CH704955B1 - A method of manufacturing a metal microstructure and microstructure obtained using this prodédé. - Google Patents

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CH704955B1
CH704955B1 CH02035/07A CH20352007A CH704955B1 CH 704955 B1 CH704955 B1 CH 704955B1 CH 02035/07 A CH02035/07 A CH 02035/07A CH 20352007 A CH20352007 A CH 20352007A CH 704955 B1 CH704955 B1 CH 704955B1
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Jean-Charles Fiaccabrino
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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une microstructure métallique caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à former par un procédé du type LIGA-UV un moule en résine photosensible (4) et à déposer alternativement électro-galvaniquement des couches d’un premier métal (5 1 , 5 2 ) et d’au moins un deuxième métal (6 1 , 6 2 ) à partir de ladite couche conductrice pour former un bloc (7) atteignant sensiblement la surface supérieure de la résine photosensible, ledit bloc étant formé d’un empilement de couches (5 1 , 5 2 , 6 1 , 6 2 ) des premier et deuxième métaux.The present invention relates to a method for manufacturing a metal microstructure characterized in that it comprises the steps of forming, by a LIGA-UV type process, a photosensitive resin mold (4) and alternately electro-galvanically depositing layers a first metal (5 1, 5 2) and at least one second metal (6 1, 6 2) from said conductive layer to form a block (7) substantially reaching the upper surface of the photoresist, said block being formed of a stack of layers (5 1, 2, 6 1, 6 2) of the first and second metals.

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une microstructure métallique par une technologie de type LIGA. En particulier l’invention concerne un tel procédé pour la fabrication d’une telle microstructure mettant en œuvre au moins deux métaux en vue de conférer à la microstructure des propriétés s’adaptant de façon optimale à l’application à laquelle elle est destinée. L’invention concerne également une telle pièce métallique obtenue par ce procédé. The present invention relates to a method of manufacturing a metal microstructure by LIGA type technology. In particular, the invention relates to such a process for the manufacture of such a microstructure using at least two metals in order to confer on the microstructure properties that adapt optimally to the application for which it is intended. The invention also relates to such a metal part obtained by this method.

[0002] La technologie LIGA (Lithographie Galvanik Abformung) développée par W. Ehrfeld du Karlsruhe Nuclear Research Center, Allemagne, dans les années 80 s’est révélée intéressante pour la fabrication de microstructures métalliques de hautes précisions. [0002] The LIGA technology (Lithography Galvanik Abformung) developed by W. Ehrfeld of the Karlsruhe Nuclear Research Center, Germany, in the 1980s has proved to be of interest for the manufacture of high precision metal microstructures.

[0003] Dans son principe la technique LIGA consiste à déposer sur un substrat conducteur ou revêtue d’une couche conductrice, une couche d’une résine photosensible, à effectuer à travers un masque correspondant au contour de la microstructure désirée une irradiation X au moyen d’un synchrotron; à développer, c’est-à-dire à éliminer par des moyens physiques ou chimiques les portions de la couche de résine photosensible non irradiées afin de définir un moule ayant le contour de la microstructure, à déposer électro-galvaniquement un métal typiquement du nickel dans le moule en résine photosensible puis à éliminer le moule pour libérer la microstructure. In principle, the LIGA technique consists of depositing on a conductive substrate or coated with a conductive layer, a layer of a photosensitive resin, to be carried out through a mask corresponding to the contour of the desired microstructure irradiation X by means of a synchrotron; to develop, that is to say to remove by physical or chemical means the portions of the non-irradiated photoresist layer to define a mold having the contour of the microstructure, to electro-galvanically deposit a metal typically nickel in the photosensitive resin mold and then remove the mold to release the microstructure.

[0004] La qualité des microstructures obtenues ne prête pas à critique, mais la nécessité de mettre en œuvre un équipement coûteux (synchrotron) rend cette technique peu compatible avec une production de masse de microstructures devant avoir un faible coût unitaire. The quality of the microstructures obtained is not critical, but the need to implement expensive equipment (synchrotron) makes this technique little compatible with a mass production of microstructures to have a low unit cost.

[0005] C’est pourquoi sur la base de ce procédé LIGA ont été développées des procédé analogues mais utilisant des résines photosensibles aux UV. Un tel procédé est par exemple décrit dans la publication de A.B. Frazier et al., intitulée «Metallic Microstructures Fabricated Using Photosensitive Polyimide Electroplating Molds», Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 2, N deg. 2, June 1993 pour la fabrication de structures métalliques par électrodéposition de métal dans des moules en résine photosensible à base de polyimide. Ce procédé comprend les étapes suivantes: créer sur substrat une couche métallique sacrificielle et une couche d’amorçage pour une étape ultérieure d’électrodéposition, appliquer une couche de polyimide photosensible, irradier à l’UV la couche de polyimide à travers un masque correspondant au contour de la microstructure désirée, développer en dissolvant les parties non irradiées de la couche de polyimide de façon à obtenir un moule en polyimide, déposer électro-galvaniquement du nickel dans la partie ouverte du moule jusqu’à la hauteur de celui-ci, et éliminer la couche sacrificielle et séparer la structure métallique obtenue du substrat et éliminer le moule en polyimide.This is why on the basis of this LIGA process have been developed analogous processes but using UV photosensitive resins. Such a method is for example described in A.B. Frazier et al., Entitled "Metallic Microstructures Fabricated Using Photosensitive Polyimide Electroplating Molds", Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 2, N deg. 2, June 1993 for the manufacture of metal structures by electrodeposition of metal in polyimide-based photosensitive resin molds. This process comprises the following steps: creating on a substrate a sacrificial metal layer and a priming layer for a subsequent electroplating step, apply a layer of photosensitive polyimide, UV irradiating the polyimide layer through a mask corresponding to the contour of the desired microstructure, develop by dissolving the non-irradiated parts of the polyimide layer so as to obtain a polyimide mold, electro-galvanically depositing nickel in the open part of the mold up to the height thereof, and eliminate the sacrificial layer and separate the metal structure obtained from the substrate and remove the polyimide mold.

[0006] Les microstructures obtenues selon les procédés de l’art antérieur sont des microstructures métalliques réalisées en un seul métal généralement du nickel, du cuivre du nickel-phosphore ce qui n’est pas toujours optimal selon l’application à laquelle elles sont destinées. En effet il existe en particulier des applications pour lesquelles l’un ou l’autre de ces matériaux ne présente pas des propriétés optimales tant du point de mécanique que tribologique. Typiquement une roue dentée doit être suffisamment rigide pour résister à la rupture en cas de sollicitation forte mais doit également présenter des dents avec un faible coefficient de frottement pour faciliter l’engrènement. Le choix du nickel est donc très intéressant du point de vue de sa résistance mécanique, en revanche le nickel présente des propriétés tribologiques moins intéressantes puisqu’il présente un coefficient de frottement relativement élevé. Il existe donc un besoin pour un procédé permettant de s’affranchir de ces inconvénients. The microstructures obtained according to the processes of the prior art are metal microstructures made of a single metal generally nickel, copper nickel-phosphorus which is not always optimal depending on the application for which they are intended . Indeed, there are in particular applications for which one or other of these materials does not have optimal properties both mechanically and tribologically. Typically a toothed wheel must be rigid enough to withstand breaking under strong stress but must also have teeth with a low coefficient of friction to facilitate meshing. The choice of nickel is therefore very interesting from the point of view of its mechanical strength, on the other hand nickel has tribological properties less interesting since it has a relatively high coefficient of friction. There is therefore a need for a method to overcome these disadvantages.

[0007] La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients susmentionnés ainsi qu’à d’autres encore en fournissant un procédé permettant de fabriquer des microstructures adaptées, du point de vue de leur composition de façon optimale à l’application à laquelle elles sont destinées. The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks as well as others by providing a method for manufacturing microstructures adapted, from the point of view of their composition optimally to the application to which they are intended.

[0008] La présente invention a également pour but de fournir un tel procédé qui soit simple et peu coûteux à mettre en œuvre. The present invention also aims to provide such a method that is simple and inexpensive to implement.

[0009] A cet effet l’invention a pour objet un Procédé de fabrication d’une microstructure métallique, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à: <tb>a)<sep>se munir d’un substrat recouvert d’une couche conductrice d’amorçage. <tb>b)<sep>appliquer sur la partie conductrice de la surface du substrat une couche de résine photosensible, <tb>c)<sep>irradier la couche de résine à travers un masque définissant le contour de la microstructure désirée; <tb>d)<sep>dissoudre les zones non insolées de la couche de résine photosensible pour faire apparaître par endroit la surface conductrice du substrat, <tb>e)<sep>déposer alternativement électro-galvaniquement des couches d’un premier métal et d’un deuxième métal à partir de ladite couche conductrice pour former un bloc atteignant sensiblement la surface supérieure de la résine photosensible, ledit bloc étant formé d’un empilement de couches des premier et deuxième métaux, <tb>g)<sep>séparer par délamination la couche de résine et le bloc électro-dépose du substrat, et <tb>h)<sep>éliminer les couches de résine photosensible de la structure délaminée pour libérer la microstructure ainsi formée.For this purpose the invention relates to a method for manufacturing a metal microstructure, characterized in that it comprises the steps of: <tb> a) <sep> provide a substrate covered with a conducting conductive layer. <tb> b) <sep> applying on the conductive part of the substrate surface a layer of photoresist, <tb> c) <sep> irradiating the resin layer through a mask defining the contour of the desired microstructure; <tb> d) <sep> dissolve the non-insolated areas of the photoresist layer to expose the conductive surface of the substrate in places, <tb> e) <sep> alternately electro-galvanically depositing layers of a first metal and a second metal from said conductive layer to form a block substantially reaching the top surface of the photosensitive resin, said block being formed a stack of layers of the first and second metals, <tb> g) <sep> delamination separating the resin layer and the electro-deposition block from the substrate, and <tb> h) <sep> remove the photosensitive resin layers from the delaminated structure to release the microstructure thus formed.

[0010] Ce procédé permet donc la réalisation de pièces terminées présentant une section formée d’une pluralité de couches alternées d’un premier et d’un deuxième métal. Un choix judicieux des deux métaux formant cet empilement de couches permet d’adapter au mieux les propriétés mécaniques de la pièce à une application donnée. Par exemple dans le cas de la réalisation d’une roue dentée, on peut imaginer un empilement alterné de couches de nickel et de nickel-phosphore, le nickel conférant à la pièce la résistance mécanique à la pièce tandis que le nickel-phosphore favorise un abaissement du coefficient de frottement de la pièce. This method therefore allows the production of finished parts having a section formed of a plurality of alternating layers of a first and a second metal. A judicious choice of the two metals forming this stack of layers makes it possible to better adapt the mechanical properties of the part to a given application. For example, in the case of the production of a gear wheel, it is possible to imagine an alternating stack of layers of nickel and nickel-phosphorus, the nickel conferring on the workpiece the mechanical resistance to the workpiece while the nickel-phosphorus favors a lowering the coefficient of friction of the part.

[0011] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention les premier et deuxième métaux présentent des propriétés mécaniques différentes et de préférence, le premier métal présente une résistance mécanique plus élevée que le deuxième métal et le deuxième métal présente un coefficient de frottement plus faible que le premier métal. Le premier métal est par exemple du nickel et le deuxième métal est un alliage Nickel-phosphore. According to a preferred embodiment of the invention the first and second metals have different mechanical properties and preferably, the first metal has a higher mechanical strength than the second metal and the second metal has a higher coefficient of friction. weak than the first metal. The first metal is, for example, nickel and the second metal is a nickel-phosphorus alloy.

[0012] De préférence, les couches des premier et deuxième métaux présentent une épaisseur sensiblement égale, mais on comprendra que selon l’application envisagée pour la microstructure des épaisseurs différenciées pour les couches des deux métaux peuvent être envisagées. Preferably, the layers of the first and second metals have a substantially equal thickness, but it will be understood that according to the application envisaged for the microstructure differentiated thicknesses for the layers of the two metals can be envisaged.

[0013] Typiquement la couche d’amorçage est formée d’un empilement de couches de chrome et d’or. Typically the priming layer is formed of a stack of layers of chromium and gold.

[0014] Ce procédé permet de réaliser plusieurs structures micromécaniques sur le même substrat. This method makes it possible to produce several micromechanical structures on the same substrate.

[0015] Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le procédé comprend en outre avant l’étape g) une étape de dépôt d’une couche d’armorçage ainsi qu’une répétition des étapes b) à f) avec un second masque définissant un deuxième contour pour un deuxième niveau de la microstructure, par exemple en vue la réalisation d’une roue dentée présentant deux dentures de diamètres différents. According to another embodiment of the invention, the method further comprises, before step g) a step of depositing an armor layer and a repetition of steps b) to f) with a second mask defining a second contour for a second level of the microstructure, for example in view of producing a toothed wheel having two teeth of different diameters.

[0016] Le procédé de l’invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la fabrication de pièces micromécaniques de mouvements d’horlogerie. En particulier les pièces pourront être choisies parmi l’ensemble constitué des roues dentées, des roues d’échappement, des ancres, des pièces pivotées, des ressorts sautoir, des spiraux, des cames, et des pièces passives. The method of the invention finds a particularly advantageous application for the manufacture of micromechanical parts of watch movements. In particular the parts may be selected from the group consisting of gears, escape wheels, anchors, pivoted parts, jumper springs, spirals, cams, and passive parts.

[0017] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui suit d’un exemple de réalisation d’un procédé selon l’invention, cet exemple étant donné à titre purement illustratif et non limitatif seulement, en liaison avec le dessin annexé sur lequel: – les fig. 1à 7 illustrent les étapes de procédé d’un mode de réalisation de l’invention en vue de la réalisation d’une roue dentée. Other features and advantages of the present invention will emerge more clearly from the following detailed description of an exemplary embodiment of a method according to the invention, this example being given for purely illustrative and non-limiting purposes only, in conjunction with the accompanying drawing in which: - figs. 1 to 7 illustrate the process steps of an embodiment of the invention for the production of a toothed wheel.

[0018] Le substrat 1 utilisé dans l’étape a) du procédé selon l’invention est par exemple formé par une plaquette de silicium, de verre ou de céramique, sur laquelle on a déposé par évaporation une couche d’amorçage, c’est-à-dire une couche apte à démarrer une réaction d’électroformage. The substrate 1 used in step a) of the process according to the invention is for example formed by a wafer of silicon, glass or ceramic, on which a priming layer has been deposited by evaporation. that is to say a layer able to start an electroforming reaction.

[0019] Typiquement la couche d’amorçage est formé d’une sous-couche de chrome 2 et d’une couche d’or 3 (fig. 1). Typically the priming layer is formed of an underlayer of chromium 2 and a gold layer 3 (FIG 1).

[0020] Alternativement, le substrat peut se composer d’acier inoxydable ou d’un autre métal apte à démarrer la réaction d’électroformage. Dans le cas d’un substrat en acier inoxydable, ce dernier sera dégraissé avant usage. Alternatively, the substrate may consist of stainless steel or another metal capable of starting the electroforming reaction. In the case of a stainless steel substrate, the latter will be degreased before use.

[0021] La résine photosensible 4 utilisée à l’étape b) du procédé selon l’invention est de préférence une résine à base d’époxy octofonctionnelle disponible chez Shell Chemical sous la référence SU-8 et d’un photoinitiateur choisi parmi les sels de triarylsulfonium tels que ceux décrits dans le brevet US 4 058 401. Cette résine est susceptible d’être de photo polymérisée sous l’action d’un rayonnement UV. On notera qu’un solvant qui s’est révélé approprié pour cette résine est la gammabutyrolactone (GBL) (fig. 2). The photosensitive resin 4 used in step b) of the process according to the invention is preferably an octofunctional epoxy-based resin available from Shell Chemical under the reference SU-8 and a photoinitiator chosen from the salts triarylsulfonium such as those described in US Patent 4,058,401. This resin is likely to be photo-polymerized under the action of UV radiation. It will be appreciated that a solvent which has been found suitable for this resin is gammabutyrolactone (GBL) (Fig. 2).

[0022] Alternativement, une résine à base de phénolformaldéhydique de type Novolac en présence d’un photoinitiateur DNQ (DiazoNaphtoQuinone) peut également être utilisée. Alternatively, a Novolac-type phenolformaldehyde-based resin in the presence of a DNQ photoinitiator (DiazoNaphtoQuinone) may also be used.

[0023] La résine 4 est déposée sur le substrat 1 par tout moyen approprié typiquement à la tournette jusqu’à l’épaisseur souhaitée. Typiquement l’épaisseur de résine est comprise entre 150 mu et 1 mm. Selon l’épaisseur désirée et la technique de dépôt utilisée la résine 4 sera déposée en une ou plusieurs fois. The resin 4 is deposited on the substrate 1 by any means typically suitable for spinning to the desired thickness. Typically the resin thickness is between 150 mu and 1 mm. Depending on the desired thickness and the deposition technique used the resin 4 will be deposited in one or more times.

[0024] La résine 4 est ensuite chauffée entre 90 et 95° C pendant une durée dépendant de l’épaisseur déposée pour évacuer le solvant. The resin 4 is then heated between 90 and 95 ° C for a duration depending on the thickness deposited to remove the solvent.

[0025] L’étape c) suivante illustrée à la fig. 3consiste à irradier la couche de résine au moyen d’un rayonnement UV à travers un masque définissant le contour de la microstructure désirée et ainsi des zone insolée 4a et des zones non insolées 4b. Typiquement cette irradiation UV est de 200 à 1000 mJ.cm<-><2>, mesurée à une longueur d’onde de 365 nm selon l’épaisseur de la couche. Le cas échéant une étape de recuit de la couche peut être nécessaire pour compléter la photopolymérisation induite par l’irradiation UV. Cette étape de recuit est effectuée de préférence entre 90 °C et 95 °C pendant 15 à 30 mn. Les zones insolées (photopolymérisées) deviennent insensibles à une grande majorité de solvants. Par contre, les zones non insolées pourront ultérieurement être dissoutes par un solvant. The following step c) illustrated in FIG. It is possible to irradiate the resin layer by means of UV radiation through a mask defining the contour of the desired microstructure and thus the insolated zone 4a and non-insolated zones 4b. Typically this UV irradiation is 200 to 1000 mJ.cm <-> <2>, measured at a wavelength of 365 nm depending on the thickness of the layer. If necessary, a step of annealing the layer may be necessary to complete the photopolymerization induced by the UV irradiation. This annealing step is preferably carried out at 90 ° C to 95 ° C for 15 to 30 minutes. The exposed areas (light-cured) become insensitive to a large majority of solvents. On the other hand, non-insolated zones may subsequently be dissolved by a solvent.

[0026] L’étape d) suivante illustrée à la fig. 4consiste à développer les zones non insolées 4b de la couche de résine photosensible pour faire apparaître par endroit la couche conductrice 3 du substrat 1. Cette opération est réalisée par dissolution des zones non insolées 4b au moyen d’un solvant choisi parmi la GBL (gammabutyrolactone) et le PGMEA (propylène glycol méthyle éthyle acétate). Un moule en résine photosensible insolée 4a présentant les contours d’une structure métallique est ainsi réalisé. The following step d) illustrated in FIG. 4comproves to develop the non-insolated zones 4b of the photosensitive resin layer in order to reveal, in places, the conductive layer 3 of the substrate 1. This operation is carried out by dissolving the non-insolated zones 4b using a solvent chosen from GBL (gammabutyrolactone) ) and PGMEA (propylene glycol methyl ethyl acetate). An insolated photosensitive resin mold 4a having the contours of a metal structure is thus produced.

[0027] L’étape e) suivante illustrée à la fig. 5consiste à déposer électro-galvaniquement dans le moule une couche 51 d’un premier métal à partir de ladite couche conductrice en veillant à ce que la première couche ne s’étende que sur une partie de la profondeur du moule. On dépose ensuite électro-galvaniquement dans le moule une couche 61 d’un second métal différent du premier toujours en veillant à ce que la deuxième couche ne s’étende que sur une partie de la profondeur du moule. Ces opérations sont répétées plusieurs fois selon nombre de couches 5n du premier et 6n du deuxième métal que l’on souhaite obtenir dans l’empilement jusqu’à former un bloc 5 atteignant sensiblement la surface supérieure de la résine photosensible, le bloc 7 étant formé d’un empilement de couches des premier et deuxième métaux 51, 52 ... 5n et 61, 62... 6n. Par métal dans ce contexte sont bien entendu compris les alliages métalliques. Typiquement les premier et deuxième métaux seront choisi parmi l’ensemble comprenant le nickel, le cuivre, l’or ou l’argent, et comme alliage l’or-cuivre, le nickel-cobalt, le nickel-fer, et le nickel-phosphore. The following step e) illustrated in FIG. It is a matter of electro-galvanically depositing in the mold a layer 51 of a first metal from said conductive layer, ensuring that the first layer extends only over part of the depth of the mold. A layer 61 of a second metal, which is different from the first one, is then electro-galvanically deposited in the mold while ensuring that the second layer extends only over part of the depth of the mold. These operations are repeated several times according to the number of layers 5n of the first and 6n of the second metal which it is desired to obtain in the stack until forming a block 5 substantially reaching the upper surface of the photosensitive resin, the block 7 being formed a stack of layers of the first and second metals 51, 52 ... 5n and 61, 62 ... 6n. By metal in this context are of course included metal alloys. Typically the first and second metals will be selected from the group consisting of nickel, copper, gold or silver, and as the alloy gold-copper, nickel-cobalt, nickel-iron, and nickel- phosphorus.

[0028] L’épaisseur des couches de chaque métal et le rapport d’épaisseur d’une couche du premier métal à une couche du deuxième métal peut varier en fonction de l’utilisation de la microstructure désirée. Typiquement, l’épaisseur de chaque couche de métal peut varier entre 1 à 100 microns et le rapport d’épaisseur entre une couche du premier métal à une couche du deuxième métal peut varier en 1 et 10. Par ailleurs le nombre de couches de l’empilement est d’au minimum deux soit une couche de chaque métal. Dans une application particulière telle qu’une came on pourra par exemple réaliser une microstructure comprenant un empilement de trois couches, à savoir une couche plus épaisse formant une âme d’un premier métal présentant de bonnes qualités tribologiques typiquement réalisée en nickel-phosphore, interposée entre deux couches moins épaisses d’un deuxième métal résistant mécaniquement, typiquement du nickel. On pourra encore, si l’on souhaite, obtenir une microstructure ayant de bonnes propriétés mécaniques et une apparence esthétique attractive remplaçant dans l’exemple précédent le nickel par de l’or ou un alliage d’or. The thickness of the layers of each metal and the thickness ratio of a layer of the first metal to a layer of the second metal may vary depending on the use of the desired microstructure. Typically, the thickness of each metal layer may vary between 1 to 100 microns and the thickness ratio between a layer of the first metal to a layer of the second metal may vary from 1 to 10. Moreover, the number of layers of the metal Stacking is at least two or one layer of each metal. In a particular application such as a cam, for example, it will be possible to produce a microstructure comprising a stack of three layers, namely a thicker layer forming a core of a first metal having good tribological qualities typically made of nickel-phosphorus, interposed between two less thick layers of a second mechanically resistant metal, typically nickel. It will also be possible, if desired, to obtain a microstructure having good mechanical properties and an attractive aesthetic appearance replacing in the preceding example the nickel with gold or a gold alloy.

[0029] Les conditions d’électroformage, notamment la composition des bains, la géométrie du système, les tensions et densités de courant, sont choisis pour chaque métal ou alliage à électro-déposer selon les techniques bien connues dans l’art de l’électroformage (cf. par exemple Di Bari G.A. «electroforming» Electroplating Engineering Handbook 4th Edition rédigée par L.J. Durney, publié par Van Nostrand Reinhold Company Inc., N.Y. USA 1984). The electroforming conditions, in particular the composition of the baths, the geometry of the system, the voltages and current densities, are chosen for each metal or alloy to be electro-deposited according to the techniques well known in the art of the art. electroforming (see for example Di Bari GA "electroforming" Electroplating Engineering Handbook 4th Edition written by LJ Durney, published by Van Nostrand Reinhold Company Inc., NY USA 1984).

[0030] Dans une étape f) subséquente illustrée à la fig. 6 on procède à la mise à niveau du bloc électro-formé avec la couche de résine. Cette étape peut se faire par abrasion et polissage afin d’obtenir directement des microstructures ayant une surface supérieure plane présentant notamment un état de surface compatible avec les exigences de l’industrie horlogère pour la réalisation de mouvement de haut de gamme. In a subsequent step f) illustrated in FIG. 6 the electro-formed block is leveled with the resin layer. This step can be done by abrasion and polishing in order to directly obtain microstructures having a flat upper surface having in particular a surface state compatible with the requirements of the watch industry for the production of high-end movement.

[0031] L’étape g) suivante illustrée à la fig. 7consiste à séparer par délamination la couche de résine et le bloc électro-déposé du substrat. Une fois cette opération de délamination effectuée on élimine la couche de résine photosensible de la structure délaminée pour libérer la microstructure ainsi formée. Pour ce faire on dissout dans une étape h) la résine photopolymérisé par la N-méthylepyrrolidone (NMP) ou encore on élimine cette résine par une attaque plasma. The following step g) illustrated in FIG. It is necessary to separate by delamination the resin layer and the electro-deposited block from the substrate. Once this delamination operation has been carried out, the photosensitive resin layer is removed from the delaminated structure in order to release the microstructure thus formed. To do this, the photopolymerized resin is dissolved in a step h) by N-methylpyrrolidone (NMP) or this resin is removed by plasma etching.

[0032] La microstructure ainsi libérée peut soit être utilisée directement ou le cas échéant après un usinage approprié. The microstructure thus released can either be used directly or, if appropriate, after appropriate machining.

Claims (15)

1. Procédé de fabrication d’une microstructure métallique, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à: a) fabriquer un substrat recouvert d’une couche conductrice d’amorçage. b) appliquer sur la partie conductrice de la surface du substrat une couche de résine photosensible, c) irradier la couche de résine à travers un masque définissant le contour de la microstructure désirée; d) dissoudre les zones non insolées de la couche de résine photosensible pour faire apparaître par endroit la surface conductrice du substrat, e) déposer alternativement électro-galvaniquement des couches d’un premier métal et d’au moins un deuxième métal à partir de ladite couche conductrice pour former un bloc atteignant sensiblement la surface supérieure de la résine photosensible, ledit bloc étant formé d’un empilement de couches des premier et deuxième métaux, g) séparer par délamination la couche de résine et le bloc électro-déposé du substrat, et h) éliminer la couche de résine photosensible de la structure délaminée pour libérer la microstructure ainsi formée.A method of manufacturing a metal microstructure, characterized in that it comprises the steps of: a) fabricating a substrate covered with a conductive firing layer. b) applying on the conductive part of the substrate surface a layer of photoresist, c) irradiating the resin layer through a mask defining the contour of the desired microstructure; d) dissolving the non-insolated areas of the photoresist layer to expose the conductive surface of the substrate in places, e) depositing alternately electro-galvanically layers of a first metal and at least a second metal from said conductive layer to form a block substantially reaching the upper surface of the photosensitive resin, said block being formed of a stack layers of the first and second metals, g) separating by delamination the resin layer and the electro-deposited block from the substrate, and h) removing the photosensitive resin layer from the delaminated structure to release the microstructure thus formed. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième métaux présentent des propriétés mécaniques différentes.2. Method according to claim 1, characterized in that the first and second metals have different mechanical properties. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier métal présente une résistance mécanique plus élevée que le deuxième métal et en ce que le deuxième métal présente un coefficient de frottement plus faible que le premier métal.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the first metal has a higher mechanical strength than the second metal and in that the second metal has a lower coefficient of friction than the first metal. 4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier métal est du nickel et le deuxième métal est un alliage Nickel-phosphore.4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first metal is nickel and the second metal is a nickel-phosphorus alloy. 5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les couches des premier et deuxième métaux présentent une épaisseur sensiblement égale.5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the layers of the first and second metals have a substantially equal thickness. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d’amorçage est formée d’un empilement de couches de chrome et d’or.6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the priming layer is formed of a stack of layers of chromium and gold. 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs structures micromécaniques sont fabriquées sur le même substrat.7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that several micromechanical structures are manufactured on the same substrate. 8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre, avant l’étape g), une étape de dépôt d’une deuxième couche conductrice d’armorçage ainsi qu’une répétition des étapes b) à e) avec un second masque définissant un deuxième contour pour un deuxième niveau de la microstructure.8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises, before step g), a step of depositing a second conductive layer of armor and a repetition of steps b) to e) with a second mask defining a second contour for a second level of the microstructure. 9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend, après l’étape e), une étape f) consistant à aplanir la résine et le métal déposé pour amener la résine et le bloc électro-déposé au même niveau.9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises, after step e), a step f) of flattening the resin and the deposited metal to bring the resin and the electro-deposited block to same level. 10. Microstructure métallique obtenue selon un procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que son épaisseur comporte au moins une couche électroformée d’un premier métal et au moins une couche électroformée d’un deuxième métal permettant à la paroi périphérique de ladite microstructure de bénéficier d’un compromis des caractéristiques mécaniques de chacun desdits métaux.10. Metal microstructure obtained according to a method according to one of the preceding claims, characterized in that its thickness comprises at least one electroformed layer of a first metal and at least one electroformed layer of a second metal allowing the peripheral wall of said microstructure to benefit from a compromise of the mechanical characteristics of each of said metals. 11. Microstructure métallique selon la revendication 10, caractérisée en ce que l’épaisseur de chacune desdites au moins une couche est sensiblement égale afin d’obtenir une paroi périphérique dont les caractéristiques sont un équilibre entre les caractéristiques de chaque métal.11. Metal microstructure according to claim 10, characterized in that the thickness of each of said at least one layer is substantially equal in order to obtain a peripheral wall whose characteristics are a balance between the characteristics of each metal. 12. Microstructure métallique selon la revendication 10, caractérisée en ce que l’épaisseur de chacune desdites au moins une couche est différente afin d’obtenir une paroi périphérique dont les caractéristiques d’un des métaux sont privilégiées.12. Microstructure metal according to claim 10, characterized in that the thickness of each of said at least one layer is different in order to obtain a peripheral wall whose characteristics of a metal are preferred. 13. Microstructure métallique selon l’une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que ladite paroi périphérique comporte une denture afin de former un moyen d’engrènement.13. Microstructure metal according to one of claims 10 to 12, characterized in that said peripheral wall has a toothing to form a meshing means. 14. Microstructure métallique selon l’une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que ladite paroi périphérique est sensiblement plane afin de former une surface de contact.14. Microstructure metal according to one of claims 10 to 12, characterized in that said peripheral wall is substantially planar to form a contact surface. 15. Mouvement d’horlogerie, caractérisé en ce qu’il comporte une microstructure conforme à l’une des revendications 10 à 14.15. A watch movement, characterized in that it comprises a microstructure according to one of claims 10 to 14.
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