CH704086A2 - Fabricating three-dimensional metal part e.g. cock using assembly of components obtained by photolithography and electroforming, comprises placing component in mold, and depositing photoresist layers on substrate through photomask - Google Patents
Fabricating three-dimensional metal part e.g. cock using assembly of components obtained by photolithography and electroforming, comprises placing component in mold, and depositing photoresist layers on substrate through photomask Download PDFInfo
- Publication number
- CH704086A2 CH704086A2 CH01894/10A CH18942010A CH704086A2 CH 704086 A2 CH704086 A2 CH 704086A2 CH 01894/10 A CH01894/10 A CH 01894/10A CH 18942010 A CH18942010 A CH 18942010A CH 704086 A2 CH704086 A2 CH 704086A2
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- insert
- level
- mold
- photoresist
- metal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G04B15/00—Escapements
- G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D1/00—Electroforming
- C25D1/003—3D structures, e.g. superposed patterned layers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
-
- G—PHYSICS
- 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
- G04B13/00—Gearwork
- G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
-
- G—PHYSICS
- 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
- G04B13/00—Gearwork
- G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
- G04B13/028—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots wheels in which the teeth are conic, contrate, etc; also column wheels construction
Abstract
Description
Domaine de l’inventionField of the invention
[0001] La présente invention concerne le domaine de la fabrication de micro pièces métalliques par électroformage en particulier des pièces présentant au moins deux niveaux superposés non nécessairement inclus l’un dans l’autre ayant chacun une forme prédéfinie. Certaines pièces utilisées dans l’horlogerie comme par exemple des ancres avec dard intégré, des engrenages avec dentures décalées etc., sont également des objets de l’invention ainsi que de la méthode permettant de les réaliser avantageusement. The present invention relates to the field of the manufacture of micro metal parts by electroforming in particular parts having at least two superimposed levels not necessarily included one in the other each having a predefined shape. Certain parts used in watchmaking, for example anchors with integrated dart, gears with staggered teeth, etc., are also objects of the invention as well as the method enabling them to be advantageously achieved.
Arrière plan techniqueTechnical background
[0002] Le procédé de fabrication de micro pièces ou composants par irradiation d’une couche photosensible aux rayons ultraviolets suivie d’une étape d’électroformage est connu et est décrit par exemple dans le brevet EP0851295B1. The process for manufacturing micro parts or components by irradiating a photosensitive layer with ultraviolet rays followed by an electroforming step is known and is described for example in patent EP0851295B1.
[0003] Ce procédé est dérivé de la technique LIGA (Lithographie Galvanoformung Abformung) qui consiste à: déposer sur un substrat une couche de 1 à 2000 µm d’une résine photosensible (photoresist); effectuer à travers un masque une irradiation au moyen d’un synchrotron ou par une exposition de rayons ultraviolets; développer, c’est-à-dire éliminer par des moyens chimiques les portions de photoresist non polymérisées et créer de ce fait une cavité ou un moule en photoresist. électroformer un métal dans cette cavité afin d’obtenir une micro pièce métallique.This process is derived from the LIGA technique (Lithography Galvanoformung Abformung) which consists in: depositing on a substrate a layer of 1 to 2000 μm of a photosensitive resin (photoresist); perform irradiation by means of a synchrotron or exposure to ultraviolet radiation through a mask; develop, that is to say, remove by chemical means the unpolymerized photoresist portions and thereby create a cavity or mold photoresist. electroforming a metal in this cavity to obtain a micro metal part.
[0004] L’avantage de cette technique est de réaliser des pièces ou composants mécaniques d’une très grande précision en X et Y et avec une épaisseur allant jusqu’à plusieurs millimètres. Il est également possible d’appliquer ce procédé en plusieurs étapes pour obtenir un composant en plusieurs niveaux, chaque niveau étant construit sur le précédent. Seules des pièces dont le niveau supérieur inclus totalement le niveau inférieur peuvent être fabriqués selon cette méthode. The advantage of this technique is to make parts or mechanical components of great precision in X and Y and with a thickness of up to several millimeters. It is also possible to apply this method in several steps to obtain a component in several levels, each level being built on the previous one. Only parts whose upper level fully includes the lower level can be manufactured using this method.
[0005] Ce procédé est décrit plus avant dans la demande de brevet EP1 225 477A1 et détaille le processus de masquage, d’irradiation et de dissolution de la partie non irradiée. Cette technique est bien connue pour la fabrication de pièces pour l’horlogerie telles que par exemple des roues dentées, des cames, bascules ou ponts. This method is described further in the patent application EP1 225 477A1 and details the process of masking, irradiation and dissolution of the non-irradiated part. This technique is well known for the manufacture of timepieces such as, for example, gears, cams, rockers or bridges.
[0006] Plusieurs techniques de fabrication de pièces multi niveaux basées sur le procédé LIGA sont décrites dans des documents de l’art antérieur à savoir: Several techniques for manufacturing multi-level parts based on the LIGA process are described in documents of the prior art, namely:
[0007] WO2007/104 171A2 qui décrit une méthode de fabrication d’une pièce à deux niveaux comprenant une étape de dépôt d’une couche d’or d’accrochage sur le premier niveau de la pièce précédant le dépôt du second niveau sur le premier. Il n’y a donc pas d’assemblage entre les niveaux, les couches adhèrent de façon planaire l’une par rapport à l’autre par le biais d’une couche d’accrochage. [0007] WO2007 / 104171A2 which describes a method for manufacturing a two-level part comprising a step of depositing a layer of attachment gold on the first level of the part preceding the deposition of the second level on the first. There is therefore no assembly between the levels, the layers adhere planar to one another by means of a layer of attachment.
[0008] WO2009/083 488A1 qui décrit une technique de fabrication par le procédé LIGA d’une pièce en formant un moule de photoresist sur un substrat dans lequel est déposée galvaniquement une première couche uniforme d’un premier métal et ensuite une seconde couche d’un second métal enrobant la première couche. Il s’agit ici d’enrober une pièce à 1 niveau par un métal pour former une coque. [0008] WO2009 / 083 488A1 which describes a technique for manufacturing by the LIGA process of a part by forming a photoresist mold on a substrate in which a first uniform layer of a first metal is deposited galvanically and then a second layer of a second metal coating the first layer. This involves coating a 1-level piece with a metal to form a shell.
[0009] WO2010/020 515A1 qui décrit la fabrication d’une pièce à plusieurs niveaux en réalisant un moule de photoresist complet correspondant à la pièce finale à obtenir avant l’étape de dépôt galvanique du métal de la pièce dans le moule. Seules des pièces multi-niveaux dont les niveaux sont inclus l’un dans l’autre sont réalisables par cette méthode. [0009] WO2010 / 020 515A1 which describes the manufacture of a multi-level part by producing a complete photoresist mold corresponding to the final part to be obtained before the step of galvanic deposition of the metal of the part in the mold. Only multilevel parts whose levels are included in one another are achievable by this method.
[0010] EP1 462 859A2 qui décrit un procédé multi niveaux de réalisation de pièces complexes dont les niveaux supérieurs sont un sous-ensemble des niveaux précédents. Deux niveaux différents sont formés en deux dépôts de photoresist pour former un moule. Avant la phase d’électroformage de la pièce, une couche conductrice est déposée sur les parois du moule pour que le dépôt des particules métalliques soit effectué de manière homogène. Comme dans le cas de la méthode décrite par le document précédent WO2010/020515A1, seules des pièces multi-niveaux dont les niveaux sont inclus l’un dans l’autre sont réalisables selon ce procédé. EP1 462 859A2 which describes a multi-level process for producing complex parts whose upper levels are a subset of the previous levels. Two different levels are formed in two photoresist deposits to form a mold. Before the electroforming phase of the part, a conductive layer is deposited on the walls of the mold so that the deposition of the metal particles is carried out homogeneously. As in the case of the method described in the previous document WO2010 / 020515A1, only multilevel parts whose levels are included one in the other are achievable according to this method.
[0011] Le document EP1 916 567B1 une méthode de fabrication d’une pièce composée d’au moins deux éléments, soit une partie métallique obtenue par électroformage, et au moins un élément rapporté obtenu par un autre procédé de fabrication et comprenant au moins un flanc en contact avec la partie métallique. La liaison entre l’élément rapporté et la partie métallique est dite intime c’est-à-dire résultant de la croissance par électroformage de la partie métallique le long du flanc de l’élément rapporté. Le ou les éléments rapportés sont ainsi entièrement ou partiellement enserrés dans le métal déposé par électroformage. EP1 916 567B1 describes a method for manufacturing a part composed of at least two elements, ie a metal part obtained by electroforming, and at least one added element obtained by another manufacturing method and comprising at least one flank in contact with the metal part. The connection between the reported element and the metal part is said intimate that is to say resulting from the growth by electroforming of the metal part along the side of the insert. The element or elements reported are thus entirely or partially enclosed in the electroformed deposited metal.
[0012] Pour obtenir des pièces à multi-niveaux dont les niveaux ne sont pas inclus les uns dans les autres, les pièces doivent être assemblées entre elles par enchâssement, sertissage, vissage ou autre emboutissage. To obtain multi-level parts whose levels are not included in each other, the parts must be assembled together by embedding, crimping, screwing or other stamping.
[0013] Ces opérations sont délicates du fait de la petitesse des pièces en jeu et les faibles portées de soutien. Il arrive que lors de cet assemblage, on détériore les pièces en présence. These operations are delicate because of the small size of the parts involved and the low support spans. It happens that during this assembly, it deteriorates the parts involved.
[0014] A chaque opération, on ajoute de plus une imprécision résultant des tolérances des différentes pièces à assembler. At each operation, we add more inaccuracy resulting from the tolerances of the different parts to be assembled.
Description sommaire de l’inventionBrief description of the invention
[0015] Ainsi, un des buts de la présente invention est de faciliter les opérations subséquentes d’assemblage pour l’obtention de pièces obtenues par le procédé LIGA à multi-niveaux dont les niveaux ne sont pas nécessairement inclus l’un dans l’autre. Thus, one of the aims of the present invention is to facilitate subsequent assembly operations for obtaining parts obtained by the multi-level LIGA process whose levels are not necessarily included in the one. other.
[0016] Un autre but de la présente invention est de fabriquer des micro-pièces métalliques tridimensionnelles obtenues par procédé LIGA à plusieurs niveaux auto-assemblées par imbrication réalisées en plusieurs phases d’électroformage. Les différents niveaux de ces micro-pièces peuvent être composés de matériaux différents. Another object of the present invention is to manufacture three-dimensional metal micro-parts obtained by multilayer LIGA process self-assembled by interleaving performed in several electroforming phases. The different levels of these micro-parts may be composed of different materials.
[0017] Ces buts sont est atteints par une méthode décrite par la revendication 1. These objects are achieved by a method described by claim 1.
[0018] La pièce réalisée par la méthode comporte au moins deux niveaux imbriqués l’un dans l’autre grâce à la croissance du deuxième niveau de la pièce autour ou dans une partie du premier niveau de la pièce par croissance de la couche métallique le long d’un flanc dudit premier niveau. Il s’agit d’un auto-assemblage. The piece produced by the method comprises at least two levels interlocked in one another thanks to the growth of the second level of the piece around or in a part of the first level of the piece by growth of the metal layer. along a side of said first level. It is a self-assembly.
[0019] Le positionnement d’un premier niveau de la pièce se fait dans un premier moule obtenu soit par une gravure profonde du substrat, soit par le procédé de lithographie d’une résine épaisse, soit par une combinaison des deux méthodes. Un second moule d’un deuxième niveau du composant est obtenu en structurant par irradiation, polymérisation et développement une couche de photoresist. The positioning of a first level of the part is in a first mold obtained either by a deep etching of the substrate, or by the lithography process of a thick resin, or by a combination of the two methods. A second mold of a second level of the component is obtained by structuring by radiation, polymerization and development a photoresist layer.
[0020] La fabrication selon la méthode de pièces métalliques comportant au moins deux niveaux, nécessite au moins l’assemblage de deux éléments obtenus chacun par le procédé LIGA. Les différents niveaux ne sont pas nécessairement inclus l’un dans l’autre et sont positionnés entre eux en utilisant la photolithographie. La méthode comprend les étapes suivantes: formation d’un premier moule gravé dans un substrat silicium ou dans de la résine polymérisée placement d’un élément rapporté dans le premier moule, ledit premier moule servant de guide à l’élément rapporté, irradiation au travers d’un photomasque d’une couche de photoresist appliquée sur le substrat définissant un deuxième niveau de la pièce, polymérisation de cette couche de photoresist et élimination de la couche de photoresist non polymérisée, la partie de photoresist restante constituant un second moule de photoresist pour former le deuxième niveau de la pièce, dépôt d’une couche métallique par électroformage sur le substrat de sorte que la croissance de la couche métallique s’effectue au moins sur une portion des flancs de l’élément rapporté, obtention de la pièce en séparant le substrat de la couche métallique électroformée. Les deux niveaux de la pièce formés d’une part par l’élément rapporté et d’autre part par la couche métallique sont ainsi solidaires. Lors d’une dernière étape, le moule de photoresist est éliminé.Manufacturing according to the method of metal parts comprising at least two levels, requires at least the assembly of two elements each obtained by the LIGA process. The different levels are not necessarily included in one another and are positioned between them using photolithography. The method includes the following steps: forming a first mold etched in a silicon substrate or in polymerized resin placing an insert in the first mold, said first mold serving as a guide to the insert, irradiating through a photomask a layer of photoresist applied to the substrate defining a second level of the part, polymerizing this photoresist layer and removing the unpolymerized photoresist layer, the remaining photoresist portion constituting a second photoresist mold to form the second level of the part, deposition of a metal layer by electroforming on the substrate so that the growth of the metal layer is carried out at least on a portion of the flanks of the insert, obtaining the part by separating the substrate from the electroformed metal layer. The two levels of the part formed on the one hand by the insert element and on the other hand by the metal layer are thus integral. In a final step, the photoresist mold is removed.
[0021] La présente invention concerne également un produit fini sous la forme d’une pièce selon la revendication 9 composée d’au moins deux niveaux, les deux obtenus par photolithographie et électroformage, le premier niveau étant rapporté, et comprenant au moins un flanc en contact avec la partie métallique du deuxième niveau, la liaison entre les éléments métalliques est dite intime et résulte de la croissance du deuxième niveau le long du flanc de l’élément rapporté. The present invention also relates to a finished product in the form of a part according to claim 9 composed of at least two levels, both obtained by photolithography and electroforming, the first level being reported, and comprising at least one sidewall. in contact with the metal part of the second level, the connection between the metal elements is said to be intimate and results from the growth of the second level along the side of the insert.
[0022] La pièce est caractérisée en ce que le ou les éléments rapportés sont guidés et positionnés par un moule gravé dans un substrat ou réalisé en photoresist. Le terme «guidé» signifie que le ou les éléments rapportés sont maintenus dans le moule de manière à interdire tout déplacement ou mouvement de l’élément lors du processus de fabrication de la pièce et plus particulièrement lors de l’électroformage du deuxième niveau. The part is characterized in that the one or more inserts are guided and positioned by an engraved mold in a substrate or made of photoresist. The term "guided" means that the reported element or elements are held in the mold so as to prevent any displacement or movement of the element during the manufacturing process of the part and more particularly during the electroforming of the second level.
[0023] La croissance de la couche métallique sur le substrat va enserrer l’élément rapporté et elle fera ainsi partie de la pièce finale. Le moule gravé dans le substrat ou en photoresist a pour but de positionner l’élément rapporté avant la phase de dépôt de métal du reste de la pièce. L’indexation entre la deuxième pièce métallique électroformée et l’élément métallique rapporté devient très précise car le même moule qui définit la deuxième pièce électroformée définit également la position de référence de l’élément rapporté. The growth of the metal layer on the substrate will enclose the insert and it will thus be part of the final part. The mold etched in the substrate or in photoresist is intended to position the insert before the metal deposition phase of the rest of the room. The indexing between the second electroformed metal part and the added metal element becomes very precise because the same mold which defines the second electroformed part also defines the reference position of the insert.
[0024] L’élément du second niveau est imbriqué et intimement lié à l’élément rapporté du premier niveau par au moins une portion de flanc formant un contour comprenant une suite de parties convexes et/ou concaves de sorte que le second élément du second niveau enserre une portion du contour de l’élément rapporté. The element of the second level is nested and intimately connected to the first level of the insert element by at least one flank portion forming a contour comprising a series of convex and / or concave portions so that the second element of the second level encloses a portion of the contour of the insert.
[0025] Selon une variante, la pièce rapportée comprend au moins un orifice traversant, de forme quelconque, dont le fond est constitué par le fond du premier moule. Le pourtour de l’orifice est ainsi entièrement formé par le métal de la pièce. Le métal déposé par électroformage du second niveau remplit l’orifice à partir du substrat en se liant avec le métal des flancs de l’orifice pour s’étaler sur la base du second moule en atteignant une épaisseur prédéfinie. La base du second moule est constituée à la fois de tout ou partie de la surface supérieure de la pièce rapportée et d’au moins une portion de surface du substrat du premier moule. According to a variant, the insert comprises at least one through orifice, of any shape, whose bottom is constituted by the bottom of the first mold. The periphery of the orifice is thus entirely formed by the metal of the piece. The second level electroformed metal fills the orifice from the substrate by bonding with the metal of the flanks of the orifice to spread over the base of the second mold to a predefined thickness. The base of the second mold consists of all or part of the upper surface of the insert and at least a surface portion of the substrate of the first mold.
[0026] Selon une autre variante, la pièce métallique rapportée est placée dans le premier moule de manière à former un espace adjacent dont le pourtour est composé par une portion du flanc de la pièce rapportée et une portion du flanc du premier et du second moule de photoresist. La forme de l’espace est ainsi définie par celle des portions de flanc de la pièce rapportée et de flanc des couches de photoresist. Le métal de la seconde couche formant le second niveau de la pièce remplit l’espace en enrobant la portion de flanc de l’élément rapporté. Cette portion de flanc comporte de préférence des creux et/ou des protubérances assurant un enrobage solide excluant une séparation ultérieure des niveaux par des forces de cisaillement. According to another variant, the metal insert is placed in the first mold so as to form an adjacent space whose periphery is composed of a portion of the sidewall of the insert and a portion of the sidewall of the first and second molds. of photoresist. The shape of the space is thus defined by that of the flank portions of the insert and flank of the photoresist layers. The metal of the second layer forming the second level of the part fills the space by embedding the flank portion of the insert. This flank portion preferably comprises depressions and / or protuberances ensuring a solid coating excluding subsequent separation of the levels by shear forces.
[0027] Il est à noter que le nombre d’orifices et d’espaces adjacent à des portions de flancs de l’élément rapporté n’est pas limité à un seul pour une même pièce. L’élément rapporté peut en effet comporter plusieurs orifices et/ou plusieurs espaces entre le flanc de la couche et les parois de la cavité du moule. It should be noted that the number of orifices and spaces adjacent portions of sidewalls of the insert is not limited to one for the same room. The insert may indeed have several orifices and / or more spaces between the sidewall of the layer and the walls of the mold cavity.
[0028] Il est également à noter que le nombre d’éléments rapportés n’est pas limité à un seul pour une même pièce. It is also noted that the number of reported elements is not limited to one for the same room.
[0029] Comme l’élément rapporté est obtenu par LIGA, il est dans un matériau conducteur. Une étape de dépose d’une couche isolante telle qu’une laque par exemple sur l’élément rapporté peut être réalisée. Cette opération peut être effectuée soit avant la dépose de l’élément rapporté dans le moule, soit postérieurement, par dépôt sélectif de la couche isolante grâce à un masque chablon. Un autre moyen d’isoler l’élément rapporté est l’application d’une sous-couche de photoresist mince sur le substrat et sa polymérisation au moins à l’endroit ou va se trouver cet élément. As the insert is obtained by LIGA, it is in a conductive material. A step of depositing an insulating layer such as a lacquer for example on the insert can be carried out. This operation may be carried out either before removal of the insert in the mold, or subsequently, by selective deposition of the insulating layer by means of a mason mask. Another way to isolate the insert is the application of a thin photoresist undercoat on the substrate and its polymerization at least where the element will be located.
[0030] Il est également à noter que la pièce ainsi obtenue peut être formée de différents matériaux tels que du NiP (nickel-phosphore) pour des parties devant être amagnétiques et/ou glissantes et du Ni (nickel) pour des parties nécessitant de bonnes propriétés mécaniques ressort. La pièce peut également être composée d’or et de nickel si des différences de densité sont nécessaires dans un même composant. Les différents composants de la pièce pouvant être formés dans des matériaux différents. It should also be noted that the piece thus obtained may be formed of different materials such as NiP (nickel-phosphorus) for parts to be non-magnetic and / or slippery and Ni (nickel) for parts requiring good mechanical properties spring. The part can also be composed of gold and nickel if differences in density are needed in the same component. The different components of the part can be formed in different materials.
[0031] Selon une troisième variante, l’élément rapporté peut être formé de plusieurs niveaux. La liaison entre les composants se faisant le long des flancs d’un des niveaux de la pièce rapportée. According to a third variant, the insert may be formed of several levels. The connection between the components is along the flanks of one of the levels of the patch.
[0032] La présente invention concerne également une pièce composée d’au moins deux niveaux constitués chacun par une couche métallique obtenue par photolithographie et dont le positionnement relatif est obtenu grâce à un moule de photoresist ou gravé dans le substrat, et par électroformage, caractérisée en ce que la couche métallique du second niveau est imbriquée et intimement liée à un élément rapporté par au moins une portion de surface et de flanc de la couche métallique dudit élément rapporté et en ce que le second niveau s’étend partiellement ou entièrement sur le premier niveau et sur une zone extérieure au voisinage dudit premier niveau de sorte que le contour d’une projection orthogonale du second niveau englobe tout ou partie du contour du premier niveau. The present invention also relates to a part composed of at least two levels each consisting of a metal layer obtained by photolithography and whose relative positioning is obtained by means of a photoresist mold or etched in the substrate, and by electroforming, characterized in that the metal layer of the second level is nested and intimately connected to an insert element by at least a surface and flank portion of the metal layer of said insert and in that the second level extends partially or entirely over the first level and an outer area in the vicinity of said first level so that the contour of an orthogonal projection of the second level includes all or part of the contour of the first level.
[0033] Les niveaux de la pièce sont intimement liés entre eux grâce à la croissance de la seconde couche métallique dans la première. Cette croissance a lieu sur tout ou partie de la surface de l’élément rapporté, dans un orifice et/ou sur une portion du contour cette couche métallique. Une séparation des niveaux n’est ainsi pas possible sans détruire la pièce. Les niveaux sont ainsi auto-assemblés lors de l’électroformage du niveau supérieur et positionnés l’un par rapport à l’autre de manière précise par procédé photolithographique. The levels of the room are intimately related to each other through the growth of the second metal layer in the first. This growth takes place on all or part of the surface of the insert, in an orifice and / or on a portion of the contour this metal layer. A separation of levels is not possible without destroying the room. The levels are thus self-assembled during the electroforming of the upper level and positioned with respect to each other precisely by photolithographic process.
Brève description des figuresBrief description of the figures
[0034] L’invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée qui va suivre en se référant aux dessins annexés dans lesquels: <tb>La fig. 1<sep>illustre les différentes étapes de la méthode selon l’invention pour obtenir une pièce à deux niveaux imbriqués non nécessairement inclus l’un dans l’autre dont les composants des deux niveaux sont définis par le procédé LIGA. Le premier composant formant l’élément rapporté et comportant deux niveaux est inséré dans une cavité d’un moule en photoresist. <tb>La fig. 2<sep>illustre une variante de la méthode dans laquelle l’élément rapporté à deux niveaux est inséré dans un moule obtenu par gravure dans le substrat. <tb>La fig. 3<sep>illustre une variante de la méthode dans laquelle l’élément rapporté, composé d’un seul niveau, comporte un trou traversant qui sera rempli par le métal de la seconde couche formant le second niveau. <tb>La fig. 4<sep>illustre une variante de la méthode dans laquelle deux éléments sont rapportés par l’intermédiaire d’un moule gravé dans le substrat. <tb>La fig. 5<sep>montre un exemple de pièce d’horlogerie réalisé par la méthode de l’invention en utilisant un premier moule gravé dans le substrat pour le premier niveau et deux moules de photoresist pour les deux niveaux supérieurs.The invention will be better understood from the following detailed description with reference to the accompanying drawings in which: <tb> Fig. 1 <sep> illustrates the various steps of the method according to the invention to obtain a nested two-level part not necessarily included one in the other whose components of the two levels are defined by the LIGA method. The first component forming the two-level insert is inserted into a cavity of a photoresist mold. <tb> Fig. 2 <sep> illustrates a variant of the method in which the two-level insert is inserted into a mold obtained by etching in the substrate. <tb> Fig. 3 <sep> illustrates a variation of the method in which the single-level insert has a through hole which will be filled by the metal of the second layer forming the second level. <tb> Fig. 4 <sep> illustrates a variant of the method in which two elements are reported via an engraved mold in the substrate. <tb> Fig. <Sep> shows an example of a timepiece made by the method of the invention using a first mold etched in the substrate for the first level and two photoresist molds for the two upper levels.
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
[0035] Selon les fig. 1 à 4, le substrat 1 est généralement une plaque de verre, de silicium ou de métal sur laquelle est déposée une couche conductrice réalisée par exemple par une évaporation de chrome et d’or. Sur cette couche conductrice est déposée puis séchée une couche photoresist sensible aux rayons ultraviolets (ou aux rayons X selon la technologie choisie). According to FIGS. 1 to 4, the substrate 1 is generally a plate of glass, silicon or metal on which is deposited a conductive layer made for example by evaporation of chromium and gold. On this conductive layer is deposited and dried a photoresist layer sensitive to ultraviolet rays (or X-rays according to the chosen technology).
[0036] Cette couche de photoresist 2a est ensuite irradiée par une source à ultraviolets à travers une plaque en verre sur laquelle a été structuré un motif en chrome. Cette plaque avec sa découpe de chrome est appelée un photomasque utilisé dans les étapes A et D illustrées par les fig. 1à 4. This photoresist layer 2a is then irradiated with an ultraviolet source through a glass plate on which has been structured a chrome pattern. This plate with its chrome cutout is called a photomask used in steps A and D illustrated in FIGS. 1 to 4.
[0037] La lumière arrivant parfaitement perpendiculairement sur le photomasque, seules les portions de photoresist non protégées par le motif en chrome seront irradiées. Les flancs des portions de photoresist sont ainsi perpendiculaires au substrat. The light arriving perfectly perpendicular to the photomask, only portions of photoresist unprotected by the chrome pattern will be irradiated. The flanks of the photoresist portions are thus perpendicular to the substrate.
[0038] Dans le cas particulier d’une résine négative comme par exemple le SU8, un recuit de la couche de photoresist provoque la polymérisation dans les zones ayant reçu le rayonnement UV. Cette partie polymérisée devient insensible à la plupart des solvants par opposition aux zones non irradiées qui sont dissoutes par un solvant adéquat. In the particular case of a negative resin such as SU8, annealing of the photoresist layer causes polymerization in the areas having received UV radiation. This polymerized portion becomes insensitive to most solvents as opposed to non-irradiated areas that are dissolved by a suitable solvent.
[0039] Dans le cas d’une résine positive, utilisée en générale dans la gravure d’un substrat, la résine est polymérisée et rendue soluble par une exposition à la lumière. Dans certains cas, la résine positive est utilisée pour graver une couche intermédiaire destinée à masquer les zones non gravées. In the case of a positive resin, generally used in the etching of a substrate, the resin is polymerized and rendered soluble by exposure to light. In some cases, the positive resin is used to etch an intermediate layer to mask the unetched areas.
[0040] Les axes a des vues de dessus dans les fig. 1 à 4définissent les vues en coupe correspondantes des étapes de réalisation premiers et seconds niveaux de la pièce. The axes has top views in Figs. 1 to 4 define the corresponding sectional views of the first and second stage production steps of the part.
[0041] L’étape A illustrée par la fig. 1et les étapes A, B illustrées par les fig. 2 à 4sont des étapes préliminaires de préparation d’un moule qui va servir de guide à un élément rapporté 4. Ce guidage peut être fait soit par la partie extérieure de l’élément rapporté 4, soit par un orifice dudit élément comme représenté à la fig. 3, soit par une combinaison des deux. Step A illustrated in FIG. 1 and steps A, B illustrated in FIGS. 2 to 4are preliminary steps for preparing a mold that will serve as a guide for an insert element 4. This guidance may be done either by the outer part of the insert element 4 or by an orifice of said element as shown in FIG. fig. 3, or by a combination of both.
[0042] L’étape A consiste à déposer et irradier au travers d’un premier photomasque 3a, une première couche de photoresist 2a préalablement appliquée sur le substrat 1. Cette première couche 2a de photoresist est polymérisée selon le motif du photomasque 3a et les parties de la couche non polymérisée sont éliminées par voie chimique. La partie de photoresist restante forme un moule. Step A consists in depositing and irradiating through a first photomask 3a, a first photoresist layer 2a previously applied to the substrate 1. This first photoresist layer 2a is polymerized according to the pattern of the photomask 3a and the parts of the uncured layer are removed chemically. The remaining photoresist portion forms a mold.
[0043] Un élément 4 obtenu également par un procédé LIGA est rapporté dans le moule et va définir un premier niveau du composant à multi-niveaux, (étape B). Cet élément 4 comporte dans cet exemple un premier niveau de base 4» et une protubérance format un second niveau supérieur 4 ́. Les contours de ces niveaux 4 ́ et 4 ́ ́ peuvent être de forme quelconque avec des flancs verticaux car l’élément est issu d’un procédé photolithographique LIGA. La forme de la cavité 5 du moule est déterminée par la forme du contour de l’élément rapporté 4 qui est en contact avec les parois de la cavité 5 de manière à empêcher tout déplacement de l’élément 4 lors de la réalisation du second niveau de la pièce. L’exemple de la figure 1 montre un élément rapporté 4 avec un niveau de base 4 ́ ́ à six cotés dont quatre côtés sont en contact avec chacune des quatre parois de la cavité 5 rectangulaire du moule. An element 4 also obtained by a LIGA process is reported in the mold and will define a first level of the multi-level component, (step B). This element 4 comprises in this example a first basic level 4 "and a protuberance format a second higher level 4. The contours of these levels 4 and 4 may be of any shape with vertical flanks because the element is derived from a LIGA photolithographic process. The shape of the cavity 5 of the mold is determined by the shape of the contour of the insert 4 which is in contact with the walls of the cavity 5 so as to prevent any displacement of the element 4 during the realization of the second level of the room. The example of FIG. 1 shows an insert element 4 with a six-sided base level 4 whose four sides are in contact with each of the four walls of the rectangular cavity of the mold.
[0044] A l’étape C, une seconde couche de photoresist 2b est déposée sur le substrat 1 et irradiée en utilisant un second photomasque 3b qui masque tout ou partie de l’élément 4 rapporté, (étape D). L’épaisseur de cette seconde couche de photoresist 2b est soit égale à celle de l’élément 4 rapporté, soit supérieure à l’épaisseur sortant du moule de l’élément rapporté 4 comme illustré par la figure 1. Dans l’exemple de la figure 1, le photoresist de la seconde couche 2b pénètre également dans les espaces 6 ́ et 6 ́ ́ laissé par les côtés de l’élément rapportés qui ne sont pas en contact avec les parois de la cavité 5 du moule, cf. vue de dessus du moule contenant l’élément rapporté 4 aux étapes B et D.’ In step C, a second photoresist layer 2b is deposited on the substrate 1 and irradiated using a second photomask 3b which masks all or part of the element 4 reported (step D). The thickness of this second photoresist layer 2b is equal to that of the added element 4, or greater than the thickness coming out of the mold of the insert element 4 as illustrated by FIG. 1. In the example of FIG. 1, the photoresist of the second layer 2b also penetrates into the spaces 6 and 6 left by the sides of the added element which are not in contact with the walls of the cavity 5 of the mold, cf. top view of the mold containing the insert 4 in steps B and D. '
[0045] Cette seconde couche de photoresist 2b constituant la base du second niveau est polymérisée dans des zone définies par le photo masque 3b. Les autres zones non polymérisées sont éliminées de manière à laisser une partie de la couche de photoresist 2b servant à former la base ou le fond d’une cavité 7 d’un second moule destiné à créer le second niveau. This second layer of photoresist 2b constituting the base of the second level is polymerized in areas defined by the mask photo 3b. The remaining unpolymerized areas are removed so as to leave a portion of the photoresist layer 2b serving to form the base or bottom of a cavity 7 of a second mold to create the second level.
[0046] L’étape suivante E consiste à déposer une couche de métal 8 par électroformage épousant les structures polymérisées du moule tout en enserrant l’élément rapporté 4 à la fois sur la protubérance de son niveau supérieur 4 ́ et sur tout ou partie de la surface de son niveau de base 4». La couche de métal 8 recouvre également une portion de la surface de la première couche de photoresist 2a constituant le fond de la cavité du second moule conjointement avec une portion de la surface supérieure du niveau de base 4 ́ ́ de l’élément 4. Dans cet exemple, la cavité 7 du second moule est définie de sorte que les espaces 6 ́ et 6 ́ ́ ne sont pas remplis par le métal de la seconde couche. The following step E consists of depositing a metal layer 8 by electroforming matching the polymerized structures of the mold while enclosing the insert element 4 at the same time on the protuberance of its upper level 4 and all or part of the surface of its basic level 4 ". The metal layer 8 also covers a portion of the surface of the first photoresist layer 2a constituting the bottom of the cavity of the second mold together with a portion of the upper surface of the base level 4 of the element 4. In in this example, the cavity 7 of the second mold is defined so that the spaces 6 and 6 are not filled by the metal of the second layer.
[0047] Cette seconde couche métallique 8 est ensuite usinée par un procédé mécanique jusqu’à une épaisseur prédéterminée. This second metal layer 8 is then machined by a mechanical process to a predetermined thickness.
[0048] La dernière étape F consiste à libérer la pièce formée par l’élément rapporté 4 et la couche métallique 8 et à éliminer le moule de photoresist polymérisé. The last step F consists in releasing the piece formed by the insert element 4 and the metal layer 8 and in removing the polymerized photoresist mold.
[0049] Ainsi on obtient une pièce multi-niveaux (deux niveaux) directement sortie du moule et comprenant un premier niveau défini par l’élément rapporté 4 qui fait corps avec un second niveau constitué de la couche métallique formée par l’électroformage. Les niveaux de cette pièce ne sont ainsi plus nécessairement inclus l’un dans l’autre. Il n’y a plus de tolérance d’assemblage entre les pièces métalliques composant les deux niveaux, car le positionnement du second niveau est assuré par le moule en photoresist lui-même. Lors de l’opération de dépose de niveaux subséquents, le métal de ces niveaux épouse le ou les flancs de l’élément rapporté 4 et créer ainsi une liaison intime avec celui-ci. Par le terme «flanc», il est fait référence aux parois de l’élément rapporté 4 sans contact avec les parois du moule. Le grand avantage de cette méthode est d’être insensible aux dimensions des parties qui vont former l’assemblage, contrairement à la méthode appliquée jusqu’alors, dans laquelle l’élément rapporté était chassé dans un orifice de la pièce métallique de base et donc devait être positionné avec une grande précision. Thus we obtain a multi-level piece (two levels) directly out of the mold and comprising a first level defined by the insert element 4 which is integral with a second level consisting of the metal layer formed by the electroforming. The levels of this piece are thus not necessarily included one in the other. There is more assembly tolerance between the metal parts of the two levels, because the positioning of the second level is provided by the mold in photoresist itself. During the operation of depositing subsequent levels, the metal of these levels matches the flanks or sides of the insert 4 and thus create an intimate connection therewith. By the term "sidewall", reference is made to the walls of the insert 4 without contact with the walls of the mold. The great advantage of this method is to be insensitive to the dimensions of the parts that will form the assembly, unlike the method applied until then, in which the insert is driven into an orifice of the base metal part and therefore had to be positioned with great precision.
[0050] La fig. 2 illustre un exemple d’une variante de la méthode dans lequel le premier moule destiné à l’élément rapporté est obtenu par une gravure profonde du substrat et le second moule est obtenu par le procédé LIGA. FIG. 2 illustrates an example of a variant of the method in which the first mold for the insert is obtained by deep etching of the substrate and the second mold is obtained by the LIGA process.
[0051] A l’étape A, une couche de photoresist 2a est appliquée sur un substrat 1 et un premier photomasque 3a est utilisé pour définir la forme du contour du premier moule. L’opération de gravure profonde B du substrat est effectuée en général par gravure sèche (gravure plasma, par exemple DRIE, Deep Reactive Ion Etching) ou humide (par exemple gravure KOH, hydroxyde de potassium) impliquant une attaque chimique sélective des parties du substrat non protégées par la résine structurée par illumination à travers le photomasque 3a. De cette gravure profonde résulte une cavité 5 constituant moule dans lequel sera inséré l’élément rapporté 4. In step A, a photoresist layer 2a is applied to a substrate 1 and a first photomask 3a is used to define the shape of the outline of the first mold. The deep etching operation B of the substrate is generally carried out by dry etching (plasma etching, for example DRIE, Deep Reactive Ion Etching) or wet etching (for example KOH etching, potassium hydroxide) involving a selective etching of the parts of the substrate. not protected by the resin structured by illumination through the photomask 3a. This deep etching results in a mold cavity 5 in which the insert 4 will be inserted.
[0052] A l’étape C un élément rapporté 4 obtenu par le procédé LIGA est déposé dans le moule gravé dans le substrat 1. Dans cet exemple le contour de l’élément 4 correspond à celui de la cavité 5 du premier moule. In step C an insert element 4 obtained by the LIGA process is deposited in the mold etched in the substrate 1. In this example, the contour of the element 4 corresponds to that of the cavity 5 of the first mold.
[0053] A l’étape D, une seconde couche de photoresist 2b est appliquée sur le substrat 1 avec un second photomasque 3b de manière à s’étendre à la fois sur le substrat 1 et/ou sur au moins une partie l’élément rapporté 4. Cette seconde couche de photoresist 2b constitue le moule du second niveau. In step D, a second photoresist layer 2b is applied to the substrate 1 with a second photomask 3b so as to extend both on the substrate 1 and / or on at least a part of the element. 4. This second layer of photoresist 2b is the mold of the second level.
[0054] Après polymérisation et élimination du photoresist non polymérisé, une couche métallique 8 est déposée par électroformage dans le moule à l’étape E. Cette couche métallique 8 croît depuis la surface de l’élément rapporté 4, dans des espaces 6 le long des flancs de l’élément rapporté 4, sur la surface supérieure de l’élément rapporté 4 et sur une portion de surface du substrat 1 dans le voisinage de l’élément rapporté 4 afin d’occuper entièrement le moule du second niveau. After polymerization and removal of the unpolymerized photoresist, a metal layer 8 is deposited by electroforming in the mold in step E. This metal layer 8 grows from the surface of the insert element 4, in spaces 6 along flanks of the insert element 4, on the upper surface of the insert element 4 and on a surface portion of the substrate 1 in the vicinity of the insert element 4 in order to fully occupy the mold of the second level.
[0055] La surface supérieure de cette couche métallique 8 est également usinée à une épaisseur prédéfinie avant l’enlèvement du substrat 1 et du photoresist polymérisé 2b du moule. La pièce métallique obtenue à l’étape F comporte ainsi deux niveaux auto assemblés non nécessairement inclus l’un dans l’autre similaire à une pièce obtenue par les variantes de la méthode illustrées par la figure 1. The upper surface of this metal layer 8 is also machined to a predefined thickness before the removal of the substrate 1 and the polymerized photoresist 2b of the mold. The metal part obtained in step F thus comprises two self-assembled levels that are not necessarily included in each other, similar to a part obtained by the variants of the method illustrated in FIG.
[0056] La fig. 3 illustre un exemple d’une variante de la méthode dans laquelle l’élément rapporté 4 comporte un seul niveau et l’assemblage du niveau suivant se fait par croissance le long des flancs de l’unique niveau de l’élément rapporté 4. La fig. 3 illustre un exemple avec élément rapporté 4 comportant un orifice 6. Selon la forme du contour extérieur de l’élément et les espaces laissés entre des portions de flancs et les parois du premier moule, l’assemblage peut également s’effectuer le long des flancs extérieurs de l’élément en sus de l’assemblage sur les parois de l’orifice 6, cf. la vue de dessus de l’élément rapporté 4 à l’intérieur de la cavité 5 à l’étape C. FIG. 3 illustrates an example of a variant of the method in which the insert element 4 comprises a single level and the assembly of the next level is by growth along the flanks of the single level of the insert element 4. The fig. 3 illustrates an example with insert element 4 having an orifice 6. Depending on the shape of the outer contour of the element and the spaces left between portions of flanks and the walls of the first mold, the assembly can also be carried out along the outer flanks of the element in addition to the assembly on the walls of the orifice 6, cf. the top view of the insert element 4 inside the cavity 5 in step C.
[0057] Le fond de la cavité 7 du second moule à l’étape E est constitué par une portion de la surface supérieure de l’élément 4, une portion de surface du substrat au fond de l’orifice et de l’espace 6 et une portion de la surface supérieur du substrat 1 dans le voisinage de la cavité 5 du premier moule. La seconde couche métallique 8 croît ainsi le long d’une partie du flanc extérieur de l’élément 4 et le long des flancs à l’intérieur de l’orifice. Cette croissance est limitée comme dans les exemples précédents par les parois du second moule formée par la seconde couche de photoresist 2b. The bottom of the cavity 7 of the second mold in step E is constituted by a portion of the upper surface of the element 4, a surface portion of the substrate at the bottom of the orifice and the space 6 and a portion of the upper surface of the substrate 1 in the vicinity of the cavity 5 of the first mold. The second metal layer 8 thus grows along a portion of the outer side of the element 4 and along the flanks inside the orifice. This growth is limited as in the previous examples by the walls of the second mold formed by the second layer of photoresist 2b.
[0058] La profondeur du premier moule peut être plus petite que l’épaisseur de l’élément rapporté 4 de sorte qu’il dépasse entièrement ou en partie du premier moule dans lequel il est positionné comme illustré dans la fig. 1. Cette profondeur peut aussi égaler ou être plus grande à l’épaisseur de l’élément rapporté 4 comme illustré sur la fig. 2respectivement la fig. 3. The depth of the first mold may be smaller than the thickness of the insert 4 so that it exceeds wholly or in part the first mold in which it is positioned as illustrated in FIG. 1. This depth may also equal or be greater than the thickness of the insert 4 as shown in FIG. 2respectively fig. 3.
[0059] La figure 4 illustre un exemple d’une variante de la méthode dans lequel deux éléments 4a et 4b sont rapportés chacun dans une cavité respective 5 ́ et 5 ́ ́ d’un moule gravé dans un même substrat 1. Les profondeurs de ces cavités 5 ́ et 5 ́ ́ peuvent être différentes et les éléments rapportés 4a et 4b peuvent comporter un seul ou deux niveaux, cf. fig. 1et fig. 3. Dans cet exemple, les cavités 5 ́ et 5 ́ ́ ont la même forme que les éléments rapportés 4a et 4b. FIG. 4 illustrates an example of a variant of the method in which two elements 4a and 4b are each reported in a respective cavity 5 and 5 of a mold etched in the same substrate 1. The depths of these cavities 5 and 5 may be different and the inserts 4a and 4b may comprise one or two levels, cf. Fig. 1and fig. 3. In this example, the cavities 5 and 5 have the same shape as the inserts 4a and 4b.
[0060] A l’étape F, la couche métallique 8 électroformée dans le moule formé par le substrat 1 et la seconde couche de photoresist 2b croît à partir du fond des cavité 5 ́ et 5 ́ ́, des surfaces et des flancs respectifs de chaque éléments rapporté 4a et 4b et sur une portion de la surface supérieure du substrat 1 dans le voisinage des cavités 5 ́ et 5». Cette couche métallique 8 remplit ainsi entièrement les volumes libres de photoresist des cavités 5 ́ et 5 ́ ́ du premier moule comprenant les espaces 6a et 6b et le volume du moule du second niveau délimité par la couche de photoresist 2b. La pièce obtenue à l’étape G comporte deux éléments rapportés 4a et 4b enserrés dans le métal de la couche électroformée 8. In step F, the electroformed metal layer 8 in the mold formed by the substrate 1 and the second photoresist layer 2b increases from the bottom of the recesses 5 and 5, the respective surfaces and flanks of each insert 4a and 4b and a portion of the upper surface of the substrate 1 in the vicinity of the cavities 5 and 5 ". This metal layer 8 thus completely fills the free volumes of photoresist cavities 5 and 5 of the first mold comprising the spaces 6a and 6b and the mold volume of the second level delimited by the photoresist layer 2b. The part obtained in step G comprises two attached elements 4a and 4b clamped in the metal of the electroformed layer 8.
[0061] La méthode de l’invention et ses variantes s’appliquent également pour des pièces comportant plus de deux niveaux. Par exemple, la fig. 5 illustre une pièce d’horlogerie, en l’occurrence une ancre à dard 10 fabriquée en utilisant un premier moule gravé dans le substrat 1 dans lequel est placé l’élément rapporté 4, ici un dard obtenu par un procédé LIGA qui forme le premier niveau n1 de la pièce. Le second et le troisième niveau n2, n3 formant l’ancre sont réalisés à l’aide de deux moules formés par deux couches de photoresist 2b, 2c superposées. La seconde couche métallique 8 formant les niveaux n2 et n3 est déposée de manière à croître à la fois sur le substrat 1 et le long du flanc d’un orifice du dard 4 et dans la cavité à deux niveaux du second moule en photoresist. The method of the invention and its variants also apply to parts with more than two levels. For example, FIG. 5 illustrates a timepiece, in this case a dart anchor 10 made by using a first mold etched in the substrate 1 in which is placed the insert element 4, here a dart obtained by a LIGA process which forms the first level n1 of the room. The second and third level n2, n3 forming the anchor are made using two molds formed by two layers of photoresist 2b, 2c superimposed. The second metal layer 8 forming the levels n2 and n3 is deposited so as to grow both on the substrate 1 and along the side of a port of the stinger 4 and in the two-level cavity of the second mold in photoresist.
[0062] Le second niveau (n2) de la pièce 10 s’étend partiellement sur l’élément rapporté (4) et le troisième niveau (n3) s’étend partiellement ou entièrement sur le second niveau (n2) et sur une zone extérieure au voisinage dudit second niveau (n2) de sorte que le contour d’une projection orthogonale- du troisième niveau (n3) englobe tout ou partie le contour de l’élément rapporté (4) formant le premier niveau n1. The second level (n2) of the part 10 extends partially on the insert (4) and the third level (n3) extends partially or entirely on the second level (n2) and on an outer zone in the vicinity of said second level (n2) so that the contour of an orthogonal projection of the third level (n3) includes all or part of the contour of the insert (4) forming the first level n1.
[0063] La méthode de fabrication de cette pièce comprend, après la polymérisation de la seconde couche de photoresist (2b), des étapes de formation d’un second moule qui consistent à: déposer et irradier au travers d’un troisième photomasque, une troisième couche de photoresist 2c définie en masquant au moins une zone incluant un flanc de l’élément rapporté 4, polymériser la troisième couche de photoresist 2c et éliminer la couche de photoresist non polymérisée, la partie de photoresist restante constituant une cavité du second moule, l’orifice dans de l’élément rapporté 4 étant libre de photoresist.The method of manufacturing this part comprises, after the polymerization of the second photoresist layer (2b), steps of forming a second mold which consist in: depositing and irradiating through a third photomask, a third photoresist layer 2c defined by masking at least one zone including a flank of the element 4, polymerizing the third photoresist layer 2c and removing the unpolymerized photoresist layer, the remaining photoresist portion constituting a cavity of the second mold, the orifice in the insert 4 being free of photoresist.
[0064] Dans l’exemple de la fig. 5, la zone incluant un flanc de l’élément rapporté 4 comprend l’orifice du dard à partir duquel la seconde couche métallique 8 sera électroformée. In the example of FIG. 5, the zone including a flank of the insert element 4 comprises the orifice of the stinger from which the second metal layer 8 will be electroformed.
[0065] L’épaisseur de la seconde couche de photoresist 2b peut être plus grande que l’épaisseur de l’élément rapporté (4), et elle recouvre une partie de l’élément rapporté (4) en formant un espace supplémentaire se superposant à l’orifice de l’élément rapporté (4). Le second moule comporte ainsi une cavité formée de trois niveaux superposés constitués par l’orifice de l’élément rapporté 4 et des espaces définis respectivement par la seconde et la troisième couche de photoresist 2b, 2c. Cette cavité est ensuite remplie par la seconde couche métallique 8 électroformée de la pièce qui croît à partir du fond de l’orifice du dard pour s’étendre dans les espaces formés par les deux couches de photoresist 2b et 2c. Après usinage de la surface du troisième niveau, le substrat 1 et le moule en photoresist son éliminés pour libérer l’ancre à dard 10. The thickness of the second layer of photoresist 2b may be greater than the thickness of the insert (4), and it covers a portion of the insert (4) forming an additional space superimposed at the orifice of the insert (4). The second mold thus comprises a cavity formed of three superimposed levels formed by the orifice of the insert element 4 and spaces respectively defined by the second and third photoresist layer 2b, 2c. This cavity is then filled by the second electroformed metal layer 8 of the part which grows from the bottom of the orifice of the stinger to extend into the spaces formed by the two layers of photoresist 2b and 2c. After machining the surface of the third level, the substrate 1 and the photoresist mold are removed to release the anchor 10.
[0066] De nombreuses autres pièces d’horlogerie à niveaux multiples comme l’ancre à dard intégré de la fig. 5, peuvent également être fabriquées selon la méthode, par exemple une roue, une came, un cœur, une aiguille, un plateau, etc. Leur caractéristique commune est qu’elles sont toutes auto assemblées avec un autre élément (élément rapporté) pour former une pièce multi-niveaux dont les niveaux ne sont pas nécessairement inclus l’un dans l’autre. Numerous other multi-level timepieces such as the integrated dart anchor of FIG. 5, can also be made by the method, for example a wheel, a cam, a heart, a needle, a tray, etc. Their common feature is that they are all self assembled with another element (insert) to form a multi-level piece whose levels are not necessarily included in one another.
[0067] Selon une variante, la méthode de l’invention comporte une étape supplémentaire de dépose d’une couche isolante, sous forme d’une laque par exemple, sur l’élément rapporté 4 préalablement ou postérieurement à son placement dans le premier moule. Cette couche isolante ne nuit pas à la solidité de la pièce finale car l’élément rapporté est enserré fermement dans la seconde couche métallique et ceci d’autant plus que le contour du flanc de l’élément rapporté comporte un nombre important de parties convexes et concaves. According to a variant, the method of the invention comprises an additional step of depositing an insulating layer, in the form of a lacquer, for example, on the insert element 4 before or after its placement in the first mold. . This insulating layer does not affect the strength of the final piece because the insert is firmly gripped in the second metal layer and this especially as the contour of the sidewall of the insert has a large number of convex portions and concave.
[0068] Dans le cas d’un élément rapporté dépourvu de couche isolante, la seconde couche métallique croît sur le métal de l’élément rapporté de la même manière que sur la surface du substrat munie d’une couche conductrice. L’enserrement de l’élément rapporté est réalisé tout aussi solidement que dans la variante avec l’élément rapporté recouvert d’une couche isolante. In the case of an insert without an insulating layer, the second metal layer grows on the metal of the insert in the same manner as on the surface of the substrate provided with a conductive layer. Clamping of the insert is made just as securely as in the variant with the insert covered with an insulating layer.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01894/10A CH704086B1 (en) | 2010-11-11 | 2010-11-11 | Multilevel metal parts obtained by a process LIGA and manufacturing method relating thereto. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH01894/10A CH704086B1 (en) | 2010-11-11 | 2010-11-11 | Multilevel metal parts obtained by a process LIGA and manufacturing method relating thereto. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CH704086A2 true CH704086A2 (en) | 2012-05-15 |
CH704086B1 CH704086B1 (en) | 2015-07-31 |
Family
ID=46033972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH01894/10A CH704086B1 (en) | 2010-11-11 | 2010-11-11 | Multilevel metal parts obtained by a process LIGA and manufacturing method relating thereto. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH704086B1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2672319A1 (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-11 | Mimotec S.A. | Method for producing three-dimensional metal micro-parts by growth in a mixed cavity and micro-parts obtained by the method |
EP2833204A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-04 | Rolex Sa | Method for treating a layer of photosensitive resin and method for manufacturing a metal component |
JP2015025711A (en) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | セイコーインスツル株式会社 | Method of manufacturing component for watch, component for watch, movement, and watch |
EP2913710A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | Mimotec S.A. | Method for manufacturing metal parts with inserts by photolithography and electroforming |
EP3034461A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | Rolex Sa | Production of a multi-level clock component |
CN105717753A (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 劳力士有限公司 | Process For Manufacturing A Multi-Level Timepiece Component |
EP3231898A4 (en) * | 2014-12-12 | 2018-08-22 | Citizen Watch Co., Ltd. | Method for manufacturing electroformed components |
CN109814364A (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-28 | 尼瓦罗克斯-法尔股份公司 | The escapement lever of escapement for watch and clock movement |
-
2010
- 2010-11-11 CH CH01894/10A patent/CH704086B1/en unknown
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2672319A1 (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-11 | Mimotec S.A. | Method for producing three-dimensional metal micro-parts by growth in a mixed cavity and micro-parts obtained by the method |
EP2672320A1 (en) | 2012-06-06 | 2013-12-11 | Mimotec S.A. | Method for producing three-dimensional metal micro-parts by growth in a mixed cavity and micro-parts obtained by the method |
JP2015025711A (en) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | セイコーインスツル株式会社 | Method of manufacturing component for watch, component for watch, movement, and watch |
EP2833204A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-04 | Rolex Sa | Method for treating a layer of photosensitive resin and method for manufacturing a metal component |
EP2913710A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | Mimotec S.A. | Method for manufacturing metal parts with inserts by photolithography and electroforming |
EP2913711A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-02 | Mimotec S.A. | Method for manufacturing metal parts with inserts by photolithography and electroforming |
EP3231898A4 (en) * | 2014-12-12 | 2018-08-22 | Citizen Watch Co., Ltd. | Method for manufacturing electroformed components |
US10370769B2 (en) | 2014-12-12 | 2019-08-06 | Citizen Watch Co., Ltd. | Method of manufacturing electroformed components |
CN105717775A (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 劳力士有限公司 | Manufacture Of A Multi-Level Timepiece Component |
CN105717753A (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-29 | 劳力士有限公司 | Process For Manufacturing A Multi-Level Timepiece Component |
EP3034461A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | Rolex Sa | Production of a multi-level clock component |
CN105717753B (en) * | 2014-12-19 | 2019-10-01 | 劳力士有限公司 | Method for manufacturing multistage timepiece |
CN105717775B (en) * | 2014-12-19 | 2021-01-08 | 劳力士有限公司 | Manufacture of multi-stage timepiece components |
CN109814364A (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-28 | 尼瓦罗克斯-法尔股份公司 | The escapement lever of escapement for watch and clock movement |
EP3489763B1 (en) * | 2017-11-22 | 2021-06-16 | Nivarox-FAR S.A. | Pallet for watch movement escapement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH704086B1 (en) | 2015-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2405301B1 (en) | Manufacturing method for multi-level metal parts through a LIGA type process and parts obtained using the method | |
CH704086A2 (en) | Fabricating three-dimensional metal part e.g. cock using assembly of components obtained by photolithography and electroforming, comprises placing component in mold, and depositing photoresist layers on substrate through photomask | |
EP2347036B1 (en) | Heterogenous liga method | |
EP3035125B1 (en) | Method for manufacturing a multi-level clock component | |
EP2229470B1 (en) | Method for obtaining a metal microstructure and microstructure obtained according to said method | |
EP3390272B1 (en) | Method of manufacturing a composite part for watches | |
EP3034461B1 (en) | Production of a multi-level clock component | |
EP3066044B1 (en) | Hollow micromechanical part which has a plurality of functional levels and is unitary made of a material comprising a synthetic carbon allotrope | |
EP3839624B1 (en) | Method for manufacturing a timepiece component | |
EP1916567B1 (en) | Mixed manufacturing method for parts by photolithography, adding inserts and electroforming | |
CH704955B1 (en) | A method of manufacturing a metal microstructure and microstructure obtained using this prodédé. | |
EP2670700B1 (en) | Method for producing a complex smooth micromechanical part | |
EP1225477A1 (en) | Process for fabricating and marking micromechanical components using photolithography and electrodeposition | |
EP3670441A1 (en) | Method for manufacturing a clock component | |
EP3839626B1 (en) | Method for manufacturing a timepiece component | |
EP3467151B1 (en) | Electroplating mould and method for manufacturing same | |
EP3839625A1 (en) | Method for manufacturing a timepiece component and component produced by this method | |
EP2672320B1 (en) | Method for producing three-dimensional metal micro-parts by growth in a mixed cavity and micro-parts obtained by the method | |
EP3670440A1 (en) | Method for manufacturing a clock component | |
EP2833204B1 (en) | Method for treating a layer of photosensitive resin and method for manufacturing a metal component | |
EP3841433B1 (en) | Method for manufacturing a timepiece component and component produced by this method | |
EP3748437A1 (en) | Manufacture of a timepiece component | |
WO2023012035A1 (en) | Method for manufacturing a timepiece component | |
EP2913711A1 (en) | Method for manufacturing metal parts with inserts by photolithography and electroforming | |
WO2022253983A1 (en) | Method for manufacturing a timepiece movement component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NV | New agent |
Representative=s name: IP PARTNERS J. WENGER, CH |