專利名稱：由絕緣材料制成的微型機(jī)械部件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由絕緣材料制成的微型機(jī)械部件，并且更特別是，時(shí)計(jì)機(jī)芯的靠近其它部件的固定或可動(dòng)部件不由于吸引顆粒而與可動(dòng)部件的操作直接或間接干涉。
背景技術(shù)：
例如硅及其合成物、石英、金剛石、玻璃、陶瓷或其它材料的絕緣材料越來越多地用來制造鐘表制造工業(yè)的微型機(jī)械部件，不管是例如板或夾板的固定部件，還是形成驅(qū)動(dòng)系或調(diào)節(jié)系統(tǒng)的部件的可動(dòng)部件，例如擺輪游絲、擺輪或擒縱輪。
特別是在例如通過銷連接在栓銷上以及通過非傳導(dǎo)性的粘合劑粘接而完全與其它部件隔離的擺輪游絲中，已經(jīng)觀察到使用硅具有一個(gè)缺陷。實(shí)際上，在一定操作時(shí)間之后，位于擺輪游絲的外端曲線和內(nèi)端曲線之間的一定數(shù)量的線圈趨于粘接到擺輪夾板上，這必然損害了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的等時(shí)性。在由硅或其它絕緣材料制成的其它部件中也可觀察到相同的現(xiàn)象，這將對(duì)于等時(shí)性逐漸造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過由絕緣材料制成并且其表面進(jìn)行處理以避免粘接危險(xiǎn)的固定或可動(dòng)微型機(jī)械部件來解決所述問題的方法。
因此，本發(fā)明涉及一種由例如硅及其合成物、金剛石、玻璃、陶瓷或其它材料的絕緣材料制成的微型機(jī)械部件，其所有或部分表面涂覆例如金屬材料或非金屬傳導(dǎo)性材料的導(dǎo)電材料的薄沉積物。傳導(dǎo)性沉積物最好具有小于50nm的厚度。這種非常薄的沉積物對(duì)于裸眼不可見，但可以經(jīng)由當(dāng)前的分析裝置來察覺到，消除相鄰部件造成的吸引和粘接的危險(xiǎn)，這種吸引是由于摩擦或張力在部件中產(chǎn)生靜電電荷而造成的。
這種沉積可以在由絕緣材料制成的單體或合成部件上進(jìn)行，即其中至少外表面由絕緣材料制成。
從可以實(shí)現(xiàn)所述目的的材料中，優(yōu)選地選擇例如金、鉑、銠、鈀的非氧化和非磁性金屬。
從非金屬傳導(dǎo)性材料中，優(yōu)選地選擇石墨、碳、摻雜硅和傳導(dǎo)性的聚合物。
這些金屬可通過公知方法沉積，使得厚度可通過調(diào)節(jié)操作狀態(tài)來控制，例如通過濺射、PVD、摻雜、離子植入或通過電解方法。相同的技術(shù)可用于沉積非傳導(dǎo)性的金屬材料。
在優(yōu)選的應(yīng)用模式中，所述微型機(jī)械部件是時(shí)計(jì)機(jī)芯的驅(qū)動(dòng)系中的部件，例如擺輪游絲、擒縱叉、擒縱輪或帶齒的輪，或者例如形成可動(dòng)部件的心軸軸承的任何其它固定部件。在以下的詳細(xì)描述中，將通過擺輪游絲來更加特別說明本發(fā)明，擺輪游絲是時(shí)計(jì)機(jī)芯的最敏感部件。
本發(fā)明還涉及結(jié)合有這種類型的微型機(jī)械部件的時(shí)計(jì)。


在通過非限定描述給出的以下示例性實(shí)施例的描述中，參考附圖，將更加清楚地明白本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1表示設(shè)置有按照本發(fā)明處理的擺輪游絲的游絲擺輪的部分剖去的頂視圖；圖2是沿著圖1的線II-II的截面圖，其中帶有剖去部分的視圖具體實(shí)施方式
通過圖1所示的游絲擺輪調(diào)節(jié)裝置更加特別地描述本發(fā)明，其中通過實(shí)例，通過調(diào)整集成電路制造中采用的微加工技術(shù)或者加速計(jì)，由硅板材或任何其它無定形或結(jié)晶絕緣材料，通過硅制成擺輪游絲1。例如，可以使用適用于擺輪游絲的所需輪廓的掩模，進(jìn)行濕蝕刻、干式等離子加工或反應(yīng)離子蝕刻(RIE)。
給出小尺寸，相同的硅板材可以批量制造擺輪游絲，其特征通過板材的厚度以及掩模的形狀來確定，所示特征可針對(duì)擺輪游絲在一個(gè)平面內(nèi)操作進(jìn)行計(jì)算。
雖然現(xiàn)在參考圖2，其中截面局限于擺輪游絲1和擺輪夾板9，在線圈1未進(jìn)行處理時(shí)，在一定操作時(shí)間之后線圈11的性能表示在左側(cè)。如圖所示，線圈11運(yùn)動(dòng)離開虛線所示的正常位置，通過擺輪夾板9吸引，并且它們甚至粘接在后者上，這明顯與正常操作干涉，即與具有只在一個(gè)平面內(nèi)進(jìn)行延伸/收縮運(yùn)動(dòng)的操作干涉。
右側(cè)表示處理之后的擺輪游絲1，虛線表示線圈11在沒有處理時(shí)所占據(jù)的位置。如圖所示，擺輪游絲出色地保持在一個(gè)平面內(nèi)，實(shí)際上可以令人吃驚地觀察到通過在線圈的所有或部分表面上進(jìn)行導(dǎo)電材料的非常薄的沉積的處理，消除了所述的不利影響，而不改變擺輪游絲的內(nèi)在機(jī)械性能?！胺浅１〉某练e”指的是具有小于50nm厚度的沉積，最好是在10和20nm之間。在沉積小于50nm時(shí)，部件的內(nèi)在機(jī)械性能不改變，并且沉積物對(duì)于裸眼不可見，但是可以經(jīng)由當(dāng)前的分析技術(shù)來察覺到。在使用傳導(dǎo)性金屬材料時(shí)，所使用的材料最好是非氧化和非磁性金屬，例如金、鉑、銠、鈀。這種沉積可通過多種公知的方法來進(jìn)行，例如濺射、PVD、離子植入或電解沉積。
通過實(shí)例，通過施加60mA的電流長達(dá)15秒鐘，通過濺射進(jìn)行15nm的金沉積。
在沉積非金屬傳導(dǎo)性材料時(shí)，最好是從包括石墨、碳、摻雜硅和傳導(dǎo)性的聚合物的組中選擇，并且使用所述的沉積技術(shù)和厚度。
我們剛剛描述了硅擺輪游絲，也可使用其它的無定形或結(jié)晶非傳導(dǎo)性材料，例如所述的材料，并且通過表面金屬化處理，從而避免吸引和粘接的危險(xiǎn)。
還可以使用合成材料，以便制造擺輪游絲，該擺輪游絲具有將在其上制造傳導(dǎo)性材料的薄沉積物的絕緣硅芯和厚氧化硅涂層。
“合成材料”還可包括嵌置在絕緣材料內(nèi)的金屬芯。
同樣，本發(fā)明不局限于擺輪游絲，并且可適用于其它運(yùn)動(dòng)部件，例如擒縱叉、擒縱輪或帶齒的輪，以及時(shí)計(jì)機(jī)芯的其它固定或運(yùn)動(dòng)部件。
權(quán)利要求
1.一種由至少一種絕緣材料制成并結(jié)合在時(shí)計(jì)機(jī)芯的驅(qū)動(dòng)系內(nèi)的微型機(jī)械部件，其特征在于，其所有或部分表面涂覆傳導(dǎo)性材料的沉積物。
2.如權(quán)利要求1所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，傳導(dǎo)性材料的沉積物具有小于50nm的厚度，該厚度最好在10和20nm之間。
3.如權(quán)利要求1所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，絕緣材料是從硅和硅合成物、金剛石、玻璃和陶瓷中選出的。
4.如權(quán)利要求3所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，它包括其上的硅氧化物涂層形成大于50nm厚度的硅芯。
5.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，傳導(dǎo)性材料是金屬材料。
6.如上述權(quán)利要求5所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，用來進(jìn)行沉積的金屬是非氧化和非磁性材料。
7.如權(quán)利要求6所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，金屬是從金、鉑、銠、鈀中選出的。
8.如上述權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，傳導(dǎo)性材料是非金屬傳導(dǎo)性材料。
9.如權(quán)利要求8所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，用來進(jìn)行沉積的非金屬傳導(dǎo)性材料是從包括石墨、碳、摻雜硅和傳導(dǎo)性的聚合物的組中選出的。
10.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的微型機(jī)械部件，其特征在于，它包括游絲擺輪系統(tǒng)的擒縱部件，例如擺輪游絲、擒縱叉、擒縱輪或帶齒的輪或任何其它固定或運(yùn)動(dòng)部件。
11.一種包括如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的微型機(jī)械部件的時(shí)計(jì)。
12.一種制造如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的微型機(jī)械部件的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟在絕緣材料板材中加工一個(gè)部件或成批部件，以及在部件的所有或部分表面上進(jìn)行傳導(dǎo)性材料層的沉積，同時(shí)調(diào)節(jié)操作狀態(tài)，以便獲得所需厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，沉積步驟包括沉積金屬材料或傳導(dǎo)性非金屬材料。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，傳導(dǎo)性沉積通過濺射、PVD、摻雜、離子植入、通過電解方法或者獲得這種沉積的任何其它方法來進(jìn)行。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，絕緣材料是涂覆氧化硅的硅，并且傳導(dǎo)性材料是金。
全文摘要
例如用于時(shí)計(jì)機(jī)芯的硅擺輪游絲(1)的由絕緣材料制成的微型機(jī)械部件趨于在運(yùn)動(dòng)過程中粘接到例如附圖右側(cè)所示相鄰部件上，通過在所有或部分表面上進(jìn)行例如金屬的傳導(dǎo)性材料層的薄層沉積，消除這種缺陷，該材料最好是非氧化和非磁性的，例如金、鉑、銠或硅。
文檔編號(hào)G04B15/00GK101042570SQ20071008936
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者M·利普納, T·科紐斯, P·馬米, B·克拉漢布爾, M·雷伯 申請(qǐng)人:伊塔瑞士鐘表制造股份有限公司