機械機芯的準確度有賴於計時器的準確度。康斯登心跳機械機芯的計時器由擺輪、游絲發條和擒縱器所組成,擺輪以 4Hz 週率前後擺動,擺輪擺動的週期則決定準確度如何。擒縱設計的關鍵在於提供剛好足夠擺輪持續擺動的動能,並儘可能去除妨礙擺輪自由擺盪的因素。當擒縱器的潤滑油變乾時,摩擦會增加,導致傳送到擺輪的動能減少。

研發
擒縱器負責游絲發條的擺動及停止擺動。歷來製錶史上如要滿足這些條件時,擒縱器大多需要維持相當的摩擦作用。擒縱齒輪齒紋的動力來自於主發條,齒紋咬緊前其實是順著棘輪齒滑動,這就是啟動錨型輪的摩擦作用,不過需要有潤滑油。現代擒縱器的棘輪齒雖由極為堅硬和光滑的石材製成,潤滑油的角色仍然極為重要。康斯登腕錶的滴答聲就是擺輪齒輪和擒縱齒輪互相咬合時發出的聲音。一旦失去潤滑的效果 (因時日較久導致潤滑油變薄或乾燥) 時,將會損壞擒縱器以致需要更換金屬零件。現代腕錶的可靠性提高,主要就是因為採用更高品質的油劑來潤滑擒縱器。機械機芯通常每四年就需要清潔及重新上油。
康斯登在心跳自製機芯的新材料研究方面,向來與鐘錶業的發展並駕齊驅,而不需要固定上油的擒縱器顯然是一大進展。康斯登很榮幸能夠推出限量的系列錶,由於採用了矽製擒縱齒輪因此再不需要上油。由於矽不具磁性、極為堅硬 (相較於鋼的 700 Vickers,矽的硬度高達 1100 Vickers) 且高度抗腐蝕,因此是製錶的理想材料。矽製擒縱齒輪最大的優點是不需要上油,因此之前提及因時日漸久導致潤滑油變薄或乾燥的缺點也不復存在。
矽
矽是化學元素週期表的化學元素,化學符號為 Si,原子序數為 14。矽屬於四價類金屬 (tetravalent metalloid),反應性低於同類化學元素碳,因此不會產生自由性。矽主要存在於礦物中,此類礦物含有各種晶體型態的純二氧化矽 (石英、玉髓、蛋白石),另外長石等矽酸鹽 (含有矽、氧、一種或兩種金屬的各種礦物) 中也有矽的成分。多數半導體裝置的主要成分是矽,矽也以矽石和矽酸鹽的型態存在於玻璃、水泥和陶瓷中。半導體廣泛使用矽的原因在於,矽半導體的溫度較鍺半導體高,同時在爐管中也較易生成矽的自然氧化物,從而形成幾乎較其他所有材質結合起來還要優良的半導體 / 介質界面。晶體型態的矽是深灰色,就像玻璃一樣閃耀著金屬光澤,但比玻璃還要堅硬。由於自由電荷載體的數量隨溫度而增加,因此純矽具有電阻負溫度系數。
製作
製作矽製擒縱齒輪需要採用新技術「深層反應離子蝕刻 (DRIE)」:製作擒縱齒輪的多重影像後,將其投影到直徑 100 釐米、厚 0.5 釐米的矽晶圓上。晶圓通常有各種尺寸,直徑從 1 英吋 (25.4 釐米) 到 11.8 英吋 (300釐米) 都有,厚度則是以 0.5 釐米為基準往上加。通常先用鑽石鋸或鑽石索鋸從半導體梨晶 (boule) 切割出晶圓,接著進行單面或雙面拋光。100 釐米的晶圓約可製造 250 只齒輪。晶圓由三層不同的矽組成, 中層是隔離層。先將擒縱齒輪的影像投射到晶圓上,再清除曝光的瓷漆層,留下晶圓上未經曝光的部分,接著未經曝光的瓷漆層會以電漿蝕刻至隔離層,至此矽製擒縱齒輪便從等向性蝕刻 (isotropic etching) 工序中完成。經由這個作業程序生產的擒縱齒輪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。因此晶圓對於康斯登矽製擒縱齒輪能否產生摩擦作用極具重要性。
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