制造微机械部件的方法技术

本发明专利技术涉及制造机械部件（５１）的方法（１），包括如下步骤：ａ）提供（３）由可微加工材料制成的基片（５３）；ｂ）借助于光刻法，在所述整个基片上蚀刻（５）包含所述部件的图案（５０）；根据本发明专利技术，该方法还包括如下步骤：ｃ）将所述蚀刻的基片安装（７）在支座（５５’）上，使得可容易接近所述基片的顶面和底面；ｄ）在所述部件外表面上沉积（９，Ｃ’）比所述可微加工材料摩擦质量好的涂层；ｅ）将部件从基片上分离（１１）。本发明专利技术涉及时钟制造领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造由可微加工材料制成的机械部件的方法，以及更 具体而言，涉及可用于制造时钟的这种类型的部件.
技术介绍
在晶体硅基材料上制造时钟部件是周知的.实际上，使用如晶体硅 的可微加工材料在制造精度方面有优势，这归功于当前方法的进步，特 别是在电子领域中，但是，由于可微加工材料的摩擦性能不足，因此， 尽管也许能够制造摆轮游丝，但还不能将其用于所有时钟部件.此外， 当前制造方法实现起来依然复杂，而且要直接操作制造的部件，有损坏 这种部件的危险.
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，通过提出一种允许简单的、高质量制造能 够用于大部分机械时钟部件的微机械部件的方法，克服上述所有或部 分缺点。此外，该方法可以对部件进行简单、可靠的预组装，避免了 对其功能部分的任何操作，使得该部件可随时安装到例如时钟的装置 上而不必被触碰到。因此本专利技术涉及一种制造机械部件的方法，包括如下步稞a) 提供由可微加工材料制成的基片；b) 借助于光刻法，在所述整个基片上蚀刻包含所述部件的图案；特征在于，其还包括如下步骤c) 将所述蚀刻的基片安装在支座上，使得所述基片的顶面和底 面容易接近；d) 在所述部件外表面上沉积比所述可微加工材料摩擦质量好的涂层；e) 将部件从基片上分离。 根据本专利技术其它有利的特点-步骤c)包括这些步骤f)使用对准装置相对于所述支座导引基片，以可靠地定向所述基片，以及g)使基片靠着固定到支座的至少 一个销滑动，直到基片紧靠所述至少一个销的轴肩，销的轴肩被制成与所述支座有一定距离，以将基片保持成相对于所述支座是高的； -对准装置放置成高于所述至少一个销和所述叉子，以保证步骤f)和随后g)的连续；-支座包括多个对准装置，以改进步骤f)中的导引；-在步骤b)中在图案中蚀刻至少一个材料桥以将该部件保持固定于基片；-所述至少一个材料桥包括在连接到所述部件的端部的窄部分， 以产生能够便于步骤e)的薄弱的区域；-通过基片和部件之间的相对移动，以断开所述至少一个材料桥 以实现步骤e);-在步骤e)之后，该方法包括步骤h),在所述部件上组装卡夹， 使得所述部件随时可被安装，而不必触碰到由可微加工材料制成的部分；-步骤h)包括这些步骤i)将装配有叉子的反向支座安装在所述 支座上，使得叉子与所述部件配合，j)将反向支座-支座组件翻转， 随后移走支座，以使所述部件靠着叉子滑动，以及k)在部件上安装 卡夹；-步骤i)包括这些步骤使用对准装置相对于所述支座导引反向 支座以将所述反向支座可靠地定向，并使至少一个管子和叉子分别靠 着固定到支座的销和部件滑动，直到它们紧靠所述销的轴肩，以为翻 转反向支座-支座组件作准备；-可颠倒步骤e)和d);-可由同一基片制造多个部件；-所述可微加工材料包括晶体硅、结晶二氣化硅和结晶矾土， 附图说明从下文的以非限制性表述方式的描迷，并参照附图，可更清楚的 看到其它特点和优点。图l为光刻和蚀刻步骤后的基片图2为图1的一部分的放大；图3是根据本专利技术组装到支座上的步骤困;困4为涂层沉积步骤图5为根据本专利技术的反向支座组装步骤图6为根据本专利技术的翻转步骤图7为根据本专利技术的卡夹组装步骤图8为本专利技术方法的流程图。具体实施例方式示于图8的实例示出了大体上以附图标记l示出的方法的流程图. 方法1主要包括用于制造机械部件51的6个步骤3、 5、 7、 9、 11和13， 机械部件51的核心由可微加工材料基板制成.实际上，可微加工材料 由于具有小于l微米的精度，因此特别有利于制造例如钟表部件，并 有利地取代了通常使用的金属材料。在下文的说明中，该可微加工材料可为晶体硅基材料，例如单晶 硅；结晶二氧化硅，例如石英；或结晶矾土，例如刚玉(也称为人造 蓝宝石)。显然，可想到其它可微加工材料.步骤3包括获取基片53，基片53由类似于例如用于制造电子元件 的单晶硅晶片的可微加工材料制成，优选地，在步骤3设有薄化阶段 以调整部件51的最终厚度。这个阶段通常可由机械或化学背减薄技术 实现.步骤5包括通过在整个基片53上光刻、随后蚀刻来制作图案50， 图案包括待制造的机械部件51。有利地，正如能够在图1和2中看到的， 相对于部件51的尺寸而言，基片53的较大尺寸可以蚀刻多个图案50， 从而可以在同一基片53上制造出多个部件51.在图1和2示出的实例中，每个机械部件51都是用于时钟的擒纵 轮，当然，方法l可以制造其它时钟部件，而且，如下文说明的，方 法1可以在同一基片53上制造多个不同部件，步骤7包括将蚀刻的基片53安装到支座55，上，使得容易接近基片 的顶面和底面.这个步骤方便了步骤9的实现，步骤9包括在部件51 的外表面上沉积比所述可微加工材料摩擦质量好的涂层。实际上，将 基片53放置得高于支座55，便于沉积涂层，因为其允许接近每个部件 51的顶部、任意厚度处和底部.步骤9可以沉积涂层，涂层有利地取代了可微加工材料的任何摩 擦质量的不足.这种涂层可为例如碳同素异形体基涂层。人们也能想到通过化学 气相沉积(CVD)来沉积类似于人造金刚石的晶体碳.也可由物理气 相沉积(PVD)来沉积非晶质碳，例如类金刚石(DLC).当然，也 可用一种或多个种其它材料作为碳的取代物或附加物.也能够想到其 它沉积方法。步骤11包括从基片53上分离每一个部件51。从而，在图中示出的 实例中，根据方法l,可在同一基片53上得到许多机械部件51,步骤 13包括使用反向支座81，在部件51上组装卡夹91，，使得该预组装部件 51随时可被安装，而不必触碰到由可微加工材料制成的部件。在图1到图7示出的实例中，人们于是可得到例如擒纵轮，其核心 由单晶硅制成，以及根据下文说明的实施例，擒纵轮包括由人造金刚 石制成的外表面和/或预组装卡夹91，.现在可由主要步骤3、 5、 7、 9和11说明每个实施例，在第一实施 例中，方法1包括由图8中的单线示出的连续步猓3、 5、 7、 9和11.第 一步骤3包括获取由可微加工材料制成的基片53.随后，第二步骤5包括对整个基片53光刻、随后蚀刻来制作图案 50,每个图案包括待制造的机械部件51.根据示于图8的流程图的第 一实施例，第二步骤5包括三个阶段15、 17和19.在第一阶段15,在基片53上构造保护膜。优选地，保护膜用光敏 树脂制成.随后使用选择辐射来形成保护膜，其中选择辐射用于将所 述膜构造成在形状上相应于每个待制作的图案50.因为步骤15，所以 能够以非常精确的方式将任何平面形状选择性地蚀刻在基片53上.在第二阶段17，对基片53-保护膜組件进行各向异性蚀刻.优选 使用深反应离子蚀刻(DRIE).该各向异性蚀刻能够在没有被所述 保护膜保护的区域以近似直线的方式蚀刻基片53.在第二阶段17的蚀 刻优选地在基片53的整个厚度上执行，并且，可能的话，沿着对这种 蚀刻有利的可微加工材料的晶轴执行.此外，根据本专利技术，如在图1和图2所示出的，每个图案50优选地 有两个材料桥57.这些桥能够在步骤11之前使部件51相对于基片53 保持在适当的位置.如在图2中可见的，材料桥57包括在部件51的端部的窄部分，该窄部分连接到图案以产生能够便于分离步骤ll的薄弱 的区域。最后，根据第一实施例，第二阶段17也用于在基片53上蚀刻孔59， 孔59形成对准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造机械部件（５１）的方法（１），包括如下步骤：　ａ）提供（３）由可微加工材料制成的基片（５３）；　ｂ）借助于光刻法，在所述整个基片上蚀刻（５）包含所述部件的图案（５０）；　特征在于，其还包括如下步骤：　ｃ）将所 述蚀刻的基片安装（７）在支座（５５’）上，使得可容易接近所述基片的顶面和底面；　ｄ）在所述部件外表面上沉积（９，Ｃ’）比所述可微加工材料摩擦质量好的涂层；　ｅ）将部件从基片上分离（１１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R丁格，T拉维内，
申请(专利权)人：斯沃奇集团研究及开发有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]