CH711501B1 - Method for manufacturing a micromechanical timepiece and said micromechanical timepiece. - Google Patents

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CH711501B1 CH01288/15A CH12882015A CH711501B1 CH 711501 B1 CH711501 B1 CH 711501B1 CH 01288/15 A CH01288/15 A CH 01288/15A CH 12882015 A CH12882015 A CH 12882015A CH 711501 B1 CH711501 B1 CH 711501B1
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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une pièce micromécanique horlogère à partir d'un substrat à base de silicium (1), comprenant, dans l'ordre, les étapes de : a) se munir d'un substrat à base de silicium (1), b) former des pores (2) à la surface d'au moins une partie d'une surface dudit substrat à base de silicium (1) d'une profondeur d'au moins 10 µm, de préférence d'au moins 50 µm, et plus préférentiellement d'au moins 100 µm, lesdits pores étant agencés pour déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogère, et optionnellement une étape de dépôt, la forme finale du substrat à base de silicium en fonction de la pièce micromécanique horlogère à fabriquer étant donée avant l'étape a) ou après l'étape b). L'invention concerne également une pièce micromécanique horlogère comprenant un substrat à base de silicium (1) qui présente, à la surface d'au moins une partie d'une surface dudit substrat à base de silicium (1), des pores (2) d'une profondeur d'au moins 10 µm, de préférence d'au moins 50 µm, et plus préférentiellement d'au moins 100 µm, lesdits pores étant agencés pour déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogèreThe invention relates to a method of manufacturing a micromechanical timepiece from a silicon-based substrate (1), comprising, in order, the steps of: a) providing a substrate for silicon-based (1), b) forming pores (2) on the surface of at least part of a surface of said silicon-based substrate (1) with a depth of at least 10 µm, preferably at least 50 µm, and more preferably at least 100 µm, said pores being arranged to open onto the external surface of the micromechanical timepiece, and optionally a deposition step, the final form of the silicon-based substrate in function of the micromechanical timepiece to be manufactured being donated before step a) or after step b). The invention also relates to a micromechanical timepiece comprising a silicon-based substrate (1) which has, on the surface of at least part of a surface of said silicon-based substrate (1), pores (2) with a depth of at least 10 µm, preferably at least 50 µm, and more preferably at least 100 µm, said pores being arranged to open onto the external surface of the micromechanical timepiece

Description

Domaine de l'inventionField of the invention

[0001] La présente invention se rapporte à un procédé pour produire des pièces micromécaniques horlogères à base de silicium. L'invention se rapporte également à une pièce micromécanique horlogère renforcée, à base de silicium, pouvant notamment être obtenue par un tel procédé. The present invention relates to a method for producing micromechanical watch parts based on silicon. The invention also relates to a reinforced micromechanical timepiece, based on silicon, which can in particular be obtained by such a method.

Arrière-plan de l'inventionInvention background

[0002] Le silicium est un matériau de plus en plus utilisé dans la fabrication de pièces micromécaniques horlogères, notamment des pièces qui restent liées à un substrat à base de silicium sur lequel elles ont été usinées. [0002] Silicon is an increasingly used material in the manufacture of watchmaking micromechanical parts, in particular parts which remain linked to a silicon-based substrate on which they have been machined.

[0003] Par rapport aux métaux ou alliages classiquement utilisés pour fabriquer des pièces micromécaniques horlogères, telles que des roues dentées, ou les composants de l'échappement, le silicium présente de nombreux avantages. C'est un matériau très dur, d'un poids très léger qui lui permet donc de présenter une inertie très réduite et en conséquence d'améliorer le rendement. Le silicium permet également de réaliser des pièces complexes, ou monobloc. Compared with the metals or alloys conventionally used to manufacture micromechanical watch parts, such as toothed wheels, or the components of the escapement, silicon has many advantages. It is a very hard material, with a very light weight which therefore allows it to have a very reduced inertia and consequently to improve the yield. Silicon also makes it possible to produce complex, or monobloc, parts.

[0004] Afin d'améliorer ou modifier les propriétés du silicium, il est connu de déposer sur le silicium une couche d'un matériau approprié. Ainsi, pour améliorer ses propriétés tribologiques, on dépose sur le silicium du diamant, par exemple par un procédé de dépôts de couche mince en phase vapeur (CVD/PVD). In order to improve or modify the properties of silicon, it is known to deposit on silicon a layer of an appropriate material. Thus, to improve its tribological properties, diamond is deposited on silicon, for example by a thin layer vapor deposition (CVD / PVD) process.

[0005] Toutefois, ces procédés présentent un taux de dépôt qui peut s'avérer trop lent lorsque l'épaisseur de la couche déposée dépasse quelques microns. En effet, les taux de dépôts dans les machines CVD par exemple étant typiquement de l'ordre de la dizaine de nanomètre/minute, cette technique n'est généralement pas utilisée pour la fabrication de couche supérieure à quelques microns. However, these methods have a deposition rate which may prove to be too slow when the thickness of the deposited layer exceeds a few microns. Indeed, the deposition rates in CVD machines for example being typically of the order of ten nanometers / minute, this technique is generally not used for the manufacture of a layer greater than a few microns.

[0006] Il est donc nécessaire de proposer un procédé de fabrication d'une pièce micromécanique horlogère à base de silicium permettant de réaliser des dépôts rapides de couches épaisses d'un matériau approprié sur le silicium. It is therefore necessary to propose a method for manufacturing a micromechanical timepiece based on silicon making it possible to rapidly deposit thick layers of an appropriate material on the silicon.

[0007] Par ailleurs, des substrats à base de silicium peuvent être utilisés pour réaliser des cadrans. [0007] Furthermore, silicon-based substrates can be used to make dials.

[0008] Les cadrans des montres ou autre pièce d'horlogerie comportent des inscriptions ou des surfaces décoratives permettant de donner des indications ou de mettre en valeur le cadran. Ces décorations sont traditionnellement réalisées par différentes techniques de gravure. The dials of watches or other timepieces include inscriptions or decorative surfaces allowing to give indications or to enhance the dial. These decorations are traditionally made by different engraving techniques.

[0009] Lorsque le cadran est réalisé à base de silicium, il est nécessaire de proposer de nouvelles techniques pour réaliser de telles inscriptions ou de surfaces décoratives, faciles à mettre en œuvre. When the dial is made from silicon, it is necessary to propose new techniques for making such inscriptions or decorative surfaces, which are easy to implement.

[0010] Par ailleurs, tout comme les autres matériaux utilisés plus classiquement dans l'horlogerie, les pièces réalisées à partir d'un substrat à base de silicium doivent être lubrifiées. Furthermore, just like the other materials used more conventionally in watchmaking, the parts produced from a silicon-based substrate must be lubricated.

[0011] Il est connu d'utiliser par exemple un agent lubrifiant très fluide qui favorise un faible cœfficient de frottement dans le cas de faibles pressions de contact. Toutefois, ce type de lubrifiant présente l'inconvénient de voir son effet s'estomper notamment lors de pressions de contact plus élevées du fait de la rupture du film lubrifiant. Il est connu que les techniques de supra-lubrification, basées sur la formation de brosses polymères (polymer brushes) déposées en surface et leur imprégnation avec un lubrifiant ayant une affinité avec les brosses polymères, permettent de réduire grandement le frottement pour une large gamme de sollicitations. Ces brosses polymères très souples se redressent lorsqu'elles sont imprégnées par le lubrifiant formant ainsi une sorte d'éponge gorgée de lubrifiant. Selon les régimes de frottement, lors de pressions de contact importantes, les filaments peuvent aisément se comprimer et restituer du lubrifiant dans le contact. Cela a pour conséquence la formation d'un film lubrifiant plus important qui aboutit à une baisse substantielle du cœfficient de frottement et de l'usure. Toutefois, lors de sollicitations de longue durée, ces brosses polymères finissent par se dégrader (usure, arrachement de la surface), ce qui ne permet plus au revêtement de brosses polymères d'assurer sa fonction. It is known to use, for example, a very fluid lubricating agent which promotes a low coefficient of friction in the case of low contact pressures. However, this type of lubricant has the drawback of seeing its effect fade, in particular during higher contact pressures due to the rupture of the lubricating film. It is known that the super-lubrication techniques, based on the formation of polymer brushes (polymer brushes) deposited on the surface and their impregnation with a lubricant having an affinity with polymer brushes, make it possible to greatly reduce friction for a wide range of solicitations. These very flexible polymer brushes straighten when they are impregnated with the lubricant, thus forming a kind of sponge saturated with lubricant. According to the friction regimes, at high contact pressures, the filaments can easily compress and restore lubricant in the contact. This results in the formation of a larger lubricating film which results in a substantial reduction in the coefficient of friction and wear. However, during long-term stresses, these polymer brushes end up degrading (wear, tearing of the surface), which no longer allows the coating of polymer brushes to perform its function.

[0012] Il est donc nécessaire de proposer une nouvelle méthode pour lubrifier une pièce micromécanique horlogère à base de silicium permettant de contenir à la surface de la pièce à lubrifier des quantités suffisantes d'agent lubrifiant afin de réduire la fréquence des services d'entretien du mouvement horloger comprenant ladite pièce. It is therefore necessary to propose a new method for lubricating a micromechanical watch piece based on silicon allowing to contain on the surface of the piece to be lubricated sufficient quantities of lubricating agent in order to reduce the frequency of maintenance services. of the watch movement comprising said piece.

[0013] Il est également nécessaire de proposer une nouvelle méthode pour lubrifier une pièce micromécanique horlogère à base de silicium permettant de créer des conditions de lubrification permettant une réduction significative de l'usure et du cœfficient de frottement, de manière à accroître la fiabilité, le rendement et par conséquent la réserve de marche du mouvement horloger comportant cette pièce, et cela pour une large gamme de sollicitations. It is also necessary to propose a new method for lubricating a micromechanical watch piece based on silicon, making it possible to create lubrication conditions allowing a significant reduction in wear and in the coefficient of friction, so as to increase reliability, the performance and therefore the power reserve of the timepiece movement comprising this piece, and this for a wide range of stresses.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

[0014] A cet effet, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce micromécanique horlogère comprenant un substrat à base de silicium, comprenant, dans l'ordre, les étapes de : <tb>a)<SEP>se munir d'un substrat à base de silicium <tb>b)<SEP>former des pores à la surface d'au moins une partie d'une surface dudit substrat à base de silicium d'une profondeur d'au moins 10 µm, de préférence d'au moins 50 µm, et plus préférentiellement d'au moins 100 µm, lesdits pores étant agencés pour déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogère, et optionnellement une étape de dépôt, la forme finale du substrat à base de silicium en fonction de la pièce à fabriquer étant donnée avant l'étape a) ou après l'étape b).To this end, the present invention relates to a process for manufacturing a micromechanical timepiece comprising a silicon-based substrate, comprising, in order, the steps of: <tb> a) <SEP> be provided with a silicon-based substrate <tb> b) <SEP> forming pores on the surface of at least part of a surface of said silicon-based substrate with a depth of at least 10 μm, preferably at least 50 μm, and more preferably at least 100 μm, said pores being arranged to lead to the external surface of the micromechanical timepiece, and optionally a deposition step, the final shape of the silicon-based substrate depending on the part to be manufactured being given before step a) or after step b).

[0015] Le procédé selon l'invention permet, grâce à la formation préalable de pores à la surface du substrat, d'améliorer différentes propriétés d'un substrat à base de silicium utilisé dans les pièces micromécaniques horlogères. The method according to the invention allows, thanks to the prior formation of pores on the surface of the substrate, to improve different properties of a silicon-based substrate used in micromechanical watch parts.

[0016] La présente invention concerne également une pièce micromécanique horlogère susceptible d'être obtenue par le procédé tel que défini ci-dessus. The present invention also relates to a micromechanical timepiece capable of being obtained by the method as defined above.

[0017] La présente invention concerne également une pièce micromécanique horlogère comprenant un substrat à base de silicium qui présente, à la surface d'au moins une partie d'une surface dudit substrat à base de silicium, des pores d'une profondeur d'au moins 10 µm, de préférence d'au moins 50 µm, et plus préférentiellement d'au moins 100 µm, lesdits pores étant agencés pour déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogère. The present invention also relates to a micromechanical timepiece comprising a silicon-based substrate which has, on the surface of at least part of a surface of said silicon-based substrate, pores with a depth of at least 10 μm, preferably at least 50 μm, and more preferably at least 100 μm, said pores being arranged to open onto the external surface of the micromechanical timepiece.

[0018] Selon une première variante, les pores peuvent être entièrement remplis d'une couche d'un matériau choisi parmi le diamant, le carbone-diamant (DLC), l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, des céramiques, des polymères et leurs mélanges, d'une épaisseur au moins égale à la profondeur des pores. Une couche de surface dudit matériau peut être prévue à la surface du substrat à base de silicium et des pores remplis du matériau. According to a first variant, the pores can be entirely filled with a layer of a material chosen from diamond, carbon-diamond (DLC), silicon oxide, silicon nitride, ceramics, polymers and their mixtures, of a thickness at least equal to the depth of the pores. A surface layer of said material can be provided on the surface of the silicon-based substrate and pores filled with the material.

[0019] Selon une autre variante, les pores peuvent être agencés pour former une surface décorative, ladite surface décorative étant recouverte d'un revêtement comprenant une couche de métallisation et/ou une couche transparente d'oxyde choisi parmi le groupe comprenant SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2. According to another variant, the pores can be arranged to form a decorative surface, said decorative surface being covered with a coating comprising a metallization layer and / or a transparent oxide layer chosen from the group comprising SiO2, TiO2 , ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2.

[0020] Selon une autre variante, les pores peuvent comprendre un agent tribologique. La pièce peut alors comprendre, entre les pores, des filaments à base de silicium, les filaments à base de silicium comportant des parois recouvertes d'au moins un agent de mouillage de l'agent tribologique, les filaments à base de silicium étant imprégnés par l'agent tribologique. Les filaments à base de silicium peuvent également comporter des parois recouvertes d'au moins une brosse polymère, les filaments à base de silicium et la brosse polymère étant imprégnés par l'agent tribologique. According to another variant, the pores may include a tribological agent. The part may then comprise, between the pores, silicon-based filaments, the silicon-based filaments comprising walls covered with at least one wetting agent of the tribological agent, the silicon-based filaments being impregnated with the tribological agent. The silicon-based filaments may also have walls covered with at least one polymer brush, the silicon-based filaments and the polymer brush being impregnated with the tribological agent.

[0021] Selon une autre variante, les pores peuvent être agencés sur le substrat à base de silicium pour constituer au moins une zone superhydrophobe à effet épilame par rapport à au moins une zone du substrat à base de silicium ne comprenant pas de pore et sur laquelle est appliqué un agent tribologique. According to another variant, the pores can be arranged on the silicon-based substrate to constitute at least one superhydrophobic zone with an epilame effect relative to at least one zone of the silicon-based substrate not comprising a pore and on which is applied a tribological agent.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0022] Les buts, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée suivante de différentes formes de réalisation de l'invention données uniquement à titre d'exemples non limitatifs et illustrées par les dessins annexés sur lesquels : les figures 1 à 3 illustrent schématiquement les étapes d'un procédé de fabrication selon l'invention, les figures 4 à 6 illustrent schématiquement les étapes d'une autre variante du procédé de fabrication selon l'invention, et les figures 7 à 9 illustrent schématiquement les étapes d'une autre variante du procédé de fabrication selon l'invention.The aims, advantages and characteristics of the present invention will appear more clearly in the following detailed description of various embodiments of the invention given solely by way of nonlimiting examples and illustrated by the appended drawings in which: FIGS. 1 to 3 schematically illustrate the steps of a manufacturing method according to the invention, FIGS. 4 to 6 schematically illustrate the steps of another variant of the manufacturing method according to the invention, and Figures 7 to 9 schematically illustrate the steps of another variant of the manufacturing method according to the invention.

Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention

[0023] Le procédé de fabrication d'une pièce micromécanique horlogère comprenant un substrat à base de silicium selon l'invention comprend dans l'ordre, les étapes de : <tb>a)<SEP>se munir d'un substrat à base de silicium <tb>b)<SEP>former des pores à partir de la surface d'au moins une partie d'une surface dudit substrat à base de silicium d'une profondeur d'au moins 10 µm, de préférence d'au moins 50 µm, et plus préférentiellement d'au moins 100 µm, lesdits pores étant agencés pour déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogère, et optionnellement une étape de dépôt, la forme finale du substrat à base de silicium en fonction de la piéce micromécanique horlogère à fabriquer étant donnée avant l'étape a) ou après l'étape b). The method of manufacturing a micromechanical timepiece comprising a silicon-based substrate according to the invention comprises, in order, the steps of: <tb> a) <SEP> be provided with a silicon-based substrate <tb> b) <SEP> forming pores from the surface of at least part of a surface of said silicon-based substrate with a depth of at least 10 µm, preferably at least 50 μm, and more preferably at least 100 μm, said pores being arranged to open onto the external surface of the micromechanical timepiece, and optionally a deposition step, the final shape of the silicon-based substrate as a function of the micromechanical timepiece to be manufactured being given before step a) or after step b).

[0024] Le substrat à base de silicium est choisi en fonction de la pièce micromécanique horlogère à former. Dans la présente invention, l'expression „substrat à base de silicium“ désigne aussi bien une couche de silicium dans un substrat qu'un substrat en silicium. De préférence, comme représenté sur la figure 1, le substrat à base de silicium 1 est un wafer de silicium ou un wafer SOI (Silicon-on-lnsulator). Les pores peuvent être formés aussi bien à la surface parallèle au plan du substrat qu'à la surface perpendiculaire au plan du substrat. The silicon-based substrate is chosen according to the micromechanical timepiece to be formed. In the present invention, the expression “silicon-based substrate” denotes both a layer of silicon in a substrate and a substrate of silicon. Preferably, as shown in FIG. 1, the silicon-based substrate 1 is a silicon wafer or an SOI wafer (Silicon-on-lnsulator). The pores can be formed both on the surface parallel to the plane of the substrate and on the surface perpendicular to the plane of the substrate.

[0025] D'une manière avantageuse, cette étape b) peut être réalisée par un procédé choisi parmi le groupe comprenant un procédé par attaque électrochimique, un procédé de type „Stain-etch“, et un procédé de type „MAC-Etch“. Advantageously, this step b) can be carried out by a process chosen from the group comprising a process by electrochemical attack, a process of the "Stain-etch" type, and a process of the "MAC-Etch" type. .

[0026] Le procédé par attaque électrochimique peut être un procédé par anodisation électrochimique. Sa mise en œuvre nécessite l'utilisation d'un bain électrochimique contenant de l'acide fluorhydrique en solution aqueuse ou mélangé à de l'éthanol dans des concentrations de 1 à 10%. Un courant électrique et des électrodes sont nécessaires pour créer des conditions électrochimiques induisant l'attaque du silicium. Selon les conditions électrochimiques, différents types de pores peuvent être obtenus. Un tel procédé est connu de l'homme du métier et ne nécessite pas d'informations détaillées ici. The process by electrochemical attack can be a process by electrochemical anodization. Its implementation requires the use of an electrochemical bath containing hydrofluoric acid in aqueous solution or mixed with ethanol in concentrations of 1 to 10%. An electric current and electrodes are necessary to create electrochemical conditions inducing the attack of silicon. Depending on the electrochemical conditions, different types of pores can be obtained. Such a method is known to those skilled in the art and does not require detailed information here.

[0027] Le procédé de type „Stain-etch“ est basé sur une attaque humide du silicium aboutissant directement à la formation de silicium poreux. Typiquement, l'attaque se fait avec une solution HF/HNO3/H2O avec un rapport HF:HNO3de 50-500:1. Ce procédé présente l'avantage de ne pas nécessiter d'apport électrique dans le bain. Un tel procédé est connu de l'homme du métier et ne nécessite pas d'informations détaillées ici. The “Stain-etch” type process is based on a wet etching of the silicon leading directly to the formation of porous silicon. Typically, the attack is done with an HF / HNO3 / H2O solution with an HF: HNO3 ratio of 50-500: 1. This method has the advantage of not requiring an electrical supply in the bath. Such a method is known to those skilled in the art and does not require detailed information here.

[0028] De préférence, l'étape b) est réalisée par un procédé de type „MAC-Etch“. Ce procédé est basé sur l'utilisation de particules de métaux nobles pour catalyser des réactions d'attaques chimiques locales. Typiquement, une couche très mince (10-50 nm) d'un métal noble (or, argent, platine) est déposée et structurée de manière aléatoire ou par lift-off, attaque, laser, etc. De préférence, le métal noble est de l'or. Plus particulièrement, on peut utiliser avantageusement des particules d'or en solution dans un mélange HF/H2O2. La taille des particules peut être comprise entre 5 et 1000 nm. La structuration peut être obtenue par lithographie de l'or, attaque ou lift-off. Une autre option est l'évaporation ou la pulvérisation cathodique (sputtering) d'une couche très fine non fermée (5-30 nm). Un traitement thermique pourra contribuer à la formation d'ilots d'or. Preferably, step b) is carried out by a method of the "MAC-Etch" type. This process is based on the use of noble metal particles to catalyze local chemical attack reactions. Typically, a very thin layer (10-50 nm) of a noble metal (gold, silver, platinum) is deposited and structured randomly or by lift-off, etching, laser, etc. Preferably, the noble metal is gold. More particularly, it is possible to advantageously use gold particles in solution in an HF / H2O2 mixture. The size of the particles can be between 5 and 1000 nm. Structuring can be obtained by gold lithography, attack or lift-off. Another option is the evaporation or sputtering of a very thin unclosed layer (5-30 nm). Heat treatment can contribute to the formation of gold islands.

[0029] Lorsque le silicium avec la couche de métal noble est plongé dans une solution aqueuse d'un mélange HF/H2O2, le métal noble catalyse localement la dissolution du silicium. Cette solution d'attaque peut comprendre typiquement entre 4 ml : 1 ml : 8 ml (HF : H2O2: H2O) et 4 ml : 1 ml : 40 ml (HF : H2O2 : H2O). La dissolution du silicium se produit préférentiellement sous le métal, celui-ci s'enfonçant alors progressivement dans le silicium. Cette réaction peut se poursuivre sur de grandes profondeurs (> 100 mµ) selon des modes de propagation essentiellement influencés par l'orientation du cristal de silicium, la disposition des surfaces, le dopage et la chimie du bain. Le procédé de type „MAC-Etch“ présente l'avantage de ne pas nécessiter d'apport électrique dans le bain tout en autorisant la formation de pores de très grande profondeur (> 100 µm) dans le silicium. Il est donc particulièrement adapté à l'utilisation, en tant que substrat, de wafers SOI généralement utilisés pour la fabrication des composants horlogers. When the silicon with the noble metal layer is immersed in an aqueous solution of an HF / H2O2 mixture, the noble metal locally catalyzes the dissolution of the silicon. This attack solution can typically comprise between 4 ml: 1 ml: 8 ml (HF: H2O2: H2O) and 4 ml: 1 ml: 40 ml (HF: H2O2: H2O). The dissolution of silicon preferably occurs under the metal, the latter then gradually sinking into the silicon. This reaction can continue over great depths (> 100 mµ) according to propagation modes essentially influenced by the orientation of the silicon crystal, the arrangement of the surfaces, the doping and the chemistry of the bath. The “MAC-Etch” type process has the advantage of not requiring an electrical supply in the bath while allowing the formation of pores of very great depth (> 100 μm) in the silicon. It is therefore particularly suitable for the use, as a substrate, of SOI wafers generally used for the manufacture of watch components.

[0030] L'homme du métier connait les paramètres des procédés décrits ci-dessus à mettre en œuvre pour que les pores formés dans le substrat à base de silicium présentent une géométrie et une taille appropriées. Those skilled in the art know the parameters of the methods described above to be implemented so that the pores formed in the silicon-based substrate have an appropriate geometry and size.

[0031] Notamment, les pores peuvent présenter avantageusement un facteur d'aspect (rapport profondeur:diamètre) compris entre 1 et 200. In particular, the pores can advantageously have an aspect factor (depth: diameter ratio) of between 1 and 200.

[0032] De préférence, les pores peuvent présenter une profondeur supérieure à 200 µm et plus préférentiellement supérieure à 300 µm. Preferably, the pores may have a depth greater than 200 μm and more preferably greater than 300 μm.

[0033] Comme représenté sur la figure 2, la formation de pores 2 dans le substrat à base de silicium 1 sur une certaine profondeur entraine la formation, entre les pores 2, de piliers 3 à base de silicium sur la même profondeur. De préférence, en considérant les piliers à base de silicium comme ayant une section circulaire, les pores 2 sont formés de sorte que la surface projetée des piliers 3 à base de silicium est inférieure à 79% de la surface totale apparente afin de ne pas avoir de piliers à base de silicium qui se touchent. As shown in Figure 2, the formation of pores 2 in the silicon-based substrate 1 to a certain depth results in the formation, between the pores 2, of pillars 3 based on silicon on the same depth. Preferably, considering the silicon-based pillars as having a circular section, the pores 2 are formed so that the projected area of the silicon-based pillars 3 is less than 79% of the total apparent surface so as not to have of silicon-based pillars that touch each other.

[0034] Selon une première variante du procédé de l'invention, en référence aux figures 1 à 3, le substrat à base de silicium poreux est utilisé pour créer une surface réelle de substrat très supérieure à la surface initiale, et en conséquence pour accroitre fortement le taux de dépôt apparent d'un matériau approprié. According to a first variant of the method of the invention, with reference to Figures 1 to 3, the substrate based on porous silicon is used to create an actual surface of the substrate much greater than the initial surface, and therefore to increase strongly the apparent deposition rate of a suitable material.

[0035] Selon cette première variante, le procédé selon l'invention comprend, après l'étape b), une étape c) consistant à remplir entièrement les pores 2 formés dans le substrat à base de silicium 1 lors de l'étape b), d'un matériau choisi parmi le diamant, le carbone-diamant (DLC), l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, des céramiques, des polymères et leurs mélanges, afin de former dans les pores une couche dudit matériau d'une épaisseur au moins égale à la profondeur des pores. According to this first variant, the method according to the invention comprises, after step b), a step c) consisting in completely filling the pores 2 formed in the silicon-based substrate 1 during step b) , of a material chosen from diamond, carbon-diamond (DLC), silicon oxide, silicon nitride, ceramics, polymers and their mixtures, in order to form in the pores a layer of said material. a thickness at least equal to the depth of the pores.

[0036] Ainsi, le procédé selon l'invention permet de fabriquer, en surface du substrat à base de silicium, une couche épaisse d'un matériau approprié en un temps rapide, fortement réduit par rapport à un dépôt sur la surface plane d'un substrat similaire, mais non poreux. Thus, the method according to the invention allows to manufacture, on the surface of the silicon-based substrate, a thick layer of a suitable material in a fast time, greatly reduced compared to a deposit on the flat surface of a similar, but non-porous substrate.

[0037] Cette étape c) est effectuée directement après l'étape b), sans aucune étape intermédiaire, de sorte que le matériau déposé dans les pores est en contact direct avec les parois desdits pores. This step c) is carried out directly after step b), without any intermediate step, so that the material deposited in the pores is in direct contact with the walls of said pores.

[0038] De préférence, l'étape c) est réalisée par un procédé choisi parmi le groupe comprenant les procédés de dépôt de couche mince, tels que les procédés de dépôt chimique en phase vapeur (CVD), dépôt physique en phase vapeur (PVD), dépôt de couches minces atomiques (ALD), et l'oxydation thermique. Ces procédés sont connus de l'homme du métier et ne nécessitent pas d'informations détaillées ici. Il peut être précisé toutefois que lorsque l'étape c) est réalisée par un dépôt PVD, le facteur d'aspect des pores dans le substrat à base de silicium est de préférence inférieur ou égal à 4 : 1. Lorsque l'étape c) est réalisée par un dépôt CVD ou MOCVD (metal organic chemical vapor déposition), le facteur d'aspect des pores dans le substrat à base de silicium est de préférence inférieur ou égal à 50 :1. De plus, pour un dépôt par PVD, le taux de dépôt sera de préférence compris entre 0.1 et 5 nm/s. Pour un dépôt par CVD ou MOCVD, le taux de dépôt sera de préférence compris entre 0.01 et 10 nm/s. Pour un dépôt par ALD, le taux de dépôt sera par exemple de 0.01 nm/s. Par ailleurs, l'oxydation thermique est particulièrement avantageuse pour réduire la proportion de silicium dans un substrat en silicium, le silicium se faisant consommer par la croissance à raison d'environ 50% de l'épaisseur de la couche. Ainsi, l'homme du métier sait dimensionner les pores devant être formés dans un substrat de silicium afin de permettre un remplacement à 100% du silicium par du SiO2, aboutissant ainsi à la formation d'une couche de SiO2très épaisse en un temps très court. Preferably, step c) is carried out by a method chosen from the group comprising thin film deposition methods, such as chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) methods. ), atomic thin film deposition (ALD), and thermal oxidation. These methods are known to those skilled in the art and do not require detailed information here. It can however be specified that when step c) is carried out by PVD deposition, the aspect factor of the pores in the silicon-based substrate is preferably less than or equal to 4: 1. When step c) is carried out by CVD or MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) deposition, the aspect factor of the pores in the silicon-based substrate is preferably less than or equal to 50: 1. In addition, for a PVD deposition, the deposition rate will preferably be between 0.1 and 5 nm / s. For a CVD or MOCVD deposition, the deposition rate will preferably be between 0.01 and 10 nm / s. For an ALD deposition, the deposition rate will be for example 0.01 nm / s. Furthermore, thermal oxidation is particularly advantageous for reducing the proportion of silicon in a silicon substrate, the silicon being consumed by growth at the rate of approximately 50% of the thickness of the layer. Thus, a person skilled in the art knows how to size the pores to be formed in a silicon substrate in order to allow 100% replacement of the silicon with SiO2, thus resulting in the formation of a very thick SiO2 layer in a very short time. .

[0039] Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend après l'étape c), une étape d) de formation d'une couche de surface 4 dudit matériau à la surface du substrat 1 et des pores 2 remplis du matériau. Plus particulièrement, cette couche de surface 4 peut être obtenue en prolongeant le dépôt du matériau selon l'étape c) de manière à non seulement remplir entièrement les pores 2 du matériau mais également à ensuite déposer ledit matériau sur les pores 2 remplis du matériau ainsi que sur les piliers 3 pour former une couche pleine 4 dudit matériau d'épaisseur h0, comme le montre la figure 3. On obtient ainsi une couche composite d'épaisseur h1 comprenant les piliers 3, les pores 2 remplis de matériau et la couche pleine 4. Ainsi, on peut avoir par exemple un rapport h0/h1 de l'ordre de 10%. Advantageously, the method according to the invention comprises, after step c), a step d) of forming a surface layer 4 of said material on the surface of the substrate 1 and pores 2 filled with the material. More particularly, this surface layer 4 can be obtained by extending the deposition of the material according to step c) so as not only to completely fill the pores 2 of the material but also to then deposit said material on the pores 2 filled with the material thus as on the pillars 3 to form a solid layer 4 of said material of thickness h0, as shown in FIG. 3. A composite layer of thickness h1 is thus obtained comprising the pillars 3, the pores 2 filled with material and the solid layer 4. Thus, one can have for example a ratio h0 / h1 of the order of 10%.

[0040] Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'obtenir une pièce micromécanique horlogère comprenant une couche composite épaisse à base de silicium/matériau déposé, voire une couche épaisse de matériau déposé lorsque tout le silicium a été remplacé. Thus, the method according to the invention provides a micromechanical timepiece comprising a thick composite layer based on silicon / deposited material, or even a thick layer of deposited material when all the silicon has been replaced.

[0041] La formation de pores à partir de la surface du substrat lors de l'étape b) permet de créer une très forte corrugation afin de créer une surface réelle bien supérieure à la surface initiale, sans pores. L'homme du métier sait choisir la géométrie des pores ainsi que le temps de dépôt du matériau dans les pores, afin de fabriquer, en surface du silicium, une couche épaisse en un temps fortement réduit par rapport à un dépôt sur une surface plane. Plus particulièrement, l'homme du métier sait choisir la géométrie et la taille des pores de manière à : obtenir un remplissage complet des pores lors du dépôt du matériau, faciliter l'écoulement des gaz obtenir le rapport de volume souhaité entre la couche de matériau déposé et les pores de silicium. Il est possible par exemple de fabriquer du silicium poreux avec une porosité de plus de 90% si nécessaire.Par exemple, pour certains procédés de dépôt tels que CVD et PVD, le taux de dépôt a tendance à être plus lent au fond des pores. Il est alors possible de prévoir des pores coniques (plus large en surface qu'en profondeur) afin de compenser ce phénomène lié à l'écoulement des gaz. The formation of pores from the surface of the substrate during step b) makes it possible to create a very strong corrugation in order to create an actual surface much greater than the initial surface, without pores. A person skilled in the art knows how to choose the geometry of the pores as well as the time for depositing the material in the pores, in order to fabricate, on the surface of the silicon, a thick layer in a greatly reduced time compared to a deposit on a flat surface. More particularly, the person skilled in the art knows how to choose the geometry and the size of the pores so as to: obtain complete filling of the pores when the material is deposited, facilitate gas flow obtain the desired volume ratio between the layer of deposited material and the silicon pores. It is possible, for example, to manufacture porous silicon with a porosity of more than 90% if necessary. For example, for certain deposition processes such as CVD and PVD, the deposition rate tends to be slower at the bottom of the pores. It is then possible to provide conical pores (wider at the surface than at depth) in order to compensate for this phenomenon linked to the flow of gases.

[0042] Ainsi, avec un apport de gaz suffisant dans les pores, le procédé selon l'invention permet d'obtenir une couche composite silicium/matériau déposé d'épaisseur h1 dans un temps de dépôt proche de celui nécessaire à l'obtention d'une couche pleine du matériau d'épaisseur h0 correspondant à la couche de surface 4. Thus, with a sufficient supply of gas into the pores, the method according to the invention makes it possible to obtain a composite silicon / deposited layer of thickness h1 in a deposition time close to that necessary for obtaining d '' a full layer of material of thickness h0 corresponding to the surface layer 4.

[0043] Le procédé selon l'invention peut avantageusement être mis en œuvre pour la fabrication de composants de l'échappement à base de silicium, tels que la roue d'échappement et l'ancre, en formant des couches épaisses de diamant par CVD. The method according to the invention can advantageously be implemented for the manufacture of silicon-based exhaust components, such as the escape wheel and the anchor, by forming thick layers of diamond by CVD .

[0044] Le procédé selon l'invention peut également être mis en œuvre pour la fabrication de composants de l'échappement à base de silicium, en formant des couches épaisses de SiO2, quasiment massif si le procédé par oxydation thermique est utilisé pour le dépôt de SiO2. The method according to the invention can also be implemented for the manufacture of silicon-based exhaust components, by forming thick layers of SiO2, almost solid if the process by thermal oxidation is used for deposition of SiO2.

[0045] Le procédé selon l'invention peut également être mis en œuvre pour créer rapidement des couches locales très épaisses en profondeur dans le silicium, en le combinant à la structuration de zones en silicium poreux. The method according to the invention can also be implemented to quickly create very thick local layers deep in the silicon, by combining it with the structuring of porous silicon zones.

[0046] Selon une deuxième variante du procédé de l'invention, les pores 2 sont formés selon l'étape b) sur une zone du substrat à base de silicium 1 correspondant à une surface décorative à réaliser. Le substrat à base de silicium poreux est alors utilisé pour créer sur la pièce micromécanique horlogère une surface de silicium poreux décorative de couleur très foncée, proche du noir. Les pores 2 sont agencés de manière à déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogère, afin de former une surface visible pour l'utilisateur. According to a second variant of the method of the invention, the pores 2 are formed according to step b) on an area of the silicon-based substrate 1 corresponding to a decorative surface to be produced. The substrate based on porous silicon is then used to create on the watchmaking micromechanical piece a decorative porous silicon surface of very dark color, close to black. The pores 2 are arranged so as to open out to the external surface of the micromechanical timepiece, in order to form a surface visible to the user.

[0047] L'homme du métier connait les paramètres des procédés décrits ci-dessus à mettre en œuvre pour que les pores formés dans le substrat à base de silicium présentent une géométrie et une taille appropriées pour obtenir une zone de silicium poreux présentant un très haut pouvoir d'absorption de la lumière, dans le domaine du visible notamment, et anti-reflets. Those skilled in the art know the parameters of the methods described above to be implemented so that the pores formed in the silicon-based substrate have a geometry and a size suitable for obtaining a porous silicon zone having a very high light absorption power, especially in the visible area, and anti-reflective.

[0048] Notamment, en assimilant les pores, dans le plan de la pièce, à des orifices de section circulaire, lesdits pores peuvent présenter de préférence un diamètre compris entre 10 nm et 1000 nm. In particular, by assimilating the pores, in the plane of the part, to orifices of circular section, said pores may preferably have a diameter between 10 nm and 1000 nm.

[0049] La zone de couleur obtenue est utilisée comme surface décorative sur la pièce micromécanique horlogère. Par surface décorative, on entend par exemple un dessin, un motif ou une inscription, telle que des chiffres, ou tout autre décor. The color area obtained is used as a decorative surface on the micromechanical timepiece. By decorative surface is meant for example a drawing, a pattern or an inscription, such as figures, or any other decoration.

[0050] Le procédé selon l'invention peut optionnellement comprendre, après l'étape b), une étape e) consistant à déposer au moins un revêtement sur la surface décorative en silicium poreux obtenue selon l'étape b). The method according to the invention can optionally comprise, after step b), a step e) consisting in depositing at least one coating on the decorative porous silicon surface obtained according to step b).

[0051] Avantageusement, ce revêtement déposé à l'étape e) peut comprendre une couche de métallisation à base d'au moins l'un des éléments choisis parmi le groupe comprenant Cr, Ti, Ag, Pt, Cu, Ni, Pd, Rh. De préférence, la couche de métallisation est une fine couche, d'épaisseur inférieure à 50 nm. Advantageously, this coating deposited in step e) may comprise a metallization layer based on at least one of the elements chosen from the group comprising Cr, Ti, Ag, Pt, Cu, Ni, Pd, Preferably, the metallization layer is a thin layer, of thickness less than 50 nm.

[0052] Avantageusement, le revêtement déposé à l'étape e) peut comprendre également une couche transparente d'oxyde, tel que l'un des oxydes choisis parmi le groupe comprenant SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2, ou leurs mélanges. La couche de métallisation ou la couche d'oxyde peuvent être utilisées seules, et être déposées par exemple directement sur le Si poreux, ou les deux couches peuvent être associées, la couche d'oxyde recouvrant alors la couche de métallisation. L'épaisseur de la couche d'oxyde est de préférence comprise entre 100 nm et 2000 nm. Advantageously, the coating deposited in step e) can also comprise a transparent oxide layer, such as one of the oxides chosen from the group comprising SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2, or their mixtures. The metallization layer or the oxide layer can be used alone, and be deposited for example directly on the porous Si, or the two layers can be combined, the oxide layer then covering the metallization layer. The thickness of the oxide layer is preferably between 100 nm and 2000 nm.

[0053] Le revêtement d'une couche de métallisation et d'une couche transparente d'oxyde sur la surface décorative en silicium poreux permet d'obtenir une surface décorative de couleurs interférentielles. The coating of a metallization layer and a transparent oxide layer on the decorative surface of porous silicon makes it possible to obtain a decorative surface of interference colors.

[0054] Le procédé selon l'invention peut avantageusement être mis en œuvre pour la fabrication de pièces à base de silicium, telles que les cadrans. The method according to the invention can advantageously be implemented for the manufacture of parts based on silicon, such as dials.

[0055] Selon une autre variante du procédé de l'invention, la formation de pores à partir de la surface du substrat à base de silicium permet de former une superstructure à base de silicium poreux présentant un certain degré de flexibilité capable d'accommoder différents régimes de pression en se déformant. De plus, ce type de structure présente des cavités qui permettent de contenir de manière durable une réserve importante de lubrifiant. According to another variant of the process of the invention, the formation of pores from the surface of the silicon-based substrate makes it possible to form a superstructure based on porous silicon having a certain degree of flexibility capable of accommodating different pressure regimes by deforming. In addition, this type of structure has cavities which make it possible to permanently contain a large reserve of lubricant.

[0056] De plus, dans le cas où des brosses polymères sont déposées sur la superstructure à base de silicium poreux, le revêtement obtenu est capable de se gorger de lubrifiant et de le restituer lorsque ces brosses polymères sont comprimées. Ce revêtement favorise également la pénétration du lubrifiant dans les cavités de la superstructure à base de silicium poreux In addition, in the case where polymer brushes are deposited on the superstructure based on porous silicon, the coating obtained is capable of filling with lubricant and restoring it when these polymer brushes are compressed. This coating also promotes the penetration of the lubricant into the cavities of the superstructure based on porous silicon.

[0057] Selon cette variante, les pores 2 sont formés à partir de la surface dudit substrat à base de silicium 1 sur une zone du substrat à base de silicium 1 correspondant à une zone à lubrifier par un agent tribologique. Les pores peuvent être formés de préférence à la surface perpendiculaire au plan du substrat, c'est-à-dire sur les flancs de la pièce micromécanique qui sont en frottement, mais également à la surface parallèle au plan du substrat. According to this variant, the pores 2 are formed from the surface of said silicon-based substrate 1 on an area of the silicon-based substrate 1 corresponding to an area to be lubricated with a tribological agent. The pores may preferably be formed on the surface perpendicular to the plane of the substrate, that is to say on the sides of the micromechanical part which are in friction, but also on the surface parallel to the plane of the substrate.

[0058] Selon cette variante, il est prévu, après l'étape b), une étape f) consistant à déposer dans les pores 2, entre les piliers 3, un agent tribologique. L'agent tribologique est un lubrifiant, et peut être liquide, par exemple sous la forme d'une solution aqueuse, ou sec. D'une manière préférée, ledit agent tribologique est un polymère perfluorocarboné, tel que le polytétrafluoroéthylène (PTFE), ou tout autre agent tribologique ou lubrifiant approprié. According to this variant, there is provided, after step b), a step f) consisting in depositing in the pores 2, between the pillars 3, a tribological agent. The tribological agent is a lubricant, and can be liquid, for example in the form of an aqueous solution, or dry. Preferably, said tribological agent is a perfluorocarbon polymer, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), or any other suitable tribological agent or lubricant.

[0059] Selon un premier mode de réalisation, l'agent tribologique est déposé selon l'étape f) directement dans les pores 2 du substrat à base de silicium. Cette étape f) peut être réalisée par un procédé de dépôt de couche mince, tel que CVD, iCVD, PECVD. Un traitement thermique approprié peut être appliqué pour polymériser l'agent tribologique, à des températures de l'ordre de 100°C à 300°C. Ainsi, des quantités importantes d'agent tribologique peuvent être emmagasinées à proximité de la surface du substrat à base de silicium, tout en conservant une dureté de surface apparente relativement élevée du fait du silicium. According to a first embodiment, the tribological agent is deposited according to step f) directly in the pores 2 of the silicon-based substrate. This step f) can be carried out by a thin layer deposition method, such as CVD, iCVD, PECVD. A suitable heat treatment can be applied to polymerize the tribological agent, at temperatures of the order of 100 ° C to 300 ° C. Thus, large quantities of tribological agent can be stored near the surface of the silicon-based substrate, while retaining a relatively high apparent surface hardness due to the silicon.

[0060] D'une manière particulièrement avantageuse, les paramètres du procédé de formation des pores 2 dans le substrat à base de silicium 1 selon l'étape b) sont choisis pour que les pores 2 présentent une géométrie et une taille appropriées de sorte que les piliers 3, formés entre les pores 2, constituent des filaments 3' à base de silicium. Ces filaments 3' présentent un facteur d'aspect (rapport profondeur:diamètre) compris entre 5 et 100. Les filaments forment une superstructure flexible et sont ensuite imprégnés d'un agent tribologique choisi pour faciliter le mouillage des pores, conformément à l'étape b) du procédé selon l'invention. In a particularly advantageous manner, the parameters of the process for forming the pores 2 in the silicon-based substrate 1 according to step b) are chosen so that the pores 2 have an appropriate geometry and size so that the pillars 3, formed between the pores 2, constitute filaments 3 ′ based on silicon. These 3 'filaments have an aspect factor (depth: diameter ratio) of between 5 and 100. The filaments form a flexible superstructure and are then impregnated with a tribological agent chosen to facilitate wetting of the pores, in accordance with step b) of the process according to the invention.

[0061] Un substrat comprenant des filaments à base de silicium peut être utilisé selon deux autres modes de réalisation de cette variante du procédé de l'invention. A substrate comprising silicon-based filaments can be used according to two other embodiments of this variant of the method of the invention.

[0062] Plus particulièrement en référence aux figures 4 à 6, selon un deuxième mode de réalisation, il est prévu conformément à l'étape b) de réaliser dans un substrat à base de silicium 1 des pores 2 de manière à former entre les pores 2 des piliers 3 sous la forme de filaments 3', comme le montre la figure 4. Il est alors prévu entre les étapes b) et f), une étape g) de dépôt d'au moins un agent de mouillage 6 de l'agent tribologique sur les parois des filaments 3' à base de silicium. L'agent de mouillage 6 est choisi pour faciliter le mouillage et la pénétration de l'agent tribologique. Il est appliqué pour former une couche très mince (quelques nanomètres) afin de fonctionnaliser les parois des filaments 3' à base de silicium. Puis les filaments 3' sont imprégnés par un agent tribologique 5, selon l'étape f), l'agent tribologique 5 étant choisi pour faciliter le mouillage des pores 2. More particularly with reference to Figures 4 to 6, according to a second embodiment, it is provided in accordance with step b) to produce in a silicon-based substrate 1 pores 2 so as to form between the pores 2 of the pillars 3 in the form of filaments 3 ′, as shown in FIG. 4. There is then provided between steps b) and f), a step g) of depositing at least one wetting agent 6 of the tribological agent on the walls of the 3 ′ silicon-based filaments. The wetting agent 6 is chosen to facilitate wetting and penetration of the tribological agent. It is applied to form a very thin layer (a few nanometers) in order to functionalize the walls of the 3 'silicon-based filaments. Then the filaments 3 ′ are impregnated with a tribological agent 5, according to step f), the tribological agent 5 being chosen to facilitate wetting of the pores 2.

[0063] En référence aux figures 7 à 9, selon un troisième mode de réalisation, il est prévu conformément à l'étape b) de réaliser dans un substrat à base de silicium 1 des pores 2 de manière à former entre les pores 2 des piliers 3 sous la forme de filaments 3', comme le montre la figure 7. Il est alors prévu entre les étapes b) et f), une étape h) de dépôt d'au moins une brosse polymère 8 sur les parois des filaments 3' à base de silicium. Une telle brosse polymère 8 est décrite par exemple dans les publications WO 2012/152512 et WO 2014/009059. Les brosses polymères présentent des filaments de longueur inférieure à celle des filaments à base de silicium de sorte que les filaments de polymère sont protégés par les filaments à base de silicium plus résistants mécaniquement. Puis les filaments 3' à base de silicium et les brosses polymères 8 sont imprégnés par un agent tribologique 5, selon l'étape f), l'agent tribologique 5 étant choisi pour faciliter le mouillage. Referring to Figures 7 to 9, according to a third embodiment, it is provided in accordance with step b) to produce in a silicon-based substrate 1 pores 2 so as to form between the pores 2 pillars 3 in the form of filaments 3 ', as shown in FIG. 7. There is then provided between steps b) and f), a step h) of depositing at least one polymer brush 8 on the walls of the filaments 3 'based on silicon. Such a polymer brush 8 is described for example in the publications WO 2012/152512 and WO 2014/009059. Polymer brushes have shorter filaments than silicon-based filaments so that the polymer filaments are protected by the more mechanically strong silicon-based filaments. Then the silicon-based filaments 3 ′ and the polymer brushes 8 are impregnated with a tribological agent 5, according to step f), the tribological agent 5 being chosen to facilitate wetting.

[0064] Cette variante de procédé permet de fabriquer des filaments directement dans la matière du substrat à base de silicium avec des géométries et des propriétés de flexion mécanique contrôlées permettant en cas d'utilisation de brosses polymères, de maintenir le comportement de supra-lubrification sur une large plage de régime de frottement tout en augmentant la fiabilité. Ainsi, le procédé selon l'invention permet de pallier au manque de résistance mécanique des brosses polymères habituellement utilisées en supra-lubrification. La structure formée de filaments à base de silicium constitue un réservoir de lubrifiant capable de restituer la quantité suffisante de lubrifiant dans le contact en fonction des sollicitations. This process variant makes it possible to manufacture filaments directly in the material of the silicon-based substrate with controlled geometries and mechanical bending properties allowing, in the case of the use of polymer brushes, to maintain the behavior of super-lubrication over a wide range of friction conditions while increasing reliability. Thus, the method according to the invention overcomes the lack of mechanical strength of the polymer brushes usually used in super-lubrication. The structure formed of silicon-based filaments constitutes a reservoir of lubricant capable of restoring the sufficient quantity of lubricant in the contact according to the stresses.

[0065] La géométrie des pores et des filaments à base de silicium peut être optimisée en fonction des régimes de frottement et objectifs tribologiques visés. La structuration du substrat à base de silicium peut aller de filaments à base de silicium à des pores ouverts et désordonnées formant une couche spongieuse The geometry of the pores and silicon-based filaments can be optimized as a function of the friction regimes and tribological objectives targeted. The structure of the silicon-based substrate can range from silicon-based filaments to open and disordered pores forming a spongy layer

[0066] Selon une autre variante du procédé de l'invention, les pores 2 sont formés sur le substrat à base de silicium 1 pour constituer au moins une zone superhydrophobe à effet épilame par rapport à au moins une zone du substrat à base de silicium ne comprenant pas de pore et sur laquelle est appliqué un agent tribologique. Cet effet peut être renforcé par une fonctionnalisation localisée. According to another variant of the process of the invention, the pores 2 are formed on the silicon-based substrate 1 to constitute at least one superhydrophobic zone with an epilam effect with respect to at least one zone of the silicon-based substrate not comprising a pore and to which a tribological agent is applied. This effect can be reinforced by localized functionalization.

Claims (26)

1. Procédé de fabrication d'une pièce micromécanique horlogère comprenant un substrat à base de silicium (1), le procédé comprenant dans l'ordre, les étapes de : a) se munir d'un substrat à base de silicium (1), b) former des pores (2) à la surface d'au moins une partie d'une surface dudit substrat à base de silicium (1) d'une profondeur d'au moins 10 µm, de préférence d'au moins 50 µm, et plus préférentiellement d'au moins 100 µm, lesdits pores étant agencés pour déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogère, et optionnellement une étape de dépôt, la forme finale du substrat à base de silicium (1) en fonction de la pièce micromécanique horlogère à fabriquer étant donnée avant l'etape a) ou après l'etape b).1. Method for manufacturing a micromechanical timepiece comprising a silicon-based substrate (1), the method comprising, in order, the steps of: a) providing a silicon-based substrate (1), b) forming pores (2) on the surface of at least part of a surface of said silicon-based substrate (1) with a depth of at least 10 μm, preferably at least 50 μm, and more preferably at least 100 μm, said pores being arranged to open onto the external surface of the micromechanical timepiece, and optionally a deposit step, the final shape of the silicon-based substrate (1) as a function of the micromechanical timepiece to be manufactured being given before step a) or after step b). 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant après l'étape b), l'étape de dépôt qui est une étape c) consistant à remplir entièrement lesdits pores (2) d'un matériau choisi parmi le diamant, le carbone-diamant, aussi dit DLC, l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, des céramiques, des polymères et leurs mélanges, afin de former dans les pores (2) une couche dudit matériau d'une épaisseur au moins égale à la profondeur des pores (2).2. Method according to claim 1, comprising after step b), the deposition step which is a step c) consisting in completely filling said pores (2) with a material chosen from diamond, carbon-diamond, also called DLC, silicon oxide, silicon nitride, ceramics, polymers and their mixtures, in order to form in the pores (2) a layer of said material with a thickness at least equal to the depth of the pores ( 2). 3. Procédé selon la revendication 2, comprenant après l'étape c), une étape d) de formation d'une couche de surface (4) dudit matériau à la surface du substrat à base de silicium (1) et des pores (2) remplis du matériau.3. Method according to claim 2, comprising after step c), a step d) of forming a surface layer (4) of said material on the surface of the silicon-based substrate (1) and pores (2 ) filled with material. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les pores (2) sont formés sur une zone du substrat à base de silicium (1) correspondant à une surface décorative.4. The method of claim 1, wherein the pores (2) are formed on an area of the silicon-based substrate (1) corresponding to a decorative surface. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend, après l'étape b), l'étape de dépôt qui est une étape e) de dépôt d'un revêtement sur la surface décorative.5. Method according to claim 4, characterized in that it comprises, after step b), the deposition step which is a step e) of deposition of a coating on the decorative surface. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le revêtement comprend une couche de métallisation.6. Method according to claim 5, characterized in that the coating comprises a metallization layer. 7. Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le revêtement comprend une couche transparente d'oxyde choisi parmi le groupe comprenant SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2.7. Method according to one of claims 5 and 6, characterized in that the coating comprises a transparent oxide layer chosen from the group comprising SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2. 8. Procédé selon la revendication 1, comprenant après l'étape b), l'étape de dépôt qui est une étape f) consistant à déposer dans lesdits pores (2) un agent tribologique (5), lesdits pores (2) étant formés à la surface d'au moins une partie d'une surface à lubrifier dudit substrat à base de silicium (1).8. Method according to claim 1, comprising after step b), the deposition step which is a step f) consisting in depositing in said pores (2) a tribological agent (5), said pores (2) being formed on the surface of at least part of a surface to be lubricated of said silicon-based substrate (1). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel les pores (2) sont agencés de manière à former, entre les pores, des filaments (3') à base de silicium présentant un facteur d'aspect, c'est-à-dire un rapport profondeur:diamètre compris entre 5 et 100.9. The method of claim 8, wherein the pores (2) are arranged so as to form, between the pores, filaments (3 ') based on silicon having an aspect factor, that is to say a depth: diameter ratio between 5 and 100. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, comprenant, entre les étapes b) et f), une étape g) de dépôt d'au moins un agent de mouillage (6) de l'agent tribologique (5) sur les parois des filaments (3') à base de silicium.10. The method of claim 8 or 9, comprising, between steps b) and f), a step g) of depositing at least one wetting agent (6) of the tribological agent (5) on the walls of the filaments (3 ') based on silicon. 11. Procédé selon la revendication 8 ou 9, comprenant, entre les étapes b) et f), une étape h) de dépôt d'au moins une brosse polymère (8) sur les parois des filaments (3') à base de silicium.11. The method of claim 8 or 9, comprising, between steps b) and f), a step h) of depositing at least one polymer brush (8) on the walls of the silicon-based filaments (3 ') . 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, dans lequel l'agent tribologique (5) est un polymère perfluorocarboné.12. Method according to one of claims 8 to 11, wherein the tribological agent (5) is a perfluorocarbon polymer. 13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les pores (2) sont formés sur le substrat à base de silicium (1) pour constituer au moins une zone superhydrophobe à effet épilame par rapport à au moins une zone du substrat à base de silicium ne comprenant pas de pore et sur laquelle est appliqué un agent tribologique lors de l'étape de dépôt.13. The method of claim 1, wherein the pores (2) are formed on the silicon-based substrate (1) to form at least one superhydrophobic zone with an epilamous effect relative to at least one zone of the silicon-based substrate not comprising a pore and to which a tribological agent is applied during the deposition step. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel l'étape b) est réalisée par un procédé choisi parmi le groupe comprenant un procédé par attaque électrochimique, un procédé de type „Stain-etch“, et un procédé de type „MAC-Etch“.14. Method according to one of claims 1 to 13, in which step b) is carried out by a method chosen from the group comprising a method by electrochemical attack, a method of the "Stain-etch" type, and a method of type "MAC-Etch". 15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étape b) est réalisée par un procédé de type „MAC-Etch“.15. The method of claim 14, wherein step b) is performed by a type of method "MAC-Etch". 16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les pores présentent un facteur d'aspect, c'est-à-dire un rapport profondeur:diamètre compris entre 1 et 200.16. Method according to one of the preceding claims, in which the pores have an aspect factor, that is to say a depth: diameter ratio between 1 and 200. 17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les pores (2) présentent une profondeur supérieure à 200 µm et plus préférentiellement supérieure à 300 µm.17. Method according to one of the preceding claims, in which the pores (2) have a depth greater than 200 µm and more preferably greater than 300 µm. 18. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le substrat à base de silicium (1) est un wafer de silicium ou un wafer SOI, abréviation de Silicon-on-Insulator.18. Method according to one of the preceding claims, in which the silicon-based substrate (1) is a silicon wafer or an SOI wafer, short for Silicon-on-Insulator. 19. Pièce micromécanique horlogère comprenant un substrat à base de silicium (1) qui présente, à la surface d'au moins une partie d'une surface dudit substrat à base de silicium (1), des pores (2) d'une profondeur d'au moins 10 µm, de préférence d'au moins 50 µm, et plus préférentiellement d'au moins 100 µm, lesdits pores étant agencés pour déboucher à la surface externe de la pièce micromécanique horlogère.19. Watchmaking micromechanical part comprising a silicon-based substrate (1) which has, on the surface of at least part of a surface of said silicon-based substrate (1), pores (2) of a depth at least 10 µm, preferably at least 50 µm, and more preferably at least 100 µm, said pores being arranged to open onto the external surface of the micromechanical timepiece. 20. Pièce selon la revendication 19, caractérisée en ce que lesdits pores (2) sont entièrement remplis d'une couche d'un matériau choisi parmi le diamant, le carbone-diamant, aussi dit DLC, l'oxyde de silicium, le nitrure de silicium, des céramiques, des polymères et leurs mélanges, d'une épaisseur au moins égale à la profondeur des pores (2).20. Part according to claim 19, characterized in that said pores (2) are completely filled with a layer of a material chosen from diamond, carbon-diamond, also called DLC, silicon oxide, nitride of silicon, ceramics, polymers and their mixtures, of a thickness at least equal to the depth of the pores (2). 21. Pièce selon la revendication 20, caractérisée en ce qu'elle comprend une couche de surface dudit matériau à la surface du substrat à base de silicium (1) et des pores (2) remplis du matériau.21. Part according to claim 20, characterized in that it comprises a surface layer of said material on the surface of the silicon-based substrate (1) and pores (2) filled with the material. 22. Pièce selon la revendication 19, caractérisée en ce que les pores (2) sont agencés pour former une surface décorative, et en ce que ladite surface décorative est recouverte d'un revêtement comprenant une couche de métallisation et/ou une couche transparente d'oxyde choisi parmi le groupe comprenant SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2.22. Part according to claim 19, characterized in that the pores (2) are arranged to form a decorative surface, and in that said decorative surface is covered with a coating comprising a metallization layer and / or a transparent layer d oxide selected from the group comprising SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5, VO2. 23. Pièce selon la revendication 19, caractérisée en ce que les pores (2) comprennent un agent tribologique (5).23. Part according to claim 19, characterized in that the pores (2) comprise a tribological agent (5). 24. Pièce selon la revendication 23, caractérisée en ce qu'elle comprend, entre les pores (2), des filaments (3') à base de silicium, les filaments (3') à base de silicium comportant des parois recouvertes d'au moins un agent de mouillage (6) de l'agent tribologique (5), les filaments (3') à base de silicium étant imprégnés par l'agent tribologique (5).24. Part according to claim 23, characterized in that it comprises, between the pores (2), filaments (3 ') based on silicon, the filaments (3') based on silicon having walls covered with at least one wetting agent (6) of the tribological agent (5), the filaments (3 ') based on silicon being impregnated with the tribological agent (5). 25. Pièce selon la revendication 23, caractérisée en ce qu'elle comprend, entre les pores (2), des filaments (3') à base de silicium, les filaments (3') à base de silicium comportant des parois recouvertes d'au moins une brosse polymère (8), les filaments (3') à base de silicium et la brosse polymère (8) étant imprégnés par l'agent tribologique (5).25. Part according to claim 23, characterized in that it comprises, between the pores (2), filaments (3 ') based on silicon, the filaments (3') based on silicon having walls covered with at least one polymer brush (8), the filaments (3 ') based on silicon and the polymer brush (8) being impregnated with the tribological agent (5). 26. Pièce selon la revendication 19, caractérisée en ce que les pores (2) sont agencés sur le substrat à base de silicium (1) pour constituer au moins une zone superhydrophobe à effet épilame par rapport à au moins une zone du substrat à base de silicium ne comprenant pas de pore et sur laquelle est appliqué un agent tribologique.26. Part according to claim 19, characterized in that the pores (2) are arranged on the silicon-based substrate (1) to constitute at least one superhydrophobic zone with an epilamous effect relative to at least one zone of the substrate based of silicon not comprising a pore and to which a tribological agent is applied.
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