TWI481973B - 由矽基材料所製成的寶璣跨盤管平衡彈簧 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種寶璣跨盤管平衡彈簧及製造該寶璣跨盤管的方法,特別是一種由矽基材料所製成的此種型式平衡彈簧。
時計的調節構件一般會包含一個稱為平衡輪的慣性飛輪及一個稱為平衡彈簧的共振器。這些零件決定出該時計的作動品質。事實上,他們會調節該裝置的動作,亦即他們控制其頻率。
已知可以在矽基材料上製造時計零件。使用如同矽一類的可微加工材料,可因現有方法的進步,特別是在電子領域內,而能在製造精確度上得到好處。其好處亦在於矽對於磁性及溫度的變化只具有相當低的敏感度。但是,要製作出的零件要是平坦的,而目前並無法製作出具有數個高度層級的矽零件。
本發明的目的是要提出一種由矽基材料所製成的寶璣(Breguet)跨盤管平衡彈簧,其製作簡單且具有較低的速率變動,以供克服前述缺陷的全部或部份。
因此,本發明係有關於一種由矽基材料所製成的寶璣跨盤管平衡彈簧,其包含與一筒夾同軸向形成為一體的一
游絲、一終端曲線、以及供該游絲之外螺圈與該終端曲線使用的一升高裝置,該平衡彈簧包含二單一零件,互相固著在一起,以增進該平衡彈簧展開的精確度,其特徵在於該升高裝置包含至少一柱,其係將該外螺圈的一末端連接至該終端曲線的一末端上,且其係與該游絲和筒夾的組合總成或該終端曲線形成為一體。
有利的是,可自二個製作於矽基材料層上的單一零件製作出一簡單的組合總成,該矽基材料對於磁性及溫度的變化基本上是不敏感的,且其不需要目前由一金屬條片製作出此種型式平衡彈簧時所施用的複雜調整步驟。
根據本發明的其他有利特點:- 該升高裝置包含至少另一柱,其係將該外螺圈的一末端連接至該終端曲線的一末端上,且係與該終端曲線或該游絲和筒夾組合總成形成為一體;- 該至少一柱的每一者是固著於一形成於與該至少一柱之末端相對之末端上的凹入部內;- 該升高裝置包含至少一分隔件,係設置成該至少一柱的補強件,用以保持該外螺圈之該末端與該終端曲線之該末端之間的一預定空間;- 該至少一分隔件係與該終端曲線及/或該游絲和筒夾組合總成形成為一體;- 該升高裝置的組裝在該游絲和筒夾組合總成與該終端曲線之間是顛倒的;- 該升高裝置進一步包含固著手段,用以增進該至少
一柱的固著力量;- 該固著手段包含一黏著劑材料、該材料的一氧化物層、或一金屬層;- 該平衡彈簧包含至少一氧化矽部位,以使其在機械上更具有抵抗力,並能調整其熱彈性係數;- 該終端曲線是一菲利浦曲線(Phillips curve),可增進該平衡彈簧的同心性展開;- 該游絲的至少一內螺圈包含一葛羅斯曼曲線(Grossmann curve),用以增進該平衡彈簧的同心性展開。
再者,本發明係有關於一種時計,其特徵在於其包含一根據前述各種變化的寶璣跨盤管平衡彈簧。
最後,本發明係有關於一種製造一寶璣跨盤管平衡彈簧的方法,包含下列步驟:a)提供一第一基體,其包含一頂層及一底層,其等係矽基,且係經由一中層間互相連接在一起;b)在該頂層上選擇性地蝕刻出至少一孔穴,以界定出一終端曲線或一與一游絲同軸向形成為一體的筒夾;其特徵在於其進一步包含以下步驟:c)在該底層上選擇性地蝕刻出至少一孔穴,以界定出至少一連接於該終端曲線之一末端或連接於該游絲之外螺圈的柱;d)提供一第二基體,其具有一矽基層;e)在該第二基體的該層上選擇性地蝕刻出至少一孔
穴,以界定出與一游絲同軸向形成為一體的一筒夾,該游絲的外螺圈包含至少一凹入部,或是界定出一終端曲線,其一末端具有至少一凹入部;f)組裝該至少一柱至該至少一凹入部內,以形成該寶璣跨盤管平衡彈簧。
有利的是,相較於目前用來由一金屬條片製作出此種型式之平衡彈簧所需施行的複雜調整步驟而言,本發明可由少數幾個步驟來製造出一由矽基材料製作而具有較佳精確度的平衡彈簧。
根據本發明的其他有利特點:
- 該第二基體包含一第二矽基材料,由一中間層連接至該第一上,且該方法在步驟e及f之間進一步包含步驟g:在該第二基體的該第二層上選擇性地蝕刻出至少一孔穴,以界定出至少一分隔件,其可保持該游絲和筒夾組合總成與該終端曲線間的一預定空間,及/或至少一額外的柱;
- 在步驟c中,該蝕刻亦界定出至少一分隔件,其可保持該游絲和筒夾組合總成與該終端曲線間的一預定空間。
- 在步驟b、c及e之後,該方法進一步包含步驟h:氧化該材料,以使該寶璣跨盤管平衡彈簧在機械上更具抵抗力,並增進其熱彈性係數;
- 在步驟f之後,該方法進一步包含步驟i:氧化該寶璣跨盤管平衡彈簧,以增進該至少一柱的固著力量;
- 該方法在步驟f之前或之後進一步包含步驟j:沉積一黏著劑材料於該至少一柱與該至少一凹入部之間,且另外包含最後步驟k:加熱該平衡彈簧,以活化該黏著劑材料來增進該至少一柱的固著力量;
- 該方法在步驟f之前進一步包含步驟l:沉積一金屬材料於該至少一柱與該至少一凹入部之間,以供在步驟f中將前者驅抵於後者上,以增進該至少一柱的固著力量;
- 在步驟f之中或其後,該方法進一步包含步驟m:沉積一硬焊或軟焊材料於該至少一柱與該至少一孔之間,以供將前者驅抵於後者上,以增進該至少一柱的固著力量;
- 該方法進一步包含最後步驟n:加熱該寶璣跨盤管平衡彈簧,以增進該至少一柱的固著力量。
其他的特點及優點將可自下面非限制性例示的說明,並參閱所附圖式,而更清楚得知。
第1圖至第9圖中所示的實例中顯示出一種寶璣跨盤管平衡彈簧的二個實施例,該寶璣跨盤管平衡彈簧係供組合於一時計內,以配合一平衡輪作動。這些圖式藉由這二個實施例顯示出,根據本發明之寶璣跨盤管平衡彈簧的可能的變化及/或替代方案。
在第1圖至第4圖所示的實例中,根據第一實施例,
平衡彈簧1包含一游絲3、一筒夾5、一終端曲線7、以及一升高裝置9。游絲3及筒夾5最好是製成一單一零件,以防止他們之間的界面上的不精確度,此不精確度會影響到平衡彈簧1的展開對稱性。
如第1圖至第4圖中所示,可以看到游絲3最好具有一具有葛羅斯曼曲線的內螺圈11。葛羅斯曼曲線可將內螺圈11相對於完美阿基米德平衡彈簧的理想曲線修正,而能補償筒夾5的使用。第1圖及第4圖中亦顯示出筒夾5概略呈三角形,能夠容納一平衡輪桿柱13於其內。當然,平衡輪桿柱13及/或筒夾5的概略形狀可以與此不同,而不會脫離本發明的範疇。
最好,在第1圖、第3圖及第4圖所示的實例中,終端曲線7是一菲利浦曲線,亦即一種在平衡彈簧1展開時仍能將其重心保持於平衡輪桿柱13上的曲線。最好,如第4圖中所示,終端曲線7及游絲3的高度是相同的。
由於前面所提及的終端曲線7及游絲3和筒夾5組合總成的幾何配合性,結構上可確保平衡彈簧1的對稱式展開,但所用的製造型式及材料必須不會影響到其展開。
為確保這些曲線的製造精確度,同時也使平衡彈簧1能對於磁性及溫度變化基本上不敏感,可以使用矽基材料。有利的是,這亦是可進行微加工的材料,亦即是一種可以製作至精準度小於微米的材料,例如以深式反應離子蝕刻(DRIE)來蝕刻結晶矽基晶圓。
最好,該矽基材料亦覆蓋以其氧化物,使其熱膨脹,
及其熱彈性係數,能配合於平衡輪,以供精密調整該時計裝置的等時性,亦即將其速率變動減至最小。
在製造寶璣跨盤管平衡彈簧1上,一升高裝置9用來將游絲3的外螺圈15固著至設置於該游絲上方的終端曲線7上。如第1圖至第3圖中所示,升高裝置9包含一與終端曲線7形成為一體的柱17,以及一形成於游絲3之外螺圈15的加厚末端21上的凹入部19。如下文會說明的,柱17最好是由結合至用來製作終端曲線7之材料層上的第二層矽基材料所製成,例如使用絕緣層上矽晶(SOI)。
如第2圖及第3圖所示,柱17是一設有終端曲線7之加厚末端23的錘塊。柱17具有橢圓形截面,係彎曲成近似於一圓的圓弧,且其係小於終端曲線7之加厚末端23及游絲3之外螺圈15之加厚末端21的截面。如第3圖及第4圖所示,終端曲線7在其外側末端處設有一結合裝置25,用以配合於該時計裝置之一固定點作動,例如一橋部。
如第2圖所示,凹入部19可以更清楚地看到於游絲3之外螺圈15的加厚末端21上。凹入部19的形狀是概略地與柱17的形狀互補,以使得後者得以滑置於前者內。因此,凹入部19具有概略呈橢圓形的截面,其側面上設有溝槽27,係約略垂直於第2圖,以減少柱17與凹入部19在組裝過程中的接觸面,同時亦做為可供將於下文中說明的固著手段29插入的空間。因此,很明顯的,雖然柱
17及凹入部19的截面最好是互補的,但他們也可以具有不同於彎曲成近似於圓之圓弧的橢圓的形狀。
在第5圖至第9圖所示的實例中,根據本發明的第二實施例,平衡彈簧31具有一游絲33、一筒夾35、一終端曲線37、以及一升高裝置39。游絲33及筒夾35最好是構成一單一零件,如同第一實施例一樣,以防止他們之間的界面上的不精確度,此不精確度會影響到平衡彈簧31的對稱式展開。
如第5圖至第8圖中所示,可以看到游絲33最好如同第一實施例一樣,具有一具有葛羅斯曼曲線的內螺圈41。第5圖及第8圖中亦顯示出筒夾35概略呈三角形,且如同第一實施例中的筒夾5一様,其能夠容納一平衡輪桿柱於其內。當然,平衡輪桿柱及/或筒夾35的概略形狀可以與此不同,而不會脫離本發明的範疇。
最好,在第5圖及第7圖所示的實例中,終端曲線37是一菲利浦曲線,如同第一實施例一樣。同樣的,在一種較佳的方式中,終端曲線37及游絲33的高度是相同的。
如前面所說明的,平衡彈簧31最好如同第一實施例一樣是由矽基材料所製成。此矽基材料最好能覆蓋以其氧化物,使其膨脹,及其熱彈性係數,能配合於平衡輪,以供精密調整該時計裝置的等時性,亦即將其速率變動減至最小。
在製造寶璣跨盤管平衡彈簧31上,一升高裝置39用來將游絲33的外螺圈45固著至設置於該游絲上方的終端
曲線37上。如第5圖至第9圖中所示,升高裝置39包含與游絲33之加厚末端51形成為一體的二柱47、與終端曲線37之加厚末端53形成為一體的二分隔件61、以及形成於終端曲線37之加厚末端53上的二凹入部49。
如下文會說明的,柱47及分隔件61最好是由結合至用來製作游絲33及終端曲線7之材料層上的第二層矽基材料所製成,例如使用SOI。
如第5圖、第6圖、及第9圖所示,每一柱47是相對地設置於游絲33的加厚末端51上,並具有約略呈圓形的截面。
如第5圖及第7圖所示,在與加厚末端53相對的另一末端上,終端曲線37設有一結合裝置55,用以配合於時計裝置之一固定點作動,例如一橋部。如第6圖、第7圖、及第9圖所示,凹入部49可以更精確地看到於終端曲線37的加厚末端53上。每一凹入部49的形狀是概略地與柱47的形狀互補,以使得每一柱47能滑置於凹入部49之一者內。因此,很明顯的,雖然柱47及其相關凹入部49的截面最好是互補的,但他們的形狀也可以不同於圓,或是互相不同,以防止一柱47被組裝於一不具有互補形狀的凹入部49內。
在第6圖及第9圖所示的實例中,凹入部49具有概略呈圓形的截面,其側面上設有約略垂直的溝槽57,用以減少每一柱47與其相關凹入部49在組裝過程中的接觸面,同時亦做為可供將於下文中說明的固著手段29插入
的空間。
最好,根據第二實施例所顯示的本發明的一變化,分隔件61係存在於游絲33及終端曲線37的加厚末端51及53之間,以供維持他們之間的預定空間。根據第6圖、第7圖、及第9圖所示的實例,可以看到,分隔件61係與終端曲線37形成為一體,並靠置於游絲33的加厚末端51上。因此,很清楚的,分隔件61可以限制柱47穿入各自相關之凹入部49內的程度,因此可以增進平衡彈簧31的製造品質。
閱讀該第二實施例後可以推論得知,該具有分隔件61的變化例亦可應用於該第一實施例上。同樣清楚地,分隔件61及柱17、47可與終端曲線7、37及/或游絲3、33形成為一體。同様的,在沒有分隔件61的情形下,可以在游絲3、33和筒夾5、35的組合總成及終端曲線7、37內設置至少一柱17、47,這表示使用二SOI,如同前面針對分隔件61所做的說明一樣。
很明顯的,第一實施例的升高裝置9是以與第二實施例的升高裝置39相反的方式裝設的,但具有相同的好處。事實上,可以看到凹入部19、49及柱17、47的位置在游絲3、33及終端曲線7、37之間是顛倒的。
最好,自前面所述的二個實施例,升高裝置9、39亦可包含固著手段29,用以增進柱17、47的固著力量。根據本發明,依據如下所述之所用方法的不同,固著手段29有數種可能的替代方案。因此,固著手段29包含至少一
層材料28、58,位於每一柱17、47與其凹入部19、49之間。如前面所說明的,該至少一層材料28、58係立基於溝槽27、57內,因此可以包括有黏著材料、金屬材料、所用之該等材料的氧化物或易熔合金,或硬焊部或軟焊料。
現在將配合於第10圖來說明製造根據本發明該二實施例之寶璣跨盤管平衡彈簧1、31的方法71。方法71主要包含一製造零組件的步驟73及一組裝零組件的步驟77。最好,該方法亦包含一機械補強該等零組件的步驟75及一補強該組合總成的步驟81。
如第10圖中所示,第一步驟73是用來在各階段70、72及74中製造寶璣跨盤管平衡彈簧1、31的零組件,亦即游絲3、33和筒夾5、35的組合總成、終端曲線7、37、以及升高裝置9、39。最好,是使用乾式或濕式微加工技術,以供極精密地製造該等零組件。在前面所說明的實例中,微加工是採用深式反應離子蝕刻式乾式異向性蝕刻來蝕刻結晶矽基晶圓。
因此,階段70包含首先取用一第一SOI基體及一第二矽晶圓基體。當然,如上面所說明的,在與包含每一柱之零組件相對之零組件上使用分隔件61及/或在每一零組件上使用至少一柱17、47等的變化例中,該第二基體也可以是SOI型式者。
階段72及74包含各自之蝕刻該等第一基體的材料層及第二基體的材料層。對於每一材料層,首先要在該材料
層上遮覆一保護遮罩,例如使用光敏樹脂微影方法。其次,將該遮罩和材料層組合體進行異向蝕刻,使其只讓該材料層中未被保護的部位被蝕刻掉。最後,在第三階段中,將該保護遮罩移除。因此,很明顯的,該保護遮罩會直接決定每一材料層之蝕刻後零組件的最終形狀。
在階段72及/或74中,依據前述之實施例及/或其變化例的不同,可以例如由一SOI基體上製得第3圖中之單一零件式設有柱17及結合裝置25的終端曲線7、由一SOI基體上製得第7圖中之單一零件式設有分隔件61、結合裝置55、及凹入部49的終端曲線37,亦可由一SOI基體上製得第8圖中之單一零件式設有柱47的游絲33和筒夾35組合總成、以及由單一矽材料層製得第1圖及第2圖中之單一零件式設有凹入部19的游絲3和筒夾5組合總成。
有利的是,因此可以輕易地依現有裝置或線規尺寸來製作寶璣跨盤管平衡彈簧1、31。因此,有利的,該等裝置或線規仍能輕易地製作,以供以由矽製作的新的平衡彈簧1、31來取代通常使用之金屬質的寶璣跨盤管平衡彈簧,而得以改善其速率變動及品質。可以結論到,能夠在同一零組件中對一基體做數次的蝕刻。
第二步驟77是組裝步驟73中所蝕刻得到的零組件,亦即游絲3、33和筒夾5、35的組合總成、終端曲線7、37、以及升高裝置9、39。首先,將每一必要的零組件自蝕刻好的晶圓上取下,例如說透過截斷材料中留存於每一
零組件與其基體之間的橋接部位。其次,將該三個零組件組裝在一起,以供由二單一零件上製成平衡彈簧1、31。在此第二階段中,外螺圈15、45的末端21、51係利用升高裝置9、39套設於終端曲線7、37的末端23、53上。
最好,根據第1圖的第一實施例,在步驟77結束時,平衡彈簧1所具有整高度係約略等於用來製作終端曲線7及柱17之第一基體的厚度。
根第5圖的第二實施例,在步驟77結束時,平衡彈簧31具有的整體高度是約略等於用來製作游絲33和筒夾35組合總成及柱47的第二基體的厚度。有利的是,由於分隔件61之故,在階段77中,可以確保游絲33之外螺圈45的加厚末端51與終端曲線37之加厚末端53間的空間。
如前面所說明的,方法71亦可包含一補強該等蝕刻出之零組件的步驟75,其包含施用電漿氧化,以產生具有過量厚度的表面二氧化矽。在第10圖中之虛線所示的例子中,補強步驟75是在蝕刻步驟73與組裝步驟77之間施行的,這表示說所有被蝕刻的材料層,亦即所有的零組件,均會同時被氧化。當然,步驟75亦可在階段72及/或74後施行。
如前所述,方法71亦可包含一利用固著手段29來補強該等蝕刻出之零組件的組合總成的步驟81。在第10圖所示的例子中標示出三種不同的替代方案,其等的程序係以雙線、三線、四線標示。
根據固著手段29的第一種替代方案,其在第10圖中是以雙線顯示,補強步驟81可以包含在階段83中在凹入部19、49內沉積出一材料層28、58,特別是在溝槽27、57內,而使柱17、47能被驅入至該等凹入部內。因此,此材料層28、58可以包含金屬層、例如由氣相沉積法所製得者。矽材料中缺乏任何塑性區域的情形會需要使用材料層28、58,其可變形而防止柱17、47及/或凹入部19、49破裂,因為平衡彈簧1、31所必須要使用的驅入力量,若要能正確作動,將會造成大於矽材料彈性區域之極限的應力。
當然,另一種方式是,材料層28、58不沉積於凹入部19、49內,而是沉積在柱17、47的末端上。因此,很明顯的,在第10圖中雙線所示的例子中,在第一種替代方案內,材料層28、58必須要於組裝步驟77前進行沉積。但是,階段83中的沉積亦可包含一硬焊28、58。此硬焊可在組裝步驟77之中或其後施行之。
根據第10圖中以四線標示之固著手段29的第二種替代方案,組合總成補強步驟81可包含在程序85內進行的沉積一黏著劑層28、58於凹入部19、49與柱17、47之間,以增進該柱的固著力量。因此,第一階段80包含將黏著劑材料沉積於該等組合起來的零件的界面之間,接著最好在第二階段82內,將該組合總成加熱,以活化該黏著劑材料。此一材料層28、58可以包含例如一層的黏著性聚合物。
當然,在另一種方式中,沉積階段80可以在步驟77前完成,如果該黏著劑材料在其未活化的組合裝態中是黏滯或不夠黏滯的話。沉積階段80可於組裝步驟77之前於凹入部19、49內及/或柱17、47的末端上完成,且最好在組裝步驟77後,在階段82內進行加熱。因此,很明顯的,在此第二種替代方案例子中,由於他們的黏著力量之故,材料層28、58可將該組合總成牢固地固定在定位上。
根據第10圖中以三線標示之固著手段29的第三種替代方案,組合總成補強步驟81包含在程序87內進行在凹入部19、49與柱17、47之間形成一接合層28、58,以增進該柱的固著力量。因此,第一階段84包含例如透過電漿蝕刻來氧化矽基平衡彈簧1、31的表面,以形成二氧化矽條脈,其可增進組裝好之零組件間的接合效果,接著,最好在第二階段86中將該組合總成加熱,以該接合部位更完善。
當然,在另一種方式中,氧化階段84可以在組裝步驟77之前施行,並由選用性氧化步驟75取代。因此已經氧化過的零組件將可在步驟77中組裝,並且最好在階段86中加熱,以在凹入部19、49與柱17、47之間的界面形成單一二氧化矽層28、58,藉以增進該柱的固著力量。可以注意到,在加熱階段86之前施行一親水化階段,可以改善該接合二氧化矽層的步驟。因此,很明顯的,在此第三種替代方案例子中,如同另外二種替代方案,材料層
28、58可以補強凹入部19、49與柱17、47間的組合總成。
最好,藉由第三實施例的替代方案,可以想像得知一種程序87,其包含單一階段86,用來加熱在步驟77中組裝起來的矽零組件,以將該等零組件間受壓的界面焊接起來。
1‧‧‧平衡彈簧
3‧‧‧游絲
5‧‧‧筒夾
7‧‧‧終端曲線
9‧‧‧升高裝置
11‧‧‧內螺圈
13‧‧‧平衡輪桿柱
15‧‧‧外螺圈
17‧‧‧柱
19‧‧‧凹入部
21‧‧‧加厚末端
23‧‧‧加厚末端
25‧‧‧結合裝置
27‧‧‧溝槽
28‧‧‧材料層
29‧‧‧固著手段
31‧‧‧平衡彈簧
33‧‧‧游絲
35‧‧‧筒夾
37‧‧‧終端曲線
39‧‧‧升高裝置
41‧‧‧內螺圈
45‧‧‧外螺圈
47‧‧‧柱
49‧‧‧凹入部
51‧‧‧加厚末端
53‧‧‧加厚末端
55‧‧‧結合裝置
57‧‧‧溝槽
58‧‧‧材料層
61‧‧‧分隔件
70‧‧‧階段
71‧‧‧方法
72‧‧‧階段
73‧‧‧步驟
74‧‧‧階段
75‧‧‧步驟
77‧‧‧步驟
80‧‧‧階段
81‧‧‧步驟
82‧‧‧階段
83‧‧‧階段
84‧‧‧階段
85‧‧‧程序
86‧‧‧階段
87‧‧‧程序
第1圖是根據本發明之寶璣跨盤管平衡彈簧的外觀圖。
第2圖是第1圖中一部份的放大圖。
第3圖是第1圖的部份視圖。
第4圖是第1圖的頂視圖。
第5圖是根據本發明第二實施例之寶璣跨盤管平衡彈簧的外觀圖。
第6圖是第5圖中一部份的放大圖。
第7圖是第5圖的部份視圖。
第8圖是第5圖的部份視圖。
第9圖是第6圖中截面A-A的圖式。
第10圖是製造方法之步驟的流程圖。
1‧‧‧平衡彈簧
3‧‧‧游絲
5‧‧‧筒夾
7‧‧‧終端曲線
9‧‧‧升高裝置
11‧‧‧內螺圈
15‧‧‧外螺圈
17‧‧‧柱
25‧‧‧結合裝置
Claims (25)
- 一種由矽基材料所製成的寶璣跨盤管平衡彈簧(31),包含:一游絲(33),與一筒夾(35)同軸向形成為一體、一終端曲線(37)、以及一升高裝置(39),設於該游絲之外螺圈(45)與該終端曲線之間,其中該平衡彈簧具有二單一零件,互相固著在一起,以增進該平衡彈簧展開的精確度,其特徵在於該升高裝置(39)包含至少一柱(47),用來將該外螺圈的一末端(51)連接至該終端曲線的一末端(53),該柱與該游絲(33)和筒夾(35)的組合總成形成為一體。
- 如申請專利範圍第1項所述之平衡彈簧,其中該升高裝置(39)包含至少一額外的柱(47),用來將該外螺圈的一末端(51)連接至該終端曲線的一末端(53),該柱與該終端曲線(37)被製作成單一件。
- 如申請專利範圍第1項所述之平衡彈簧,其中該至少一柱(47)的每一者是固著於一形成於與該柱之末端相對之末端上的凹入部(49)內。
- 一種由矽基材料所製成的寶璣跨盤管平衡彈簧(1),包含:一游絲(3),與一筒夾(5)同軸向形成為一體、一終端曲線(7)、以及一升高裝置(9),設於該游絲之外螺圈(15)與該終端曲線之間,其中該平衡彈簧具有二單一零件,互相固著在一起,以增進該平衡彈簧展開的精確度, 其特徵在於該升高裝置(9)包含至少一柱(17),用來將該外螺圈的一末端(21)連接至該終端曲線的一末端(23),該柱被製作成與該終端曲線(7)形成為一體,且該至少一柱(17)的每一者固著於一形成於該游絲(3)和筒夾(5)的組合總成之該末端上的凹入部(19)內。
- 如申請專利範圍第1項或第4項所述之平衡彈簧,其中該升高裝置(9、39)具有至少一分隔件(61),被設置成一補強件,用以保持介於該外螺圈之該末端(51)和該終端曲線之該末端(53)之間的預定空間。
- 如申請專利範圍第5項所述之平衡彈簧,其中該至少一分隔件(61)與該終端曲線(7、37)形成為一體。
- 如申請專利範圍第5項所述之平衡彈簧,其中該至少一分隔件(61)與該游絲(3、33)和筒夾(5、35)的組合總成形成為一體。
- 如申請專利範圍第1項或第4項所述之平衡彈簧,其中該升高裝置(9、39)進一步包含固著手段(29),用以增進該至少一柱(17、47)的固著力量。
- 如申請專利範圍第8項所述之平衡彈簧,其中該固著手段(29)包含一黏著劑材料。
- 如申請專利範圍第8項所述之平衡彈簧,其中該固著手段(29)包含一層(28、58)該材料的氧化物。
- 如申請專利範圍第8項所述之平衡彈簧,其中該固著手段(29)包含一金屬層(28、58),使得該至少一柱(17、47)被驅入。
- 如申請專利範圍第1項或第4項所述之平衡彈簧,其包含至少一氧化矽部位,以使該平衡彈簧在機械上更具有抵抗力,並能調整其熱彈性係數。
- 如申請專利範圍第1項或第4項所述之平衡彈簧,其中該終端曲線(7、37)是一菲利浦曲線,可增進該平衡彈簧的同心性展開。
- 如申請專利範圍第1項或第4項所述之平衡彈簧,其中該游絲(3、33)的至少一內螺圈(11、41)包含一葛羅斯曼曲線,用以增進該平衡彈簧的同心性展開。
- 一種時計,其特徵在於其包含一如申請專利範圍第1項或第4項所述之寶璣跨盤管平衡彈簧(1、31)。
- 一種製造(71)一寶璣跨盤管平衡彈簧(1)的方法,包含下列步驟:a)提供(70)一第一基體,其包含一頂層及一底層,該等層係矽基,且係經由一中間層互相連接在一起;b)在該頂層上選擇性地蝕刻(72)出至少一孔穴,以界定出一終端曲線(7);其特徵在於其進一步包含以下步驟:c)在該底層上選擇性地蝕刻(72)出至少一孔穴,以界定出至少一連接於該終端曲線(7)之一末端(23)的柱(17); d)提供(70)一第二基體,其具有一矽基層;e)在該第二基體的該層上選擇性地蝕刻(74)出至少一孔穴,以界定出與一游絲(3)同軸向形成為一體的一筒夾(5),該游絲的外螺圈(15)包含至少一凹入部(19);f)將該至少一柱組裝(77)於該至少一凹入部內,以形成該寶璣跨盤管平衡彈簧(1)。
- 一種製造一寶璣跨盤管平衡彈簧(31)的方法(71),包含下列步驟:a)提供(70)一第一基體,其包含一頂層及一底層,該等層係矽基,且經由一中間層互相連接在一起;b)在該頂層上選擇性地蝕刻(72)出至少一孔穴,以界定出與一游絲(33)同軸向形成為一體的一筒夾(35);其特徵在於其進一步包含以下步驟:c)在該底層上選擇性地蝕刻(72)出至少一孔穴,以界定出至少一連接於該游絲之外螺圈(45)的柱(47);d)提供(70)一第二基體,其具有一矽基層;e)在該第二基體的該層上選擇性地蝕刻(74)出至少一孔穴,以界定出一終端曲線(37),其一末端(53)具有至少一凹入部(49);f)將該至少一柱組裝(77)於該至少一凹入部內,以形成該寶璣跨盤管平衡彈簧(31)。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法(71),其中該第二基體包含一第二矽基層,由一中間層連接至該第一基體上,該方法在步驟e及f之間進一步包含以下步驟:g)在該第二基體的第二層上選擇性地蝕刻(74)出至少一孔穴,以界定出至少一分隔件(61),其可保持介於該游絲(3、33)和筒夾(5、35)之組合總成與該終端曲線(7、37),及/或至少另一柱(17、47)間的一預定空間。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法(71),其中在步驟c中,該蝕刻(72)亦界定出至少一分隔件(61),其可保持該游絲(3、33)和筒夾(5、35)之組合總成與該終端曲線(7、37)間的一預定空間。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法(71),其中該方法在步驟b、c及e之後進一步包含以下步驟:h)氧化(75)該材料,以使該寶璣跨盤管平衡彈簧在機械上更具抵抗力,並增進其熱彈性係數。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法(71),其中該方法在步驟f後進一步包含以下步驟:i)氧化(84)該寶璣跨盤管平衡彈簧,以增進該至少一柱的固著力量。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法 (71),其中該方法在步驟f之中或其後進一步包含以下步驟:j)沉積(80)一黏著劑材料於該至少一柱與該至少一凹入部之間;且該方法進一步包含以下的最後步驟:k)加熱(82)該平衡彈簧,以增進該至少一柱的固著力量。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法(71),其中該方法在步驟f之前進一步包含以下步驟:l)沉積(83)一金屬材料於該至少一柱與該至少一凹入部之間,以供在步驟f中將前者驅抵於後者上,以增進該至少一柱的固著力量。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法(71),其中該方法在步驟f之中或其後進一步包含以下步驟:m)沉積(83)一硬焊材料於該至少一柱與該至少一孔之間,以供將前者驅抵於後者上,以增進該至少一柱的固著力量。
- 如申請專利範圍第16項或第17項所述之方法(71),其中該方法進一步包含以下的最後步驟:n)加熱(86)該寶璣跨盤管平衡彈簧,以增進該至少一柱的固著力量。
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