具有恒定的雙截面的尺寸減小的游絲的制作方法

本發明涉及一種尺寸減小的游絲，更具體地，這種游絲意在與擺輪配合以構成諧振器。

背景技術：

硅游絲的成本大體上與其表面積成比例，即，在同一晶片上能夠蝕刻的游絲越多，游絲的單位成本越低。

然而，不可能隨意減小尺寸，因為游絲的線圈在收縮狀態或擴展狀態下必須彼此不接觸。

技術實現要素：

本發明的一個目的是通過提出一種尺寸減小的游絲，同時保證其線圈在收縮狀態下或擴展狀態下彼此不接觸來克服全部或部分上述缺點。

為此，本發明涉及一種一體式游絲，該游絲包括單個條狀件，該條狀件在內圈和外圈之間自身卷繞，該條狀件在不工作時，在內圈的端部和倒數第二圈之間包括第一區域，在該第一區域中，各線圈之間的節距連續地增大，從而當游絲的收縮角度具有360度的值時，在從內圈到倒數第二圈的各線圈之間具有大體上恒定的距離。

有利地根據本發明，應理解，減小了游絲的尺寸，同時保證在收縮狀態下和可能地也在擴展狀態下線圈之間的恒定的最小距離。因此，可以嘗試使游絲的尺寸最小化，而不損失計時性能。使用這種游絲，可以優化在同一晶片上蝕刻的游絲的數量，以降低單位成本。

根據本發明的其它有利變型：

-在第一區域中，各線圈之間的節距以恒定值連續地增大；

-第一區域具有恒定的截面；

-游絲包括第二區域，該第二區域是第一區域的延伸，并且包括在倒數第二圈的起點和外圈的端部之間，在該第二區域中，節距連續地增大，使得當游絲的擴展角度具有360度的值時，在倒數第二圈和外圈之間存在最小距離，以防止它們之間的任何接觸；

-在第二區域中，節距以恒定值連續地增大；

-第二區域包括第一部分和第二部分，該第一部分的截面大體上與第一區域的截面相等，該第二部分是第一部分的延伸，其截面是增大的；

-條狀件的截面在第二區域的第二部分的起點和外圈的端部之間是恒定的；

-游絲是硅基的。

本發明還涉及一種諧振器，其特征在于，該諧振器包括與根據上述變型中任一項所述的游絲配合的擺輪。

附圖說明

從下文參考附圖通過非限制性示例給出的描述中，其它特征和優點將清晰地顯現出來，圖中：

-圖1是根據本發明的游絲在收縮狀態下的頂視圖。

-圖2是根據本發明的游絲在不工作位置的頂視圖。

-圖3是根據本發明的游絲在擴展狀態下的頂視圖。

-圖4是示出線圈之間的節距隨著游絲在不工作時的圈數而變化的曲線圖。

-圖5是示出線圈的厚度隨著游絲在不工作時的圈數而變化的曲線圖。

-圖6是示出線圈之間的距離隨著游絲的圈數和游絲的運動而變化的曲線圖。

具體實施方式

本發明涉及一種具有減小的尺寸的游絲，該游絲意在與擺輪配合，以構成用于鐘表的游絲擺輪類型的諧振器。

本發明的發展始于在同一硅基晶片上優化游絲的數量，同時保證各游絲的線圈在收縮狀態下或擴展狀態下彼此不接觸。然而，應理解，游絲不受硅基材料限制。以一種非限制性方式，應理解，相同的邏輯可適用于使用liga方法(即由導電材料或可以制成晶片的任何其它材料)構成的游絲。

術語“硅基”是指包括以下的材料：單晶硅、摻雜單晶硅、多晶硅、摻雜多晶硅、多孔硅、硅氧化物、石英、硅土、氮化硅或碳化硅。當然，當硅基材料是結晶相時，可以使用任何結晶取向。

如圖2所示，本發明由此涉及一種一體式游絲1，該游絲1包括單個條狀件3，該條狀件3在內圈si和外圈se之間自身卷繞。根據本發明，游絲1的條狀件3在圖2中處于其不工作位置，并且包括在內圈si的端部5和倒數第二圈sp之間的第一區域a，在該第一區域中，各線圈之間的節距如圖4所示連續地增大。

此構型有利地意味著，當游絲1在收縮狀態下時，即當內圈si的端部5已經關于游絲1的中心進行大體上-360°的旋轉時，如圖1所示，從內圈si到倒數第二圈sp的各線圈之間存在大體上恒定的距離。

優選地，如圖4所示，在第一區域a中，各線圈之間的節距以大體上恒定的值δv1連續地增大。另外，優選地根據本發明，如圖5所示，第一區域a具有恒定的截面。因此，例如，該恒定的截面可以具有包括在10和50μm之間的恒定厚度e1，和包括在50μm和250μm之間的恒定高度。

有利地根據本發明，根據一個可選擇的附加特征，游絲1包括第二區域b，該第二區域b是第一區域a的延伸，并且包括在倒數第二圈sp的起點和外圈se的端部7之間。第二區域b在倒數第二圈sp和外圈se之間具有一定節距，該節距如圖4所示連續地增加。

此有利構型意味著，當游絲1在擴展狀態下時，即當內圈si的端部5已經關于游絲1的中心進行大體上+360°的旋轉時，如圖3所示，在倒數第二圈sp和外圈se之間存在最小距離，即預先確定的被保證的安全距離，以便特別是防止倒數第二圈sp和外圈se之間的接觸。

優選地，如圖4所示，在第二區域b中，各線圈之間的節距以第二恒定值δv2連續地增加。如圖4所示，第二區域b的第二恒定值δv2優選地大于第一區域a的第一恒定值δv1。

另外，如圖5所示，第二區域b優選地根據本發明包括第一部分b1和隨后的第二部分b2，該第一部分b1具有與第一區域a的截面大體上相等的截面，該第二部分b2中的截面增加。優選地，如圖5所示，條狀件的截面在第二區域b的第二部分b2的起點和外圈se的端部7之間是恒定的。

另外，優選地僅通過條狀件3的厚度的變化來增加截面，即條狀件3具有恒定的高度。因此，如圖5所示，第二區域b的第二部分b2的第二恒定厚度值優選地大于第一區域a和第二區域b的第一部分b1的第一恒定厚度值。因此，例如，第二區域b的第二部分b2的恒定的截面可以具有包括在25和75μm之間的恒定厚度和包括在50μm和250μm之間的恒定高度。

圖4示出表示線圈之間的節距隨著游絲在不工作時的圈數的變化的第一曲線圖。可以看出，在游絲1的第一區域a中，第一區域a的節距以值δv1恒定增加，直到第二區域b。從第二區域b到外圈se的端部7，節距以值δv2恒定增加。如圖4所示，第二區域b中的節距的恒定增量δv2比第一區域a中的增量δv1顯著得多。

以互補的方式，圖5示出的第二曲線圖間接地示出條狀件3的截面的變化。實際上，由于借助晶片進行制造在本質上需要大體上恒定的高度，因此圖5僅表示了線圈厚度根據游絲的圈數的變化。可以看出，游絲1的第一區域a具有恒定的截面e1，直到第二區域b。更精確地，第二區域b具有第一部分b1和第二部分b2，該第一部分b1的截面大體上保持與第一區域a的截面e1相等，該第二部分b2是第一部分b1的延伸，其截面是增大的。

如圖5所示，條狀件3的截面e2在第二區域b的第二部分b2的起點和外圈se的端部7之間大體上恒定。特別地在圖5的示例中可以看出，第二區域b的第二部分b2的截面e2幾乎是第一區域a和第二區域b的第一部分b1的截面e1的兩倍。

最后，圖6示出表示線圈之間的距離隨著游絲的圈數的變化δp的曲線圖。更具體地，對于在圖1中的收縮狀態下(曲線用正方形□標記)、在圖2中的不工作狀態下(曲線用三角形△標記)和在圖3中的擴展狀態下(曲線用圓形○標記)的游絲，示出線圈之間的距離δp。

因此，在用圓形(○)標記的擴展狀態下，可以看出，在游絲1的第一區域a中，線圈之間的距離δp包括線圈之間的這樣的距離δp，即，該距離δp連續地增加，直到與端部7的外樁的固定附接點使線圈之間的距離返回最小值，即預先確定的被保證的安全距離。在圖6的示例中，可以看出，預先確定的被保證的安全距離約為50μm。

這是合邏輯的，因為在其不工作狀態下，在圖6中用三角形△標記的曲線與圖4的曲線相同。最后，在用正方形(□)標記的收縮狀態下，可以看出，在游絲1的第一區域a中，線圈之間的距離δp包括線圈之間的這樣的距離δp，即，該距離δp以一定的低斜率連續地增加，使得距離δp可以被認為在第一區域a中大體上恒定。在圖6的示例中，可以看出，第一區域a中的距離δp約為35μm。隨后可以看出，在線圈之間的距離δp方面，朝著外圈se的端部7，第二區域b具有比第一區域a更加明顯的連續增量。

在圖6中，應注意，具有圓形(○)和正方形(□)的曲線的最小值不相等。然而，它們可以在幾何上被制造成相等。

類似地，圖4至6描述的值僅用作示例。根據游絲和/或游絲所屬的諧振器的構型，所選擇的最小值可以與圖6中作為示例而選擇的35微米不同。因此很清楚，具有圓形(○)和正方形(□)的曲線的最小值可以各自被選擇成分別小于或大于50和35微米。

然而，有利地根據本發明，應理解，游絲1的這些特定特征允許游絲在不工作時更加緊湊，同時在收縮狀態下和可能地也在擴展狀態下保證線圈之間的恒定的最小距離。因此，游絲的尺寸可以最小化，而不會由此損失計時性能。使用本發明的游絲，可以優化在同一晶片上蝕刻的游絲的數量，以降低單位成本。

當然，本發明不受所示示例的限制，而能夠具有本領域技術人員可以想到的多種變型和改變。特別地，幾何結構，即節距和截面的變化，諸如線圈的厚度和數量，可以根據所設想的應用而改變。

例如，另外，可以減少線圈的數量以進一步減小游絲的尺寸。

同樣清楚的是，在不背離本發明的范圍的情況下，收縮或擴展的360°角度可以更小。實際上，選擇該角度是因為：在機械方面，在游絲擺輪類型的諧振器中，在理論上不能超過該角度。然而，重點不是距離最小時的角度，而是要保證永遠不超過該最小距離。因此應理解，可以有意地將該角度選擇得更小，因為根據機芯的構型，很明顯在正常操作中將不會超過該角度。

另外，圖4的縱坐標值是非限制性的。因此，根據第一區域a的截面，第一區域a的最小節距和/或第二區域b的最大節距可以變化。因此很清楚，僅保持了節距的變化，而不必具有相同的最小和/或最大值。

類似地，圖5的縱坐標值是非限制性的。因此，根據第一區域a的截面，第一區域a的最小截面和/或第二區域b的最大截面可以變化。因此很清楚，僅保持了截面的變化，而不必具有相同的最小和/或最大值。

最后，盡管基于厚度的變化進行了計算，但是很明顯，該變化必須理解成截面的變化，即，該變化適用于游絲條狀件的高度和/或厚度。