微机电系统微型马达的驱动模块，生产过程和有其的时计技术方案

本发明专利技术提出一种与时钟轮接合的驱动模块，其具有由晶体或非晶体材料制成的板，其包括形成基片的下部层、和ＭＥＭＳ型微型马达蚀刻到其中的上部层，其中微型马达具有可旋转地驱动转子的至少一个促动器，其特征在于：与转子同轴线布置的小齿轮可旋转地连接到转子且设置在转子上方，提供所述小齿轮以在位于板的外部周边边缘附近的接合区域与时钟轮接合，转子设置在板上以最小化转子外部周边边缘和板对应于接合区域的外部周边边缘之间的距离，且小齿轮的直径大于转子的直径从而相对于板突出到接合区域内。本发明专利技术也提出一种用于生产这种模块的过程和包括该模块的时计。

【技术实现步骤摘要】
,生产过程和有其的时计的制作方法
本专利技术涉及用于时钟芯的驱动模块和装配有这样的驱动模块的诸如手表的时计。 更特定地，本专利技术涉及想要与时钟轮接合的驱动模块，其具有由晶体或非晶体材料制成的板，包括形成基片的下部层、和MEMS型微型马达蚀刻到其中的上部层，其中微型马达具有可旋转地驱动转子的至少一个促动器。
技术介绍
硅芯片通常为矩形形状，以最大化每个晶片的部件数量。这很好地适合电子元件系统功能块的布置，由于其也为矩形。在提供在硅板中且使用梳型交叉指型静电促动器或“梳状驱动器”的MEMS型微型马达的情况，促动器一般具有矩形形状，但由于它们必须产生高的力，它们占据大的面积且因此它们不能被分隔成几块以在矩形芯片上最优地分配。由于微型马达的转子为圆形，甚至更难优化支撑微型马达的硅板上和晶片上的占据表面，其因此导致硅板的大的未使用面积。如果目标为通过优化促动器或多个促动器的布置而最大化微型马达的效率，优化变得更加复杂。
技术实现思路
本专利技术目的在于通过提出允许所有这些参数的优化的驱动模块，特别是通过优化模块生产必要的硅板的面积，解决这些问题，同时获得具有提高的效率的微型马达。 在该目的中，本专利技术提出前述类型的驱动模块，其特征在于与转子同轴线地布置的小齿轮可旋转地连接到转子且设置在转子上方，所述小齿轮提供为在位于板的外部周边边缘附近的接合区域中与时钟轮接合，转子设置在板上以最小化转子外部周边边缘和板对应于接合区域的外部周边边缘之间的距离，且小齿轮的直径大于转子的直径，从而相对于板突出到接合区域内。 根据本专利技术的其他特征 促动器具有触针，其在板平面的平行方向是可移动的，触针在它的自由端上装配有棘爪，其提供为与设置在转子外部周边边缘上的锯齿轮齿合作，以顺序地可旋转地驱动它，且棘爪与转子的互锁区域的角度位置相对于接合区域以一角度稍微偏移； 触针在将促动器分为两个完全对称的部分的方向延伸； 提供两个促动器，每个具有可移动的触针，其自由端提供有棘爪，一个用于推，另一个用于拉，以在接合区域每一侧上与转子的轮齿合作； 促动器在它们之间描绘80度和140度之间的总体范围内的角度，其中该角度的平分线通过接合区域且通过转子的旋转轴线，从而板一般具有由板的外部轮廓限定的“V”形； 板具有支撑转子的中心部分和两个侧向部分，板的轮廓总体上与彼此正交且形成两个侧向部分的两个矩形与形成中心部分的横向矩形相交对应，所述横向矩形相对于两个其他矩形的每个描绘45度的角度，每个侧向部分表面的大部分被促动器占据，而中心部分表面的大部分被转子占据，且接合区域设置为靠近中心部分的周边边缘之一； 板具有用于将促动器连接到电子模块的端子，且端子设置在中心部分上相对于转子轴线与接合区域相对的侧上； 驱动模块设置在外壳内，其具有提供为紧固到诸如机芯板的时计元件的下部板和紧固到下部板的盖； 盖在它的外部周边边缘之一中具有开口凹痕，且小齿轮接纳在凹痕中； 本专利技术也提出用于生产驱动模块的过程，其特征在于它包括在诸如硅晶片的晶体或非晶体材料片中蚀刻几个板的步骤，其中板以人字形的方式交错成几列，两个相邻列的板定向为相对方向。 本专利技术进一步提出具有由根据上述任何特征的驱动模块可旋转地驱动的机芯的时计。 附图说明 从参考以非限制性示例方式给出的附图阅读以下详细的说明书，本专利技术的其他特征和优势将变得更清楚，其中 图1为示意性地显示根据本专利技术的教示构造的时计的截面图； 图2为部分显示装配有具有MEMS型微型马达的驱动模块的图1的时计的机芯的透视图； 图3为示意性地显示图2的驱动模块的俯视图； 图4为显示图2的驱动模块和封装该驱动模块的外壳的分解透视图； 图5为示意性地显示驱动模块的部分且图示微型马达的小齿轮和转子围绕轴可旋转安装的沿线5-5截取的轴向截面的放大图； 图6为图示小齿轮由转子以销的方式的促动的沿线X’X截取的轴向截面的示意图； 图7为图示小齿轮由转子以销的方式的促动的示意性俯视图； 图8为图示轴相对于转子的组件的变体的沿X’X截取的轴向截面的示意图； 图9为根据图8的组件布置示意性地表示设置在板中用于夹紧和定心轴的弹性紧固结构的平面图； 图10为示意性地表示硅晶片且图示晶片上几个微型马达的组件的示例的俯视图。 具体实施例方式 图1示意性地表示装配有根据本专利技术的教示的驱动模块13的以手表形式的时计10，其中驱动模块13在此设置在外壳12内。 在这种情况下，时计10包括由玻璃盖16封闭的表壳14、面盘18和指针20形式的模拟显示装置。提供指针20以由根据本专利技术的驱动模块13通过包括例如定标器元件的机芯22可旋转地驱动。驱动模块13通过电池24被供应电力。在这种情况下，外壳12、驱动模块13、机芯22和电池24安装在板26上且一起形成时计10的机芯机构27，该机芯机构27紧固到表壳14的内侧。机芯机构27清楚地包括其他元件(未显示)，特别是具有集成电路的电子模块、具有石英水晶的时基、印刷电路板等。 图2显示时计10的机芯机构27的部分，特别是外壳12和机芯22安装到其上的板26。 驱动模块13想要与时钟轮接合，即机芯22的输入轮28。 根据本专利技术的驱动模块13的不同元件在图3到7中更详细显示。 驱动模块13具有由晶体或非晶体材料制成的板30，例如硅，其具有形成基片32的下部层和上部层34，MEMS(微机电系统)型微型马达36蚀刻到其中。在这种情况下，微型马达36由可旋转地驱动蚀刻到上部层34内的转子42的两个促动器38、40形成。 每个促动器38、40具有在平行于板30的平面的方向A1、A2可移动的触针44、46。每个触针44、46在它的自由端装配有棘爪48、50，提供棘爪为与设置在转子42外部周边边缘上的锯齿轮齿52合作，以顺序地可旋转地驱动它。 每个触针44、46优选地以方向A1、A2延伸，其将相关的促动器38、40分为两个完全对称的部分。第一促动器38优选地包括推棘爪48而第二促动器40优选地包括拉棘爪50。 在这种情况下，每个促动器38、40为梳型交叉指型静电促动器且通过蚀刻到硅板30中形成。在此，板30为绝缘体上硅(SOI)型板且具有厚的下部硅基片层32、氧化硅中间层54和具有比基片32小的厚度的硅上部层34。 每个促动器38、40的固定部分具有用于电连接到电子模块的供应端子56、58，且每个促动器38、40的可移动部分具有接触端子57、59，其施加确定的电势到这些可移动的部分，在这种情况下为零伏。 具有构造在硅板中的静电促动器的微型马达在例如专利文件WO2004/081695中描述和显示，其在此参考引入。在该文件中，马达通过蚀刻形成在硅层中。它具有带齿的驱动轮和与轮的齿合作的驱动销以使它旋转。每个驱动销可位移地结合到可移动梳，取决于施加于固定梳的电压，可移动梳相对于固定梳移位。 使用SOI板的实施例在前述文件中参见图7A到7D描述。 依据有利实施例，每个促动器38、40连接到被动棘爪49、51，其锁定区域位于接合区域70和相关棘爪的锁定区域之间。这些被动棘爪49、51与转子42保持弹性接合，以确保精确角度定位，特别是在当其他棘爪48、50被移位时的驱动阶段期间。 根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种意在与时钟轮（２８）接合的驱动模块（１３），其具有由晶体或非晶体材料制成的板（３０），包括形成基片（３２）的下部层、和ＭＥＭＳ型微型马达（３６）蚀刻到其中的上部层（３４），其中微型马达（３６）具有可旋转地驱动转子（４２）的至少一个促动器（３８、４０），其特征在于：与转子同轴线布置的小齿轮（６２）可旋转地连接到转子且设置在转子上方，所述小齿轮提供为在位于板（３０）的外部周边边缘（７２）附近的接合区域（７０）与时钟轮接合，转子（４２）设置在板上以最小化转子（４２）外部周边边缘和板（３０）对应于接合区域（７０）的外部周边边缘（７２）之间的距离，且小齿轮（６２）的直径大于转子（４２）的直径，从而相对于板（３０）突出到接合区域（７０）内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L帕拉特，A赞耐特，PA梅特斯，Y彼得曼德，N戈雷，F布朗蒂欧，W诺埃尔，
申请(专利权)人：伊塔瑞士钟表制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]