[发明专利]固定由晶体硅制成的两个部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定由晶体硅制成的两个部件的方法，以及更具体地，涉及一种用于形成微机械部件的这种类型的方法。

背景技术

已知形成由硅制成的微机械部件。当前，为了将硅部件彼此固定还不可能放弃粘合。然而，粘合操作需要极其细致的工作以保证适当的定位，这将使得成本偏高。

发明内容

本发明的一个目的是通过提出如下的一种固定硅部件的方法来克服前述缺陷的一部分或全部：该方法不需要粘合步骤但是却可以保证部件之间的适当定位。

本发明因此涉及一种用于固定两个晶体硅部件的方法，所述方法包括如下的步骤：

a）形成包括至少一个凹部的第一部件；

b）形成包括至少一个突出部分的第二部件；

c）将所述至少一个突出部分组装在所述至少一个凹部中；

其特征在于，所述方法包括如下的最终步骤：

d）氧化所述组件以减小部件之间的任何间隙，从而使所述部件相对于彼此固定不动。

可选地，本发明涉及一种用于固定两个晶体硅部件的方法，所述方法包括如下的步骤：

a）形成分别包括至少一个第一凹部和至少一个第二凹部的第一部件和第二部件；

b）形成包括至少一个第一突出部分和至少一个第二突出部分的中间晶体硅部件；

c）将所述至少一个第一突出部分组装在所述至少一个第一凹部中，并将所述至少一个第二突出部分组装在所述至少一个第二凹部中；

其特征在于，所述方法包括如下的最终步骤：

d）氧化所述组件以减小所述部件之间的间隙，从而使所述部件相对于彼此固定不动。

因此可以清楚地看出，与使用粘合的固定方法相比，任何间隙以对于各个部件而言相同的方式逐渐减小，从而改善了由部件的很差的最终定位而引起的废品率问题。

根据本发明的其他有利特征：

-所述晶体硅部件中的至少一个包括弹性变形装置，以便将在步骤c）期间形成的组件保持在一起；

-借助于至少一个材料桥接件（bridge of material）使所述第一和第二部件与定位装置一体地形成；

-所述定位装置包括与所述第一部件成一体的第一框架和与所述第二部件成一体的第二框架，在步骤c）的组装操作期间，通过使用放置装置将各个框架彼此对齐；

-所述放置装置包括至少一个附接元件，所述附接元件与各个框架中的至少一个腔体配合；

-所述放置装置包括弹性部以保持在步骤c）期间实现的对齐；

-所述定位装置由晶体硅元件制成；

-步骤d）形成在0.5μm至6μm之间的外部二氧化硅层。

此外，本发明涉及一种钟表，其特征在于，所述钟表包括使用根据前述变型中任一项的方法而固定的至少两个部件。

附图说明

参考附图，从下面作为非限制性说明给出的描述中，可以清楚看到其他特征和优点，其中：

-图1是当硅基底经受氧化处理时硅基底的空间膨胀的示意图；

-图2是使用根据本发明的方法固定的示例性微机械部件的视图；

-图3至图6是当硅部件经受氧化处理时硅部件的示意图；

-图7是使用根据本发明的方法固定的微机械部件的示例的图。

具体实施方式

图1示出当经受热氧化时，脱氧的晶体硅（Si）基底的空间膨胀E的示意图。在自然状态下，晶体硅被地球大气氧化，自然地包括若干纳米的二氧化硅层。

因此，如图1的左侧所示，一旦去掉天然氧化层之后，对晶体硅（Si）基底进行热氧化处理，即，在氧化气氛中并加热。在氧化之后，如图1的右侧所示，可以观察到基底的晶体硅（Si）部分转化和替换为外层二氧化硅（SiO₂），该外层二氧化硅的尺寸为膨胀E，即，包括二氧化硅（SiO₂）层并具有剩下的未转化的晶体硅（Si）的基底比氧化之前的体积更大。

本发明提出利用这种膨胀现象来替代粘合步骤和减小部件之间的任何间隙，以使得部件固定。如下所述，与使用粘合步骤的方法相比，根据本发明的方法以更有利的方式来固定硅部件。

有利地，本发明涉及一种固定两个晶体硅部件的方法。根据第一实施例，该固定方法直接在两个部件之间执行并且包括如下的步骤：

a）形成包括至少一个凹部的第一部件；

b）形成包括至少一个突出部分的第二部件；

c）将所述至少一个突出部分组装在所述至少一个凹部中；

其特征在于，所述方法包括如下的最终步骤：