对气候变化的敏感度降低的谐振器

摘要

本发明涉及一种用于热补偿的游丝摆轮谐振器的补偿游丝(1)，所述补偿游丝(1)包括由至少一种非金属材料(11a、11b、13b、15b、11c、17c、19c、11d、13d、15d、17d、19d、11e、13e、15e、17e、19e、11f、21f)形成的芯(9a、9b、9c、9d、9e、9f)。根据本发明，所述芯(9a、9b、9c、9d、9e、9f)全部涂覆有层(7)，该层(7)相对于湿度稳定，以使所述补偿游丝(1)对气候变化具有更小的敏感度。本发明涉及钟表领域。

说明书

技术领域

本发明涉及热补偿的游丝摆轮谐振器，其中，补偿游丝对气候变化具 有减小的敏感度。

背景技术

在对钟表机芯进行的剧烈冷凝试验期间，很显然机芯的工作受到影响。

发明内容

本发明的一个目的是，通过提供一种对气候变化具有减小的敏感度的 非金属游丝来克服上述全部或部分缺点。

因此，本发明涉及一种用于热补偿的游丝摆轮谐振器的补偿游丝，所 述补偿游丝包括由至少一种非金属材料形成的芯，所述非金属材料包括石 英或掺杂硅(或未掺杂硅)，在所述芯上至少部分形成二氧化硅涂层，其 特征在于，所述芯全部涂覆有阻挡并且不渗透湿气的层，以使所述补偿游 丝对气候变化具有降低的敏感度。

因此应清楚的是，即使在剧烈冷凝的情况下，补偿游丝的工作也不受 破坏，使得与摆轮协作形成的谐振器的整体工作不受影响或几乎不受影响。

根据本发明的其它有利特征：

-阻挡并且不渗透湿气的所述层具有小于50纳米的厚度；

-阻挡并且不渗透湿气的所述层包括铬、钛或钽。

此外，本发明还涉及一种用于钟表的热补偿的谐振器，所述谐振器包 括摆轮，其特征在于，所述摆轮与根据上述任一变型的补偿游丝协作。

附图说明

由以下参照附图以非限制性方式给出的说明，本发明的其它特征和优 点将更清楚显现，其中：

-图1示出根据本发明的补偿游丝；

-图2至7示出根据本发明的补偿游丝的截面的变型。

具体实施方式

执行了一项研究来确定钟表机芯在剧烈冷凝情况下的运行状况。研究 通过骤然越过露点来执行，例如通过维持大于80％的湿度率(hygrometry  rate)并通过将温度降低至少15℃。

结果显示钟表的工作受到影响，尤其是在游丝摆轮谐振器的补偿游丝 至少部分由晶体氧化硅或非晶氧化硅形成的情况下。此类型的补偿游丝例 如可以由掺杂或非掺杂晶体硅(其上至少部分形成有二氧化硅涂层)或由 石英形成。

研究还表明，可以通过在包括晶体或非晶氧化硅的补偿游丝上形成湿 气的屏障而将剧烈冷凝的影响最小化。

由此，本发明涉及一种用于热补偿的游丝摆轮谐振器的补偿游丝，该 补偿游丝包括由至少一种非金属材料形成的芯。根据本发明有利地，该芯 全部涂覆有防潮层，即阻挡并且不渗透湿气的层，以使补偿游丝对气候变 化具有更小的敏感度。

根据本发明，防潮层具有小于50nm的厚度，优选约10nm，以避免 在机械方面影响游丝的工作。然而，防潮层的厚度可以高达几微米，但是 这种情况下关于游丝摆轮谐振器的热补偿一定要考虑在内。

此外，防潮层优选为导电的并且对磁场具有低灵敏度，例如抗磁层或 顺磁层。

以示例的方式，防潮层因此可以包括铬、钛、钽、铝、锆、氧化铝、 氧化铬、铬钨(合金)、聚四氟乙烯(PTFE)或氮化硅(Si₃N₄)。然而， 优选铬、钛、钽或其合金中的一种，因为它们表现出最佳结果。

图1至7示出根据本发明获得的并用于对与摆轮协作形成的谐振器热 补偿的游丝1的变型。补偿游丝1优选地包括与卷绕成几圈的带5成一体 的内桩3。根据本发明，补偿游丝1的至少一个带5涂覆有层7，该层7 形成湿气的屏障。

带5具有长度l、厚度e和高度h。它包括由至少一种材料11a、11b、 13b、15b、11c、17c、19c、11d、13d、15d、17d、19d、11e、13e、15e、 17e、19e、11f、21f形成的芯9a、9b、9c、9d、9e、9f。

根据图2至7的变型，芯9a、9b、9c、9d、9e、9f可以由单独一种材 料11a形成，例如石英，或由几种材料11b、13b、15b、11c、17c、19c、 11d、13d、15d、17d、19d、11e、13e、15e、17e、19e、11f、21f形成。

当芯9b、9c、9d、9e、9f由几种材料形成时，它可以在游丝1的带5 涂覆防潮(即阻挡并且不渗透湿气)的层7之前全部涂覆11d、13d、15d、 17d、19d、11e、13e、15e、17e、19e、11f、21f或部分涂覆11b、13b、 15b、11c、17c、19c几种材料。每个涂层13b、15b、17c、19c、13d、15d、 17d、19d、13e、15e、17e、19e可以是相同类型和相同厚度或不同类型和 不同厚度。以示例的方式，芯9b、9c、9d、9e、9f可以包括掺杂或未掺杂 硅11b、11c、11d、11e、11f，其上至少部分形成二氧化硅涂层13b、15b、 17c、19c、13d、15d、17d、19d、13e、15e、17e、19e、21f。

本发明还涉及一种制造用于热补偿的游丝摆轮谐振器的补偿游丝1的 方法，包括以下步骤：

a)形成包括热补偿的芯9a、9b、9c、9d、9e、9f的游丝，该热补偿的 芯由至少一种材料11a、11b、13b、15b、11c、17c、19c、11d、13d、15d、 17d、19d、11e、13e、15e、17e、19e、11f、21f形成；

b)用防潮的层7全部涂覆芯9a、9b、9c、9d、9e、9f，以使游丝1 对气候变化敏感度更低。

根据本发明，步骤a)可以这样实现：在希望的板中刻蚀出游丝的预期 图案以形成芯9a、9b、9c、9d、9e、9f的全部或部分11a、11b、11c、 11d、11e、11f。在晶体硅和石英的示例中，可以设想深反应离子刻蚀 (DRIE)来实现步骤a)。

当然，步骤a)还包括部分或全部涂覆从第一阶段的刻蚀获得的游丝的 至少一个第二阶段13b、15b、17c、19c、13d、15d、17d、19d、13e、 15e、17e、19e、21f以完成芯9b、9c、9d、9e、9f。当在步骤a) 的第一阶段中已经刻蚀了掺杂或未掺杂的晶体硅片时，该第二阶段例如可 以包括用于形成二氧化硅的热氧化作用。

步骤b)允许沉积具有小于50nm并且优选地约10nm的厚度的防潮层 7。步骤b)例如可以通过任何薄层沉积方法来完成，例如气相沉积，以优 选地沉积铬、钛或钽，或其合金中的一种，它们也有利地是对磁场不敏感 的导电材料。

当然，本发明不限于所示的示例，而可以具有本领域技术人员可以想 到的各种变型和替代。特别地，可以设想能形成防潮屏障的任意材料，不 限于铬、钛或钽，或其合金中的一种，甚至不限于说明书中提到的其它材 料。

在钟表包括使得游丝可视的部件的情况下，例如“镂空”钟表或具有 透明后盖的钟表，还可以根据防潮材料的特定颜色来选择防潮材料，以改 善游丝的美学外观。