单片游丝及其制造方法

专利名称：单片游丝及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种游丝及其制造方法，特别地，涉及一种单片形成的具有上 升的末端曲线的游丝。
背景技术：
时钟的调节部件通常包括称做摆轮的惯性轮禾嘛做游丝的谐振器。这些部 件关于时钟的工作质量具有决定性作用。实际上，它们调节机芯，艮卩，它们控 制机芯的频率。
在具有上升的末端曲线的游丝的情况中，已经测试过很多材料和方法，但 是都不能克服关于谐振组装的困难。

发明内容
本发明的一个目的M过提供具有上升的末端曲线的单片游丝来克服全部 或部分上述缺陷，该单片游丝的热弹性系数可以调节并且其利用使组装困难最 小化的制造方法而获得。
因此本发明涉及一种单片游丝，包括在硅基材料的同一层中形成的同轴安 装于内桩上的摆轮游丝，特征在于，该单片游丝包括将所述摆轮游丝外圈提高 或提升于硅對才料的所^之上以便改善所述游丝的同心扩展的装置。
根据本发明的其他有利特征 —上升體包括用于连接摆轮游丝外圈的上升构件，其在硅基材料的第二层中 形成；
一上升装置具有连接于所述上升构件并且在硅基材料的第三层中形成的末端曲
线，其形成贝利坚(Breguet)线圈；
一末端线圈是菲力浦(Philips)曲线；
—内桩包括i^f述摆轮游丝突起的延伸部分，以便改善所述游丝的定向； 一上升装置包括第二摆f^游丝，其同轴安装于第二内桩上、连接于所述上升构件、并且在硅基材料的第三层中形成以形成串联的双摆轮游丝；
一游丝具有至少一个由二氧化硅形成的部分以使它更具机械抗性并调节它的热
弹性系数，
一至少一个内桩具有在其中驱动心轴的金属部件，这样避免了对硅基材料制成 的内径的损伤；
—至少一个内部摆轮游丝线圈具有格罗斯曼(Grossmam)曲线，以便改善所述 游丝的同心扩展。
更加概括地，本发明涉及一种时钟，特征在于它包括根据前述变体中任一 种所述的单片游丝。
最后，本发明涉及一种制造游丝的方法，包括以下步骤
a) 提供包括由硅S^才料制成的顶层和底层的基底，
b) 选择性地在顶层蚀亥侄少一个空腔以限定由硅St才料制成的所述游丝的 上升构件，
c) )l維基材料附加层连接到基底的被嫩啲顶层，
d) 选择性地在附加层蚀刻至少一个空腔以延续上升构件的图样并且限定由 硅S^才料制成的所述游丝的摆轮游丝和内桩的图样，
特征在于，所述方法进一步包括以下步骤
e) 选择性地在底层蚀刻至少一个空腔以沿续上升构件的图样并且限定末端 线圈的图样；
f) 从基底释放游丝。 根据本发明的其他有利特征
—步骤d)中摆轮游丝和内桩的蚀刻与步骤e)中末端曲线的蚀亥湘颠倒，
—在硅基材料其他层的至少一层中蚀亥呐桩延伸部分的图样；
—在步骤e)过程中嫩啲末端曲线的图样被第二摆轮游丝和第二内桩的图
样取代，以便形成串联的鹏轮游丝；
—在t喊鹏轮游丝的步骤之后，该方法包括步骤g):氧化由硅S^料制成
的摆轮游丝，以便使它更具机械抗性并调节它的热弹性系数，
一在步骤e)之前，该方法包括步骤h):在底层，择性地沉积至少一个金
属层以限定内桩上的金属部件的图样，
一步骤h)包括步骤i):至少部分地在底层表面JJ131连续的金属层使所述沉积生长，以便形j^E其中驱动心轴的金属部件，
一步骤h)包括步骤J):选择性地在底层蚀刻用于接纳金属部件的至少一个 空腔，以及步骤k):至少部分地在所超少一个空腔中通腿续的金属层<妙万 述沉积生长，以便形成在其中驱动心轴的金属部件，
—步骤h)包括最后的步骤l):抛光金属沉积，
一多个游丝在同一基底上形成。


其他特性和特征将从以下描述中更清晰地呈现，参照附图以非限制性说明 的方式给出所述描述，其中
—图1至5示出根据本发明的制造方法的连续视图， —图6至8示出替代性实施例的连续步骤的视图，
一图9示出根据本发明的方法的流程图，
—图10和11是根据本发明的单片游丝的透视图，
_图12是根据本发明的一个变体的游丝的透视图。
具体实施例方式
本发明涉及一种方法，总体表示为1，该方法用于制造用于时钟机芯的具
有提升或上升的末端曲线的单片游丝21， 2r。如图1至9中所示，方法1包括
形成至少一种游丝的连续步骤，游丝可以完全由硅基材料形成。
参照图1和9，第一步骤100在于获取硅绝缘体(silicon-on-insulator, SOI)
基底3。基底3包括各自由硅基材料形成的顶层5和底层7。
4 tfe，在该步骤100中，选择基底3以^/^层7的高度与最终的游丝21
的一部分的高度相配。
ttifet也，顶层5用作相对于底层7的间隔构件。因此，顶层5的高度^ 、 具有上升的末端线圈21 ， 21，的游丝的结构来改变。
在第二步骤101中，在图2中可见，在硅基材料的顶层5中，空腔8例如 ffli!DRIE (深反应离子蚀刻)过程 择性地 1」。空腔8优^t也形成图样6， 该图样限定属于游丝21， 21'的上升装置2的硅部分的内部和外部轮廓。
在图10和11中所示的第一变体中，图样6形繊丝21的上升装置2的上升构件4的中间部分。如图2所示，图样6采用弯曲的、矩形板的近似形式。 然而，有利地，根据方法l，在顶层5上的蚀刻给关于图样6的几何形状留下完 全的自由。因此，图样6可以不必是矩形，而是例如梯形的。
在图12中所示的第二变体中，图样6形成游丝21'的上升装置2'的上升构 件4'的中间部分。如图2所示，图样6采用弯曲的、矩形板的近似形式。然而， 有利地，根据方法l，在顶层5上的蚀刻给关于图样6的几何皿留下完全的自 由。因此，特别地，图样6可以不必是矩形，而是例如可以形成完整的环形。
雌地，对于图10和11的第一变体，另一个空腔10可以在步骤101中被 t顿j，以便形成不同于图样6的图样9，其限定分别属于游丝21内桩27的硅部 分的内部和外部f&廓。
在图10和11中所示的例子中，图样9因而形成具有上升的末端曲线的游 丝21的内桩27的中间部分。如图2中所示，图样9大致为具有环形截面的圆 柱形。然而，有利地，根据方法l，在顶层5上的,lJ给关于图样9的几何皿 留下完全的自由。因此，特别地，图样9可以不必是环形，而可以是例如椭圆 形和/或具有非环形的内径。
{腿地，在步骤101中，形成由材料16制成的至少一个職件以在制敬 程中将具有上升的末端曲线的游丝21， 21，保持在基底3上。在图2中所示的例 子中，可以看到，材料16制成的^j牛留在图样6的一个主要表面和未蚀刻层 5的剩余部分之间。
在第三步骤102中，在图3中示出，硅S^才料的附加层11被加到基底3上。 雌地，附加层11M31^1^ (SFB)固定于顶层5。因此，步骤102有利地 舰以非常高的粘着力将图样6禾呵能的图样9的顶面连接到附加层11的底面 来覆盖顶层5。
在第四步骤103中，在图4中示出，空腔18和20例如3131与步骤101相 似的DRIE过程在附加硅层11中被选择性地卞虫刻。这些空腔18和20形成三个 图样17， 19和24，这三个图样限定了具有上升的末端曲线的游丝21， 2r的硅
部分的内部和外部轮廓。
在图4中所示的例子中，图样17大致为具有环 面的圆柱形，并且图样 19大致为螺旋形。然而，有利地，根据方法l，在附加层ll上的蚀刻允许关于 图样17和19的几何形状的完全的自由。因此，特别地，图样19例如可以具有更多线圈或具有包括改善其同心扩展的格罗斯曼曲线的内部线圈，这在EP专利 1612627中作出了说明，该专利M51引用并A^文。
tt^地，对于图10和11的第一变型，在附加层11中形成的图样17与顶 层5中形成的图样9的形状樹以并且与图样9铅直。这意 分别形成图样17 和9的内径的空腔18和10互相iSl并大致地一个在另一个之上。在图10和11 中所示的例子中，图样9和17分别形成游丝21的内桩27的上部和中部。
有利地，由于图样17和19同时被嫩IJ，因此它们在附加层ll中形成单片 部分。在图10和11中所示的第一变体中，图样17和19分别形成内桩27的下 部和具有上升的末端曲线的游丝21的摆轮游丝25。在图12中所示的第二变体 中，图样17和19分别形成第一内桩2T和具有上升的末端波形的游丝21，的第 一摆轮游丝25,。
地，在附加层11中形成的图样24与顶层5中形成的图样6的皿相 似并且大致与图样6铅直。在图10和11中所示的第一变体中，图样6和24分 别形成游丝21的上升装置2的上升构件4的上部和中部。
在图12中所示的第二变体中，图样6和24分别形成游丝21'的上升装置2' 的上升构件4'的上部和中部。当然，相{,也，材料16制成的職件的图样可以 在步骤103中延伸入附加层11中。
在该第四步骤103之后，清楚的是，在附加层ll中蚀刻的图样17， 19和 24 ffl31图样24的底部以高粘着力连接于顶层5中蚀亥啲图样6之上。
地，如图9中的虚线所示，方法1可以包括第五步骤104，该步骤在 于氧化至少图样19，即游丝21， 2r的摆轮游丝25， 25，，以便4妙万述第一摆轮 游丝更具机械抗性并调节它的热弹性系数。该氧化步骤在EP专利1422436中作 出说明，该专利fflil引用并A^文。
有利地，根据本发明，在第四步骤103之后，或者 地，在第五步骤104 之后，方法1可以包括三个实施例A、 B和C，如图9中所示。然而，三个实 施例A、 B和C中的每一个都以相同的最后步骤106结束，该最后步骤在于从 基底3释方处万帶隨的具有上升的鄉曲线的游丝21， 21，。
有利地，释放步骤106可以仅通过向游丝21, 2r施加足够的力以断开材料 16制成的 件来实现。该力例如可以由操作者手动产生或由机加工产生。
根据第一实施例A，在第六步骤105中，空腔12和14例如M与步骤101
9和103相似的DRIE过程在硅S^才料的底层7中被选择性地t虫刻。这些空腔12 和14形成三个图样13， 15和22， i^H个图样限定了具有上升的末端曲线的游 丝21， 21'的硅部分的内部和外m&廓。
在图5中所示的第一变体中，图样13大致为具有环形截面的圆柱形，并且 图样15大致为螺旋形。而且，图样22具有弯曲的矩形板的形式。然而，有利 地，根据方法1 ，在底层7中的蚀刻给关于图样13， 15和22的几何形状留下完 全的自由。因此，特别地，图样15例如可以具有更多线圈。
ttit地，对于图10和11的第一变型，在底层7中形成的图样13与顶层5 和附加层11中形成的图样9和17的形状相似并且与图样9和17实质上铅直。 这意味着分别形成图样13， 9和17的内径的空腔12， 10和18互相3iM并大致 地一个在另一个之上。在图10和11中所示的第一变体中，图样17， 9和13分 别形成游丝21的内桩27的上部、中部和下部。
4，地，对于图12的第二变体，在底层7中形成的图样13与顶层5中形 成的图样17的皿相似并且与图样17大致铅直。这意,分别形成图样13和 17的内径的空腔12和18大lfct也一个在另一个之上而不相邻接。在图12中所示 的第二变体中，图样17和13分别形成双重串联游丝21'的第一内桩27'和第二 内桩27"。
4，地，在底层7中形成的图样22与顶层5中形成的图样6的皿相似并 且与图样6大致铅直。在图10和11中所示的第一变体中，图样22， 6和24分 别形成游丝21的上升装置2的上升构件4的下部、中部和上部。在图12中所 示的第二变体中，图样22， 6和24分别形成游丝2r的上升装置2，的上升构件 4'的下部、中部和上部。当然，材料16制成的職件的图样可以在步骤105中 延伸入底层7中。
而且， 纟 于图10和11的第一变体，图样15用于满足菲力浦游丝的 标准。由此，有利地，由于图样22和15同时被蚀刻，它们因此在底层7中形 成单片部分。在图10和11中所示的第一变体中，图样22和15分别形成上升 构件4的下部和游丝21的上升装置2的末端曲线23。
最后，tt^iW于图12的第二变体，图样15以与步骤103中形成的图样 19相似的方式形成。由此，有利地，由于图样13， 22和15同时被蚀刻，它们 因此在底层7中形成单片部分。在图12中所示的第二变体中，图样22， 15和13分别形成上升构件4'的下部和上升装置2'的第二摆轮游丝23'以及串联的双 摆轮游丝21'的第二内桩27"。有利地，根据方法l，,层7中的蚀刻允许关 于图样15的几何形状的完全的自由。由此，图样15例如可以具有更多线圈或 具有包括用于改善其同心扩展的格罗斯曼曲线的内部线圈，这在EP专利 1612627中作出了说明，该专利fflii引用并A^文。
在，的最后步骤106之后，第一实施例A因此产生具有上升的末端曲线 的单片游丝21或21'，其完全由硅基材料形成，如图10和11或12中所示。由 此清楚的是，不再有任何关于形成部件的问题，因为这些部件在游丝21或21' 的制3til程中直接形成在固定元件上。
在图10和11中所示的第一变体中，游丝21包括同轴连接于内桩27的摆 轮游丝25，其外部线圈具有上升装置2，上升装置主要包括在三个层ll， 5， 7 中蚀刻的用作上升构件4的矩形板和末端曲线23。如图10和11中所示，由此 获得的具有上升的末端曲线的游丝21具有贝利坚结构。有利地，根据本发明， 需要注意的是，内桩27也在三个层11， 5， 7中蚀刻，其改善了游丝21的定向。 而且，摆轮游丝25的内部线圈26具有格罗斯曼曲线以改善其同心扩展。
进一步，在方法1的步骤103和105中实施的t赅U给关于末端曲线23、摆 轮游丝25、上升构件4禾呐桩27的几何形状留下完全的自由。因此，特别地， 在摆轮游丝25、上升构件4和末端曲线23之间的接合可以有不同的几何形伏。
依照同样的理由，内桩27至少在底部、中部和/或顶部13， 9和17中的一 个之上可以具有一致特殊的或不同的尺寸和M/L何形状。实际上，根据将在上 面安装内桩27的心轴，内径可以在内桩27的全部或部分高度上具有互补的形 状。而且，内径和/或外径不必为环形，而是可以是例如椭圆形和/或多边形。
还应注意的是，深反应离子蚀刻的非常高的结构精度减小了摆轮游丝25 的起始半径，艮P，内桩27的外径，这意瞎内桩27的内径和外径可被小型化。 由此清楚的是，游丝21肯^通过空腔18， 10和12有利地接4爐径比当前通常 制造的直径更小的心轴。
,地，所述心轴可以固定于内桩27之一的内径18和/或10禾n/或12。内 桩的减轻可以例如ffl51在硅基材料形成的内桩27中蚀刻的弹性构件而实现。心 轴可以禾,在硅内桩27'或27"中1:喊啲弹性构件而被紧固。这种弹性构件例如 可以采用EP专利1655642的图10A至10E中公开的形式或者，EP专利1584994的图1， 3和5中公开的形式，所述专利通过弓间并A^文。
在图12中所示的第二变体中，游丝21，具有同轴连接于内桩27，的第一摆 轮游丝25，并且摆轮游丝的外部线圈包括上升装置2'，上升装置主要包括在三个 层ll， 5， 7中蚀刻的用作上升构件4，的矩形板、第二摆轮游丝23，和第二内桩 27"。如图12中所示，由此获得的游丝21，具有双重串联游丝结构。
进一步，在方法1的步骤103和105中实施的，ij给关于摆轮游丝25'和 23，、上升构件4，和内桩27，和27"的几何形状留下完全的自由。因此，特别地， 在摆轮游丝25，, 23，和上升构件4，之间的接合可以有不同的几何形状。也可能如 前述变体中一样地想到，針摆轮游丝25'和23'的内部线圈可以具有格罗斯曼 曲线以改善^线圈的同心扩展。
傲照同样的理由，内桩27'和27"也可以具有特殊的或不同的尺寸和/或几 何 ^犬。实际上，根据将被安装内桩27',27"的心轴，所述内桩的内径因而可以 具有互补的形状。而且，每个内桩27', 27"的内径和/或外径不必为环形，而是 可以是例如椭圆形和/或多边形。
还应注意的是，深反应离子蚀刻的非常高的结构精度减小了每个摆轮游丝 25，和23，的起始半径，即，内桩27，和27"的夕卜径，这意赠内桩27，和27"的内 径和外径可被小型化。由此清楚的是，游丝21，育,通过空腔18或12有利±也接
4爐径比当前通常制造的直径更小的心轴。
tti^也，所述心轴可以固定于内桩27'， 27"之一的内径18禾口/或12。另一
个内桩然后可以被安装于簧载摆轮杆或摆轮上。心轴可以利用在硅内桩27'或 27"中卞修啲弹性构件而被紧固。这种弹性构件例如可以采用EP专利1655642 的图10A至10E中公开的形式或者采用EP专利1584994的图1 ， 3和5中公开
的形式，所述专利M:引用并A^文。
根据第二实施例B，在步骤103或104之后，方法1包括第六步骤107， 在图6中示出，该步骤在于执行了LIGA过程(来自德i吾"rontgenL池ographie, Galvanoforaiung &Abformung")。该过程包括在基底3的底层7上利用光结构树 脂以特殊幵揪电^^属的一系列步骤。由于该LIGA过程^^f周知，因ltk^里 不再更详细地描述。4 地，沉积的金属可以是例如金或镍或这些金属的合金。
在图6中所示的例子中，步骤107可以在于沉积圆柱体29。在图6中所示 的例子中，圆柱体29用于接收有利地在其中驱动的心轴。实际上，硅的一，
12点是它具有非常少的弹性和塑性区域，使得它非常易碎。本发明由此提出不将
心轴(例如摆轴)紧靠着内桩27,27'或27"的硅紧固，而是紧固在步骤107中电 镀的金属圆柱体29的内径28上。
有利地，根据方法l，由电镀得到的圆柱体29允许关于其几何形状的完全 的自由。由此，特别地，内径28不必是环形的，而是例如多边形，其可以改善 具有相配皿的心轴的旋转中的应力传递。
在第七步骤108中，与图5中示出的步骤105相似，例如通过DRIE方法， 在硅S^才料的底层7中选择性地蚀刻空腔。这些空腔允许图#^似于根据两个 变体之一的第一实施例A的图样13， 15和22而形成。
在，的最后步骤106之后，第二实施例B由此产生单片的具有上升的末 端曲线的游丝，该游丝由硅基材料形成，具有与实施例A相同的优点，具有增 加的金属部件29。由此清楚的是，不再有任何关于形成部件的问题，因为这些 部件在游丝21或2r的制ig51程中直接形鹏固定元件上。最后，有利地，心 轴可以紧 €金属部件29的内径28而被驱动。因此可以优选地想到，根据所 述变体的空腔12禾口/或10禾口/或18包括比金属部件29的内径28的尺寸更大的 截面，以便阻止心轴与内桩27， 27'或27"以推入配合的方式接触。
根据第三实施例C，在步骤103或104之后，方法1包括图7中示出的第 六步骤109，该步骤在于例如通过DRIE过程在硅基材料的底层7中选择性地蚀 刻空腔30至有限深度。空腔30形成用作金属部件的容器的凹口。在如图7中 所示的例子中，获得的空腔30可以是圆盘的形式。然而，有利地，根据方法l， 底层7的蚀刻允许关于空腔30的几何^l犬的完全的自由。
在第七步骤110中，如图7中所示，方法1包括^M特定的金属形Wl行 电流增长或LIGA过程以用于i真充空腔30。,地，沉积的金属可以是例如金 或镍或这些金属的合金。
在图8中所示的例子中，步骤110可以在于在空腔30中沉积圆柱体31 。 圆柱体31用于接收有利地在其中驱动的心轴。实际上，如上所述，本发明的一 个有利特征在于不将心轴(例如摆轴)紧靠着内桩27,27'或27"的硅^t才料紧固， 而是紧固在步骤110中电镀的金属圆柱体31的内径32上。
有利地，根据方法l，由电镀得到的圆柱体31允许关于其几何形状的完全 的自由。由此，特别地，内径32不必是环形的，而是例如多边形，其可以改善具有相配形状的心轴的旋转中的应力传递。
地，方法1包括第八步骤111，其在于抛光在步骤110中形成的金属 沉积31，以便使得所述沉积平坦。
在第九步骤112中，与图5中示出的步骤105类似，在硅^^才料的底层7 中例如Mil DRIE过禾離择性地蚀刻空腔。这些空腔形成的图样类似于根据两 个变体之一的第一实施例A的图样13， 15和22。
在上述的最后步骤106之后，第三实施例C产生单片的由硅St才料形成的 具有与实施例A相同优点的游丝，其具有增加的金属部件31。由此清楚的是， 不再有任何的制造问题，因为所述部件在游丝21或21'的制it31程中直接形成 在固定元件上。最后，有利地，心轴可以紧歸金属部件的内径32而被驱动。 因此可以tti^也想到，根据所述变体的空腔12禾口/或10和/或18具有比金属部 件31的内径32的尺寸更大的截面，以便阻止心轴与内桩27， 27'， 27"以推入 配合的方式接角虫。
根据三个实施例入B和C，应当理解的是，最终的游丝21或21'由此在构 造之前，即在蚀刻和/或M电镀改变之前被装配。这有利地使当前的制造方法 产生的偏差最小化，因而提高了其所{ 的调节部件的精度。
有利地，根据本发明，同样清楚的是，多个具有上升的末端曲线的游丝21 或21'育,在相同的基底3上形成，这允许批量生产。
而且，育,同样地或制魁也由附加层11和/或顶层5形成与金属沉积29和 域31相同鄉的驱动^A物。
方法1可以在步骤105， 108或112之后包括与步骤104相同类型的步骤， M于氧化图样15，即游丝21或21'的糊曲线23或摆轮游丝23'，以便使它 更具机械抗性并调节它的热弹性系数。步骤111之类的抛光步骤也可以在步骤 107和步骤108之间执碎亍。
有利地，根据本发明，无论采用明P个实施例AB或C，方法l都允许步骤 103与步骤105， 108或112相颠倒，步骤103在于在附加层11中蚀刻摆轮游丝 25， 25，和内桩27， 27，，步骤105， 108或112在于在底层7中蚀刻末端曲线23 或摆轮游丝23邻内桩27"。这意赠末端曲线23或摆轮游丝23'和内桩27"可 以首先在附加层11上被 1」，然后摆轮游丝25， 25，和内桩27， 27'可以在底层 7中被蚀刻。在这种情况下，末端曲线23可以例如在摆轮游丝25被氧^te前在步骤104中被氧化。
导电层也可以沉积在游丝21或21'的至少一部分之上以防止等时性问题。 该层可以是EP专利1837722中公开的类型，该专利M:引用并A^文。
内桩27的高度可以比图10和11中所示的第一变体的高度更加有限，艮P， 例如该高度可以限定于层5禾n 11。上升构件4也可以采用不同于弯曲的矩形板
的形式。
最后，至少可以提供由材料制成的第二職件，以便在制it^程中将游丝 21保持于基底3，这可以在图样19的外部曲线和未嫩喔11的剩余部分之间 执行。
权利要求
1、一种单片游丝(21，21’)，包括在硅基材料的同一层中形成的同轴安装于内桩(27，27’)上的摆轮游丝(25，25’)，其特征在于，包括在硅基材料的所述层上的用于所述摆轮游丝外部线圈的上升装置(2，2’)，以便改善所述游丝的同心扩展。
2、 根据权利要求1所述的游丝，其特征在于，上升装置(2， 2，)包括连 接摆轮游丝(25， 25')的外部线圈的上升构件(4， 4')，，硅基材料的第二 层中形成。
3、 根据权利要求2所述的游丝，其特征在于，上升装置(2)包括连接于 所^Jl升构件(4)并且在硅St才料的第三层中形成的末端曲线(23)。
4、 根据权利要求3所述的游丝，其特征在于，末端曲线(23)是菲力浦曲线。
5、 根据前述权利要求中任一项所述的游丝，其特征在于，内桩(27)包括 AA^述摆轮游丝，的一个延伸部分(9， 13)，以便改善所述游丝的定向。
6、 根据权利要求2所述的游丝，其特征在于，上升装置(2，)包括第二摆 轮游丝(23，)，所述第二摆轮游丝同轴安装于第二内桩(27")上、连接于所述 上升构件(4')并且在硅S^才料的第三层中形成，从而形成双重串联游丝。
7、 根据前述权利要求中任一项所述的游丝，其特征在于，包括至少一个二 氧化硅部分以使所述游丝更具机械抗性并调节其热弹性系数。
8、 根据前述权利要求中任一项所述的游丝，其特征在于，至少一个内桩(27， 27'， 27")具有一个金属部件(29， 31)以用于接收在其中驱动的心轴。
9、 根据前述t又利要求中任一项所述的游丝，其特征在于，至少一个摆轮游 丝(25， 25，， 23，)内部线圈(26)具有格罗斯曼曲线以改善所述游丝的同心扩 展。
10、 一种时钟，其特征在于，所述时钟包括根据前述权利要求中任一项所 述的单片游丝(21， 21')。
11、 一种制造单片游丝的方法(1)，包括以下步骤a) 提供(100)包括由硅S^才料制成的顶层(5)禾喊层(11)的基底(3)，b) 选择性地在顶层(5)蚀刻(101)至少一个空腔(8， 10)以限定由硅基材料形成的所述游丝的上升构件(4)，c) 将硅基材料附力瞻(7)连接到(102)基底(3)的被蚀刻的顶层(5)，d) 选择性地在附加层(7)中蚀刻(103)至少一个空腔(18， 20)以延续 上升构件(4)的图样并且限定由硅基材料制成的所述游丝的摆轮游丝(25)和 内桩(27)的图样；其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤e) 选择性地，层(11)中t赅U (105， 108， 112)至少一个空腔(12， 14) 以延续上升构件(4)的图样并且限定由硅基材料形成的末端曲线(23)的图样， 以及l)从基底释放(106)单片游丝(21)。
12、 根据权利要求ll所述的方法，其特征在于，步骤d)中摆轮游丝(23) 和内桩(27)的蚀刻与步骤e)中末端曲线(23)的蚀刻相颠倒。
13、 根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在硅S^才料其他层 的至少一层中蚀刻内桩(27)的延伸部分的图样(9， 13)。
14、 根据权利要求ll所述的方法，其特征在于，在步骤e)过程中蚀刻的末 端曲线(23)的图样被第二摆轮游丝(23，)和第二内桩(27")的图样取代，以便 形成串联的双游丝(21')。
15、 根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，在嫩鹏 轮游丝(25， 25，， 230的步骤之后，进一步包括以下步骤g) 氧化由硅S^才料制成的摆轮游丝(25， 25% 23，)，以便4妙万鹏轮游丝 更具机械抗性并调节其热弹性系数。
16、 根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤e) 之前，进一步包括以下步骤h) 在底层上选择性地沉积(107， 110)至少一个金属层以限定所述游丝的 金属部件(29， 31)的图样。
17、 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤h)包括以下步骤i) 至少部分地在底层表面上Mi!3i续的金属层f妙;f述沉积生长(107)，以便 形成金属部件(29)以用于接纳在其中被驱动的心轴。
18、 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤h)包括以下阶段 j)选择性地在底层蚀刻(109 )用于接纳金属部{牛(31)的至少一个空腔(30 );k)至少部分地在所述至少一个空腔中通过连续的金属层使所述沉积生长(110)，以 成金属部件(31)以用于接纳在其中被驱动的心轴。
19、 根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于，步骤h)包 括以下的最后阶段l)抛光(111)金属沉积。
20、 根据权利要求11至19中任一项所述的方法，其特征在于，多个单片 游丝(21， 21，)在同一基底(3)上形成。
全文摘要
本发明涉及一种单片游丝(21，21’)，包括在硅基材料的同一层中形成的同轴安装于内桩(27，27’)上的摆轮游丝(25，25’)。根据本发明，该游丝包括在硅基材料的所述层之上的用于所述摆轮游丝外部线圈的上升装置(2，2’)，以改善所述游丝的同心扩展。本发明也涉及一种包括这种类型的游丝的时钟以及制造这种游丝的方法。本发明涉及时钟机芯领域。
文档编号G04B1/14GK101550978SQ20091020391
公开日2009年10月7日 申请日期2009年3月27日 优先权日2008年3月28日
发明者J·-B·彼得斯, J·-P·蒂鲍德, M·维拉尔多, P·-A·巴勒, P·库辛, T·科纽斯 申请人:尼瓦罗克斯-法尔股份公司