CN111352308A - 钟表构件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中所述方法至少包括以下步骤：由第一光敏树脂制造(E1)包括至少一层光敏树脂的第一结构，所述第一结构包括通过借助于至少一个掩模进行辐照而使第一光敏树脂聚合然后使第一光敏树脂显影所获得的第一图案；通过向第一结构的至少一个表面添加第二光敏树脂来使第一结构的所述至少一个表面结构化而使第一结构转变(E2)为第二结构。
Description
技术领域
本发明涉及旨在允许制造用于钟表构件的模具的母模的制造方法以及钟表构件的制造方法。换言之，本发明涉及用于钟表构件的模具的母模的制造方法以及钟表构件的制造方法。
背景技术
光刻是在钟表构件的制造中常用的技术，特别是可以形成用于制造钟表构件的树脂模具。
例如，专利EP2405300记载了使用光刻技术制造至少两层金属零件的方法的实现。
文献EP3035125提出了一种使用光刻技术制造多层钟表构件的改进方法。
文献EP3260932记载了一种由多晶陶瓷制成的钟表构件的制造方法，在该方法中使用了通过光刻形成的模具。
然而，基于所谓的传统光刻的现有技术的这些方法具有以下缺点：不能产生绝对任意的三维形状，例如在微米或甚至纳米尺度上复杂的形状。
此外，术语“软光刻”用于描述可以通过例如使用传统的光刻方法制造的母模获得由软材料制成的模具的方法。
然而，现有技术的这种方法具有以下缺点：不能产生绝对任意的三维形状，例如在微米或甚至纳米尺度上复杂的形状。
因此，本发明的一个目的是改进现有技术中已知的方法并提出一种用于制造三维的钟表构件的方案，该三维的钟表构件可能具有在微米或甚至纳米尺度上复杂的形状。本发明的另一个目的是允许以高度的可靠性、高度的可重复性和高精度制造钟表构件。
发明内容
为此，本发明涉及旨在允许制造用于钟表构件的模具的母模的制造方法以及钟表构件的制造方法。
用于钟表构件的模具的母模的制造方法至少包括以下步骤：
-由第一光敏树脂制造包括至少一层光敏树脂的第一结构，该第一结构包括通过借助于至少一个掩模进行辐照而使第一光敏树脂聚合然后使所述第一光敏树脂显影所获得的第一图案；
-通过向第一结构的至少一个表面添加第二光敏树脂来使第一结构的所述至少一个表面结构化而使第一结构转变为第二结构。该步骤有利地采用双光子聚合技术。
本发明更具体地由权利要求书限定。
附图说明
本发明的上述目的、特征和优点将在下面参照附图通过非限制性例子给出的具体实施方式的描述中详细地阐述，在附图中：
图1描绘了通过根据本发明的一个实施方式的制造方法制备的自动棘爪的立体图。
图2描绘了通过根据本发明的一个实施方式的制造方法制备的图1的棘爪中的开口的放大立体图。
图3至图9示出了根据本发明的第一实施方式的旨在允许制造图1和图2所描绘的自动棘爪的模具的母模的制造方法中的连续步骤。
图10基于由图3至图9所示的步骤得到的母模示出了用于自动棘爪的模具的制造步骤。
图11基于尤其在图10所示的步骤结束时获得的模具示出了自动棘爪的制造步骤。
图12至图16示出了根据本发明的第二实施方式的旨在允许制造图1和图2所描绘的自动棘爪的模具的母模的制造方法中的连续步骤。
图17基于由图12至图16所示的步骤产生的母模示出了自动棘爪的模具的制造步骤。
图18基于尤其在图17所示的步骤结束时获得的模具示出了自动棘爪的制造步骤。
图19示出了流程图，其示意性描绘了第一实施方式的第一替代形式和第二替代形式的步骤和子步骤。
图20示出了流程图，其示意性描绘了第二实施方式的第一替代形式、第二替代形式和第三替代形式的步骤和子步骤。
具体实施方式
本发明尤其实现了一种旨在允许制造用于钟表构件的模具的母模的制造方法，该方法有利地将基于传统光刻的至少一个步骤与基于双光子聚合技术(其缩写为TPP)的至少一个步骤相结合。例如，该方法用在远离钟表的领域的文献US9302430记载的方法中。最终，可以将其比作与传统光刻截然不同的特定的三维光刻形式。
更具体地，本发明实现了一种制造方法，其至少包括第一步骤和第二步骤，第一步骤在于使用传统的光刻技术在基板上制造E1第一结构，第二步骤有利地在于通过使用双光子聚合技术使第一结构的至少一个表面结构化来使第一结构转变E2为第二结构。
在本发明的第一实施方式中，除了第一步骤E1和第二步骤E2之外，制造方法还包括：
-第三步骤，其在于制造E3，E3’旨在允许制造用于钟表构件6的模具3的母模2；
-第四步骤，其在于制造E4模具3；
-以及在于制造E5钟表构件6的步骤。
就图1和图2所描绘的自动棘爪6的制造来说明根据本发明的第一实施方式的第一替代形式的制造方法。该自动棘爪6例如由工业陶瓷制成，优选由诸如氧化钇稳定氧化锆的陶瓷制成，并包括开口62，开口62的壁包括微观结构63，微观结构63被设计用于例如减小棘爪的开口62的所述壁与其配合的引导装置之间的接触面积。该棘爪、尤其是开口62的微结构化的壁具有非常复杂的几何形状，这可以有利地通过根据第一实施方式的制造方法来获得。
现在参照图3至图11描述旨在允许制造用于钟表构件的模具的母模的制造方法的第一实施方式以及使用由该母模得到的模具制造钟表构件的方法，由该母模得到的模具特别适合于制造如上所述的自动棘爪，并且更一般而言适合于制造任何钟表构件。
该方法包括在于使用传统的光刻技术在基板20上制造E1第一结构10的第一步骤。
按照惯例，水平方向被定义为平行于基板20的平面的方向。竖直方向被定义为与水平方向垂直并因此与基板的平面垂直的方向。
该基板20可以采取由诸如不锈钢之类的金属制成的晶片的形式，或者采取硅晶片或玻璃晶片或陶瓷晶片的形式。有利地，它是平面的。它可以可选地包括例如通过激光加工制备的结构。这些结构例如可以包括图案、尤其是加工图案和/或型腔。根据本领域技术人员已知的规则来准备基板，尤其关于使其进行脱脂、清洁、可能的钝化和/或活化。优选地，基板20具有参考标记，使得能够以高精度对其进行定位。基板20可以由导电材料(例如，不锈钢)制成。作为替代，例如也可以使用由诸如硅之类的非导电材料制成的基板。在这种情况下，可以在第一步骤E1之前进行的预备步骤中，例如使用热蒸镀在基板20的上表面上施加导电层21。通过已知的方式，该导电引发层21可以包括覆盖有金层或铜层的铬、镍或钛的底层，并因此可以呈现多层结构的形式。
第一步骤包括子步骤，该子步骤在于施加(E11)第一光敏树脂31使得其根据本领域技术人员已知的规则以所需高度的第一光敏树脂31的层覆盖基板20的导电层21的全部或部分上表面(或者在没有导电层21的情况下，直接覆盖基板20的上表面)。该第一光敏树脂31适合于传统的光刻。它可能是负性的也可能是正性的。在其是负性的情况下，其被设计为在辐照的作用下变得不溶于或难溶于显影剂(即，曝光区域抵抗显影)，而在其是正性的情况下，其被设计为在辐照的作用下变得易溶于显影剂，而不暴露于辐照的部分保持不溶或难溶。该光敏树脂31可以是SU-8型(是在UV辐照的作用下聚合的负性光敏树脂)，例如Microchem的型号为SU-8-100的树脂。
然后，第一步骤包括子步骤，该子步骤在于：借助于掩模4在基本上垂直于该掩模的方向上，尤其使用UV辐照、X射线辐照或电子束使第一光敏树脂31曝光E12，以便根据由掩模4限定的第一图案使其聚合，如图3所示。该曝光在于借助于包括开口和不透明区域的掩模4使光敏树脂31的层暴露于光辐照。因此，该掩模限定了要被再现以便产生结构或结构的一部分的第一图案。所使用的辐照垂直于或基本上垂直于掩模延伸的平面，并且垂直于或基本上垂直于基板20，使得仅直接与掩模中形成的开口对准设置的树脂区域被辐照。因此，这些区域由竖直或基本上竖直的壁(即，垂直于或基本上垂直于基板20的平面的壁)限定。替代地，可以使用具有透射率变化的掩模来形成非竖直的或倾斜的壁。
接下来，第一步骤包括在于使第一光敏树脂31显影E13的子步骤。在树脂31是负性树脂的实施方式中，显影在于根据适于光敏树脂31的方法，例如通过使用化学品溶解光敏树脂31或使用等离子工艺来消除树脂的未被曝光的(即，未被辐照的)区域。作为替代，在正性光敏树脂的情况下，在显影期间例如通过化学途径消除被辐照的区域，而将未被辐照的区保留在基板上。显影后，在去除了树脂的位置处露出基板20的上表面或可选的导电层21。由此，余下的树脂部分形成图4所示的第一结构10。该结构留在基板20的上表面或基板20的导电层21(如果存在的话)上。因此，第一结构10在两个水平表面(一个上水平表面(定义为聚合树脂与空气之间的界面)和一个下水平表面(定义为聚合树脂与基板20或可选的导电层21的上表面之间的界面))之间延伸，并且包括在这两个水平表面之间延伸的侧表面11，侧表面11通常基本上是竖直的，但作为替代也可以是倾斜的。这些侧表面是通过使用传统的光刻去除未聚合的光敏树脂而在第一光敏树脂31中形成开口的结果。优选地，第一结构10具有恒定的高度(在上表面和下表面这两个表面之间测量)。
为了产生多层结构，第一步骤E1可以涉及使用具有不同第一子图案的不同掩模来重复上述子步骤，其结果产生具有与不同的第一子图案的组合对应的第一图案的第一结构。
然后，该方法包括第二步骤，该第二步骤在于通过使第一结构10的至少一个表面、尤其是第一结构10的至少一个侧表面11结构化来使第一结构10转变E2为第二结构1。该步骤涉及在所述至少一个表面上添加聚合树脂的第二三维图案12。
因此，第二步骤包括子步骤，该子步骤在于：在第一结构10的至少一个上述表面的至少一部分上、尤其是在至少一个侧表面11上施加E21液态或半液态的第二光敏树脂32的层，如图5所示。例如，该步骤可以通过滴铸法或允许施加液态或半液态的树脂的任何其他方式(喷涂、旋涂等)来进行。第二光敏树脂32特别适合于前述的双光子聚合技术。它可以是负性的，也可以是正性的。在一个特定的实施方式中，所使用的光敏树脂32是半液态的树脂，例如Nanoscribe的IP-DipTM树脂，其是负性树脂。实施方式不限于以上描述。第一结构的前述表面可以替代地或补充地是水平的，而不只是侧表面是水平的，尤其是在制造多层的钟表构件的情况下。
有利地，第一光敏树脂31和第二光敏树脂32可以相同。因此用于两个步骤E1、E2的树脂既适用于传统的光刻，也适用于双光子聚合。
然后，第二步骤包括子步骤，该子步骤在于：在第二光敏树脂32的层的至少一部分上进行双光子聚合E22(如图6所示)，以便根据预定的第二三维图案实现三维聚合。为此，该方法可以采用光子器件5，该光子器件5旨在将电磁波发射到光敏树脂32上或光敏树脂32中，以便根据与第二图案相对应的空间坐标使其聚合。这种方法的益处在于限定的精确性和可以实现的图案的复杂性，例如尤其是在竖直方向上不连续的图案。
根据一个有利的实施方式，光子器件5包括物镜51，物镜51至少部分地浸入第二光敏树脂32中，以便根据限定第二图案的形状或三维几何形状12的空间坐标使其聚合。这种替代形式有利地可以优化第二三维图案的分辨率。更具体地，物镜51被设计为引导并聚焦激光束52，使得焦点穿过限定第二图案的形状或几何形状12的各个空间坐标。对于每个坐标，两个光子可以在激光器52的焦点处同时被树脂32吸收在被称为“体素”的非常小的体积中。化学反应被引发，液态或半液态的树脂发生聚合并在体素内变为固态。因此，由激光束52的焦点路径产生的体素限定了第二图案的形状或几何形状12。在将激光的聚焦光学器件和光敏树脂32的材料结合起来产生有利的作用时，体素的直径可以小于0.1μm，从而可以在第一结构10的至少一个表面上、尤其是在至少一个侧表面11上限定非常高分辨率的微观构造或者甚至纳米构造。因此，该步骤可以限定三维分辨率为0.001μm3或更佳且侧向分辨率等于体素的直径(即，0.1μm)或更佳的第二图案。
另外，物镜51至少一部分或全部浸入第二光敏树脂32中防止了激光束52穿过物镜与空气之间的界面以及空气与第二光敏树脂之间的界面，并避免了激光束在这些界面处的偏转。激光束(光子束)仅与第二光敏树脂相互作用：它在连续介质中被处理，避免了任何寄生反射或折射或功率损耗。结果，使激光束的路径最小化，并且使已经聚合的部分的检测更容易。结果是第二图案的三维分辨率被优化，并且处理速度被最大化。
此外，如图6所描绘的那样，根据在第一结构10的侧表面11上、尤其是在垂直于或基本上垂直于基板20的表面上施加第二光敏树脂32，该第二图案可以至少部分地在水平方向或者具有明显的水平分量的方向上延伸。
因此，该步骤可以形成微观构造或者甚至是纳米构造，例如，如图7所示，这些构造可以在表面11上采取方波或阶梯12的形状。这些形状不会切入表面11中，而是以浮雕的形式施加在表面11上。
然后，第二步骤包括子步骤，该子步骤在于：使第二光敏树脂32显影(E23)以消除未聚合的第二光敏树脂32并获得具有由第一图案和第二图案限定的形状的第二结构1。具体地，一旦第二光敏树脂32已经根据预定的三维几何形状进行了聚合，则在负性光敏树脂的情况下，例如通过将光敏树脂32的未被曝光的那些区域溶解在化学品中或者使用等离子工艺来消除这些未被曝光的区域。优选地，所使用的化学品与第一步骤中所使用的化学品相同。例如，其可以是基于PGMEA的溶剂。
在该第二步骤的结束时，分别成形为上述两种图案的两种光敏树脂31、32的组合最终形成了附着于基板20的第二结构1。
根据第一实施方式，该第二结构1旨在与基板20一起形成用于制造母模的第一模具，该母模旨在用于制造钟表构件制造用的第二模具。在第一实施方式中，第二结构1可以包括至少一个型腔13。
由于上述方法的步骤E1、E2，可以形成具有绝对任意的复杂三维形状的第二结构1，并因此允许制备用于具有对应的复杂的三维形状的钟表构件的模具的绝对任意的母模。
然后，方法实施第三步骤，该第三步骤在于使用E3、E3’第二结构1制造母模，该母模旨在用于制造钟表构件的制造模具。
更具体地，第三步骤E3、E3’在于将第二结构1与基板20一起用作母模2的制造模具，母模2旨在用于制造第三模具3，第三模具3旨在用于直接制造钟表构件6。
母模2尤其可以包括金属或金属合金或陶瓷或复合材料。优选地，母模2包括基板20。
根据下文所述的第一实施方式的第一替代形式，母模2是在基板20上生长金属或金属合金层22的结果。因此，母模优选由基板20、层21(如果存在的话)以及在所述基板上生长的金属或金属合金的层22构成。替代地，母模2不包括基板20，并且采取已经在基板上生长的金属或金属合金的层22的形式，该层预先与基板分离。
在实施方式的该第一替代形式中，第三步骤包括子步骤，该子步骤在于通过电沉积或电镀将至少部分地形成母模2的金属层22施加E31到第二结构1的一个或多个型腔13中，如图8所示。在该子步骤中，上述导电层21或基板20本身(如果其由导电材料制成)用作阴极以引发沉积反应。该步骤使用例如LIGA方法以及金属或金属合金，例如镍(Ni)或镍-磷(NiP)或任何镍基合金。有利地，可以使用文献WO2017102661中记载的合金。所获得的金属层22的高度H优选与由第二结构1形成的模具的高度相同。金属层22的高度也可以小于模具的高度，或者甚至大于模具的高度。可选地，该子步骤可以包括通过对金属层和模具同时进行机械抛光来调节高度，以便获得完全平面的水平上表面。
此外，所获得的金属层22的高度H优选显著大于层21的高度。其优选大于层21的高度的五倍，或者甚至大于层21的高度的十倍。
在实施方式的该第一替代形式中，第三步骤可以包括可选的子步骤，该可选的子步骤在于例如通过将导电层21从基板剥离来将由所述金属层22和第二结构1形成的组件与基板20分离E32。
在实施方式的该第一替代形式中，第三步骤包括子步骤，该子步骤在于例如通过化学侵蚀或使用等离子体将尤其由所述金属层22形成的母模2与第二结构1分离E33，以便实现图9所描绘的结果。
可能的子步骤E32以及子步骤E33可以以任何顺序进行。
根据下文描述的第一实施方式的第二替代形式，母模2是在基板20上形成陶瓷层的结果。因此，母模优选由基板20、层21(如果存在的话)和形成在基板上的陶瓷层构成。替代地，母模2不包括基板20，并采取在基板上的陶瓷层的形式，该层预先与基板分离。
在实施方式的该第二替代形式中，第三步骤E3’包括子步骤，该子步骤在于使用液体途径来用包含陶瓷粉末的产品填充E31’第二结构。例如，该步骤可以涉及倒入浆液或倒入凝胶或倒入凝结物。替代地，在基板由导电材料制成或者其中基板的上表面覆盖有导电层21的情况下，可以使用电泳来实施该步骤。在浆料的情况下，其可以包含液体物质、陶瓷粉末和至少一种添加剂。液体物质可以包括水、醇或其他有机溶剂。陶瓷粉末例如可以包括氧化锆或氧化铝或氧化物或碳化物或氮化物。该步骤可以在真空下进行以确保完美的填充而没有空气的夹杂。
该子步骤E31’之前可以是可选的子步骤，该可选的子步骤在于准备基板20的面对第二结构1的至少一个型腔13的至少一个表面部分，或者在于在基板20的面对第二结构1的至少一个型腔13的至少一个表面部分上施加涂层，以使母模2的坯件将来从基板20上释放更加容易。注意，该坯件例如可以采取生坯的形式，生坯是母模2的前体。
在实施方式的该第二替代形式中，第一步骤包括子步骤，该子步骤在于使位于第二结构1中的产品固结E32’。该子步骤尤其可以包括干燥浆料以便获得母模2的坯件。
可选的中间子步骤可以在于在脱模之前调节母模2的坯件的高度。该坯件例如可以采取生坯的形式，该生坯是母模2的前体。
在实施方式的该第二替代形式中，第三步骤包括子步骤，该子步骤在于将母模的坯件与由第二结构1形成的制造模具分离E33’。这种分离例如可以通过化学侵蚀或通过使用等离子体进行处理来实现。
在实施方式的该第二替代形式中，第三步骤最终包括子步骤，该子步骤在于使在前述步骤中获得的坯件脱脂，然后通过烧结使其致密化E34’。优选地，基板20由旨在能够承受进行第三步骤E3’的子步骤的温度的材料制成。例如，基板可以由硅或氧化铝制成。替代地，母模2不包括基板20，并且采取预先与所述基板分离的陶瓷层的形式。
根据第一实施方式的替代形式，母模2可以至少部分地由诸如弹性体的软材料制成。例如但非穷举地，可以提及硅酮、PDMS(聚二甲基硅氧烷)、橡胶、聚丁二烯、氟橡胶等。
无论第一实施方式的替代实施形式如何，钟表构件的制造方法都包括第四步骤，该第四步骤在于使用E4在上述方法步骤中获得的母模来制造第二模具3。该第二模具3有利地由软材料制备，使得其可以容易地从母模2移除。该第二模具3例如可以由聚合物、尤其是诸如PDMS(聚二甲基硅氧烷)或硅酮之类的弹性体制成。
该步骤E4包括第一步骤，该第一步骤在于使用至少部分地限定模具的压印型腔的母模2和诸如环形元件7之类的辅助装置来限制E41旨在接收作为第二模具3的前体的一定量的弹性体33的容积。
然后，该步骤E4包括第二子步骤，该第二子步骤在于将上述量的弹性体33倒入E42到由母模2和环形元件7限定的压印型腔中，如图10所示。
然后，该步骤E4包括第三子步骤，该第三子步骤在于使上述量的弹性体33聚合E43以使其在先前限定的压印型腔中固化。
然后，该步骤E4包括第四子步骤，该第四子步骤在于将弹性体模具3与母模2和环形元件7分离E44。
无论第一实施方式的替代实施形式如何，钟表构件的制造方法都包括第五步骤，该第五步骤在于使用第二模具3制造E5钟表构件6。
例如，该步骤E5包括子步骤E51、E52、E53、E54，这些子步骤与本发明的第一实施方式的第二替代形式的步骤E3’的子步骤E31’、E32’、E33’、E34’类似。
该步骤E5尤其可以包括在于使用液体途径用包含陶瓷粉末的产品填充E51模具3的子步骤。例如，该步骤可以涉及倒入浆料或倒入凝胶或倒入凝结物。在浆料的情况下，其可以包含液体物质、陶瓷粉末和至少一种添加剂。液体物质可以包括水、醇或其他有机溶剂。陶瓷粉末例如可以包括氧化锆或氧化铝或氧化物或碳化物或氮化物。该步骤可以在真空下进行以确保完美的填充而没有空气的夹杂。
该子步骤E51之前可以是可选的子步骤，该可选的子步骤在于准备模具3的至少一个表面部分，或者在于在模具3的至少一个表面部分上施加涂层，以使将来将构件6的坯件从模具3释放更加容易。注意，该坯件例如可以采取生坯的形式，该生坯是构件6的前体。
然后，步骤E5尤其可以包括在于使位于模具3中的产品固结E52的子步骤。该子步骤尤其可以涉及干燥浆料以获得构件6的坯件。
可选的中间子步骤可以在于在脱模之前调节构件6的坯件的高度。
然后，步骤E5尤其可以包括将构件6的坯件和模具3分离E53的子步骤。例如，该分离可以通过化学侵蚀或通过使用等离子体的处理来实现。
然后，步骤E5尤其可以包括在于使在前述步骤中获得的构件6的坯件脱脂并通过烧结使其致密化E54的子步骤。
钟表构件优选由陶瓷或复合材料制成。这样的陶瓷构件优选由被称为工业陶瓷的陶瓷制成。“工业陶瓷”是致密材料的名称，该致密材料基于氧化铝；和/或基于氧化锆；和/或基于尤其采用氧化钇和/或氧化铈和/或氧化镁稳定的氧化锆；和/或由铝酸锶、尤其是掺杂的铝酸锶制成；和/或由氮化物制成；和/或由碳化物制成；并且可选地尤其使用金属氧化物和/或混合的金属氧化物和/或尖晶石相着色。为了简化描述，可以使用术语“陶瓷”来指代能够用于制造构件6的“工业陶瓷”。如果材料的密度介于所讨论材料的理论密度的95％至100％之间，则认为该材料是“致密的”。注意，这里“基于”的思想是指所提及的化学成分至少占所涉及的陶瓷总化学成分的50重量％。注意，用于形成构件的工业陶瓷理论上不同于可以用于形成模具的陶瓷。
在本发明的第二实施方式中，第二结构1旨在至少部分地形成用于制造钟表构件6的模具3’的母模2’。在第二步骤E2结束时，分别成形为上述两种图案的两种光敏树脂31、32的组合形成附着于基板20的第二结构1。
图12至图16示出了根据本发明的第二实施方式的旨在允许制造图1和图2描绘的自动棘爪的模具3’的母模2’的制造方法中的连续步骤。在此，该第二结构1旨在与基板20一起形成用于制造钟表构件6的模具3’的母模2’。替代地，母模2’不包括任何基板20并且采取第二结构1的形式，第二结构1预先与基板分离。因此，与第一实施方式不同，第二结构1在此直接形成母模2’，而不是用于制造母模的模具。
在该第二实施方式中，第二结构1可以包括至少一个型腔13。
在该第二实施方式中，钟表构件的制造方法包括在于使用E4’、E4”、E4*母模2’制造模具3’的第三步骤，如图17所示。
根据第二实施方式的第一替代形式，该模具3’有利地由软材料制成，使得可以容易地将其从母模2’上移除。该模具3’例如可以由聚合物、尤其由诸如PDMS(聚二甲基硅氧烷)或硅酮之类的弹性体制成。
根据第二实施方式的该第一替代形式，钟表构件的制造方法包括在于使用E4’母模2’制造模具3’的第三步骤，如图17所示。步骤E4’例如可以包括与先前描述的步骤E4的子步骤E41、E42、E43、E44类似的子步骤E41’、E42’、E43’、E44’。
在第二实施方式的第二和第三替代形式中，模具3’可以是刚性的。在这种情况下，母模2’可以是牺牲母模。
根据第二实施方式的第二替代形式，模具3’是在基板20上生长金属或金属合金层的结果。因此，模具3’优选由基板20、层21(如果存在的话)以及已经在所述基板上生长的金属或金属合金的层构成。替代地，模具3’不包括基板20，并且采取已经在衬底上生长的金属或金属合金层的形式，该层预先与基板分离。模具3’在此包括至少一个型腔。
根据第二实施方式的该第二替代形式，在于使用E4”母模2’制造模具3’的第三步骤包括与本发明的第一实施方式的第一替代形式的子步骤E3的E31、E32、E33类似的子步骤E41”、E42”、E43”。
根据第二实施方式的第三替代形式，模具3’是在基板20上形成陶瓷层的结果。因此，模具3’优选由基板20、层21(如果存在的话)以及在基板上形成的陶瓷层构成。作为替代，模具3’不包括基板20，并采取基板上的陶瓷层的形式，该层已预先与基板分离。模具3’在此包括至少一个型腔。
根据第二实施方式的第三替代形式，在于使用E4*母模2’制造模具3’的第三步骤包括与本发明的第一实施方式的第二替代形式的步骤E3’的子步骤E31’、E32’、E33’、E34’类似的子步骤E41*、E42*、E43*、E44*。
无论第二实施方式的替代实施形式如何，钟表构件的制造方法都包括在于使用模具3’制造E5’钟表构件6的第四步骤。
步骤E5’尤其可以包括与先前描述的步骤E5的子步骤E51、E52、E53、E54类似的子步骤E51’、E52’、E53’、E54’。
在刚性模具3’的情况下，构件6或构件6的坯件可通过利用制造构件或构件6的坯件的材料的收缩而从模具3’中取出。
上文描述的钟表构件的制造方法可以用于制造所有钟表构件，例如，作为说明性和非限制性例子有摆轮、擒纵叉、掣子、小齿轮、轮、杠杆、弹簧、凸轮或甚至坯件。当然，它尤其可以用于制造包括微观结构的任何元件。
因此，显然，本发明通过将两种不同的技术有利地结合起来而实现了所寻求的目的。传统的光刻可以在第一步骤中简单、快速且可靠地形成旨在允许制造钟表构件的模具的母模的主体积，而双光子聚合技术则可以在更复杂而没有那么快但更精确且更灵活的第二步骤中将复杂的形状添加到该主体积中，从而可以限定绝对任意的三维图案。这导致钟表构件的模具的母模形状复杂，并且制造方式简单而强大。
Claims (14)
1.一种用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，所述方法至少包括以下步骤：
-由第一光敏树脂制造(E1)包括至少一层光敏树脂的第一结构，该第一结构包括通过穿过至少一个掩模进行的辐照而使所述第一光敏树脂聚合然后使所述第一光敏树脂显影所获得的第一图案；
-通过向所述第一结构的至少一个表面添加第二光敏树脂来使所述第一结构的所述至少一个表面结构化而使所述第一结构转变(E2)为第二结构，在于使所述第一结构转变(E2)的这个步骤包括以下步骤：
o在所述第一结构的所述至少一个表面的至少一部分上施加(E21)所述第二光敏树脂的层；
o使用光子器件根据第二图案在所述第二光敏树脂上进行双光子聚合(E22)，以获得三维聚合，所述光子器件包括至少部分地浸入所述第二树脂中的物镜以将光束引导并聚焦在体素上，所述体素限定所述第二图案的形状和/或几何形状；
o进行显影(E23)以便消除未聚合的第二光敏树脂并获得具有由所述第一图案和所述第二图案限定的形式的所述第二结构。
2.根据前述权利要求所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，在于使所述第一结构转变(E2)的步骤包括在所述第一结构的至少一个侧表面上添加所述第二光敏树脂。
3.根据前述任一项权利要求所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，在于进行双光子聚合(E22)的步骤能够限定具有优于或等于0.001μm3的三维分辨率和/或优于或等于0.1μm的侧向分辨率的第二图案。
4.根据前述权利要求所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，在于使所述第一树脂曝光(E12)的步骤产生包括垂直于或基本上垂直于所述基板的侧面和/或平行于或基本上平行于所述基板的恒定的截面的第一结构。
5.根据前述任一项权利要求所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中：
-两种树脂相同或不同；和/或
-两种树脂为正性或负性；和/或
-所述第一树脂为SU-8型或SU-8-100型；和/或
-所述第二树脂是液态或半液态树脂，尤其是IP-DipTM。
6.根据前述任一项权利要求所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-使用电沉积或电镀在第二结构上施加(E31)金属层，该金属层至少部分地形成用于钟表构件的模具的母模；
-将由所述金属层形成的用于钟表构件的模具的母模与所述第二结构分离(E33)。
7.根据前述权利要求所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，所述金属是镍基的，或者是镍-磷合金。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，所述方法包括以下步骤：
-使用液体途径来用包含陶瓷粉末的产品填充(E31’)所述第二结构；
-使所述产品固结(E32’)；
-将由所述产品形成的坯件与所述第二结构分离(E33’)；
-使前述步骤中获得的坯件脱脂，然后通过烧结使其致密化(E34’)。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的用于钟表构件的模具的母模的制造方法，其中，所述第二结构直接形成用于钟表构件的模具的母模。
10.一种钟表构件的制造方法，其中，所述方法包括在于使用前述任一项权利要求所述的方法来制造母模(2；2’)的步骤、在于使用该母模制造(E4；E4’；E4”；E4*)用于制造钟表构件的模具(3；3’)的步骤，然后包括在于将所述模具(3；3’)用作制造模具来制造(E5；E5’)所述钟表构件的步骤，所述钟表构件能够由陶瓷、尤其是工业陶瓷制成。
11.根据前述权利要求所述的钟表构件的制造方法，其中，所述模具(3；3’)由聚合物制成，尤其由诸如PDMS(聚二甲基硅氧烷)或硅酮的弹性体制成。
12.根据前述权利要求所述的钟表构件的制造方法，其中，在于使用该母模制造(E4；E4’)模具(3；3’)的步骤包括以下子步骤：
-用环形元件(7)补充所述母模(2；2’)地限制(E41；E41’)旨在接收一定量的聚合物的容积；
-将一定量的弹性体倒入(E42；E42’)到通过所述环形元件(7)而完整的由母模(2；2’)形成的压印型腔中；
-使所述量的弹性体聚合(E43；E43’)以使其固化；
-将弹性体模具(3；3’)与所述母模(2；2’)和所述环形元件(7)分离(E44；E44’)。
13.根据权利要求10所述的钟表构件的制造方法，其中，所述模具(3；3’)由金属或金属合金或陶瓷制成。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的钟表构件的制造方法，其中，在于制造(E5；E5’)所述钟表构件的步骤包括使用以下子步骤由工业陶瓷制造所述钟表构件：
-使用液体途径用包含陶瓷粉末的产品填充(E51；E51’)所述模具(3；3’)；
-使所述产品(E52；E52’)固结；
-将由所述产品形成的坯件与所述制造模具(3；3’)分离(E53；E53’)；
-将在前述子步骤中获得的坯件脱脂，然后通过烧结使其致密化(E54；E54’)。
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