CH716969A2 - A method of manufacturing a watch component and a component obtained according to this method. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de fabrication de composant horloger métalliques caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à former par un procédé de préférence du type LIGA-UV un moule en résine photosensible multiniveau sur un substrat (1) et à déposer galvaniquement une couche (6) d'au moins un métal à partir d'au moins deux couches conductrices pour former un bloc atteignant sensiblement la surface supérieure de la résine photosensible.The present invention relates to a method of manufacturing a metal watch component characterized in that it comprises the steps of forming, by a method preferably of the LIGA-UV type, a multilevel photosensitive resin mold on a substrate (1) and of galvanically depositing a layer (6) of at least one metal from at least two conductive layers to form a block substantially reaching the top surface of the photosensitive resin.
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une structure métallique complexe multi-niveaux au moyen de la technologie LIGA. L'invention concerne également une telle structure métallique, notamment des composants horlogers, obtenus par ce procédé. The present invention relates to a method of manufacturing a complex multi-level metal structure using LIGA technology. The invention also relates to such a metallic structure, in particular to horological components, obtained by this method.
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
[0002] On connaît déjà des procédés correspondant à la définition ci-dessus. En particulier, l'article d'A. B. Frazier et al. intitulé „Metallic Microstuctures Fabricated Using Photosensitive Polyimide Electroplating molds“ et publié dans le journal of Microelectromechanical systems (Vol. 2, N deg. 2, June 1993) décrit un procédé pour la fabrication de structures métalliques multiniveaux par croissance galvanique dans des moules de polyimide réalisés par photolithographie de couches de résine photosensible. Ce procédé comprend les étapes suivantes : créer sur un substrat une couche métallique sacrificielle et une couche d'amorçage pour une étape ultérieure de croissance galvanique, étaler une couche de polyimide photosensible, irradier la couche de polyimide avec un rayonnement UV à travers un masque correspondant au contour d'un niveau de la structure à obtenir, développer la couche de polyimide en dissolvant les parties non irradiées de façon à obtenir un moule en polyimide, remplir le moule de nickel jusqu'à la hauteur de celui-ci par croissance galvanique, et obtenir une surface supérieure sensiblement plane, déposer une fine couche de chrome sur toute la surface supérieure par vaporisation sous vide, déposer sur la couche de chrome une nouvelle couche de résine photosensible, irradier la couche de résine à travers un nouveau masque correspondant au contour du niveau suivant de la structure à obtenir, développer la couche de polyimide de façon à obtenir un nouveau moule, remplir le nouveau moule de nickel jusqu'à la hauteur de celui-ci par croissance galvanique. séparer la structure multi-niveaux et le moule en polyimide de la couche sacrificielle et du substrat, séparer la structure multi-niveaux du moule en polyimide.Processes corresponding to the definition above are already known. In particular, the article by A. B. Frazier et al. titled „Metallic Microstuctures Fabricated Using Photosensitive Polyimide Electroplating molds“ and published in the journal of Microelectromechanical systems (Vol. 2, N deg. 2, June 1993) describes a process for the fabrication of multilevel metallic structures by galvanic growth in polyimide molds produced by photolithography of layers of photosensitive resin. This process comprises the following steps: create on a substrate a sacrificial metal layer and an initiation layer for a subsequent galvanic growth step, spreading a layer of photosensitive polyimide, irradiate the polyimide layer with UV radiation through a mask corresponding to the contour of a level of the structure to be obtained, develop the polyimide layer by dissolving the non-irradiated parts so as to obtain a polyimide mold, fill the mold with nickel up to the height thereof by galvanic growth, and obtain a substantially flat upper surface, deposit a thin layer of chromium on the entire upper surface by vacuum vaporization, deposit on the chromium layer a new layer of photosensitive resin, irradiate the resin layer through a new mask corresponding to the contour of the next level of the structure to be obtained, develop the polyimide layer so as to obtain a new mold, fill the new mold with nickel up to its height by galvanic growth. separate the multi-level structure and the polyimide mold from the sacrificial layer and the substrate, separate the multi-level structure from the polyimide mold.
[0003] On comprendra que le procédé qui vient d'être décrit peut, en principe, être mis en oeuvre de manière itérative pour obtenir des structures métalliques ayant plus de deux niveaux. It will be understood that the method which has just been described can, in principle, be implemented iteratively to obtain metal structures having more than two levels.
[0004] Le document de brevet WO2010/020515A1 décrit la fabrication d'une pièce à plusieurs niveaux en réalisant un moule de photoresist complet correspondant à la pièce finale à obtenir avant l'étape de dépôt galvanique du métal de la pièce dans le moule. Seules des pièces multi-niveaux dont les projections des niveaux sont incluses l'une dans l'autre sont réalisables par cette méthode. [0004] Patent document WO2010 / 020515A1 describes the manufacture of a part at several levels by producing a complete photoresist mold corresponding to the final part to be obtained before the step of galvanic deposition of the metal of the part in the mold. Only multi-level rooms whose level projections are included in each other are possible by this method.
[0005] On connaît également du document de brevet EP2405301A1, un moule en photoresist comprenant au moins deux niveaux, les niveaux formés dans le substrat ne comportant que des flancs verticaux et lisses. [0005] Also known from patent document EP2405301A1 is a photoresist mold comprising at least two levels, the levels formed in the substrate comprising only vertical and smooth sides.
[0006] Ces procédés ne permettent que la fabrication de pièces dont leurs géométries de base sont cylindriques, et ne permettent pas la fabrication de pièces comprenant des géométries complexes telles que des anglages ou des chanfreins. These methods only allow the manufacture of parts whose basic geometries are cylindrical, and do not allow the manufacture of parts comprising complex geometries such as bevels or chamfers.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[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 composants horlogers métalliques multi-niveaux, en combinant une étape d'emboutissage à chaud à la technologie LIGA, dans lequel une couche conductrice est associée à une couche de résine pour chaque niveau pour permettre une croissance galvanique fiable dans le cas de composants multiniveaux. [0007] The present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks as well as others by providing a method making it possible to manufacture multilevel metal watch components, by combining a hot stamping step with LIGA technology. , in which a conductive layer is combined with a resin layer for each level to allow reliable galvanic growth in the case of multilevel components.
[0008] La présente invention a également pour but de permettre la fabrication de pièces horlogères présentant des géométries complexes d'ordinaire infaisables via la technologie LIGA. [0008] Another object of the present invention is to allow the manufacture of watch parts exhibiting complex geometries which are usually infeasible via LIGA technology.
[0009] A cet effet l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un composant horloger comprenant les étapes suivantes : a) se munir du substrat, y déposer une première couche électriquement conductrice, et appliquer une première couche de résine photosensible ; b) effectuer un emboutissage à chaud via un tampon de la première couche de résine, en pressant le tampon jusqu'à une distance prédéfinie du substrat de manière à conserver une couche de résine, pour mettre en forme la première couche de résine et définir un premier niveau du composant horloger ; c) irradier la première couche de résine mise en forme à travers un masque définissant un premier niveau du composant et dissoudre les zones non irradiées de la couche de résine photosensible pour faire apparaître par endroit la première couche électriquement conductrice et former un moule comprenant un premier et un second niveau ; d) déposer une couche métallique par électroformage dans le moule à partir de la première couche conductrice pour former le composant, la couche atteignant sensiblement la surface supérieure de la deuxième couche de résine photosensible ; e) éliminer successivement le substrat, la première couche conductrice et la résine pour libérer le composant.[0009] To this end, the invention relates to a method for manufacturing a watch component comprising the following steps: a) providing the substrate, depositing a first electrically conductive layer thereon, and applying a first layer of photosensitive resin; b) hot stamping via a pad of the first resin layer, pressing the pad to a predefined distance from the substrate so as to keep a resin layer, to shape the first resin layer and define a first level of the watch component; c) irradiating the first shaped resin layer through a mask defining a first level of the component and dissolving the non-irradiated areas of the photosensitive resin layer to show in places the first electrically conductive layer and form a mold comprising a first and a second level; d) depositing a metal layer by electroforming in the mold from the first conductive layer to form the component, the layer substantially reaching the top surface of the second layer of photosensitive resin; e) successively removing the substrate, the first conductive layer and the resin to release the component.
[0010] Ce procédé permet donc la réalisation de pièces multiniveaux. This method therefore allows the production of multilevel parts.
[0011] Conformément à d'autres variantes avantageuses de l'invention : l'étape b) est réalisée sous vide ; lors de l'étape b), la couche de résine est chauffée entre 70°C et 150°C ; le tampon présente une empreinte en relief, au moins une partie de l'empreinte étant agencée pour être pressée à proximité de la surface du substrat lors de l'étape b). ladite empreinte du tampon définit ledit au moins un premier niveau du composant ; le procédé comprend une étape optionnelle entre l'étape c) et d) qui consiste à déposer localement une deuxième couche électriquement conductrice sur les zones irradiées de la couche de résine ; la deuxième couche électriquement conductrice est déposée à travers un masque chablon ; la deuxième couche électriquement conductrice est déposée via l'impression d'une encre ou une résine conductrice ; ladite couche électriquement conductrice est du type Au, Ti, Pt, Ag, Cr, Pd ou un empilement d'au moins deux de ces matériaux ; le substrat est en silicium ; le substrat est en matériau transparent ; le substrat en matériau transparent comprend des zones métallisées sur l'une de ses faces pour former un masque ; la couche conductrice présente une épaisseur comprise entre 50nm et 500nm.According to other advantageous variants of the invention: step b) is carried out under vacuum; during step b), the resin layer is heated between 70 ° C and 150 ° C; the stamp has an imprint in relief, at least part of the imprint being arranged to be pressed close to the surface of the substrate during step b). said stamp imprint defines said at least a first level of the component; the method comprises an optional step between step c) and d) which consists in locally depositing a second electrically conductive layer on the irradiated areas of the resin layer; the second electrically conductive layer is deposited through a stencil mask; the second electrically conductive layer is deposited by printing with a conductive ink or resin; said electrically conductive layer is of the Au, Ti, Pt, Ag, Cr, Pd type or a stack of at least two of these materials; the substrate is made of silicon; the substrate is made of transparent material; the transparent material substrate comprises metallized areas on one of its faces to form a mask; the conductive layer has a thickness of between 50nm and 500nm.
[0012] Enfin, l'invention se rapporte à un composant horloger, obtenu selon un procédé conforme à l'invention, tel qu'une ancre ou une roue d'échappement par exemple. Finally, the invention relates to a watch component, obtained according to a method according to the invention, such as an anchor or an escape wheel for example.
[0013] On comprend donc que le procédé de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la fabrication de composants pour les pièces d'horlogerie. It is therefore understood that the method of the invention finds a particularly advantageous application for the manufacture of components for timepieces.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0014] 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 seulement à titre purement illustratif et non limitatif, en liaison avec le dessin annexé sur lequel : les figures 1 à 6 illustrent les étapes de procédé d'un mode de réalisation de l'invention en vue de la réalisation d'un composant horloger.Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly from the following detailed description of an embodiment of a method according to the invention, this example being given only for purely illustrative and non-limiting, in conjunction with the attached drawing in which: FIGS. 1 to 6 illustrate the process steps of an embodiment of the invention with a view to producing a timepiece component.
Description détaillée d'un mode de réalisation préféréDetailed description of a preferred embodiment
[0015] La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'au moins un composant horloger. The present invention relates to a method of manufacturing at least one horological component.
[0016] La première étape a) consiste à se munir d'un substrat 1, et y déposer successivement une couche 2 électriquement conductrice, et une couche de résine photosensible 3. The first step a) consists in providing a substrate 1, and successively depositing thereon an electrically conductive layer 2, and a photosensitive resin layer 3.
[0017] Le substrat 1 utilisé dans l'étape a) du procédé selon l'invention est, par exemple, formé par un substrat en silicium. Lors de la première étape a) du procédé on dépose, par exemple, par un dépôt physique en phase vapeur (PVD), une couche conductrice 2, c'est-à-dire une couche apte à démarrer un dépôt métallique par voie galvanique. Typiquement, la couche conductrice 2 est du type Au, Ti, Pt, Ag, Cr ou Pd (figure 1), ou un empilement d'au moins deux de ces matériaux, et présente une épaisseur comprise entre 50nm et 500nm. Par exemple, la couche conductrice 2 peut être formée d'une souscouche de chrome ou de titane recouverte d'une couche d'or ou de cuivre. The substrate 1 used in step a) of the method according to the invention is, for example, formed by a silicon substrate. During the first step a) of the process, for example, by physical vapor deposition (PVD), a conductive layer 2, that is to say a layer capable of starting a metallic deposition by galvanic means, is deposited. Typically, the conductive layer 2 is of the Au, Ti, Pt, Ag, Cr or Pd type (FIG. 1), or a stack of at least two of these materials, and has a thickness of between 50nm and 500nm. For example, the conductive layer 2 can be formed from a sublayer of chromium or titanium covered with a layer of gold or copper.
[0018] La résine photosensible 3 utilisée dans ce procédé est de préférence une résine de type négative à base d'époxy octofonctionnelle disponible sous la référence SU-8 conçue pour polymériser sous l'action d'un rayonnement UV. The photosensitive resin 3 used in this process is preferably a negative type resin based on octofunctional epoxy available under the reference SU-8 designed to polymerize under the action of UV radiation.
[0019] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la résine se présente sous la forme d'un film sec, la résine est alors appliquée par laminage sur le substrat 1. According to a particular embodiment of the invention, the resin is in the form of a dry film, the resin is then applied by lamination to the substrate 1.
[0020] Alternativement, la résine photosensible pourrait être un photorésist positif qui est conçu pour se décomposer sous l'action d'un rayonnement UV. On comprendra que la présente invention ne se limite pas à quelques types particuliers de résine photosensible. L'homme du métier saura choisir une résine photosensible convenant à ses besoins parmi toutes les résines connues qui sont adaptées à la photolithographie par UV. [0020] Alternatively, the photosensitive resin could be a positive photoresist which is designed to decompose under the action of UV radiation. It will be understood that the present invention is not limited to a few particular types of photosensitive resin. Those skilled in the art will know how to choose a photosensitive resin suitable for their needs from among all the known resins which are suitable for UV photolithography.
[0021] La couche de résine 3 est déposée sur le substrat 1 par tout moyen approprié, par enduction centrifuge, à la tournette, ou encore par sprayage jusqu'à l'épaisseur souhaitée. Typiquement l'épaisseur de résine est comprise entre 10 µm et 1000 µm, et de préférence entre 50 µm et 300 µm. Selon l'épaisseur désirée et la technique de dépôt utilisée la première couche de résine 3 sera déposée en une ou plusieurs fois. The resin layer 3 is deposited on the substrate 1 by any suitable means, by centrifugal coating, with a spinner, or even by spraying to the desired thickness. Typically the resin thickness is between 10 μm and 1000 μm, and preferably between 50 μm and 300 μm. Depending on the desired thickness and the deposition technique used, the first resin layer 3 will be deposited in one or more times.
[0022] La couche de résine 3 est ensuite chauffée typiquement entre 90 et 120° C pendant une durée dépendant de l'épaisseur déposée pour évacuer le solvant (étape de pre-bake). Ce chauffage sèche et durcit la résine. The resin layer 3 is then heated typically between 90 and 120 ° C for a period depending on the thickness deposited to remove the solvent (pre-bake step). This heating dries and hardens the resin.
[0023] L'étape b) suivante illustrée à la figure 2 consiste à effectuer un emboutissage à chaud de la première couche de résine 3 pour la mettre en forme et définir un premier niveau du composant horloger. La résine est dans un premier temps chauffée à une température comprise entre 70°C et 150°C où elle devient visqueuse pour permettre sa mise en forme en l'écrasant au moyen d'un tampon 2 venant la presser. Cette étape est réalisée sous vide pour éviter la formation de bulles d'air lors du pressage de la couche de résine 3. Selon l'invention, le tampon 2 peut être pressé jusqu'à une distance prédéfinie du substrat 1 de manière à conserver une couche de résine sur le substrat 1. The next step b) illustrated in Figure 2 consists in performing a hot stamping of the first resin layer 3 to shape it and define a first level of the watch component. The resin is first of all heated to a temperature between 70 ° C and 150 ° C where it becomes viscous to allow it to be shaped by crushing it by means of a plug 2 pressing it. This step is carried out under vacuum to avoid the formation of air bubbles during the pressing of the resin layer 3. According to the invention, the pad 2 can be pressed up to a predefined distance from the substrate 1 so as to maintain a resin layer on substrate 1.
[0024] Avantageusement, le tampon 2 présente une empreinte en relief pouvant présenter des variations de hauteur et permettant ainsi de définir au moins un premier niveau du composant, ledit au moins premier niveau présente ainsi une géométrie tridimensionnelle complexe qu'il n'est pas possible d'obtenir par un procédé LIGA classique. Advantageously, the pad 2 has a relief imprint which may have variations in height and thus making it possible to define at least a first level of the component, said at least first level thus exhibiting a complex three-dimensional geometry that it is not. possible to obtain by a conventional LIGA process.
[0025] Il peut également être envisagé de former deux niveaux ou plus au moyen du tampon pour réaliser la géométrie complète du composant à obtenir. It can also be envisaged to form two or more levels by means of the buffer to achieve the complete geometry of the component to be obtained.
[0026] L'étape c) suivante illustrée à la figure 3 consiste à irradier la première couche de résine 3 au moyen d'un rayonnement UV à travers un masque 4 définissant le premier niveau du composant à former et ainsi des zones photopolymérisées 3a et des zones non photopolymérisées 3b. The next step c) illustrated in Figure 3 consists in irradiating the first resin layer 3 by means of UV radiation through a mask 4 defining the first level of the component to be formed and thus the photopolymerized areas 3a and non-light-cured areas 3b.
[0027] Une étape de recuit (étape de post-bake) de la couche de résine 3 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. Les zones photopolymérisées 3a deviennent insensibles à une grande majorité de solvants. Par contre, les zones non photopolymérisées pourront ultérieurement être dissoutes par un solvant. An annealing step (post-bake step) of the resin layer 3 may be necessary to complete the photopolymerization induced by UV irradiation. This annealing step is preferably carried out between 90 ° C and 95 ° C. The photopolymerized zones 3a become insensitive to a large majority of solvents. On the other hand, the non-photopolymerized zones can subsequently be dissolved by a solvent.
[0028] Ensuite, on dissout les zones non photopolymérisées 3b de la couche 3 de résine photosensible pour faire apparaître par endroit la couche conductrice 2 du substrat 1 comme sur la figure 4. Cette opération est réalisée par dissolution des zones non photopolymérisées 3b au moyen d'un solvant adéquat, tel que le PGMEA (propylène glycol méthyle éthyle acétate). Un moule en résine photosensible photopolymérisées 3a définissant le premier niveau et le deuxième niveau du composant est ainsi réalisé. Then, dissolving the non-photopolymerized areas 3b of the layer 3 of photosensitive resin to show in places the conductive layer 2 of the substrate 1 as in Figure 4. This operation is carried out by dissolving the non-photopolymerized areas 3b by means a suitable solvent, such as PGMEA (propylene glycol methyl ethyl acetate). A photopolymerized photosensitive resin mold 3a defining the first level and the second level of the component is thus produced.
[0029] Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, le substrat 1 est réalisé en un matériau transparent de manière à pouvoir irradier la résine par la face arrière du substrat. According to an advantageous embodiment of the invention, the substrate 1 is made of a transparent material so as to be able to irradiate the resin from the rear face of the substrate.
[0030] Il est possible d'utiliser un substrat transparent tel que du verre au borosilicate (Pyrex®) ou tout autre matériau transparent supportant d'être chauffé jusque 150°C. Le substrat comprend une première couche conductrice transparente formée par de l'oxyde d'indium dopé à l'étain (indium tin oxide, ITO) et des motifs métalliques, par exemple réalisé en un alliage de titane et d'or (TiAu) à l'aplomb des zones à ouvrir dans la couche de résine. La couche d'ITO sert à garantir la conductivité électrique de toute la surface, reliant ainsi les motifs métalliques en alliage de titane et d'or à l'aplomb des ouvertures, tout en laissant la lumière passer outre pour polymériser les zones devant l'être. It is possible to use a transparent substrate such as borosilicate glass (Pyrex®) or any other transparent material capable of being heated up to 150 ° C. The substrate comprises a first transparent conductive layer formed by indium oxide doped with tin (indium tin oxide, ITO) and metallic units, for example made of an alloy of titanium and gold (TiAu) at plumb of the areas to be opened in the resin layer. The ITO layer serves to ensure the electrical conductivity of the entire surface, thus connecting the metal patterns of titanium and gold alloy directly above the openings, while allowing light to pass by to polymerize the areas in front of the to be.
[0031] L'étape d) suivante illustrée à la figure 5 consiste à déposer dans le moule, par électroformage ou dépôt galvanique, une couche 7 d'un métal à partir de la couche 2 électriquement conductrice jusqu'à former un bloc atteignant préférentiellement une hauteur inférieure à la hauteur du moule, cela permettant une meilleure tenue mécanique lors d'un usinage ultérieur. Par métal dans ce contexte sont bien entendu compris les alliages métalliques. Typiquement, le métal sera choisi parmi l'ensemble comprenant le nickel, le cuivre, l'or ou l'argent, et, comme alliage, l'or-cuivre, le nickelcobalt, le nickel-fer, le nickel-phosphore, ou encore le nickel-tungstène. En général, la structure métallique multicouche est entièrement réalisée dans le même alliage ou métal. Toutefois, il est également possible de changer de métal ou d'alliage au cours de l'étape de déposition galvanique de manière à obtenir une structure métallique comportant au moins deux couches de natures différentes. The next step d) illustrated in Figure 5 consists in depositing in the mold, by electroforming or galvanic deposition, a layer 7 of a metal from the electrically conductive layer 2 to form a block preferably reaching a height less than the height of the mold, this allowing better mechanical strength during subsequent machining. By metal in this context are of course understood metal alloys. Typically, the metal will be chosen from the group comprising nickel, copper, gold or silver, and, as an alloy, gold-copper, nickelcobalt, nickel-iron, nickel-phosphorus, or again nickel-tungsten. In general, the multilayer metal structure is made entirely from the same alloy or metal. However, it is also possible to change the metal or alloy during the galvanic deposition step so as to obtain a metal structure comprising at least two layers of different types.
[0032] Les conditions d'électroformage, notamment la composition des bains, la géométrie du système, les tensions et densités de courant, sont choisies pour chaque métal ou alliage à électrodéposer selon les techniques bien connues dans l'art de l'électroformage. 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 electrodeposited according to techniques well known in the electroforming art.
[0033] La couche métallique 7 peut être usinée par un procédé mécanique de manière à obtenir une épaisseur prédéfinie par l'épaisseur du composant à réaliser. The metal layer 7 can be machined by a mechanical process so as to obtain a thickness predefined by the thickness of the component to be produced.
[0034] Selon une étape optionnelle se déroulant entre l'étape c) et d), on dépose localement une deuxième couche conductrice sur certaines zones photopolymérisées 3a mises en forme par l'emboutissage à chaud. Cette deuxième couche conductrice peut présenter les mêmes caractéristiques que la première couche conductrice 2. According to an optional step taking place between step c) and d), a second conductive layer is locally deposited on certain photopolymerized areas 3a shaped by hot stamping. This second conductive layer can have the same characteristics as the first conductive layer 2.
[0035] Selon une première variante, on utilise un masque chablon qui est positionné via un alignement optique. Un tel équipement permet de garantir un bon alignement du masque avec la géométrie des zones photopolymérisées 3a sur le substrat et ainsi garantir un dépôt uniquement sur la surface supérieure des zones photopolymérisées 3a sélectionnées car le masque est maintenu au plus proche du substrat 1. According to a first variant, a stencil mask is used which is positioned via an optical alignment. Such equipment makes it possible to guarantee a good alignment of the mask with the geometry of the photopolymerized zones 3a on the substrate and thus guarantee a deposit only on the upper surface of the selected photopolymerized zones 3a because the mask is kept as close as possible to the substrate 1.
[0036] Selon une autre variante, la deuxième couche électriquement conductrice est mise en oeuvre par une impression 3D pour déposer la deuxième couche conductrice. According to another variant, the second electrically conductive layer is implemented by 3D printing to deposit the second conductive layer.
[0037] De telles solutions permettent un dépôt sélectif et plus précis de la deuxième couche électriquement conductrice, et donc de mieux maîtriser la croissance galvanique lors de l'étape d). Such solutions allow selective and more precise deposition of the second electrically conductive layer, and therefore better control of the galvanic growth during step d).
[0038] L'étape e), illustrée à la figure 6, consiste à libérer le composant en éliminant par une succession d'étapes de gravure, humide ou sèche, le substrat, les couches conductrices ou les couches de résine, opérations familières à l'homme du métier. Par exemple la première couche conductrice 2 et le substrat 1 sont éliminés au moyen d'une gravure humide, ce qui permet de libérer le composant du substrat 1 sans l'endommager. Notoirement, le substrat en silicium peut être gravé avec une solution à base d'hydroxyde de potassium (KOH). Step e), illustrated in Figure 6, consists in releasing the component by eliminating by a succession of etching steps, wet or dry, the substrate, the conductive layers or the resin layers, operations familiar to the person skilled in the art. For example, the first conductive layer 2 and the substrate 1 are removed by means of wet etching, which makes it possible to release the component from the substrate 1 without damaging it. Notably, the silicon substrate can be etched with a solution based on potassium hydroxide (KOH).
[0039] A l'issue de cette première séquence, on obtient un composant pris dans la couche de résine, la couche conductrice 2 étant également encore présente par endroit. At the end of this first sequence, a component is obtained taken from the resin layer, the conductive layer 2 also still being present in places.
[0040] Une deuxième séquence consiste à éliminer la couche de résine 3 au moyen de gravures plasma O2, espacées de gravures humides des couches métalliques intermédiaires. A second sequence consists in removing the resin layer 3 by means of O2 plasma etchings, spaced with wet etchings of the intermediate metal layers.
[0041] A l'issue de cette étape, les composants obtenus peuvent être nettoyés, et éventuellement repris sur une machine-outil pour opérer des usinages ou une terminaison esthétique. A ce stade, les pièces peuvent être directement utilisées ou bien soumises à divers traitements décoratifs et/ou fonctionnels, typiquement des dépôts physiques ou chimiques. At the end of this step, the components obtained can be cleaned, and optionally taken up on a machine tool to carry out machining or an aesthetic termination. At this stage, the parts can be used directly or else subjected to various decorative and / or functional treatments, typically physical or chemical deposits.
[0042] Le procédé de l'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la fabrication de composants pour pièces d'horlogerie, tels que des ressorts, des ancres, des roues, des appliques, etc. Grâce à ce procédé, on peut réaliser des composants de forme plus diverses et présentant des géométries plus complexes que ceux obtenus via des opérations de photolithographie classiques. Un tel procédé permet également d'obtenir des composants robustes et qui présentent une bonne fiabilité au niveau des géométries. The method of the invention finds a particularly advantageous application for the manufacture of components for timepieces, such as springs, anchors, wheels, appliques, etc. Thanks to this process, it is possible to produce components of more diverse shape and having more complex geometries than those obtained via conventional photolithography operations. Such a method also makes it possible to obtain robust components which have good reliability in terms of geometries.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH01659/19A CH716969A2 (en) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | A method of manufacturing a watch component and a component obtained according to this method. |
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2019
- 2019-12-18 CH CH01659/19A patent/CH716969A2/en unknown
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