Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Spiralfeder für mechanische Uhrwerke. Die Spiralfeder hat eine mit der Schwingungsebene der Spiralfeder zusammenfallende Spiralfederebene. Ferner ist eine senkrecht zu der Spiralfederebene, durch das Schwingungszentrum der Spiralfeder verlaufende, Spiralfederachse vorgesehen. Die Spiralfeder besteht aus einem Kern aus polykristallinem Silizium.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Spiralfeder für mechanische Uhrwerke.

Stand der Technik

Ein mechanisches Uhrwerk weist als zentrale Bestandteile ein Federhaus mit Zugfeder, ein Räderwerk sowie eine Hemmung und ein Schwingsystem (Unruh) auf. Dabei stellt das Federhaus mit Zugfeder den Antrieb des Uhrwerks zur Verfügung. Die Kraftübertragung erfolgt beginnend beim Federhaus über das Räderwerk zum Ankerrad, das einen Bestandteil der Hemmung darstellt. Das Räderwerk treibt die Zeiger der Uhr an und übersetzt die in der Zugfeder gespeicherte Federkraft in Drehbewegungen verschiedener Geschwindigkeiten, wodurch Sekunden, Minuten, Stunden usw. angezeigt werden.

Die Unruh umfasst einen Schwingkörper, welcher mittels einer Unruhwelle schwenkbar um eine Drehachse gelagert ist. Ferner ist eine Spiralfeder vorgesehen, die zusammen mit der Masse des Schwingkörpers das schwingungsfähige und taktgebende System bildet. Schließlich umfasst die Unruh eine Vorrichtung zur Gangregulierung, wie beispielsweise einen Rücker, mit der die Schwingeigenschaft der Spiralfeder verändert und damit der gewünschte korrekte Gang der Uhr eingestellt werden kann.

Der exakte Gang der Uhr basiert auf dem möglichst gleichmäßigen Hin- und Herschwingen der Spiralfeder um ihre Gleichgewichtsposition. Dabei greift der Anker abwechselnd hemmend und freigebend so in das Ankerrad ein, dass die Bewegung stets in gleichem Zeitmaß pulsiert. Ohne stetige Energiezufuhr würde die Unruh jedoch ihre Bewegung einstellen. Deshalb wird kontinuierlich die vom Federhaus kommende Kraft über das Räderwerk auf die Unruh übertragen. Die Hemmung leitet die Kraft über Ankerrad und Anker an die Unruh weiter.

Beim Verlassen seiner Gleichgewichtsposition bewirkt der Schwingkörper der Unruh ein Vorspannen der Spiralfeder, wodurch ein Rückholdrehmoment erzeugt wird, das die Spiralfeder, nach ihrer Freigabe durch den Anker, zur Rückkehr in ihre Gleichgewichtsposition veranlasst. Dadurch wird dem Schwingkörper eine gewisse kinetische Energie verliehen, weshalb er über seine Gleichgewichtsposition hinausschwingt, bis ihn das Gegendrehmoment der Spiralfeder anhält und zum Rückschwingen zwingt. Die Spiralfeder reguliert somit die Schwingungsperiode der Unruh und damit den Gang der Uhr.

Spiralfedern mit möglichst konstantem und dauerhaft unverändertem Schwingverhalten sind daher von enormer Wichtigkeit für den Bau mechanischer Uhren. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Spiralfedern bekannt.

So kann beispielsweise die Spiralfeder aus speziellen Stahllegierungen gefertigt werden, und zwar in der Weise, dass ein aus der Stahllegierung erzeugter Draht durch Walz- und Ziehvorgänge in einen rechteckigen Querschnitt verformt wird. Aus diesem Draht mit rechteckigem Querschnitt wird nachfolgend die Spiralfeder durch Wickeln hergestellt.

Die DE 10 2008 061 182 A1 offenbart die Herstellung von Spiralfedern aus Silizium, insbesondere aus polykristallinem Silizium sowie aus Siliziumcarbid. Die Spiralfedern werden durch Laserschneiden aus der Nutzschicht eines Silizium- Wafers ausgeschnitten.

Aus der EP 1 422 436 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Spiralfedern für das Schwingsystem von mechanischen Uhren aus einkristallinem Silizium bekannt.

Die DE 101 27 733 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Schrauben- oder Spiralfedern aus kristallinem, insbesondere einkristallinem Silizium durch eine mechanische abtragende Bearbeitung. Die DE 10 2008 029 429 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Spiralfedern für Uhrwerke, bei dem die Spiralfedern durch Ätzverfahren mit Hilfe von Ätzmasken aus einem Silizium-Ausgangsmaterial gewonnen werden.

Schließlich ist aus der EP 2 201 428 A1 eine Spiralfeder bekannt, die durch Ausschneiden oder Ätzen aus einem durch epitaktisches Abscheiden von polykristallinem Silizium erhaltenen plattenförmigen Substrat hergestellt wird. Das epitaktische Abscheiden des polykristallinen Siliziums erfolgt dabei mit Hilfe eines CVD-Verfahrens. Die so erhaltenen Spiralfedern weisen ein ausgezeichnetes Schwingverhalten auf und bewirken damit eine hohe Ganggenauigkeit des Uhrwerks. Allerdings kommt es bei der Herstellung der Spiralfedern häufig zu Brüchen und Rissen der Federn, was einen hohen Materialausschuss nach sich zieht.

Die US-Patentanmeldung US 2012/0230159 A1 offenbart eine temperaturkompensierte Spiralfeder. Der Kern der Spiralfeder ist mindestens mit einer ersten und einer zweiten Beschichtung versehen, die derart angepasst werden, dass die von der Temperatur bedingten Frequenzvariationen erster und zweiter Ordnung keinen Einfluss auf das Schwingverhalten haben.

Die Herstellung von Spiralfedern mit ausgezeichnetem Schwingverhalten bei gleichzeitig möglichst geringen Materialverlusten durch Ausschuss stellt im Bereich der mechanischen Uhrwerke ein zentrales Ziel dar.

Darstellung der Erfindung

Der Erfidnung liegt die Aufgabe zugrunde eine Spiralfeder für mechanische Uhrwerke mit ausgezeichnetem Schwingverhalten bereitzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Spiralfeder gemäß Anspruch 1 gelöst.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Spiralfeder bereitzustellen, durch das Materialverluste durch Ausschuss vermindert werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Spiralfeder gemäß Anspruch 17 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren. Die Spiralfeder für mechanische Uhrwerke definiert eine Schwingungsebene, die mit der Spiralfeder zusammenfällt. Ferner weist die Spiralfeder eine Spiralfederebene und eine senkrecht zu der Spiralfederebene, durch das Schwingungszentrum der Spiralfeder verlaufende, Spiralfederachse auf. Ein Kern der Spiralfeder besteht aus polykristallinem Silizium. Der Kern der Spiralfeder ist in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse aus mehreren Schichten, die aus polykristallinem Silizium bestehen, aufgebaut. Eine erste, äußere Schicht ist aus Siliziumdioxid.

Gemäß einer Ausführungsform ist jede Seitenfläche des Kerns mit einer Schicht aus Siliziumdioxid versehen. Ebenso kann eine letzte äußere Schicht aus Siliziumdioxid bestehen.

Die mehreren Schichten aus polykristallinem Silizium sind einzeln miteinander verbunden und gemäß einer möglichen Ausführungsform besteht jede der Schichten aus anisotropen Siliziumkristallen.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform sind die mehreren Schichten aus polykristallinem Silizium einzeln miteinander verbunden, wobei jede der Schichten aus isotropen Siliziumkristallen besteht.

Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung der Spiralfeder ist, dass die mehreren Schichten aus polykristallinem Silizium einzeln miteinander verbunden sind und einige der Schichten aus anisotropen Siliziumkristallen und einige der Schichten isotropen Siliziumkristallen bestehen.

Der Vorteil ist, dass einzelne Schichten aus polykristallinem Silizium nacheinander gestapelt (laminiert bzw. verbunden) werden. Somit ist es möglich, die Abfolge der Schichten derart auszuwählen, dass eine Spiralfeder mit einem optimalen Schwingverhalten resultiert.

Als eine weitere Ausführungsform, stellt die vorliegende Erfindung eine Spiralfeder für mechanische Uhrwerke mit einer mit der Schwingungsebene der Spiralfeder zusammenfallenden Spiralfederebene und einer senkrecht zu der Spiralfederebene, durch das Schwingungszentrum der Spiralfeder verlaufenden Spiralfederachse zur Verfügung. Die Spiralfeder ist in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse aus zumindest fünf Schichten aufgebaut, nämlich aus einer ersten, äußeren Schicht aus Siliziumdioxid, zumindest einer zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium und zumindest einer vierten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die zweite Schicht und die vierte Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen bestehen, einer dritten, zwischen der zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium und der vierten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die dritte Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, und einer fünften, äußeren Schicht aus Siliziumdioxid.

Unter „im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen" werden Siliziumkristalle verstanden, deren minimale und maximale Ausdehnung in eine erste und eine zweite Raumrichtung maximal 20% von der mittleren Ausdehnung in eine dritte Raumrichtung abweichen, d.h. bei einer mittleren Ausdehnung von 100 in die dritte Raumrichtung beträgt bei „im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen" im Sinne der vorliegenden Erfindung die Ausdehnung in die beiden anderen Raumrichtungen zwischen 80 und 120. Bevorzugt weichen die Ausdehnungen der im Wesentlichen isotropen Siliziumkristalle in die drei Raumrichtungen maximal 15% voneinander ab, besonders bevorzugt maximal 10% und insbesondere bevorzugt maximal 5%. Als Basis für die Berechnung der prozentualen Abweichung dient immer der Wert der mittleren Ausdehnung in die dritte Raumrichtung, d.h. die maximale und die minimale Ausdehnung werden bezogen auf die Ausdehnung in die dritte Raumrichtung.

Unter dem „Durchmesser der isotropen Siliziumkristalle" wird deren maximaler Durchmesser in eine Raumrichtung verstanden.

Unter „anisotropen Siliziumkristallen" werden Siliziumkristalle verstanden, deren Ausdehnung in eine bevorzugte Raumrichtung mehr als 20% größer, ist als die Ausdehnungen in die beiden anderen Raumrichtungen, d.h. bei einer Ausdehnung von 120 in die bevorzugte Raumrichtung beträgt bei„anisotropen Siliziumkristallen" im Sinne der vorliegenden Erfindung die Ausdehnung in die beiden anderen Raumrichtungen maximal 100. Bevorzugt ist die Ausdehnung der anisotropen Siliziumkristalle in die bevorzugte Raumrichtung mehr als 50% größer, als die Ausdehnungen in die beiden anderen Raumrichtungen, insbesondere bevorzugt mehr als 100% größer und ganz besonders bevorzugt mehr also 200% größer. Als Basis für die Berechnung der prozentualen Abweichung dient der Wert der Ausdehnung in die bevorzugte Raumrichtung, d.h. die Ausdehnungen in die beiden anderen Raumrichtungen werden bezogen auf die Ausdehnung in die bevorzugte Raumrichtung.

Unter dem „Durchmesser der anisotropen Siliziumkristalle parallel zur Spiralfederebene" wird deren maximaler Durchmesser in eine Raumrichtung parallel zur Spiralfederebene verstanden.

Wie bereits erwähnt, kommt es bei der Herstellung der Spiralfedern häufig zu Brüchen und Rissen der Federn, was einen hohen Materialausschuss nach sich zieht. Es kann vermutet werden, dass diese Brüche durch Spannungen im Silizium- Substrat bewirkt werden, die sich während des epitaktischen Abscheidens des polykristallinen Siliziums aufbauen. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass diese Spannungen deutlich vermindert werden können, wenn die Spiralfeder eine Zwischenschicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen aufweist, die zwischen zwei Schichten aus anisotropen Siliziumkristallen angeordnet ist. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Spiralfeder aus zumindest fünf Schichten wird durch zwei äußere Schichten aus Siliziumdioxid vervollständigt, durch die die Empfindlichkeit der Spiralfeder gegenüber Temperaturschwankungen vermindert wird. In ihrer allgemeinsten Form umfasst die vorliegende Erfindung also jede Art von Spiralfedern für mechanische Uhrwerke, bei der zwischen zwei äußeren Schichten aus Siliziumdioxid zumindest zwei durch eine Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen voneinander getrennte Schichten aus anisotropen Siliziumkristallen angeordnet sind.

Ebenso hat sich überraschenderweise gezeigt, dass diese Spannungen deutlich vermindert, wenn die Spiralfeder aus einem Schichtsystem ohne die Zwischenschicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen hergestellt ist. Es können beliebige Schichtabfolgen erzeugt werden. In ihrer allgemeinsten Form umfasst die vorliegende Erfindung also jede Art von Spiralfedern für mechanische Uhrwerke, bei der zwischen zwei seitlichen Schichten und einer ersten äußeren Schicht aus Siliziumdioxid mehrere Schichten aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen und/oder anisotropen Siliziumkristallen angeordnet sind. Die Schichten können mittels der im Stand der Technik bekannten Abscheideverfahren ausgebildet werden. Ebenso ist ein Laminieren der einzelnen Schichten denkbar. Um ein möglichst konstantes Schwingverhalten der Spiralfeder und damit eine hohe und möglichst konstante Ganggenauigkeit des Uhrwerks zu erreichen, muss die Rückhol konstante der Spiralfeder möglichst konstant sein. Zur Minimierung der Temperaturabhängigkeit der Rückholkonstante wird im Falle von Spiralfedern aus Silizium die Tatsache ausgenutzt, dass Siliziumdioxid einen dem Silizium entgegengesetzten Temperaturkoeffizienten des Elastizitätsmoduls aufweist. Durch eine Beschichtung einer Silizium-Spiralfeder mit einem Überzug aus Siliziumdioxid kann so die Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls der Spiralfeder und damit die Temperaturabhängigkeit der Rückholkonstante C minimiert werden. Dadurch kann die Empfindlichkeit der Spiralfeder gegenüber Temperaturschwankungen auf ein Minimum reduziert werden.

Die Dicke der Beschichtung aus Siliziumdioxid, die für einen gegebenen Querschnitt der Spiralfeder erforderlich ist, um eine optimale Temperaturkompensation zu erreichen, kann vom Fachmann problemlos berechnet oder einfach experimentell bestimmt werden. Die so berechneten bzw. bestimmten Schichtdicken für den Siliziumdioxid-Überzug sind tabellarisch verfügbar. Üblich sind Beschichtungen mit Dicken von 2 bis 8 μηι.

Bevorzugt ist die Spiralfeder in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse aus zumindest fünf Schichten aufgebaut, nämlich aus einer ersten Schicht aus Siliziumdioxid, einer auf der ersten Schicht aus Siliziumdioxid angeordneten zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die zweite Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, einer dritten, auf der zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die dritte Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, einer auf der dritten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten vierten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die vierte Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, und einer auf der vierten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten fünften Schicht aus Siliziumdioxid.

In dieser Ausführungsform werden in dem nachfolgend noch näher beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Spiralfeder die beiden äußeren Schichten aus Siliziumdioxid unter vollständiger Auflösung der vor der Oxidation anwesenden äußeren Schichten aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen gebildet. In der fertigen Spiralfeder stehen dann die beiden äußeren Schichten aus Siliziumdioxid in direktem Kontakt mit jeweils einer Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen.

Ebenfalls bevorzugt ist eine Spiralfeder, die in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse aus zumindest sechs Schichten aufgebaut ist, nämlich aus einer ersten, äußeren Schicht aus Siliziumdioxid, einer sechsten, auf der ersten Schicht aus Siliziumdioxid angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die sechste Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, einer auf der sechsten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die zweite Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, einer dritten, auf der zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die dritte Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, einer auf der dritten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten vierten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die vierte Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, und einer auf der vierten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten fünften, äußeren Schicht aus Siliziumdioxid.

In dieser Ausführungsform wird in dem nachfolgend noch näher beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Spiralfeder nur eine der beiden äußeren Schichten aus Siliziumdioxid unter vollständiger Auflösung der vor der Oxidation anwesenden äußeren Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen gebildet. Bei der Bildung der weiteren äußeren Schichten aus Siliziumdioxid erfolgt im Laufe der Oxidation keine vollständige Auflösung der vor der Oxidation anwesenden äußeren Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen. In der fertigen Spiralfeder steht dann eine der beiden äußeren Schichten aus Siliziumdioxid in direktem Kontakt mit einer Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen und die andere äußere Schicht aus Siliziumdioxid steht in direktem Kontakt mit einer Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen, auf welche dann wieder eine Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen folgt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Spiralfeder in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse aus zumindest sieben Schichten aufgebaut, nämlich aus einer ersten, äußeren Schicht aus Siliziumdioxid, einer sechsten, auf der ersten Schicht aus Siliziumdioxid angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die sechste Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, einer auf der sechsten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die zweite Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, einer dritten, auf der zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die dritte Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, einer auf der dritten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten vierten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die vierte Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, einer siebten, auf der vierten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die siebte Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, einer auf der siebten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten fünften, äußeren Schicht aus Siliziumdioxid.

In dieser Ausführungsform werden in dem nachfolgend noch näher beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Spiralfeder die beiden äußeren Schichten aus Siliziumdioxid nur unter teilweiser Auflösung der vor der Oxidation anwesenden äußeren Schichten aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen gebildet. Bei der Bildung der beiden äußeren Schichten aus Siliziumdioxid erfolgt im Laufe der Oxidation keine vollständige Auflösung der vor der Oxidation anwesenden äußeren Schichten aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen. In der fertigen Spiralfeder stehen dann beide äußeren Schichten aus Siliziumdioxid in direktem Kontakt mit einer Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen, auf welche dann wieder jeweils eine Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen folgt.

Bevorzugt weist die Spiralfeder in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse zumindest eine weitere aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehende Schicht und zumindest eine weitere aus anisotropen Siliziumkristallen bestehende Schicht auf, wobei die weitere aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehende Schicht zwischen zwei aus anisotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten angeordnet ist und die weitere aus anisotropen Siliziumkristallen bestehende Schicht zwischen zwei aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten angeordnet ist. Durch die gemäß dieser Ausführungsform vorgesehene zweite Zwischenschicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen werden die Spannungen im Silizium-Substrat weiter vermindert und Beschädigungen während des Herstellungsprozesses reduziert. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Spiralfeder in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse N weitere aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehende Schichten und N weitere aus anisotropen Siliziumkristallen bestehende Schichten auf, wobei jede weitere aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehende Schicht zwischen zwei aus anisotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten angeordnet ist und jede weitere aus anisotropen Siliziumkristallen bestehende Schicht zwischen zwei aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten angeordnet ist, wobei N < 200, insbesondere N < 150, besonders bevorzugt N < 100 ist. Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, gemäß denen N = 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ist. Durch weitere Zwischenschichten aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen werden die Spannungen im Silizium-Substrat zusätzlich vermindert und Beschädigungen während des Herstellungsprozesses praktisch auf Null reduziert.

Bevorzugt weist die erste und/oder die fünfte Schicht aus Siliziumdioxid eine Dicke parallel zur Spiralfederachse von 2 μηι bis 8 μηι auf. Durch eine Dicke der Siliziumdioxid-Schicht von 2 μηι bis 8 μηι kann die Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls der Spiralfeder und damit die Temperaturabhängigkeit der Rückholkonstante C minimiert werden.

Besonders bevorzugt weisen die aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten eine Schichtdicke parallel zur Spiralfederachse von 200 nm bis 50 μηι auf. Eine Schichtdicke von 200 nm bis 50 μηι hat sich als ideal in Bezug auf die Verminderung von Spannungen in dem Silizium-Substrat herausgestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die aus anisotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten eine Schichtdicke parallel zur Spiralfederachse von 2 μηι bis 300 μηι auf. Eine Schichtdicke von 2 μηι bis 300 μηι hat sich als hervorragend geeignet zur Verhinderung von Spannungen im Material und zum Erreichen eines ausgezeichneten Schwingverhaltens der Spiralfeder herausgestellt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die anisotropen Siliziumkristalle einen Durchmesser parallel zur Spiralfederebene von 10 nm bis 30000 nm und eine Höhe parallel zur Spiralfederachse von 0,5 μηι bis 50 μηι auf. Insbesondere bevorzugt weisen die anisotropen Siliziumkristalle einen Durchmesser parallel zur Spiralfederebene von 20 nm bis 5000 nm und eine Höhe parallel zur Spiralfederachse von 5 μηι bis 20 μηι auf. Kristalle mit den genannten Abmessungen haben sich als ausgezeichnet geeignet zur Verhinderung von Spannungen im Material und zum Erreichen eines ausgezeichneten Schwingverhaltens der Spiralfeder herausgestellt. Wie nachfolgend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren noch beschrieben wird, stellt es für den Fachmann keine Schwierigkeit dar, im Rahmen einer CVD-Abscheidung die Prozessparameter so zu steuern, dass Kristalle in der gewünschten Dimensionierung aufwachsen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die im Wesentlichen isotropen Siliziumkristalle einen Durchmesser von 1 nm bis 10000 nm, besonders bevorzugt von 20 nm bis 4000 nm, insbesondere bevorzugt 50 nm bis 1000 nm auf. Durch Zwischenschichten, die aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen mit einem Durchmesser von 1 nm bis 10000 nm, bevorzugt von 20 nm bis 4000 nm, insbesondere bevorzugt von 50 nm bis 1000 nm aufgebaut sind, werden Spannungen im Silizium-Substrat besonders stark vermindert.

Bevorzugt beträgt die Fläche einer die Spiralfederachse beinhaltenden Schnittebene der Spiralfeder von 0,001 mm ² bis 0,01 mm ² und/oder die Höhe der Spiralfeder parallel zur Spiralfederachse von 0,05 mm bis 0,3 mm. Durch eine Querschnittsfläche und/oder eine Höhe in der genannten Größenordnung ergeben sich besonders gute Eigenschaften hinsichtlich des Schwingverhaltens.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung einer Spiralfeder für mechanische Uhrwerke mit den Schritten: Bereitstellen eines Silizium-Wafers, wobei der Silizium-Wafer eine Opferschicht aus Siliziumdioxid aufweist, Durchführung eines LPCVD-Verfahrens zur Ausbildung einer ersten, auf der Siliziumdioxid-Opferschicht angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die erste Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, Durchführung eines CVD-Verfahrens zur Ausbildung einer auf der ersten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die zweite Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, Durchführung eines LPCVD-Verfahrens zur Ausbildung einer dritten, auf der zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die dritte Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, Durchführung eines CVD-Verfahrens zur Ausbildung einer auf der dritten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten vierten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die vierte Schicht aus anisotropen Siliziumkristallen besteht, Durchführung eines LPCVD-Verfahrens zur Ausbildung einer fünften, auf der vierten Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht aus polykristallinem Silizium, wobei die fünfte Schicht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen besteht, Strukturierung der Spiralfeder durch ein materialabtragendes Ätz- oder Schneideverfahren, Ablösen der Spiralfeder von dem Silizium-Wafer durch Auflösen der Opferschicht aus Siliziumdioxid mit Hilfe eines Ätzverfahrens, Durchführung einer Oxidation zur Erzeugung einer zumindest eine sechste und eine siebte Schicht aus Siliziumdioxid umfassenden Siliziumdioxid- Oberflächenbeschichtung der Spiralfeder, wobei die Ausbildung der sechsten Schicht aus Siliziumdioxid unter Auflösung zumindest eines Teils der ersten aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehenden Schicht erfolgt und die Ausbildung der siebten Schicht aus Siliziumdioxid unter Auflösung zumindest eines Teils der fünften aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehenden Schicht erfolgt.

Grundsätzlich sind die Prozessparameter für die Durchführung eines Niederdruck Chemical Vapor Deposition (LPCVD) Verfahrens ebenso wie die Prozessparameter für die Durchführung eines Chemical Vapor Deposition (CVD) Verfahrens zur Abscheidung von Silizium aus der Gasphase dem Fachmann bekannt. Durch Variation von Druck und Temperatur in der jeweiligen Reaktorkammer können Geschwindigkeit und Art der Abscheidung des Siliziums und damit die Kristallbildung auf der Siliziumdioxid-Opferschicht des Silizium-Wafers gesteuert werden.

Die Strukturierung der Spiralfeder erfolgt durch ein dem Fachmann an sich bekanntes materialabtragendes Ätz- oder Schneideverfahren. Der Materialabtrag kann beispielsweise durch ein Ätzverfahren mit Hilfe von Photomasken vorgenommen werden.

Nachfolgend wird die Spiralfeder von dem Silizium-Wafer durch Auflösen der Opferschicht aus Siliziumdioxid mit Hilfe eines Ätzverfahrens abgelöst. Chemische Ätzverfahren unter Verwendung von beispielsweise Flusssäure sind dem Fachmann allgemein bekannt.

Die nach dem Ablösen der Spiralfeder von dem Silizium-Wafer durchgeführte Oxidation erfolgt nach einem dem Fachmann geläufigen Verfahren. So kann beispielsweise eine thermische Oxidation bei erhöhten Temperaturen vorgenommen werden.

Da die Oxidation nach dem Ablösen der Spiralfeder von dem Silizium-Wafer durchgeführt wird, ist die Spiralfeder von allen Seiten zugänglich, wodurch sich eine äußere Siliziumdioxid-Oberflächenbeschichtung ausbildet. Im Laufe der Ausbildung der Siliziumdioxid-Schicht werden die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst ausgebildete erste und fünfte, aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten zumindest teilweise oxidiert und damit zumindest zum Teil als Schicht aus polykristallinem Silizium aufgelöst bzw. zumindest zum Teil in eine Schicht aus Siliziumdioxid umgewandelt.

Wrd die Oxidation nach dem Ablösen der Spiralfeder von dem Silizium-Wafer für einen längeren Zeitraum durchgeführt, so erfolgt eine vollständige Auflösung der zunächst ausgebildeten ersten und/oder fünften, aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen bestehenden Schichten. Eine oder beide der Schichten werden dadurch in Schichten aus Siliziumdioxid umgewandelt.

Bevorzugt wird das LPCVD-Verfahren für einen Zeitraum ausgeführt, in dem sich eine Schicht aus polykristallinem Silizium mit einer Dicke parallel zur Spiralfederachse von 0,2 μηι bis 1 μηι ausbildet. Mit LPCVD-Verfahren sind relativ niedrige Schichtabscheideraten von ca. 20 nm/min verbunden. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugten Schichtdicken von 0,2 μηι bis 1 μηι sind somit innerhalb akzeptabler Prozesszeiten zu erreichen.

Das CVD-Verfahren wird bevorzugt für einen Zeitraum ausgeführt, in dem sich eine Schicht aus polykristallinem Silizium mit einer Dicke parallel zur Spiralfederachse von 2 μηι bis 300 μηι ausbildet. Mit den im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugten Prozessparametern werden bei CVD-Verfahren Schichtabscheideraten von 1 μηι/ΓΤπη bis 5 μΓη/ηιίη erreicht. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugten Schichtdicken von 2 μηι bis 300 μηι sind somit innerhalb akzeptabler Prozesszeiten zu erreichen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Oxidation nach dem Ablösen der Spiralfeder von dem Silizium-Wafer für einen Zeitraum ausgeführt, in dem sich eine Schicht aus Siliziumdioxid mit einer Dicke parallel zur Spiralfederachse von 2 μηι bis 8 μηι ausbildet. Durch eine Dicke der Siliziumdioxid-Schicht von 2 μηι bis 8 μηι kann die Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls der Spiralfeder und damit die Temperaturabhängigkeit der Rückholkonstante C minimiert werden.

Bevorzugt wird das CVD-Verfahren bei einer Prozesstemperatur zwischen 600°C und 1200°C, besonders bevorzugt zwischen 960°C und 1060°C ausgeführt. Bei den genannten Prozesstemperaturen bilden sich Schichten aus polykristallinem Silizium aus, welche aus anisotropen Siliziumkristallen mit einem Durchmesser parallel zur Spiralfederebene von 10 nm bis 30000 nm und einer Höhe parallel zur Spiralfederachse von 0,5 μηι bis 50 μηι aufgebaut sind. Diese weisen ausgezeichnete Eigenschaften im Hinblick auf die Verhinderung von Spannungen und zum Erreichen eines ausgezeichneten Schwingverhaltens der Spiralfeder auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das CVD-Verfahren bei einem Prozessdruck zwischen 2,7- 10 ³ Pa und 13.3- 10 ³ Pa ausgeführt. Bei den genannten Prozessdrucken bilden sich Schichten aus polykristallinem Silizium aus, welche aus anisotropen Siliziumkristallen mit einem Durchmesser parallel zur Spiralfederebene von 10 nm bis 30000 nm und einer Höhe parallel zur Spiralfederachse von 0,5 μηι bis 50 μηι aufgebaut sind. Diese weisen ausgezeichnete Eigenschaften im Hinblick auf die Verhinderung von Spannungen und zum Erreichen eines ausgezeichneten Schwingverhaltens der Spiralfeder auf.

Besonders bevorzugt werden das LPCVD-Verfahren und/oder das CVD-Verfahren unter Verwendung von Silan oder Dichlorsilan als Prozessgas durchgeführt. Bei Verwendung dieser Prozessgase bilden sich die gewünschten Schichten innerhalb relativ kurzer Prozesszeiten aus.

Bevorzugt wird das CVD-Verfahren mit einem gegenüber dem LPCVD-Verfahren erhöhten Gasfluss, einem erhöhten Prozessdruck und einer erhöhten Prozesstemperatur durchgeführt. Durch die genannte Veränderung der Prozessparameter kann die Ausbildung der gewünschten unterschiedlichen Schichten gesteuert werden.

Bevorzugt wird das CVD-Verfahren bei Prozessparametern durchgeführt, die zur Abscheidung einer Schichtdicke von 1 μηι bis 5 μηι pro Minute führen. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugten Schichtdicken von 2 μηι bis 300 μηι sind somit innerhalb akzeptabler Prozesszeiten zu erreichen.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Spiralfeder für eine mechanische Uhr, wobei die Spiralfeder nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist.

Zur Klarstellung soll angemerkt werden, dass die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Spiralfedern auch durch alternative Verfahren hergestellt werden können. Beispielhaft sind hier zu nennen ein gerichtetes Aufwachsen wie z.B. Epitaxie oder eine Umkristallisation z.B. mittels Laser oder Kristallzucht.

Außerdem umfasst die vorliegende Erfindung eine mechanische Uhr mit einer der oben beschriebenen Spiralfedern.

Sämtliche oben genannten bevorzugten Ausführungsformen können einzeln oder in Kombination mit anderen bevorzugten Ausführungsformen die erfindungsgemäße Spiralfeder bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Spiralfedern weiterbilden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Spiralfeder;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Windung der Spiralfeder

Fig. 3 einen Schnitt durch die Spiralfeder der Figur 1 ;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Spiralfeder der Figur 1 während der

Herstellung der Spiralfeder; Fig. 5 einen Schnitt durch die Spiralfeder der Figur 1 , wobei der Kern der Spiralfeder in einzelnen Schichten aufgebaut ist;

Fig. 6 einen Schnitt durch die Spiralfeder der Figur 1 , wobei der Kern der

Spiralfeder gemäß einer weiteren Ausführungsform in einzelnen Schichten aufgebaut ist; und

Fig. 7 einen Schnitt durch die Spiralfeder der Figur 1 , wobei der Kern der

Spiralfeder gemäß einer weiteren Ausführungsform in einzelnen Schichten aufgebaut ist.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Spiralfeder 2 für mechanische Uhrwerke. Die Spiralfeder 2 weist eine mit der Schwingungsebene der Spiralfeder 2 zusammenfallende Spiralfederebene E und eine senkrecht zu der Spiralfederebene E, durch das Schwingungszentrum der Spiralfeder 2 verlaufende, Spiralfederachse A auf. Zur drehfesten Verbindung mit einer Unruhwelle weist die Spiralfeder 2 einen inneren Spiralfederbefestigungsabschnitt S auf. Der äußere Federhaltepunkt H der Spiralfeder 2 dient der festen Verbindung der Spiralfeder 2 mit einer Platine oder einer Lagerplatine. Die Spiralfeder 2 weist mehrere Windungen W auf.

Ein Querschnitt durch eine Windung W der Spiralfeder 2 ist in Figur 2 dargestellt. Der Kern 4 der Spiralfeder 2 besteht aus polykristallinem Silizium. Der Kern 4 kann in einem thermischen Oxidationsprozess vollkommen mit Siliziumdioxid umhüllt sein. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist eine erste äußere Schicht 5 aus Siliziumdioxid vorgesehen. Ebenso sind die Seitenflächen 8 mit einer Schicht 7 aus Siliziumdioxid versehen. Andere Anordnungen der Schichten aus Siliziumdioxid liegen in der Griffweite des Fachmanns.

Die Darstellungen der Figuren 3 und 4 zeigen jeweils einen Schnitt durch eine Windung W der Spiralfeder 2 der Figur 1 , wobei die Spiralfederachse A Bestandteil der Schnittebene ist und somit die Schnittebene senkrecht auf der Spiralfederebene E steht. Die Dicken der einzelnen Schichten (4i , 4 ₂ , 4 ₃ , 4 _N ) sind in den Figuren 3 und 4 nicht maßstabsgetreu wiedergegeben, es kann also nicht von der zeichnerisch dargestellten Dicke der einen Schicht auf die Dicke einer anderen Schicht geschlossen werden. Die Figur 4 zeigt einen Zustand der Spiralfeder 2 während des Herstellungsprozesses. Der als Träger dienende Silizium-Wafer 1 ist mit einer Opferschicht 9 aus Siliziumdioxid versehen. Durch ein LPCVD-Verfahren wird auf der Opferschicht 9 eine 0,4 μηι dicke erste Schicht 4i aus polykristallinem Silizium abgeschieden. Diese erste Schicht 4i besteht aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen 12, die im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 100 nm bis 400 nm aufweisen. Das LPCVD-Verfahren wird mit Silan als Prozessgas bei einem Druck von 0,6- 10 ³ Pa und einer Temperatur von 1000 °C durchgeführt. Durch die dabei erzielte Abscheiderate von ca. 200 nm/min baut sich die erste Schicht 4i innerhalb von rund 2 Minuten auf.

Nachfolgend werden Gasfluss, Prozessdruck und Prozesstemperatur erhöht und unter Verwendung von Silan als Prozessgas wird ein CVD-Verfahren durchgeführt. Bei einem Prozessdruck von 5,7- 10 ³ Pa und einer Prozesstemperatur von 1060°C stellt sich eine Abscheiderate von rund 2 μηι pro Minute ein. Innerhalb von 20 Minuten wird eine auf der ersten Schicht 4i aus polykristallinem Silizium angeordnete zweite Schicht Ai aus polykristallinem Silizium mit einer Dicke parallel zur Spiralfederachse A von 40 μηι ausgebildet. Die zweite Schicht Ai aus polykristallinem Silizium besteht aus anisotropen Siliziumkristallen 10, wobei die anisotropen Siliziumkristalle 10 im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser parallel zur Spiralfederebene E von 50 nm bis 1000 nm und eine Höhe parallel zur Spiralfederachse A von 5 μηι bis 30 μηι aufweisen.

Anschließend werden die Parameter Gasfluss, Prozessdruck und Prozesstemperatur auf die Werte für das oben im Zusammenhang mit der Ausbildung der ersten Schicht 4i beschriebene Verfahren eingestellt und ein LPCVD-Verfahren zur Ausbildung einer dritten 4 ₃ , auf der zweiten 4 ₂ Schicht aus polykristallinem Silizium angeordneten 0,4 μηι dicken Schicht aus polykristallinem Silizium durchgeführt. Diese dritte Schicht 4 ₃ besteht wiederum aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen 12 mit einem Durchmesser von 100 nm bis 400 nm.

Nachfolgend werden Gasfluss, Prozessdruck und Prozesstemperatur wieder erhöht und unter Verwendung von Silan als Prozessgas wird ein weiteres CVD-Verfahren durchgeführt. Bei einem Prozessdruck von 5,7- 10 ³ Pa und einer Prozesstemperatur von 1060°C stellt sich eine Abscheiderate von rund 2 μηι pro Minute ein. Innerhalb von 20 Minuten wird eine auf der dritten Schicht 4 ₃ aus polykristallinem Silizium angeordnete vierte Schicht 4 ₄ aus polykristallinem Silizium mit einer Dicke parallel zur Spiralfederachse A von 40 μηι ausgebildet. Die vierte Schicht 4 ₄ aus polykristallinem Silizium besteht ebenfalls aus anisotropen Siliziumkristallen 10, wobei die anisotropen Siliziumkristalle 10 im gezeigten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser parallel zur Spiralfederebene E von 50 nm bis 1000 nm und eine Höhe parallel zur Spiralfederachse A von 5 μηι bis 30 μηι aufweisen.

Nach diesem Prozessschritt weist die mit dem Silizium-Wafer 1 verbundene Spiralfeder 2 die in Figur 4 dargestellte Form des Kerns 4 auf.

Anschließend erfolgen nacheinander die Strukturierung der Spiralfeder 2 durch ein materialabtragendes chemisches Ätzverfahren mit Hilfe von Photomasken, das Ablösen der Spiralfeder 2 von dem Silizium-Wafer 1 durch Auflösen der Opferschicht 9 aus Siliziumdioxid wiederum mit Hilfe eines chemischen Ätzverfahrens, und die Durchführung einer thermischen Oxidation zur Erzeugung einer Siliziumdioxid-Oberflächenbeschichtung. Die thermische Oxidation wird für einen Zeitraum von 5 Minuten durchgeführt, sodass sich eine erste äußere Schicht 5 und eine letzte äußere Schicht 6 aus Siliziumdioxid mit einer Schichtdicke von rund 2,5 μηι ausbilden. Im Zuge der Bildung der ersten äußeren Schicht 5 aus Siliziumdioxid löst sich die erste, aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen 12 bestehende Schicht 4i vollständig auf. Durch die Siliziumdioxid- Oberflächenbeschichtung wird eine Minimierung der Temperaturabhängigkeit des Schwingungsverhaltens der Spiralfeder 2 erreicht.

Eine erfindungsgemäße Spiralfeder 2 für mechanische Uhrwerke ist in Figur 3 dargestellt. Die Spiralfeder 2 ist in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse A aus drei Schichten 4i , 4 ₂ , 4 ₃ , aus polykristallinem Silizium aufgebaut, nämlich aus einer 2,5 μηι dicken, ersten äußeren Schicht 5 aus Siliziumdioxid, einer auf der ersten äußeren Schicht 5 aus Siliziumdioxid angeordneten, 40 μηι dicken, ersten Schicht 4i aus polykristallinem Silizium, wobei die erste Schicht 4i aus anisotropen Siliziumkristallen 10 besteht, wobei die anisotropen Siliziumkristalle 10 einen Durchmesser parallel zur Spiralfederebene E von 50 nm bis 1000 nm und eine Höhe parallel zur Spiralfederachse A von 5 μηι bis 30 μηι aufweisen, einer 0,4 μηι dicken zweiten, auf der ersten Schicht 4i aus polykristallinem Silizium angeordneten Schicht 4 ₂ aus polykristallinem Silizium, wobei die zweite Schicht 4 ₂ aus im Wesentlichen isotropen Siliziumkristallen 12 mit einem Durchmesser von 100 nm bis 400 nm besteht, einer auf der zweiten Schicht 4 ₂ aus polykristallinem Silizium angeordneten, 40 μηι dicken, dritten Schicht 4 ₃ aus polykristallinem Silizium, wobei die dritte Schicht 4 ₃ aus anisotropen Siliziumkristallen 10 besteht, wobei die anisotropen Siliziumkristalle 10 einen Durchmesser parallel zur Spiralfederebene E von 50 nm bis 1000 nm und eine Höhe parallel zur Spiralfederachse A von 5 μηι bis 30 μηι aufweisen, einer auf der dritten Schicht 4 ₃ aus polykristallinem Silizium angeordneten, 2,5 μηι dicken, letzten, äußeren Schicht 6 aus Siliziumdioxid.

Die dargestellte Spiralfeder 2 kann unter minimalen Verlusten durch Brüche und Risse mit konstant ausgezeichneter Qualität hergestellt werden.

Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Spiralfeder 2. Der Kern 4 der Spiralfeder 2 besteht aus polykristallinem Silizium und ist in einer Richtung parallel zur Spiralfederachse A aus mehreren Schichten aus polykristallinem Silizium 4i, 4 ₂ , 4 ₃ , ... , 4 _N aufgebaut. Hier und bei den Figuren 6 und 7 liegt die erste Schicht 4i aus polykristallinem Silizium auf der Opferschicht 9 auf, die selbst auf dem Wafer 1 ausgebildet ist. Die mehreren Schichten 4 4 ₂ , 4 ₃ , 4 _N aus polykristallinem Silizium sind miteinander verbunden. Das Verbinden kann z.B. in Laminierverfahren durchgeführt werden. Jede der Schichten 4i, 4 ₂ , 4 ₃ , 4 _N besteht aus anisotropen Siliziumkristallen 10.

Bei der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform besteht jede der mehreren Schichten

4 ₁ , 4 ₂ , 4 ₃ , 4 _N aus polykristallinem Silizium aus isotropen Siliziumkristallen 12.

Bei der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform können die mehreren Schichten 4i,

4 ₂ , 4 ₃ , 4 _N aus polykristallinem Silizium abwechselnd ausgestattet sein. Eine beliebige Abfolge von Schichten aus isotropen Siliziumkristallen 12 und Schichten aus anisotopen Siliziumkristallen 10 kann gewählt werden. Bezugszeichenliste

Silizium-Wafer

Spiralfeder

Kern

Schichten aus polykristallinem Silizium erste äußereSchicht

letzte äußere Schicht

Schicht aus Siliziumdioxid

Seitenfläche

Opferschicht

anisotrope Siliziumkristalle isotrope Siliziumkristalle

Spiralfederachse

Spiralfederebene

Spiralfederbefestigungsabschnitt

Federhaltepunkt

Windungen