TWI641930B - 具有降低對氣候變化之靈敏度的共振器 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲(1)，其包括由至少一非金屬材料(11，11b，13b，15b，11c，17c，19c，11d，13d，15d，17d，19d，11e，13e，15e，17e，19e，11f，21f)所形成的核心(9a，9b，9c，9d，9e，9f)。根據本發明，核心(9a，9b，9c，9d，9e，9f)係部分地塗佈有至少一層(7)，該層係為防潮的，以使游絲(1)對氣候變化較不敏感。
本發明涉及時計的領域。
Description
本發明關於熱補償彈簧平衡件共振器，其中，補償游絲具有對氣候變化之降低的敏感度。
在對時計機心之劇烈的凝結試驗的過程中，機心的運作顯然可能受到影響。
本發明的目的在於，藉由提供一種具有非金屬核心的游絲來克服所有或部分前述的缺點，該游絲具有對於氣候變化之降低的敏感度。
本發明因此關於用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括形成自包括石英或摻雜的矽(或未摻雜的矽)之至少一非金屬材料的核心，非金屬材料上至少部分地形成二氧化矽塗層，其特徵在於，核心被部分地塗佈有一層，該層係為抗水且不透水的，以使補償游絲對氣候變化較不敏感。
因此而清楚的是，即使在劇烈凝結的情況下，補償游絲的運作將較不會被干擾，使得從而被形成與擺輪配合之共振器的整體運作不受影響，或幾乎不被影響。
按照本發明的其它有利的特徵：- 抗水且不透水的之層具有少於50奈米的厚度；- 抗水且不透水的之層包括鉻、鈦或鉭。
此外，本發明關於一種熱補償共振器，用於包括擺輪之時計，其特徵在於擺輪係與根據上述變形之任一補償游絲配合。
1‧‧‧游絲
3‧‧‧內樁
5‧‧‧條
7‧‧‧層
9a‧‧‧核心
9b‧‧‧核心
9c‧‧‧核心
9d‧‧‧核心
9e‧‧‧核心
9f‧‧‧核心
11a‧‧‧材料
11b‧‧‧材料(摻雜或無摻雜的矽)
11c‧‧‧材料(摻雜或無摻雜的矽)
11d‧‧‧材料(摻雜或無摻雜的矽)
11e‧‧‧材料(摻雜或無摻雜的矽)
11f‧‧‧材料(摻雜或無摻雜的矽)
13b‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
13d‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
13e‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
15b‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
15d‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
15e‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
17c‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
17d‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
17e‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
19c‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
19d‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
19e‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
21f‧‧‧材料(二氧化矽塗層)
e‧‧‧厚度
l‧‧‧長度
h‧‧‧高度
本發明的其他特徵及優點將從以非限制性說明方式給出之以下的說明參照所附圖式變得更加明瞭，其中：- 圖1顯示根據本發明之補償游絲。
- 圖2至7顯示根據本發明之補償游絲的斷面之變形。
判定依照劇烈凝結的功能之時計機心的性能之研究被執行。藉由迫使大幅超出露點，例如，藉由維持超過80%的測濕率和藉由減少至少15℃的溫度，此研究被執行。
由此證實了時計的運作可能會受到影響，特別是在彈簧平衡件共振器的補償游絲是至少部分地從晶態矽氧化物或非晶矽氧化物而形成。此類型的補償游絲可由，例如，
其上至少部分地形成二氧化矽塗層之摻雜或未摻雜的晶態矽所形成，或由石英所形成。
此研究亦證實了，藉由形成在包括晶態或非晶矽氧化物的補償游絲上之對抗濕氣的局部屏障，劇烈凝結的影響可被最小化。
因此，本發明關於用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括由至少一非金屬材料所形成的核心。有利地，根據本發明，核心被部分地塗佈有一層，該層係為防潮的，亦即，為抗水且不透水的，以使補償游絲對氣候變化較不敏感。
根據本發明，“部分地塗佈”核心表示未全面地塗佈，亦即，僅核心的一部分被塗佈，例如一個或多個面，或即使只有一個面部。然而，在未塗佈整個游絲的情況下，塗佈氧化部分的最大值為較佳的。
根據本發明，防潮層具有小於50奈米的厚度，且較佳為約10奈米，以防止機械性地影響游絲的運作。然而，防潮層的厚度可為高達數微米，但在這樣的情況下，必須將關於彈簧平衡件共振器的熱補償納入考慮。
此外，防潮層較佳為導電的，且具有對磁場，像是例如，抗磁性、反強磁性或順磁性材料，的低敏感度。
通過舉例的方式，防潮層可因此包括鉻、鈦、鉭、鋁、鋯、氧化鋁、氧化鉻，鉻鎢、聚四氟乙烯(PTFE)或氮化矽(Si3N4)。然而，鉻、鈦、鉭或其合金之一為較佳的，因為它們表現出最好的結果。
圖1至7顯示根據本發明所得到的游絲1之變形，且旨在熱補償從而形成與擺輪配合的共振器。補償游絲1較佳包括與捲繞成數個線圈之條5結合的內樁3。根據本發明，補償游絲1的至少一條5僅部分地塗佈有層7，層7形成對抗濕氣的屏障。
條5具有長度l、厚度e及高度h。其包括由至少一材料11a，11b，13b，15b，11c，17c，19c，11d，13d，15d，17d，19d，11e，13e，15e，17e，19e，11f，21f所形成的核心9a，9b，9c，9d，9e，9f。
根據圖2至7的變形，核心9a，9b，9c，9d，9e，9f可由像是，例如石英，的單一材料11a所形成，或由數種材料11b，13b，15b，11c，17c，19c，11d，13d，15d，17d，19d，11e，13e，15e，17e，19e，11f，21f所形成。
當核心9b，9c，9d，9e，9f係由數個材料所形成時，其可在游絲1的條5被部分地塗佈有層7之前，以數種材料被完全地塗佈11d，13d，15d，17d，19d，11e，13e，15e，17e，19e，11f，21f，或被部分地塗佈11b，13b，15b，11c，17c，19c，該層7為防潮的，亦即，為抗水且不透水的。
各塗層13b，15b，17c，19c，13d，15d，17d，19d，13e，15e，17e，19e可為相同的類型及相同的厚度，或可非為相同的類型及相同的厚度。通過舉例的方式，核心9b，9c，9d，9e，9f可包括摻雜或未摻雜的矽11b，
11c，11d，11e，11f，其上至少部分地形成二氧化矽塗層13b，15b，17c，19c，13d，15d，17d，19d，13e，15e，17e，19e，21f。
如圖2至7所見的，在游絲不是被完全地塗佈的情況下，部分塗層7可存在於整個或部分的厚度e、及/或整個或部分的高度h、及/或整個或部分的長度l。然而，塗佈氧化部分的最大值為較佳的，如圖3及4的情形，其中氧化塗層13b，15b，17c，19c較佳地由防潮的層7來保護。
本發明亦關於製造用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲1的方法，其包括以下的步驟：a)形成一游絲，其包括由至少一材料11a，11b，13b，15b，11c，17c，19c，11d，13d，15d，17d，19d，11e，13e，15e，17e，19e，11f，21f所形成之熱補償的核心9a，9b，9c，9d，9e，9f；b)以至少一層7部分地塗佈核心9a，9b，9c，9d，9e，9f，該層7為防潮的，以使游絲1對於氣候變化較為不敏感。
根據本發明，步驟a)可藉由在所欲的板上蝕刻游絲之所欲的形狀來形成核心9a，9b，9c，9d，9e，9f的全部或部分11a，11b，11c，11d，11e，11f而達成。在晶態矽和石英的例子中，以深式反應離子蝕刻(DRIE)來完成步驟a)是可能料想到的。
當然，步驟a)亦包括從第一相的蝕刻中得到的部分
或全部地塗佈游絲之第二相13b，15b，17c，19c，13d，15d，17d，19d，13e，15e，17e，19e，21f，以完成核心9b，9c，9d，9e，9f。例如，此第二相可由熱氧化所組成，當摻雜或未摻雜的晶態矽晶圓已於步驟a)的第一相被蝕刻時，其係用於形成二氧化矽。
步驟b)允許至少一防潮層7的沉積，層7具有少於50奈米的厚度，且較佳為約10奈米。步驟b)可藉由，例如，任何薄層沉積法，像是物理氣相沉積，而被完成，從而，較佳地，以沉積鉻、鈦、或鉭、或其合金之一，其有利地係為導電材料且具有關於磁場的低敏感度。
當然，本發明不被侷限於所說明的範例，而是對熟知本領域技術人士看來是能夠有各種變形及變化的。特別是，可預見任何能夠形成對抗濕氣的屏障之材料，且不能侷限於鉻、鈦或鉭，或其合金之一，或甚至是本說明書中引用的其他材料。
另外，也可以因其特定的顏色之作用來選擇防潮材料，以增進美的外觀，其中時計包括零件，其係使游絲被看見，像是，例如“骨架”時計或具有透明背蓋的時計。
Claims (20)
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由包括石英的至少一非金屬材料所形成，其中，該核心係部分地塗佈有至少一層，該至少一層係為抗水且不透水的，且該至少一層包括鉻，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在氧化塗層上，該氧化塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該氧化塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，抗水且不透水的之該至少一層具有少於50奈米的厚度。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，抗水且不透水的之該至少一層為導電的。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，抗水且不透水的之該至少一層塗佈該氧化塗層而未塗佈整個該游絲。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，即使該核心之未塗佈該至少一層的該剩餘部分被暴露以將在80%的測濕率下所形成之水的凝結收集於其上，該補償游 絲對該氣候變化較不敏感。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，該核心之未塗佈該至少一層的該剩餘部分包括沿著該補償游絲的高度延伸之該核心的至少一側面。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，該核心之未塗佈該至少一層的該剩餘部分包括沿著該補償游絲的高度延伸之該核心的兩側面。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，該核心之未塗佈該至少一層的該剩餘部分至少包括沿著該補償游絲的厚度延伸之該核心的頂面。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，該核心之未塗佈該至少一層的該剩餘部分至少包括沿著該補償游絲的厚度延伸之該核心的底面。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，該核心之未塗佈該至少一層的該剩餘部分包括沿著該補償游絲的厚度延伸之該核心的頂面及底面。
- 如申請專利範圍第1項之補償游絲，其中，抗水且不透水的之該至少一層為抗磁性、反強磁性或順磁性的。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由包括石英的至少一非金屬材料所形成，其中，該核心係部分地塗佈有至少一層，該至少一層係為抗水且不透水的，且該至少一層由鈦所製成， 抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在氧化塗層上，該氧化塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該氧化塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由包括石英的至少一非金屬材料所形成，其中，該核心係部分地塗佈有至少一層，該至少一層係為抗水且不透水的，且該至少一層包括鉭，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在氧化塗層上，該氧化塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該氧化塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由至少一非金屬材料所形成，該非金屬材料包 括矽，其上至少部分地形成二氧化矽塗層，其中，該核心係部分地塗佈有一層，該層係為抗水且不透水的，且該層包括鉻，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在該二氧化矽塗層上，該二氧化矽塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該二氧化矽塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由至少一非金屬材料所形成，該非金屬材料包括矽，其上至少部分地形成二氧化矽塗層，其中，該核心係部分地塗佈有一層，該層係為抗水且不透水的，且該層由鈦所製成，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在該二氧化矽塗層上，該二氧化矽塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該二氧化矽塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣 候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由至少一非金屬材料所形成，該非金屬材料包括矽，其上至少部分地形成二氧化矽塗層，其中，該核心係部分地塗佈有一層，該層係為抗水且不透水的，且該層包括鉭，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在該二氧化矽塗層上，該二氧化矽塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該二氧化矽塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由至少一非金屬材料所形成，該非金屬材料包括摻雜的矽，其上至少部分地形成二氧化矽塗層，其中，該核心係部分地塗佈有一層，該層係為抗水且不透水的，且該層包括鉻，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在該二氧化矽塗層上，該二氧化矽塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該二氧 化矽塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由至少一非金屬材料所形成，該非金屬材料包括摻雜的矽，其上至少部分地形成二氧化矽塗層，其中，該核心係部分地塗佈有一層，該層係為抗水且不透水的，且該層由鈦所製成，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在該二氧化矽塗層上，該二氧化矽塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該二氧化矽塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由至少一非金屬材料所形成，該非金屬材料包括摻雜的矽，其上至少部分地形成二氧化矽塗層，其中，該核心係部分地塗佈有一層，該層係為抗水且 不透水的，且該層包括鉭，抗水且不透水的之該至少一層被至少部分地形成在該二氧化矽塗層上，該二氧化矽塗層插置於該核心與該至少一層之間，使得抗水且不透水的之該至少一層保護該二氧化矽塗層免於暴露，並且抗水且不透水的之該至少一層包括一厚度，當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，該厚度配置來機械性地使該補償游絲對氣候變化較不敏感。
- 一種用於熱補償彈簧平衡件共振器的補償游絲，其包括：核心，由包括石英的至少一非金屬材料所形成，其中，該核心係部分地塗佈有至少一層，該至少一層係為抗水且不透水的，且該至少一層包括鉻，以在當該至少一層及該核心之未塗佈該至少一層的剩餘部分將水的凝結收集於其上時，使該補償游絲對氣候變化較不敏感，並且其中，藉由該至少一層的至少一對相對表面及藉由該核心之未塗佈該至少一層的該剩餘部分的至少一表面形成至少一間隙。
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