EP4273632B1 - Verfahren zur herstellung von uhrenkomponenten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von uhrenkomponenten

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EP4273632B1
EP4273632B1 EP22172162.4A EP22172162A EP4273632B1 EP 4273632 B1 EP4273632 B1 EP 4273632B1 EP 22172162 A EP22172162 A EP 22172162A EP 4273632 B1 EP4273632 B1 EP 4273632B1
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EP
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test piece
manufacturing
specimen
layer
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EP22172162.4A
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EP4273632A1 (de
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Marc-André Glassey
Nicolas Tille
Kevin SOOBBARAYEN
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Richemont International SA
Sigatec SA
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Richemont International SA
Sigatec SA
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    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/066—Manufacture of the spiral spring
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/10—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus for hairsprings of balances

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Claims (19)

  1. Verfahren zur Herstellung von Uhrenkomponenten (110), dadurch gekennzeichnet, dass:
    a) in einem Wafer (100) auf Siliziumbasis werden, gemäss vorgegebener Abmessungen, Uhrenkomponenten (110) sowie mindestens ein Prüfkörper (120) mit einer Zielgeometrie, die sich von der der Uhrenkomponenten (110) unterscheidet, gebildet
    b) mindestens ein Charakterisierungsparameter des Prüfkörpers (120) bestimmt wird, der für eine Eigenschaft der Komponenten repräsentativ ist,
    c) anhand des genannten Parameters wird die genannte Eigenschaft der Komponenten bestimmt und/oder es wird festgestellt, ob eine Masskorrektur auf die Komponenten angewendet werden muss (110),
    und, dass in Schritt b) auf den Prüfkörper eine Schwingungsanregung ausgeübt wird, die ausgewählt ist aus:
    - einer Anregung, die von einer akustischen Schwingungsquelle ausgeht,
    - einer Impulsanregung, die durch einen direkt auf den Prüfkörper oder auf ein mit dem Prüfkörper fest verbundenes Element ausgeübten Stoss erzeugt wird,
    - eine Belastung des Prüfkörpers durch Aufbringen einer Kraft am Ende, um ihn zu verformen, und anschliessendes Entlasten des Prüfkörpers,
    und mindestens eine Schwingungseigenschaft des Prüfkörpers während der Schwingung bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Schwingungseigenschaft des Prüfkörpers eine Resonanzfrequenz oder eine Eigenschwingungsfrequenz ist.
  3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schwingungsanregung im Laufe der Zeit variiert und mindestens eine Resonanzcharakteristik des Prüfkörpers während der Schwingung ermittelt wird.
  4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Schritt b) eine Messung und/oder eine Bestimmung einer Frequenz und/oder einer Amplitude und/oder einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung der Bewegung mindestens eines Punktes des Prüfkörpers.
  5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4, wobei der Prüfkörper (120) in einer Grundebene definiert ist, die der allgemeinen Ebene des Wafers (100) bei dessen Bildung entspricht und die Bewegung in einer in der genannten Grundebene enthaltenen Richtung erfolgt.
  6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem in Schritt b) eine Abmessung des Prüfkörpers gemessen wird.
  7. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem in Schritt c) zusätzlich ein auf die Komponenten (110) anzuwendender Masskorrekturwert (e) bestimmt wird.
  8. Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, das ferner einen Schritt d) umfasst, in dem die Abmessungen der Komponenten (110) entsprechend dem in Schritt c) ermittelten Korrekturwert korrigiert werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt d) mindestens einen Oxidationsschritt und einen Desoxidationsschritt der Komponenten (110) umfasst.
  10. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Eigenschaft der Komponenten und/oder die Notwendigkeit einer Masskorrektur und/oder ein auf die Komponenten (110) anzuwendender Masskorrekturwert (e) mittels eines Vorhersagemodells bestimmt wird, beispielsweise unter Verwendung eines Algorithmus des maschinellen Lernens oder einer Polynomformel.
  11. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Eigenschaft der Komponenten und/oder die Notwendigkeit einer Masskorrektur und/oder ein auf die Komponenten (110) anzuwendender Masskorrekturwert (e) anhand einer Zuordnungstabelle bestimmt wird.
  12. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Komponenten (110) Uhrenfedern sind.
  13. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei mindestens ein Prüfkörper (120) eine Referenzspirale ist und in Schritt b) die effektive Steifigkeit (Rt) der Referenzspirale gemessen wird.
  14. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei mindestens ein Prüfkörper (120) eine Zunge ist, die sich in einer geradlinigen Richtung (Z) erstreckt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Zunge mindestens einen Abschnitt mit konstantem Querschnitt aufweist, vorzugsweise über ihre gesamte Länge einen konstanten Querschnitt hat.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Zunge an ihrem distalen Ende (122) einen Abschnitt mit vergrössertem Querschnitt (123) aufweist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem eine Vielzahl von Prüfkörpern (120) in dem Wafer (100) ausgebildet wird und in Schritt b) ein Mittelwert der Primärparameter aus der Vielzahl von Prüfkörpern berechnet wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei Schritt a) mindestens die folgenden Teilschritte umfasst:
    a1) Bereitstellen eines Substrats (10), das eine erste Schicht (11) auf Siliziumbasis, eine zweite Schicht (12) auf Siliziumbasis und eine Zwischenschicht (13) auf Siliziumoxidbasis umfasst,
    a2) Bedecken der ersten Schicht (11) mit einer lichtempfindlichen Harzschicht (20),
    a31) Freilegen der lichtempfindlichen Harzschicht (20) mithilfe einer Lichtquelle durch eine fotolithografische Maske (30), die mit Fenstern (31) versehen ist, welche die Aussenkonturen ohne Befestigung der Uhrenkomponenten (110) und des mindestens einen Prüfkörpers (120) definieren,
    a32) Lokales Entfernen des lichtempfindlichen Harz mittels eines Lösungsmittels, um Öffnungen (21) zu bilden, die den Aussenkonturen ohne Befestigung der Uhrenkomponenten (110) und des Prüfkörpers (120) entsprechen,
    a4) Gravieren der ersten Schicht (11) über ihre gesamte Höhe unter den genannten Öffnungen (21), um die Uhrenkomponenten (110) und den mindestens einen Prüfkörper (120) zu bilden.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die fotolithografische Maske (30) eine korrigierte Maske ist, wobei zumindest einige Fenster (31) der Maske unterschiedliche Abmessungen aufweisen, um die Ausdehnung einer Massstreuung zwischen mindestens einem Teil der Uhrenkomponenten (110) zu verringern.
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