[发明专利]用于制造游丝的方法

说明书

根据本发明的用于制造至少一个游丝(5)的方法包括以下连续步骤：a)提供基板(1)，其在平面(P)中延伸并承载平行于平面(P)的第一层(2)；b)在第一层(2)中形成至少一个通孔(3)；c)在第一层(2)上沉积第二层(4)，第二层(4)填充该至少一个通孔(3)以形成至少一个材料桥(7)；d)在由第二层(4)或基板(l)构成的蚀刻层(6a)中蚀刻至少一个游丝(5)，第二层(4)和基板(l)中的未蚀刻该至少一个游丝(5)的一个构成支撑件(6b)，该至少一个材料桥(7)将该至少一个游丝(5)垂直于平面(P)地连接至支撑件(6b)；e)消除第一层(2)，该至少一个游丝(5)通过该至少一个材料桥(7)保持附接至支撑件(6b)；f)使该至少一个游丝(5)经受至少一次热处理；g)使该至少一个游丝(5)从支撑件(6b)分离。

技术领域

本发明涉及一种用于制造游丝的方法，即用于制造包括螺旋形弹性薄片的弹簧的方法。在通常的应用中，游丝旨在配备至摆轮，以便与摆轮形成钟表机芯的谐振器。这种钟表游丝通常在其内端通过内桩紧固至摆轮轴，并且在其外端通过螺钉或其他紧固部件紧固至称为“夹板(coq)”的机芯桥。

背景技术

本申请人的专利申请EP 3181938描述了一种用于制造预定刚度的游丝的方法，根据该方法，a)形成尺寸大于获得预定刚度的游丝所需的尺寸的游丝，b)确定由此形成的游丝的刚度，c)计算为了获得预定刚度的游丝而要去除的材料厚度，以及d)从在步骤a)中形成的游丝去除计算出的材料厚度。这种方法允许提高尺寸精度并减少由同一晶片或不同晶片形成的游丝之间的制造偏差。通过重复步骤b)、c)和d)，可以进一步改善尺寸质量。步骤a)例如通过蚀刻硅晶片来实现。然后，步骤d)可以是例如通过热氧化作用使硅基游丝氧化，以便将要去除的材料厚度转化成氧化硅，然后去除氧化硅。在步骤d)之后，可以实施所谓的热补偿操作，以使游丝的刚度，更确切地为游丝所属于的谐振器的频率对热变化不敏感。因此，在硅制游丝的情况下，根据专利EP 1422436的教导，可以例如通过热氧化作用将该硅制游丝涂覆氧化硅层。该氧化硅层还用于增加硅制游丝的机械强度。

申请人的另一专利申请EP 3181939描述了一种用于制造预定刚度的游丝的方法，根据该方法，a)形成尺寸小于获得预定刚度的游丝所需的尺寸的游丝，b)确定由此形成的游丝的刚度，c)计算为了获得预定刚度的游丝而缺失的材料厚度，以及d)修改在步骤a)中形成的游丝以补偿缺失的材料厚度，可以重复步骤b)、c)和d)。该方法也允许提高尺寸精度并减少由同一晶片或不同晶片形成的游丝之间的制造偏差。步骤a)例如通过蚀刻硅晶片来实现。在步骤d)之后，可以实施热补偿操作，以使游丝的刚度，更确切地为游丝所属于的谐振器的频率对热变化不敏感。因此，在硅制游丝的情况下，根据专利EP1422436的教导，可以将该硅制游丝涂覆氧化硅层。该氧化硅层还用于增加硅制游丝的机械强度。

根据上述方法的常规实施方式，在步骤a)中，多个游丝在同一硅晶片中同时形成。这些游丝在步骤b)、c)和d)以及热补偿操作期间通过材料桥保持附接至晶片，之后从晶片分离。如专利申请EP 3181938的图7和专利申请EP 3181939的图6所示，这些材料桥将游丝的外部螺旋圈径向地连接至晶片。游丝的其他螺旋圈和内桩不能附接至晶片。

容易理解的是，这种将游丝附接到晶片的附接方式不允许在游丝的制造过程中、特别是在硅制游丝的热氧化操作中使游丝保持不变形。当晶片处于水平位置时，游丝不会保持平坦，而是呈凹形。在竖直位置时，螺旋圈的相对位置被改变了，某些螺旋圈在一侧彼此靠近而在另一侧彼此远离。在室温下，由于螺旋圈保持弹性，因此这些变形没有影响。相反地，在游丝被置于温度可能高于1000℃的烤炉中的热处理期间，这些变形变成永久性的，甚至由于硅的刚度减小而加剧。因此，所产生的游丝在其内端和外端之间可能存在大于每个螺旋圈的高度的高度差。这增加了游丝的尺寸，当该游丝安装在机芯中时，该游丝在正常运行或碰撞过程中可能会与其他组件接触，这可能引起损坏。游丝的这些永久变形还会在机芯的正常运行或碰撞过程中导致螺旋圈互相接触，并且导致螺旋圈彼此紧贴或紧贴例如夹板的机芯的某些部件。可能无法接触机芯的其他组件，例如用于调节走时的快慢针。此外，这些永久变形可能会影响等时性。