TWI463282B - 單體游絲及其製造方法 - Google Patents

Description

單體游絲及其製造方法

本發明有關一游絲及其製造方法，且更特別地是有關一形成在單體中之升高末端曲線的游絲。

一時計之調整構件大致上包括一慣性輪、稱為一平衡輪，及一稱為游絲之共振器。關於該時計之工作品質，這些部分具有一決定性之角色。更確切地是，它們調整該機件、亦即它們控制該機件之頻率。

於一具有升高末端曲線的游絲之案例中，很多材料及方法已被測試，但沒有解決關於共振組裝之困難性。

本發明之一目的係藉由提供一具有升高末端曲線之單體游絲克服所有或部分上述缺點，該單體游絲之熱彈性係數能被調整，且係使用一使組裝困難性減到最少之製造方法所獲得。

本發明因此有關一單體游絲，其包括以相同之矽基材料層製成而同軸地安裝在內樁上之游絲發條，其特徵為該游絲在該層矽基材料上方包括一高起或升高該游絲發條之外層線圈的裝置，以便改善該游絲之同心擴展。

根據本發明之其他有利特色：

-該高起裝置包括連接該游絲發條之外層線圈的高起機構，該高起裝置與該游絲發條係在第二層矽基材料中製成；

-該高起裝置具有一連接至該高起機構及形成於第三層矽基材料中之末端曲線，其形成一Breguet線圈；

-該末端曲線係一菲利普曲線；

-該內樁包括一由該游絲發條突出之延伸部分，以便改善該游絲之導引；

-該高起裝置包括包括第二游絲發條，該第二游絲發條同軸地安裝在連接至該高起機構之第二內樁上，且形成於第三層矽基材料中，以串聯地形成雙游絲發條；

-該游絲具有至少一由二氧化矽所製成之部分，以使該游絲更具機械抗性，且調整其熱彈性係數；

-至少一內樁具有一金屬部分，一軸柱被驅動進入該金屬部分，其避免損壞由矽基材料所製成之諸內徑；

-至少一游絲發條內層線圈具有一克羅斯曼曲線，以便改善該游絲之同心擴展。

更大致上，本發明有關一時計，其特徵為該時計包括一根據該等前述變體之任一項的單體游絲。最後，本發明有關一游絲之製造方法，其包括以下步驟：

a)提供一基板，該基板包括由矽基材料所製成之頂層及底層，

b)於該頂層中選擇性地蝕刻至少一孔腔，以界定該游絲的由矽基材料所製成之高起機構，

c)將矽基材料的一額外層接合至該基板之被蝕刻頂層，

d)選擇性地蝕刻該額外層中之至少一孔腔，以連續該高起機構之圖案，且界定該游絲之由矽基材料所製成的游絲發條與內樁之圖案，

其特徵為該製造方法另包括以下步驟：

e)選擇性地蝕刻該底層中之至少一孔腔，以連續該高起機構之圖案，且界定末端線圈之圖案，及

f)由該基板釋放該游絲。

根據本發明之其他有利特色：

-在步驟d)中之游絲發條及內樁的蝕刻係與步驟e)中之末端曲線的蝕刻顛倒；

-該內樁的一延伸部分之圖案係在矽基材料之其他層的至少一層中被蝕刻；

-於步驟e)期間所蝕刻之末端曲線的圖案被第二游絲發條及第二內樁之圖案所取代，以便形成一串聯之雙游絲發條；

-在蝕刻一游絲發條的步驟之後，該方法包括步驟g)：氧化由矽基材料所製成的游絲發條，以便使該游絲發條更具機械抗性，且調整其熱彈性係數；

-於步驟e)之前，該方法包括步驟h)：在該底層上選擇性地沈積至少一金屬層，以在該內樁上界定一金屬部分之圖案；

-步驟h)包括步驟i)：至少局部地在該底層之表面上方藉由連續之金屬層增長該沈積，以便形成該金屬部分，用於承納一在其中被驅動之軸柱；

-步驟h)包括步驟j)：選擇性地蝕刻該底層中之至少一孔腔，用於承納該金屬部分，與步驟k)：至少局部地在該至少一孔腔中藉由連續之金屬層增長該沈積，以便形成該金屬部分，一軸柱將被驅動進入該金屬部分；

-步驟h)包括一最後步驟1)：拋光該金屬沈積；

-數個游絲被製成在相同之基板上。

本發明有關一方法，其大致上標以1，用於製造一時計機件用而具有高起或升高之末端曲線的單體游絲21、21’。如圖1至9所說明，方法1包括用於形成至少一型式之游絲的連續步驟，其可為完全地由矽基材料所形成。

參考圖1及9，該第一步驟100在於取得一絕緣體上的矽(SOI)之基板3。基板3包括每一層由矽基材料所形成之頂層5及底層7。

較佳地是，於此步驟100中，選擇基板3，使得底層7之高度匹配該最後游絲21的一部分之高度。

較佳地是，頂層5被用作相對底層7之間隔機構。因此，頂層5之高度將按照具有一升高之端子線圈21、21’的游絲之組構被修改。

於第二步驟101中，在圖2中所視，孔腔8被選擇性地蝕刻於矽基材料之頂層5中，譬如藉由DRIE(深反應式離子蝕刻)製程。孔腔8較佳地是形成圖案6，該圖案界定屬於游絲21、21’的高起裝置2之矽部分的內部及外部輪廓。

於圖10及11所說明之第一變型中，圖案6形成游絲21之高起裝置2的高起機構4之中央部分。如圖2所說明，圖案6採取一彎曲、長方形板之大約形式。然而，根據方法1有利地是，頂層5上之蝕刻關於圖案6之幾何形狀留下完全之自由度。如此，其可不須為長方形，但譬如為梯形的。

於圖12所說明之第二變型中，圖案6形成游絲21’之高起裝置2’的高起機構4’之中介部分。如圖2所示，圖案6採取一彎曲、長方形板之大約形式。然而，根據方法1有利地是，頂層5上之蝕刻關於圖案6之幾何形狀留下完全之自由度。如此，特別地是，其可不須為長方形，但譬如能形成一完整之圓環。

較佳地是，用於圖10及11之第一變型，另一孔腔10可於步驟101期間被蝕刻，以便形成一與圖案6不同之圖案9，其界定分別屬於游絲21之內樁27的矽部分之內部及外部輪廓。

於圖10及11所說明之範例中，圖案9如此形成具有一升高末端曲線的游絲21之內樁27的中央部分。如圖2所示，圖案9係大約具有一圓形區段之圓柱形。然而，根據方法1有利地是，頂層5上之蝕刻關於圖案9之幾何形狀留下完全之自由度。如此，特別地是，其可不須為圓形的，但可為譬如橢圓的及/或具有一非圓形之內徑。

較佳地是，於步驟101期間，製成材料16之至少一橋接件，以便在基板3上於製造期間固持具有一升高末端曲線之游絲21、21’。於圖2所說明之範例中，其能被看出材料16之橋接件被留在圖案6的主要表面之一與該非蝕刻層5的其餘部份之間。

於圖3所示之第三步驟102中，矽基材料的一額外層11係加至基板3。較佳地是，額外層11係藉著矽熔化接合(SFB)緊固至頂層5。如此，步驟102藉由以很高之黏著程度結合圖案6之頂面至額外層11之底面而有利地蓋住頂層5。

於圖4所示之第四步驟103中，孔腔18及20係譬如藉由類似於步驟101之DRIE製程選擇性地蝕刻於額外矽層11中。這些孔腔18及20形成三個圖案17、19及24，該等圖案界定具有一升高末端曲線之游絲21、21’的矽部分之內部及外部輪廓。

於圖4中所說明之範例中，圖案17係大約具有一圓形區段之圓柱形，且圖案19係大約螺旋形。然而，有利地是根據方法1，額外層11上之蝕刻允許用於圖案17及19之幾何形狀的完全自由度。如此，特別地是，圖案19可譬如具有更多線圈或一包括克羅斯曼曲線之內層線圈，而改善其同心擴展，如於歐洲專利第1 612 627號中所解釋，其以引用的方式併入本文中。

較佳地是，用於圖10及11之第一變型，額外層11中所製成之圖案17係類似形狀，且與頂層5中所製成之圖案9垂直。這意指分別形成圖案17及9之內徑的孔腔18及10彼此相通，且實質上係互相重疊。於圖10至11中所說明之範例中，圖案9及17分別形成游絲21的內樁27之上部及中央部分。

有利地是，當圖案17及19被同時蝕刻時，它們於額外層11中形成一單體部分。於圖10及11所說明之第一變型中，圖案17及19分別形成內樁27之下部及具有一升高末端曲線之游絲21的游絲發條25。於圖12所說明之第二變型中，圖案17及19分別形成第一內樁27’及具有一升高末端曲線之游絲21’的游絲發條25’。

較佳地是，額外層11中所製成之圖案24係與圖案6類似形狀，且與頂層5中所製成之圖案6垂直。於圖10及11所說明之第一變型中，圖案6及24分別形成游絲21之高起裝置2的高起機構4之上部及中介部分。

於圖12所說明之第二變型中，圖案6及24分別形成游絲21’之高起裝置2’的高起機構4’之上部及中介部分。當然，相同地，材料16之橋接件的圖案能於步驟103期間被延伸進入額外層11。

在此第四步驟103之後，清楚的是在額外層11中所蝕刻之圖案17、19及24係在圖案6上方藉由圖案24之底部以很高之黏著程度連接，該圖案6被蝕刻在頂層5中。

較佳地是，如在圖9中之虛線所示，方法1能包括第五步驟104，其在於氧化至少圖案19、亦即游絲21、21’之游絲發條25、25’，以便造成該第一游絲發條更具機械抗性及調整其熱彈性係數。此氧化步驟係於歐洲專利第1 422 436號中所解釋，其以引用的方式併入本文中。

有利地是，根據本發明，在第四步驟103之後或較佳地是在第五步驟104之後，方法1能包括三具體實施例A、B及C，如在圖9所說明。然而，三具體實施例A、B及C之每一個以相同之最後步驟106終止，其在於由基板3釋放所製成之具有一升高末端曲線之游絲21、21’。

有利地是，釋放步驟106可僅只藉由施加充分之力量至游絲21、21’以打破材料16之橋接件所達成。此力量可譬如藉由一操作員被手動地產生或藉由機器加工所產生。

根據具體實施例A，於第六步驟105中，孔腔12及14係譬如藉由一與步驟101及103類似之DRIE製程選擇性地蝕刻於矽基材料之底層7中。這些孔腔12及14形成三圖案13、15及22，該等圖案34界定具有一升高末端曲線之游絲21、21’的矽部分之內部及外部輪廓。

於圖5所說明之第一變型中，圖案13係大約具有一圓形區段之圓柱形，且圖案15係大約螺旋形。再者，圖案22採取一彎曲之長方形板的形式。然而，有利地是根據方法1，底層7中之蝕刻關於圖案13、15及22之幾何形狀留下完全之自由度。如此，特別地是，圖案15可譬如具有更多線圈。

較佳地是，用於圖10及11之第一變型，額外層7中所製成之圖案13係與頂層5及額外層11中所製成之圖案9及17類似形狀，且實質上與圖案9及17垂直。這意指分別形成圖案13、9及17之內徑的孔腔12、10及18彼此相通，且實質上係互相重疊。於圖10及11中所說明之第一變型中，圖案17、9及13分別形成游絲21的內樁27之高、中央部分及下部。

較佳地是用於圖12之第二變型，底層7中所製成之圖案13係與頂層5中所製成之圖案17類似形狀，且大約與圖案17垂直。這意指分別形成圖案13及17之內徑的孔腔12及18係大約互相重疊，而不連續的。於圖12所說明之第二變型中，圖案17及13分別形成該雙系列游絲21’之第一內樁27’及該第二內樁27”。

較佳地是，底層7中所製成之圖案22係與頂層5中所製成之圖案6類似形狀，且大約與圖案6垂直。於圖10及11中所說明之第一變型中，圖案22、6及24分別形成游絲21的高起裝置2之高起機構4的下部、中介部分及高部。於圖12所說明之第二變型中，圖案22、6及24分別形成游絲21’之高起裝置2’的高起機構4’之下部、中介部分及高部。當然，材料16之橋接件的圖案能於步驟105期間被延伸進入底層7。

再者，較佳地是用於圖10及11之第一變型，圖案15被製成滿足菲利普游絲之標準。如此，有利地是，因圖案22及15被同時蝕刻，它們因此於底層7中形成一單體部分。於圖10及11所說明之第一變型中，圖案22及15分別形成游絲21的高起裝置2之高起機構4的下部與末端曲線23。

最後，較佳地是用於圖12之第二變型，圖案15係以一與在步驟103期間所製成之圖案19類似方式製成。如此，有利地是，因圖案13、22及15被同時蝕刻，它們因此於底層7中形成一單體部分。於圖12所說明之第二變型中，圖案22、15及13分別串連地形成高起機構4，之下部與高起裝置2’的第二游絲發條23’、及雙游絲發條21’之第二內樁27”。有利地是，根據方法1，底層7中之蝕刻允許關於圖案15之幾何形狀的完全自由度。如此，圖案15可譬如具有更多線圈或一包括克羅斯曼曲線之內層線圈，用於改善其同心擴展，如於歐洲專利第1 612 627號中所解釋，其係以引用的方式併入本文中。

在上面所說明的最後步驟106之後，，第一具體實施例A如此產生具有升高末端曲線之單體游絲21或21’，其完全由矽基材料所形成，如在圖10及11或12所示。其如此清楚的是不再有任何關於形成該等部分之問題，因為它們於游絲21或21’之製造期間係直接地形成在固定式元件上。

於圖10及11所說明之第一變型中，游絲21包括一同軸地連接至內樁27之游絲發條25，其外層線圈具有一高起裝置2，該高起裝置主要地包括一於用作高起機構4的三層11、5、7中蝕刻之長方形板與一末端曲線23。如在圖10及11所示，因此所獲得之具有一升高末端曲線之游絲21具有一Breguet組構。有利地是根據本發明，應注意的是該內樁27係亦在三層11、5、7中蝕刻，其改善游絲21之導引。再者，游絲發條25之內層線圈26具有一克羅斯曼曲線，以改善其同心擴展。

再者，在方法1的步驟103及105中所施行之蝕刻關於末端曲線23、游絲發條25、高起機構4及內樁27之幾何形狀留下完全之自由度。如此，特別地是，游絲發條25、高起機構4及末端曲線23間之連續性可具有一不同之幾何形狀。

按照該相同之推論，內樁27至少在底部、中間部分、及/或頂部13、9及17之一上方可具有一致地獨特或不同之尺寸及/或幾何形狀。更確切地是，視內樁27將被安裝之軸柱而定，該內徑能遍及內樁27之所有或部分高度具有一互補之形狀。同樣地，該內徑及/或外徑不須為圓形，但可為例如橢圓及/或多邊形。

亦應注意的是該深反應式離子蝕刻之非常好的結構精確性減少游絲發條25的開始半徑、亦即內樁27之外徑，這意指內樁27之內徑及外徑可被縮小化。其如此清楚的是該游絲21可經由其孔腔18、10及12有利地承納一比目前通常製成者較小直徑之軸柱。

較佳地是，該軸柱可被緊固至內樁27之一的內徑18及/或10及/或12。內樁之照明譬如可被內樁27中所蝕刻之韌性機構所製成，該內樁係以矽基材料所製成。該軸柱可使用在矽內樁27或27”中蝕刻之韌性機構所緊繫。此韌性機構可譬如採取那些在歐洲專利第1 655 642號的圖10A至10E中所揭示者、或那些在歐洲專利第1 584 994號的圖1、3及5中所揭示者之形式，該等專利係以引用的方式併入本文中。

於圖12所說明之第二變型中，游絲21’具有一同軸地連接至內樁27’之第一游絲發條25’，其外層線圈包括一高起裝置2’，該高起裝置主要地包括一於用作高起機構4’的三層11、5、7中飽刻之長方形板、第二游絲發條23”、及第二內樁27”。如在圖12所示，該游絲21’藉此獲得具有一雙系列游絲組構。

再者，在方法1的步驟103及105中所施行之蝕刻關於游絲發條25’及23’、高起機構4’及內樁27’及27”之幾何形狀留下完全之自由度。如此，特別地是，游絲發條25’、23’及高起機構4’間之連續性可具有一不同之幾何形狀。如於該前述之變型中，其亦係可能設想游絲發條25’及23’之每一個的內層線圈能具有一克羅斯曼曲線，以改善每一個線圈之同心擴展。

按照相同之推論，內樁27’及27”亦可具有獨特或不同之尺寸及/或幾何形狀。更確切地是，視將安裝軸柱之內樁27、27”而定，該內樁之內徑能具有一互補之形狀。同樣地，每一內樁27’、27”之內徑及/或外徑不須為圓形，但可為例如橢圓及/或多邊形。

亦應注意的是該深反應式離子蝕刻之非常好的結構精確性減少游絲發條25’及23’的開始半徑、亦即內樁27’及27”之外徑，這意指內樁27’及27”之內徑及外徑可被縮小化。其如此清楚的是該游絲21’可經由其孔腔18或12有利地承納一比目前通常製成者較小直徑之軸柱。

較佳地是，該軸柱可被緊固至內樁27’、27”之一的內徑18及/或12。另一內樁能接著被安裝在該反彈平衡輪棒或在該平衡輪其中之一上。該軸柱可使用在矽內樁27或27”中蝕刻之韌性機構所緊繫。此韌性機構可譬如採取那些在歐洲專利第1 655 642號的圖10A至10E中所揭示者、或那些在歐洲專利第1 584 994號的圖1、3及5中所揭示者之形式，該等專利係以引用的方式併入本文中。

根據第二具體實施例B，在步驟103或104之後，方法1包括圖6所示之第六步驟107，在於施行一LIGA製程(來自德語“rontgenLlthographie、Galvanoformung&Abformung”)。此製程包括使用一光致結構樹脂，用於在呈特別形狀之基板3的底層7上電鍍一金屬的一系列步驟。因該LIGA製程係熟知的，其將不在此更詳細地敘述。較佳地是，所沈積之金屬可為譬如金或鎳或這些金屬之合金。

於圖6所說明之範例中，步驟107可在於沈積一圓柱體29。於圖6所說明之範例中，該圓柱體29係用於承納一有利地在其中驅動之軸柱。更確切地是，矽之一缺點係其具有極少之彈性及塑性區，使得其很脆的。本發明如此提出緊繫一軸柱、譬如一平衡輪柱，不抵靠著內樁27、27’或27”之矽、但在步驟107期間被電鍍的金屬圓柱體29之內徑28上。

有利地是，根據方法1，藉由電鍍所獲得之圓柱體29允許關於其幾何形狀之完全自由度。如此，特別地是，該內徑28係不須為圓形的，但譬如為多邊形，其將於旋轉中以匹配形狀之軸柱改善應力之傳送。

在類似於圖5所示步驟105之第七步驟108中，孔腔係譬如藉由DRIE方法選擇性地蝕刻於矽基材料之底層7中。根據該二變體之一，類似於該第一具體實施例A之圖案13、15及22，這些孔腔允許諸圖案被形成。

在上面所說明的最後步驟106之後，除了金屬部分29以外，該第二具體實施例B如此產生一由矽基材料所形成之具有升高末端曲線的單體、游絲，並具有與具體實施例A相同之優點。既然它們係於游絲21或21’之製造期間直接地形成在固定元件上，其如此清楚的是關於形成部分不再有任何問題。最後，有利地是，一軸柱可被驅動抵靠著金屬部分29之內徑28。較佳地是，根據該變型，吾人可因此設想孔腔12及/或10及/或18包括比金屬部分29的內徑28較大尺寸之區段，以便防止該軸柱被推入配合地與內樁27、27’或27”接觸。

根據第三具體實施例C，在步驟103或104之後，方法1包括圖7所示之第六步驟109，在於譬如藉由DRIE製程於矽基材料之底層7中選擇性地蝕刻孔腔30達一有限之深度。孔腔30形成被用作一金屬部分用之容器的凹部。如於圖7所說明之範例中，所獲得之孔腔30可採取一圓盤之形式。然而，有利地是根據方法1，關於孔腔30之幾何形狀，底層7之蝕刻允許完全之自由度。

於第七步驟110中，如圖7所說明，方法1包括施行一流電增生或LIGA製程，用於按照一特別之金屬形狀充填孔腔30。較佳地是，所沈積之金屬可為譬如金或鎳或這些金屬之合金。

於圖8所說明之範例中，步驟110可在於沈積孔腔30中之一圓柱體31。圓柱體31用於承納一有利地係在其中驅動之軸柱。更確切地是，如在上面所說明，本發明之一有利特色在於緊繫該軸柱，譬如該平衡輪柱，而不抵靠著內樁27、27’或27”之矽基材料，但在金屬圓柱體31之內徑32上，該金屬圓柱體係於步驟110期間電鍍。

有利地是根據方法1，藉由電鍍所獲得之圓柱體31允許關於其幾何形狀之完全自由度。如此，特別地是，該內徑32係不須為圓形，但譬如為多邊形，其能於旋轉中以匹配形狀之軸柱改善應力之傳送。

較佳地是，方法1包括第八步驟111，在於拋光步驟110期間所製成之金屬沈積31，以便使該沈積變平坦。

於第九步驟112中，類似於圖5所示步驟105，孔腔係譬如藉由DRIE製程被選擇性地蝕刻於矽基材料之底層7中。這些孔腔形成類似於根據該二變體之一的第一具體實施例A之圖案13、15及22的圖案。

在上面所說明的最後步驟106之後，除了一金屬部份31以外，第三具體實施例C產生一由矽基材料所形成之單體、游絲，而具有與具體實施例A相同之優點。既然該等部份係於游絲21或21’之製造期間直接地形成在固定元件上，其如此清楚的是不再有任何製造問題。最後，有利地是，一軸柱可被驅動抵靠著該金屬部分之內徑32。較佳地是，根據該變型，吾人可因此設想孔腔12及/或10及/或18，其具有比金屬部分31的內徑32較大尺寸之區段，以便防止該軸柱被推入配合地與內樁27、27’、27”接觸。

根據該三具體實施例A、B及C，應了解該最後之游絲21或21’係如此於結構化之前、亦即於蝕刻及/或藉由電鍍改變之前被組裝。這有利地是使藉由目前製造方法所產生之漂移減到最少，且因此改善其將倚靠的調整器構件之精確性。

有利地是，根據本發明，其亦清楚的是在相同之基板3上製成具有升高末端曲線之數個游絲21或21’係可能的，其允許批次產生。

再者，其係亦可能製成一與金屬沈積29及/或31相同型式之驅動插件，或僅只由額外層11及/或頂層5所製成。

在步驟105、108或112之後，方法1可包括與步驟104相同之步驟，其將在於氧化圖案15、亦即游絲21或21’之末端曲線23或游絲發條23’，以便使其更具機械抗性及調整其熱彈性係數。步驟111之型式的拋光步驟亦可被施行於步驟107及步驟108之間。

有利地是根據本發明，不論使用具體實施例中A、B或C之任一個，方法1允許與步驟105、108或112顛倒之步驟103，步驟103在於額外層11中蝕刻游絲發條25、25’及內樁27、27’，而步驟105、108或112在於底層7中蝕刻末端曲線23或游絲發條23’及內樁27”。這意指末端曲線23或游絲發條23’及內樁27”能被蝕刻在額外層11上，接著游絲發條25、25’及內樁27、27’能夠被蝕刻在底層7中。於此案例中，末端曲線23可被氧化，於步驟104中，譬如，在游絲發條25被氧化之前。

一傳導性層亦可沈積在游絲21或21’的至少一部分上方，以防止等時振盪問題。此層可為歐洲專利第1 837 722號中所揭示之型式，其以引用的方式併入本文中。

內樁27之高度可比所說明之第一變型的圖10及11更受限制，亦即譬如，其可被限制於層5及11。該高起機構4亦可採取一與彎曲之長方形板不同的形式。

最後，可提供材料之至少一第二橋接件，以便於製造期間將游絲21固持至基板3，其可在圖案19之外部曲線與該非蝕刻層11的其餘部分之間施行。

1．．．方法

2．．．高起裝置

2’．．．高起裝置

3．．．基板

4．．．高起機構

4’．．．高起機構

5．．．頂層

6．．．圖案

6’．．．圖案

7．．．底層

8．．．孔腔

9．．．圖案

10．．．孔腔

11．．．額外層

12．．．孔腔

13．．．圖案

14．．．孔腔

15．．．圖案

16．．．材料

17．．．圖案

18．．．孔腔

19．．．圖案

20．．．孔腔

21．．．游絲

21’．．．游絲

22．．．圖案

23．．．末端曲線

23’．．．游絲發條

24．．．圖案

25．．．游絲發條

25’．．．游絲發條

26．．．內層線圈

27．．．內樁

27’．．．內樁

27”．．．內樁

28．．．內徑

29．．．圓柱體

30．．．孔腔

31．．．圓柱體

32．．．內徑

其他特色及優點將由以下敘述清楚地顯現，該敘述係經由非限制之說明所給與，並參考所附圖面，其中：-圖1至5顯示根據本發明之製造方法的連續視圖；-圖6至8顯示另外的具體實施例之連續步驟的視圖；-圖9顯示根據本發明的方法之流程圖；-圖10及11係根據本發明的單體游絲之透視圖；-圖12係一根據本發明之變型的游絲之透視圖。

2．．．高起裝置

4．．．高起機構

23．．．末端曲線

24．．．圖案

25．．．游絲發條

27．．．內樁

Claims (20)

1. 一種具有升高的外層線圈之單體游絲(21、21’)，其包括以相同之矽基材料層製成而同軸地安裝在內樁(27、27’)上之游絲發條(balance spring)(25、25’)，其特徵為該單體游絲在該層矽基材料上方包括一用於該游絲發條之外層線圈的高起裝置(2、2’)，以便改善該游絲之該同心擴展。
2. 如申請專利範圍第1項之單體游絲，其中該高起裝置(2、2’)包括連接該游絲發條(25、25’)之外層線圈的高起機構(4、4’)，該高起裝置與該游絲發條係在第二層矽基材料中製成。
3. 如申請專利範圍第2項之單體游絲，其中該高起裝置(2)包括一連接至該高起機構(4)及形成於第三層矽基材料中之末端曲線(23)。
4. 如申請專利範圍第3項之單體游絲，其中該末端曲線(23)係一菲利普(Phillips)曲線。
5. 如申請專利範圍第1項之單體游絲，其中該內樁(27)包括一由該游絲發條突出之延伸部分(9、13)，以便改善該游絲之導引。
6. 如申請專利範圍第2項之單體游絲，其中該高起裝置(2’)包括第二游絲發條(23’)，該第二游絲發條同軸地安裝在連接至該高起機構(4’)之第二內樁(27”)上，且形成於第三層矽基材料中，用於形成雙串聯游絲。
7. 如申請專利範圍第1項之單體游絲，其中該單體 游絲包括至少一二氧化矽部分，以使該游絲更具機械抗性，且調整其熱彈性係數。
8. 如申請專利範圍第1項之單體游絲，其中至少一內樁(27、27’、27”)具有一金屬部分(29、31)，用於承納一在其中被驅動之心軸。
9. 如申請專利範圍第1項之單體游絲，其中至少一游絲發條(25、25’、23’)內層線圈(26)具有一克羅斯曼(Grossmann)曲線，以便改善該游絲之同心擴展。
10. 一種時計，其特徵為該時計包括根據申請專利範圍第1項之單體游絲(21、21’)。
11. 一種單體游絲之製造方法(1)，包括以下步驟：a)提供(100)一基板(3)，該基板包括矽基材料的一頂層(5)及一底層(7)，b)於該頂層(5)中選擇性地蝕刻(101)至少一孔腔(8、10)，以界定該游絲的由矽基材料所製成之高起機構(4)，c)將矽基材料的一額外層(11)接合(102)至該基板(3)之被蝕刻頂層(5)，d)選擇性地蝕刻(103)該額外層(11)中之至少一孔腔(18、20)，以連續該高起機構(4)之圖案，且界定該游絲之由矽基材料所製成的游絲發條(25)與內樁(27)之圖案，其特徵為該製造方法另包括以下步驟： e)選擇性地蝕刻(105、108、112)該底層(7)中之至少一孔腔(12、14)，以連續該高起機構(4)之圖案，且界定由矽基材料所製成的末端曲線(23)之圖案，及f)由該基板釋放(106)該單體游絲(21)。
12. 如申請專利範圍第11項的單體游絲之製造方法，其中在步驟d)中之游絲發條(25)及內樁(27)的蝕刻係與步驟e)中之末端曲線(23)的蝕刻顛倒。
13. 如申請專利範圍第11項的單體游絲之製造方法，其中該內樁(27)的一延伸部分之圖案(9、13)係在矽基材料之其他層的至少一層中被蝕刻。
14. 如申請專利範圍第11項的單體游絲之製造方法，其中於步驟e)期間所蝕刻之末端曲線(23)的圖案被第二游絲發條(23’)及第二內樁(27”)之圖案所取代，以便形成一串聯之雙游絲(21’)。
15. 如申請專利範圍第11項的單體游絲之製造方法，其中在蝕刻一游絲發條(25、25’、23’)的步驟之後，其另包括以下步驟：g)氧化由矽基材料所製成的游絲發條(25、25’、23’)，以便使該游絲發條更具機械抗性，且調整其熱彈性係數。
16. 如申請專利範圍第11項的單體游絲之製造方法，其中於步驟e)之前，其另包括以下步驟：h)在該底層上選擇性地沈積(107、110)至少一金 屬層，以界定該游絲的一金屬部分(29、31)之圖案。
17. 如申請專利範圍第16項的單體游絲之製造方法，其中該步驟h)包括以下步驟：i)至少局部地在該底層之表面上方藉由連續之金屬層增長(107)該沈積，以便形成該金屬部分(29)，用於承納一在其中被驅動之心軸。
18. 如申請專利範圍第16項的單體游絲之製造方法，其中該步驟h)包括以下階段：j)選擇性地蝕刻(109)該底層中之至少一孔腔(30)，用於承納該金屬部分(31)；k)至少局部地在該至少一孔腔中藉由連續之金屬層增長(110)該沈積，以便形成該金屬部分(31)，用於承納一在其中被驅動之心軸。
19. 如申請專利範圍第16項的單體游絲之製造方法，其中該步驟h)包括以下之最後階段：l)拋光(111)該金屬沈積。
20. 如申請專利範圍第11項的單體游絲之製造方法，其中數個單體游絲(21、21’)被製成在相同之基板(3)上。