RU2498382C2 - Способ изготовления микромеханического компонента - Google Patents

Способ изготовления микромеханического компонента Download PDF

Info

Publication number
RU2498382C2
RU2498382C2 RU2011125301/28A RU2011125301A RU2498382C2 RU 2498382 C2 RU2498382 C2 RU 2498382C2 RU 2011125301/28 A RU2011125301/28 A RU 2011125301/28A RU 2011125301 A RU2011125301 A RU 2011125301A RU 2498382 C2 RU2498382 C2 RU 2498382C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plates
specified
plate
pin
component
Prior art date
Application number
RU2011125301/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011125301A (ru
Inventor
Александр ФЮССИНГЕР
Марко ВЕРАРДО
Original Assignee
Ниварокс-Фар С.А.
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 Ниварокс-Фар С.А. filed Critical Ниварокс-Фар С.А.
Publication of RU2011125301A publication Critical patent/RU2011125301A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2498382C2 publication Critical patent/RU2498382C2/ru

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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C3/00—Assembling of devices or systems from individually processed components
    • B81C3/002—Aligning microparts
    • B81C3/005—Passive alignment, i.e. without a detection of the position of the elements or using only structural arrangements or thermodynamic forces
    • 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
    • G04B13/027—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots planar toothing: shape and design
    • 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
    • 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
    • G04D3/0002—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for mechanical working other than with a lathe
    • G04D3/0028—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials for mechanical working other than with a lathe for components of the escape mechanism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/03—Bonding two components
    • B81C2203/038—Bonding techniques not provided for in B81C2203/031 - B81C2203/037
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2203/00—Forming microstructural systems
    • B81C2203/05—Aligning components to be assembled
    • B81C2203/052—Passive alignment, i.e. using only structural arrangements or thermodynamic forces without an internal or external apparatus
    • B81C2203/054—Passive alignment, i.e. using only structural arrangements or thermodynamic forces without an internal or external apparatus using structural alignment aids, e.g. spacers, interposers, male/female parts, rods or balls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49579—Watch or clock making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49799—Providing transitory integral holding or handling portion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49895—Associating parts by use of aligning means [e.g., use of a drift pin or a "fixture"]
    • Y10T29/49901—Sequentially associating parts on stationary aligning means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49947—Assembling or joining by applying separate fastener

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области часовой промышленности и направлено на повышение точности изготовления микромеханического компонента, который включает, по меньшей мере три детали, что обеспечивается за счет того, что согласно изобретению способ изготовления микромеханического компонента включает этап формирования, по меньшей мере, одной пластины, которая имеет рамку, соединенную, по меньшей мере, одной перемычкой с деталью указанного компонента, имеющей отверстие, а также этап установки указанной пластины на опору, этап закрепления штифта в отверстии детали для формирования компонента, этап отделения сформированного компонента каждой пластины. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к способу изготовления микромеханического компонента и, более конкретно, к способу данного типа для сборки компонентов полученных микрообработкой и/или при помощи нанесения гальванического покрытия.
Уровень техники
Предпочтительным в часовой промышленности является изготовление компонентов или деталей компонентов с использованием процесса микрообработки, например, фотолитографией с последующим глубоким реактивным ионным травлением или методом электролитического осаждения с последующим гальваническим наращиванием. Эти процессы обеспечивают повышенную точность изготовления по сравнению с традиционными технологиями.
Однако сложность заключается в формировании компонентов из нескольких деталей. Так, в случае формирования компонентов методом гальванопластики, лазерная сварка двух деталей и, например, оси может вызвать деформацию деталей и оси, в результате чего будет потерян очень высокий уровень точности, полученный при электролитическом осаждении. Кроме того, вне зависимости от процесса очень сложно добиться точной сборки двух компонентов и, например, поворотной оси.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является преодоление всех или части вышеупомянутых недостатков путем предложения способа изготовления микромеханического компонента, который включает, например, по меньшей мере, три детали, при котором точность указанного процесса не изменяется при сборке деталей.
Таким образом, изобретение относится к способу изготовления. микромеханического компонента с несколькими уровнями, который включает следующие этапы:
а) формирование, по меньшей мере, одной двух пластин, каждая из которых включает рамку, соединенную, по меньшей мере, одной перемычкой материала с одной деталью указанного компонента;
отличающемуся тем, что он также включает следующие этапы
б) установку указанных, по меньшей мере, двух пластин на опору, таким образом, что указанные, по меньшей мере, две пластины располагаются одна поверх другой;
в) закрепление штифта в отверстии каждой из указанных, по меньшей мере, двух установленных одна поверх другой детали для формирования компонента таким образом, что одиночный штифт выступает, по меньшей мере, из одной из установленных одна поверх другой пластин и может использоваться в качестве захватывающего средства;
г) отделение сформированного компонента от указанных, по меньшей мере, двух пластин.
Предпочтительно по изобретению возможно изготовление детали при помощи любого процесса (микрообработки, гальванопластики, электрической эрозии, штамповки), без манипулирования самой деталью, а только указанной рамкой и указанным штифтом до окончательной сборки указанной детали. Кроме того, опора используется в качестве направляющей для более точного изготовления итогового компонента при сохранении точности процесса (микрообработки, гальванопластики, электрической эрозии, штамповки), применяемого для изготовления детали на этапе а).
Согласно другим дающим преимущество признакам изобретения:
- для каждой пластины этап б) включает следующие этапы: д) направления указанной пластины с применением установочных средств для надежной ориентации указанной пластины относительно опоры и е) скольжение указанной пластины до упора в заплечик, по меньшей мере, одной оси, закрепленной на опоре, для надежной установки указанной пластины относительно опоры;
- каждое из указанных установочных средств включает, по меньшей мере, одно коническое кольцо, которое установлено на продолжении указанной, по меньшей мере, мере одной оси опоры, и которое взаимодействует с углублением, выполненным в каждой из, по меньшей мере, двух пластин на этапе а);
- на этапе д) применяются, по меньшей мере, два установочных средства для более надежного направления;
- каждое углубление выполнено в рамке указанных, по меньшей мере, двух пластин или состоит объема между рамкой и деталью каждой из указанных, по меньшей мере, двух пластин;
- каждая, по меньшей мере, одна перемычка материала включает узкое сечение у торца, соединяющегося с указанной деталью компонента, образующий ослабленную зону, позволяющую упростить этап г);
- несколько деталей сформированы на каждой пластине для формирования нескольких компонентов на этапе в);
- штифт продолжается с каждой стороны шкворневым хвостовиком, который включает шкворень для формирования шарнирной оси;
- штифт включает соосное кольцо, используемое в качестве упорного элемента для ограничения проникновения указанного штифта в указанные отверстия;
- указанное соосное кольцо имеет зубья и образует шестерню;
- по меньшей мере, одна из указанных пластин сформирована на этапе а) при помощи нанесения электролитического покрытия и/или при помощи процесса микрообработки;
- по меньшей мере, один подэлемент может устанавливаться, по меньшей мере, на одной из указных деталей в поперечном направлении относительно указанной пластины пред выполнением, во время выполнения или после выполнения этапа б).
Краткое описание чертежей
Прочие признаки и преимущества станут более очевидны из следующего описания, приведенного в качестве не ограничивающей иллюстрации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - принципиальная схема двух пластин по изобретению;
фиг.2-4 - принципиальные схемы последовательных этапов способа по изобретению;
фиг.5-7 - принципиальные схемы микромеханических компонентов, которые могут быть получены при помощи способа по изобретению;
фиг.8 - блок схема способа по изобретению.
Осуществление изобретения
Как показано на Фиг.8, изобретение относится к способу 1 изготовления микромеханического компонента 31, 41, 51. Способ 1 предназначен для надежной сборки, по меньшей мере, двух отдельных деталей 19, 21 путем установки одной поверх другой с использованием штифта 29. Способ 1 включает этап 3 изготовления деталей 19, 21 завершенного компонента 31, 41, 51, этап 5 установки пластин 11, 13, включающих указанные детали, одной поверх другой, этап 7, закрепления указанных деталей и этап 9 отделения сформированного таким образом компонента 31, 41, 51 от пластин 11, 13.
Предпочтительно по изобретению первый этап 3 изготовления деталей 19, 21 компонента 31, 41, 51 может быть выполнен с использованием микрообработки и/или процесса нанесения гальванического покрытия. Процесс микрообработки, т.е. процесс с точностью обработки, примерно составляющей один микрон или меньше, может содержать, например, фотолитографирование для формирования защитной маски на пластине подвергаемого микрообработке материала, затем травление незащищенных частей указанной пластины, например, глубокое реактивное ионное травление. Материал, подвергаемый микрообработке, может состоять, например, из кремния, кристаллизованного кварца или кристаллизованного алюминия. Безусловно, возможно также использование и других материалов.
Процесс нанесения гальванического покрытия может включать, например, фотолитографию для формирования формы, в которой производится гальваническое наращивание. Гальванически наращиваемый материал может состоять, например, из металла, такого как чистый никель или никель-фосфор. Безусловно, возможно также использование и других материалов.
Этап 3 изготовления включает, по меньшей мере, две отдельных фазы 2, 4 формирования. Каждая фаза 2, 4, использующая указанную микрообработку и/или процесс нанесения гальванического покрытия, предназначена для формирования соответствующей пластины 11, 13, как показано на Фиг.1. Каждая пластина 11, 13 включает рамку 15, 17, соединенную, по меньшей мере, одной перемычкой 12, 14 материала с деталью 19, 21 для использования при получении завершенного компонента 31, 41, 51. Как показано на Фиг.1, каждая деталь 19, 21 предпочтительно включает сквозное отверстие 16, 18.
Итак, ясно, что завершенный компонент 31, 41, 51 может получаться либо при помощи одного и того же процесса, либо при помощи нескольких разных процессов. Безусловно, также возможно применение процессов отличных от микрообработки и/или нанесения гальванического покрытия, пригодных для изготовления этих пластин 11, 13, таких как электрическая эрозия или штамповка.
Согласно изобретению способ 1 включает второй этап 5 размещения пластин 11, 13 одной поверх другой на опоре 23. В примере, показанном на Фиг.2-4, опора 23 включает, по меньшей мере, одну ось 22 для взаимодействия с соответствующим углублением 20, 26, которое выполнено в размещаемой пластине 13, 11. Данный узел ось 22-углубление 20, 26 обеспечивает точную установку пластины 13, 11 на опоре 23.
Предпочтительно согласно изобретению каждая ось 22 имеет заплечик 24 для более точного обеспечения расстояния между пластиной 13, 11 и опорой 23. Опора 23 предпочтительно также включает установочные средства 25 для надежной ориентации пластины 13, 11 относительно опоры 23. В примере, показанном на Фиг.2-4, установочные средства 25 включают коническое кольцо, расположенное на продолжении каждой оси 22 для взаимодействия с одним из углублений 20, 26, выполненных в пластине 13, 11.
На первой фазе 6 второго этапа 5, показанной на Фиг.2, первая пластина 13 устанавливается на опоре 23. Сначала пластина 13 перемещается ближе к опоре 23 в направлении А. Затем пластина 13, показанная пунктирными линиями, входит в контакт с установочными средствами 25, которые обеспечивают ее перемещение в направлении В. Установочные средства 25 и углубления 20 точно ориентируют пластину 13 таким образом, что углубления 20 располагаются точно напротив каждой оси 22 опоры 23. После этого пластина 13 перемещается в направлении А посредством скольжения углублений 20 по соответствующей оси 22 до входа в контакт с заплечиками 24 каждой оси 22, как показано на Фиг.2. Таким образом, очевидно, что пластина 13 очень точно устанавливается относительно опоры 23.
На второй фазе 8 второго этапа 5, показанной на Фиг.3, вторая пластина 11 устанавливается на опоре 23 поверх первой пластины 13. Сначала пластина 11 перемещается ближе к опоре 23 в направлении А′. Затем пластина 11, показанная пунктирными линиями, входит в контакт с установочными средствами 25, которые обеспечивают ее перемещение в направлении В′. Установочные средства 25 и углубления 26 точно ориентируют пластину 13 таким образом, что углубления 26 располагаются точно напротив каждой оси 22 опоры 23. Затем пластина 11 перемещается в направлении А′ посредством скольжения углублений 26 по соответствующей оси 22 до входа в контакт с верхней частью первой пластины 13, как показано на Фиг.3.
Очевидно, что пластины 11 и 13 очень точно устанавливаются относительно опоры 23 и, в связи с этим, одна относительно другой. Следует также заметить, что элемент 21 пластины 13 расположен под элементом 19 пластины 11 и находится в контакте с ним. И, наконец, из примера, показанного на Фиг.3 видно, что отверстия 16 и 18 находятся примерно одно напротив другого.
Безусловно, первый и второй этапы 3 и 5 не ограничиваются изготовлением двух одиночных пластин 11 и 13 и их расположением одна на другую. Конечно, способ 1 предпочтительно обеспечивает изготовление на этапе 3 числа пластин большего или меньшего чем две для получения компонента 31, 41, 51 из большего или меньшего двух числа деталей, устанавливаемых на опору 23 одна на другую на этапе 5. Также очевидно, что на этапе 2 может потребоваться наличие большего или меньшего числа фаз 2, 4, и что на этапе 5 может потребоваться наличие большего или меньшего числа фаз 6, 8.
Согласно изобретению способ 1 включает третий этап 7 фиксации каждой из установленных одна на другую деталей 19, 21 для формирования микромеханического компонента 31, 41, 51. Предпочтительно согласно изобретению этап 7 фиксации выполняется путем установки штифта 29 в отверстия 16, 18 каждой детали 19, 21. Так, опора 23 предпочтительно также включает стержень 27 с полым верхним участком 28 для предотвращения относительного перемещения деталей 19, 21 и их пластин 11, 13 при вставке штифта 29 в соответствующие отверстия 16, 18. Безусловно, любое подобное относительное перемещение может привести к поломке перемычек 12, 14 материала, что не желательно на данном третьем этапе 7 способа 1.
В зависимости от природы материалов, применяемых для изготовления пластин 11, 13 и т.д., возможно несколько вариантов осуществления третьего этапа 7. Так, согласно изобретению предпочтительными вариантами являются запрессовка, приваривание и приклеивание. Безусловно, если одна из пластин 11, 13 и т.д. выполнена из материала, не обладающего пластическими свойствами, или обладающего пластическими свойствами в очень узком диапазоне, выполнение операции запрессовки будет затруднительным.
В первом варианте осуществления, в котором применяется запрессовка, показанном на Фиг.4, сначала на третьем этапе 7 штифт 29 перемещается в направлении С ближе к расположенным одно над другим отверстиям 16, 18. Затем штифт 29 с усилием вставляется в отверстие 16, а затем в отверстие 18 пластин 11 и 13. Предпочтительно усилие запрессовки может регулироваться автоматическими средствами. Каждая деталь 19, 21 таким образом закрепляется на штифте 29, и образуется завершенный компонент 31, 41, 51.
Во втором варианте осуществления, в котором применяется сварка, показанном на Фиг.4, сначала на третьем этапе 7 штифт 29 покрывается припоем. Затем штифт 29 перемещается в направлении С ближе к расположенным одно над другим отверстиям 16, 18. Затем штифт 29 вставляется в отверстие 16, а затем в отверстие 18 пластин 11 и 13. Предпочтительно точность направления С может быть повышена при помощи средств автоматизации. Затем производится отверждение припоя, например, с использованием термообработки. Каждая деталь 19 и 21 в результате закрепляется на штифте 29, и образуется завершенный компонент 31, 41, 51.
В третьем варианте осуществления, в котором применяется клеевое соединение, показанном на Фиг.4, сначала на третьем этапе 7 штифт 29 покрывается клеящим материалом, например, полимерным клеящим веществом. Затем штифт 29 перемещается в направлении С ближе к расположенным одно над другим отверстиям 16, 18. Затем штифт 29 вставляется в отверстие 16, а затем в отверстие 18 пластин 11 и 13. Предпочтительно точность направления С может быть повышена при помощи средств автоматизации. Затем производится активация клеящего материала, например, за счет нагрева. Каждая деталь 19 и 21 в результате закрепляется на штифте 29, и образуется завершенный компонент 31, 41, 51.
Согласно изобретению способ 1 включает четвертый этап 9 отделения сформированного микромеханического компонента 31, 41, 51 от пластин 19, 21 и т.д., установленных одна на другой на втором этапе 5. Этап 9 предпочтительно осуществляется путем приложения силы, обеспечивающей разрушение перемычек 12, 14 материала.
Предпочтительно во всех вариантах осуществления третьего этапа 7 штифт 29 закрепляется таким образом, что он выступает, по меньшей мере, из одной из установленных одна на другой пластин и может использоваться в качестве захватывающего средства, т.е. может позволить избежать необходимости манипулирования деталями 19, 21 и т.д. пластин 11, 13 и т.д. Предпочтительно способ 1 обеспечивает получение высокого качества поверхности каждой детали. Также очевидно, что полый верхний участок 28 стержня 27, установленного на опоре 23, обеспечивает прохождение штифта 29 дальше нижней стороны пластины 13 и/или ограничивает степень проникновения штифта в отверстия 16, 18 и т.д.
Согласно первому варианту изобретения штифт 29 имеет кольцо 30, которое образует стопорный элемент на указанной выступающей части, ограничивающий глубину проникновения штифта 29 в отверстия деталей. Кольцо 30, таким образом, обеспечивает повышение качества изготовления. Кроме того, кольцо 30, которое может быть выполнено как составная часть штифта 29, предпочтительно может также содержать зубья, которые могут образовывать шестерню, как будет показано ниже.
Согласно второму варианту изобретения в дополнение к кольцу 30 штифт 29 может также продолжается с каждой стороны шкворневым хвостовиком, который включает шкворень для формирования шарнирной оси. Очевидно, что изобретение дает преимущество, заключающееся в том, что на третьем этапе 7 обеспечивается возможность закрепления множества элементов в отверстиях установленных одна на другой деталей, которые могут варьироваться от простого штифта 29, до шарнирной оси, вставленной, по меньшей мере, в одну шестерню.
Из описания способа 1 видно, что возможно формирование нескольких одинаковых или разных деталей 19, 21 и т.д. на каждой пластине 11, 13 и т.д. для массового производства одинаковых или разных завершенных компонентов 31, 41, 51. Также очевидно, что после третьего этапа 7 пластины 11, 13 и т.д. могут доставляться непосредственно на производственные линии, например, подвижных частей часовых механизмов перед выполнением четвертого этапа 9. Преимуществом этого является то, что при этом производится одновременное манипулирование только рамками 15, 17 и т.д. пластин 11, 13 и т.д. множества завершенных компонентов, без опасности повреждения указанных расположенных одна на другой деталей 19, 21 и т.д. при манипулировании.
Предпочтительно способ 1 обеспечивает повышенную точность изготовления, возможность очень гибкого производства высококачественных составных компонентов, т.е. компонентов, включающих различные материалы высокого качества, путем очень простой манипуляции множества пластин без необходимости манипулирования деталями завершенных компонентов. Таким образом, очевидно, что способ 1 может быть полностью автоматизирован, например, при помощи многопозиционной производственной линии.
Далее представлены примеры изготовления микромеханических компонентов согласно способу 1 со ссылками на Фиг.5-7. В примере, приведенном на Фиг.5, показан набор 31 колес часового механизма, включающий шарнирную ось 33, шестерню 35 и зубчатое колесо 37. В способе 1 шестерня 35 может быть, например, деталью пластины, полученной при помощи процесса гальванического осаждения, а колесо 37 может быть деталью пластины, полученной процессом микрообработки.
В примере, показанном на Фиг.6, набор 41 колес часового механизма включает шарнирную ось 43, шестерню 45 и два зубчатых колеса 47, 49. В способе 1 шестерня 45 может быть, например, деталью пластины, полученной при помощи процесса гальванического осаждения, а колеса 47, 49 могут быть деталями пластин, полученными процессом микрообработки.
Предпочтительно согласно первому варианту, описанному выше, шестерни 35, 45 могут также быть составными частями соответствующих осей 33, 43 и, таким образом, образуют узлы, обеспечивающие крепление завершенных компонентов 31, 41 на третьем этапе 7 способа 1.
Таким образом, понятно, что в зависимости от используемых материалов, вариантов осуществления изобретения и/или выбранных вариантов может быть обеспечено изготовление множества микромеханических компонентов. Так, в качестве примера на Фиг.7 показано изготовление узла 51 храповика часового механизма, который включает шарнирную ось 53, верхний рычаг 55, основное звено 57 и предохранительный штифт 55′, а также может включать штифт 53′.
В способе 1 узел 51 храповика может, например, быть получен только из деталей на основе кремния. Узел 51 храповика может быть получен путем изготовления двух пластин при помощи процесса микрообработки на этапе 3, установки из одна на другую на опоре 23 на этапе 5, закрепления верхнего рычага 55 и предохранительного штифта 55′ при помощи клеевого соединения на этапе 7, и последующего отделения узла 51 храповика от указанных пластин путем приложения усилия к оси 53 на заключительном этапе 9.
Безусловно, настоящее изобретение не ограничивается показанным примером, и возможно создание различных его вариантов и внесение различных изменений, которые очевидны специалистам в данной области техники. В частности, этап 5 может включать, как показано на Фиг.8 двойными линиями, промежуточный этап 10 нанесения клеящего материала между каждой расположенные одна на другой пластины 11, 13 и т.д. и/или на кольцо 30. Этот клеящий материал при необходимости усиливает местное соединение двух элементов завершенного компонента. Клеящий материал может наносится при помощи процесса трафаретной печати, который обеспечивает точное нанесение материала заданной толщины на заданную площадь.
Кроме того, для получения разрушающегося на этапе 9 участка, показанного на Фиг.1, каждая перемычка 12, 14 может включать узкое сечение у края, соединенного с соответствующей деталью 19, 21.
Также может быть большее или меньшее число узлов ось 22-углубление 20, 26. Кроме того, эти углубления 20, 26 могут быть заменены углублениями, которые уже существуют между рамкой 15, 17 и деталями 19, 21 пластин 11, 13.
И, наконец, все компоненты в вышеприведенном описании на каждом этапе устанавливаются примерно вертикально для упрощения понимания изобретения. На самом деле, направление сборки компонентов не ограничивается направлениями А, А′ или С. Например, при изготовлении узла 51 храповика возможна установка камней храповика перед этапом 5, во время или после этапа 5 через имеющую отверстие сторону рамки 15, 17 пластины 11, 13 и т.д., используемой для формирования детали 57 и/или верхнего рычага 55. Безусловно, поскольку установка камней храповика очень важна, может использоваться сборка на опоре 23 во время фаз 6, 8 и т.д. этапа 5 для очень точной установки камней храповика в направлении приблизительно перпендикулярном направлению А, А′, С. В более широком смысле очевидно, что, по меньшей мере, один подэлемент может устанавливаться, по меньшей мере, на одну из указанных деталей в поперечном направлении относительно указанной пластины перед этапом 5, во время или после этапа 5.

Claims (14)

1. Способ (1) изготовления микромеханического компонента (31, 41, 51), который включает следующие этапы:
а) формирование (3), по меньшей мере, двух пластин (11, 13), каждая из которых включает рамку (15, 17), соединенную, по меньшей мере, одной перемычкой (12, 14) материала с деталью (19, 21) указанного компонента,
отличающийся тем, что он также включает следующие этапы:
б) установки (5) указанных, по меньшей мере, двух пластин на опору (23) таким образом, что указанные, по меньшей мере, две пластины располагаются одна поверх другой;
в) закрепления (7) штифта (29) в отверстии (16, 18) указанных, по меньшей мере, двух установленных деталей для формирования компонента (31, 41, 51) таким образом, что одиночный штырь выступает, по меньшей мере, из одной из установленных пластин и может использоваться в качестве захватывающего средства;
г) отделения (9) указанного сформированного компонента (31, 41, 51) от указанных, по меньшей мере, двух пластин (11, 13).
2. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что этап б) включает следующие этапы для каждой пластины (11, 13):
д) направление (В) указанной пластины при помощи установочных средств (25) для точной ориентации указанной пластины относительно опоры (23);
е) скольжение (А) указанной пластины, по меньшей мере, по одной оси (22), закрепленной на опоре (23) до упора в заплечик (24) указанной оси для точной установки указанной пластины относительно опоры (23).
3. Способ (1) по п.2, отличающийся тем, что каждое из указанных установочных средств включает, по меньшей мере, одно коническое кольцо, которое установлено на продолжении указанной, по меньшей мере, одной оси опоры (23) и которое взаимодействует с углублением (20, 26), выполненным в каждой из указанных, по меньшей мере, двух пластин на этапе а).
4. Способ (1) по п.2, отличающийся тем, что операция направления на этапе д) осуществляется с применением, по меньшей мере, двух установочных средств (25) для повышения точности указанного направления.
5. Способ (1) по п.3, отличающийся тем, что каждое углубление (20, 26) выполнено в рамке (15, 17) указанных, по меньшей мере, двух пластин.
6. Способ (1) по п.3, отличающийся тем, что каждое углубление представляет собой пространство между рамкой (15, 17) и деталью (19, 21) каждой из указанных, по меньшей мере, двух пластин.
7. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что каждая, по меньшей мере, одна перемычка (12, 14) материала включает узкое сечение у края, соединяемого с указанной деталью компонента для создания ослабленной зоны с целью упрощения этапа г).
8. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что на каждой пластине (11, 13) формируются несколько деталей (19, 21) для формирования нескольких компонентов (31, 41, 51) на этапе в).
9. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что штифт (29) продолжается с каждой стороны шкворневым хвостовиком, который включает шкворень для формирования шарнирной оси.
10. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что штифт (29) имеет соосное кольцо (30), используемое в качестве упорного элемента для ограничения проникновения указанного штифта в указанные отверстия.
11. Способ (1) по п.10, отличающийся тем, что указанное соосное кольцо (30) имеет зубья для формирования шестерни.
12. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из указанных пластин формируется на этапе а) при помощи процесса нанесения гальванического покрытия.
13. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из указанных пластин формируется на этапе а) при помощи процесса микрообработки.
14. Способ (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один подэлемент устанавливается, по меньшей мере, на одну из указанных деталей в поперечном направлении относительно указанной пластины до, во время или после этапа б).
RU2011125301/28A 2008-11-21 2009-11-04 Способ изготовления микромеханического компонента RU2498382C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08169687A EP2189854A1 (fr) 2008-11-21 2008-11-21 Procédé de fabrication d'une pièce de micromécanique
EP08169687.4 2008-11-21
PCT/EP2009/064639 WO2010057777A1 (fr) 2008-11-21 2009-11-04 Procédé de fabrication d'une pièce de micromécanique

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011125301A RU2011125301A (ru) 2012-12-27
RU2498382C2 true RU2498382C2 (ru) 2013-11-10

Family

ID=40627233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011125301/28A RU2498382C2 (ru) 2008-11-21 2009-11-04 Способ изготовления микромеханического компонента

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8661681B2 (ru)
EP (2) EP2189854A1 (ru)
JP (1) JP5548692B2 (ru)
KR (1) KR20110086579A (ru)
CN (1) CN102224464B (ru)
HK (1) HK1163266A1 (ru)
RU (1) RU2498382C2 (ru)
TW (1) TWI520900B (ru)
WO (1) WO2010057777A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2400352A1 (fr) 2010-06-22 2011-12-28 The Swatch Group Research and Development Ltd. Système d'échappement pour pièce d'horlogerie
JP5551312B2 (ja) * 2010-07-19 2014-07-16 ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム 弾性ピボット及びエネルギ伝達のための可動要素を有する発振機構
EP2794463B1 (fr) * 2011-12-22 2017-03-15 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Methode de liberation d'une piece micromecanique et piece micromecanique comprenant des attaches sacrificielles
CH706220B1 (fr) * 2012-03-06 2022-05-31 Sigatec Sa Procédé d'assemblage d'un composant fragile sur une pièce métallique et pièce de micromécanique assemblée selon ce procédé.
US9151259B2 (en) * 2012-06-11 2015-10-06 Continental Automotive Systems, Inc. Stepped orifice hole
WO2014146842A1 (fr) * 2013-03-22 2014-09-25 Omega Sa Ancre d'échappement coaxial monobloc
EP2799939A1 (fr) * 2013-04-30 2014-11-05 Universo S.A. Support pour le traitement de pièces de micromécanique
EP3083487B1 (fr) 2013-12-20 2020-01-08 Rolex Sa Procédé de fabrication d'un composant horloger
EP2942147B1 (fr) * 2014-05-08 2018-11-21 Nivarox-FAR S.A. Mécanisme d'échappement d'horlogerie sans lubrification
EP3035130B1 (fr) * 2014-12-19 2022-03-02 Omega SA Procédé de réalisation d'un élément décoré d'une pièce d'horlogerie ou de bijouterie, et élément réalise par le procédé
EP3109199B1 (fr) * 2015-06-25 2022-05-11 Nivarox-FAR S.A. Piece a base de silicium avec au moins un chanfrein et son procede de fabrication
WO2017200621A2 (en) 2016-02-29 2017-11-23 The Regents Of The University Of Michigan Assembly processes for three-dimensional microstructures
JP6743619B2 (ja) * 2016-09-23 2020-08-19 セイコーエプソン株式会社 機械部品の製造方法、及び時計の製造方法
EP3543795A1 (fr) * 2018-03-20 2019-09-25 Patek Philippe SA Genève Procede de fabrication de composants horlogers en silicium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005079128A1 (en) * 2004-01-15 2005-08-25 International Business Machines Corporation Micro-electromechanical sub-assembly having an on-chip transfer mechanism
EP1622826A1 (de) * 2003-04-17 2006-02-08 GFD Gesellschaft für Diamantprodukte mbH Mikromechanisches bauteil und verfahren zu seiner herstellung
RU2005108411A (ru) * 2004-03-25 2006-10-10 Пьер Кунц С.А. (Ch) Ходовое колесо, предназначенное для введения во взаимодействие с другим ходовым колесом или неподвижным элементом
WO2007099068A1 (fr) * 2006-02-28 2007-09-07 Nivarox-Far S.A. Piece de micro-mecanique avec ouverture de forme pour assemblage sur un axe
EP1921042A1 (fr) * 2006-11-10 2008-05-14 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Procédé de fabrication de pièces de micromécanique multiniveaux en silicium et pièces ainsi obtenues

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US640546A (en) * 1898-11-01 1900-01-02 Philo F Dresser Hand-plane.
CH276772A (fr) * 1948-12-31 1951-07-31 Bulova Watch Co Inc New York S Procédé de fabrication de roues d'ancre pour échappements à ancre.
US4400861A (en) * 1981-11-27 1983-08-30 Oyo Instruments, Inc. Fabrication of seismic springs from sheets
US5847537A (en) * 1996-10-19 1998-12-08 Parmley, Sr.; Daniel W. Electric vehicle charging station system
JPH1148342A (ja) * 1997-08-05 1999-02-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd マイクロマシンの製造方法
JP3394756B2 (ja) * 1998-07-03 2003-04-07 シチズン時計株式会社 アナログ式電子時計用指針の製造方法
DE69840505D1 (de) * 1998-10-15 2009-03-12 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Verfahren zur Herstellung eines Zahnrades für eine Uhr sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Zahnrad
EP1035453B1 (fr) * 1999-03-05 2004-06-02 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Cadran comportant des brillants, appliques ou autres éléments rapportés et procédé de fixation de ces éléments sur un tel cadran
EP1139182B1 (fr) * 2000-03-27 2007-10-03 Vaucher Manufacture Fleurier SA Mécanisme indicateur de réserve de marche et montre munie d'un tel mécanisme
US6396239B1 (en) * 2001-04-06 2002-05-28 William M. Benn Portable solar generator
US6755225B1 (en) * 2003-01-24 2004-06-29 Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide, Inc. Transportable hydrogen refueling station
US7093626B2 (en) * 2004-12-06 2006-08-22 Ovonic Hydrogen Systems, Llc Mobile hydrogen delivery system
SG124309A1 (en) * 2005-01-25 2006-08-30 Sony Corp A material and uses thereof
EP1696286B1 (fr) * 2005-02-23 2010-12-29 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Palier amortisseur de chocs pour pièce d'horlogerie
EP1722281A1 (fr) * 2005-05-12 2006-11-15 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Organe d'affichage analogique en matériau cristallin, pièce d'horlogerie pourvue d'un tel organe d'affichage, et procédé pour sa fabrication
US7721751B1 (en) * 2006-05-09 2010-05-25 Timothy Perrien Fuel dispensing system
DE602006005058D1 (de) * 2006-11-13 2009-03-19 Eta Sa Mft Horlogere Suisse Einen MEMS-Mikromotor umfassendes Antriebsmodul, Verfahren zur Herstellung dieses Moduls und mit diesem Modul ausgerüstete Uhr
US20080190748A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-14 Stephen Daley Arthur Power overlay structure for mems devices and method for making power overlay structure for mems devices
WO2009017686A2 (en) * 2007-07-27 2009-02-05 Skybuilt Power Renewable energy trailer
US20090187416A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Clean Emission Fluids, Inc. Fuel Station Apparatus and Method for Utilizing the Same
JP5300275B2 (ja) 2008-01-25 2013-09-25 キヤノン株式会社 複数の突部を備えた金属部材の製造方法
EP2145857B1 (fr) * 2008-07-10 2014-03-19 The Swatch Group Research and Development Ltd. Procédé de fabrication d'une pièce micromécanique
US8294286B2 (en) * 2008-07-15 2012-10-23 F3 & I2, Llc Network of energy generating modules for transfer of energy outputs
US8295033B2 (en) * 2010-01-21 2012-10-23 George Van Straten Mobile electricity generator using solar, wind, and fuel-generated power
US8899627B2 (en) * 2011-01-13 2014-12-02 Wacker Neuson Production Americas Llc Multiple fuel tank system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1622826A1 (de) * 2003-04-17 2006-02-08 GFD Gesellschaft für Diamantprodukte mbH Mikromechanisches bauteil und verfahren zu seiner herstellung
WO2005079128A1 (en) * 2004-01-15 2005-08-25 International Business Machines Corporation Micro-electromechanical sub-assembly having an on-chip transfer mechanism
RU2005108411A (ru) * 2004-03-25 2006-10-10 Пьер Кунц С.А. (Ch) Ходовое колесо, предназначенное для введения во взаимодействие с другим ходовым колесом или неподвижным элементом
WO2007099068A1 (fr) * 2006-02-28 2007-09-07 Nivarox-Far S.A. Piece de micro-mecanique avec ouverture de forme pour assemblage sur un axe
EP1921042A1 (fr) * 2006-11-10 2008-05-14 ETA SA Manufacture Horlogère Suisse Procédé de fabrication de pièces de micromécanique multiniveaux en silicium et pièces ainsi obtenues

Also Published As

Publication number Publication date
HK1163266A1 (en) 2012-09-07
JP5548692B2 (ja) 2014-07-16
US8661681B2 (en) 2014-03-04
CN102224464A (zh) 2011-10-19
EP2189854A1 (fr) 2010-05-26
WO2010057777A1 (fr) 2010-05-27
KR20110086579A (ko) 2011-07-28
JP2012509197A (ja) 2012-04-19
CN102224464B (zh) 2013-04-24
EP2359197B1 (fr) 2015-01-07
EP2359197A1 (fr) 2011-08-24
US20110225801A1 (en) 2011-09-22
TW201029913A (en) 2010-08-16
TWI520900B (zh) 2016-02-11
RU2011125301A (ru) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2498382C2 (ru) Способ изготовления микромеханического компонента
US9459589B2 (en) One-piece double balance spring and method of manufacturing the same
TWI474138B (zh) 單體調整構件及其製造方法
CN101918617B (zh) 制造金属微结构的方法和通过该方法获得的微结构
TWI598206B (zh) 電鑄模和製造電鑄模的方法
JP5596426B2 (ja) 複合マイクロ機械要素およびその製造方法
US20140226449A1 (en) Method of fabricating a single-piece micromechanical component including at least two distinct functional levels
US9194052B2 (en) Method of fabricating a plurality of metallic microstructures
JP2014501923A (ja) 可塑性領域を有さない部品のアセンブリ
TW201007395A (en) Composite balance and method of manufacturing the same
TWI448585B (zh) 電鑄模和製造電鑄模的方法
JP2012132914A (ja) 塑性領域を持たない部品の組付け方法
CH699939A2 (de) Maschinenelement, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Uhr.
DE102011112476A1 (de) Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines Bauelements
JP2012500386A (ja) 時計のギヤシステム
TWI756888B (zh) 製造鐘錶組件之方法
JP2008121766A5 (ru)
CN111090229A (zh) 钟表零件以及钟表
CH698562B1 (de) Verfahren zur Herstellung piezoelektrischer Schwingungskörper, piezoelektrischer Schwingungskörper, piezoelektrischer Schwingungserzeuger, Oszillator, elektronisches Gerät, Funkuhr sowie Wafer.
CN109628961B (zh) 电镀模具及其制造方法
DE212012000207U1 (de) Mobiles Monoblockelement für ein Zeitmessgerät
JP7317637B2 (ja) 電鋳金型製造方法
WO2009049957A1 (de) Verbund aus mindestens zwei halbleitersubstraten sowie herstellungsverfahren
JP7317638B2 (ja) 電鋳金型製造方法
CN108317233A (zh) 应用于mems微纳加工的一体化无装配多层微齿轮结构