特别是用于具有表面拓扑结构的钟表的部件及用于制造其的方法与流程

本发明涉及一种特别是在钟表学领域中使用的微机械部件，该微机械部件旨在在使用期间经受与另一部件进行摩擦接触。其还涉及用于制造物品的方法。

背景技术：

已知的是用功能层涂覆微机械部件，该功能层旨在改善其摩擦学并使表面导电或耐磨。在导电层的情况下，最简单的解决方案是通常通过pvd沉积金属层。这种沉积通常相对较软并且在摩擦区域中容易磨损，例如在擒纵轮齿与擒纵叉石之间或杆凹口与冲击销之间的接触处。这种导电层从摩擦区域完全消失具有使导电层不连续且因此无用的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是通过提出一种部件来克服上述缺点，该部件被构造在旨在经受摩擦的区域中，使得在使用期间即使有磨损也可以在摩擦区域和部件的剩余部分之间维持连续的导电层。

为此，在所述区域（也称为功能表面）中，部件具有由一系列涂覆有导电层的凹槽形成的结构。涂覆有导电层的凹槽或凹陷部分在包围功能表面的两个侧表面之间延伸，以形成与也涂覆有导电层的部件的各个表面连通的层。在磨损期间，导电层保留在凹槽的底部处，这维持了层的完整性和连续性。

优选地，在对部件进行机械加工的步骤期间使结构成扇形并生产。所使用的制造方法是drie（深反应离子蚀刻）工艺。该工艺导致在部件的蚀刻边缘上形成扇形或波纹。此扇形是本领域技术人员根据现有技术希望去除的工艺的固有缺陷。为此，通常在drie工艺之后进行旨在使扇形轮廓平滑的氧化和脱氧步骤。相反，根据本发明，省略该步骤以在部件的边缘上维持扇形轮廓。因此，根据本发明的制造方法使得可以在单个步骤中机械加工/蚀刻该部件并使表面纹理化。接下来，将导电层沉积在部件的所有表面上。各个表面上的涂层只能是局部的，只要它在部件的所有面上成整体或连续即可，以确保整个部件的导电性。

参考附图，在通过非限制性示例给出的优选实施例的以下描述中，本发明的其它特征和优点将明显。

附图说明

图1a和图1b示意性地表示部件的截面图和透视图，在这种情况下是擒纵叉石，在其旨在与另一部件接触的表面上具有根据本发明的扇形纹理。在图1a中所示的制造状态下，旨在与另一个部件接触的表面完全涂覆有导电层。磨损后，如图1b中示意性所示，导电层仅保留在纹理的凹槽中。

图2a是包括两个部件（擒纵轮/擒纵叉）的钟表系统的表示，其在齿和/或擒纵叉的边缘上具有根据本发明的纹理，其中导电层存在于凹槽中。图2b示意性地表示两个部件之一的机械加工边缘上的纹理，其中导电层在凹槽中。

图3以已知方式示意性地示出了实现以产生根据本发明的纹理的drie工艺的各个步骤。

具体实施方式

本发明涉及一种旨在在使用中经受摩擦的部件。更具体地，这是由非导电材料制成的部件，该部件旨在涂覆有导电层以便释放在摩擦期间累积的静电荷。例如，该材料可为硅基的。例如，在钟表学领域，可以例如列举系统中涉及的一个部件或两个部件：擒纵轮齿/擒纵叉石、杆凹口/冲击销等。还可能涉及旨在装配到钟表机芯的固定惯性摆轮的摆轮游丝。

如图1a至图1b中示意性表示的，部件1在其功能表面2上，即在其旨在经受摩擦的表面上，具有由一系列凹槽2a形成的纹理，优选地形成周期性图案。这些凹槽或凹陷部分2a在包围功能表面2的两个侧表面3之间延伸。在所示的示例中，凹槽在平行的两个侧表面之间延伸。优选地，表面2的结构由周期性扇形形成，该扇形具有由峰2b分离的圆形截面的凹槽2a。该结构的优点是，当在drie工艺中机械加工/蚀刻部件的边缘时，可以直接生产该结构。根据该变型，部件1与旨在抵靠其进行摩擦的部件的表面之间的接触发生在表面2的结构的峰2b上，并且凹槽21在产生在两个部件之间的摩擦的方向上延伸。通常，凹槽可以具有不同形状的截面（三角形、正方形等）。同样，包围凹槽2a的部分2b可以是平坦的而不是浮起的。通常，凹槽的深度p（其为纹理的最低点和最高点之间的距离）包括在100nm和500nm之间。此外，凹槽可以相对于旨在抵靠其进行摩擦的部件1的摩擦方向以平行、垂直或倾斜的方式延伸。

根据本发明，整个部件优选在其制造工艺结束时涂覆有导电层4。因此，如图1a中所示，功能性表面2以及所有侧表面3和后表面5在制造工艺结束时完全涂覆有导电层4。基本上恒定的层4的厚度是一致的，也就是说，层4遵循部件并且特别是功能性表面2的表面拓扑结构。接下来，在使用期间，在由于摩擦而磨损之后，导电层4将从凹槽2a的任一侧上的峰部分2b逐渐消失（图1b），而位于峰2b之间或仅在凹槽2a的底部中的导电层的部分仍然存在并继续确保所需的导电性，例如，以疏散任何累积的静电荷。在变型中，还可以设想并非每个表面都完全涂覆有导电层，只要该导电层在整个部件上成整体即可。因此，可以设想，在制造工艺结束时，在功能表面上仅凹槽2a涂覆有导电层4。

作为说明，图2a表示钟表系统，其包括具有齿8的擒纵轮6和包括两个擒纵叉石9的擒纵叉杆7。齿8和擒纵轮6各自具有冲击面8a和锁定面8b，并且擒纵叉杆7的擒纵叉石9各自具有冲击面9a和锁定面9b以及称为擒纵叉石背面的表面9c。擒纵叉杆7还包括以叉为端部的杆7a，该叉包括两个角部7b，其彼此相对的面7c与由与摆轮（未示出）成一体的圆盘p承载的冲击销c配合。在所示的示例中，经受摩擦的分别为齿8和擒纵叉石9的冲击面8a、9a和锁定面8b、9b具有根据本发明的纹理，其中在凹槽2a中具有导电层4（图2b）。明显的是，在变型中，分别为齿或擒纵叉石的冲击面9a和9a以及锁定面8b和9b的表面中的至少一个具有根据本发明的纹理，其中在凹槽2a中具有导电层4。在变型中，还可以设想，根据本发明的功能表面形成旨在与冲击销c接触的擒纵叉的叉（palletfork）的角部的表面7c。

在摆轮游丝更具体地旨在装配到具有固定惯性的摆轮（未显示）的情况下，摆轮游丝的外线圈的两个面均垂直于摆轮游丝的平面，并在摆轮/摆轮游丝摆动期间分别经受抵靠快慢针组件（indexassembly）的两个销的摩擦。因此，这两个面中的至少一个可具有这样的表面，该表面具有由一系列凹槽2a形成的纹理，该凹槽2a由涂覆有根据本发明的导电层4的峰2b分离，该峰的线在摆轮游丝线圈的圆周方向上延伸。

可以设想各种方法以形成根据本发明的结构。例如，可以通过机械加工、选择性化学蚀刻等获得。优选地，该表面纹理是通过drie工艺在部件的机械加工期间获得的，该drie工艺是等离子蚀刻工艺，其具有两个不同的连续循环，即蚀刻循环和钝化循环。该方法示意性地表示在图3中。以已知的方式，提供例如硅基坯料10。在坯料10的表面上形成限定要机械加工的沟槽的穿孔掩模11（图3a）。然后，该方法包括在氟化气体（例如sf6）中进行蚀刻（图3b）和在碳氟化合物气体（例如c4f8）中进行钝化（层12）的连续步骤，其中交替进行的蚀刻和钝化步骤在机械加工的侧壁上产生扇形结构。凹槽的周期性和深度可以以已知的方式尤其通过改变蚀刻和钝化顺序时间来调节。

一旦在功能表面上获得了根据本发明的纹理，就将导电层沉积在部件的各个表面上。优选地，该层是金属并且由诸如金、铂、铑、钯、铬、钛、钒等的抗腐蚀且非磁性的金属形成。通常，该层的厚度小于或等于100nm。导电层通过各种已知的工艺沉积，诸如溅射、物理气相沉积、离子注入或电解沉积。

应当注意，除了导电层之外，部件还可在导电层下面涂覆有一层或多层。例如，在硅摆轮游丝的情况下，其可以是例如sio2的温度补偿层，其具有补偿摆轮游丝芯的热弹性系数随温度变化的功能。

关键词

（1）部件

（2）部件的功能表面

a.凹槽

b.峰或部分

（3）侧表面或与功能表面连通的表面

（4）导电层

（5）不与功能表面连通的表面或与功能表面相对的表面

（6）擒纵轮

（7）擒纵叉杆

a.杆

b.角部

c.角部的功能表面

（8）擒纵轮齿

a.形成功能表面的冲击面

b.形成功能表面的锁定面

（9）擒纵叉石

a.形成功能表面的冲击面

b.形成功能表面的锁定面

c.擒纵叉石的背面

（10）坯料

（11）掩模

（12）钝化层

c：冲击销

p：圆盘