 측면 (2b, 2d) 상에 적어도 하나의 열보상 층을 포함한다. 보다 바람직하게, 코어는 섹션의 4 개의 면들 중 3 개, 즉 예시된 예에서 측면들 (2b, 2d) 및 그 하부면 (2c) 상에서 열보상 층을 포함한다. 열보상 층은 두께에 있어서 그 간섭 층의 두께보다 더 큰 점, 보다 정확하게는 1㎛보다 더 크다는 점에서 간섭 층과 상이하다. 그러나, 간섭 층은 코일 스프링의 열보상에 부분적으로 관여하는 것으로 규정되어 있다.
또한, 코일 스프링은 열보상 층을 포함하는 면들의 전부 또는 일부 위에 전도성 층 (4) 을 포함할 수 있다. 예시된 예에서, 연속적인 전도성 층 (4) 은 하부면 (2c) 및 부분적으로 측면들 (2b, 2d) 을 커버한다. 전도성 층은 바람직하게는 50nm 미만의 두께를 갖는 예를 들어, 금속 재료, 이를 테면 금, 백금, 크롬, 탄탈, 티탄, 로듐 또는 팔라듐에 의해 형성될 수 있다. 상기 전도성 층은 정전기 방지 기능을 가지며 부분적 밀봉을 보장한다.
열보상되고 컬러링된 코일 스프링을 제조하기 위해 사용된 방법은 코일 스프링의 루프의 단면도에 의해 도 2 에 부분적으로 도시되어 있다. 이 도면에서, 실리콘 산화물의 성장 동안 수행된 여러 단계들이 나타난다. 미리, 실리콘 코어를 갖는 코일 스프링은 실리콘 칩 (웨이퍼 방법) 에서 얻을 수 있다. 알려진 방식으로, 코일의 원하는 윤곽에 대해 적절한 마스크를 사용하는 것에 의해, 예를 들어 습식 프로세스에 의한 화학적 어택을, 플라즈마 또는 반응성 이온 에칭 (RIE) 에 의해 드라이 가공 프로세스를 수행하는 것이 가능하다.
본 발명은 열보상 층을 형성하도록 설계된 통상적인 산화 프로세스를 다음과 같은 일련의 순서로 대체하는 것으로 구성된다. 본 방법은 다음에서 그 측면들 (2b, 2d) 상에 그리고 그 하부면 (2c) 상에 보상 층을 포함하고 그 상부면 (2a) 상에 간섭 층을 포함하는 코어 (2) 에 대해 설명된다.
도 2a 를 참조하면, 제 1 단계는 실리콘 코어 (2) 상에 실리콘 산화물의 층 (3) 을 성장시키는 것으로 구성되며, 이 층은 열보상을 얻는데 필요한 두께의 부분이다. 이 단계는, 예를 들어, 열 산화에 의해 수행될 수 있다. 도 2b 에 도시된 제 2 단계에서, 상부면 (2a) 상에서 성장한 산화물 층은 완전히 제거된다. 산화물층의 제거는 인그레이빙 (engraving) 에 의해 수행될 수 있다. 인그레이빙은 당해 면에만 영향을 줄 목적으로 이방성, 즉 방향성을 띤다. 즉, 측면 (2b, 2d) 및 하부면 (2c) 의 층 (3) 은 인그레이빙에 의해 영향을 받지 않는다. 본 방법은 드라이 인그레이빙으로 구성될 수 있다.
도 2c 에 도시된 제 3 단계는 모든 면들 (2a, 2b, 2c 및 2d) 상에 실리콘 산화물의 층을 성장시켜 간섭 층의 원하는 두께 및 열보상 층에 대한 원하는 두께를 얻는 단계로 구성된다. 이 단계는, 또한 열 산화에 의해 수행될 수 있다.
선택적으로 제 4 단계 (도 2d) 에서, 전도성 층 (4) 은 하부면 (2c) 및 측면들 (2b, 2d) 의 전부 또는 일부 상에 성막된다. 이 성막은 PVD, 이온 주입 또는 전해 전착과 같은 다양한 공지된 프로세스들에 의해 수행될 수 있다.
결국, 코일 스프링은 코어 (2) 의 모든 면들 상에서 SiO2 의 연속하는 층을 가지며, 이 층은 열보상을 위해 조정된 측면들 (2b, 2c, 2d) 상의 층, 및 원하는 컬러를 얻기 위해 조정된 상부면 (2a) 상의 층을 가지며 열보상을 가능하게 하는 층의 두께는 컬러링된 층의 두께보다 더 크다.
물론, 이러한 방법은 열보상된 코일 스프링으로 제한되지 않으며, 기어 휠, 앵커 또는 실리콘으로 형성된 임의의 다른 컴포넌트에 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법으로서,
    상기 방법은:
    a) 실리콘 코어 (2) 를 포함하는 코일 스프링 (1) 을 제공하는 단계,
    b) 상기 코일 스프링 (1) 의 상기 코어 (2) 의 모든 면들 (2a, 2b, 2c, 2d) 상에 실리콘 산화물의 제 1 층 (3) 을 형성하는 단계로서, 상기 제 1 층은 열보상을 실현하는데 필요한 두께의 일 부분과 동일한 두께를 갖는, 상기 실리콘 산화물의 제 1 층 (3) 을 형성하는 단계,
    c) 간섭 효과의 결과로서 컬러링되도록 설계된 상기 코어 (2) 의 하나의 면 (2a) 으로부터 상기 실리콘 산화물의 제 1 층 (3) 을 제거하는 단계,
    d) 상기 간섭 효과의 결과로서 컬러링되도록 설계된 상기 코어 (2) 의 상기 면 (2a) 상에, 그리고 열보상을 보장하도록 설계된 상기 코어 (2) 의 다른 면들 (2b, 2c, 2d) 상에 실리콘 산화물의 제 2 층 (3) 을 형성하는 단계로서, 상기 실리콘 산화물의 제 2 층 (3) 은 열보상을 실현하고 또한 상기 간섭 효과의 결과로서 상기 코어 (2) 의 상기 면 (2a) 에 컬러를 제공하는 미리 정해진 두께를 갖는, 상기 실리콘 산화물의 제 2 층 (3) 을 형성하는 단계
    의 연속하는 단계들을 포함하는, 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물의 제 2 층 (3) 의 두께는 원하는 컬러로 조정되는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물의 제 1 및 제 2 층들 (3) 은 단계 b) 및 단계 d) 에서 열 산화에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 c) 는 이방성 인그레이빙 (engraving) 에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 단계 d) 에 후속하여, 열보상을 보장하도록 설계된 상기 코어 (2) 의 적어도 상기 다른 면 (2a, 2b, 2c, 2d) 의 전부 또는 일부 상에 전도성 층 (4) 을 성막하는 단계로 구성되는 단계 e) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 산화물의 제 1 및 제 2 층들 (3) 은 상기 코어 (2) 의 모든 면들 (2a, 2b, 2c, 2d) 상에 형성되고, 상기 실리콘 산화물의 제 1 층 (3) 은 단계 c) 에서, 시계제조 피스의 외부에서 가시적이도록 설계된 면 (2a, 2c) 상에서 제거되는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 의 제조 방법.
  7. 실리콘 코어 (2) 를 포함하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1) 으로서,
    상기 코어 (2) 는:
    - 시계제조 피스 내부에서 조립 후에 가시적이도록 설계된 면 (2a) 상의 실리콘 산화물의 간섭 층 (3) 으로서, 상기 간섭 층은 1 ㎛ 이하의 두께를 가져, 간섭 효과의 결과로서 적어도 하나의 면 (2a, 2c) 에 컬러를 제공하는, 상기 실리콘 산화물의 간섭 층 (3),
    - 다른 면들 (2b, 2c, 2d) 상에서, 상기 간섭 층의 두께보다 더 큰 두께를 갖는 실리콘 산화물의 열보상 층 (3) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 코어 (2) 는 그 상부면 (2a) 및/또는 그 하부면 (2c) 상에 상기 간섭 층을 포함하고 그 2 개의 측면들 (2b, 2d) 상에 열보상 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 코어 (2) 는 그 2 개의 측면들 (2b, 2d) 상에 그리고 그 상부면 (2a) 또는 그 하부면 (2c) 상에 상기 열보상 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1).
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 코일 스프링은 상기 열보상 층의 전부 또는 일부를 커버하는 전도성 층 (4) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 시계제조 피스에 대한 열보상되고 컬러링된 코일 스프링 (1).
  11. 제 1 항에 기재된 코일 스프링 (1) 을 포함하는 시계제조 피스.
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