FC 935硅制心跳机芯：重燃你的热情！

2007-8-8


康斯登秉持一贯的热情，过去两年来不断尝试将硅制擒纵齿轮应用在心跳自制机芯内。而2004年推出心跳自制机芯时所获得的成功，即足以促使康斯登继续研究未来的发展方向。
康斯登很荣幸能够向各界展示，首度以崭新的高科技材料制成更精良、更可靠的机械表款。

背景
机械机芯的准确度有赖于计时器的准确度。康斯登心跳机械机芯的计时器由摆轮、游丝发条和擒纵器所组成，摆轮以4Hz周率前后摆动，摆轮摆动的周期则决定准确度如何。擒纵设计的关键在于提供刚好足够摆轮持续摆动的动能，并尽可能去除妨碍摆轮自由摆荡的因素。当擒纵器的润滑油变干时，摩擦会增加，导致传送到摆轮的动能减少。

擒纵器负责游丝发条的摆动及停止摆动。历来制表史上如要满足这些条件时，擒纵器大多需要维持相当的摩擦作用。擒纵齿轮齿纹的动力来自于主发条，齿纹咬紧前其实是顺着棘轮齿滑动，这就是启动锚型轮的摩擦作用，不过需要有润滑油。现代擒纵器的棘轮齿虽由极为坚硬和光滑的石材制成，润滑油的角色仍然极为重要。康斯登腕表的滴答声就是摆轮齿轮和擒纵齿轮互相咬合时发出的声音。一旦失去润滑的效果 (因时日较久导致润滑油变薄或干燥) 时，将会损坏擒纵器以致需要更换金属零件。现代腕表的可靠性提高，主要就是因为采用更高品质的油剂来润滑擒纵器。机械机芯通常每四年就需要清洁及重新上油。



研发
康斯登于 2001年开始开发第一只自制机芯，合作的对象包括日内瓦钟表专业学校 (École d'Horlogerie de Genève)、日内瓦科技大学 (École d'Ingenieurs de Genève) 和鹿特丹萨金钟表学校 (Horloge Vakschool Zadkine)。花了三年时间才于2004 年推出手动上炼的心跳自制机芯表款系列。自 2004 年起康斯登每年都推出新的表款，2005 年手动上炼的心跳自制机芯系列增加月相日期的复杂功能表款。2006 年则推出第一款心跳自制机芯自动表。

康斯登在心跳自制机芯的新材料研究方面，向来与钟表业的发展并驾齐驱，而不需要固定上油的擒纵器显然是一大进展。康斯登很荣幸能够推出限量的系列表，由于采用硅制擒纵齿轮因此不再需要上油。由于硅不具磁性、极为坚硬 (相较于钢的700 Vickers，硅的硬度高达 1100 Vickers) 且高度抗腐蚀，因此是制表的理想材料。硅制擒纵齿轮最大的优点是不需要上油，由于不需要上油，之前提到因时日较久导致润滑油变薄或干燥的缺点也不复存在。

硅
硅是化学元素周期表的化学元素，化学符号为 Si，原子序数为 14。硅属于四价类金属 (tetravalent metalloid)，反应性低于同类化学元素碳，因此不会产生自由性。硅主要存在于矿物中，此类矿物含有各种晶体型态的纯二氧化硅 (石英、玉髓、蛋白石)，另外长石等硅酸盐 (含有硅、氧、一种或两种金属的各种矿物) 中也有硅的成分。多数半导体装置的主要成分是硅，硅也以硅石和硅酸盐的型态存在于玻璃、水泥和陶瓷中。半导体广泛使用硅的原因在于，硅半导体的温度较锗半导体高，同时在炉管中也较易生成硅的自然氧化物，从而形成几乎较其他所有材质结合起来还要优良的半导体/介质界面。晶体型态的硅是深灰色，就像玻璃一样闪耀着金属光泽，但比玻璃还要坚硬。由于自由电荷载体的数量随温度而增加，因此纯硅具有电阻负温度系数。


制作制作硅制擒纵齿轮需要采用新技术「深层反应離子蚀刻 (DRIE)」：制作擒纵齿轮的多重影像后，将其投影到直径 100 厘米、厚0.5 厘米的硅晶圆上。晶圆通常有各种尺寸，直径从 1 英吋 (25.4 厘米) 到 11.8英吋 (300厘米) 都有，厚度则是以 0.5厘米为基准往上加。通常先用钻石锯或钻石索锯从半导体梨晶 (boule) 切割出晶圆，接着进行单面或双面拋光。100厘米的晶圆约可制造 250 只齿轮。晶圆由三层不同的硅组成, 中层是隔离层。先将擒纵齿轮的影像投射到晶圆上，再清除曝光的瓷漆层，留下晶圆上未经曝光的部分，接着未经曝光的瓷漆层会以电浆蚀刻至隔离层，至此硅制擒纵齿轮便从等向性蚀刻 (isotropic etching) 工序中完成。经由这个作业程序生产的擒纵齿轮只需稍加清理表面即可，所有成品完全相同，不需要平衡、集中或拋光。因此晶圆对于康斯登硅制擒纵齿轮能否产生摩擦作用极具重要性 。


硅制擒纵齿轮的优点摘要

改善
优点
不须上油即可运转
1. 因时日较久导致润滑油变薄或干燥的情况不会再发生
2. 擒纵齿轮不上油，可避免润滑油沾染到机芯的其他零件。
质地极轻 (低惯性)
擒纵齿轮随着腕表的滴答声加速和停止，较轻的硅制擒纵齿轮惯性较低，因此可以提高能源效益。
摩擦性良好
摩擦性降低可减少动能的损失，机芯耗损的动能也会减少。

sunboy 的沙发我都枪了！！文章打印了，下来慢慢研究了，整天对着电脑辐射大哦！还是纸的东西好！！

====用户禁止发言====

好事好要多少前啊!!!!!!!!!!!

这款表用的是是硅制擒纵轮吗910ASR3H6

这个表不是！

我没觉得重燃我的热情，这个所谓的自家芯本来就卖得贵了，现在借新材料还不把价格定到天上去啊？